1、本 科 生 毕 业 设 计全套图纸，加 153893706姓 名： 学 号： 学 院： 矿业工程学院 专 业： 采矿工程 设计题目： 开元矿 0.9 Mt/a 新井设计 专 题： 浅谈石港矿 15101 综放面瓦斯抽采治理技术 指导教师： 职 称： 讲师 2008 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 矿业学院 专业年级 采矿 04-2 学生姓名 任 务 下 达 日 期 ： 年 月 日毕业设计日期： 年 月 日至 年 月 日业设计题目： 开元矿 0.9 Mt/a 新井设计毕业设计专题题目：浅谈石港矿 15101 综放面瓦斯抽采治理技术毕业设计主要内容和要求：院长签字： 指导教师签字：
2、中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（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）：成 绩： 指导教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况回 答 问 题提 出 问 题 正 确基 本
3、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 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为开元矿 0.9 Mt/a 新井设计。开元矿位于山西省寿阳县，交通便利。井田走向（东西）长约 4.0 km，倾向（南北）长约 4.6 km，井田总面积为 18.27 km2。主采煤层为 9#、15 #煤，倾角 318，平均 5。煤层平均厚度分别为 2.45 m、3.10 m。井田地质条件较为简单。井田工业储量为 147.83 Mt，矿井可采储量 105.15 Mt
4、。矿井服务年限为 77.89 a，涌水量不大，矿井正常涌水量为 120 m3/h，最大涌水量为 187.5 m3/d。矿井相对瓦斯涌出量为 8.76 m3/t，为低瓦斯矿井。井田为双立井单水平开拓。大巷采用胶带运输机运煤，辅助运输采用矿车运输。矿井通风方式为中央边界式通风。矿井年工作日为 330 d，工作制度为“四六” 制。一般部分共包括 10 章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度、设计生产能力及服务年限；4.井田开拓；5.准备方式采区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。专题部分题目为浅谈石港矿
5、 15101 综放面瓦斯抽采治理技术。翻译部分题目为极深条件下的高效长壁采煤。关键词：立井；采区，中央边界式通风ABSTRACTThe three parts is included in this design,i.e.,the general part, special subject part and translation.The general part is a new design of Kaiyuan mine with a production of 0.9 million t/a. Kaiyuan mine lines in ShouYang County, ShanXi
6、province. The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The run of the minefield is 4.0 km ,the width is about 4.6 km, well farmland total area is 18.27 km2. No. 9 and No. 15 are the main coal seam, and its dip angle is 318, 5 for average. The thickness of the mine are about 2.45
7、m and 3.10 m respectively. The geological conditions of the minefield is relatively simple.The proved reserve of the minefield is 147.83 Mt. The recoverable reserve is 105.15 Mt. The designed productive capacity is 0.9 Mt/a, and the service life of the mine is 77.89 years. The normal water flow of t
8、he mine is 120 m3/h and the max flow of the mine is 187.5 m3/h. The relative gas emission rate of the mineral well is 8.76 m3/t, for low gas mineral well.The well farmland is a single level with a shaft to expand. The coal is transported by the belt conveyer in the main roadway and 1 t mine car is u
9、sed as the auxiliary transportation equipment. The way of mine ventilation is central boundary ventilation.The working system “four-six” is used in Kaiyuan mine. It produces 330d/a.This general part includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3
10、.The service life and working system of mine; 4.Development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6. The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technic
11、al norms.Special subject part of topics is: On the extraction treatment technology for gas of the 15101 fully mechanized caving face in Shigang mine.The title of the translation part is: High performance longwall extraction in large depth.Keywords:shaft;mining area; central boundary ventilation目 录一般
12、设计部分1 矿区 概述及井田地质特征 21.1 矿区概述 21.2 井田地质特征 41.3 煤层特征 102 井田境界和储量 152.1 井田境界 152.2 矿井工业储量 152.3 矿井可采储量 183 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 223.1 矿井工作制度 223.2 矿井设计生产能力及服务年限 224 井田开拓 244.1 井田开拓的基本问题 244.2 矿井基本巷道 285 准备方式 采区巷道布置 365.1 煤层地质特征 365.2 采区巷道布置及生产系统 375.3 采区车场选型设计 416 采煤方法 456.1 采煤工艺方式 456.2 回采巷道布置 517 井下运输
13、537.1 概述 537.2 采区运输设备选择 557.3 大巷运输设备选择 578 矿井提升 598.1 概述 598.2 主副井提升 599 矿井通风与安全技术 629.1 矿井通风系统选择 629.2 矿井风量计算及风量分配 669.3 矿井通风阻力 729.4 矿井通风设备选型 759.5 矿井灾害的防治措施 7810 矿井基本技术经济指标 82专题设计部分1 绪论 851.1 引言 851.2 国内外瓦斯抽采治理技术研究现状 861.3 我国矿井瓦斯抽放方法及其分析 881.4 国内外综采面瓦斯治理现状 911.5 主要研究方法和内容 922 试验工作面开采技术条件 922.1 石港
14、煤业公司概况 922.2 15101 综放面开采技术条件 933 石港煤矿 15101 综放面瓦斯综合治理技术 963.1 顶板高抽巷边采边抽 963.2 内错尾巷风排瓦斯 963.3 本煤层钻孔预抽与边采边抽 964 本煤层瓦斯抽采特征的实测研究 1004.1 进风顺槽钻孔瓦斯抽采特征 1004.2 回风平巷瓦斯抽采特征 1035 主要结论及存在问题 1085.1 主要结论 1085.2 存在问题 109翻译部分英文原文 111中文译文 125参考文献 135致谢 137中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 1 页一般部分中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 2 页1 矿区概
15、述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 地理位置及交通开元矿井位于山西省寿阳县城西北 14 km 处，行政区划属寿阳县平舒乡及南燕竹乡管辖。地理坐标：东经 11259241130247，北纬 375506375835。井田形状近似长方形，南北约 5.2 km，东西宽约 4.0 km，面积约 20.8 km2。307 国道、段王寿阳专用铁路从井田中部通过；太（原）旧（关）高速公路从井田外南部通过；井口至石（家庄）太（原）铁路线上的寿阳站有专用铁路支线相连，铁路专线 13 km，并有货台；各乡村间均有简易公路相通，交通极为便利。开元煤矿交通位置图如图 1-1 所示。 阳 泉 市旧 街寿 阳积
16、王阜 平竹 贴西 阳 镇白 家 庄笠 花长 与 榆 次苑 村东 阳 马 坊 郎 梦沾 阑 昔 阳平 定 把 牛寿 区 祁 关娘 子 关上 社西 城阳 西 孟 县 李 阳于 家 村 轩 辕多 井 大 成 扬 子 镇兰 村 太 原 市 太 守 镇 松 塔上 门 开 元 公 司宗 艾 镇马 首右 拐 村 牛 川 老 石 库 城闫 庄杜 庄巴 明安 卓 王 子 沟巨 城 镇 马 山库 黎张 庄 郭 家 铺洪 子 店端 山 沟12.5037.5 km北 阳图 1-1 开元煤矿交通位置图1.1.2 地形、地貌及水系井田位于寿阳、阳泉构造堆积盆地区的西北部，属黄土丘陵地貌；黄土梁、峁比较发育且平坦，沟谷多呈
17、“U”字形宽谷，冲沟中有基岩出露。井田地势总中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 3 页的趋势为西高东低，北高南低，最高点在井田西南部的寺儿沟，标高 1247.3 m；最低点在井田东南部的寺庄，标高为 1062.7 m。最大高差 184.6 m，一般相对高差多在 40100 m 之间。井田内的河流属黄河流域汾河水系。较大的河流为龙门河，自西北向东南流经井田中部，为季节性河流，平时干涸，仅在雨季形成洪流。龙门河在白家庄于人字河汇合，向东南至寿阳城折向西南入潇河，向西流入汾河。1.1.3 气象及地震烈度1）气象井田地处黄土高原，气候干燥，昼夜温差变化大，蒸发量为降水量的 3.5 倍，属暖温
18、带大陆型季风气候。据寿阳气象站观测统计资料，各种气象要素特征如下：降水量：平均年降水量 505.41 mm，降水多集中在 69 月，尤以 7、8 两月最多，且多为暴雨且夹有冰雹。蒸发量：平均年蒸发量 1754.16 mm，年最高达 2265.0 mm，年最低为 1483.8 mm。气温：年平均气温 7.6 ，一月份最冷，平均-8.8 ，极端最低气温为-26.2 ；七月份最热，平均气温为 21.6 ，极端最高气温为 35.7 。风向风速：风向夏季为东南，冬季为西北。年平均风速 2.48 m/s，最大月平均 3.9 m/s，最小月平均 1.0 m/s。霜期及冻土深度：初霜期为 9 月中旬，终霜期为
19、来年的 4 月中旬，长达 7 个月之久，全年无霜期 148 天。最大冻土深度为 1.10 m。2）地震烈度根据山西省地震局颁布的山西省地震基本烈度区划图确定，本区属七度基本烈度区。1.1.4 矿井电源及水源1）矿井电源矿井电源引自 5.2 km 处的寿阳县段王 35 kV 变电站，并建有矿井变电所（25.6 MVA 主变）及 35 kV 输电线路（双回路 29 km） 。2）矿井水源白家庄是阳煤集团公司寿阳区的集中供水水源地，现已查明水资源丰富，且水质很好，本矿井井田地处东山娘子关地下水系径流带，有丰富的深层水资源。1.1.5 矿区经济概况整个阳泉矿区跨越阳泉市，和寿阳、昔阳、和顺、左权四县，
20、面积约为 2592 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 4 页km2。本区属于太行山北段，土质比较差，主要农作物有玉米、谷子、高粱豆类等。由于农田水利基本建设发展快，粮食产量逐年提高。随着矿区建设的日新月异，各县工业如煤炭、冶铁、化肥、水泥、发电、农机、轻纺、副食加工等已具相当规模。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质概况开元井田位于沁水煤田寿阳矿区西北部，属掩盖半掩盖型煤田。井田总体构造为走向东西，向南倾斜的单斜构造，地层倾角 212，在此上发育有次一级的短轴宽缓褶曲；井田内断层发育较少，且均为正断层；在井田东侧中央隐伏有少许陷落柱，形状以椭圆形为主。井田含煤地层分布在石炭系上
21、统山西组及二叠系下统山西组，主要可采煤层为 9#和 15#煤层。煤层赋存于全区，煤厚变化较小，属稳定煤层。1.2.2 地层井田内新生界地层广泛分布，基岩零星出露于沟谷之内。地层由新到老依次为：第四系，第三系，二叠系，石炭系上、中统，奥陶系中统。地层特征见表1-1。综合柱状图见图1-2。1.2.3 井田地质构造开元井田位于沁水煤田寿阳矿区西北部，阳曲一盂县纬向构造带南翼，其东西两侧受太行经向构造带和新华夏系构造的控制，南部受寿阳西洛南北向构造带的影响，整个矿区是在纬向与经向和新华夏系构造复合控制之下。井田总体构造为走向东西，向南倾斜的单斜构造。地层倾角 212，在此上发育有次一级的短轴宽缓褶曲。
22、构造属简单类。1）褶曲井田内发育较大褶曲二条。放马沟向斜:位于井田西北部，走向近东西，北翼倾角11 ，南翼倾角4 8。井田内延伸约2500 m。上峪背斜:位于井田西部，放马沟向斜南。两翼倾角 46。2）断层该井田断层不是很发育，断层走向大致成北东方向，主要受东西向区域构造（即：放马沟向斜、上峪背斜）的影响，断层表述如下（见表 1-2）:（1）F12正断层位于井田西北部，走向近东西，倾向南，倾角 7080。为 210 和 H1 号孔所揭露，210 号孔缺失 K3-K2 下地层，使太原组地层缩短 30 m。H1 号孔太原组缺失中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 6 页K3 灰岩及其上、下
23、部地层，使地层缩短 15 m。故该断层断距在 1530 m 间，井田中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 7 页柱 状1:5010.5613.56.803.56.04.2.02.45.601.49.803.7.152.07.858.504.605.70.929.502.10.10.36.02.3.692.109.054.207.51.0340.75岩 石 名 称23.730.514.0.14.28.150.6.57.6.472.9.681.39.97.1102.38.10.138.4140.5.152.8159.46.715.467.1857.2182.90.1.9418.203.粉
24、土粉 质 粘 土粘 土亚 砂 粘 土杂 色 细 砂 岩杂 色 砂 质 泥 岩黄 色 泥 岩黄 色 粉 砂 岩黄 色 砂 质 泥 岩杂 色 泥 岩灰 绿 色 细 砂 岩灰 绿 色 中 砂 岩杂 色 铝 质 泥 岩浅 灰 色 中 粗 砂 岩浅 灰 色 粉 砂 岩杂 色 泥 岩浅 灰 色 粗 砂 岩紫 色 泥 岩深 灰 绿 色 砂 质 泥 岩灰 色 粉 砂 岩灰 色 砂 泥 岩 互 层深 灰 色 泥 岩灰 色 砂 质 泥 岩灰 色 细 粒 砂 岩灰 色 泥 岩灰 色 砂 质 泥 岩深 灰 色 粘 土 泥 岩灰 深 灰 色 砂 质 泥 岩浅 灰 色 中 砂 岩深 灰 色 砂 质 泥 岩黄 色 砂 质
25、泥 岩黄 色 粉 砂 岩灰 绿 色 粉 砂 岩灰 色 粉 砂 岩(m)()浅 灰 色 细 砂 岩灰 黑 色 泥 岩灰 色 铝 质 泥 岩黑 色 泥 岩深 灰 色 粉 砂 岩深 灰 色 砂 质 泥 岩灰 黑 色 砂 质 泥 岩深 灰 色 砂 质 泥 岩灰 黑 色 泥 岩灰 黑 色 砂 质 泥 岩灰 色 细 砂 岩灰 黑 色 砂 质 泥 岩灰 黑 色 砂 质 泥 岩灰 色 细 砂 岩灰 色 粉 砂 岩深 灰 色 砂 质 泥 岩灰 黑 色 泥 岩灰 色 粉 砂 岩灰 黑 色 泥 岩灰 白 色 中 砂 岩灰 白 色 细 砂 岩灰 色 深 灰 色 砂 质 泥 岩灰 黑 色 泥 岩灰 色 细 砂 岩浅 灰
26、 色 细 砂 岩深 灰 色 砂 质 泥 岩灰 色 粉 砂 岩深 灰 色 粘 土 泥 岩灰 色 中 砂 岩深 灰 色 泥 岩灰 色 细 砂 岩深 灰 色 粉 砂 岩灰 白 色 粗 砂 岩32.05.328.4346.82357.6.251.0.134.2.117.43.9014.3.0304.21.7529.1.6037285.1.46280.97.3279.013.265.70.25.471.6249.76.3240.95382.30.6127.8630218.7.021.4.028.7.951.035.4.0.75.90.3.70.90.49.60.8.24.6.25.9.0.65.98.6
27、.80962.8.2.1.602.5.61601.2.1.2.85.0 3 煤6 煤8 煤9 煤5. 灰 色 石 灰 岩3.1 灰 色 砂 质 泥 岩.8 黑 色 含 炭 泥 岩2.5 黑 色 泥 岩.6 深 灰 色 石 灰 岩2.30 灰 黑 色 钙 质 泥 岩. 15 煤浅 灰 色 细 砂 岩深 灰 绿 色 砂 质 泥 岩.1图 1-2 综合柱状图中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 8 页内延伸长度约 800 m。（2）F11正断层位于F12断层南，走向北东，倾向南东，倾角75 ，断距35 m，延伸长度约850 m。（3）F13正断层位于井田中部，走向近东西，倾向南，倾角50 7
28、5，断距30 m，延伸长度700 m。表 1-2 断层特征表断层标号 断层性质 落差/m 延伸长度/m 备注F12 正断层 1530 800 井田西北部F11 正断层 35 850 F12断层南F13 正断层 30 700 井田中部表 1-1 地层特征表地质年代系 统 组 接触关系 厚度/m 地层特征全新统Q4不整合 020.00 分布于各大沟谷之内，为近代冲、洪积物与基岩风化砂土层。上更新统Q3整合 015.00井田内广泛分布，为淡灰黄及土黄色粉质粘土、粉质砂土，含钙质结核，垂直节理发育。中更新统Q2整合 10.0030.00淡红及褐黄色粉质亚粘土、粘土，夹古土壤层及13层钙质结核。底部为淡
29、红色砂砾石层。第四系Q下更新统Q1整合 5.0070.00上部为橙色及深红色粘土、粉质粘土，夹多层古土壤层；中部为灰褐、黄灰色粘土夹泥灰岩薄层；下部为黄土、淡红色粉砂岩。第三系R上新统N2不整合 025.00 由暗紫色粘土、紫红色细砂岩、浅灰色砾石组成，不整合覆盖于各不同时代基岩之上。中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 9 页续表1-1 地质年代系 统 组 接触关系 厚度/m 地层特征上统P2上石盒子组P2s整合 345.082以K 12（狮脑峰砂岩）为界分为上下两段：上段自K 12砂岩底至K 13砂岩底。主要为为灰白色厚层状含砾中粗粒砂岩，黄绿色、暗紫色细粒长石，石英砂岩与暗紫色、黄绿色砂质泥岩互层组成。本段井田内赋存不全，最大厚度不超过200m。下段自 K10桃花泥岩顶面至K 12砂岩底。以黄绿色、灰绿色中细粒砂岩，灰褐、暗紫等杂色砂质泥岩为主
