1、河南理工大学 2010 届本科生毕业设计（论文）0目 录引 言 .11 矿区概况及井田地质特征 .21.1 井田概况 .21.1.1 交通位置 .21.1.2 自然地理 .21.1.3 煤田开发历史 .21.1.4 附近的厂矿企业和农业情况 .41.1.5 水源、电源、劳动力及建材来源 .41.2 井田地质特征 .41.2.1 地层 .41.2.2 地质构 造 .51.2.3 煤层及其顶地板岩性特征 .51.2.4 水文地质特征 .71.2.5 瓦斯、煤尘与自然 .81.2.6 煤质、煤的牌号与用途 .111.3 井田勘探程度 .122 矿井储量、年产量及服务年限 .142.1 井田境界 .1
2、4河南理工大学 2010 届本科生毕业设计（论文）12.2 井田储量 .142.2.1 矿井工业储量 .142.2.2 矿井设计储量 .152.2.3 矿井设计可采储量 .162.3 矿井年产量及服务年限 .162.3.1 矿井工作制度 .162.3.2 矿井服务年限 .173 井田开拓 .193.1 概述 .193.1.1 生产矿井的开拓方式概述及评价 .193.1.2 影响立井开拓的主要因素分析 .193.2 井田开拓 .193.2.1 对井田开拓中若干问题分析 .193.2.2 方案的提出及技术比较 .203.2.3 方案经济比较 .223.2.4 确定方案 .243.3 井筒特征 .2
3、43.3.1 主井 .253.3.2 副井 .253.3.3 风井 .27河南理工大学 2010 届本科生毕业设计（论文）23.4 井底车场 .273.4.1 概述 .273.4.2 线路总平面布置设计 .283.4.3 井底车场各存车线长度的确定 .313.4.4 井底车场线路总平面布置如下图 .363.4.5 井底车场通过能力计算 .373.4.6 确定井底车场主要巷道断面 .413.4.7 确定各井底车场硐室位置 .413.5 开采顺序及带区、采煤工作面的配置 .443.5.1 开采顺序 .443.5.2 保证年产量的同采采区数和工作面数 .443.6 井巷工程量和建井周期 .463.6
4、.1 概述 .463.6.2 井巷工程量和建井周期的各计算图表 .474 采煤方法 .504.1 采煤方法的选择 .504.2 采区巷道布置及生产系统 .504.2.1 带区走向长度的计算的确定（以第一水平第一阶段内带区为例） .504.2.2 确定分带走向长度及分带数目 .50河南理工大学 2010 届本科生毕业设计（论文）34.2.3 回采巷道的布置（分带斜巷的布置） .504.2.4 联络巷的布置 .504.2.5 带区硐室 .514.2.6 带区千吨掘进率、带区掘进出煤率及带区回采率 .524.2.7 确定带区巷道掘进方法、设备数量及掘进工作面数 .534.2.8 带区生产系统 .54
5、4.3 回采工艺设计 .554.3.1 综采工作面的主要设备(见表 4-3) .554.3.2 工作面循环方式和循环作业图表的编制 .575 矿井运输、提升及排水 .605.1 矿井运输 .605.1.1 井下运输系统和运输方式的确定 .605.1.2 带区运输设备的选型 .605.1.3 大巷运输设备 .615.1.4 列车组成的计算 .615.1.5 电机车台数的计算 .655.2 矿井提升 .675.2.1 设计依据 .675.2.2 提升设备的选型计算 .685.3 矿井排水 .79河南理工大学 2010 届本科生毕业设计（论文）45.3.1 概述 .795.3.2 排水设备选型计算
6、.806 矿井通风与安全技术措施 .896.1 矿井通风系统的选择 .896.1.1 通风设计的基本依据 .896.1.2 矿井通风系统要符合下列要求： .896.1.3 矿井通风系统的确定 .906.2 风量机算及风量分配 .906.2.1 采煤工作面实际需风量 .906.2.2 掘进工作面所需风量 .926.2.3 峒室实际需风量 .926.2.4 风速验算： .936.3 全矿通风阻力计算 .946.3.1 计算原则 .946.3.2 计算方法 .956.3.3 计算矿井的总风阻及总等积孔 .986.4 扇风机选型 .996.4.1 选择主扇 .996.4.2 选择电动机 .1016.5
7、 矿井安全技术措施 .102河南理工大学 2010 届本科生毕业设计（论文）56.5.1 预防瓦斯爆炸的措施 .1026.5.2 防尘措施 .1036.5.3 预防井下火灾的措施 .1036.5.4 为防止井下水灾的措施 .1047 矿山环保 .1057.1 矿山污染源概述 .1057.1.1 大气污染 .1057.1.2 废水排放 .1057.1.3 固体废弃物排放 .1057.1.4 噪声污染 .1057.2 矿山污染源的防治 .1067.2.1 大气污染防治 .1067.2.2 矿山水污染的防治 .1067.2.3 矿渣利用 .1077.2.4 噪声的控制 .107结 论 .109致 谢
8、 .110参考文献 .111附 录 A .112附 录 B .117河南理工大学 2010 届本科生毕业设计（论文）6引 言采矿毕业设计是采矿专业全部教学进程中的最后一个环节。它是在我们完成本专业教学计划规定的学习内容之后，通过综合运用各学科的理论知识，根据某一矿井的实际情况,对其进行的系统化设计，这对提高我们理论分析和解决采矿工程技术问题的能力有着现实的实践意义，所以这也是采矿专业的核心。本次毕业设计是根据在河南煤化焦煤集团演马庄煤矿进行的毕业实习中所收集的矿井生产图纸和资料，并作了一些改动以后，对矿井进行的初步设计。设计是在我们搜集、整理和运用资料的基础上，通过贯彻执行矿产资源法 、 煤炭
9、法 、 煤炭工业技术政策 、 煤矿安全规程 、 煤炭工业矿业设计规范之后，再进行井田开拓、准备方式及采煤方法的选择和矿山运输、提升、排水及通风的设计计算。所有这些都能培养我们分析问题、解决问题的综合能力和撰写技术文件、绘制工程图件的基本技能。衷心感谢院领导和采矿教研室的老师的帮助和辅导，尤其要感谢我的导师韩颖老师，在这三个月里，正是他认真、耐心、详细的辅导，才使我能按时、按质的完成毕业设计。由于本人知识水平和知识范围的限制，设计中难免有不当和错误之处，恳请批评指正。河南理工大学 2010 届本科生毕业设计（论文）71 矿区概况及井田地质特征1.1 井田概况1.1.1 交通位置演马庄矿位于焦作市
10、东北部约 20 公里，隶属焦作市管辖，地理座标：东经 1132111324，北纬 35153517。区内有煤矿专用铁路，南距新（乡）焦（作）铁路待王车站 4公里，东连京广线，西接焦枝线。二级公路及乡村油路相互连通。交通极为方便。见演马庄矿交通位置示意图（图 1-1） 。1.1.2 自然地理一、地形地貌本区属太行山山前平原和冲积、洪积扇的边缘地带。地势平坦。海拔 83123m，一般在 100m 左右。全区地势北西高，南东低，最大坡度225。由于浅部煤层开采后地面塌陷，而局部形成低洼带。二、水系该区属海河流域卫河水系，东部有石门河，西部有山门河，均发源于太行山。且为间歇性河流。据近年资料表明，除雨
11、季外，平时河床干枯。河流上游建了不少中、小型水库，已无洪泛危害。三、气象本区属大陆性半干燥气候，夏季炎热，冬季寒冷，四季分明，最低气温-19.9（1971 年） ，最高气温 43.3 （1966 年） ，降雨多集中在79 月份，年降雨量 333.3908.7mm，平均 624.9mm，日最大降雨量达151.8mm（63 年 8 月 8 日） ，年蒸发量为 1393.62313mm，平均2022.3mm，蒸发量大于降雨量。常年以北和东北风较多，一般风速23 级，最大 11 级（78 年 6 月 30 日晚） 。最大冻土厚为 190mm（77年元月） 。四、地震据焦作市地震办公室汇集的资料，自 1
12、038 年1978 年 6 月，发生的较大地震且对焦作有影响的共有 35 次，本区地震基本烈度为 7 度。1.1.3 煤田开发历史河南理工大学 2010 届本科生毕业设计（论文）8一、演马庄矿生产建设概况演马庄矿是由武汉煤矿设计院于 1958 年 8 月提交的水力采煤设计，年产 60 万吨，1959 年 8 月改为旱采，1961 年正式投产，年产 45 万吨，1958 年 9 月开工建斜井，因出水报废，同年 12 月 1 日建竖井，1961年 4 月移交生产。另外，该矿依据省煤炭厅（73）豫煤革第 2 号文批复，生产能力扩大到 90 万吨/年，并于同年进行了扩建工程。1979 年和 1985
13、年两次突水淹井。本矿现开采二 1 煤层，截止 2005 年末累计产原煤 18771 万吨，累计损失量 13178 万吨。原设计生产能力 45 万吨，2005 年核定生产能力为 100 万吨，现实际生产能力 90 万吨。演马庄矿主、付井均为竖井，建在该井田西部 4-3 孔附近，井筒直径均为 6m，主井深 218m，坐落在 C3L9 灰岩之下的砂质泥岩中，付井深 189m，座落在二 1 煤顶板大占砂岩中。主井坐标：X=3904710.35，Y=38441369.87；付井坐标：X=3904667.01，Y=38441312.13。开拓方式为竖井开拓，采区前进，采面后退，倾斜分层，走向长臂式分层采煤
14、，全部陷落法管理顶板。分层开采厚度一般为 2.00m。通风方式为中央、边界混合式通风，局部为局扇压入式通风。排水泵房现有 4 座，排水能力 241m3/min，供电由马村和九里山区域变电站供电全矿总设备容量 42112KW，工作容量 25006KW。全矿井自北向南东划分三个水平。一水平范围：浅部由煤层露头2544m 防水煤柱线，深止于东一轨道下山下延F 143 断层F 137 断层1107 工作面北缘F 39 断层F 102 断层 1901 工作面北缘井田东边界一线。标高在 40-180m 之间。二水平范围：浅部起于一水平底界，深部到西边界F 218 断层 F212 断层F 204 断层东边界
15、一线；标高在-80-280m 之间。二水平底界以下为二水平下山范围，标高在-160-480m 之间。目前，一水平已基本采完。一水平面积约 3.69 km2，探明储量3833.7 万 t。平均煤厚 6.60m，煤层稳定；二水平现主要在 22 采区、25采区和 27 采区等开采。本矿是多灾多难的矿井，曾发生瓦斯倾出一次，中型突出一次，特大型突出爆炸一次，发生 1m3/min 以上突水事故 47 次，淹地区 2 次，河南理工大学 2010 届本科生毕业设计（论文）9淹井 2 次。该矿既是大水矿井，又是煤与瓦斯突出矿井，这两灾害是直接影响煤矿安全生产，经济效益不佳，生产进度缓慢，水平接替紧张的重要因素
16、。1.1.4 附近的厂矿企业和农业情况1东韩王煤矿东韩王煤矿位于本矿区内北西部边缘，属本矿一水平地段，其范围由前面表 1-1 需扣除的 5 个拐点坐标圈定。该矿 1994 年建井，2003年停产，开采二 1 煤层，现已采空。因本矿一水平基本采空，故其对本矿井以后生产无甚影响。2九里山煤矿位于本矿东边，与本矿接壤，隶属于焦作煤业公司主管。1972 年7 月建井，1983 年投产，设计能力为 90 万 t/年，现实际生产能力为 90万 t/年。开采二 1 煤层。分水平开拓，现已开拓 12、11、13 等三个采区。1988 年矿井涌水量 89m3/min，含水系数 73.40m3/T。1982 年以
17、来突水 24 以上次。涌水量 0.2553.76 m3/min ，大于3.5 m3/min 的突水有次。采区排水后水力坡度较大，漏斗扩展慢，在突水点附近 40300 米范围石炭系八灰含水层水位保持+21+60 米，露头保持在 +50+60 米与本井田有水力联系。现有排水能力达到 337.5 m3/min。另外，瓦斯突出也是该矿生产不安全的因素，19801987 年间瓦斯突出达 21 次之多，最大突出量 94t，瓦斯涌出量最大 2792.8m3。该矿与本矿之间留设了约 80 米宽的煤柱，一般不会对本矿生产造成不利影响。3韩王矿位于本矿东邻，面积约 3.km 2，1958 年 10 月 1 日建成投产,原设计生产能力为 30 万吨,1997 年核定生产能力为 21 万吨,2004 年核定生产能力为 16 万吨。开采二 1 煤层。采煤方法为走向长壁下行垮落采煤方法。分两个水平十个采区。目前，一水平已经采完，二水平也即将采完，全矿资源近于枯竭。
