煤矿开采专业毕业设计论文.docx
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煤矿开采专业毕业设计论文
煤矿开采专业毕业设计
毕业设计的目的：
熟悉和掌握有关煤炭工业生产建设的路线、方针和各项技术政策，再设计中给予贯彻执行。
通过毕业设计结合生产实际综合运用所学的理论知识和实际知识，以巩固和扩大理论知识。
增强运算、绘图和编制技术文件等基础技能的训练，培养和提高学生分析和解决具体工程问题的能力。
在毕业设计中通过对某一实际问题的深入分析研究使学生对煤矿生产的相关环节，生产技术问题有一个比较全面的了解。
培养和锻炼学生热爱本专业、热爱劳动、尊重科学和实践的良好思想作风。
使学生获得初级工程技术人员的基本培训。
毕业设计大纲内容：
第一章矿井概述-------------------------第2页
第二章采区地质概况--------------------第23页
第三章采区储量与生产能力--------------第26页
第四章采区巷道布置方案的选取----------第26页
第五章采煤工艺设计--------------------第51页
第六章采煤工作面生产技术管理----------第67页
第七章安全技术措施--------------------第57页
第一章矿井概况
第一节矿井位置
1.1.1矿区地理位置与交通条件
峰峰集团薛村矿位于河北省邯郸市西南部，峰峰矿区大社镇。
薛村矿地处鼓山东麓，区内有公路与主干道相通，向北22.5km到邯郸市与107国道和京沈公路接壤，并向北15km与309国道相连，向南10km到峰峰集团公司。
有运煤专用铁路自本矿储煤厂经牛儿庄矿、羊渠河矿到新坡编组后，到马头站与新线接轨。
交通四通八达，十分便利。
附矿井交通位置图1-1。
图1-1矿井交通位置图
1.1.2矿区地形特点
峰峰矿区位于河北省南部，太行山余脉鼓山之东翼为平缓丘陵，地带为黄土台地。
地势西北高东南低，惊天最高海拔314.0m最低178.9m，比高139.1m。
地形由西向东倾斜坡度约16.7%东西高差48m，为第四系黄土覆盖。
南北长40km,东西宽25km。
为NNE向较狭长隆起地带，区内地层除鼓山西侧及局部地区叫陡，倾角高达60度左右，大部分地区地层倾斜较缓，一般在7—15度之间。
1.1.3矿分布及建材矿区内煤、水、电
峰峰矿区位于邯郸市南部，面积为353.0km2，东西窄，南北宽呈长条形。
建材：
矿区内盛产料石、水泥及钢铁等建筑材料，运输距离均不超过25km。
电源：
本矿井采用电源，一是由牛二庄输送的电荷，二是本矿矸石发电厂输送的电荷。
水源：
本井田内的冲积层及井田周围的冲积层及奥陶纪灰岩中均含丰富的水源。
1.1.4矿区气候条件
薛村矿井田属温带大陆性气候，每年11月至次年3月为冬季，寒冷干旱，多刮西北风，二月至九月为雨季，多刮南风与东南风。
年最高气温43℃，最低-15.7℃，平均气温13℃对矿井建设影响较小。
1.1.5矿区水文情况
本井田没有较大的河流，在井田边界的香山村北有水泉两个，常有水涌出，形成小河，水量234.6公升/分，下流注入滏阳河。
第二节井田地质特征
1.2.1井田地形（边界尺寸及井田面积）
薛村井田地表地貌为简单平缓丘陵与黄土台地。
地形由西向东倾斜，坡度约16.7‰，为第四系黄土覆盖，有垂直节理直立不倒之特性。
井田西部以F4断层为界，南部以技术边界与牛儿庄矿为界，东部以F2断层与小屯矿为界，北部以大煤-250米等高线垂直下切与大淑村矿为界。
井田走向长平均约3850m，倾向长平均约5670m，面积约19.3km2，开采标高＋100~-350m。
煤层最大倾角15º，最小倾角4º，多数煤层为4º—12º，平均7.4º。
西部较窄东部宽，形状不规则。
1.2.2井田的勘探程度
1．地质勘探
（1）建井前的地质勘探
计划用1--2年的时间在井田内进行普查、详查和精查勘探。
（2）补充勘探
精查报告提交后至建井期间，为满足建井与生产的要求及矿井延深设计要求，需要不断补充钻孔。
并仔细收集、处理、保存钻孔资料，以备生产使用。
1.2.3煤系地层概况
薛村井田为一掩盖区，仅在冲沟内有基岩露头，通过钻探、地质调查及井巷工程揭露。
井田内地层包括（自下而上）有：
奥陶系中统峰峰组、石炭系中统及上统、二迭系上统及下统、第四系。
见图1—2
附煤层综合柱状图1-2。
1.2.4地质构造
薛村井田位于峰峰煤田的东北部，鼓山复背斜之东翼。
地质构造单元属亚洲东部新华夏构造体系的一部分。
总的构造轮廓为单斜，煤岩层大致以西南高，东北低呈扇形展开。
在井田浅部形成以西部F4断层、东部F3断层为边界的地堑构造，构成西部构造区。
井田东深部（原为扩大区）以褶曲构造为特征，形成东部构造区，其中有代表性的为南旺向斜构造。
1.2.5水文地质特征
1．区域概况
峰峰煤田位于太行山中段东麓山前丘陵与黄土台地地带。
南北向鼓山将煤田分为东西两个部分，多年平均降雨量560mm，雨季为7、8、9三个月。
薛村井田处于鼓山东麓奥灰水强径流带之东缘，西部奥灰水强径流带对井田水文地质条件影响较大。
鼓山东麓强径流带地下水通过F4断层补给井田内煤系薄层灰岩含水层，并向深部迳流、排泄。
2．矿井充水条件及充水因素
（1）地表水系井田内主要有东西向冲沟四条。
在井田内香山村西北有泉两个，经常有水涌出，形成一条小河，水量234.6L/min。
此外有观音沟、南岗沟、二十四合沟及断头沟四条。
平时干枯无水，每逢雨季水流倾沟而下，但几小时即降落无水，故称一时河。
（2）主要含水层
①上石盒子砂岩含水层：
②下石盒子组、山西组砂岩含水层：
矿井正常涌水量为120m3/h，最大涌水量为200m3/h。
第三节煤层特征
1.3.1煤层埋藏条件
井田西翼左侧煤（岩）层产状由穹窿顶部向ES、EN、NW、SW方向倾斜。
西翼右侧上部为乐意庄向斜，煤层平均倾角5°，下部为香山背斜，轴向近S—N，向南轴向转为NE—NNE向。
向斜西翼倾角5~8°，东翼倾角7~35°，受断层影响局部达40°。
东翼煤层走向近S—N，多数煤层倾角为4º—12º。
1.3.2可采煤层及其顶底板结构
2号煤（大煤）为可采煤层中最上部也是最厚一层，上距骆驼钵砂岩45m，下距4号煤32～38m，平均34m，最大厚度7.8m，最小厚度2.3m，平均厚度6.5m。
煤层稳定，结构复杂，含夹矸2～4层，由上而下，第一层夹矸距顶板0.5m，厚度0.05m，粉砂岩，稳定普遍存在。
第二层夹矸距底板1.8～2.5m，厚0.04～0.6m。
不稳定。
第三层夹矸距底板0.8～1.8m，平均1.3m，厚0.15～0.2m，含炭质砂岩，较稳定，井田普遍存在。
第四层夹矸，距底板0.5m，厚0.04～0.2m。
泥炭质粉砂岩，常呈软泥状出现，不稳定。
1.3.3煤层的围岩性质
可采煤层特征表表1—1
煤层
编号
煤层
名称
煤层厚度
煤层间距
稳定性
煤层结构
夹矸数
可采性
顶板
岩性
底板
岩性
最小-～最大
平均
2
大煤
2.3～7.8
6.5
32～37
34
稳定
复杂
2-4
可采
粉砂岩
粉砂岩
煤层顶底板岩石物理性质表1—2
层位
岩石
名称
物理特征
力学特性
比重（A）
容重（湿）（t/m³）
含水量（M%）
抗压强度（kg/cm2）
抗拉强度（kg/cm2）
干燥
状态
饱和
状态
2号煤层顶板
粉砂岩
2.75
2.69
1.58
451
298
79
95
2号煤层底板
粉砂岩
2.75
2.62
1.04
588
0～90
1.3.4煤的特征
大煤（2号煤）：
物理性质：
颜色为深黑色，条痕色为黑色带褐色，具玻璃状光泽，脆度较大，内生裂隙及外生裂隙发育，肉眼鉴定为半亮型，一般由镜煤、亮煤、和暗煤组成，有丝炭夹层，具有参差状或贝壳状断口。
煤的比重为1.34～1.57。
煤质的基本特征是水份一般在0.67～2.08％，平均1.22％，灰份较高，一般在10.51～23.69％，平均17.27％。
挥发份含量10.64～17.13％，平均14.29％。
硫份0.13～0.59％，平均0.31％，属于低硫煤。
固定炭含量66.2-79.9%平均70.57%,发热量在26.68—36.11MJ。
1.3.5煤层的瓦斯、自燃发火及煤尘
经鉴定该矿井为底瓦斯矿井，其中相对瓦斯涌出量12m³/t、绝对瓦斯涌出量为27m³/min。
经煤科院抚顺分院鉴定该矿井2号煤自燃发火为三类自燃发火煤层，发火期3~12个月。
发火原因是采后密闭不及时或密闭质量不好漏风而造成自燃发火。
采用筑密闭墙、井下直接注浆，或地表向火区钻孔注浆灭火。
杜绝煤层自燃发火事故的发生。
煤尘薛村矿井田煤尘经多次鉴定，具有爆炸性。
第四节、井田境界和储量
1.4.1井田境界
井田划分的原则：
1.要充分利用自然条件划分；2.要有合理走向长度；3.要处理好相邻矿井关系；4.要为矿井发展留有余地；5要有良好的安全经济效果。
井田境界：
东以F1断层为界；北部以K2及第三勘探线为界，西以煤层露头线为界；南部东边以2108和1902好钻孔连线为界，界外为邯郸矿务局郭二庄煤矿，向西以F4、F6断层为边界外，其间以1603、1630、1608、1730号钻孔连线为界。
井田的东西走向约4.3公里，南北倾向4.7公里，面积约为15.4平方公里。
1.4.2井田工业储量
本井田地层产状平缓，褶皱宽缓，但大、中型断层较为发育，又有火成岩的侵入影响，故地质构造属中等类型。
1.4.3储量计算原则
（1）最低可采厚度0.7m，灰分最高小于40％
（2）断层及井田边界要有保护煤柱，井田内断层落差大于50m，落差大于30m，两侧各留保护煤柱30m，井田边界断层保护煤柱50m，井田边界留保护煤柱30m。
1.4.4井田勘探类型
井田共布置9条勘探线，
1.4.5工业储量计算
1.储量计算参数的确定
（1）面积（S）：
当煤层倾角<15º时,采用煤层的水平投影面积13653125.915㎡；当煤层倾角>15º时,采用煤层真面积.真面积＝水平投影面积×1/cosα,α为煤层真倾角.
各煤层的倾角
表1—3
煤层编号
平均倾角（º）
倾角范围（º）
煤层编号
平均倾角（º）
倾角范围（º）
2#
7.4
4～12
8#
16
4～30
各煤层储量计算总面积
表1—4
煤层号
面积（m2）
煤层号
面积（m2）
2#
13653126
8#
14203339
2.计算方法
本次储量计算直接在1：
5000煤层底板等高线图上，采用地质块段法计算储量，为了满足有关规程规定的要求和便于使用，地质块段的划分原则如下：
（1）首先以各级储量边界为自然边界，然后在做进一步划分；
（2）分四个水平（即＋50米、－50米、－200米、＋200米）分别计算储量，也就是将这些标高的等高线做为块段边界；
2、参数的确定
（1）厚度（m）,在采用媒厚成果时,对部分质量低劣钻孔及构造等原因造成的煤厚异常点未考虑.对9#煤层的开采厚度按复杂煤层夹矸取舍方法合并计算；其余煤层均按规程规定的夹矸取舍方法计算开采厚度.然后,采用块段内及周围附和质量要求钻孔的煤层开采厚度以及巷道见煤厚度算数平均值作为该块段储量计算厚度.
表1—5
煤层编号
平均厚度（m）
厚度范围（m）
煤层编号
平均厚度（m）
厚度范围（m）
2#
6.5
2.3～7.29
8#
0.85
0～2.8
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