1、太原理工大学继续教育学院毕业设计-采矿工程专业第 1 页摘 要毕业设计是采矿工程专业最后一个教学环节，其目的是使本专业学生运用大学阶段所学的知识联系矿井生产实际进行矿井开采设计，并就本专业范围的某一课题进行较深入的研究。中国是世界最大产煤国，煤炭在中国经济社会发展中占有极重要的地位。煤炭是工业的粮食，我国一次能量消费中，煤炭占 75%以上。煤炭发展的快慢，将直接关系到国计民生。作为采矿专业的一名学生，我很荣幸能够为祖国煤炭事业尽一份力。本设计所选题目为 山西省柳林县兴无煤矿南采区 4#煤层 1.20Mt/a 井田初步设计 ，在所收集地质材料的前提下，由指导教师给予指导，并合理运用平时及课堂上积
2、累的知识，查找有关资料，力求设计出一个高产、高效、安全的现代化矿井。本设计理论联系实际，从矿井的开拓、开采、运输、通风、提升及工作面的采煤方法等各个环节进行了详细的叙述，并进行了技术和经济比较。论述了本设计的合理性，完成了毕业设计要求的内容。同时设计说明书图文并茂，使设计的内容更容易被理解和接受。在设计过程中，得到了指导老师的详细指导和同学的悉心帮助，在此表示感谢。由于设计时间和本人能力有限，难免有错误和疏漏之处，望老师给予批评指正。关键词：井田设计 采煤方法 矿井通风太原理工大学继续教育学院毕业设计-采矿工程专业第 2 页AbstractGraduation design is the la
3、st mining engineering teaching, its purpose is to make the students use the university stage knowledge contact mine actual production the mine design, and the professional range of a subject for a more in-depth study.China is the worlds largest coal producing country, coal in Chinas economic and soc
4、ial development plays an important role in. Coal is industrial commissariat, our country primary energy consumption, coal accounted for more than 75%. Coal development speed, will be directly related to the beneficial to the peoples livelihood. As mining specialized student, I am very honored to coa
5、l for the country contribute force.The design of the selected topic of “ Shanxi province Liulin County colliery mining area 1.20Mt/a coal mine south of 4# preliminary design “, in the collection of geological material under the premise, guided by the teacher to give guidance, and rational use of pea
6、cetime and class of accumulated knowledge, find the relevant information, and strive to design a high yield, high efficiency, safety modern mine.The design of integration of theory with practice, from the mine development, mining, transport, ventilation, and enhance the working face coal mining meth
7、od and other aspects were described in detail, and the technical and economic comparison. Discusses the rationality of the design, completed the graduation design content. At the same time the design specification with illustrations, make the design of the content more easily understand and accept.
8、In the design process, guided by the teachers guide students in detail and help, in this thank. Due to the design time and I limited capacity, hard to avoid mistakes and omissions, hope the teacher to give the criticism.Key word：Ida design Coal mining method Mine ventilation太原理工大学继续教育学院毕业设计-采矿工程专业第
9、3 页目 录摘 要 .1ABSTRACT.2目 录 .3第一章 井田概况及地质情况 .5第一节 矿井概况 .5第二节 井田概况 .5第三节 井田地质 特征 .9第二章 井田开拓 .20第一节 井田境界及储量 .20第二节 矿井设计生产能力及服务年限 .23第三节 井田开拓 .24第四节 井筒及装备 .27第五节 井底车场及硐室 .28第三章 大巷运输及设备 .29第一节 运输方式的选择 .29第二节 矿车 .30第三节 运输设备选型 .31第四章 采区布置及装备 .39第一节 采煤方法 .39第二节 采区布置 .45第三节 巷道掘进 .47第五章 通风和安全 .50第一节 概况 .50第二节
10、矿井通风 .52太原理工大学继续教育学院毕业设计-采矿工程专业第 4 页第三节 安全 .63第六章 地面生产系统 .65第一节 煤质及其用途 .65第二节 煤的加工 .65第三节 生产系统 .66第三节 辅助设施 .67第七章 矿井主要设备 .69第一节 主副井提升设备 .69第二节 通风设备 .70第三节 排水设备 .71第四节 压风设备 .74第八章 建井工期 .75第一节 建井工期 .75第二节 产量递增计划 .76第九章 技术经济 .77第一节 劳动定员 .77第二节 技术经济指标 .77致 谢 .80参考文献 .81附 录 .82太原理工大学继续教育学院毕业设计-采矿工程专业第 5
11、页第一章 井田概况及地质情况第一节 矿井概况山西柳林兴无煤矿有限责任公司为合法的煤矿生产经营企业，企业类型为有限责任公司，采矿许可证号 C1400002009101220041023，煤炭生产许可证号201423270139。兴无煤矿始建于 1929 年，1968 年进行技术改造并投产，井田开拓方式为斜井开拓。1983 年经地县核定，矿井生产能力 0.07Mt/a，1989 年产量 0.10Mt。1991 年 5 月贷款 l.04 亿元实施了矿井 0.60Mt/a 扩建，1995 年 7 月扩建完成，扩建能力为 0.60Mt/a；矿井改扩建完成后业主自己投资建成了 0.10Mt/a 小型选煤厂
12、；2003 年矿井核定生产能力为 0.70Mt/a，2003 年2004 年期间，对矿井采掘、提升、通风、瓦斯抽放、供电系统以及排水、供热、除尘、通信等进行了技术改造，系统能力达到1.20Mt/a，洗煤厂生产能力改扩建为 0.90Mt/a。本设计为兴无煤矿南采区 120 万吨/年初步设计，矿井装备一个综采工作面，2 个综掘工作面，2 个普掘工作面，按照年工作 300 天，每天 3 班作业，日净提升时间 14h 工作，保证矿井采、掘生产。第二节 井田概况一、井田位置与交通兴无井田位于山西省柳林县境内，工业场地位于柳林县庄上镇庄上村，南距柳林县县城 6km，距太原 240 km。柳（林）石（楼）公
13、路从该矿工业场地通过，并与太（原）军（渡）公路相接，太（原）军（渡）高速公路从矿井工业场地北侧穿过，在柳林县城留有出入路口；孝（义）柳（林）铁路已建成运营多年，通过该铁路经南同蒲铁路可将煤炭运往全国各地。井田位置及交通情况见图 1-1-1。太原理工大学继续教育学院毕业设计-采矿工程专业第 6 页太原理工大学继续教育学院毕业设计-采矿工程专业第 7 页二、地形、地势井田地处山西省西部河东煤田中段，吕梁背斜西翼青龙城勘探区内，属低山丘陵区。井田内沟谷纵横，侵蚀、冲刷剧烈，大面积为黄土覆盖，地势西北低，东南高，地形复杂，地貌多变。井田内最高点海拔+1096m（双枣圪垯） ，最低点海拔+847m（前元
14、庄）,最大相对高差约 250m。三、河流与水体该井田范围属于黄河水系，三川河支流。三川河由东向西经井田的邻区矾水沟井田北界在军渡汇入黄河。河流常年流水，年平均流量 5.34-9.45m3/s，洪峰最大流量为 2260m3/s。井田范围内无大的水系、河流。灰塌则河为区内主要河流，从南东向北西旁流经矿井工业场地北侧在柳林县城附近汇入三川河。灰塌则河发源于矿井南部山区，长约60km，为季节性溪流，由小泉补给。根据调查，近 60 年洪水期最大流量为 267m3/s，矿井工业场地附近水深 8.0m（1972 年） ，工业场地地坪与河道相对高差 1015m，河道两侧地形坡度大，洪水排泄通畅，工业场地不受洪
15、水威胁。四、气象、地震本区属典型的大陆性气候，春季干旱无雨，夏季炎热多雨，秋季温度、湿度适中，冬季寒冷干燥，日平均最高气温 25.6，最低气温为-6.5，一般 1 月份气温最低，7 月份气温最高，12 月份开始冰冻，第二年 3 月份开始解冻，最大冻土厚度为0.91m；日平均最大风速 3.1m/s；年降雨量 374.4577.7mm，大多集中在 7、8 月份；年蒸发量 1711mm。按照国家地震局和建设部发布的中国地震烈度区划图（1990） 、山西省抗震办公室 1993 年 6 月编制的山西省工程抗震设防烈度图 ， 建筑抗震设计规范（GB500112001）附录 A 划分，井田所在区域抗震设防烈
16、度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.05g。五、水源、电源及通信情况（一）水源矿井所在区域地面水系不发育，加之工业设施的建设，地表水有一定污染，如流经工业场地的灰塌则河，水质污染比较严重，无法作为矿井水源利用。地下浅层水和太原理工大学继续教育学院毕业设计-采矿工程专业第 8 页深层灰岩水丰富，可以作为矿井供水水源。目前矿井建有 3 眼水源井（井深 342m，静止水位 54m，含水层涌水量 800t/d） ，向矿井提供工业和生活用水，每口井的供水能力50m3/小时。两口井供给矿井生产用水，一口井向生活区供水，满足矿井用水需要。多年使用证明，水源供水稳定，水质符合要求。（二）电源兴无煤矿现有
17、 35kV 变电所一座，两回电源进线，一回 35kV 电源引至穆村 110kV变电所，线路长 9.39km，导线型号 LGF-120mm2；另一回 35kV 电源引至青龙 110kV 变电所，线路长 6.625km，导线型号 LGJ-120 mm2。穆村 110kV 变电所，双电源进线，一回引自中阳金罗 220kV 变电所，另一回引自柳林大电厂 220kV 变电所。该 110kV 变电所现有主变 20000kVA 一台，40000kVA 一台。青龙变电所共有三回电源进线，一回引自柳林大电厂 220kV 变电所，一回引自汾阳220KV 变电所，还有一回引自中阳金罗 220kV 变电所，现有 2
18、台 20000kVA 主变运行，明年准备增容改造更换至两台 40000kVA 的主变。兴无煤矿 35kV 变电所内安装 SZ9-6300/35 355%/10.5 变压器 2 台，35kV 侧采用单母线，10kV 侧为单母线分段运行，两台变压器分列运行。（三）通信目前柳林县已实现电话程控化，国家通讯网已覆盖全区。矿井通信可通过局域通讯网与外部通讯网汇接。六、井田内小窑分布及开采情况本井田煤层赋存稳定，目前井田内及周边有多个具有开采证的小煤矿，本项目实施过程中必须加强对小煤矿的监督与管理，禁止越界开采。七、迁村、土地征用情况井田范围较大村庄有前元村、后元村、曹家山、山头村等。业主安排前期开采区的
19、后元村（压煤面积 0.56km2）进行搬迁，其他村庄按留设煤柱考虑，井田保留村庄共压煤 27.61Mt。矿井建设过程中，就村庄下压煤进行专题研究，比较论证村庄搬迁与压煤开采。建议有关部门将“村庄压煤开采”与“农村城镇改造”统一协调，将“煤炭开采区治理”和“村庄搬迁”统一协调。太原理工大学继续教育学院毕业设计-采矿工程专业第 9 页第三节 井田地质特征一、井田地层井田内地表黄土覆盖面积较大，仅在东部边界及沟谷中零星出露，井田勘探钻孔资料证明，井田地层由老至新有奥陶系（O） 、石炭系（C2） 、二叠系（P2） 、第三系(N)、第四系(Q)，各地层特征简述如下： 奥陶系（O）：厚度约 430.20m
20、，其中峰峰组厚 83.50m，马家沟组厚 346.70m。钻孔在本区揭露最大厚度为 21.51m,岩性主要为深灰色厚层状石灰岩，上部含较多铁质而呈棕红色，下部较纯呈乳白色。 石炭系中统本溪组（C2b）：为一套铁铝岩、铝土质泥岩、泥岩、砂质泥岩、石灰岩组成的海陆交互相沉积，与下伏地层呈平行不整合接触。下部为铝土质泥岩局部钻孔含铁质较富，为山西式铁矿；中部沉积三层灰岩，较稳定，上部主要为泥岩、砂岩、砂质泥岩等，本组地层沉积厚度较稳定，厚度为37.1044.10m，平均 42.82m。与下伏奥陶系峰峰组地层呈平行不整合接触。 石炭系上统太原组（C3t）：为一套泥岩、砂质泥岩、砂岩、石灰岩、铝土质泥岩
21、、煤层组成的海陆交互相沉积，为主要含煤地层，底部 K1 砂岩(阎家湾砂岩)在本区沉积较稳定，相当于太原西山剖面的晋祠砂岩，是太原组与本溪组的分界层。本组四层灰岩(L1、K2、L4、L5)，五层煤层(6、7、8、9、10 号)在全区沉积稳定，变化规律明显，均可作为本组的标志层，本组厚度为 74.1094.80m，平均 92.56m。与下伏中石炭统本溪组呈整合接触。 二叠系下统山西组（P1S）: 为砂岩、泥岩、砂质泥岩煤层等组成的海陆交互相向陆相过渡的含煤沉积，为本区的主要含煤地层，中部两层煤层(4、5 号)为本区的主要可采煤层。中间一层黑色泥岩全区稳定沉积，上部为灰黑色泥岩夹煤线。本组厚度 30
22、.8068.91 m，为平均 60.61m，厚度在全区变化较小。与下伏太原组地层呈整合接触。 二叠系下统下石盒子组（P1X）: 主要由灰绿、灰白色、灰黑色泥岩、砂岩、砂质泥岩及小量紫红色泥岩组成的陆相沉积、沉积厚度为 113.27m 左右，与下伏山西组地层连续沉积。太原理工大学继续教育学院毕业设计-采矿工程专业第 10 页下段：以砂岩、泥岩沉积为主、下部为中、细砂岩沉积，中部为泥岩沉积，上部为砂岩沉积；顶部为灰黑色泥岩沉积，含铝土，厚度为 33.0049.70m。上段：主要为泥岩、砂岩沉积，顶部为紫红色泥岩沉积，是上、下石盒子组分界的标志层，本段厚度为 72.0090.00m。与下伏山西组地层
23、呈整合接触。 二叠系上统上石盒子组（P2S）: 为一套砂岩、泥岩、砂质泥岩、铝土质泥岩组成的陆相沉积，本井田只有少部分钻孔揭露此段地层。本组地层厚度为 147.09m。下段：以灰白色砂岩，灰绿色-紫色泥岩沉积为主。本段厚度为 30.03m。中段：主要为砂岩、泥岩沉积。本段厚度为 117.06m。与下伏地层石盒子组岩层呈整合接触。 第三系(N)、第四系(Q)：厚度 38.9m 左右，主要由黄土及红土组成；另外有少量冲积的砂砾层，砂层和次生的黄土等，与下伏上二叠统上石盒子组呈角度不整合接触。二、含煤地层井田内含煤地要为二叠系下统山西组（P1S）和石炭系上统的太原组（C3t） ，含煤地层总厚度 15
24、3.17m，共含煤 910 层，含煤地层特征简述如下：山西组:本组含煤地层厚度 36.8068.91m，平均厚度 60.61m，含煤层及煤线45 层，煤层总厚度 7.27m，含煤系数 11.99%。稳定可采煤层 2 层，4、5 号煤层全区沉积稳定，岩性主要为泥岩、砂质泥岩、砂岩、煤层、煤线组成的陆相碎屑沉积。本组沉积的特点主要是岩性在横向、纵向上变化较大，岩性、岩相变化规律不太明显。本组含煤建造类型主要以三角洲相为主，基本反映了温室条件下形成的含煤建造。太原组:本组地层厚 74.10m94.80m，平均 92.56m，含煤 56 层，煤层总厚度7.75m，含煤系数 8.37%。6、8、9、10 号煤层全区沉积稳定。岩性由石灰岩、泥岩、砂岩、铝土质泥岩、煤层等组成，煤层及煤线组成的海陆交互相沉积。三、井田构造兴无井田位于吕梁背斜之西翼、地层走向大致为北北西至北西，倾向西南，倾角一般 28，为一单斜构造。井田内构造简单，断裂不发育，无大的褶曲，只是在井田的中部发育一小褶曲，由 401、301、10-6 号钻孔及煤层巷道控制。另外，矿井开采
