煤矿开采技术毕业设计.docx
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煤矿开采技术毕业设计
湘潭大学
毕
业
设
计
说
明
书
题目：
采区设计
院系：
职业技术学院
资源与环境工程系
专业：
煤矿开采技术
学号：
20089214124
姓名：
王琪钱
指导老师：
徐养平
完成日期：
2011-5-15
毕业设计任务书
专业班级姓名
设计题目
设计条件及要求：
设计时间:
自月日至月日
设计指导人：
专业科主任：
年月日
指导人语：
指导人
年月日
毕业设计答辩委员会
毕业设计成绩评定书
专业班级姓名
毕业设计题目
经毕业设计答辩，评定同学的毕业设计成绩
毕业设计答辩委员会（答辩小组）
主任（组长）
副主任（副组长）
日期年月日
前言
前言………………………………………………………...
第一章矿井概况……………………………………….
第二章采区地质情况………………………………………
第一节采区概况…………………………………………
第二节采区地质情况…………………………………….
第三章采区储量与生产能力…………………………
第一节采区储量………………………………………….
第二节采取生产能力及服务年限………………………
第四章采区方案设计………………………………
第一节采煤方法选择…………………………………….
第二节采区巷道布置…………………………………….
第三节开采顺序………………………………………….
第四节采区车场与硐室………………………………….
第五章回采工艺与技术管理…………………………
第一节回采工艺……………………………………………
第二节回采工作面技术管理………………………………
第三节回采工作面技术经济指标……………………………
第六章采区生产系统…………………………………….
第一节采区运输系统…………………………………………
第二节采区通风………………………………………………
第三节采区供电………………………………………………
第七章采区车场与硐室…………………………………….
第一节采区上部车场………………………………………….
第二节采区中部车场……………………………………………
第三节采区下部车场…………………………………………….
第四节采区硐室…………………………………………………..
第八章安全技术措施…………………………………………
第九章采区施工准备与采掘交替计划…………………………
淝江煤矿交通位置图
注
第一章矿井概况
一、矿井名称、位置、交通概况
淝江井田位于郴耒煤田白沙向斜东翼，位于耒阳市东南约14公里，属于南阳镇管辖。
地理坐标：
东径112056′17.6″～112058′05.8″；北纬26018′47.2″～26022′02.8″。
井田范围：
南起39勘探线与前进井田相接，北止F2断层与南阳庙井田相邻，东始9煤露头线，西到8煤层与F1断层交界处。
走向长5．2公里，倾向宽0．5-1．2公里，面积约4．2平方公里。
矿井有公路经南阳镇夏塘区、在司兰挤与安仁至耒阳公路相接，在耒阳市进入107国道。
矿井到耒阳市约40公里，距矿井3公里的南阳庙煤矿有矿区专用标准铁路，经白山坪煤矿与京广线铁路浪石坪火车站相接，里程约10公里。
井田西南部有耒水流过，常年通航10-20t机动船，交通较方便。
二、自然地理概况
（一）地形：
本区属于低山丘陵地形，水沟较发育，地势以中部较高，淝江附近与北部较低。
井田内最高地形标高287.6m（位于牛仙岭），最低标高为81.5m，最大相对高差206.1m，一般高差为80～140m
（二）水系：
耒水流经井田西南角，河宽250～450m。
据湖南省水利厅水文站1951年5月1日至1957年观测资料：
最大流量4730m3/秒（1956年6月23日），最小流量26.9m3/秒（1954年11月7日）。
（三）气象：
气象资料来源于耒阳市气象站，据1958年至1991年观测：
年最高气温为每年7、8月份，最低气温为每年的12月至次年的2月。
最高气温为摄氏40o（1971年7月21日），最低气温为摄氏零下7．7o（1972年2月9日），平均气温一般在17.1o-18．8o之间。
雨量丰沛季节在每年的2～5月，8月至次年的元月雨量显著减少，最大日降雨量165.1mm（1976年7月9日），最大年降雨量1863．5mm（1961年），最小年降雨量960．9mm（1971年），最大月降雨量436．8mm（1975年5月），最小月降雨量0．4mm（1966年9月），年主要风向为西北风。
三、矿井工作制度
按照《煤炭工业矿井设计规范》中规定，参考《关于煤矿设计规范中若干条文修改的说明》，确定本矿井设计生产能力按年工作日330天计算，三八制作业，净提升时间为15小时，矿井窜车提升。
四、成煤时期、煤系地层及含煤层数
本井田龙潭组地层厚684.44m，其中“托底砂岩”（动物化石泥岩底部的中粒砂岩）之上的含煤段，是本次补勘的主要对象，其厚度为408.93m，含煤十余层，自上而下命名为1、2、5、6、7、8、9煤层，煤层总厚度为15.80m，含煤系数为3.9%，其中可采煤层为6、7、8煤，可采煤层厚度为8.18m，可采煤层含煤系数为2%。
由于侏罗系地层的剥蚀，本井田仅保存5、6、7、8煤层，其中主采煤层为5煤，全区可采，6煤同样全区可采，7煤局部可采，9煤不可采。
五、煤层特征
Ⅰ、5煤层
由于受侏罗系地层的剥蚀，该煤层仅保留于浅部及深部，在46线以南的-170～-320m水平被破坏。
煤层直接顶板多为粉砂岩，局部为砂质泥岩或泥岩，底部多为细砂岩，上部为粉砂岩。
煤厚1.6～2.0m，平均1.8。
钻孔穿孔穿过层位13个点，无0点，可采8点，钻孔可采率62%，该煤层厚度变化平稳，可采点分布均匀。
-150m处7煤石门揭露，6煤层厚度在1.6～2.0之间，平均厚1.8m。
Ⅱ、7煤层
该煤层43～45线及42线以南的浅部被侏罗系地层所剥蚀，深部没有发现受剥蚀，但在45线附近-220～310m水平，煤层距侏罗系剥蚀底界仅10m左右，可能被侏罗系地层所破坏。
该煤层直接顶板多为粉砂岩，细砂岩，局部为砂质泥岩，泥岩，直接顶板多为细砂岩，粉砂岩，局部为泥岩。
煤厚1.9～2.1m，平均2.0m，钻孔穿过层位33个点，无0点，可采点24个。
钻孔可采率73%，-150m处7煤石门揭露7煤层厚度变化小，全局发育，均可采。
Ⅲ、8煤层
在43～45线及42线以南浅部被侏罗系所破坏，深部未受影响，煤层直接顶板多为粉砂岩、细砂岩，局部为砂质泥岩；底板多为细砂岩、粉砂岩，少量泥岩。
煤厚0.28～30.26m，平均4.85m。
钻孔及石门穿过层位47个点，无0点，可采41个点。
钻孔可采率为87%，变异系数为128%，9孔见有夹矸1～2层占19%夹矸厚0.15～0.24m，一般为砂质泥岩，局部为粉砂岩，细砂岩。
矿井第一水平开采实际揭露，8煤层发育较好，大部分在可采厚度之上，偶尔出现不可采带，但煤层厚度变化大，有时呈大“煤包”产出，局部出现分叉现象。
煤层中常有黄铁矿、菱铁矿结核，直径最大达10cm。
部分钻孔及1285工作面揭露，在8煤层顶部距8煤层1～4m，有一可采煤层，局部煤层厚度达2～3m。
8煤层在井田内43线以北赋存较好，绝大部分可采，43线以南稍差。
该煤层厚度变化大，呈透镜状，煤包状产出。
局部出现分叉现象。
五、构造
淝江井田位于白沙向斜东翼，从磨田至资家台走向近于东西，为白沙向斜北翼转折端，从资家台折向北东经靖江、举山、石界、麻冲至夏塘，走向北东20º～30º。
从夏塘至南阳走向北东50º～60º，过南阳又突然折向近南北走向，经淝江至前进，到沈家湾。
白沙向斜多受东西向挤压力作用，地层倾角总体为东翼陡、西翼缓。
淝江井田位于白沙向斜向东扭曲的东翼扭曲端，井田南起39线与前进井田相毗邻，北止F2正断层与南阳井田相连，井田构造总体为一单斜构造。
地层走向在44线以北为南北向，44线以南为北东～南西向（北东20º）深部。
沿走向在北翼受F2逆断层所控制，沿倾向受F1逆断层所破坏，并在44线以北出现向背斜构造。
浅部大面积受侏罗系地层所剥蚀，使F1、F2没有在地表受到全面揭露。
同时在42～45线，-47～50线出现飞来峰构造，使得井田内的构造显得复杂。
（一）褶曲
井田内褶曲不甚发育，地表反映明显的有淝江飞来峰中的向斜构造，高塘湖飞来峰的背斜构造。
深部有F1受逆断层影响而成的褶皱构造，即淝江飞来峰中的向斜构造、高塘湖飞来峰中的背斜构造。
（二）断层
本区断层不多，主要有两条，即对深部煤层产生破坏作用有F1逆断层，北边对煤层起边界控制作用的有F2断层，南边对7、8、9煤浅部起破坏作用的有F3断层，浅部有淝江飞来峰、高塘湖飞来峰构造，现分述如下：
1、F1逆断层
起始于前进井田，由南往北，自39钻探线进入淝江，贯穿总个淝江井田，由50钻探线出井田后继续向北延伸。
该断层走向方位角N20ºE倾向东，断层倾角40º～50º，落差80～120m。
该断层上盘岩层倾角较缓，一般30º～40º，下盘岩层倾角较陡，多为70º左右，局部近于直立。
2、F2正断层
位于井田北端，自夏塘井田开始，贯穿总个南阳分公司，从南阳煤矿火车站进入本井田，地表断层迹象明显。
该断层走向为N60ºE，倾向北西，倾角40º～50º，落差100～200m。
3、F3正断层
位于43钻探线，地表有两个地质点控制，深部有4314钻孔控制。
该断层走向南东至北西，倾向北东，倾角70º～80º，落差20～50m。
第二章采区地质情况
第一节采区概况
一、采区位置
186采区淝江煤矿矿区北翼，南以第48勘探线为界，北以第50勘探线为界。
深部标高为-150米水平为界，浅部标高±0水平为界。
东翼与168采区相邻。
该采区走向长约1100m，倾向长约162m。
可采标高±0～-150，平均面积约46000m2示意图如下：
二、地表情况186采区位于马形山下，为南北走向西陡东缓。
采区中部为一小山冲（横冲里）有一栋民房少量稻田。
采区的开采对地表建筑，以及稻田无影响。
三、邻区情况
186采区南翼东部为淝江矿井168采区，主采8煤层、探采7煤层现在正在布置与本采区所采煤层不属同一煤层，本采区主采5煤层和6煤层。
四、采区钻孔情况
采区内共施工钻孔6个其中5孔见6煤层，4孔见5煤层。
采区内钻孔具体见煤情况
钻
孔
号
煤层厚度
见煤标高
钻孔
质量
备
注
5
6
5
6
4811
1.97
甲
补勘
5013
1.60
2.10
甲乙
4814
1.71
2.06
甲乙
4812
2.00
1.90
乙
5011
5012
1.83
2.00
甲
000000000000
第二节采区地质情况
一、煤层特征
该采区内共含两层煤，从上至下依次为5、6两层煤，其煤层全局发育均可采。
现将5、6煤特征介绍如下：
①、5煤层顶板
粉砂岩深灰至灰黑色，厚层状，水平～缓波状层理，致密坚硬，平均厚8m。
②、5煤层
黑色，玻璃光泽半亮型块煤为主，带状结构。
煤厚埋藏稳定，平均后1.8m。
③、5煤层底板
粉砂岩成灰黑色，具微波状层理。
底见植物化石碎片，局部有少量砂质泥岩。
④、6煤层顶板
石英砂岩深灰色中厚层状、近水平层理，含菱铁矿结核。
以石英、长石为主。
平均厚16.7m
⑤、6煤层
黑色粉末状为主，金属光泽、亮煤为主、暗煤次之，半亮型。
煤厚1.8-2.2m，平均2.0m，煤层埋藏稳定.
⑥、6煤层底板
粉砂岩深灰色薄层状水平至微波状层理，见少量植物化石碎片，层后5～9m。
具体列表如下：
煤层名称
煤层厚度
倾角
容重
硬度
煤层结构
层间距
稳定程度
顶低板岩性
最大
最小
平均
夹矸
结构
最大
最小
平均
顶板
底板
5煤
2.0
1.6
1.8
220～23o
1.45
粉煤为主
无
简单
25.2
22.2
23.7
稳定
粉砂岩
粉砂岩
6煤
2.2
1.8
2.0
220～23o
1.45
粉煤为主
无
简单
稳定
石英砂岩
粉砂岩
二、采区煤层
该采区钻孔揭露5，6两层煤均可采，据南阳矿井开采证实5煤、6煤煤层埋藏稳定，5煤、6煤在采区内全局发育。
5煤、6煤层结构简单不含夹矸层。
5煤、6煤层均为黑色金属光泽似金属光泽粉末状为主属低硫低灰分高发热量优质无烟煤。
三、煤的工业性质
具体列表如下：
煤层名称
水分
灰分
硫分
固定碳
发热量
牌号
用途
备注
5煤
0.51
无烟煤
动力与民用煤
勘探成果
6煤
0.28
无烟煤
动力与民用煤
勘探成果
四、采区构造
整个采区位于高塘湖区域，南北走向倾向东西倾角22o～23o煤层比较平缓。
采区内无大中断层发育，煤层低板变化较平缓，有利于采区和工作面的布置。
五、煤层开采技术条件
①、煤层顶板：
5煤层直接顶为中厚层状细砂岩，较平整，易垮落老顶为细砂岩。
6煤层直接顶板为粉砂岩局部有伪顶砂质泥岩裂隙较发育易垮落。
②、水文地质情况：
采区内地层均为一套细砂和粉砂岩属弱含水层但不具导水性。
因此，在生产过程中对防治工作面水害的工作会相对简单。
③、瓦斯：
根据南阳井田补勘报告和近几年来六煤层瓦斯鉴定资料，采区瓦斯等级属低瓦斯矿井。
该矿井相对瓦斯涌出量为7.2m3/t·天
④、煤层自燃及煤层：
据南阳井5煤层淝江井6煤层的开采证实5煤、6煤层不自燃，煤尘无爆炸性危险。
第二章采区储量与生产能力
第一节采区储量
根据已确定的186采区范围，利用块段法计算采区的工业储量、可采储量和煤柱损失。
计算储量示意图如下所示，分六个块段经行计算
煤层名称
序号
块段号
块段面积
m2
煤层生产量（t/m2）
工业储量
保安煤柱损失
回采率
%
可采储量（t）
备注
5煤
1
Ⅰ
2
Ⅱ
3
Ⅲ
6煤
4
Ⅳ
5
Ⅴ
6
Ⅵ
第二节采区生产能力及服务年限
一、采区生产能力
采区生产能力是采区内回采与掘进出煤量的总和，也是各辅助生产环节综合平衡的结果。
因此，采区生产能力要根据采区自然条件与生产技术水平综合分析后确定。
确定采区生产能力的方法：
一是类比法，就是根据生产矿井条件类似的采区的实际生产能力为依据，确定设计采区的生产能力；二是按照采区的开采条件和开采强度，既按采区内可同时生产的工作面数目及其单产来确定：
如：
A=∑A0·k·ko（万t/a）
A——采区的生产能力；
∑A0——各回采工作面生产能力之和；（万t/a）
K——掘进出煤系数：
长壁式为1.05～1.2
ko——工作面产量不均衡系数。
其选取方法：
两个工作面同时生产时取0.95，三个工作面同时生产时取0.9。
1、一个采煤工作面产量
Ao=L·Vo·ρ·m·Co式中：
L——采煤工作面长度，m；
m——煤层厚度或采高，m；
ρ——煤的体积密度，t/m3；
Co——采煤工作面采出率。
薄煤层：
97%；中厚煤层：
95%；厚煤层：
93%
V0——工作面推进度，m/a；
V0=N·n·l·ρ=330×2×0.6×85%≈336
N——年工作日数；一般按300～330天
n——日循环数目；个
l——循环进度；m
ρ——正规循环率70%-100%，一般不应低于80%，但在湖南能达此标准相当不错。
因此，不宜选得过高。
当下选择85%。
回采工作面年推进度〈规范〉规定：
炮采420-540m，普采600～900m。
依据湖南现有生产技术水平和其本身的生产实际条件，建议：
炮采取360～450m普采取600～900m，或参照实习矿井的实际情况确定。
双翼采区同时生产工作面个数：
单一薄及中厚煤层：
1-2个；
近距离煤层群联合布置采区：
2-3个；
厚煤层集中布置分层同采时：
2-3个；
厚煤层集中布置分层分采时：
2个；
确定采区生产能力时要尽量实现集中生产，生产系统健全完善与符合规程规定要求。
各工作面产量之和要等于或大于采区设计能力，但不能超过10%。
二、采区服务年限
采区服务年限按储量、生产能力和年限三者关系式确定：
T=Zk/A年
采区服务年限的具体参数可依据我国实际经验选取：
采区生产能力与服务年限的最后确定必须在完成第四、五章内容后才能够确定（既确定工作面长度、循环进度、年推进长度、采区同采工作面数目、回采率）。
这里等到上述内容确定后再使用其结果。
第四章采区方案设计
第一节采煤方法选择
为了确定采区巷道布置方式，必须首先确定采煤方法及有关参数。
一、对现有采煤方法的评述
通过实习，对该矿现有采煤方法的参数、回采工艺、技术经济指标进行简要的评价，味采煤方法选择提供依据，对这部分内容在实习中完成。
二、设计采取采煤方法选择
根据煤层赋存条件，矿井年生产能力，并结合我国当前生产技术和工艺装备水平情况，分析正确制定煤层的采煤方法。
为了选择合理的采煤方法，必须详细研究煤层的赋存条件和地质特征，并参考实习矿井或矿区实际使用经验。
再洗基础上，可参照下列各点选择采煤方法：
1、对缓斜、倾斜、
三、
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