1、 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 1 页目 录1 矿井概述及井田地质特征 -11.1 矿区概述 -11.1.1 矿区地理位置 -11.1.2 地形特点 -11.1.3 交通条件 -11.1.4 气候条件 -11.1.5 河流 -21.1.6 居民点分布及农业状况 -21.2 井田地质特征 -31.2.1 井田的勘探程度 -31.2.2 煤系地层特征 -31.2.3 井田地质构造及分布 -61.2.4 井田水文地质情况 -61.3 煤层特征 -91.3.1 主要可采煤层及其围岩的性质 -102 井田境界和储量 -122.1 井田境界 -122.1.1 井田境界的划分 -132）对于
2、酸刺沟矿井田 -132.1.2 井田的走向长度、倾斜长度、及面积 -132.2 矿井的工业储量 -142.3 可采储量 -142.3.1 矿井永久保护煤柱损失量 -143.2 矿井可采储量 -163 矿井工作制度 -183.1 矿井工作制度 -18中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 2 页3.2 矿井设计生产能力及服务年限 -183.2.1 校核矿井煤层的开采能力是否满足设计生产能力 -183.2.2 校核储量条件 -184 井田开拓 -194.1 井田开拓的基本问题 -194.1.1 井筒形式的选择及配置 -194.1.2 方案比较 -224.1.3 确定开采水平和阶段高度 -26
3、4.1.4 开采水平大巷布置方式 -274.2 矿井基本巷道 -284.2.1 井筒 -284.2.2 井底车场 -344.2.3 主要开拓巷道 -355 准备方式-带区巷道布置 -395.1 煤层地质特征 -395.1.1 煤层特征 -395.1.2 煤的化学性质和物理性质 -395.1.3 水文地质条件 -395.1.4 水文地质类型 -395.1.5 瓦斯 -405.1.6 煤尘爆炸 -405.1.7 煤的自燃 -405.1.8 地温 -405.2 带区巷道布置及生产系统 -405.2.1 确定带区式工作面走向长度 -405.2.2 确定带区分带斜长 -405.2.3 煤柱尺寸的确定 -
4、405.2.4 工作面布置及煤仓个数的确定 -415.2.5 综采带区巷道布置 -425.3 带区车场设计 -435.3.1 带区下部车场设计 -435.3.2 带区主要硐室 -436 采煤方法 -446.1 采煤工艺方式 -446.1.1 煤层赋存条件 -446.1.2 放顶煤工艺设计 -446.1.3 综放开采类型 -456.1.4 主要参数及回采工艺 -45中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 3 页6.1.5 工作面正规循环生产能力 -486.1.6 工作面支护方式 -486.1.7 各设备的主要性能及技术特征 -516.1.8 回采工作面吨煤成本 -566.1.9 生产作业制
5、 -586.2 回采巷道布置 -596.2.1 工作面巷道布置 -596.2.2 巷道断面及支护形式 -596.2.3 工作面快速搬家技术 -627 井下运输 -637.1 概 述 -637.1.1 井下运输原始条件 -637.1.2 煤炭运输方式 -637.1.3 辅助运输方式 -637.1.4 煤炭运输 -647.2 盘区运输设备 -647.2.1 盘区煤炭运输设备的选择 -647.2.2 盘区运输能力验算 -657.3 大巷运输设备选择 -657.3.1 大巷运输设备的选择 -657.3.2 类型及规格 -667.3.3 运输设备运输能力验算 -668 矿井提升 -678.1 概述 -6
6、78.1.1 煤炭运输方式 -678.1.2 辅助运输方式 -678.1.3 运输系统 -688.1.4 主要运输大巷断面及支护方式 -688.2 主副井提升 -688.2.1 主井提升 -688.2.2 副井提升 -699 矿井通风与安全 -719.1 矿井通风系统的选择 -719.1.1 带区通风系统 -719.1.2 回采工作面通风方法 -719.1.3 工作面通风方式 -729.1.4 主扇的工作方式 -729.1.5 掘进通风及硐室通风 -73中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 4 页9.2 带区及全矿所需风量 -739.2.1 矿井所需总风量的计算 -739.3 矿井阻力
7、计算 -769.3.1 矿井通风容易时期和困难时期井巷摩擦阻力及通风阻力计算 -799.3.2 矿井总通风阻力 -819.4 选择矿井通风设备 -829.4.1 选择主扇 -829.5 防止特殊灾害的安全措施 -859.5.1 火灾及煤层自然发火的防治措施 -859.5.2 预防煤尘爆炸的措施 -879.5.3 预防瓦斯爆炸的措施 -879.5.4 水灾的防治措施 -889.5.5 避宅路线及安全出口 -8810 设计矿井基本技术经济指标 -89参考文献 -90第二篇专题部分 -92特厚煤层工作面支护问题 -92摘 要 -921 工作面围岩分析 -921.1 工作面地质及生产技术条件 -921
8、.2 现场观测分析 -931.3 综放工作面覆岩破坏运动规律数值分析 -941.4 结 论 -962 网格式迈步支架放顶煤技术 -972.1 网格式支架放顶煤回采工艺 -972.2 放顶煤面矿山压力显现规律 -992.3 技术经济分析 -1022.4 主要结论 -103英文原文 -105分析空气泄漏法在采空区上行开采条件下的放顶煤 -1091 特性与上行开采采空区的条件放顶煤 -1102 调查工作面 -1113 数学模型的空气泄漏法在采空区 -1114 数值模拟结果 -1125 结论 -112致 谢 -113中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 5 页中国矿业大学 2012 届本科生毕
9、业设计 第 1 页中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 1 页1 矿井概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区地理位置内蒙古自治区准格尔煤田酸刺沟井田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗沙圪堵镇东 27km 处，行政区划隶属鄂尔多斯市准格尔旗薛家湾镇，其地理坐标为：东经：11110151111445北纬： 394045 3944451.1.2 地形特点本区为鄂尔多斯黄土高原的一部分，黄土覆盖广泛，厚度大，部分为风积砂覆盖，植被稀少，居民点分散，由于受水流风蚀等影响，区内沟谷纵横交错，沟谷呈树枝状，十分发育。区内地形总体为中北部高，东西部低，区内有一由北向南延伸的平梁，平梁东西两
10、侧较低。最高点位于勘查区中北部后樊家湾，海拔标高为+1283.90m，最低点位于勘查区东南部南坪沟与井田边界交汇处，海拔标高+1026.6m，最大海拔标高差157m；一般海拔标高为+1230+1020m ，一般相对标高差 50m 左右。1.1.3 交通条件本区交通以公路为主，铁路为辅。薛魏公路从井田中西部南北向通过，路面为二级柏油路面，由薛魏公路向北至薛家湾约 17km，由薛家湾经呼大公路向北至呼和浩特市约 118km，向西经 109 国道至鄂尔多斯市约 150km。向东经和林县到清水河县约180km。大准、准东铁路及已开工建设的呼准铁路在矿区的北侧通过，矿井距大准铁路唐公塔集装站约 22km
11、，距准东铁路敖包湾站约 16km，准东铁路沙圪堵站至乌素沟站现已建成通车。设计中的准能黑岱沟露天矿铁路专用线（南坪支线）从井田东北角通过，矿井交通非常便利，井田交通位置图见图 1-1。1.1.4 气候条件本区属于大陆性干旱气候。春季干旱多风；夏季昼炎热夜温凉，日温差较大；秋季凉爽；冬季严寒。寒暑变化剧烈，昼夜温差较大，准格尔旗最高气温 38.3，最低气温-30.9 ，一般年平均气温 5.37.6。霜冻和冰冻期长，为 195 天左右，一般结冰期为每年 11 月至翌年 34 月份，最大冻土深度 1.50m，降雨最多集中于 79 月，占总降水量的 60%70%，年降水量为 277.7544.1mm，
12、平均为 401.6mm。年平均蒸发量为 2108.2mm，是降雨量的 58 倍。常发生春旱，春季多风，平均风速 2.3m/s，最大风速 20m/s，主要集中在 45 月和 1011 月。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 2 页东东东东东东东东东 东东东东东东东东东图 1-1 井田交通位置1.1.5 河流区内无大的地表水体，仅在沟谷中由于大气降水而形成间歇性水流，地表径流量很小，部分深沟中有泉水涌出，但流量很小。南北向平梁两侧支沟较多，平梁东侧由北向南依次为酸刺沟、石宝图沟、南坪沟、冲水沟；平梁西侧支沟由北向西南有独贵沟、喇叭沟、巴塔沟。沟内无常年地表迳流，雨季山洪暴发，形成短暂的地
13、表迳流，西侧支沟水流汇入井田外围十里长川，东侧支沟水流汇入井田外黑岱沟，以迳流方式注入黄河。1.1.6 居民点分布及农业状况本区的经济以采矿业为主，服务业为辅。矿区内植被稀少，居民点分散，农业受当地地理环境与经济状况的限制，由于水土流失严重、土地贫瘠，农业生产十分落后。随着准格尔煤田的大规模开发建设，当地的经济也将呈上升趋势。本区内交通方便，矿井建设所需的砖、瓦、砂、石等大宗建筑材料可就地解决，中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 3 页钢材、木材及高标号水泥等主要从外地购入，建材供应渠道畅通。1.2 井田地质特征1.2.1 井田的勘探程度本井田位于原内蒙古自治区伊克昭盟准格尔煤田南部
14、详查勘探地质报告勘探范围的西北部。地质报告在总结以往地质工作的基础上，采用了以钻探、测井为主，配合地质填图，采样化验等多种勘探手段进行了勘探，共利用原报告钻孔 15 个，钻探工程量 7533.99m。地质报告对区内的构造形态已经查明，构造属于简单类型；详细查明了先期开采地段内没有落差等于或大于 30m 的断层，对先期开采地段内主要可采煤层等高距为20m 的煤层底板等高线已经控制；查明了可采煤层的层数、层位、厚度、结构和可采范围；详细查明了可采煤层的煤质特征及其变化情况，确定了区内煤层为低中灰中高灰，低硫中高硫，低磷，中中高热值煤。煤质牌号为长焰煤，确定了煤的工业利用方向为动力用煤；查明了本区的
15、水文地质条件，本区属于以裂隙岩层为主的水文地质条件简单类型，即二类一型。1.2.2 煤系地层特征区内大部被第四系覆盖，但在沟谷中，亦有基岩出露，井田地层由老至新有：奥陶系（O）中统马家沟组（O 2m） 、石炭系（C ）上统本溪组（ C2b） 、上统太原组（C 2t） 、二迭系（P）下统山西组（P 1s） 、下石盒子组（P 1x） 、上统上石盒子组（P 2s） 、石千峰组（P 2sh） 、第三系红土层（N 2） 、第四系（Q） 。煤层地层综合柱状图见图 1-21）奥陶系（O）中统马家沟组（O 2m）井田内钻孔均未全揭露该组地层，最大揭露厚度 29.32m，岩性为浅灰色石灰岩、白云质灰岩，微晶质结
16、构，见小溶洞和裂隙，常为方解石充填2）石炭系（C）上统本溪组（C 2b）为一套浅海过渡相细碎屑岩沉积，平行不整合于奥陶系之上。下部岩性为浅灰、暗紫色粘土岩、铝土质粘土岩、块状构造，相当于华北 G 层铝土矿，但厚度不大且不稳定，常相变为砂泥岩、泥岩。中段为灰黑色砂质泥岩、泥岩、灰白色细粗粒石英砂岩，硅质胶结，坚硬致密。上段以深灰色、灰黑色泥岩为主，夹透镜状灰岩、泥灰岩，黑色泥岩中常含黄铁矿结核。灰岩中含海相动物化石及生物碎屑。井田内钻孔揭露厚度 0.80m43.64m ，井田平均厚度 15.97m。3）石炭系（C）上统太原组（C 2t）为过渡相陆相沉积，是本区主要含煤地层，含煤 2 层，为 6
