煤矿开采毕业设计说明书范本

1、第一章 矿（井）田地质概况1.1 矿（井）田位置及交通1.1.1 交通位置王家山煤矿位于靖远县城北约60km，宝积山矿区西北约10km，行政区划属白银市平川区王家山镇和东升乡管辖。面积约8.3421km2，地理坐标为：东经10448061045312，北纬365135365314。靖远煤业有限责任公司取得王家山煤矿的采矿权，国土资源部2001年12月26日颁发了采矿许可证，开采深度标高为1780850m，有效期自2001年12月至2017年12月。王家山煤矿西北距国道309线约2.5km。铁路由白（银）宝（积山）线的长征车站接轨，经旱平川、水泉，至煤矿工业广场有专用线。矿区内的公路、简易公路纵

2、横交错，交通甚为方便。交通位置如图1.1图1.1 交通位置图1.1.2 地形地貌矿区地处干旱区，地形复杂。地形陡峻，最高点位于栒条岘，标高2021.7m，最低点位于下红湾，标高1815.0m，相对高差206.7m，水洞沟以西基岩裸露，属剥蚀构造地貌，王家山向斜两翼形成相向的单面山，由于沿张性构造裂隙易于向下切割侵蚀，故横向沟谷发育。随着向斜的倾没，岩层逐渐被黄土覆盖；水洞以东主要为黄土丘陵区，相对高差较小，一般2050m。1.1.3 气象及水文情况矿区气候属内陆半沙漠干旱气候气温：月平均-924，最低-1823，最高达3538，年平均7.99.2。夏季酷热，冬季严寒，春、夏、秋季昼夜温差101

3、6降水量：年平均量在187374mm之间，平均250mm左右.多集中于7、8、9三个月，降水量占全年的5060%，常形成暴雨。蒸发量：年平均14391782mm，平均1655mm，为降水量的6.6倍。湿度：年平均5564%，4、5月份最干燥，为4160%，711月份湿度在5875%之间。风向：除夏、秋季有东南风外，其他时间多西北风，风力24级，最大达68级，全年平均风速11.4m/s。每年11月至次年3月为冻结期，最大冻结深度93cm。区内无常年流水，仅有两条砂河在每年79月雨季期间山洪暴发才有短暂的暂时性流水。一条是苦水峡砂河，发源于矿区东南部的小井子沟，由南向北穿过矿区中部，经胶泥崖村、大

4、红沟、北滩，与咸水河汇合，至中卫注入黄河；另一条是孔家沟砂河，由李家坪向西流经矿区南侧，在33、107号孔附近折向西南，经石碑子沟、旱平川，流入黄河。矿区以南的变质岩裂隙水沿F1断裂带溢出，在苦水峡砂河上游形成水质良好，但水量甚小的上升泉，最小涌水量0.175L/S，最大涌水量为1.112L/S。由于受F1断裂带中断层泥的阻滞，进入孔家沟砂河后形成地下潜流，潜水面深310m，对河床中分布的各个水井进行了不定期观测，水量不大，如李家坪水井的涌水量为20.39m3/d。1.1.4矿区概况1.矿区开发情况王家山矿区开采历史久远，在建井时，井田浅部的小窑已具备相当规模。为了协调与地方的关系，省委、省政

5、府先后多次从生产矿井不同位置划给地方资源2501.84万t，从1550m水平以下资源内划给地方资源储量1806.0万t。经煤业公司调查，王家山矿区原有各类地方小煤窑（乡村、个体、其它）43个，通过多次关井压产的整顿，部分小窑已被关闭、封停，现保留24个小煤矿持有合法证件，但仍存在一证多井、超层越界、乱挖滥采、侵占大矿资源的现象。具体分布情况为：在王家山煤矿一号井周边实测有8个矿13个井口，二号井周边实测有11个矿14个井口，五号井周边有5个矿7个井口，各小煤矿的开采能力都在3万吨以上，有的能力达10万t，由于小矿开采技术条件差、回采率低，对资源破坏量非常大。另外，井田内煤层大多为急倾斜煤层，而

6、划出的资源均在井田浅部，使划出资源的下部形成相当数量的呆滞煤量。也使王家山煤矿生产能力、矿井服务年限等受到较大影响。2.矿区经济情况本区以农业为主，农产品主要有小麦、谷物、豆类等，由于干旱多风，产量均较低。工业方面，有矿区所属各煤矿，以及矿区辅助和附属企业事业单位等，还有靖远县所属厂矿及定西陶瓷厂、煤矿等企业，国家重点建设工程靖远电厂二期工程已竣工，靖远矿区供水工程亦完工交付使用。整个靖远矿区水、电、路、通讯等都已形成系统和综合能力。3.矿井建设和生产所需主要材料的来源主要建筑材料，除钢材以外，水泥、砖瓦、砂石、白灰等均为本地生产，可就近购买。4.水源、电源及劳动力来源本矿井由靖远矿区净水厂供

7、水。靖远矿区净水厂设在黄河北岸，取黄河水为水源，经过净化后供整个矿区。该水厂日处理水量54000m3/d，可向王家山矿井供水9900m3/d，能够满足该矿井集中生产用水。黄河水通过、过滤、消毒等手段处理后，水质符合国家生活饮用水标准。该水总硬度约为11.8德国度，Ph值约为7.8，浊度50年符合规程规定，故本矿井的生产能力为180万t合理。2.3 井田开拓2.3.1 工业场地及井口位置选择1、工业场地位置：方案：主、副井布置在加勘探线右侧优点：1.场地位于井田储量中心，王家山附近，井下运营费用低；地面开阔比较平坦，填挖工程量小；2.工业场地两侧煤层倾 角较小的煤层储量分布均匀，有利于矿井稳定生

8、产；3.场地工程地质条件好，高速公路从附近经过，交通方便；4.紧靠矿区铁路集配站。缺点：距离大倾角煤层较远，井下运输距离长，运营费用高，不易开采；方案：将主、副斜井布置在和加勘探线中间优点：1.主、副井场地联合布置，管理方便，占地少；2.由于布置在煤层倾角较大的地方，故工业广场压煤量较少，能够减少煤炭的损失。缺点：1.距离铁路，公路较远，需专门修建铁路、公路；2.由于该地区断层在倾向，和走向上均有断层，井筒的维护困难。由上面方案的比较可看出方案比方案更优越些，所以设计决定工业场地采用方案。2.3.2 井筒形式的确定王家山矿区井田里，主要可采煤层埋藏较浅，主要可采煤层倾角平均为37.5，主要可采

9、煤层赋存条件稳定，水文地质条件简单，涌水量不大。，煤层沿倾斜长度不大，井田为简单的向斜构造，主要可采的2、4层煤分布面积大，全区可采或大部分可采，厚度变化有一定的规律，结构多较简单，局部复杂，属较稳定型煤层。这一部分占本矿井面积80%以上，故主要采取该向斜煤层构造缓倾斜部分,在这种条件下,沿矿体布置井筒比较简单且合理;在选择斜井与立井时,经过选择,应选用斜井比较合理.原因有下:a.矿体赋存较浅b.井田范围较适中,矿井生产能力一般:180万t/ac.安装胶带运输设备担负主提开任务2.3.3 井筒数目的确定考虑到矿井地面运输及工业场地位置，设计主副斜井井筒位于井田北部将主、副斜井布置在和加勘探线中

10、间，主斜井采用双钩箕斗提升，副斜井采用串车提升，且由于中部煤层距地表近，有部分露头，所以风井设在中部边界，主副斜井井筒两侧，与回风大巷相连接。因此，本矿井设计有三个个井筒，主副井筒各一个，一个风井。主井担负全矿井的煤炭运输及进风任务,副井担负运人运料的任务。2.3.4 井田内划分及开采顺序1. 本矿缓倾斜部分煤层赋存稳定，倾角适中，适合综合开采。该井田煤层在倾斜长平均为1.56KM，故在倾角较小的煤层走向上分为三个水平即：18001500为一个水平，该阶段斜长为492.8m15001200为第二个水平，该阶段倾斜长为328.5m1200850为第三个水平，该阶段倾斜长为246.4对于东部倾角大

11、于40的煤层和F21断层处布置伪斜上山单独进行开采2.采区划分的原则本矿缓倾斜部分煤层赋存稳定，倾角适中，适合综合开采，因此采区走向长按20003000米考虑；急倾斜部分由于开采时间较晚，其采区走向长度可较短，一般不大于1000米；缓倾斜部分上下煤层采用走向长壁开采，在每个阶段沿煤层底板布置运输大巷和轨道大巷；急倾斜部分采用伪倾斜柔性支护开采。3.采区划分从上到下分三个水平，每个水平按从左到右分为三个采区，共分了九个采区。4.采区接替矿井初期投产采区一个，开采缓倾斜煤层第一阶段的第一采区，全矿井投产采区一个，开采后期布置第二采区以相接替。2.3.5 开采水平的划分及水平标高的确定1800150

12、0为一个水平，该阶段斜长为492.8m15001200为第二个水平，该阶段倾斜长为328.5m1200850为第三个水平，该阶段倾斜长为246.4对于东部倾角大于40的煤层和F21断层处布置伪斜上山单独进行开采2.3.6 阶段运输大巷和回风大巷的布置根据井田走向长约8000米，倾向约3500米，工业场地选择的位置及初期巷道准备及水平垂高的合理性，将井田划分为三个水平，即1500水平、1200水平、850水平。在1500水平布置运输大巷兼做进风巷和轨道大巷，在井田上部边界开掘回风大巷为第一阶段服务。在1100水平布置运输大巷和轨道大巷，该阶段的运输大巷和轨道大巷为下一阶段服务。把第一阶段的运输大

13、巷作为下一阶段的回风大巷。由于井筒两边地质状况相似，故在井筒两边巷道布置方式相同，1500水平上部一回风大巷，下部为运输大巷和轨道大巷，兼做下一阶段的回风大巷。1200布置运输大巷和轨道大巷，为第二阶段服务。2.4 井筒特征由前章确定的开拓方案可知第主、副、风井都为斜井，一般来说，井筒横断面形状有圆形、矩形两种，但圆形断面的斜井服务年限长，承压性能好，通风阻力小，维护费用少及便于施工的特点，因此，主、副斜及风井均采用圆形断面。井筒断面尺寸，主要是根据提升容器的种类、数量及外形尺寸；井筒装备的类型、规格、最小允许间隙；井筒的用途、管路、电缆、梯子间的平面尺寸来确定。2.4.1 主井本矿井采用斜井

14、开拓，矿井的年产量为130万t。主井主要用于提煤。采用刚性罐道斜井提煤箕斗进行煤炭提升型号为JDG-9/1104。井筒采用钢筋混凝土支护；井壁厚度350mm，壁后充填厚度80mm。井筒装备有方形钢管罐道和罐道梁，井深970m。主井井筒断面布置见图2.1图2.1 主井井筒断面布置2.4.2 副井 副井井筒也采用斜井形式，井筒主要用于提料、运人、提升设备、矸石、通风、排水。圆形断面，井筒内装备选择罐笼型号为GDG1.5/6/2/4型1.5t矿车双层四车罐笼。副井内除装备罐笼外，还设有梯子间作为安全出口，并设有管子道，井筒采用钢筋混凝土支护；井壁厚度450mm，壁后充填厚度100mm。井深950m。

15、副井井筒断面见图2.2 图2.2 副井井筒断面布置副井风速校核：式中：通过井筒的风速，m/s；通过井筒的风量，m3/s； 井筒净断面积，m2； 井筒的有效断面系数，圆形井取0.8； 安全规程规定的允许最大风速；由此： =4.92m/s8m/s所以井筒选择符合要求。2.4.3 风井风井内布置梯子间，作为紧急出口。井壁厚350mm，充填50mm。风井井筒断面布置如图2.3图2.3 风井井筒断面布置风井：2.4.4 井筒参数的设计表2.3 井筒坐标表井筒名称用途坐标井筒倾角(度)井筒长度(米)井筒断面()支护材料净掘主井运煤、进风X=40838.9Y=184841.525789.917.923.1料

16、石砌碹副井运料,和行人.下设串车X=40838.9Y=184842.125789.919.225.5料石砌碹风井回风井X=40838.9Y=184842.725789.919.626.4料石砌碹2.5 井底车场2.5.1 井底车场形式的选择及硐室的布置1.井底车场的形式的选择： 井底车场首先必须保证矿井生产所需要的运输能力，并应满足矿井不断持续增产的需要。为此，井底车场的设计通过能力应大于矿井生产能力3050。其次，调车安全、简单、方便，弯道及交叉点少操作安全，符合规程、要求规范井巷工程量小，建设投资少、速度快、时间短，便于维护，生产成本低，施工方便，有利于各井筒间、井底车场巷道与主要巷道间迅

17、速贯通，从而缩短建设时间。从矿车在井底井场内的运行特点看，井底车场有两大类，即环形式和折返式。本矿井采用立井开拓，煤层属于急倾斜煤层，根据本矿的设计生产能力为180万t，1.5t固定式矿车，轨型为24kg/m，电机车型号为XK86/110A，主要用于辅助运输，运煤采用皮带输送机，地面布置及生产系统，井筒的形式和提升方式、主副井筒间距，井筒与大巷的位置关系等确定井底车场选用刀式环行井底车场，该形式的车场不经过石门与大巷直接相连，减少工程量。由于该车场采用了胶带输送机运煤系统，使车场形式大为简化，通过能力较大，其辅助运输设备的型号及外形尺寸见下表2.4所示表2.4 设备型号及外形尺寸运送载体运输方

18、式运输设备型号外形尺寸（长宽高）mm质量kg运材料材料车MC1.5-6A240010501200566运矸石1.5t固定矿车MG1.7-6A240010501200718运设备平板车MP1.5-6A24001050415535牵引电车矿用蓄电池电机车CXT-8A450010401600图2.4井底车场设计示意图2.主要巷道硐室的布置（1）中央变电所硐室 硐室位置：中央变电所硐室是全矿井的电力总配电站，为了节约输入输出电缆线，配电均衡，安装维护方便和便于提供新鲜风流等目的，宜将变电所置于副井和井底车场连接的附近。 支护形式和特殊要求：变电所必须采用不燃性材料支护，如选用混凝土或料石砌碹，条件允许

19、也开采用锚喷支护。硐室必须设置易关闭的既防水有防火的密闭门，门内可设向外开的铁栅门，但不能妨碍门的关闭。从硐室出口防火门起5m内的巷道应砌碹或用其它不燃性材料支护。变电所的地面标高应比位于副井重车线侧的硐室通道与车场巷连点处的标高高0.5m。硐室不应有滴水现象，电缆钩应设一定坡度，以便将积水随时排出室外。中央变电所应根据规定，设置灭火器材，如配备灭火设备和充足的沙箱。为此，在硐室设计尺寸时，应留出相应的位置。（2）中央水泵房硐室水泵房硐室是井下主要硐室之一，能否正常安全运行，关系重大。水泵房硐室位置的选择应考虑以下因素：管线敷设最短，不仅节约管线电缆，而且管道阻力和电压降最小；一旦井下发生水患

20、人员、设备便于撤出，或便于下放排水设备，增加排水能力，迅速排除事故，恢复生产；具有良好的通风条件根据以上要求，硐室位置应选在井底车场副井连接处，附近空车线一侧，以便于设备运输，与中央变电所硐室组成联合硐室，即使有特殊原因，也要尽可能靠近副井。硐室支护与特殊要求：出口水泵房硐室必须采用不燃性材料支护，如砌料或混凝土碹，在坚固岩层中也可用锚喷支护，但不得淋水。出口通道处需设向外开启的即又能防水，又能防火的密闭门，从硐室出口密闭门5m内的巷道，应砌碹或采用其它不燃性材料支护；泵房硐室的地平应高于通道与车场连接处底板0.5m，设有流水坡；以防硐室积水；水泵工作的总能力应满足20h内排出矿井24h的正常

21、涌水量。3.井底水仓（1）.水仓的容量与数量 水仓的容量是按矿井正常涌水量计算的。煤矿安全规程规定，当矿井正常涌水量。同时，主要水仓的有效容积不得小于4h的矿井正常涌水量；矿井主要水仓必须含有主仓和副仓。当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用，特殊情况应当多设水仓。 据上述可知，本矿正常涌水量为138m3/h，且最大涌水量为230 m3/h都小于1000 m3/h。故其容积： V=8Q=1388=1104 m3式中：V水仓容积,m3； Q矿井正常涌水量，m3/h； 设有内外水仓，主水仓的容积为1104 m3，若用净断面为8.5m2 的半圆拱形断面，那么主水仓的长度为： L=1104/8.5=1

22、30m（2）.水仓的支护形式和特殊要求本矿井水仓断面为半圆拱形，用混凝土砌碹，考虑到支架间隙可储水，水仓净断面应乘以1.2的系数。为使淤泥易于沉淀和清理，水仓向配水仓方向设立反坡。其坡度常为12，在水仓最低点清理斜巷底部附近应设积水窝，在清理水仓时能将积水排出，以方便清理工作。2.5.2 井底车场线路设计井底车场各存车线的线路确定：井底车场线路包括存车线和行车线。存车线为存放空、重车辆的线路，它由主井重车线、主井空车线、副井重车线、副井空车线及材料车线组成。 行车线为调度空、重车辆的线路，如连接主、副井空、重车线的绕道和调车线。副井马头门线路也用于行车线。当运输大巷采用列车运行时，主、副井空重

23、车线长度应符合设计规范规定：主井空、重车线长度应能够容纳1.52列车，副井进、出车线长度，应能够容纳11.5列车。材料车线应能够容纳10个以上材料车到一列车。井底车场线路由直线线路和连接部分所组成，连接部分包括曲线线路和道岔。直线线路就是指存车线和行车线以及调车线。本矿井运煤直接由胶带输送机运往煤仓，故无需计算主井空重车线长度。a、副井空、重车线长度L=mnL1+L2+L3式中：L副井空、重车线长度，m m列车数，列数，取1.5列； n每列车的矿车数，辆，取16辆； L1一个矿车长度，m，2400mm； L2电机车长度，m，4430mm； L3列车制动距离，m，一般取1215m，L315m取14m；副井辅助运输采用1.5t固定矿车，型号为MG1.76A，外形尺寸240010501200mm，自重718kg。电机车选用CXT-8A,外形尺寸443010541550。 L=mnL1+L2+L3=1.5162400+4430+14000 =76030mm，取L=76.0m；b、材料车线长度L=10L+ L2式中：L材料车线长度，m； L材一辆材料车长度，m，2400mm；本矿