1、毕业设计(论文)说明书设计题目: 华丰煤矿-1350m 水平前一采区设计说明书函 授 站:新汶矿业集团华丰矿专业班级：采矿工程 2009 级 设 计 人：王 继 玉 山东科技大学继续教育学院二 0 一一年九月十一日1华 丰 煤 矿-1350m 水平一采区设计说明书目 录第一章 矿井概述2第一节 矿井概况2第二节 井田地质特征3第三节 井田开拓5第二章 -1350m 延深水平设计概况6第一节 开采范围、储量、生产能力6第二节 矿井开拓7第三章 采区设计9第一节 采区地质特征10第二节 采区生产能力服务年限12第三节 采区巷道布置14第四节 采区工程量及三个煤量17第四章 回采工艺设计19第一节
2、设计工作面的地质概况19第二节 采煤工艺19第三节 装煤运煤系统20第四节 顶板管理20第五节 劳动组织和主要经济技术指标23第六节 生产系统26第五章 安全技术措施27第一节 预防瓦斯和煤尘爆炸27第二节 防止水患28第三节 预防火灾28第四节 其它事故的预防29第六章 采区技术经济指标302第一章 矿井概述第一节 矿井概况1、井田位置华丰井田位于山东省宁阳县华丰镇境内，是新汶矿业集团公司所属的、位于新汶煤田最西端的相对独立的井田。地理坐标：东经 117o07 281171111，北纬35o5149355452。井口坐标为：东经 1170943北纬 355157。2、自然地理、气象和交通2.
3、1 自然地理华丰井田位于徂徕山和蒙山两大分水岭之间，地形特点属山间凹地，地势较为平缓，地面标高100140m。故城河为华丰井田的主要地表水系，属于季节性河流。河道宽 3050m，最大流量 528m3/s，洪水期河道宽 285m，最高洪水位 119.7m（1900年） 。2.2 气象华丰矿区属于北温带大陆性气候，年平均气温 13.6，年平均降水量 709.4mm。雨季为 6、7、8 月份，结冰期每年 11 月至次年 3 月，最大冻土深度为 0.5m。风向春季以西南风为主，秋冬以北风较多，最高风速 20m/s。2.3 地震地震烈度为 7 度，本区地震活动不强，但无感地震频发。由于采动引起的冲击地压
4、活动导致矿区矿山地震活动频发。一般在里氏震级 1.7 级左右，最高达 2.9 级（1996 年 4 月 27 日） 。2.4 交通磁莱铁路、309 国道自西向东从华丰井田南侧通过；华丰煤矿西距京沪铁路和 104国道及京福高速公路 6km 左右，距宁阳县 40km，交通极为方便。3附近其它矿井及村庄情况井田范围附近开办的小煤矿已全部关闭，原采深均在210 以上。矿区内南 5km 建有 300 万吨/年的泰山水泥厂，矿区东部建有 3000kwh/年电厂。井田南部村庄自西向东依次有西磁窑、田家院、东磁窑、新街、白土厂、井泉庄、西故城；井田北部村庄自西向东依次有乔家庄、小河西、南良父、北故城。附近农村
5、以农业生产为主。4、矿井范围东西边界均为第三系砾岩侵蚀面，南界为煤层露头；北至-1000m 水平。井田走向3长度 7.7km，倾斜宽度 2.14km，平面形状不规则，面积约为 16.5km2。第二节 井田地质特征地 层 系 统 岩 性 柱 状 煤 岩层 名 称 厚 度 岩 性 描 述由 褐 色 土 壤 及 粘 土 、 亚 粘 土 、含 砾 砂 层 和 黄 土 层 组 成 ， 砂 砾 成 分 以石 英 、 长 石 为 主 ， 粒 径 1-3mm。中 、 上 部 主 要 为 灰 白 -灰 绿 色 石灰 质 砾 岩 ， 夹 砂 岩 砾 岩 成 分 以 石 灰质 为 主 ， 次 为 砂 岩 、 片 麻
6、 砾 岩 ； 下部 为 红 色 、 杂 色 石 灰 质 砾 岩 、 粉 砂岩 及 泥 岩 等 。主 要 为 杂 色 粘 土 岩 ， 灰 至 灰 绿色 或 黄 褐 色 泥 质 砂 岩 、 杂 色 粘 土 岩 、泥 岩 等 。以 中 、 细 砂 岩 和 粉 砂 岩 为 主 ，夹 粗 砂 岩 和 泥 岩 。 含 煤 3层 ， 可 采 2层 ， 自 上 而 下 为 1煤 、 4煤 ， 粉 砂 岩中 含 大 量 的 羊 齿 类 、 苛 达 、 轮 叶 、楔 叶 、 芦 木 、 厥 类 等 高 等 植 物 化 石 。主 要 为 粉 砂 岩 、 泥 岩 、 中 -细砂 岩 ， 夹 4层 薄 层 灰 岩 及
7、泥 灰 岩 1-3层 。 含 煤 21层 ， 其 中 可 采 和 局 部 可采 5层 ， 自 上 而 下 为 6、 11、 13、 15、 16煤 ， 太 原 组 为 典 型 的 海 陆 交 互型 含 煤 沉 积 ， 旋 回 结 构 清 楚 。 粉 砂岩 及 泥 岩 中 含 鳞 木 、 芦 木 、 厥 类 、轮 叶 等 植 物 化 石 ， 灰 岩 中 含 丰 富 的珊 瑚 、 蜓 、 腕 足 类 、 海 百 合 等 海 相动 物 化 石 。以 泥 岩 、 杂 色 粘 土 岩 、 深 灰 色 粉砂 岩 为 主 ； 夹 两 层 灰 岩 。主 要 为 石 灰 岩 。界 系 统 组新生界古生界第四系第
8、三系二叠系石炭系奥陶系下统下统上统官庄组下石 盒组山西组太原组本 溪组0-6.690-1008.860-154.50127.57195.2135.30-47.908001煤4煤5煤一 灰二 灰11煤四 灰13煤15煤16煤徐 灰草 灰(m) 子上 统 上 、92.85-139.95156.34-236.0444.89图 1-2 华丰井田地质柱状图41地层特点、主要含煤地层情况上石炭统太原群及下二迭统山西组为华丰井田主含煤地层，煤系总厚 350.09m，共含煤 24 层，其中可采煤层（厚度大于 0.5 米）共有 8 层，即第1、4、6、11、12、13、15、16 层煤。总可采厚度为 12.6
9、米，含煤系数为 3.6%，除第 4 层煤为厚煤层、第 16 层煤为中厚煤层外，其余均为薄煤层。1980 年后，因第 12层煤真厚在 01.55 m 内，变化较大，定为不可采。2.可采煤层特征现可采煤层中第 1 层煤未采，仅采第 4、6、11、13、15、16 层煤，即实际开采的煤层数为 6 个。第 4 层煤：厚度为 5.47.3m，一般厚 6.8m，在井田西部有夹矸，厚 01.5m 左右分，煤层为两层，上层厚 4.55.0m，下层厚 2.02.5m。煤层稳定，断层较少，为矿井主采煤层，下距第 6 层煤 37m 左右。第 6 层煤：厚度 11.15m ，煤层稳定，但断层较多，下距第 11 层煤
10、100 米左右，也是矿井主采煤层之一。第 11 层煤：厚度 0.51.7 米，平均 1.3 米。西部夹矸层厚 00.2m，东部夹矸层厚 0.21.2m，煤层稳定，断层较少，下距第 13 层煤 55m 左右。第 13 层煤：厚度 0.81.19m，平均 1.0m 左右，煤层稳定，断层较多，下距第 15层煤 25m 左右。第 15 层煤：厚度 0.71.0m，平均 0.8m 左右，煤层稳定，断层较多，下距第 16层煤 6m 左右。第 16 层煤：厚度 1.12.3m，平均 1.6m 左右，从东向西逐渐增厚，煤层较为稳定，断层较多。3井田地质构造和水文地质条件地质构造较为简单。其大的地质构造是位于新
11、蒙向斜北翼西站，北有莲花山断层，东有羊流断层，属于距今 2.72.5 亿年的晚古生代石炭二迭纪煤田，由于燕山运动的影响，地层走向在东西两翼有十分明显的变化，东部为 3060，中部为 290310，西部为 340360。华丰井田内的小断层，在东部以小角度逆断层为多，落差最大 17m，在西部以大角度正断层为多，落差最大 26m。井田内陷落柱分布较广，柱体大小不一。煤田内地表冲沟比较发育，区内直接充水含水层主要有第三系砾岩、山西组砂岩、太原组薄层灰岩与本溪组徐灰，间接充分含水层主要有第四系含水砂砾层和奥陶系灰岩，其中又以砾岩、徐灰和奥灰为主，对矿井威胁最大。4瓦斯含量、等级及煤的自燃性和煤尘爆炸性华
12、丰煤矿为低瓦斯矿井，各煤层均有煤尘爆炸性危险，均有自燃发火倾向，最短5发火期 57 天。第三节 井田开拓1井田开拓方式 开拓方式为斜井多水平开拓，在各水平和各煤组内划分采区，采区巷道布置采用煤层群分组巷道联合布置方式，即在采区内布置上、下山并划分区段，在区段内布置回采工作面和岩石集中巷及石门，由石门揭露各煤层，各煤层共用区段石门和岩石集中巷。现已开拓-90m、-210m、-450m、-750m、-1100m 五个水平，第一、二、三水平已结束，生产水平为-750 水平和-1100 水平。 2主要井筒主井：共分三段，分别长 1710m、1580m、1314m，安装 GDS100 型钢缆皮带运输机，
13、皮带井之间以转载巷联接，主要用于提煤和运送人员。付井： 1#副井(矸石井)分三段，分别长 1158m、1506m、728m，井筒铺设 30kg/m钢轨，主要用于提矸；2#副井(人车井)分三段，分别长 1118m、645m、738m，铺设双轨，担负提矸、提人以及运送材料设备等；管子井分三段，分别长 996m、441m、920m。风井：位于井田中部，分三段组成，第一段斜长 1163m，第三段斜长 710m，第三段斜长 980m。大巷：-1100m 水平运输大巷布置在二灰顶板粉砂岩中，中部有一段穿过二灰，铺设 30kg/m 钢轨，轨距 600mm，架线电机车串车运输，区段集中巷安设皮带机，担负工作面
14、原煤运输。井底车场布置双道起坡平车场，双轨车场净长度不小于 30m，以单轨方式与大巷连接。3、主要生产系统3.1 运输系统主井运煤系统为斜井钢丝绳牵引胶带输送机运输方式，由三部 GDS-100 型钢丝绳牵引胶带输送机运输和一部 SD-150P 型胶带输送机组成。兼作运送上、下井人员。1#付井(矸石井)三段均为双钩串车提升，一吨矿车，第一段绞车型号 XKJ231.5B 型；第二段2JK-3.5/20；第三段 2JK-3/30E 主要用于提升矸石。2#付井(人车井)第一二段为双钩一吨矿车串车提升，双钩 CRX-10 型人车 3 节提升，第三段单钩提升，主要用于升降人员和下松材料。3.2 排水系统多
15、级排水，有-450m、-750m、-1100 三个中央泵房排水， -1100 水平排至-750m 水6平，-750 水平再到-450m 水平，-450m 水平直接排到地面。3.3 压风系统采用集中供气方式，-750 和地面设立压风机房、-1100 设立一台移动压风机，现安装 6 台 SM-5160A 型螺杆式风冷压风机，其主要技术参数为排气量 26.5m3/min，排气压力 7kgf/cm2，电动机功率为 160kw，主管路采用 2196 型钢管，井下所有管路均连通。3.4 通风系统矿井通风方式为混和式，通风方法为抽出式。分排气坑和管子井两个系统。排气坑风井安装 G4-73-1l28D 离心式
16、主要通风机两台，配套电机额定功率 800KW。管子井风井安装 BDK65-8-NO.24 的对旋主要通风机两台，配套电机功率为 250KW2，均为一台工作一台备用。矿井总排风量 11900m3/min，其中排气坑风机 7979m3/min，管子井风机 3921m3/min。矿井负压 3174Pa，其中排气坑 3134Pa，管子井 3254Pa，矿井等积孔为 4.2m2，属通风容易矿井。3.5 大巷运输吊挂皮带运煤，1.5 吨底卸式矿车运掘进煤，1 吨固定矿车运矸石。第二章 -1350m 延深水平设计概况第一节 开采范围、储量、生产能力1、开采范围根据山东省国土资源厅以鲁资能备字200741 号
17、文批复的山东省新汶煤田华丰煤矿深部勘探报告 ，本区范围浅部以各煤层-1100m 水平为界，深部至各煤层-1350m水平；东部和西部为各煤层剥蚀边界，东西走向长 7.7km，南北倾斜宽 0.5km，面积约3.5km2。 -1350 水平上限标高-1100m，下限标高为-1350m。2、资源储量根据新汶矿业集团地质勘探公司编制的山东省新汶煤田华丰煤矿深部勘探报告提交的资源储量，作为本次设计资源储量计算依据。-1350m 水平资源量 2704.5 万 t。-1100-1350m 水平分煤层资源/ 储量表资 源 量煤层 资源/储量合计 探明的（331）控制的（332） 推断的（333）可采量74 10
18、46.9 724.9 268.9 53.1（断层煤柱 24.2） 1030.06 246.6 91.0 89.9 65.7（断层煤柱 4.4） 193.811 529.0 138.0 208.0 183.0 396.813 206.0 58.0 148.0 164.815 233.0 65.0 168.0 186.416 443.0 443.0 332.3合计 2704.5 953.9 689.8 1060.8（断层煤柱28.6） 2304.13、生产能力与服务年限（1）为了与上水平系统配套，结合-1350m 水平煤层赋存状况和储量，设计能力仍为 90 万吨/年。（2）矿井设计工作制度： 年工
19、作日 300 天，每天工作 14 小时，每天三班工作，其中两班生产，一班检修，每班工作 8 小时。（3）-1350m 水平服务年限： 年14.9023A第二节 矿井开拓1、水平延深方案（1）六水平延深开拓方案六水平延深开拓采用暗斜井开拓延深方式，并在-1350 水平设置运输大巷贯穿整个采区。（2）延深井筒数目、位置、层位选择延深井筒数目：根据矿井生产系统的要求，设计共布置四条主副延深井筒。主提井筒（皮带暗斜井）：运煤和上、下人员，采用 1.0m 宽钢缆皮带提升。矸石暗斜井： 提升矸石，下放材料设备，采用双钩串车提升。人车管子暗斜井：敷设排水、压风、动力、通讯管线，设检修绞车，检修管线，设人车辅
20、助上、下人员。回风暗斜井：-1350m 水平生产较长时期内1100 大巷还需要作为进风巷，不能作为回风大巷使用。因此需要布置一条延深水平的回风暗斜井。延深水平各回采工作面通过岩石集中区段平巷至延深水平回风暗斜井回风。8延深井筒位置：皮带暗斜井布置在-1100 水平车场以西，靠近-1100 水平皮带井布置，方位向东北，煤炭经转载小煤井进入-1100 水平主运皮带；矸石井布置在-1100 水平矸石井东侧，管子井和皮带暗斜井布置在矿井中部，回风暗斜井布置于-1100m 回风暗斜井东侧，井筒也采用偏西方向伪倾斜布置。与-1100m 回风暗斜井的高差采用一段小立井联系。延深井筒层位：皮带井：倾角 173
21、0，井筒全长 876.5m，采用穿层布置，巷道总体位于二灰底板到 11 层煤之间，岩层稳定，距前组煤距离 110150m，有利于巷道维护。矸石井：井筒坡度 24，斜长 619.7m，方位 325，穿层掘进，向下穿过二灰、煤 11，-1350 水平位于 11 层底板砂岩中，下车场落在二灰底板砂岩中。管子井：倾角 24，巷道总长度 602m，巷道伪倾斜穿层布置，方位角 40，与岩层走向夹角由上向下由 5035，由上向下穿过二灰、煤 11，-1350 水平位于 11 层底板粉细砂岩中。回风井:巷道方位角 325 度，与煤岩层走向夹角 45，布置约 23m 高的回风小立井与-1100 水平风井联接，巷
22、道由上向下穿层掘进，穿过二灰、11 层，1350 水平落在四灰顶板 15m 处。（3）-1350m 水平运输大巷-1350m 水平运输大巷净断面积 14.64m2，掘进断面积 17.69m2，锚网喷二次支护，铺设双轨 600mm 轨距，木轨枕，30kg/m 钢轨。布置在煤 8（1） 底板岩层与二灰顶板粉砂岩中。电机车采用 ZK106/550 型架线式电机车，1.5 吨底卸式矿车、1 吨固定式标准矿车。2、井筒及井底车场（1）井筒皮带暗斜井：井筒净宽 4.5m，净断面积 14.61m2，掘进断面 17.27m2，荒断面18.25m2，锚网喷二次支护后 U29 型棚加强支护。装备一条 1.0m 宽
23、的钢缆皮带机，型号 GDS-100 型。矸石暗斜井：井筒净宽 4.2m，净断面积 13.15m2，荒断面 15.77m2，锚网喷二次支护扶 U29 型钢棚加强支护。管子暗斜井：井筒选用直墙半园断面，巷道净宽不少于 4m，净断面积 11.88m2，9掘进断面积 14.64m2，锚网喷二次支护扶 U29 型钢棚加强支护。回风暗斜井：风井选用直墙半园断面，净宽不少于 4.6m，净断面积 15.67m2，掘进断面 17.32m2，锚网喷二次支护扶 U29 型钢棚加强支护。（2）车场及硐室上部车场形式：为平车场，通过-1100m 水平运输大巷与-1100m 水平车场连接。管子井上车场形式为甩车场，与-1
24、100m 水平大巷连接。车场硐室：设有下列硐室：主井皮带机绞车房及配电硐室、矸石井绞车房及配电硐室、管子井绞车房及配电硐室。主要机电硐室采用锚网喷二次支护加锚索锚棚支护，一般硐室及车场巷道采用锚网喷锚棚二次支护。工程量:车场巷道及通道 543.92m，硐室及交岔点 450.73m，合计总长度 994.65m，掘进体积 20163m3。井底车场：主井车场采用大巷通过折返式车场形式，锚网喷锚棚支护，净断面积14.64m2，掘进断面 17.69m2，铺设双轨，轨型 30kg/m，轨距 600mm，木轨枕。矸石井和管子井车场均采用平车场，设高低道，巷道采用锚网喷支护加 U 棚加强支护。车场通过能力：主
25、井井底车场主要用以运输掘进煤和后组回采煤。车场每年运输工作时间按年工作日 300 天，每天 14 小时计算，车场通过能力 190 万吨3、根据合理水平服务年限、水平接续和减少水平个数的要求，在主副提升设备能力满足要求的条件下，将阶段垂高定为 250m。-1100m-1350m 之间，煤层倾角平均32，斜长 470m，分为三个区段开采，分别为-1180 水平、-1260 水平和-1350 水平，区段平均垂高 80m，每个区段工作面斜长 150m。4.施工安排根据华丰矿现在的实际掘进水平，设计规定各类巷道平均进度如下：岩巷平段7090m/月，岩巷斜段 5060m/月，半煤岩巷 200m/月，硐室 1000m3/月。先后共安排五个掘进队施工，一个掘进队施工管子暗斜井及-1100m 泵房水仓；一个掘进队施工矸石暗斜井及-1350 大巷、一个队皮带暗斜井，一个队施工风井及准备巷道；单独一个队施工回采巷道。本次工期安排从 2008 年 11 月开始。经过工程排队计算，-1350m 水平主体工程施工完，也就是-1350m 水平井底车场及硐室完成，-1350 水平运输大巷贯通，-1350 排水系统时间为 2012 年 2 月，投产采区 1613 工作面具备投产条件时间为 2012 年 4 月。
