果园煤矿扩建设计本科毕业设计论文.doc

中 国 矿 业 大 学成人教育学院本科生毕业设计姓 名： xxx 学 号： xxx 函授站： xxx 学 院： xxx学 院 专 业： 采 矿 工 程 设计题目： 果 园 煤 矿 扩 建 设 计 指导教师： 职 称： 年 月 中国矿业大学成人教育学院毕业设计 ( 论文 ) 任务书函授站(点) 专业年级 学生姓名 任务下达日期： 年 月 日设计(论文)日期： 年 月 日至 年 月 日设计(论文)题目： 设计(论文)主要内容和要求：指导教师签字：中国矿业大学成人教育学院毕业设计(论文)指导教师评阅书指导教师评语(包含基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：建议成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学成人教育学院毕业设计(论文)答辩及综合成绩函授站(点) 专业年级 学生姓名 说明书 页 图纸 张 其它材料 答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日中国矿业大学成教学院2013届本科毕业设计论文摘要：果园煤矿位于云南省凤庆县，瓦斯等级鉴定为低瓦斯矿井，矿井资源储量为41002.9kt，本设计设计矿井生产能力为600kt/a，服务年限为4.8年，矿井开拓方式为平硐开拓，三个井筒，分别为主平硐，轨道上山和回风斜井，矿井划分为一个水平，水平划分为两个采区，主要开采M2、M4煤层。关键词：果园煤矿 毕业设计 井田概况 平硐开拓 采煤方法 通风方式目录第一章井田概述及地质特征1第一节矿井概述1第二节 地质特征4第三节 煤层特征4第二章 井田境界及储量9第一节、井田境界9第二节、矿井储量9第三章 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限11第一节、矿井工作制度11第二节、矿井生产能力分析11第四章井田开拓12第一节、井田开拓的基本问题12第二节、井底车场及硐室17第五章 准备方式18第一节 煤层的地质特征18第二节 采（盘）区或带区巷道布置及生产系统18第六章 采煤方法24第一节 采煤工艺方式24第七章 井下运输27第一节 概述27第二节 运输系统27第八章 矿井提升28第一节 概述28第二节 轨道上山提升28第九章通风和安全30第一节矿井通风系统选择30第二节 防止特殊灾害的安全措施40第十章 矿井的基本技术经济指标44第一节 矿井的基本技术经济指标44中国矿业大学成教学院2013届本科毕业设计(论文)第 47 页第一章井田概述及地质特征第一节矿井概述一、交通位置矿区位于云南省凤庆县西南方向，行政区划隶属凤庆县营盘镇大乃坝村。矿区至凤庆县城公路里程为120km，其中县城至习谦为省道，习谦至营盘镇及矿区为县乡道路，矿区与永德县亚练乡和昌宁县勐统镇相连，交通尚属便利。附图111煤矿工程项目地理位置图。煤矿工程项目地理位置图图111二、自然地理1、地形地貌凤庆县位于滇西南横断山脉纵谷区及中山宽谷亚区，属横断山脉余脉，境内群山连绵，山川相间，地形起伏多变，地表坡度一般为2535，县境内最高点黄竹岭，海拨3098m，勐统河出境处最低，海拨900m。2、河流澜沧江从境内流过，河流属澜沧江、怒江两大水系，水系流域切割密度为0.19km/km2，年径流深为300700mm。矿区西南部冲沟为矿区最低浸蚀基准面，其标高为958m。矿区内无较大的地表水体。3、气象及地震凤庆县总体上属低纬高原（林地）中亚热带季风气候，有“雨热同季、气候温和，日照充足，冬暖夏凉”的特点。地带性气候垂直分布典型，小区气候突出，通常可分为河谷热区、半山温热区、高山冷凉区三个气候分区。年平均气温16.5，最高年平均气温22.7，最低年平均气候12.3。年极端气温高达32.1；最冷为1月平均气温12.9，极端最低气温2.1。年平均降水量1287mm，一般510月为雨季，降水量1069mm，占年平均降水量的83%。年平均蒸发量1137mm，年平均相对湿度为68%。凤庆县域属泥石流滑坡崩塌强度为中度活动区，凤庆县地处腾冲耿马地震带，为地震活动频繁区。1988年11月耿马澜沧发生强烈地震波及该县，其震级和烈度分别为4.1级和7度。根据中华人民共和国国家标准GB500112001建筑抗震设计规范，该矿区抗震设防烈度为8度，设计地震动峰值加速度为0.2g。三、凤庆县经济概况凤庆县地处东经993110013，北纬24132502之间。全县总面积3451km2。2000年末全县总人口42.1万人，其中农业人口39.4万人，境内少数民族主要有彝、傣、苗、回、傈僳、佤、壮、纳西、哈尼、景颇、满、拉祜、布朗族等，少数民族占总人口的30.5%。农业以种植玉米及水稻为主，经济收入来源于核桃、甘蔗、茶叶、烟叶等作物。工业以糖、茶、水泥及水电为主。凤庆是驰名中外的“滇红”茶发源地，全县乡乡种茶，同时也是云南重要的干果基地，“云电外送”重点工程小湾电站也已部分投产运营。矿山开采所需之电、木材、建材、水泥等，本地区均可供应。四、矿井目前生产情况煤矿现为生产矿井，采用平硐开拓。位于矿区内北东角有井筒两条，一条是主平硐，另一条是回风平硐。主平硐长240m，回风平硐长145m，支护形式均为木支架支护。煤矿在+1000m水平沿M2煤层向西掘有一条运输大巷，长约110m，回风大巷（M2）沿+1020m标高开掘，长约180m，也为木支架支护。在运输大巷布置上山开采M2煤层，沿煤层布置走向长壁回采工作面进行回采。采煤工艺为：爆破或手稿落煤，人工装车，平巷采用人力推车运输，开采标高+1000m+1043m，形成采空区面积约4.32万m2。矿井原采用中央并列式通风。五、现有水源、电源情况1、水源该矿生产用水取自溪沟流水及当地泉水，可以满足该矿井生产生活需要；生活用水取自自打井水。2、电源矿井为双回路电源线路供电。一回路供电电源接自营盘变电所，从该所以10kV的LGJ-50型架空线接入矿井地面10kV配电所；另一回路供电电源接自昌宁更嘎河变电所，从该所以10kV的LGJ-35型架空线接入矿井地面10kV配电所。第二节 地质特征一、地质构造1、地层矿区地层简单，盆地内均为新生界沉积，新生界包括第三系和第四系。第四系（Q）：该层厚015m；上第三系上新统（N2）： 层厚150300m；上第三系中新统（N1）：该层厚60200m；三叠系（T）：厚度不详；下古生界（PZ1）：变质岩组合，厚度不详。2、构造煤矿开采范围内，无大的断裂、褶皱构造，但由于受区域构造的影响，煤矿开采的煤层起伏性大，煤矿在开采中要引起重视。总体上看，矿井构造属简单类型。第三节 煤层特征1、煤层矿区内的主要可采煤层为：M2、M4。M2煤层：距上覆地层上新统（N2）砂砾岩下界面一般平均相距10m。煤厚0.10m1.96m不等，煤层结构复杂，常由两个复煤层组成，含夹石06层，夹石为灰色泥岩及炭质泥岩，顶板多为疏松的炭质岩或泥质粉砂岩。在钻孔和槽探揭露的四个可采见煤点中，平均纯煤厚1.0m。M4煤层：距基底三叠系（T）约7 80m，煤厚05.51m不等。煤层厚度变化大，结构复杂，含夹石07层，夹石为炭质泥岩，顶板为疏松的砂岩或泥质粉砂岩，间接顶板多为疏松的砂砾岩。在槽井探和钻孔揭露的8个可采见煤点中，平均煤厚为1.4m。各可采煤层特征详见表122：“可采煤层特征表”。 表122 可采煤层特征表 项目煤层编号煤厚(m)倾角()间距夹矸层数视密度顶底板岩性稳定性两极值平均值M20.11.961.01216061.40顶板岩性以泥粉砂岩、泥岩和炭质泥岩为主，岩石胶结度较高，以半坚硬岩为主；底板多为泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩，岩层稍具一定的可塑性。不稳定M40.05.511.412165060071.40顶板岩性以泥岩、泥质粉砂岩为主，以半坚硬岩为主；底板为泥岩、砂质泥岩及泥质粉砂岩为主。不稳定2、煤质黄果园煤矿煤质经肉眼观察呈黑色，黑褐色至褐黑色，光泽暗淡。煤岩组份以暗煤为主夹镜煤条带。层状构造，常有薄片状泥质夹层，具细条带状和中条带状结构，内生裂隙不发发育，具阶梯状和贝壳状断口，断口粗糙，呈块状，脆度较大，坚硬，比重较大，煤岩宏观类型为暗煤。原普查勘探报告对M2和M4煤层分别作了分析，煤层挥发份Vr平均值为51%（37%），发热量Q平均值为18 MJ /Kg（91t经验算，满足生产需要。6、机车选型根据计算选择CDXT2.5型蓄电池机车1台，备用1台。表522机车主要技术特征表项目单位CDXT2.5粘着质量t2.5轨距mm600制动方式机械长时制速度km/h4.5外形尺寸Lmm2300Bmm970Hmm1515蓄电池组型号DG330KT电压V48容量Ah330车载瓦斯报警器台ACJ12 矸石及掘进出煤运输系统矿井投产时设两个掘进工作面，两掘进面均沿煤巷掘进，矸石主要为煤层夹矸和局部破顶和破底，均采用钻爆法掘进工作面，打眼放炮，人工装煤（岩）。掘进面矸石与掘进煤一起经人工装入矿车后，由人工推运经中部车场至主平硐或由绞车下放至中部车场再推至主硐，编成矸石列车，最后由2.5t蓄电池机车经主平硐井筒牵引出地面，人工推车运至矸石山堆放。3 材料和设备运输系统运输料系统和运矸系统相反。五、采区通风和排水1采区通风系统主平硐1121工作面轨道巷1121工作面1121工作面回风巷上部车场回风斜井引风道风机抽出地面。2排水系统黄果园矿井为平硐开拓，采工作面和掘进面的涌水经过位于各自巷巷沿巷道水沟经主平硐自流出地面。六、井巷总工程量，移交生产时的井巷工作量和移交生产时的三个煤量井巷工程量总长度1489m。其中岩巷为311m，占总工程量的20.9%；半煤巷为1108m，占总工程量的74.4%。详见井巷工程量汇总表523。根据矿井建设方案与移交标准以及施工进度安排，矿井建设总工期为10个月，其中施工期8.0个月，施工准备期1个月，矿井试运转期1个月。表523 井巷工程量汇总表顺序项目井巷工程量备注长度(m)体积(m3)煤巷半煤巷岩巷小计煤巷半煤巷岩巷小计一主平硐2812812219.92219.9二回风斜井136136870.4870.4三采区巷道1轨道上山1451451000.51000.52轨道上山上车场及绕道303017417451121工作面轨道巷3003001740174061121工作面运输巷3003001740174071121工作面回风巷2272271316.61316.68开切眼70701921929合计70110831114891926667.52393.99253.4矿井移交生产时的三个煤量及可采期开拓煤量：184.8kt 可采期：3.1a；准备煤量：184.8kt 可采期：3.1a；回采煤量：54kt 可采期：9个月。矿井达到设计生产能力60kt/a时，回采工作面个数为1个，掘进工作面个数为2个，采掘比例为1：2。矿井生产期矸石率按矿井年产量10%计，每年矸石量为：60kt10%6k ta。第六章 采煤方法第一节 采煤工艺方式一、采煤方法本矿井开采煤层为缓倾斜薄中厚煤层。煤层倾角12 16。M2煤层厚度0.10m1.96m，平均厚度为1.0m，煤层顶板岩性以泥粉砂岩、泥岩和炭质泥岩为主，岩石以半坚硬岩为主；底板多为泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩；M4煤层厚度0.0m5.51m，平均厚度为1.4m，煤层顶板岩性以泥岩、泥质粉砂岩为主，以半坚硬岩为主；底板为泥岩、砂质泥岩及泥质粉砂岩为主。根据本矿煤层赋存情况及巷道布置情况及开采技术条件，设计采用走向长壁采煤法。全部垮落法管理顶板。二、回采工艺由于本矿生产能力小，回采工艺采用炮采。采煤工作面采用ZMS12A型湿式煤电钻打眼，放炮落煤，人工装煤、放顶，工作面铺设SGB420/22型刮板输送机运煤。采煤工作面采用单体液压支柱支护，采用“三五排”控顶，全部跨落法管理顶板，最大控顶距5.2m，最小控顶距3.2m。1采煤工作面的循环数、推进度及接替关系矿井移交生产时在M2煤层布置1个工作面进行回采，工作面长度为70m。采煤工作面为打眼放炮落煤，人工装煤，正规循环率取0.9，工作面采煤班进度1.0m，工作面为“两采一准”，故每天工作面日循环推进度为2.0m，年工作日按330天考虑，则年推进度为：日循环进度设计年工作日正规循环率 2.03300.9 594m2采区及工作面回采率按煤炭工业矿井设计规范（GB 502152005），设计选取M2煤层首采区回采率为85%，工作面回采率为97%。.3.采煤工作面的生产能力工作面煤层厚度为1.0m，煤层容重1.4tm3，则工作面单产A2为：A2=工作面长度煤层厚度工作面年推进度容重工作面回采率= 701.0594 1.40.9710-3= 56.5kta掘进煤量按工作面的10%计算，则56.510%=5.65kta。上述煤量总和满足矿井年产60kt的生产要求。三、工作面顶板管理方式、支架和设备选型（一）工作面顶板管理方式该矿为缓倾斜煤层，采用走向长壁采煤法进行开采，煤层顶板为粉砂岩、泥岩和炭质泥岩为主；底板多为泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩。根据煤层顶板岩性划分等级，顶板合理支护强度为W=275KN/m2，根据煤层顶板特性，设计工作面采用单体液压支柱配1.0m顶梁支护顶板。全部冒落法管理顶板。（二）单体液压支柱选型单体液压支柱参数表项目参数备注型号DZ14-30/100支撑高度1400mm最大900mm最小伸缩行程500mm额定工作阻力300KN额定工作液压38.2MPa初撑力118157KN泵站压力1520MPa油缸直径100底座面积109cm2支柱质量有液41.5Kg无