1、 前 言 毕业设计是采矿工程专业教学中最关键、最重要的的一个环节，它由毕业实习和毕业设计两部分组成 。 在刘家梁矿实习的 三个多月的时间里， 在各位指导老师 ， 各位同学的关心和帮助下，我圆满的完成了设计工作。毕业 设计是对本专业所学知识的全面复习和巩固，加深理解所学的专业知识 ， 并系统的熟悉矿山开采设计、建设、生产以及安全的各个环节和系统的掌握有关知识，为以 后从事矿井设计、建设、安全技术工作 ， 技术管理工作及经营管理工作做好准备。对矿山开采规划与设计基本知识能力进行系统的教育，对矿山开采，矿山安全筹划等知识和技术全面 ，系统的应用能力的初步训练，对综合分析和解决生产实际问题的能力的培养
2、，对矿山规划与设计基础技能（绘图技能、文字表达与计算机技能等）的全面的初步的训练。了解矿山开采中的有关政策、法规，熟悉并能正确应用有关规定。 1 第一章 矿井概况 第一节 井田地质特征 刘 家梁井田位于山西省原平 市轩岗镇 。 该矿 井田北 临黄 甲堡井田(已 关闭） ，南 接六亩 地井田，西接焦家寨井田。井田范 围东、东 北 以六亩 地 矿铁 路 专用线及 L4、 L5、 L6 钻 孔 连 接，与 黄 甲堡 矿相邻 ，南与 六亩 地 矿 界及 F1断层为 界；北以 2 号煤层 底板等高 线 +760m 为 界。 北西以后口 断层为 界。井田走向 长 3.3 4.7km,倾斜宽 4.2km，面
3、 积10.2737km2。 刘 家梁煤矿宁武煤田位于山西台地背斜北中部 ，属 祁 (连 )吕 (梁 )贺 (兰 )山字形构造之前弧褶 皱东 翼中段 内侧，为继 承性上迭构造盆地。呈 狭长带 ，沿北、北 东方向 伸展。 轩岗矿区 位于宁武煤田的东 北端， 区内 走向 断层发 育， 倾 角一般在 60 75 。主要 断层 有黄 甲堡 断层 、段家堡 断层 、漫坡 断层， 均 为 南 东盘 下降的正 断层， 落差均在 300m以上。 区内 另一 组 与上述 断层 相 协调 ， 多为 北西 盘 下降，以后口 断层为 代表。地 层 由老至新 为奥 陶系，石炭系的本溪 组 、太原组，二 迭系山西 组 、石
4、盒子 组， 三迭系 刘 家 沟组 及第 四系黄 土、 冲击层 等，其中以二迭系石河子 组 分布最 广 。 第二节 煤层的埋藏特征 刘 家梁煤矿煤系地 层 平均厚度 为 106.00m，共含 煤层 8 层，煤层平均 总 厚度 为 20.01m，含煤系 数为 18.9%。主要可采 煤层 及局部可采2 煤层 平均 总 厚度 为 16.23m， 工业 价值含煤系 数为 18.2%。按 煤层赋 存情 况 分 为上 下 两个煤组， 2 号 、 3 号 、 4 号煤层属 上 组煤， 5号 、 6号煤层属 下 组煤 。主要可采 煤层为 2 号 、 5 号 煤， 截止 2009 年底，依法认定的资源储量：累计探
5、明储量 22614.1 万 t，保有储 量 19043.3万 t，可采储量 5997.3 万 t，累计动用储量 3383.7 万 t，累计采出量 1888.1万 t，累计损失量 1495.6万 t。 井田 内 各可采 煤层 均以 气 煤 为 主，次 为 焦 煤 。 各煤层 均 为 黑色、亮黑色，具有玻璃光 泽， 亮煤中裂隙 发 育，比重 随灰 分不同而异， 断口 为阶 梯 状 和 参 差 状 。 2 号 煤 强 度 较 硬， 3 号 煤 较 脆， 5 号 煤 较软 。 2号 煤比重 为 1.44t/m3， 3号 煤比重 为 1.35t/m3， 5号 煤比重 为 1.40t/m3。原煤灰分一般在
6、 25%左右， 2 号 、 5 号 煤 为 富灰分煤， 3 号 煤 为 中灰分煤。 第三节 井田境界与储量 刘 家梁井田位于 山西省原平 市轩岗镇 。 该矿 井田北 临黄 甲堡井田(已 关闭） ，南 接六亩 地井田，西接焦家寨井田。井田范 围东、东 北 以六亩 地 矿铁 路 专用线及 L4、 L5、 L6 钻 孔 连 接，与 黄 甲堡 矿相邻 ，南与 六亩 地 矿 界及 F1断层为 界；北以 2 号煤层 底板等高 线 +760m 为 界。 北西以后口 断层为 界。井田走向 长 3.3 4.7km,倾斜宽 4.2km，面 积 10.2737km2。 截止 2009 年底，依法认定的资源储量：累计
7、探明3 储量 22614.1万 t，保有储量 19043.3万 t，可采储量 5997.3 万 t，累计动用储量 3383.7 万 t，累计采出量 1888.1 万 t，累计损失量1495.6万 t。 第四节 矿井开拓 一、矿井开拓部署 矿井采用立井单水平开拓。主立井采用混凝土浇注，用于提升煤炭和矿井进风。副立井采用混凝土浇注，用于矿井矸石提升，设备材料及人员升降，矿井进风。井下在 +965m 水平布置电机车运输大巷，运输大巷在 5 号煤底板石中开凿，兼供上下组煤使用，上组煤 2 号、3 号煤层不布置运输大巷。在大巷上部布置采区，在采区两侧布置采煤工作面。上组煤的采区上下山用溜煤眼和采区车场与
8、主要运输大巷连接。各组煤采区上、下山采用集中运输。上组煤回风轨道上山布置在 3 号煤层中，胶带运输 上、下山布置在 3 号煤层底板岩石中，下组煤上山布置在 6号煤层中。 从 采 区 上山掘 进 岩巷 进 、回 风车场 、 进风斜巷与工作 面进 回 风顺 槽相接 ,213 采 区 分 两 翼 对称 布置工作面， 512采 区 、 513 采 区单 翼布置工作面， 512 采 区 及 513 采 区设计 能力均 为150 万 t/年， 213采 区设计 能力 为 100万 t/年 。 二、矿井通风系统 矿井通风系统为混合式，通风方法为机械抽出式。全矿有 5个井4 筒，其中 3 个进风井（主、付立井
9、、东进风斜井）， 2 个回风井（中央回风斜井、西风井），矿井总进风量为 10440m3/min，总回风量为10891m3/min。 中央回风斜井安装有型号为 FBCDZ 32 对旋轴流式主要通风机两台，（一台运行，一台备用），配套电机型号为 JSQ158 8，额定功率为 2 710KW，总排风量为 7800m3/min，实际负压为 2400Pa，现服务 213 采区、 513 采区；西风井安装有型号为 BDK65 8 28 对旋轴流式主要通风机两台（一台运行，一台备用），配套电机型号为YBF 636 8，额定功率为 2 450KW，总排风量为 3091m3/min，实际负压为 1800Pa，现
10、服务西下煤组。 三、矿井提升系统 主井安装一部 JKM-2.84 （）型摩 擦轮提升机，电机功率2630KW ，装备一对 9T 箕斗提煤；副井安装一部 DMT-2.254 （ A）型摩擦轮提升机，电机功率 500KW，装备一对 3T 双层单车四绳罐笼。 四、矿井运输 井下运输大巷采用 ZK10-6/550型架线式电机车牵引 3T底卸式矿车从采区煤仓接煤，经运输大巷到主井井底煤仓。采区及工作面为刮板输送机和胶带输送机运煤；井下辅助运输，大巷采用 ZK10-6/550型架线式电机车牵引 1T 矿车和材料车，轨道上山运输采用防爆液压1.6m 绞车，顺槽采用 JD-11.4或 JD-25 绞车。 5
11、五、矿井开采情况 刘 家梁 矿 井田 为煤层群开 采，共分 两组 。 刘 家梁 矿为单 水 平开 采，大巷水平 +965， 采 区 均 为上 山 开 采； 2 号 、 3 号层为 一 组 （ 间 距 7m），5 号煤层为 一 组 (与 3号间 距 51m)。 512 为单 翼 开 采， 512 采 区边 界掘 三 条 上山，一 条皮带进风 行人上山，一 条轨 道上山 通 过 溜煤眼 进风 斜巷， 车场 与工作面相 连 ，一条专用回风上山 。 213采 区 ，布置 两条 上山于 2号层煤 中，一 条为皮带 行 人进风 上山，一 条为轨 道上山 ,为双 翼布置。 六 、 现 主要生 产煤层 、采
12、区 、工作面情 况 刘 家梁 矿 主要生 产煤层为 2 号 、 5 号 煤 层 。现有 3个 采煤工作面 ,分布于西下采 区 和西二采 区 ，分 别 为 5124 综 采放 顶 煤工作面，2138-1、 2131-2高 档 普采工作面。 2138-1、 2131-2 高 档 普采工作面 开 采 2 号煤层， 采用走向 长 壁后退式金 属 网假 顶 分 层开 采采煤法，全部垮落法管理 顶 板； 5124 综采放 顶 煤工作面 开 采 5 号煤层， 采用走向 长 壁 综 合机械化 综放 开 采法，全部垮落法管理 顶 板。 5124 综 放工作面 ,走向 长 1200m，工作面 采长 103m，采高
13、 2.5m，放 顶 煤高度 7.0m。采用 MG-160/380 型采煤机割煤，用 SGZ-630/3206 型刮板 输 送机 运 煤，后刮板 输 送机型 号为 SGB-630/220 型。采用ZF3100-16/26 型支 撑 掩 护式 液 压 放 顶 煤支架，最小控 顶 距 3.2m，最大控 顶 距 3.8m。工作 面过渡架 采用 ZGT4400-17.5/27 型端 头 液 压 支架 支护顶 板，并隔 开 采空 区 。工作 面进 回 风 端 头 采用 6 根 3.2m 长 的“”型 钢 梁和 DZ-28 型 单 体液 压 支柱 进 行 支护 ，一梁三柱，成 对 布置，交 错迈 步前 进。
14、 工作面配 备有 SY-60A 型支架 阻力监测仪检 查支架初 撑 力和工作阻力。 工作面 顺 槽采用 SZQ-75型 转载 机和 SSJ-1000型可伸 缩胶带输 送机 运 煤。 工作面采用三八制作 业 方式， 两 班生 产 ，一班 检 修。循 环进 度0.6m，日循 环个数 6个 ， 循 环 系 数 0.85，日 产 煤量 3660.6t，年工作天 数 314 天，年 产 量 120 万 t。 2138-1高 档 普采工作面，采用走向 长 壁 倾 斜分 层后 退式采煤法，工作面走向 长 680m，工作面 采长 140m，采高 2.1m。采用 DY-150 型采煤机采煤，用 SGB-630/
15、150C 型刮 板 输 送机 运 煤。工作面采用 DZ-22型 单 体液 压 支柱与“”型 钢 梁配合 支护 。 顺 槽采用 SPJ-800 型 胶带输 送机 运 煤。工作面配 备 DZ-WC 单 体液 压 支柱阻力 测试仪进 行 矿压观测 。 工作面采用三八制作 业 方式， 两 班生 产 ，一班 检 修准 备 。循 环产7 量 182t，每日 5 个 循 环 ， 循 环 系 数为 0.8，日 产 煤量 910t， 年工作天 数为 310天，年 产 量 为 300kt。 2131-2 高 档 普采工作面，采下分 层， 工作面走向 长 570m， 采长140m，回采 设备 和 运输设备 与采一
16、队 相同。工作 面为 三八制作 业 方式，两 班生 产 ，一班 检 修准 备 。循 环进 度 0.6m，循 环产 量 182t，日循 环5 个 ，循 环 系 数 0.8，日 产 910t，年工作日以 310 天 计 算，年 产 量 为300kt。 第二章 采区地质特征 第一节 采区范围 西二采区位于西采区以西， 965 水平以上，东至刘、六两矿边界线，西至轩石铁路保护煤柱线，南至刘、焦两矿边界线，北 至西采区与西二采区分界线，走向长 1300m，倾斜宽 1200m，面积 1.56Km2。地面标高 1300m 1470m，井下标高 8800m 1120m。 第二节 采区地质情况 一、概述 513
17、 区呈单面山构造，地表多为黄土覆盖厚度 0 45.0m，平均20m，植被不发育，以灌木为主，树枝壮冲沟发育，区内较大河谷为后洞河河谷，在冲沟内出露部分二迭系地层。 8 二 、主要地层 513 区地层呈单一向斜构造，走向 N30 50 E,倾向 NW,倾角3 16 ,平均 11 ,从上至下发育地层主要有第四系马兰黄土、二叠系石千峰组、上石 盒子组、下石盒子组、山西组，石碳系太原组、本溪组，奥陶系中统峰峰组。 513区主要含煤地层为石炭系太原组，其次为本溪组及二迭系山西组，太原组平均厚度为 100.95m，脆性岩层主要为砂岩，钙质胶结，含碳屑。塑性岩层有煤、砂质页岩、页岩等，它们与脆性岩层相间分布
18、，煤系地层中砂岩不发生水力联系。本溪组平均厚度为 42.58m，其中脆性岩层（砂岩、灰岩）厚 18.8m，占总厚的 46%，塑性岩层（煤、砂质页岩、页岩等）厚 23.78m，占总厚的 54%，是本溪组与奥灰之间的隔水层。本溪组与煤系地层的基底奥灰岩呈平行不整合接触 ，奥陶系灰岩顶部有一层角砾状灰岩。上部为泥灰岩与厚层石灰岩互层，中部为豹皮状石灰岩，底部为白云质灰岩和灰岩，夹黄绿色钙质泥岩。厚度为 70.00m左右。 三、地质构造 513区整体来看是一个单面山构造，区域内构造以断层为主，褶曲次之，无陷落柱和岩浆侵入。断层又以中型断层、层间小型正断层为主，按空间展步可划分为两组，两组断层斜交，互相
19、拦截、切割。9 本区勘探时揭露 5 条断层，即 F2、 F3、 F4、 F5、 F10，采区中下部有一宽缓向斜，向斜方位 N85W,倾向 NE,翼角 5 7，倾伏角 9，在本区延伸长 400m，西二采 区上煤组采掘揭露落差大于 3m 的断层有F2、 F3、 F151、 F152,落差 2 m左右的小断层 13 条，根据勘探揭露和生产揭露情况综合分析，延伸到 5#煤层中并影响采掘的中、小型断层较为发育。 四 、顶、底板情况 5#煤层直接顶为灰黑色砂质页岩，厚 3m，裂隙发育， f=3 6;老顶为灰白色中粒石英砂岩，厚 5.6m， f=5,为弱含水层；直接底为灰黑色砂质泥岩，厚 1.4m,质软，随 5#煤发生流变，遇水膨胀；老底为灰白色中粒石英砂岩，厚 4.9m，为弱含水层。 5#煤层顶板及老顶砂岩在区内厚度及岩性变化不大，只是直接底松软，由于 受构造影响，与 5#煤层发生了塑性流变，厚度变化大，通过对本区钻孔资料统计分析， 5#煤直接底呈波浪状，在本区上部矿井边界附近有煤层变薄带，据 L35 号钻孔揭露， 5#、 6#煤层在该处层间距小，有合并趋势。 五 、煤尘、瓦斯、自燃、地温、地压情况 一 、瓦斯 根据近几年对西下采区瓦斯涌出量的测定统计结果： 综放工作面瓦斯绝对涌出量 9.8 m3/min
