最新毕业设计 水矿集团老鹰山煤矿矿井初步设计.docx
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最新毕业设计水矿集团老鹰山煤矿矿井初步设计
settalkon
计算机2009-11-1223:
13阅读269评论0字号：
大大中中小小
15.命令？
LEN（SPACE（3）-SPACE
（2））的结果是
A、５个网段B、４个中继器C、３个网段可挂接设备D、５个网段可挂接
5.在以下四组函数运算中，结果相同的是________。
A.按四舍五入取数值表达式值的整数部分
P=1
【答案】B
C.BOF（）=.T.EOF（）=.F.D.BOF（）=.F.EOF（）=.T.
10.类具有________、________和________的特征，这就大大加强了代码的可重用性。
贵州大学毕业设计
设计题目：
水矿（集团）老鹰山煤矿矿井初步设计
-----设计煤层：
8、11、13#煤层
班级：
姓名：
王洪德
贵州省老鹰山煤矿
初步设计说明书
设计能力：
60万吨/年
水矿（集团）老鹰山煤矿矿井初步设计
—设计煤层为08，11，13#煤层
内容摘要
老鹰山井田位于贵州省六盘水钟山区境内，该地区气候条件适宜，交通条件比较方便，矿井设计开采煤层为井田内的08、11、13#煤层，三层煤的平均厚度分别为1.2m、7.55m、10.08m；倾角为21.5°；井田的走向长为4.2km，倾斜长为1.6m，井田面积约为6.7km2；井田内的工业储量约为7827.74万t，可采储量为4812.8万t；矿井的设计年产量为60万t/a，设计服务年限为61a；日工作班数为三班，工作面作业方式采用的是“边采边准”的工作方式。
井田内有大的断层和构造，对矿井的正常生产有一定影响，矿井按煤与瓦斯突出矿井设计。
井田采用立井开拓方式、单水平上山开采，开采水平标高设置为+1500m，以+1500m标高将井田划分为两个阶段。
根据井田内有大的断层和构造的特点，将井田划分为六个采区，采区布置方式采用联合准备的方式，即是三层煤共用一组上山，上山数目为三条，一条运输上山、一条回风上山和一条轨道上山，回风上山作回风井。
井下煤炭主要采用皮带输送机运输，材料和矸石等采用矿用电机车运输。
矿井的采煤方法采用的是单一走向长壁后退式采煤法，回采工艺为“炮采”。
采区的通风方式采用的是分区抽出式通风，选用矿用隔爆轴流式通风机。
关键词：
井田开拓、采区巷道布置、采煤方法、通风方式
前言
本次设计主要是考察自己在工作学习期间所掌握专业知识的程度,通过设计可以使自己加深对专业知识的理解,弥补在学习中的不足,同时也为自己以后的工作打下坚实的基础。
本设计是以实习矿井——水矿（集团）有限责任公司老鹰山矿所收集的地质资料作为基础资料,这些资料包括地质地形图，煤层底板等高线图，煤层综合柱状图等图件，以及地质资料。
查阅参考资料有采煤学、矿山电工学、采矿设计手册、矿山压力及控制等参考资料，
矿井设计包括井田开拓、采区准备和采煤方法，以及巷道掘进、矿井提升、运输、通风、排水、动力供应等各个生产系统，矿井开采设计主要应解决井田开采煤技术方案和确定各项开采参数，如确定井田的开拓方式、新水平开拓、延深方案、采准巷道布置及生产系统，选择采煤方法，确定阶段垂高、采区走向长度、采煤工作面长度等等。
所选择的方案及参数要在技术上优越，经济上合理，安全上可靠。
为此，我们在设计时应遵守以下基本原则：
第一，矿井设计必须贯彻国民经济建设有关方针政策，特别是煤炭工业的各项具体政策，应有全局观点。
第二点，矿井设计应在立足国情的前提下，满足技术上先进，经济上合理，安全可靠适用，并要为矿井发展留有余地。
在目前，还应特别注意提高经济效益、社会效益和环境效益，以取得较好的综合业绩。
第三点，在设计中，应理论联系实际，尽量运用所学的科学技术知识，应拓宽思路，在不违反国家方针政策和技术规范的前提下，大胆采用国内外先进技术和设计方法。
第一章矿井概述及井田特征
第一节矿区概述
一、矿区的地理位置
老鹰山矿区位于钟山区老鹰山镇，地理条件优越，距六盘水市中心区23km，省级纳水公路经过矿区，贵昆电气化铁路从矿区通过，有矿区专用铁路3.7km与贵昆铁路滥坝站交轨，交通十分便利。
图1交通位置图
二、地形地貌
老鹰山井田在地理位置上为贵州高原的一部分，海拨标高+1750m～+2020m，地形起伏，山势陡峭，平坦地形极少，其北东、西部为玄武岩，茅口灰岩组成高山。
煤系地层常呈低洼宽谷，飞仙关群则组成次一级的分水岭。
山势主要作东西向延伸，分水岭以南则为脊谷相间的丘陵地形，地势相对平坦，显山间盆地特征。
矿区内建有配套的洗煤厂，入洗能力为90万吨/年。
三、电源、水源及建筑材料的来源
1、电源条件
该矿地面设35kv变电所一座，安装2台主变压器，其中一台工作，一台带电备用。
1#变压器型号为SF-7500/35，其一次测额定电流130A；2#变压器型号为SF-10000/35，其一次测额定电流165A。
两回电源线路分别引自水城杉树林110KV/35KV变电所和双水35KV变电所，两回电源线路均采用LGJ-95型钢芯铝铰线作架空线，水（城）—老（鹰山）一回线路长15Km，水（城）—老（鹰山）二回线路长14.75Km，两趟线路作为矿井主要供电线路，沿途没有分接任何负荷。
杉树林110KV/35KV变电所和双水35KV变电所通过二回110KV线路与水城220KV枢纽变电所相连，再通过220KV线路经普定220KV变电所接入贵州电网。
水城220KV枢纽变电所有水城电厂和盘县电厂作主要电源点，区内电力充足可靠。
2、水源条件
目前矿区生活水源主要取自井田东南面出露的永宁镇组灰岩地下水，工业用水主要为矿井废水净化利用，洗煤水闭路循环。
矿井涌水量为150～480m3/h，井口设净化水系统两套，净化能力共计为480～800m3/h，可满足矿井、选煤厂生产用水要求。
3、建材供应
本区附近有水城钢铁集团公司、昆明钢铁集团公司、六盘水瑞安水泥公司、水城矿业集团公司水泥厂、水城钢铁集团公司水泥厂、盘江煤电集团公司水泥厂等建材企业，钢材、水泥供应充足。
矿区周围砂、石场遍布，砂、石供应充足。
木材主要靠黔东南、黔南等外地供应。
四、气象
本区属压热带季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，气候温和、潮湿。
据水城气象站统计，水城区的无霜期平均为220天，年平均气温16.2℃，高温集中在7月份，平均为22℃，极度高温33℃；低温集中在1月份，极度低温-9℃。
有积雪和凝冻，有时可持续20—40天，对交通运输、供电、生产均产生一定的影响。
年平均降雨量1261mm，最大年降雨量1485.6mm,最小年降雨量为999mm,每年的6～9月份为雨季,此间大暴雨频繁,雨季降雨占全年降雨71%以上。
全年日照时间平均为1542h，占全年总照的35%，其中八月份日照较多，见日时间可达40%，12月份日照较少，见日时间仅为27%。
第二节井田及其附近的地质特征
一、井田及其附近的地质特征
井田位于小河边向斜北翼中段，为倾斜和缓倾斜煤层，一般倾角18～35°。
井田内地质构造主要以断层为主，少见褶皱。
向斜构造外围老地层受构造推力引起急剧上升，对煤系地层，特别是下煤组的浅部地层，引起较多的断层；中煤组及深部及深部仅有稀疏的断层。
井田内超过30m的断层发现6条，根据生产中所揭露的构造分布特点，复杂程度变化趋势为浅部至深部由中等变为简单类型，在断层带附近，断层产状变化大，厚度变化大，常常造成煤层的重复和断失；煤层及其顶板内裂隙增多，煤体的原生结构遭受破坏，被条块状切割，分层开采造成正规回采工作面布置困难，导致生产系统的复杂化，煤炭资源的回收率低；回采巷道常为寻找断失翼煤层面频繁转向，回采面为跨越断层而常常跳采。
区域内出露地层为二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2β）、宣威组（P2x）、三叠系下统飞仙关组（T1f）、下三迭统永宁镇组（Tly）及第四系（Q）。
1、二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2β）：
灰黑色、灰绿色拉斑玄武岩具杏仁状结构，柱状节理发育，风化后常呈球状剥落。
与下伏地厚呈假整合接触关系。
厚120～200m。
2、二叠系上统宣威组（P2x）：
本组为主要的含煤地层，分部出露于沟谷地中，厚231～377m，平均厚度290m。
含煤23～40层，一般36层，岩性与砂岩、砂质页岩、粘土岩为主，次为煤层和薄层石灰岩。
煤层层数多达46层，分上中下三段，与下伏地层呈假整合接触。
3、三叠系下统飞仙关组（T1f）：
本组以细砂岩，粉砂岩为主，总厚311～546米。
夹薄层细砂岩和石灰岩，与下伏地层呈假整合接触关系。
4、下三迭统永宁镇组（Tly）：
上下以灰到青灰色、浅灰色石灰岩为主，中部为紫灰、黄绿、黄褐色泥岩。
本组地层厚222～555米，与下伏地层呈假整合接触关系。
5、第四系（Q）：
为残积、坡积、冲积及洪积物，多出现在井田内的山间洼地及小河沿岸的缓坡地带，岩性与砂、砾和杂色粘土为主，厚度0～20m。
附：
井田地层综合综合柱状图及说明
二、井田构造影响情况
井田走向北东、倾向南东的的单斜构造为基本构造形态。
经过历次勘探，井田内的断层按断层倾向而论，以反倾正断层和同倾逆断层为主，同倾正断层亦较为发育，主要分布在井田西翼，在井田中央及东翼则很少发育，复杂程度综合评定为
a，对采掘活动影响较大，往往造成煤层产状变化、造成煤层的重复和断失、造成煤体的原生结构遭受破坏、煤层失去了其连续性和完整性、且对煤质造成了一定的影响。
整个井田范围内无岩浆侵入影响。
三、水文情况
井田河（溪）流发育，井田西部边界有石板河逆地层倾向往北流入三岔河，北部煤层露头有小河从东往西流过井田边界，中部有吊水崖小河逆地层倾向横穿井田，汇入小河，小河在井田西北部边界转向往北流入三岔河，辗转迂回流入乌江。
以上河（溪）流受大气降水补给，具暴涨暴落特点，动态变化大，小河最大流量873m3/min,最小流量3.9m3/min;石板河最大流量194.4m3/min,最小流量0.71m3/min;吊水岩小河最大流量598m3/min,最小流量0.45m3/min。
区内煤系地层多为页岩、泥质页岩，含水性差，煤系顶部为三叠系飞仙关地层（厚约300～550m）绝大部分为页岩，含水性很差，因此矿井涌水量较小。
充水因子主要是大气降水和老窑水，由采动裂隙和断层为主要信道补给井下。
煤矿涌水量主要与大气降水强度、持续时间及采煤方法、开采深度及地形条件有关。
煤矿水文地质条件属中等偏复杂。
第三节煤层及煤质特征
一、井田的煤层及埋藏条件
井田内含煤地层是以陆相沉积为主的海陆交互含煤地层，煤层走向52°、倾向142°、平均倾角23°，煤系地层一般厚度290m，含煤23～40层，一般36层，可采及局部可采煤层16层。
其中较稳定的煤层有8、11、13号煤层等，其中11、13号煤层为厚及中厚煤层，是区内主要可采煤层。
表1.1煤层厚度及层间距表
层号
煤厚（m）
夹矸层数
层间距（m）
最大
最小
平均
最大
最小
平均
8
1.30
1.10
1.20
不含夹矸
28.5
22.4
25.45
11
14.5
0.6
7.55
1～5
0.64
17.24
8.94
13
18.9
1.27
10.08
1～5
二、煤层的瓦斯性、自然及煤层的爆炸性，含水性
老鹰山煤矿属煤与瓦斯突出煤矿，煤尘有爆炸危险，煤层有自然发火倾向，发火期为6～10个月。
煤层的含水性较差。
三、煤层的性质及顶底板岩石的性质
8#煤层：
煤层厚度1～1.3m，一般1.1m，煤层赋存较稳定，全区可采，与11#煤层平均间距为25.92米。
顶板：
上部为0.8~1.2m的灰色泥质灰岩，含腕足类动物化石，下部为深灰色至深灰黑色泥岩或粉砂质泥岩，致密，具贝壳状断口，含钙质包裹体与散星状黄铁矿小颗粒。
全层厚度一般2.0~3.0m岩性，厚度均较稳定。
底板：
灰褐色砂质粘土岩，含植物根部化石与少量菱铁矿结核，在井田中、东部粘土岩中常夹一层厚0.1m的硬暗劣质煤线。
全层厚度一般0.5~1.0m。
11#煤层：
煤层厚度0.6～14.5m，一般1.4m～8.0m，煤层厚度变化较大，煤层结构复杂，全区可采。
煤层由暗淡型和半暗型煤组成，条带状结构，层位稳定，在局部地段与下伏13号煤层有靠拢之趋势，与13#煤层平均间距为20.44米。
伪顶：
为厚0.05～0.15m的薄层灰色粘土岩，局部变为灰色泥质粉砂岩或泥岩。
直接顶板：
灰色粉砂岩或深灰色泥质粉砂岩，夹细砂岩条带及薄层，含菱铁矿结核，厚度1—3m左右，由粉砂岩屑及胶结物组成，裂隙较发育，不稳固，随顺采放顶而垮落。
局部地段煤层直接与老顶细砂岩接触。
老顶：
浅灰微黄色细砂岩，局部变为灰色粉砂岩，夹菱铁矿薄层，厚1.58—2.0m，裂隙不发育，抗风化能力较强。
直接底板：
为厚0.4～3.0m的褐色砂质粘土岩，含植物根部化石和菱铁矿结核，遇水易膨胀变形及软泥化。
老底：
为灰至浅灰色细砂岩，泥质细砂岩，局部变成灰至深灰色粉砂岩，厚度一般7～10m，裂隙不发育。
13#煤层：
煤层厚度1.8～14.6m，一般7.96m，全区主要层位对比可靠，但煤层结构复杂，含矸0～7层，一般1～3层，其中有一层1.5m左右的主夹矸，在局部地段有煤层变薄及夹矸增厚、尖灭现象，其规律性不明显，向西夹矸层数增多，给煤层的分层对比带来极大的困难。
煤层以半暗型煤为主，局部夹半暗型和暗淡型煤，条带状结构，较松软，滑面发育，偶见鳞片状煤。
直接顶板：
灰至深灰色粉砂岩、泥质粉砂岩，局部为砂质泥岩或泥岩，含菱铁矿结核，厚度一般2.5m，自生构造裂隙和层面节理较发育，不稳固，水饱和后易崩解，并随回采放顶易冒落。
直接底板：
灰褐色粘土岩或砂质粘土岩，由粉砂岩屑和粘土矿物组成，厚度变化大，含植物化石、炭屑的菱铁矿结核。
老底：
为K10局部标志层，全层厚度7.28～33.12m，一般20.56m。
岩性灰至灰白色粉砂岩、泥质粉砂岩与粘土岩互层，局部夹有灰色细砂岩和含透镜状产出的煤线3条，向东煤线逐渐尖灭，粉砂岩逐渐变为细砂岩。
四、煤的牌号、工业分析及工业用途
矿井可采煤层煤种为1/3焦煤。
原煤灰分平均值13#煤层为11—17%，其余均属于富灰煤。
加权平均为22—39%。
精煤灰分属低灰煤。
第二章境界及埋藏量
第一节井田的境界
老鹰山煤矿位于贵州省六盘水市钟山区境内。
井田位于小河边向斜北翼中段，矿井西起石板河断层，东至龙潭断层，深部境界至+1250m标高，井田浅部于吊水岩小河以西，以各煤层露头为界。
井田走向4.2km，倾斜长1.6km，面积约6.7km2。
井田边界煤柱的留设，根据煤矿设计手册和煤矿设计规范以及从煤矿的开采的安全角度考虑，煤层露头留50m的边界煤柱，井田的西界和南界均留设30m边界煤柱，井田的东界以小河为界，井田边界离小河边界30m，再留设20m的井田边界煤柱。
第二节井田的埋藏量
一、计算矿井的资源量
矿井的资源量即矿井的工业储量，它是指在井田范围内，经过地质勘探煤层厚度和质量均符合开采要求，地质构造比较清楚，目前即可供利用的可列入平衡表内的储量。
矿井工业储量是进行矿井设计的资料依据，一般是列入平衡表内的（332）级储量，（333）级储量，（334？
）级储量，而在此矿井中（334？
）储量的探明程度还不够清楚，在此矿井中不列入矿井的工业储量。
由该矿井的煤层底板等高线可以知道，煤层的倾角在1500水平以上和1500水平以下变化较大，所以在矿井的储量计算中应该采用块段法进行计算，分两个块段进行计算，即1500水平以上和1500水平以下。
块段法计算工业储量的公式为：
（2—1）
Q—煤层总储量（万吨）
S—单个块段真面积（m2）
α—块段煤层内的平均倾角（°）
γ—块段内煤层平均容重（t/m3）
老鹰山矿井内的工业储量计算情况祥见下表：
表2.108#煤层的储量计算表
块段编号
块段内煤层平均倾角
（度）
煤厚（m）
面积（m2）
平均容重
（t/m3）
储量（万t）
合计
（万t）
钻孔
真厚
平均
平面积
（332）
（333）
（334？
）
1
19
有
1.30
1.2
1800000.15
1.4
319.8
319.8
2
24
有
1.45
1.2
1400000.23
1.4
257.5
257.5
合计（万t）
257.5
319.8
577.3
表2.111#煤层的储量计算表
块段编号
块段内煤层平均倾角
（度）
煤厚（m）
面积（m2）
平均容重
（t/m3）
储量（万t）
合计
（万t）
钻孔
真厚
平均
平面积
（332）
（333）
（334？
）
1
19
有
14.5
7.55
1800000.15
1.4
2012.2
2012.2
2
24
有
14.5
7.55
1400000.23
1.4
1619.8
1619.8
合计（万t）
2012.2
1619.8
3632
表2.113#煤层的储量计算表
块段编号
块段内煤层平均倾角
（度）
煤厚（m）
面积（m2）
平均容重
（t/m3）
储量（万t）
合计
（万t）
钻孔
真厚
平均
平面积
（332）
（333）
（334？
）
1
19
有
18.9
10.08
1800000.15
1.4
2686.5
2686.5
2
24
有
18.9
10.08
1400000.23
1.4
2162.6
2162.6
合计（万t）
2686.5
2162.6
4849.1
根据此矿的资源探明情况，结合矿井储量的计算方法。
确定该矿井的工业储量为
Q=（332）+0.7（333）=4956.2+0.7×4102.2=7827.74万t
第三章矿井的年产量、服务年限及一般
工作制度
第一节年产量及服务年限
一、生产能力的确定
1、初步确定矿井的生产能力
由于一个矿井的设计生产能力（井型）决定于储量、开采条件、技术装备水平和安全生产条件等诸多因素，所以，不可能在设计之初就能确定一个矿井的合理的井型和服务年限。
然而一个矿井的开拓系统和采煤方法与井型的大小及服务年限的长短又有密切的关系。
所以在设计之初应用本章第一节所计算出的“工业储量”以及《设计规范》有关井型及服务年限的规定，初算矿井的生产能力和服务年限，初算结果作为设计的开拓系统和采煤方法的参考。
根据矿井的工业储量可以初步假设矿井的生产能力为60万吨。
2、初步确定矿井的服务年限
由上面所初步确定的矿井生产能力和矿井的工业储量可以用下式初步计算矿井的服务年限。
按下式初算：
（2—2）
式中：
TC——初算矿井的服务年限；a
ZG——矿井的工业储量；万t
AC——初算井型；万t／a
KC——初算储量备用系数，取1.6~1.8
初算本矿井的年产量及服务年限，根据本矿井的工业储量为7827.74万t，初步确定矿井为大型矿井，设计年生产能力为60万t/a。
所以矿井的服务年限为：
TC＝7827.74／60×1.8＝72a
表2.7矿井的井型和服务年限表
矿井设计生产能力
（万t／a）
矿井服务年限（a）
矿井稳产时
（a）
技改矿井服务年限（a）
水平服务年限（a）
大型井240、300、400120、150、180
＞80
＞70
＞50
＞30
＞50~70
＞60
＞40
＞20
中型井45、60、90
＞40
＞50
＞30
＞15~20
小型井9、15、21、30
＞30
＞30
＞15
＞10
计算出本矿井的设计年生产能力为60万t／a，矿井的服务年限为72a，与《规范》规定的相应的服务年限对照，见表3-2-1矿井的井型和服务年限表，可以判断出所选井型合适。
3、确定矿井的设计生产能力和服务年限
1）计算矿井的可采储量
通过计算得出矿井的永久性煤柱为P=1456.5万t
由公式Zk=（Q-P）K（2—3）
其中Zk——矿井的可采储量
Q——矿井的工业储量
P——永久性的煤柱损失
K——设计采区回采率
ZK08=（481.36-135.6）×85％=293.9万t
ZK11=（3146.06-552.4）×75％=1945.2万t
ZK13=（4200.04-768.5）×75％=2573.7万t
总Zk=4812.8万t
按下式计算矿井的设计生产能力和服务年限：
（2—4）
式中：
ZK——矿井（或水平）可采储量；万t
T——矿井（或水平）服务年限；a
A——矿井（或水平）年生产能力；万t／a
K——储量备用系数；一般取1.2~1.5
由此确定出矿井的设计生产能力和服务年限：
T＝4812.8／（60×1.3）＝61a
通过用矿井（或水平）可采储量ZK计算矿井（或水平）的设计生产能力和服务年限，最后确定矿井的设计年生产能力为60万t／a，设计服务年限为61a。
第二节矿井的一般工作制度
一、工作制度
按《煤矿设计规范》有关规定工作制度，充分结合本矿井的实际情况，本矿设计属于大型矿井，所以确定矿井的年工作日为330天；采用三班作业，“边采边准”的作业制度，每个班每天的工作时间为八小时。
第四章井田开拓
第一节井口位置，井筒形式及工业广场位置的选择
一、井筒形式的确定
对本矿井井筒形式的选择，需要先确定出井筒的布置位置。
井筒位置与井筒形式通常是在一起确定出来的，主副井筒位置一经确定和施工后，在其上部布置工业场地，进行工业和民用建筑建设，在其下部布置开采水平，进行开采部署，在整个矿井服务期间很难更改。
因此需要正确确定井筒位置是井田开拓的重要问题，合理的井筒位置应使井下开采有利，井筒的开掘和使用安全可靠，地面工业场地布置合理。
要尽量靠近公路和铁路,便于煤炭的运输,而此矿属于大型矿井,靠公路运输有些困难,所以该矿井的井口位置应该选靠近铁路的地方,避免给后期矿井的地面运输带来困难。
根据老鹰山井田的实际情况，再综合考虑合理布置井筒的位置的实际情况，再结合老鹰山井田的地质地形图和底板等高线图，可以确定出矿井井筒的合理布置位置有一处，即是在井田走向中央，标高为+1846.5m水平的地方。
1、对井下开采合理的井筒位置
对井下开采有利的井筒位置应使井巷工程量、井下运输工作量、井巷维护工作量较少，通风安全条件好，煤柱损失少，有利于井下的开采部署。
根据老鹰山井田的实际情况，只分析沿井田走向有利的井筒位置。
井筒沿井田走向的有利位置应在井田的中央。
当井田储量不均匀分布时，应在储量的中央，以此形成两翼储量比较均匀的双翼井田，应尽量避免井筒偏于一侧，造成单翼开采的不利局面。
井筒设在井田中央（储量分布的中央），可使沿井田走向的井下运输工作量最小，而井筒偏在一翼边界时的相应井下运输工作量要较前者为大。
井筒设在井田的中央时，两翼产量分配、风量分配比较均衡，通风网路较短，通风阻力较小。
井筒偏于一侧时，一翼通风距离长，风压增大。
当产量集中于一翼时，风量成倍的增加，风压按二次方关系增加。
如要降低风压，就要增大巷道断面，增加掘进工作量。
井筒设在井田的中央时，两翼分担产量比较均衡，各水平两翼开采结束的时间比较接近。
如井筒偏于一侧，一翼过早采完，然后产量集中于另一翼，将使运输、通风过于集中，采煤掘
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