麦地掌煤矿150万吨矿井初步设计毕业论文 - 图文

麦地掌煤矿150万吨矿井初步设计毕业论文

目 录

第一章 井田概述及井田地质特征 ........................................ 1 第一节 矿区概述 ...................................................... 1 一、井田位置及交通位置 .............................................. 1 二、工农业生产建设概况 .............................................. 2 三、电源条件 ........................................................ 2 四、水源条件 ........................................................ 2 五、矿区的地形与气象 ................................................ 2 六、主要建筑材料供应条件 ............................................ 2 第二节 井田地质特征 .................................................. 3 一 、井田地质层位 ................................................... 3 二、地质构造 ....................................................... 5 第二章 井田境界及储量 ................................................ 7 第一节 井田境界 ...................................................... 7 第二节 地质储量的计算 ................................................ 7 第三节 可采储量的计算 ................................................ 8 第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 ......................... 10 第一节 矿井生产制度 ................................................. 10 第二节 矿井生产能力及服务年限 ....................................... 10 一、矿井生产能力 ................................................... 10 二、矿井服务年限的计算 ............................................. 10 第四章 井田开拓 ..................................................... 12 第一节 井田开拓方式的确定 ........................................... 12 一、 确定开拓方式的主要原则 ........................................ 12 二、开拓方案的确定 ................................................. 12

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三、开拓方案的比选 ................................................. 14 四、采区划分及开采顺序 ............................................. 15 第二节 达到设计生产能力时工作面的配备 ............................... 16 第三节 矿井基本巷道 ................................................. 17 一、井筒数目及用途 ................................................. 17 二、井底车场 ....................................................... 22 第五章 准备方式 ...................................................... 23 第一节 煤层地质特征 ................................................. 23 一、煤层 .......................................................... 23 二、煤质 .......................................................... 24 三、瓦斯、煤尘和煤的自燃发火性 ..................................... 25 四、地温 ........................................................... 26 第二节 盘区巷道布置及生产系统 ........................................ 26 一、巷道断面和支护形式 ............................................. 26 二、掘进工作面个数和掘进面的机械配备 ............................... 26 三、矿井采掘比例关系和掘进矸石率 ................................... 27 第三节 盘区的准备与工作面接替 ....................................... 27 一、采区巷道布置方案一 ............................................. 27 二、采区巷道布置方案二 ............................................. 28 三、工作面接替 ..................................................... 28 第六章 采煤方法 ..................................................... 29 第一节 采煤方法的选择 ............................................... 29 一、采煤方法的选择及其依据 ......................................... 29 二、回采工艺 ....................................................... 29 三、劳动组织形式 ................................................... 30 第七章 井下运输 ..................................................... 32 第一节 运输系统和运输方式的确定 ..................................... 32 第二节 运输设备的选择和计算 ......................................... 32

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一、矿车、材料和人车 ............................................... 32 二、大巷内运输设备的选型和计算 ..................................... 33 第八章 矿井提升 ..................................................... 35 第一节 主井提升 ..................................................... 35 第二节 副井提升方式及设备 ........................................... 39 一、条件及情况简述 ................................................. 39 二、设计依据 ....................................................... 40 第三节 矿井排水 ...................................................... 45 一、排水系统的确定 ................................................. 45 二、设计依据 ....................................................... 45 三、选型计算 ....................................................... 45 第九章 矿井通风与安全 ............................................... 49 第一节 风量的计算 ................................................... 49 一、采煤工作面实际需要风量的计算 ................................... 50 二、掘进工作面实际需要风量的计算 ................................... 51 第二节 矿井通风系统和风量分配 ....................................... 53 一、通风方式 ....................................................... 53 二、风井数目、位置、服务范围及服务年限 ............................. 53 三、掘进通风及硐室通风 ............................................. 53 四、通风系统和风量分配 ............................................. 53 第三节 计算负压和等积孔 .............................................. 54 一、计算原则 ....................................................... 54 二、计算方法 ....................................................... 55 第四节 选择矿井通风设备 ............................................. 59 一、选择主扇 ....................................................... 60 二、选择电动机 ..................................................... 62 第五节 安全生产技术措施 ............................................. 63 一、煤尘爆炸的防止措施 ............................................. 63 二、煤及瓦斯突出的预防措施 ......................................... 64

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三、矿井突然涌水预防措施 ........................................... 64 四、火灾预防措施 ................................................... 64 五、避难硐室和避灾路线 ............................................. 64 第十章 设计矿井基本技术经济指标 ..................................... 66 第一节 矿井设计概算 ................................................. 66 一、井巷工程概算的编制依据 ......................................... 66 二、井巷工程概算的编制方法 ......................................... 67 三、矿建工程费用的计算方法 ......................................... 67 第二节 劳动定员和劳动生产率 ......................................... 68 一、定员范围 ....................................................... 68 二、定员依据 ....................................................... 68 三、定员方法 ....................................................... 69 四、计算劳动生产率 ................................................. 70 五、设计技术经济指标 ............................................... 70 专题部分 ............................................................. 76 国际煤矿开采技术 ..................................................... 76 参考文献 ............................................................. 80 致 谢 ............................................................... 81

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第一章 井田概述及井田地质特征

第一节 矿区概述

一、井田位置及交通位置

山西麦怡源煤业有限公司井田位于山西省清徐县马峪乡及古交市邢家社乡一带，南距清徐县城约10km，属清徐详查勘探区和邢家社普查区的一部分。行政区划大部分属清徐县马峪乡管辖,北部局部属古交市邢家社乡管辖。 地理坐标为：东经112°14′00″～112°18′12″

北纬 37°42′30″～37°45′45″

本井田位于清徐县城北约10km处，其间有清徐～古交公路相通。清徐县城距太原市约40km,其间有307国道相通。井田内地形虽较复杂，但村与村之间均有简易公路相联，可通行卡车、拖拉机等。

矿井交通位置详见图1。

本井田位于吕梁山脉中段东翼西山含煤盆地东南角，地势总体西北高、东南低，属低－中山地形，大部基岩裸露，黄土零星分布于缓坡及低山地区，土层薄、植被少，风化作用强烈，沟谷多呈“V”字形。

井田内最高点在北部公鸡冒，海拔标高1718.2m， 最低点在井田东南部白石沟内，海拔标高1100m，最大相对高差618m。

井田内无大河流，只有较大的沟谷白石沟常年有流水，遇有大雨，山洪爆发、水量急增，向南经清徐县城流入汾河。

矿井交通位置图1

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二、工农业生产建设概况

本区以农业为主，主要农作物有谷子、攸麦、豆类及油料等，近年工矿企业发展较快，主要为煤矿、化肥、建材、机械加工及制造业，其中煤矿为该区重要的支柱行业。

三、电源条件

本矿拟从平泉变电站引两回供电线路，实现双回路供电，平泉变电站电压等级为35kV。距本矿井工业场地17km。 四、水源条件

井田及其邻近白石沟、峪道川尚有少量地表水，当地居民用水多取自第四系砂砾石层孔隙潜水或基岩裂隙水，但水量有限。矿井用水可取二叠系砂岩裂隙水作为供水水源。

五、矿区的地形与气象

井田属暖温带大陆性季风气候，一年四季分明，光照充足，冬季寒冷少雪，春季干旱多风，夏季雨量集中，常出现洪水、冰雹灾害，秋季多为晴朗凉爽天气。年平均气温10.2℃，一般一月份气温最低，平均－6℃，七月份气温最高，平均气温24.1℃。 初霜期为十月中旬，终霜期为翌年的四月中旬,平均无霜期为184天。最大冻土深度61cm。年平均降雨量465.1mm，日最大降雨量152.5mm。年平均蒸发量1798.3mm。风向多为西北风，年平均风速2.4m／s，每年8级以上大风平均天数为18天。

据山西省地震局资料， 太原市区内地震基本烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.20g。据记载,该区曾发生过多次地震灾害。 最烈者为1037年。据宋史记载 :宋仁宗、景佑4年12月，忻、代、并三州地震，忻州死亡19742人，伤5655人，牲畜5万余头。代州死亡759人，并州1890人。本井田靠近太原市区，近期所发生地震最高为5级。清徐、徐沟一带发生过6级地震。 六、主要建筑材料供应条件

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该矿主要建筑材料如钢材、木材等需外购解决，料石、砖、水泥、白灰等可就地解决，建筑材料的供应能够满足矿井建设和生产的需要。

第二节 井田地质特征

一 、井田地质层位

井田内地表出露的地层有上石盒子组、石千峰组、刘家沟组及第四系，其余地层均为钻孔揭露，现由老至新分述如下:

1、奥陶系中统峰峰组(O2f) 据井田外钻孔揭露。下段以浅灰、灰色角砾状泥灰岩、白云质灰岩为主，夹脉状及结晶状石膏层，厚80～97m。上段为深灰、 浅灰色厚层状石灰岩夹白云质灰岩，厚37～44m。全组厚117～142m。 2、石炭系中统本溪组(C2b) 底部以铁铝岩层与下伏峰峰组平行不整合接触。岩性由深灰、浅灰及灰色细—中粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、铝质泥岩、石灰岩及煤组成。全组厚20.00～55.00m，平均32.84m。 3、石炭系上统太原组(C3t) 底部以K1砂岩连续沉积于本溪组之上。岩性为深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩、石灰岩及浅灰色砂岩组成，含煤7层， 为井田主要含煤地层之一。全组厚58.26～93.00m，平均74.68m。 4、二叠系下统山西组(P1s) 底部以K3砂岩连续沉积于太原组之上,岩性为浅灰、 灰白色含砾细—粗粒砂岩其上由深灰—灰色砂质泥岩、泥岩及6层煤组成， 为井田另一主要含煤地层。全组厚42.00～85.00m，平均61.00m。 5、二叠系下统下石盒子组(P1x)

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底部以K4砂岩连续沉积于山西组之上，下部岩性为灰、深灰色砂质泥岩、粉砂岩及细砂岩互层，夹1～2层薄煤线，中上部为黄绿、灰绿色粉砂岩、细砂岩及砂质泥岩互层。全组厚72.00～136.00m，平均97.33m。 6、二叠系上统上石盒子组(P2s) 井田内大范围出露，依据岩性特征分为上下两段: 下段(P2s1):底部以K6砂岩连续沉积于下石盒子组之上,岩性以黄绿、灰绿色泥岩及细砂岩、粉砂岩为主,夹紫色、 暗紫色砂质泥岩,中、下部含锰铁质结核。本段厚157.50～223.83m,平均192.04m。 上段(P2s2):K7砂岩底至K8砂岩底，厚224-247m，平均233m， 岩性为暗紫、 黄灰、灰绿色砂质泥岩和中、粗粒砂岩互层。 本段以兰灰色砂质泥岩及砂岩中含肉红色长石为其特征。砂岩中长石含量自下而上增多。K7砂岩以上含有1-2层铁锰质结核， 呈透镜状分布，厚0.5m。 7、二叠系上统石千峰组(P2sh) K8砂岩底至K9砂岩底。厚124.4～145.0m，平均122.4m。与P2s地层连续沉积。岩性为紫红色泥岩与黄绿色中、粗粒砂岩互层。紫红色泥岩中含2-3层泥灰质或钙质结核。 砂岩成分肉红色长石含量更多。K8为紫色含砾粗砂岩。成分为长石石英杂砂岩，长石为肉红色，杂基为灰绿色泥质和粉砂质。厚5～10m，厚层状， 分选及磨圆度较差，全区普遍发育。 8、三叠系下统刘家沟组(T1l) 底界为K9砂岩，该组地层出露不完整，出露厚226m。与P2sh地层连续沉积。岩性以紫红色薄板状中细粒砂岩为主，间夹少量灰绿、紫红、暗紫色砂质泥岩。砂岩具交错层理。K9为暗紫色含砾粗砂岩，具灰绿色条带。成分含有少量肉红色长石及硅质岩屑较多。厚层状，磨圆度较好。 9、第四系中上更新统(Q2＋3)

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不整合覆盖于下伏岩层之上，中更新统(Q2)为红色土，含钙质结核，上更新统(Q3)为黄土，垂直节理发育。厚1.21～45.00m，平均8.65m。 10、第四系全新统（Q4） 主要分布于井田北部峪道川及其他沟谷内，为近代河床冲积形成的砾石、卵石、及泥沙等，厚0～25m，平均10m左右。

二、地质构造

西山煤田位于祁吕贺山字型构造东翼及新华夏系的复合部位。清交矿区处于西山煤田东南边缘，矿区总体为一走向北东、向北西倾斜的单斜构造，在此背斜上发育着一系列褶曲和断裂构造。 本井田处于清交矿区东北角，井田构造总体表现为走向近南北，向西倾 斜的单斜构造，局部受武家崖背斜、张家山向斜和峪道川向斜的影响，使地层走向发生了较大的转折，地层倾角一般2～5°，局部可达7～17°。井田内断层稀少，有陷落柱及滑波等构造，井田内未见岩浆岩，总之，井田构造属简单类。 1、褶曲 (1)武家崖背斜 位于井田东南部武家崖村一带，走向北东55～60°,北翼倾角10°，南翼6～8°，幅度约40m，走向长约1400m， 与其南部张家山向斜为一组。 (2)张家山向斜 位于武家崖背斜以南张家山村一带，与武家崖背斜平行展布，北翼倾角10°左右，走向长约2000m。 (3)峪道川向斜 位于井田北部边界附近，与杜儿坪断层交叉，平行延伸，北翼较陡，6～

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