1、河北工程学院毕业设计（论文）1目 录1 矿区概述及井田特征 .51.1 矿区概述.51.1.1 交通位置 .51.1.2 井田范围 .51.1.3 地形 .61.1.4 气象 .61.1.5 地震 .61.1.6 经济概况 .71.2 井田地质特征.81.2.1 井田地质构造 .81.2.2 水文地质 .151.2.3 含煤地层 .181.2.4 煤层、煤质及其它有益矿产 .192 井田 境界和储量 .242.1 井田境界.242.1.1 井田范围 .242.1.2 井田尺寸 .242.2 井田工业储量.242.3 井田可采储量.253 矿井生产能力、服务年限及工作制度 .273.1 矿井设计
2、生产能力及服务年限.273.1.1 确定依据 .273.1.2 矿井设计生产能力 .273.1.3 矿井的服务年限 .273.1.4 井型校核 .283.2 矿井工作制度.294 井 田开拓 .304.1 概述.304.1.1 井田地质构造 .304.1.2 煤层赋存特征 .304.1.3 水文地质条件 .304.1.4 通风系统对开拓系统布置的影响。 .30河北工程学院毕业设计（论文）24.1.5 井田开拓的基本问题 .304.1.6 综述 .314.2 井筒位置的确定.324.2.1 井筒形式、数目、位置 .324.2.1.1 井筒形式.324.2.1.2 井筒位置的确定.334.2.2
3、工业场地的位置 .354.2.3 井筒 .364.2.4 开拓方案提出和比较 .374.3 开采水平的设计.414.3.1 水平高度的确定 .414.3.2 设计水平的巷道布置 .414.4 采区划分 .434.4.1 采区划分的原则 .434.4.2 采区的划分 .434.5 井底车场.434.5.1 概述 .434.5.2 井底车场的选择原则 .444.5.3 井底车场的设计依据 .444.5.4 井底车场的线路设计 .444.5.5 马头门线路的平面布置计算 .454.5.6 井底车场的硐室 .474.6 开拓系统的综述.485 采煤方法和采区 巷道布置 .505.1 煤层的地质特征.5
4、05.1.1 煤层特征 .505.1.2 煤尘的自燃和爆炸性.505.2 采煤方法和回采工艺.515.2.1 采煤方法的选择 .515.2.2 回采工艺 .525.2.3 2#煤采煤工艺 .535.2.4 工作面机械设备 .555.2.5 工作面长度的确定 .575.2.6 顶板管理 .60河北工程学院毕业设计（论文）35.2.7 循环作业方式及循环图表的编制 .605.2.8 机电设备的使用、维护、检修及搬运 .615.3 采区巷道和生产系统.655.3.1 采区概况 .655.3.2 采区形式 .655.3.3 采区区段 .665.3.4 采区生产系统 .665.4 采区车场设计及硐室.6
5、75.4.1 采区车场 .675.4.2 采区硐室 .685.5 采区采掘计划.685.5.1 采区各种巷道 .685.5.2 采区产量 .696 矿井运 输与提升 .716.1 概述.716.2 采区运输设备的选择.716.3 主要巷道运输设备的选择.716.3.1 煤炭运输方式 .716.3.2 刮板输送机的设计计算 .726.3.3 电机车的选型设计 .736.3.4 列车组成的验算 .756.4 主井提升设备的选型设计.776.4.1 选择提升容器 .776.4.2 选择提升钢丝绳 .796.4.3 提升机的选择 .806.4.4 提升机对井筒的相对位置 .816.5 副井提升设备的选
6、型设计.826.5.1 注意事项 .826.5.2 副井提升选型 .827 矿井通风 与安全 .837.1 矿井通风方式与通风系统的选择.837.1.1 中央并列式 .837.1.2 中央边界式 .837.1.3 两翼对角式 .83河北工程学院毕业设计（论文）47.1.4 分区对角式 .837.1.5 矿井通风方法 .847.2 采区及全矿所需风量.847.2.1 矿井风量计算原则 .847.2.2 风量分配的原则和方法 .887.3 矿井通风阻力计算.887.3.1 矿井通风的总阻力 .887.3.2 矿井通风设备的选择 .927.4 扇风机选型.927.4.1 计算通风机风量 Qf.927
7、.4.2 计算通风机风压 .927.4.3 初选通风机 .937.4.4 电动机选择 .937.4.5 通风设施 .937.5 防止特殊灾害的安全措施.947.5.1 瓦斯管理 .947.5.2 煤层管理 .947.5.3 火灾预防 .957.5.4 水灾预防 .957.5.5 顶板管理措施 .958 矿 井排水 .968.1 概述.968.2 排水设备选型.968.2.1 水泵型号及台数 .968.2.2 管路的确定 .978.2.3 管道特性曲线及工况的确定 .988.2.4 检验计算 .1018.3 水仓及水泵房.1028.3.1 水仓 .1028.3.2 水泵房 .1028.4 技术经
8、济指标.1039 技术经 济指标 .105感 谢 .107参 考 文 献 .108河北工程学院毕业设计（论文）51 矿区概述及井田特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置和平煤矿位于河北省武安市北部，以高村为中心，南距武安市约 5km。邯郸-长治公路横跨矿区南端，邢台-都党公路纵贯矿区东缘。煤矿运煤专用线在上泉车站与褡午环形铁路接轨，交通十分便利（见图1.1）。1.1.2 井田范围北以煤层风华氧化带为界；南以-600等高线切割各煤层为界；西部以井田F 1断层与村庄为界；东部以F 5断层、河流及陷落柱为边界，大地坐标：x轴4065350.004065353.50，y轴38512120.00385
9、12128.00。井田走向最大长度约为7.34km，最小长度约为5.79km，平均长度约为7.13km。倾斜方向最大长度约为3.56km，最小长度约为2.56km，平均长度约为3.06km。煤层倾角最大约为21.8，最小约为16.7，平均约为17.4。东西近似长条状，井田的面积约为23.9045k。1.1.3 地形矿区位于太行山东麓山前丘陵地带，武安盆地的西部，属山间平原地貌，地形微向东倾斜。北洺河东西向横穿矿区中部，地势北高南低，河北岸往北呈阶地式增高，最高标高达 655.77m，河床及其以南地势低缓，最低标高为 480.86m，最大高差174.91m。矿区范围内全为新生界近代和下更新统松散
10、沉积物所覆盖。除现代河谷和黄土分布的低平地带外，余者均为下更新统的冰碛泥砾和冰水沉积的灰绿、灰白夹褐红色粘土。在卵石表面可见到擦痕和压坑，卵石大小不一，大者直径可达 0.8m，由红色粘土及砂充填。京 娘 湖 上 焦 寺贺 进 贺 赵阳 邑 阳 邑 煤 矿冶 陶 徘 徊 午 汲 伯 延 大 社 前 史 村 南 城东 武 仕 水 库 磁 县彭 城 峰 峰 矿 区王 凤 煤 矿武 安 市 清 化 王 边 永 年 市沙 河 市大 油 村新 城北 康城煤矿 陶一煤矿 陶二煤矿 邯 郸 市邯 郸 矿 务 局户 村 京北 磁 山 邯长线南 和 村 钢 铁 厂 滏阳河褡西 通 乐 马 洺图 例 新 城西 光
11、马 头午 线会 河 河洺 河洺 河册 井 广线市 县市 县 区 界矿 务 局生 产 矿 井矿 井 边 界勘 探 区乡 镇铁 路公 路河 流云驾岭扩大区 通乐勘探区云驾岭煤矿 郭二庄煤矿图 1.1 交通位置图河北工程学院毕业设计（论文）61.1.4 气象本区为温带大陆性气候，四季分明，春旱、夏热、秋雨、冬寒，根据武安市气象站资料统计，年降雨量介于1472mm（1963年）135mm（1966年），平均降雨量600mm，最大月降雨量1026mm（1963年8月），降雨多集中在7、8、9三个月。年蒸发量2000mm左右。平均气温12.6,最高温度41.3(1968年6月11日)，最低温度-19.9(
12、1967年1月15日)。降雪及冻结日期自11月中旬至次年3月初，约90余天，最大冻结厚度41cm。平均风速2.7m/s左右，最大风速22.7m/s，风向北东，北北东居多。邯郸矿区地处中纬度地带，属半干旱暖温带大陆性季风气候，四季分明，冬季寒冷少雪，春季干燥，风沙盛行，夏季炎热多雨，秋季晴朗，寒暖适中。据武安气象站资料，多年平均气温 12.6，月平均气温最低为-3.4（1 月份） ，最高为 26.4（7月份） ，极端最低气温为-19.9（1967 年 1 月 5 日） ；极端最高气温为 42.5。多年平均日照时数为 2297，年日照百分率平均为 52%，平均无霜期 192 天，霜冻期一般为每年
13、11 月中旬左右至次年 3 月份，约 120 余天。积雪最大厚度 14.0016.00cm，冻土最大深度 42.00cm。风向多为南风和西北风，年平均风速 2.7m/s，极端最大风速29m/s。本区降水主要受太平洋东南季风气候影响，因距海洋较远，故而偏少，多年平均降水量为 560mm，历年最大降水量为 1472.7mm（1963 年） ，最小降水量为135.0mm（1966 年） ，月最大降雨量 1026.3mm(1963 年 8 月)，最大日降雨量286.3mm（1963 年 8 月 4 日），降水主要集中在夏季，汛期一般在 69 月份，降水量占全年总量的 76%。年最大蒸发量 2792.9
14、mm(1960 年)，最小 1257.1(1964 年)，年平均1977.2mm，月最大蒸发量 495mm(1972 年 6 月)。主要自然灾害有旱灾、水灾、雹灾、风灾、虫灾、地震、霜冻等。1.1.5 地震本区位于环太平洋地震构造带，因而地震极为频繁，且震级较高。邯邢矿区属国家地震重点监测区，按照中国地震裂度区划图（1990） 划分，本区地震裂度为7度区。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）划分，本区所属地震动峰值加速度分区为0.100.15g。据河北省历史地震资料，历史上有记载并影响到本区的地震有：（1）1314 年 10 月 5 日在涉县、武安（北纬 365，东经 1138
15、）发生 6 级地震，地震烈度 8，坏官民庐舍，涉县死 326 人，武安死 14 人。（2）1708 年 10 月 26 日在永年（北纬 367，东经 1147）发生 5.5 级地震，地震烈度 7，震倒城垛数十处，坏民舍无数，人多露宿。沙河县同年地震。（3）1805 年在邢台（北纬 371，东经 1145）发生 5 级地震，地震烈度6，屋有坏者，沙河县亦震。河北工程学院毕业设计（论文）7（4）1830 年 6 月 12 日在磁县（北纬 364，东经 1142）发生 7.5 级地震，地震烈度 10，山崩地裂，涌出黄黑沙土，井水浸溢，漳、洼两河涸，房屋倒塌十之八九，达 20 余万间，压死 5485
16、人。受波及的武安县房屋倒塌无数，城垣坍塌，半成废墟。地震波及邯郸、武安、广平、肥乡、永年、馆陶等县。（5）1966 年 3 月 8 日 5 时 29 分，在河北省邢台地区隆尧县东的马兰、白家寨一带，发生 6.8 级强烈地震，震源深度 10 公里，震中烈度为 9 度强。极震区面积 300 平方公里。继这次地震之后，3 月 22 日在宁晋县东汪镇分别发生了 6.7 级和 7.2 级地震各一次，地震震源深度 9 公里，震中烈度为 10 度，极震区面积约 137 平方公里，东汪镇一带房屋几乎全部塌平，地裂冒水，村内外宽大裂缝纵横交错，裂缝宽 0.7m 以上，绵延数十米至数公里不等。沙河县以褡裢、显德旺
17、等地较重，倒房 394 间，严重破坏324 间，山区有 6 处大滑坡，3 月 26 日在老震区以北的束鹿南发生了 6.2 级地震，3月 29 日在老震区以东的巨鹿北发生了 6 级地震。从 3 月 8 日至 29 日在 21 天的时间里，邢台地区连续发生了 5 次 6 级以上地震，此次地震一直延续到 5 月 15 日，4.9 级以上地震达 10 次之多。这一地震群统称为邢台地震。（6）1972 年 10 月 12 日 7 时在沙河县西秦庄公社樊下曹一带（北纬 3657.5，东经 11418.5）发生 5.2 级地震，地震烈度 6，先听到爆破声大的巨响，随即感到地面上拱，激烈跳动，房屋个别倒塌，余
18、震持续到 10 月 18 日。1.1.6 经济概况和平煤矿位于武安市境内。武安市位于邯郸市西北，太行山东麓，西北与山西省交界。面积1806平方公里，城区面积16.5平方公里。现辖22个乡镇、502个行政村，人口69.1万。1988年设武安市，撤销武安县，以原武安县行政区域为武安市行政区域。为省属县级市，由邯郸市代管，素有“太行明珠”之称。2005年，武安市完成生产总值235亿元，财政总收入达到30.24亿元，其中县级财政收入达到9.58亿元。综合经济实力在2003年再进全省“十强”，2004年晋位全省“三强” 、并跨入全国“百强” 。武安市矿藏丰富，以煤、铁为主，还有铝矾土、硫磺、云母、石棉、
19、石膏、石英、钨等共20余种。矿区内农业耕地多为旱地，耕地较少，地方采矿、洗选、冶炼工业是当地农民的重要经济来源。主要农作物有小麦、玉米等，经济作物有棉花、大豆、花生等，矿藏以煤、铁、石材为主。主要工业有煤炭、钢铁、冶炼、化工、水泥和电力。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质构造和平井田基本构造形态为一单斜构造，以断裂构造为主， ，褶曲次之。此外，尚有河北工程学院毕业设计（论文）8岩浆岩的侵入。断裂方向以北北东及北东向最为发育，以高角度正断层为主，将矿区切割成若干小型的地垒、地堑和断块。区内伴有宽缓的褶曲及岩浆岩侵入，地质构造复杂程度属中等类型。地层倾角 1530，一般 1520。A.地层本
20、区为全掩盖区，地层由老到新有：奥陶系、石炭系、二叠系及新生界。现分述如下：（1） 奥陶系中统（O 2）峰峰组（O 2f）为煤系地层基底，地表未出露，由灰、青灰色、深灰色厚层状灰岩夹白云质灰岩、角砾状灰岩、花斑状灰岩、薄层泥灰岩组成，含海相动物化石 Actionceras sp.局部夹石膏层，灰岩中见缝合线构造。本组厚度 155m 左右，岩溶裂隙发育，按岩性可分两段。下部：（奥陶系七段）：为灰色、深灰色、浅灰色巨厚中厚层致密灰岩，微晶隐晶结构，夹白云质灰岩、花斑状灰岩、条带状灰岩及少量薄层泥灰岩、大理石化灰岩，局部夹石膏层，顶部有角砾状灰岩，灰岩中局部具缝合线构造。灰岩夹肉红色薄层白云质灰岩，具
21、不发育的花斑状结构。厚度 40-69m。上部（奥陶系八段）：深灰色、浅灰色厚层夹中厚层、巨厚层微晶灰岩或花斑状灰岩，泥质含量较高。顶部夹多层黄褐色、杂色中厚层角砾状灰岩。厚度约100m。（2）石炭系 中统（C 2）本溪组（C 2b）与下伏奥陶系峰峰组假整合接触。本组厚度：1520m，平均约 18m。岩性大致可分四部分：底部为紫色、灰色铝土质泥岩、粉砂岩，具鲕状结构。夹赤铁矿层（山西式铁矿）一般厚 0.200.50m，局部为含铁砂岩,含铁量很低。下部为灰色、紫褐色铝土质泥岩，粉砂岩及中细粒砂岩，具鲕状结构，含少量植物化石。中部为本溪灰岩及煤层，灰岩为深灰色，隐晶结构，致密块状，含少量筳科及其它动
22、物化石，含不规则团块状燧石。上部为黑色、深灰色粉砂岩、细粒砂岩、泥岩、普遍含铝土质，具鲕状结构，发育水平层理及缓波状层理，含少量植物化石。河北工程学院毕业设计（论文）9本组产动物化石有：Ozawainella angulata 角状小泽筳Pseudostaffella cuboids 近正方假史塔夫筳Schubertella 苏伯特筳Fusiella typica sparsa 少圈标准微纺锤筳Profusulinella jinghensis 精河原小纺锤筳Fusulinella laxa 松卷小纺锤筳Nodosinella sp. 似节房虫（未定种）Palaeotextulaira sim
23、plex 简单古串珠虫Cribrogenerina obesa 肥筛串虫Bradyina cribrostomata 筛口布雷迪虫Chonetes sp. 戟贝（未定种）Choristites 分喙石燕Dictyoclostus 网格长身贝Fusulina 纺锤筳Fusulinella of. Bocki 薄克氏小纺锤筳 上统（C 3）太原组（C 3t）与下伏本溪组整合接触。本组厚度 125150m，一般厚度 140m。本组为本区主要含煤地层，以浅海相、滨海相、过渡相为主，底部以灰、灰黑色粉砂岩、细粒砂岩与本溪组为界。本组岩性以浅灰、灰、深灰、灰黑色泥岩、粉砂岩、细粒砂岩为主，夹灰岩 7 层，
24、含煤 12 层。本组含丰富植物、动物化石；微细层理，水平层理发育。灰岩自下而上分别为：下架灰岩、大青灰岩、中青灰岩、小青灰岩、伏青灰岩、野青灰岩和一座灰岩。其中厚度较稳定者 4 层，分别为大青、中青、伏青、野青灰岩。灰岩一般为深灰黑灰色，可见大量海百合茎及蜓化石。可采及局部可采煤层有 4、6、7、8、9 号煤，其中 6、7 煤层为本组主要可采煤层，不可采或零星可采煤层有 3、4 下、5、5 上、6 下、7 上、7 下煤层。本组产动、植物化石有：Ozawainella apicalata 细尖小泽筳Millerella minuta 微小密勒筳Schubertella kingi 金氏苏伯特筳B
25、oultonia fusuidea 纺锤布尔顿筳河北工程学院毕业设计（论文）10Dunbarinella minima 微小小顿巴筳Oketaella hebeiensis 河北奥克他筳Quasifusulina arca 弓形纺锤筳Pseudofusulina firma 坚固假纺锤筳Schwagerina krotowi 克罗托夫希瓦格筳Pachyphloia robusta 强壮厚壁虫Glomospira pseudoseptata 假隔壁球旋虫Climacammina gigas 大梯状虫Cribrogenerina celebrate 明显筛串虫Tetrataxis bella 优美
26、四排虫Globivalvulina kantharensis 甘塔球瓣虫Endothyra siviniensis 锡温内卷虫Brunsia irregularis 不规则布伦斯虫Hemigordius discoides 盘形半金线虫Nodosaria concinna 整齐节房虫Geinitzina pusilla 小盖尼茨虫Chonetes sp. 戟贝Choristites sp. 分喙石燕Dictyoclostus taiyuanfuensis 网格长身贝Marginifera libchengensis 围脊贝Lepidodendron oculus-felis 猫眼鳞木Neuropteris ovata 卵脉羊齿Annularia stellata 星轮叶（3）二叠系下统（P 1）A. 山西组（P 1s）与下伏石炭系太原组整合接触。本组厚度 6070m，一般厚度 65m。本组由浅灰灰白色中粗粒砂岩、细粒砂岩，深灰色粉砂岩、泥岩及煤层组成，含煤 3 层。上部 1 上煤层不可采，1 号煤层局部可采，下部为厚而稳定的 2#煤层，为本区主要可采煤层。本组按岩性大致可
