采矿工程毕业设计说明书模板

目录

第1章井田地质概况........................................................................................................................... I 1.1井田位置及交通 (1)

1.1.1交通位置 (1)

1.1.2地形地貌 (1)

1.1.3气象及水文情况 (1)

1.1.4矿区概况 (1)

1.2井田境界及储量 (3)

1.2.1井田境界 (3)

1.2.2储量 (3)

1.3井田地层及地质构造 (4)

1.3.1地层 (4)

1.3.2构造 (6)

1.4矿体赋存特征及开采技术条件 (6)

1.4.1煤层及煤质 (6)

1.4.2瓦斯赋存状况及其涌出数，煤尘爆炸危险性，煤的自燃性 (7)

1.4.3水文地质 (7)

1.5井田勘探类型及勘探程度评价 (8)

第2章矿井工作制度、生产能力及服务年限 (9)

2.1矿井工作制度 (9)

2.2矿井生产能力及服务年限 (9)

2.2.1矿井生产能力 (9)

2.2.2矿井服务年限 (9)

第3章井田开拓 (10)

3.1开拓方案的确定 (10)

3.1.1方案的提出 (10)

3.1.2方案比较 (1)

3.2井筒形式、数目及位置 (4)

3.3开采水平的划分及布置 (4)

3.3.1井田内划分及开采顺序 (4)

3.3.2水平标高确定 (4)

3.4井底车场 (5)

第4章采矿方法 (6)

4.1盘区地质概况 (6)

4.1.1盘区位置 (6)

4.1.2盘区地貌及构造 (6)

4.1.3煤层特征 (6)

4.1.4围岩特性 (6)

I

4.1.5水文地质 (6)

4.2盘区内的划分 (7)

4.2.1盘区内的划分 (7)

4.2.2盘区生产能力确定 (7)

4.3盘区巷道布置 (7)

4.3.1盘区运输（轨道）巷的确定 (7)

4.3.2区段平巷的确定 (7)

4.3.3盘区内工作面的接替 (8)

4.4采煤方法 (8)

4.4.1赋存及开采条件 (8)

4.4.2采煤方法的确定 (9)

4.3.3工作面主要参数确定 (10)

4.3.4回采参数的确定 (10)

4.5工作面设备选择 (14)

4.5.1采煤机选择 (14)

4.5.2工作面前、后刮板输送机 (14)

4.5.3转载机 (15)

4.5.4支架 (15)

4.5.5配套设备 (16)

4.6劳动组织 (16)

4.6.1工作面循环方式和作业方式 (16)

4.6.2劳动组织 (16)

4.7技术经济指标分析 (17)

4.7.1回采工作面劳动生产率 (17)

4.7.2工作面主要技术经济指标 (17)

第5章通风与安全 (30)

5.1通风方式及通风系统 (30)

5.2矿井风量 (30)

5.2.1综放工作面需风量计算 (30)

5.2.2综掘工作面需风量计算 (31)

5.2.3井下硐室配风 (32)

5.2.4井下其它巷道需风量计算 (32)

5.2.5矿井总风量 (32)

5.3矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算 (32)

5.4矿井通风设备的选型 (36)

5.4.1通风机风量 (36)

5.4.2通风机风压 (36)

5.4.3初选通风机 (36)

5.4.4通风机实际工况点的确定 (36)

II

5.4.5通风机的型号和转速 (37)

5.4.6电动机选择 (37)

5.5矿井通风等积孔的计算 (38)

5.6预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板等事故的安全措施 (38)

5.6.1粉尘和瓦斯管理 (38)

5.6.2预防火灾的措施 (39)

5.6.3预防水灾的措施 (39)

5.6.4顶板管理措施 (40)

5.6.5避灾路线 (40)

第6章矿井提升、运输、排水、供电设备选型 (41)

6.1提升设备选型 (41)

6.1.1主斜井皮带提升设备选型 (41)

6.1.2副斜井齿轨车提升设备选型 (45)

6.2运输设备选型 (46)

6.2.1主运输设备选型 (46)

6.2.2辅助运输设备选型 (46)

6.3矿井排水设备选型 (47)

6.3.1矿井水文概况 (47)

6.3.2主排水设备选型 (47)

6.4供电设备选型 (48)

6.4.1井下负荷及下井电缆选择 (48)

6.4.2井下变电所接线系统、设备选型 (49)

6.4.3井下高低压供配电系统、井下接地、固定照明及供电方式 (49)

第7章环境保护 (51)

7.1环境概况 (51)

7.1.1自然环境概况 (51)

7.1.2社会经济环境概况 (52)

7.1.3环境质量现状 (52)

7.2主要污染源和主要污染物 (52)

7.2.1矿井主要污染源、污染物 (52)

7.2.2非污染环境影响因素 (53)

7.3资源开发对生态环境影响与评价 (54)

7.3.1环境影响要素识别 (54)

7.3.2环境影响识别 (54)

7.3.3设计依据 (55)

7.3.4设计采用的环境保护标准 (55)

7.4资源开发环境损害的控制与生态重建 (56)

7.4.1开采引起地表建筑物设施破坏的控制开采方法 (56)

7.4.2开采引起环境损害的控制方法与土地复垦及生态重建 (56)

III

7.4.3开采引起水资源损害的控制方法 (70)

7.4.4矿区资源开采引起大气污染的措施与方法 (58)

7.5环境保护投资估算 (58)

第8章建井工期 (72)

8.1移交标准 (72)

8.2井巷工程量 (72)

8.3建井工期 (73)

8.3.1井巷掘进指标 (73)

8.3.2井巷工程排队 (73)

8.3.3建井工期 (73)

第9章矿井技术经济 (75)

9.1劳动定员及劳动生产率 (75)

9.1.1劳动定员 (75)

9.1.2劳动生产率测算 (75)

9.2矿井设计主要技术经济指标 (76)

IV

第1章井田地质概况

1.1井田位置及交通

1.1.1交通位置

井田位于山西省阳泉市以南约18km，铁路专用线由石太铁路的白羊墅车站接轨，全长14.7km，进矿公路已建成。阳泉站至全国几个主要城市的铁路里程见表1-1。

表1-1 阳泉站至全国几个主要城市铁路里程表

交通位置图如图1-1所示。

1.1.2地形地貌

本区地处太行山脉北段，属中、低高山地形，北高南低，地面标高+700～＋1 178m，西南的石头岭最高，北川河河床最低，山顶多为黄土覆盖，山坡及沟谷两侧岩层出露良好，二迭系厚层砂岩长形成悬崖。

1.1.3气象及水文情况

区内气候干燥，蒸发量大于降雨量3～4倍，属温带较寒冷之大陆性气候。历年最高温度39℃，最低温度为-19.1℃，平均气温10.9℃。

历年降雨量平均为571.88mm，7-9月份雨量多，最大一年降雨量达866.4mm，年最大蒸发量为2 285.1mm。

区内春季多东北风或西北风，夏季为东北风，冬季多西风或西北风。年平均风速为2.1～2.8m/s，最大风速为28m/s。

区内冻结始于10月下旬，终于翌年4月左右，土地冻结深度为 0.68～1.2m。

井田南部边界为北川河，平均流量十多升，有时干涸，对矿井影响甚小。

1.1.4矿区概况

1

图1-1 交通位置图

2

本区以煤炭工业为主，其次是矶石、耐火材料、石灰、水泥等。农业以产小麦、玉米为主。区内人多耕地少，劳动力较为富裕。

1.2井田境界及储量

1.2.1井田境界

全井平均走向长约3.7km，倾斜宽约5km，面积约18.5 km2。

井田东部以经线103.5为界，西部以经线98.5为界，南起纬线89.0，北止纬

断层，南邻北沙河，北邻南庄煤线92.7；东邻贵石沟村煤矿及庙沟村煤矿，西邻F

1

矿、东关村煤矿及杨家沟联营煤矿。

1.2.2储量

据《阳泉五矿一号井田地质精查报告》和《阳泉五矿一号井田储量计算图表》得，井田可采煤层为15号煤，煤层地质储量12 870万t，可采储量约9 913万t。

矿井储量详细情况如表1-2、表1-3和表1-4所示。

表1-2 井田工业储量汇总表

表1-3 井田可采储量汇总表

3

4

表1-4 井田高级储量比例统计表

根据表中各煤层高级储量及其在矿井总储量中所占的比例，因其符合煤矿设计建井规范的要求，故可以进行设计。

1.3井田地层及地质构造

本矿井位于沁水煤田东北部，太行山背斜之西翼，寿阳向斜之东翼，呈一单斜构造。井田内地层平缓，构造较简单，呈南北走向，向西倾斜，倾角为5°～7°。综合地质柱状图如图1-2所示。

1.3.1地层

区内自下而上由老至新的地层为奥陶系马家沟组（2O ）、石炭系中统本溪群（2C ）、石炭系上统太原组（3C ）、二迭系下统山西组（11P ）、二迭系下统下石盒子组（21P ）和上石盒子组（12P ）、以及第三系（N ）第四系（Q ）冲击层。地层特征如表1-5所示。

各特征简述如下：

奥陶系马家沟组全层厚577.94m ，由石炭岩组成；石炭系中统本溪群，厚度32.9～39.1m ，由铝土岩、石灰岩、沙质泥岩、灰色砂岩组成；石炭系上统太原群，为主要含煤地层，整合于本溪群之上，由海相石灰岩、砂岩、泥岩、灰黑色砂质泥岩组成。共含煤10层，可采的有一层，即15号煤层。本群全厚109～133m ，其中煤层平均总厚12.48m ，含煤系数为10%。本群属海陆互相沉积，煤岩稳定，旋迴结构明显；二迭系下统山西组连续沉积在太原组之上，以中、粗砂岩、深灰色粉砂岩、灰黑色泥岩组成，共含煤6层，无可采煤层。本组属陆相沉积，岩层和煤层都不稳定，厚度变化较大，旋迴结构不明显；二迭系下统下石盒子组，全厚91～207m ，

5 分上、中、下三段，底部砂岩，夹煤线1～2层，多呈绿色，中段为黄色砂岩，上

图1-2 综合柱状图

段为砂岩带；二迭系下统上石盒子组，全厚153～190m，分为上、中、下三段，下段为黄色、灰色沙质泥岩为主，中段狮脑峰砂岩，灰白色中粗粒砂岩，岩性坚硬，上段为紫褐色沙质泥岩为主；第三、四系为黄土或红黄土组成，不整合于各地层之上，黄土为粉砂质大孔性土，红黄土则为砂质粘土，垂直节理比较发育，形成峭壁陡坎，有时形成空洞。近代河谷沉积为洪积，由岩块、卵砾石、砂和砂质土组成，厚度不稳定，几米到几十米。

1.3.2构造

本井田呈一单斜构造，但多以背、向斜交替出现的褶皱为主，褶曲两翼倾角一般为3°～12°。井田西部为F1大断层，井田内部无断层。

1.4矿体赋存特征及开采技术条件

1.4.1煤层及煤质

1.煤层（15号煤层特征见表1-5）

15号煤为可采煤层，平均厚7.5m，赋存稳定。

表1-5 15号煤特征表

2.煤质（煤质分析表如表1-6所示）

表1-6 煤质分析表

15号煤层为单一牌号的无烟煤，由上而下，由南向北变质程度有所增加。属优质的无烟煤，具有发热量大、灰分低、硫和磷等有害物质含量少的特点，挥发份一

6

般在10%以下。

3.煤层容重

15号煤层平均容重为1.43 t/m3。

4.煤层顶底板岩性及煤层结构（顶底板岩石性能如表1-7所示）

15号煤层顶底板分别为泥岩和细沙岩。煤层结构简单，有一层夹矸。

表1-7 顶底板岩石性能

1.4.2瓦斯赋存状况及其涌出数，煤尘爆炸危险性，煤的自燃性

1.瓦斯

煤层沼气总含量变化在0.619～17.08mL/g可燃物之间，煤层瓦斯含量如表1-8所示。

表1-8 瓦斯含量表

2.煤尘

对各煤层做过煤尘爆炸性试验，均属无煤尘爆炸性危险。

3.煤的自然性

地质报告确定15号煤无自然发火倾向。

1.4.3水文地质

1.含水层

7

○1奥陶系中统马家沟组灰岩，本组约577.54m，侵触面以下60m岩溶发育，含水性无物资记载，水位标高不详，从地面取水钻孔分析，水位西高东低，与西向东流水量丰富，可做部分永久水源供水。

○2本溪组视为不含水。

○3太原组灰岩有k2、k3、k4，各平均为5.1m、3.0m、1.9m，以k4含水最强。本组灰岩涌水量为 0.045L/S，为极弱的淡水。

○4山西组砂岩含水极弱。

○5石盒子组砂岩含水微弱。

○6第四系及冲积沙砾层主要分布于南川河及其支流，厚3～14m，有砾石、卵石组成，潜水深度为0.5～7.0m，涌水量为3.3～4.5L/S,水质好，适于饮用，农业用水取之这层水。

2.矿井涌水量

井田内除奥灰有水外，煤系地层含水性弱，水文地质条件属简单形，开采不会因地下水受到伤害，初步设计确定吨煤含水系数为：正常41m3/h；最大为76.1m3/h。

1.5井田勘探类型及勘探程度评价

通过精查勘探和补勘工作，查明了区内的构造形态。煤层产状以及可采煤层的层数、层位、厚度、结构及可采范围等。基本查明了各煤层煤质特征。对开采技术条件也作了明确论述。对水文地质条件等方面都作了基本了解。总的看来，可以作为设计依据。该报告存在的主要问题是：

1.基本资料内容不够齐全；

2.钻孔虽有测斜资料。但在剖面和平面图上没有进行校正和反映。

8

9 第2章 矿井工作制度、生产能力及服务年限

2.1矿井工作制度

1.矿井工作日按年300天计算；

2.矿井每天三班工作，采用“三八”制；

3.每日净提升时间为14h 。

2.2矿井生产能力及服务年限

2.2.1矿井生产能力

依据井田面积18.5km 2，可采储量为9 913万t ，地质构造较简单，没有发现断层，水文地质条件简单，煤质性能优，市场竞争力强，国家政策有利，故确定矿井生产能力为120万t/a 。

2.2.2矿井服务年限

式中：T —矿井服务年限，a ；

A —矿井生能力，t/a ；

Z K —矿井可采储量，t ；

K —储量备用系数，一般取1.4。

为使矿井建设工程和设备投资以及相关的工业和服务设施的建设投资效益最优，以及为使矿井服务年限和矿井生产能力相匹配,经计算矿井服务年限为59年，符合有关规定。

594

.11209913＝＝??=K A Z T k

第3章井田开拓

3.1开拓方案的确定

3.1.1方案的提出

本井田地处太行山脉北段，属中、低高山地形，北高南低，除井田南部地势较低且较为平缓外，其它地带地势较高，沟壑纵横、梁峁间布，地形支离破碎，不具备布置工业场地之条件。故工业场地只能布置在井田南部，即纬线89.0～90.0之间。又考虑到本井田为近水平煤层，为方便井下生产，本设计推荐将工业场地布置在经线101.0附近。

根据本矿井田境界及工业场地的选择，秉着技术上可行，经济上合理的原则，初步提出两个方案。

方案一：（方案一开拓平、剖面图如图3-1所示）

本方案采用主斜井、副斜井、回风立井的开拓方式。主斜井井口标高+794.0m，井底标高+590.0m，倾角12°，水平长974m，斜长996.0m，井筒为半圆拱形，断面净宽4.0m，净断面积12.9m2铺设带宽1200mm的钢绳芯强力胶带输送机担负煤炭提升任务。副斜井井口标高+780.0m，井底标高+610m，倾角11°，水平长874m，斜长891m，井筒为半圆拱形，断面净宽4.4m，净断面积13.3㎡，回风立井采用圆形断面，井口标高+820m，井底标高+610m，断面直径5.0m。三个井筒均采用混凝土砌碹永久支护。

巷道布置上，本方案沿煤层掘进胶带运输巷及轨道运输巷直达井田边界，胶带运输大巷沿煤层顶板布置，轨道运输大巷沿煤层底板布置。利用副斜井进风，回风立井回风。

方案二：（方案二开拓平、剖面图如图3-2所示）

本方案大巷布置方式及回风井与方案一相同，主井、副井采用立井的开拓方式。主立井井口标高+800.0m，井底标高+590.0m，采用圆形断面，断面直径6m，井筒长210m，副立井井口标高、井底标高以及断面形状与主立井相同，其断面直径为6.5m。主立井与副立井各通过一段750m长的石门与大巷连接。

10

变坡点

新鲜风流

污风流运煤方向行人运料方向

行人、进风联络巷112轨道顺槽112皮带顺槽

113轨道顺槽

行人、进风联络巷二盘区轨道巷

二盘区运输巷

变坡点

变坡点

变坡点图 例

井田境界平巷 斜巷

回风立井

井田边界保护煤柱线

等高线

＋600

延伸巷道

2 3 4

1

1--钻孔号2--地面标高3--煤层厚度

4--底板等高线标高巷道保护煤柱线风窗煤仓立井

河流

风门1--盘区编号

2--盘区可采储量3--盘区生产能力

4--盘区煤层平均厚度变坡点

1.图中的巷道是根据矿方提供的实测资料绘制；

2.图中尺寸，除经纬线标注以千米为单位外，其他均以米为单位。

说明：

一盘区变电所

一盘区水泵房

一盘区水仓

工业场地

一盘区运输巷

煤仓

回风立井

煤仓主立井

副立井井底车场

井底车场

煤仓联络巷

图3-2 方案二开拓平、剖面图

Ⅰ

Ⅰ

2005年6月

西安科技大学能源学院采矿工程系

日 期

图 号

比 例

方案二井田开拓平面图

阳泉五矿一号井开采设计评 阅

指 导

班 级学 号

姓 名采矿专业毕业设计

1:20000

01406060

采矿01-2班张恩强 教授

宁小亮年月

西安科技大学能源学院采矿工程系

日期

图号比例

方案二井田开拓剖面图阳泉五矿一号井开采设计

评阅

指导班级

学号

姓名

采矿专业毕业设计

采矿班

张恩强教授宁小亮

Ⅰ-Ⅰ剖面

主立井

副立井

石门

一盘区轨道巷

庙 沟 村 煤 矿

贵 石 沟 村 煤 矿

杨 家 沟 联 营 煤 矿

东 关 村 煤 矿南 庄 煤 矿

（瓦）

阳 泉 五 矿 二 号 井 田

100.5

111轨道顺槽

111皮带顺槽回风立井

X:101196.092Y:90507.599Z:+820

一盘区运输巷

一盘区轨道巷一盘区

6441120

7.5

二盘区3472120

7.5

61670

62630

650

650

62650660

670

610620

595756550

5-01821.977.58589.97

797.92 7.61563.97

891.18 6.89649.22

952.34 7.43619.19

5-03

1038.68 7.81616.19963.41 7.79628.16

5-07

1028.32 7.61625.02

5-06

893.30 7.32608.51

5-11

954.18 8.15579.11

5-11

796.95 8.14602.51

839.49 7.76594.52

5-31

827.86 8.23592.36

5-33检 5-33

827.99

未到

830.76 未到

5-34

817.56 8.16556.20

5-52

779.34 8.55558.76

849.76 8.98536.63

5-53

778.52 未到

5-54

801.24 未到

5-50

803.52 7.88620.01

5-49

793.90 7.51607.32

753.39 7.83644.59

5-55

733.96 6.14620.42

755.91 7.02641.44

740.37 8.12640.18741.43 8.08667.46

711.52 8.23646.17

772.73 未到

746.45 6.51632.56

800.23 未到807.61 6.99621.86

974.47677.47

907.54 未到

未到

888.41 未到

941.57 7.22558.66

1020.83 7.48537.65

862.49 5.98597.02

928.25 7.75556.00

931.61 7.33583.31

未到

893.10 7.54625.13

846.82 7.46661.12

883.61 9.11665.50

894.89 7.65651.14

848.64 6.54671.96

903.95 7.48650.15

812.30 6.30675.58

808.33 7.22643.30

822.85 7.76639.49

805.22 7.45596.37

792.89 7.50640.45

804.75 6.88671.71

791.82 7.05622.81

792.15 7.81655.62

795.04 7.45622.39

767.67 8.15660.79

770.30 6.88658.59

830.77 6.92667.25

869.68 7.36645.32

5-02

5-04

5-05

5-09

5-10

5-13

5-14

5-15

5-16

5-17

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5-46

5-47

5-48

5-51

5-56

5-57

5-58

5-59

912.41 7.49566.16

5-08

98.5

99.0

99.5

100.0

100.5

101.0

101.5

102.0102.5103.0103.5104.0

98.5

99.0

99.5

100.0

101.0

101.5

102.0

102.5

103.0

103.5

930

925

920915

910905

900

895

890

930

925

920915910

905900

895

3.1.2方案比较

1.技术比较

方案技术比较如表3-1所示。

表3-1 技术比较

2.经济比较

方案经济比较如表3-2、表3-3、表3-4、表3-5所示。

1

表3-2 方案一基本建设费用表

备注：两方案中相同部分不进行经济比较

表3-3 方案二基本建设费用表

2

备注：两方案中相同部分不进行经济比较

表3-4 方案一生产经营费用表

备注：两方案中相同部分不进行经济比较

表3-5 方案经济比较总表单位：万元

说明：

1.两方案中相同部分不进行经济比较；

2.认为两方案辅助运输费用相同；

3.认为两方案通风、排水费用相同；

4.认为两方案井底车场形式工程量及相关费用一样；

5.各联络巷、辅助设施的相关费用不比较。

通过对两个方案的技术、经济比较可以看出，从技术上方案一较优，从经济上

3

方案一比方案二要节省资金16.4％，所以设计认为方案一较方案二更合理，确定将方案一作为本井田的开拓方案。

3.2井筒形式、数目及位置

本矿井内有两个斜井，一个立井，即主斜井、副斜井、回风立井。主斜井主要承担全矿井的煤炭运输同时兼作进风之用，副立井主要承担全矿井的辅助运输并兼进风之用，回风立井负责全矿井的通风。

主斜井及副斜井位于工业场地内，回风立井位于井田中央，井筒特征如表3-6所示。

表3-6 井筒特征

3.3开采水平的划分及布置

3.3.1井田内划分及开采顺序

由于本井田为近水平煤层，故采用单水平盘区划分，将井田划分为两个盘区，盘区特征见表3-7。

开采顺序为：先开采一盘区，后开采二盘区。

表3-7 盘区特征表

3.3.2水平标高确定

根据开拓方式及地质条件，因无井底车场，水平标高定为主、副斜井见煤处，

4

即+610。

3.4井底车场

井底车场位于+610石门处，因本设计采用皮带作为主运输及齿轨车作为辅助运输，故车场内只需设置中央水仓、中央水泵房及中央变电所。

5

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