1、河北工程大学毕业设计前 言这次毕业设计我们所做的是华能集团下属的岭东矿矿井设计。在这次毕业设计之前，我们在陈志彬老师的带领下到陶一矿进行了为期一个月的生产实习。在这次生产实习中，我们收集了大量的设计资料并结合生产中现场工作的经验，完成了对牛儿庄矿矿井的初步设计。并且在这次生产实习中，更加深了我们对今后所从事的工作的了解；同时，我们也获得了先进的设计思想及设计中所涉及到的在学校里所学不到的现场工作经验，为毕业设计的顺利进行打下了坚实的基础。本次毕业设计是我们毕业设计小组所有成员共同努力的成果。是小组成员经过共同的研讨，反复计算并比较后共同确定的，是我在四年大学学习的结晶。岭东矿矿矿井设计共包括以
2、下几部分：1.矿井的水文、地质等基本情况的概述。2.矿井井田内的可采储量，矿井生产能力及服务年限的确定。3.矿井井田的总体开拓的设计，包括水平的划分，井筒位置的确定，经济比较部分，矿井延深方案的确定，采区的划分，井底车场线路计算，硐室布置及井底车场的通过能力计算等部分。4.工作面生产机械的参数，工作面生产程序的确定以及采区车场的设计计算等部分。5.矿井生产中的提升、运输、通风、排水方式的确定及其所用设备额选型计算与相关的硐室布置等。由于本人水平有限，又没有长时间的生产和工作经验，所以在设计中必定有很多不理想的地方，希望各位老师与同学多多指教，本人感激不尽。河北工程大学毕业设计AbstractT
3、his graduation design is about the new mine planning for Lingdong coal mine, which is a coal mine belonging to HuaNeng. It involves the geology, development, operation, transportation, haulage, ventilation and drainage, among other respects, in special terms;1. Summary of the mine, this chapter main
4、ly introduces the position, geology and conditions of the coal seam. 2. Mine development. This chapter extrapolates among other areas, reserve, serving limits, working system, spot of the draft, selection of level, further drift of mine, panel division and underground station.3.Design of mining dist
5、ricts and retreating technology. This chapter explains the general situation of the mining district, technology and techniques of the working face, roadway layout and operation system in the mining district, the design of the mining district station, cave layout and the schedule for drainage and min
6、ing in the main mining district.4.Operational system of the mine, this chapter states transportation, haulage, ventilation and drainage systems of the mine and the selection of equipment used in the system mentioned above. In order to practice and reinforce the wealth of the knowledge learned in the
7、 past four years, I try my best to introduce various state-of-the-arts when respecting the specific situation of LingDong coal mine. For instance, long wall mine on the inclination, long wall mining on the strike with top coal drawing, and among others, drifting and retaining gateways along goaf are
8、 preferred in the design. In addition, the design connects operational situation of a mine with a college students ability to elementary scientific research. Whats more, it has been completed with the aid of AutoCAD2004, which streamlined the design process dramatically and lessened the hardness of
9、drawing significantly.关键词 地质、井田、储量、矿井年产量、开拓、采煤方法、通风、提升、瓦斯、排水河北工程大学毕业设计.第一章 矿井概述及井田特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置岭东煤矿位于满洲里市扎赉诺尔煤田向斜西翼的中部，行政区属内蒙古自治区满洲里市东湖区，西距满洲里 29km，东距海拉尔 180km，至哈尔滨 908km。地理坐标: 东径 1174300 -1174533北纬 492500 - 492630本井交通方便，在靠近矿井工业场地的北侧有矿区铁路集配站（东方红车站）及岭东矿装车站，距集配站 1.9km 处有国铁扎赉诺尔车站，在矿区铁路集配站的北侧有国铁宾
10、洲线通过，在矿井工业场地的北侧约 700m 处有 301 国道通过，矿区与各旗县、市有公路相通。1.1.2 运输条件本 井 交 通 方 便 ， 在 靠 近 矿 井 工 业 场 地 的 北 侧 有 矿 区 铁 路 集 配 站 （ 东 方 红 车 站 ）及 岭 东 煤 矿 装 车 站 ， 距 集 配 站 1.9km 处 有 国 铁 扎 赉 诺 尔 车 站 ， 在 矿 区 铁 路 集 配 站的 北 侧 有 国 铁 滨 洲 线 通 过 ， 在 矿 井 工 业 场 地 的 北 侧 约 700m 处 有 301 国 道 通 过 ，矿 区 与 各 旗 县 、 市 有 公 路 相 通 。1.1.3 电源条件1
11、、 地 面 供 电 电 源 由 扎 赉 诺 尔 矿 区 总 控 变 电 所 35KV 母 线 上 引 两 回 架 空 线 路至 东 站 变 电 所 。 送 电 导 线 ： 其 中 一 回 由 总 控 变 电 所 35KV 母 线 上 一 段 直 接 引 入 ，导 线 型 号 和 距 离 分 别 为 LGJ-120mm2 6Km， 另 一 回 由 总 控 变 电 所 35KV 母 线 上 另一 段 经 由 南 站 变 电 所 及 灵 露 风 井 变 电 所 引 入 ， 导 线 型 号 和 距 离 分 别 为 LGJ-95mm2 6Km、 LGJ-50mm2 3.23Km、 LGJ-70mm2 7
12、.34Km， 全 线 架 设 避 雷 线 ， 线 路 杆型 为 砼 电 杆 。2、 井 下 供 电 电 源 由 灵 东 煤 矿 变 电 所 的 110KV 母 线 上 引 两 回 架 空 线 路 至 新 建的 灵 露 变 电 所 。 送 电 导 线 型 号 和 距 离 分 别 为 LGJ-95mm2 6.0Km， 全 线 架 设 避 雷 线 ，避 雷 线 采 用 GJ-35 钢 绞 线 ， 线 路 杆 型 为 砼 电 杆 。1.1.4 水源条件岭东煤矿地面水源来自扎煤公司秃尾山二水源， 供 水 水 源 可 靠 。河北工程大学毕业设计1.1.5 通讯条件外部有线通信和移动通信都已经具备。1.1.
13、6 主要材料供应条件本矿区为具有百年历史的老矿区，矿区行业门类齐全，建筑材料如水泥、预制构件、砖瓦等均能生产，部分建筑材料可就近外购，矿区内主要建筑材料能够满足矿井建设的需要。1.1.7 地形地貌岭东矿位于大兴安岭西坡,地形平坦。地面标高一般在270.00左右。1.1.8 气象、地震（1）气象本区属大陆性气候，冬寒夏热，温差变化大，结冰期较长。每年 10 月份开始结冰到来年 5 月初结冻。年最高气温37.8，最低气温42.7，冻结深度一般在 2.53.0。降雨量多集中在 6、7、8 月份，年最大降雨量为 448，一般年份为 250300，日最大降雨量为 64.60；积雪厚度一般在 512；年蒸
14、发量一般在 12001500，蒸发量大于降雨量。全年主导风向为西南风。本区为无震区。但近二十多年来呼伦贝尔地区地震频度有明显增强的趋势，已先后发生过十余次地震，最强两次发生于 1979 年 2 月 6 日和 1980 年 2 月 10 日，震中分别在西旗额尔敦和博克图，震级分别为 5.1 和 5.6 级。本区地震动峰值加速度为 0.05 g,地震烈度为 VI 度。（2）水文扎赉诺尔煤田是一个完整的自流盆地，上部被第四系地层所覆盖，基岩水文地质区域上分为两个区：一是扎赉诺尔群煤系地层裂隙孔水文地质区，二是老基盘裂隙水文地质区。该井田区位于扎赉诺尔群煤系地层裂隙孔隙水文地质区，木得那亚河蛇曲穿过井
15、田区的深部，但自人工河竣工后，基本消除了对井田的威胁。区内地下水的补给来源是西部低山丘陵老基盘裂隙水，以前区内的地表水主要赋存于木得那亚河的旧河床中，后来由于露天矿的开采，使木得那亚河旧床残存无几，特别是露天矿十一井、三斜井的疏干、降低了煤系地层裂隙孔隙水的地下水位，这就使井田区的水文地质条件变得较为简单。1.2 井田地质特征1.2.1 地层河北工程大学毕业设计自下而上分述如下：1、前寒武系变质岩组分布于嵯岗附近，以绿色片岩、花岗片麻岩为主，夹石灰岩，厚度不详，与下伏地层接触关系不详。2、上古生代石炭-二迭系变质岩组分布于煤田东部阿尔公双山子一带，呈孤岛状分布，岩石以变质砂岩、石灰岩为主，厚度
16、不详，与上覆地层接触关系不详。3、白垩系（1）下统龙江组分布于煤田四周，上部以凝灰质砂岩、玄武质安山岩为主，下部以流纹岩、粗面岩为主，厚度不详。（2）下统扎赉诺尔群分布范围东以阿尔山双山子一带，西至矿区边缘山地，向南延伸深至达赉湖，北至中苏边界，面积为 1035km2，煤系厚度 1100m 以上，划分为伊敏组和大磨拐河组，由一套砂岩、泥岩、砂质泥岩、砂砾岩及煤层组成，为本区主要含煤地层，详见区域地层表。4、第四系：一般厚度 10-25m，最厚达 60m，以砂、砂砾为主，夹粘土层，曾发现披毛犀、猛犸象等古脊椎动物化石。河北工程大学毕业设计远古生界Pt新生界Kz中生界Mz古生界Pz界泥 盆 系 D
17、 80 530-210-2.54-32厚 度 （ 米 ）上 更 新 统 Q3第四系Q上 统 K2白垩系K中 下 统 J1-2侏罗系J石 炭 二迭 系 C-P中 统 D2上 统 3下 统 1？兴 安 岭 群 J3n扎 赉 诺 尔 群 3Zh下 更 新 统 Q1第三系R下 第 三 系 E上 第 三 系 N中 更 新 统 Q2龙 江 组窝 都 河 组 ？大 磨 拐 河 组伊 敏 组甘 河 组 J3lS3wg3dy青 元 岗 组呼 查 山 组红 色 粘 土白 土 山 组 K2-1gN1-2hQ1b21河 床 及 河 漫 滩堆区 域 地 层 表系 全 新 统 Q4统地 层 系 统 群 湖 沼 与 盐 湖
18、 化 学 堆 积地 层 单 位达 布 逊 湖 组Q4海 拉 尔 组2+3组 Q5ba4d风 积 砂 221Q43？7003015河北工程大学毕业设计1.2.2 井田地质构造特征扎赉诺尔煤田位于大兴安岭西坡的海拉尔高平原西部，在大地构造单元上，属新华夏系第三沉降带海拉尔沉降区扎赉诺尔凹陷北部，其东邻差岗隆起带，西邻额尔古纳隆起带，早白垩世含煤岩组沉积在前寒武纪古老花岗片麻岩、花岗岩和上古生代石炭、二迭系变质岩组成的一个构造盆地内，盆地走向呈北北东南南西向延伸。扎赉诺尔煤田为一地堑式断陷盆地，其东侧为落差约 500m 的阿尔公特山断裂（原名嵯岗断层） ，西侧为落差约 300m 的扎赉诺尔断裂。盆地
19、内煤系地层呈宽缓的向斜构造，向斜轴向为 NE17，但至滨洲线南 2km 处开始向东偏转，呈现 NE47。两翼倾角一般在10-15，西翼倾角较东翼陡而形成不对称的向斜构造，向斜东翼有落差 200300m 的走向及斜交正断层，而向斜西翼以落差 60m 以内的正断层为主。由于煤田形成后，受地壳运动影响较小，所以构造比较简单，以断层为主，并有小型挠曲，呈缓波状起伏。矿区内断裂构造密集，以 NNE 及 NE 走向断层最发育，NWW 向次之，NW 向仅以小断裂形式出现。不同走向的断层相互切错，将煤系分割成若干小型地垒、地堑及阶梯状单斜断块组合等构造形态。断层发育具有以下特点： 断层性质以正断层占绝对优势，
20、煤田勘探揭露的数百条断层中，仅发现灵露井田和铁北井田各有一条小型逆断层； 断层具有多期活动性，多数为压扭性正断层； 断层平面组合为“S”形，反映扭动走滑特点。（2）岩浆岩在煤田四周山区火成岩分布比较广泛，其中在东部主要为古生代海西期花岗岩及中生代燕山期中酸性火成岩，在西部主要为中生代燕山期中-酸性火成岩，在煤田内部无火成岩侵入体。1.2.3 煤层及顶板岩性岭东矿主采 2煤层， 2煤层分布于本区东部，向西抬起被剥蚀，分布面积比 1煤层稍大，煤层厚度 3.50m-7.50m，平均 5.50m；一般为单一结构，局部含 12 层夹石，岩性为泥岩、粉砂岩，偶见中、细粒砂岩；煤层顶板为泥岩、粉砂岩，局部为
21、中粒砂岩；底板为泥岩或粉砂岩。1.2.4 水文地质扎赉诺尔煤田是一个完整的自流盆地，上部被第四系地层所覆盖，基岩水文地质区域上分为两个区：一是扎赉诺尔群煤系地层裂隙孔水文地质区，二是老基盘裂隙水文地质区。该井田区位于扎赉诺尔群煤系地层裂隙孔隙水文地质区，木得那亚河蛇曲河北工程大学毕业设计穿过井田区的深部，但自人工河竣工后，基本消除了对井田的威胁。区内地下水的补给来源是西部低山丘陵老基盘裂隙水，以前区内的地表水主要赋存于木得那亚河的旧河床中，后来由于露天矿的开采，使木得那亚河旧床残存无几，特别是露天矿十一井、三斜井的疏干、降低了煤系地层裂隙孔隙水的地下水位，这就使井田区的水文地质条件变得较为简单
22、。各含水层的主要特征如下：第四纪地层全区发育，厚度 8-14m，一般 13.6m，由于区内新发现三条河床相冲刷带，冲刷带内第四纪厚达 20-23m，使平均厚度在全区上升为 14.9m；岩性由细砂、粘土和砂砾组成， （夹粘土透镜体） ；该冲积层是露天区内的主要含水层之一。现分述如下（含水层和古河床）：、上部粉细砂含水层赋存在 0.5-1.0m 表土之下粘土层之上。平均厚 9.4m，最大厚度 14m。由石英质粉细砂岩组成；颗粒均匀，粒径在 0.1-0.25mm 之间，分选好，动水条件下自然安息角为 431-731，一般为 630左右，水下自然安息角为 10-13，一般为 1031左右。抽水结果单位
23、涌水量 0.3-0.5L/s.m,导水系数 57m2/d，现在露天坑第四纪冲积孔隙含水层的实际涌水量 1200m3/d。主要集中在北区 2.1km 范围内。水位标高 5.37-5.43m。发育规律是：在境界内，西南部薄，约占整个面积的三分之一，平均厚 7m，北部约占整个面积的三分之二，平均厚 10.5m，细砂层的颜色为黄灰色，黄褐黄灰色,成分为均匀的石英颗粒，粒径 0.1-0.25mm，细砂层的上部夹有亚砂土及粉砂层，呈透镜状，零星分布，下部含有砾石，亦呈零星分布。、透镜状粘土隔水层中部粘土层在境界内占二分之一的面积，以境界内的工业区北和西南角为对角线，即为粘土层尖灭线。北西部粘土普遍发育，平
24、均 2.8m，最厚达 8.5m，往南东方向至对角线附近逐渐尖灭。粘土层大部分含砂砾，砂砾含量小于 40%，最大粒径 1.5cm，颜色为黑灰色，深灰-灰褐色，成分中酸性火山岩。、下部砂砾含水层赋存于粘土层之下，煤系地层之上，水力性质为承压水。厚度变化较大，在 0-5.59m 之间，以井田的东北与西南的对角线为上部粘土的尖灭区；在该尖灭带内砂砾含水层与上部粉砂含水层合为一个含水层,水力性质由承压转为无压或半承压。承压部分水头高度在 10m 左右。水位标高 540-542m。由分选性差的砂和砾石组成;含水性变化较大。单位涌水量 0.03-0.7L/s.m，导水系数据 58-6 号孔为 4.89m2/
25、d;和煤系地层有水力联系。发育规律是：分布于勘探区的东南部，发育规律与粘土层相反，南东方向较发育，河北工程大学毕业设计平均厚 3m，最厚达 5.59m，往西北方向变薄至尖灭。砂砾颜色为灰色，黄灰色、铁锈色，砾径一般为 0.5-1.5cm，最大砾径 6cm，棱角一次园状，分选差，砾石占 20-70%，粗砂占 15-20%，中砂占 2-10%，细砂占 20-50%。、四纪层底部古河床冲刷带确定古河床原则有三：岩性上：钻孔或生产实见古河床岩性以砂砾、粗砂为主,粒度上比正常地层中的砂床、粗砂粒度大，并含有次园状砾石，对基岩冲刷深度一般 5-6m;颜色上：古河床充填物颜色以铁锈色为主，非古河床砂砾、粗砂
26、颜色以灰、浅灰色为主。其三：古河床的斜层理发育。本 区 分 布 三 条 古 河 床 河 床 一 长 1500m， 宽 150m， 范 围 在 QI-Q 线 浅 部 ，走 向 NNESSW。 河 床 二 发 育 在 QV-Q 线 之 间 浅 部 ， 长 700m， 宽 150m， 走 向NESW。 河 床 发 育 在 Q 线 以 东 深 部 ， 区 内 长 2800m， 平 均 宽 500m， 走 向 NESW。 古 河 床 含 水 较 大 ， 造 成 机 车 脱 线 ， 沉 铲 等 危 害 。 1.3 煤层特征1.3.1 含煤性概述灵露煤矿含煤地层分两个煤组，上部为伊敏组，下部为大磨拐河组;两
27、个煤组共含四个煤层群，伊敏组含、两个煤层群，大磨拐河组含、两个煤层群，平均含煤系数 0.046。1.3.2 可采煤层的基本特征（1） 2煤层:分布于本区东部，向西抬起被剥蚀，分布面积比 1煤层稍大，煤层厚度 3.50m-7.50m，平均 5.50m；一般为单一结构，局部含 12 层夹石，岩性为泥岩、粉砂岩，偶见中、细粒砂岩；煤层顶板为泥岩、粉砂岩，局部为中粒砂岩；底板为泥岩或粉砂岩。（2） 3煤层:分布于本区东部，向西抬起被剥蚀，分布面积比 2煤层稍大，与 2煤层间距 17.6739.52m，平均为 27.26m，自西向东间距增大，煤层厚度由 3.024.28m，平均 4.15m；可采厚度为
28、3.504.10m，平均 4.30m；结构较简单，夹石为 03 层，岩性为泥岩或粉砂岩；顶板岩性以含栎粗砂岩、砂砾岩为主，底板岩性为泥岩、粉砂岩、细粒砂岩。（3） 2-11、煤层:为本区局部可采煤层，厚度 0.634.63 m，平均 1.68m，结构较简单，夹石由无到有,最多二层，岩性一般为砂岩或泥岩。煤层在 38 线以南，34-36线中浅部，37 线浅部，29-33 线浅部变薄不可采,在走向由南往北变厚，并在 27-28 线左右与 2-12合并为一层，沿倾向由浅入深，煤层逐渐变厚，顶底板岩性为细砂岩。（） 2-12煤层:为本区大部可采煤层，煤层厚度 1.1319.58m，平均 8.61m，河
29、北工程大学毕业设计结构由简单到复杂，最多为五层，夹矸层岩性一般为泥岩或炭质泥岩。煤层在 32-39线中浅部变薄不可采，40 线以南不可采，且上与 2-11在 27-28 线左右合并，下与 2-13在 28-29 线左右合并，沿倾向由浅到深煤层增厚，由南向北逐渐增厚；顶、底板岩性均为细砂岩。煤层厚度 5.04-19.58m，平均 11.99m；一般有 2 层夹石，个别点有 4层夹石，夹石多为炭质泥岩或泥岩，沿走向从北向南，夹矸厚度逐渐增厚，煤层逐渐变薄。28-29 线以南煤层分岔为三个层，夹石厚度达到 4m，岩性变为泥岩、粉砂岩及细砂岩；在倾向上，由浅部向深部煤厚逐渐增加，夹矸减少至一层；顶板一
30、般为泥岩或粉砂岩，底板一般为细粒砂岩及中粒砂岩；属较稳定的厚煤层。（） 2-13煤层:为本区局部可采煤层，厚度 0.05-2.57m，平均 1.19m，结构较简单，有夹石一层；该煤层在 37 线以南变薄不可采，33-36 线中浅部，2932 线浅部不可采，并在 28-29 线左右与 2-12合并为一层，煤层由南向北逐渐增厚，由浅到深逐渐增厚，煤层顶、底板岩性为细砂岩。（） 2-2煤层:全区大部可采，可采面积 3.527km2，平均 3.01m，结构较复杂，夹矸 2-3 层，夹矸多为炭质泥岩及泥岩，夹矸由北向南逐渐增厚，煤层变薄；25 线以南分岔成上、中、下三分层，且厚度变薄，26 线以南分层煤
31、厚在 1m 左右，但多数点不可采，中下分层逐渐尖灭。在 22 线以北的深部，煤层结构较简单，煤层顶底板均为粉砂岩或泥岩，属较复杂型中厚煤层。（7） 1煤层：全区大部分地区发育，煤层厚度 2.74-7.85m，平均厚度 5.92m。在倾向上由浅入深逐渐变薄并分叉为 3-4 个分层，在走向上由北向南，从 29 线浅部开始分叉，至 33 线的浅部全部分开，分叉前，为一稳定至较稳定煤层。顶板为泥岩、砂质泥岩，底板为粉砂岩，细砂岩。（8） 1煤层:井田内大部地区发育，煤层厚 0.20-8.40m 之间，平均厚度 6.30m，夹矸 0-7 层，在倾向上，浅部沉积边缘煤层分岔变薄至尖灭，夹矸多达 7 层，中
32、、深部煤层厚度大且稳定，夹矸 0-2 层；在走向上，由北向南从 23 线的深部开始分叉，至26 线的浅部全部分开，分为 1、 1-2两层，分叉前夹矸 0-2 层，分岔后夹矸 0-3 层，厚度由北向南逐渐变薄。因此， 1煤层属较稳定煤层，煤层顶、底板主要是砂质泥岩和粉砂岩，局部为细砂岩。（9） 3煤层:井田内大部分地区发育，煤层厚度 0.30-7.80m，平均厚度 4.20m，结构由简单到复杂，夹矸 0-6 层；在倾向上，浅部沉积分岔变薄至尖灭，夹矸多达 6层，深部合为一层，厚度稳定，夹矸 0-2 层，在走向上，从北向南煤厚逐渐变薄。因此， 3煤层属较稳定煤层，煤层顶板多为粉砂岩及泥岩，局部为细砂岩；底板多为粉、细砂岩，盆地边缘相变为砾岩。(10) 4煤层:井田内大部分地区发育，煤层厚度 0.30-4.50m，平均厚度 2.40m，结构较简单，夹矸 0-2 层；大部分地区为上下两层同时出现，在倾向上，向浅部变薄
