原相煤矿90万吨矿井初步说明书 大学毕业设计Word文档下载推荐.docx

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2013年　月　日

毕业设计答辩记录卡

采矿工程系　采矿工程专业姓名　李浩楠　　　　　

答辩内容

问题摘要

评议情况

　　　　　　　　　记录员：

（签名）

成绩评定

指导教师评定成绩

答辩组评定成绩

综合成绩

注：

评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。

专业答辩组组长：

　　　　　（签名）

2013年　　月　　日

前言

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。

以培养和提高学生分析和解决实际问题的能力，是学生走上工作岗位前进行的一次综合性能力训练，也是对一个采矿工程技术人员的基本训练。

本次设计的内容是原相煤矿02、2号煤层初步设计。

是在原相煤矿井田概况和地质特征的基础上，结合搜集到的其它相关原始资料、运用所学知识、参考《煤矿开采学》、《煤炭工业矿井设计规范》、《煤矿矿井开采设计手册》等参考资料，在辅导老师深入浅出的精心指导下独立完成。

在设计的过程中我受益非浅。

此次毕业设计是根据国家煤炭建设的有关方针、政策，结合设计矿井的实际情况，遵照采矿专业毕业设计大纲的要求，在收集、整理、查阅大量资料的前提下，运用自己所学的专业知识独立完成设计的。

通过本次设计，我看到了许多以往自己欠缺的地方，提高了综合能力，知识水平有了很大的提高，由于本人的初次设计，错误难免，恳请各位老师指正。

本次设计的指导老师为蔡永乐老师，同时还得到了姜有，侯千亮等老师的悉心指导，他们在许多方面给予了宝贵意见，为了帮助我们顺利、正确地完成毕业设计，经常加班加点，牺牲了大量的工作时间和业余时间，在此表示衷心的感谢和深深的敬意！

！

由于本人水平有限，设计中难免存在错误和不足，恳请各位老师不吝指正。

学生:

2013年6月

摘要

本次设计是开采原相煤矿02号2号煤层，设计图纸共七张，说明书共九章根据采矿工程的需要和特点，重点设计为第四、六、九章。

原相煤矿位于山西省古交市原相村以东，距古交市区约14km，古交至太原既有太（原）─古（交）一岚（县）铁路，又有太佳公路相连，铁路里程54km，公路里程49km。

矿区内，自古交沿原平川至清徐、交城均有公路相通，交通方便。

本井田内有多层煤，但此次设计只考虑02、2号煤层，02号煤层平均厚度1.64m，为低中灰、特低硫、低磷、中等可选的焦煤（灰分、硫分、磷、可选性均为新标准级别）；

2号煤均厚1.83m，为中灰、低硫、特低磷、中等可选的焦煤；

各煤层均有爆炸性，但是没有自燃性。

矿井瓦斯属于高瓦斯矿井，02号煤层瓦斯相对涌出量为21.46m3/t。

本井田划分为5个带区，采用斜井开拓方式，回采工艺采用后退式、一次采全高综合机械化采煤法，采用“三八制”作业制度。

工作面的设备有双滚筒采煤机、液压支架、可弯曲刮板输送机、破碎机、转载机等。

顶板管理采用液压支架，采空区采用全部垮落法管理顶板。

矿井运输大巷采用皮带运输作为主运输，辅助运输方式为初期采用调度绞车牵引矿车，后期采用无极绳绞车牵引矿车运输。

矿井通风采用抽出式通风方式。

关键词：

矿井开拓、采煤方法、综合机械化采煤

Abstract

02ofthisdesignistheexploitationofthecoalmineandnoseam,designdrawingsofsix,instructionmanualandninechaptersaccordingtotheneedsandcharacteristicsofminingengineering,withafocusondesignforDisi、Liu、Qi.

FormercoalmineatgujiaocityinShanxiprovinceEastoftheoriginalvillage,about14kmfromthegujiaocity,gujiaotoTaiyuantoo（original）-ancient（）LAN（County）railway,toogoodroadsconnect54kmrailwaymileage,highwaymileageis49km.WithinthemineareasinceancienttimesalongtheoriginalplaintotheqingxuCounty,thehighwayofjiaochengcommunicates,thetrafficisconvenient.

Thisminefieldwithinhasmultilayercoal,but'

sdesignonlyconsider02,and2nd,seam,No.02,seamaveragethickness1.64m,forlowintheash,andspeciallowsulfur,andlowphosphorus,andmediumcanselectedofcokingcoal（ash,andsulfurpoints,andphosphorus,andcanselectedsexualarefornewstandardlevel）;

2nd,coalarethick1.83m,forintheash,andlowsulfur,andspeciallowphosphorus,andmediumcanselectedofcokingcoal;

theseamarehasexplosive,butnospontaneouscombustionsexual.Minegashighgasmine,No.02,21.46M3/tcoal-bedgasemission.

Thismineisdividedinto4district,openingupbyinclinedshafts,retreatminingtechnology,highcuttingfullymechanizedminingmethod,theuseof"

38"

operatingsystem.Equipmentinfullymechanizedfacehydraulicsupport,flexibledouble-drumShearer,scraperconveyors,crushers,reproduced,...Roofmanagementofpowered,allcavinglawofgoafroof.

Keywords:

miningexploration,miningmethods,fullymechanizedcoalmining.

第一章井田概况及建设条件

第一节井田概况

一、交通位置

二、地形地势

本区位于吕梁山脉中段东翼，地势南高北低，最高点在井田南部麻沿岭，标高1596.8.8m，最低点在井田北部原平川河谷，标高1235m，最大相对高差361.8m。

井田内沟谷纵横，切割剧烈，地形复杂，山顶黄土广布，沟谷两侧基岩裸露，属剥蚀侵蚀中山地貌，间有山间宽谷地貌。

三、河流

本区属黄河流域汾河水系，原平南川河为井田内仅有的河流，在井田西北部流过，属季节性河流，干旱时断流，雨季流量增大，一般流量为30L/s左右。

四、气象及地震

井田属大陆性季风气候区域，气候冷热多变，昼夜温差较大，四季分明，年平均气温9.5℃，降水量主要集中在7、8、9月份，年降水量338.1～632.6mm，蒸发量为771.9～1240.1mm，蒸发量是降水量的2倍。

霜冻期为10月中旬至次年的3～4月份，最大冻土深度为0.5～0.8m。

风向以西北风为主。

五、经济概况

区内居民多数从事农业生产，少数人参加煤炭采掘或其它工业生产。

矿区内多为贫脊的山地，农作物以小米、高梁为主，畜牧业也占有一定比例。

区内工业较少，主要是乡村、个体办小冶炼，其它工业不发达。

建材除钢材、水泥外，其它如石灰、砖瓦、砂石均可就地解决。

六、矿区开发史

本区煤层埋藏较深，未受到小窑开采破坏，与井田相邻的西山煤电集团公司马兰矿、屯兰矿、东曲矿已开采数年，其地质条件和开采煤层的技术条件与本矿井相差不大，其建设和生产经验可作为本矿借鉴。

七、水源、电源情况

1、水源

区内奥灰水水量丰富,可作为矿井生产、生活及消防用水水源，另外井下排水经处理后可作为井下消防洒水及地面生产用水。

2、电源

矿井供电电源一回引自该公司焦化厂35kv变电站，另一回电源引自该公司焦化厂自备电厂。

第二节地质特征

一、地层

原相井田位于太原西山煤田西部，井田内基岩裸露良好，出露地层多为石千峰组，仅在原平南川沟谷两侧有上石盒子组地层出露。

下石盒子组及以下地层均为钻孔揭露，新生界分布于山顶上或沟谷内。

现由老到新分述如下：

1.奥陶系中统（O2）

厚400m左右，与下伏地层连续沉积，为煤系的底盘。

煤田西部、北端广泛分布，黄褐色泥灰岩、白云质灰岩互层。

奥陶系侵蚀面之下20-70m可见二个石膏带，厚度分别为30m和20m，间夹白云质灰岩。

石膏带多呈灰色致密块状硬石膏。

成为白色纤维石膏充填于角砾状白云质灰岩之间。

井田内钻孔揭露最大厚度为89.40m（9号孔）。

2.石炭系中统本溪组（C2）

本组平行不整合于奥陶系中统之上。

底部为山西式铁矿，呈鸡窝状分布。

其上由砂质泥岩、砂岩、石灰岩夹煤线组成，属海陆交互相沉积。

井田内仅9号钻孔揭露该组地层，厚45.50m。

3.石炭系上统太原组（C3）

本组为井田内主要含煤地层之一，底部以灰白色-粗粒石英砂岩K1（晋祠砂岩）与下伏本溪组整合接触，海陆交互相沉积。

由灰黑色泥岩、粉砂岩、砂岩、石灰岩及4-5层煤组成，主要可采煤层6、8、9号煤赋存其中，地层厚度80.16-97.64m，平均87.77m。

本组主要标志层分述如下：

晋祠砂岩（K1）：

为本组基底砂岩，岩性为灰色-灰白色粗、中粒砂岩，成分以石英为主，分选、磨圆度不佳，常夹泥岩、煤或砂岩碎块。

钙质或粘土质胶结，底部含砾石。

多为斜层理及波状层理，主要为河床相沉积，井田内仅两个钻孔（9、M97）揭露该层砂岩，厚5.00-5.27m，平均5.14m。

庙沟灰岩（L1）：

岩性为灰色石灰岩，富含动物及海百合茎化石。

为8号煤之顶板，此灰岩分布广泛，全井田发育，厚0.80-5.07m，平均2.93m。

毛儿沟灰岩（K2）：

位于7号煤与L1之间。

深灰色含少量动物化石，在井田北部及东部该灰岩较发育，其它区域缺失。

厚0-2.5m，钻孔见K2点平均厚1.44m。

斜道灰岩（L4）：

位于7号煤层之顶，深灰色厚层状，下部有时变为泥灰岩，顶部含较多的动物化石及残骸。

全井田普遍发育，厚度0.99-2.37m，平均2.46m。

东大窑灰岩（L5）：

位于本组上部，深灰色厚层状，质纯，含少量动物化石。

全井田广泛分布，仅北部10号孔缺失，厚度0-2.86m，平均0.83m。

4.二叠系下统山西组（P11）

本组为井田内主要含煤地层之一。

以北岔沟砂岩（K3）与下伏太原组整合接触。

属陆相沉积，K3砂岩全井田普遍发育，厚1.80-7.65m，平均7.37m，岩性为灰白色石英、长石砂岩、粘土质胶结，分选不好，次棱角状。

斜层理发育，含粉砂质包裹体及炭质包裹体。

K3以上为一套泥岩、碎屑岩夹煤层的沉积，0l-4号煤赋存于其中。

其中2号煤层全井田稳定可采。

全组厚39.45-68.57m，平均61.05m。

5.二叠系下统下石盒子组（P21）

底部以K4（骆驼脖砂岩）与下伏地层呈整合接触。

K4厚度变化较大，1.40-10.30m，平均4.03m。

为粗中粒石英砂岩，分选不好，次棱角状，粘土质、钙质胶结，斜层理发育，厚度及岩性变化较大，不易对比。

其上为灰色、灰绿色泥岩、砂质泥岩、砂岩，顶部经常可见鲕状、豆状结构的含有紫斑的粘土泥岩（俗称桃花泥岩），是确定上下石盒子组K6砂岩的良好辅助标志。

全组厚88-142.8m，平均109.81m。

6.二叠系上统上石盒子组（P21）

厚400m左右，据岩性可分为上、下两段：

下段（Pl-12）：

以K6砂岩与下伏地层整合接触。

K6为一层灰绿色中-粗粒石英、长石砂岩，底部含砾，泥质胶结，分选性差，次棱角状，斜层理发育，一般厚8m左右，稳定性差。

其上为灰绿、紫色泥岩与灰绿色砂岩互层，中上部夹黄色泥岩、下部夹铝质泥岩。

含铁锰质鲕粒。

厚200m左右。

上段（Pl-22）：

以一层含有肉红色正长石较多的黄绿色砂岩（K7）为基底，K7砂岩底部含有石英、燧石砾，分选、磨圆度不佳，交错层理十分发育，厚一般10m左右。

其上为砂质泥岩夹有薄层砂岩，砂质泥岩黄绿色渐少，紫色也渐变为绛紫色，厚200m左右。

7.二叠系上统石千峰组（P22）：

在井田内广泛出露，厚＞200m，底部以一层紫色厚层状含砾中-粗粒砂岩（K8）与上石盒子组分开，砾石多为肉红色石英及燧石，磨圆度较好，分选不佳。

泥质胶结，疏松，风化后呈浑圆状，厚度7m左右。

其上以紫色、砖红色为主的砂质泥岩与砂岩互层，间夹3-4层结核状淡水灰岩。

8.新生界第三系上新统（N2）

分布于井田中部沟谷两侧，厚0-55m，平均20m，不整合覆盖于下伏基岩之上。

底部为胶结或半胶结状砾岩，砾石以石灰岩、变质岩为主，磨圆度较好，上部为鲜红色粘土，含粉砂质较多，夹2-2层钙质结核。

9.第四系中更新统（Q2）

厚0-30m，平均7m，多与保德红土同地赋存。

不整合覆盖于下伏基岩之上，为淡红色粘土、砂质粘土，中下部含大量钙质结核。

10.第四系上更新统（Q3）

广泛分存于井田中部及东部山梁之上，与Q2平行不整合接触。

本组为黄灰色黄土，垂直节理发育，底部有卵状钙质结核，地表多为耕地。

厚0-20m，平均10m。

11.第四系全新统近代冲积层（Q4）

主要分布于原平南川及其它沟谷底部，厚0-30m，平均7m，与下伏基岩为不整合接触，主要以砂、砾石为主，砾石成分以砂岩、石灰岩等为主，分选不好。

二、地质构造

原相井田位于太原西山煤田马兰向斜西翼，井田内主要褶曲构造为马兰向斜,受其控制，地层总体走向NNW-NWW，与褶曲轴基线平行，倾角平缓，一般<

10°

，断裂构造在井田北部较发育，均为正断层，北东向展布，井田北部以原相北断层（Fl65）为边界，与马兰井田分开，断层落差70m。

井田内主要褶曲、断层、岩浆岩及陷落柱分述如下：

1.褶曲

马兰向斜：

马兰向斜为太原西山煤田的一级褶曲构造，呈“S”型展布，在井田东北角穿过，走向NNW-NWW，本井田位于马兰向斜南段的向斜轴部及西翼，受其控制，井田内地层走向NNW-NWW，倾角5°

左右。

2.断层

原相北正断层（F165）：

位于原相村北，走向北东，倾向北西，倾角70-80°

，落差50-70m，延伸约6000m，为井田北界。

原相南正断层（F168）：

位于原相村，走向北东，倾向南东，倾角60-75°

，在井田内地表出露较差，井田内5号钻孔在施工过程中钻穿该断层，山西组及太原组地层均受到破坏，煤层缺失，终孔层位为奥陶系石灰岩，通过分析钻探及测井资料认为该断层在5号孔内落差80m左右，断层破碎带宽度约60m。

综合分析该断层落差10-80m，井田内延伸约3500m。

3.岩浆岩

在井田西部距井田7km处有狐偃山火成岩，火成岩多呈岩床或岩脉，沿断层裂隙带或煤层等软弱地层侵入，为倾斜体。

岩体主要为正长斑岩，斑晶较大，多呈方柱状，地表风化后呈黄灰色、白色。

从区域构造来看，火成岩应属中生代燕山期的产物。

据马兰矿井地质资料，该火成岩体在北社断层以东约2000m的范围内对煤层及煤质有不同程度的破坏和影响。

再往东对煤层、煤质均没有影响，据此推断狐偃山火成岩对本井田内煤层、煤质均没有影响。

4.陷落柱

井田在勘探过程中未发现陷落柱，据马兰矿井地质资料分析，在马兰井田西北部陷落柱较发育，这一地段煤层埋藏较浅，再往东及东南陷落柱不发育，本井田位于马兰井田西南外围，煤层埋藏深度大，故推测本井田陷落柱不发育。

综合分析全井田地质构造特征，井田地质构造属简单类即一类。

图1-2-1井田综合地址柱状图

第三节煤层的埋藏特征

（一）煤层

井田内主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，共含煤14层，自上而下编号依次为01、02、03、1、2、3、4上、4、6、7、8、9、10、11号。

含煤地层总厚148.82m，煤层总厚13.2lm，含煤系数8.9％。

可采及局部可采煤层有02、2、4、6、8、9号6层，煤层总厚11.24m，可采含煤系数7.6％。

山西组赋存01-4号8层煤，煤层总厚5.76m，地层厚61.05m，含煤系数9.4％。

可采及局部可采煤层有02、2、4号3层，煤层总厚4.24m，可采含煤系数6.9％。

太原组赋存有8-11号6层煤，煤层总厚7.84m，地层厚87.77m，含煤系数8.9％。

可采煤层有6、8、9号3层，煤层总厚7.00m，可采含煤系数8.0％。

各可采煤层赋存情况详细叙述如下：

1、02号煤：

位于山西组上部，K4砂岩之下23.57m，在井田内除P18号孔0.50m外，其余均可采。

煤层厚0.50-2.60m，平均1.64m，属薄-中厚煤层，不含或含l-2层夹石，顶板多为泥岩及砂质泥岩，底板多为泥岩及粉砂岩。

02号煤层与下伏的03号煤层在井田西北部大面积合并为一层，统称02号煤层，一般含一层层位较稳定的夹石，夹石多为泥岩或砂质泥岩，上分层即02号煤层，下分层即03号煤层。

在井田的西北部为合并区，煤层厚度最大，向东南逐渐分叉变薄。

煤层厚度也从1号孔的2.60m，向东南角的P18号孔逐渐变薄为0.50m，变化规律比较明显。

本煤层在井田内属大部可采的较稳定煤层。

2、2号煤：

位于山西组中部，上距02号煤层5.3l-11.58m，平均7.30m，煤层厚度1.40-2.1lm，平均1.83m，属中厚煤层，一般不含夹石。

厚煤带在井田的东北部的2、8、1l号孔附近，向东北、西南、南部逐渐变薄，但到西南角的7、P17号孔又有变厚的趋势。

顶板多为粉砂岩及砂质泥岩，底板多为砂质泥岩及粉砂岩。

本煤层属全井田可采的稳定煤层。

3、4号煤：

位于北岔沟（K3）砂岩之上，有时以其为直接底板，上距2号煤层5.93-13.82m，平均9.35m，间距变化较大，煤层厚度0-2.00m，平均0.77m，属薄煤层，厚度变化较大。

可采范围主要集中在井田东部的P10、8、P18号孔连线一带及西南角的7号孔附近，可采面积约占全井田的3／8。

结构简单，不含或含一层夹石。

顶板多为砂质泥岩或泥岩，底板多为粉砂岩或泥岩。

本煤层属局部可采的不稳定煤层。

4、6号煤：

位于东大窑（L5）石灰岩或相当层位海相泥岩之下，上距L5石灰岩5.08-11.Om，平均7.45m。

上距K32.62-16.73m，平均13.08m。

煤层厚0-1.62m，平均1.22m，属薄-中厚煤层，厚度变化除P17号孔0点外，井田的东南部较薄，向西、南、北逐渐变厚，变化规律较明显。

不含或偶含一层夹石。

顶板多为泥岩或砂质泥岩，底板多为砂质泥岩或泥岩。

本煤层属大部可采的较稳定煤层。

5、8号煤：

位于太原组庙沟灰岩（L1）之下，上距6号煤层30.85-44.85m，平均38.1lm，上距2号煤层平均间距为77.23m左右。

煤层厚度1.54-5.61m，平均3.73m，属中-厚煤层，结构复杂，含l-4层夹石，夹石为泥岩或炭质泥岩，顶板为L1石灰岩或泥灰岩，局部具炭质泥岩或泥岩伪顶，底板多为砂质泥岩或泥岩，局部为炭质泥岩伪底。

煤层最薄点在井田中部的9号孔附近，厚1.54m，向四周逐渐增厚，但到西部的7号孔附近，又有变薄的趋势，本煤层属全井田可采的稳定煤层。

6、9号煤：

位于太原组的中下部8号煤层之下，石炭系最下一层煤层。

上距8号煤层2.89-11.10m，平均5.94m。

煤厚1.26-2.56m，平均2.05m，属中厚煤层，结构简单。

煤层厚度的总趋势是，中、南部厚，东北、西北部薄，规律性不太明显，本煤层属全井田可采的稳定煤层。

（二）煤质

1、物理性质和宏观煤岩特征

煤的颜色为黑色，玻璃光泽，偶有丝绢光泽，参差状，贝壳状，内生裂隙发育。

外生裂隙较发育。

以条带状结构为主，并有线理状，透镜状结构，构造以层状构造为主，也有块状构造。

宏观煤岩组分以亮煤、暗煤为主，镜煤次之，丝炭少量。

宏观煤岩类型以半亮型煤、半暗型煤为主，暗淡型、光亮型煤较少。

2、显微煤岩特征

本井田煤层有机显微组分以镜质组为主，均占75％以上，其次为丝质组，一般10-7％，最少为半镜质组5％左右；

无机显微组分一般5-7％，其中以粘土类为主，硫化铁类少量或极少量，个别有碳酸盐类。

无机组分以分散状、充填状、团块状、粒状分布于煤中。

镜质组油浸最大反射率1.38-1.76％，随煤层层位降低而变大。

因井田采样点少，分布范围小，平面分布规律性不明显。

本井田煤变质阶段属第Ⅳ阶段，即焦煤阶段。

3、化学性质和工艺性能及煤类

本井田有可采煤层6层，分别为02、2、4、6、8、9号，其中02、2、8、9号为主要可采煤层。

。

灰分（Ad）:

各煤层原煤灰分平均值17.89-31.10％，9号煤最低，4号煤最高。

02号煤为19.28％，为低-中灰分煤，2、6、8号煤在20-22％之间，为中灰分煤，9号煤亦为低-中灰分煤，4号煤为中-高灰分煤。

各煤层精煤灰分平均值6.99-8.99％，9号煤最小，02号煤7.74％，其余均大于8％。

硫分（St.d）：

各煤层原煤硫分平均值0.39-2.52％，02号煤最低，8号煤最高。

02号煤为特低硫，2、4号煤为低硫，9号煤为低中硫，6号煤为中硫，8号煤为中高硫。

各煤层精煤全硫平均值0.4l-1.25％，02、2、9号煤小于0.5％，4、6号煤小于1％，8号煤1.28％。

挥发分（Vdaf）：

各煤层原煤挥发分平均值17.48-22.76％，除4号煤受原煤灰分影响偏高外，从02号到9号煤，随层位降低而变小。

各煤层精煤挥发分平均值7.52-20.05％，除4号煤外，其它煤层随层位降低而变小。

磷（Pd）：

各煤层原煤磷含量平均值0.005-0.0ll％，除02