1、 四川 XXXXXXX大学 毕 业 论 文 报告题目 ： 矿 井 设 计 教 学 系 ： 矿业工程系 指导老师 ： 职 称 ： 学生姓名： 学 号 : 专 业 ： 2012级煤矿开采技术 大学毕业论文 矿井设计 摘要 本设计是对陕西省镇巴县三元镇 安家山煤矿在原有基础上所作的初步设计，安家山煤矿自然地质条件较为复杂， 3#煤层平均厚度 1.4m，属中厚煤层煤层赋存较为稳定埋藏浅，地质构造较为简单。矿井瓦斯涌出量小，属瓦斯矿井，煤尘具有爆炸危险性。煤层自燃倾向性为类，属不易自燃煤层。矿井涌水量底 。本次设计主要对矿井开拓方式准备方式和采煤方法进行了初步设计，对矿井运输、通风、排水等生产系统进行了
2、描述和设备选型计算。设计中采用平硐开拓，采区布置为走向长壁工作面，一个工作面满足9 万 /ta 的生产要求。设计时根据现有经济技术条件，尽可能采用先进的开采技术和装备， 严格执行煤矿安全规程、煤炭工业矿井设计规范中的相关规定。 关键词： 矿井初步设计 平硐开拓 采煤工艺 大学毕业论文 矿井设计 目录 第 1 章 井田概况和地质特征 . 1 1.1 矿区地理位置 . 1 1.2 井田所属位置 . 1 1.3 地形地貌、气候与地震 . 1 1.4 矿区电力供应基本情况 . 2 1.5 水文地质 . 2 1.6 煤层顶底板 . 2 1.7 煤层埋藏特征 . 3 1.8 瓦斯等级和自然情况 . 3 第
3、 2 章 井田境界储量 . 4 2.1 井田境 界 . 4 2.2 地质储量 . 4 第 3 章 矿井开拓 . 5 3.1 井口位置与工业场地选择 . 5 3.2 井田开拓方式 . 5 3.3 井筒、井底车场及峒室 . 7 3.4 井底车场及峒室 . 8 3.5 主要大巷位置及水平划分 . 8 第 4 章 矿井开采 . 10 4.1 采煤方法 . 10 4.2 工作面装备方案 . 10 4.3 工作面参数的确定 . 10 4.4 工作面主要设备 . 11 4.5 工作面生产能力及回采工艺 . 11 4.6 工作面工序安排 . 12 4.7 顶板管理 . 13 4.8 劳动组织 . 14 大学毕
4、业论文 矿井设计 4.9 生产准备与巷道掘进 . 15 第 5 章 矿井运输及排水 . 17 5.1 矿井主运输方式及运输系统 . 17 5.2 矿井辅助运 输方式 . 17 5.3 矿井运输设备选型 . 17 5.4 矿井排水 . 19 第 6 章 矿井通风 . 20 6.1 概况 . 20 6.2 矿井通风 . 20 6.3 矿井通风阻力 . 23 6.4 掘进通风 . 25 6.5 矿井通风设施和减少漏风的措施 . 25 后 记 . 26 致 谢 . 27 参考文献 . 28 大学毕业论文 矿井设计 1 第 1 章 井田概况和地质特征 1.1 矿区地理位置 安家山煤矿位于镇巴县城西南 4
5、5km 的三元镇安家山村， 其地理坐标：东经 10745 42，北纬 32 28 30。矿井距 210 国道 40km，镇巴到通江之省道从井田西部边缘通过，距矿井 3.5km；矿井距汉中市 236 km；距万源市 130km；距离官渡（四川万源）火车站 126km，交通较为方便。 交通位置图 1-1 1.2 井田所属位置 该井田属镇巴煤田长岭复式向斜西南翼之一小段，次一级小褶曲发育。 1.3 地形地貌、气候与地震 （ 1）地形地貌 该区三面环山，中部相对平坦。井田内最低标高约 +760m，最高标高约 +1400m，相对高差 640m。属大巴山 中 -低山地貌，群山环绕，山清水秀，景色宜人，植物
6、生长茂盛。 （ 2）河流与水库 井田内无常年性河流和水库，周围三面溪水汇集，在其北部形成河流。井下补给水源主要靠大气降水。 （ 3）气象与地震 本区属暖温带大陆性气候，雨量充沛，四季分明，气候温和，光照充足。据气象部大学毕业论文 矿井设计 2 门的统计资料，年降雨量约 790 1820mm，降水主要集中在每年的 7、 8、 9三个月，占全年降雨量的 55 60%。历年平均气温 13.5，最高 38，最低 -10。结冰期为 12月至翌年 2月，最大冻土厚度 280mm；历年最多风向 NE 和 NW。 根 据 1993 年陕西省工程抗震设防烈度图，矿区地震烈度为度。 1.4 矿区电力供应基本情况
7、矿井供电电源采用双回路，一路 10kV 电源引自长岭 35kV 变电站，供电距离约 13km。另一路 10kV 电源引自汤家河水电站，供电距离约 4km。 1.5 水文地质 （ 1）地表水 井田内无大的地表水，仅有山涧溪流，大气降水为地表水和地下水主要补给源。井田内山高坡陡沟谷发育。大气降水一部分经沟流小溪排泄，一部分渗入地下。下渗的降水有些以泉水形式流出地表、有些沿裂隙流向深部补给地下水，水文地质类型属裂隙水为主的简单类 型。 （ 2）井田主要含水层和隔水层 三迭系中上统石灰岩、侏罗系下统须家河组砂、砾岩（ K1）含水层组： 出露于井田北西边缘一带，厚度达 640 余米，按岩性特点分为三段。
8、下段为厚层石灰岩（ 120m），中段为泥岩、泥灰岩互层夹角砾灰岩（ 220m 厚具有隔水作用）。此两段岩层在井田内埋藏较深又远离煤层。上段为中、厚层灰岩和泥灰岩互层，中夹薄层泥质条带，厚约 300m。灰岩裂隙溶洞发育，因底部有隔水层，有泉水出露于该段底部。应注意灰岩溶洞突然涌水事故的发生。 井田内主要含水层组以基岩裂隙为主，而基岩裂隙水的大小则受 裂隙发育程度和地下水的补给条件所控制，前者受地质构造和后期风化作用的影响：后者则与大气降水、地貌、地形、水文等因素有关。 矿井涌水量采用富水系数法、大井法、廊道法进行计算和对比，确定矿井正常涌水量为 12m3/h，最大涌水量为 23 m3/h。 1.
9、6 煤层顶底板 （ 1）煤层顶板 3#煤层顶板为灰色钙质粉砂岩，夹灰色钙质泥岩、薄层钙质砂岩，属中等易跨落顶板。 （ 2）煤层底板 大学毕业论文 矿井设计 3 3#煤层底板为黑灰色泥岩或粉砂岩，岩性相对较松软。 1.7 煤层埋藏特征 （ 1）主要开采煤层 3#煤为本井田主要可采 煤层，煤层厚度 0.3 2.5m，平均厚 1.4m；煤层倾角 2260，浅部倾角较大，深部倾角较小；其余煤层极薄，无开采价值。 （ 2）煤质 据精煤挥分（ Vr）和胶质层厚度（ Y）测定： 3#煤层 Vr 11.18 16.29%，平均 13.47%，变化不大； Y 值为 0；焦渣特征一般为 23；罗加指数 0 6；属
10、不粘结至弱粘结煤层，煤质为贫煤。 （ 3）工业用途评价 根据煤炭质量分级国家标准（ GB/T152224.1-2010） 3#煤层为中灰 高灰、底 中热值贫煤。由于热值底一般作为电煤燃烧。 1.8 瓦斯 等级和自然情况 3#煤层 瓦斯绝对涌出量 0.09m/min，瓦斯相对涌出量 2.28m/t，二氧化碳相对涌出量2.1m/t，。 属低瓦斯矿井。 （ 1）煤尘爆炸性 根据陕西省煤田地质综合实验室检测报告：煤尘爆炸性鉴定，采用 MT78-84 分析标准，送检样本火焰长度为 11mm，抑制煤尘煤炸最低岩粉量为 40%，煤尘爆炸指数为 19%，鉴定结论为该矿井所开采的 3#煤层，煤尘具有爆炸危险性。
11、 （ 2）煤层自燃倾向性 根据陕西省煤田地质局综合实验室对井田 3#煤送检样本检测报告，煤层自燃倾向性鉴定，氧化样为 402 ，还原样为 406，原煤样为 410，氧化程度为 50%（根据GBT18511-2001），鉴定结论为本矿井所采 3#煤层自燃倾向性为 类，属不易自燃煤层 大学毕业论文 矿井设计 4 第 2 章 井田境界储量 2.1 井田境界 镇巴县安家山煤矿井田走向长约 4500m，倾斜宽约 1000 1200m，面积 6.0568km2。开采深度 1270m 700m。 2.2 地质储量 经计算 3#工业保有储量为 275.98 万 t，设计利用储量（ C）为 260.21 万 t
12、，设计可采储量（ ZK）为 195.62 万 t。 矿井资源整合后设计生产能力 90kt/a，设计服务年限 16a。 大学毕业论文 矿井设计 5 第 3 章 矿井开拓 3.1 井口位置与工业场地选择 （ 1）工业场地选择 原矿井所在的工业广场处于井田的中央，地势为台阶性坡地，是本井田内唯一可选的工业场地，本次设计仍选择在本广场内，重新开拓一平峒与原来的三个平峒形成矿井新的开拓系统，初期使用上部平峒上山开采；后期使用下部平峒上下山开采，井下位置较合适，便于开拓。 （ 2）井口位置 根据地面工业广场选择情况和地形、地貌特征，结合井下地质条件：层倾角较大，埋藏深浅不一。 新井口位置的选择范围，仅限于
13、工业场地所在的山坡，井筒选择位置较高，则开采煤量有限，选择较低，井筒则长、工程量加大，经过现场勘察，技术上合理，经济上可行的新井口位置选择在 +850m 标高。原有的三个平峒（ +997、 +950m 和 +1057m），分别为初、中期的主井和风井。 3.2 井田开拓方式 （ 1）方案提出 井田内 +1050m 标高以上煤层已基本采完。矿井现有三条平峒： +1057m 回风平峒、+997m主平峒以及最近完成的 +950m平峒，均为圆弧拱形断面，巷道净宽 2.2m，净高 2.3m，断面积 4.6m左 右；这些平峒即可完成 +950m 水平以上的煤层开采，剩余 +700m(资源部门划定的下限 )至
14、 950m 的开拓问题即为本设计考虑的重点。据此设计提出以下两个开拓方案。 方案一：平峒开拓 1）矿井采用四条平峒开拓全井田，主平峒为新开拓，主要开拓中下部煤层，中上部煤层利用原有的 +950m、 +997m 和 +1057m 平峒进行开拓； 2）已有的三个平峒井口标高分别为 +950m、 +997m 和 +1057m；方位分别为 45、 58 和 68；长度分别为 358m、 286m 和 284m； 3)新开主平峒（后期用）井口标高 +850m，方 位 35，选用圆弧拱形断面，巷道宽2.4m，高 2.3m，面积 5.1m，长度 452m。水平（ +3）掘进进入煤层，然后沿煤层走向分别向两翼
15、开掘 +850m 水平运输大巷（断面同主平峒）和集中运输、回风斜巷与 +950m水平大巷连接，构成生产系统，主要开采 710 950m 之间的煤层； 大学毕业论文 矿井设计 6 4） +710 +850m 的开采，在巷道探明煤层储量后，采用下山开拓； +950m 水平以上煤层的开采，利用原有的三条平峒。 方案二：综合开拓（平峒与斜井） 1）矿井采用一条斜井和三条平峒开拓全井田，主斜井为新开拓，副平峒和回风平峒分别利用 原有的 +950m、 +997m 和 +1057m 平峒； 2）新开主斜井井口标高 +800m，方位 130，圆弧拱形断面，巷道宽 2.4m，高 2.3m，面积 5.1m，长度
16、294.4m；以 17坡度掘进进入煤层（标高 +710m），然后沿煤层走向分别向两翼开掘 +710m 水平运输大巷（断面同主斜井）以及采区运输、回风上山与 +950m水平大巷连接，构成生产系统，主要开采 710 950m 之间的煤层； 3） +950m 水平以上煤层的开采，利用原有的三条平峒。 （ 2）方案比较 优 点 缺 点 方案一 1平峒开拓系统简单 ，占用运输设备少，水可以自流出井； 2储量不清楚之前，投资风险小； 3装备简单，投资较少； 4适合当地开采习惯。 1急倾斜煤层上山开采方便，但这一开拓方案仅能采 850以上的煤层，850 以下还需用下山开采，后期工程量大； 2多一条水平大巷。
17、 方案二 1一次投资即可完成所划定区域的煤层开采； 2后期无须做暗斜井； 3水平大巷少。 1初期投资大，占用设备多，初期排水设备增加； 2投资风险大； 3井筒及地面设施多，运输复杂； 4 38度上山，长 500m，绞车大，运输困难。 综上所述，方案一 系统简单，排水运输方便，占用运输设备少，初期投资少；但巷道总长度大；方案二总巷道投资少，但初期投资大，投资风险大，阶段过长。根据当地的经济环境、勘探程度以及 +850m 以上矿井储量较多的实际（可形成开拓煤量 90 万 t以上）。设计认为：方案一更适合本矿井具体条件，尤其在深部储量不很清楚的情况下，推荐方案一为井田的开拓方式（采用四条平峒进行开拓），是比较合理的。
