淮南矿业集团顾桥矿设计说明书.docx
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淮南矿业集团顾桥矿设计说明书
前言
采矿毕业设计是采矿专业全部教学进程中的最后一个环节。
它是我们在完成本专业教学计划规定的学习内容之后，通过综合运用各学科的理论知识，根据某一矿井的实际情况,对其进行的系统化设计，这对提高我们理论分析和解决采矿工程技术问题的能力有着现实的实践意义，所以这也是采矿专业的核心。
设计是在我们搜集、整理和运用资料的基础上，通过贯彻执行《矿产资源法》、《煤炭法》、《煤炭工业技术政策》、《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿业设计规范》之后，再进行井田开拓、准备方式及采煤方法的选择和矿山运输、提升、排水及通风的设计计算。
所有这些都能培养我们分析问题、解决问题的综合能力和撰写技术文件、绘制工程图件的基本技能。
衷心感谢院领导和采矿教研室的老师的帮助和辅导，尤其要感谢我的导师——郭保华老师，在这三个月里，正是他认真、耐心、详细的辅导，才使我能按时、按质的完成毕业设计。
由于本人知识水平和知识范围的限制，设计中难免有不当和错误之处，恳请批评指正。
摘要
本设计是根据安徽省淮南矿业集团顾桥矿井的实际情况进行的初步设计。
设计的井田面积为23平方公里，矿井年产90万吨，井田内煤层赋层较深，倾角较小，平均厚3.1m，地质结构简单，瓦斯涌出量相对较大，煤层有自然发火倾向，矿井涌水量大。
设计采用立井单水平暗斜井开采的开拓方式，采用条带式准备方式，采用倾斜长壁采煤方法，综合机械化的回采工艺，主要对矿井开拓方式、准备方式、采煤方法进行了初步设计，对矿井运输、通风、排水等生产系统进行了设备选型计算，对矿井各个生产系统的生产过程进行了描述，并对矿井各个生产系统和各生产环节之间的相互联系和制约关系进行了有关说明。
在设计过程中，尽量采用先进的技术和设备，提高矿井的机械化装备水平和生产效率。
关键词：
开拓方式准备方式采煤方法机械化
ABSTRACT
ThedesignationisbasedonactualsituationofGuQiaopitoftheHuainanMiningGroupinAnhuiforthethepreliminarydesign.Thereare23squarekilometresofwellfieldareaand900,000tonsofcoalannuallytobedesigned,whosecoalbedgivesdeeperlayerandinclinationissmaller,theaveragethickisabout3.1m,geologicalstructureissimple,thevolumeofgaspouresoutrelativelylarger,coalbedhasnaturalfireingtendency,pithaslargeamountofwater.
ThedesignationusesLijinopensecretinclinedshaftminingmethodandbelt-readyway.Inadditiontousingskewedtowardslongwallandmethods,integratingmechanizedstopingtechniques,Thatisthemainwaytoopenupthepit,preparingforms,coalminingmethodsforpreliminarydesign.Aswellastransport,ventilation,drainagesystemsandotherproductionequipmentmodelscalculatedtopitvariousproductionsystemsdescribedintheproductionprocess,Besides,Iwanttodescribevariousproductionsystemsofthepitandtheinterlinkagesbetweentheproductionrelationsandtheconstraintsonthestatement.Inthedesignprocess,Itrytouseadvancedtechnologyandequipmenttoimproveminemechanizedequipmentandproductionefficiency.
Keywords:
explorewayspreparationwayscoalminingmethods
mechanization
第一章矿井概况及井田地质特征
第一节矿井概况
一、位置与交通
顾桥井田位于安徽省淮南市凤台县城西北约20km处，地理坐标为东经
116°26′15″～116°37′00″，北纬32°43′47″～32°52′30″。
井田内有凤（台）～阜（阳）和凤（台）～利（辛）公路纵贯；井田外东部经有凤（台）～蒙（城）公路，南部通有袁（集）～李（凤郢子）矿区公路和淮（南）～阜（阳）铁路。
潘谢矿区铁路自东向西穿过本井田。
井田内的永幸河和西南外缘的西淝河均可通航民船，并可转接淮河水运。
交通方便（见图1-1-1）。
图1-1-1交通位置图
二、地形与河流
本井田位于淮河冲积平原，地形平坦，除西淝河与岗河沿岸一带地势低洼、雨季易成内涝以外，地面标高一般为＋21～＋24m。
总体地势为西北高、东南低。
永幸河由西北至东南流经井田中部；而与永幸河流向相同的西淝河则流经井田西南缘外侧，在鲁台孜入淮，是地表水集中排放的主渠道。
此外，井田内尚有纵横交错的人工沟渠。
三、气候与气象
井田所在地区属季风暖温带半湿润气候，季节性明显，冬冷夏热。
该地区年均气温15.1℃，两极气温分别为41.2℃和-22.8℃；一般春、夏季多东南及东风，秋季多东南及东北风，冬季多东北及西北风，平均风速3.18m/s，最大风速20m/s；年均降雨量926.33mm，最大达1723.5mm；雪期一般在每年11月上旬至次年3月中旬，最大降雪厚度16cm；土壤的最大冻结深度为30cm。
四、地震
根据《中国地震烈度区划图（1990）》的使用规定，本井田地震基本烈度为6度。
第二节地质特征
一、地层
顾桥井田属全隐蔽含煤区，钻探所及地层由老到新依次有奥陶系、石炭系、二叠系和新生界。
二、构造
本井田位于淮南复向斜中部，属陈桥背斜东翼与潘集背斜西部衔接带。
煤系地层总体形态为一走向近南北、倾向东、倾角多为5°～15°的反“S”型单斜构造。
其中发育有一系列宽缓褶曲和断层。
根据褶曲和断层发育特点，可将本井田划分为北部宽缓褶曲挤压区、中部简单单斜区、中南部“X”型共轭剪切区和南部单斜构造区四部分。
经综合精查地质勘探和高分辨率数字地震补充勘探，全井田共查出小陈庄背斜、胡桥子向斜、后老庄背斜和桂集向斜等次一级褶曲4个。
发现断层67条，其中正断层37条，逆断层30条，大致可分为近东西向、北西向和北东向三个断层组。
按落差大小来分，大于等于100m的13条，小于100m而大于等于50m的11条，小于50m而大于等于20m的45条，小于20m而大于等于10m的63条，小于10m的35条。
此外，尚有21个孤立断点未能组合成断层。
主要断层特征见表1-2-1。
三、煤系及煤层
本井田的煤系地层为石炭、二叠系，其中二叠系的山西组与上、下石盒子组为主要含煤层段。
井田内二叠系含煤层段总厚734m，含煤33层，煤层总厚度为30.08m，含煤系数为4.10%，自下而上依次分为7个含煤段。
在中、下部厚约490m的一～五含煤段中，集中分布9层可采煤层，平均总厚24.11m。
其中13-1、11-2、8、6-2和1煤层为主要可采煤层，平均总厚21.14m；17-2、13-1下、7-2和4-1为局部可采煤层，平均总厚2.97m。
可采煤层主要特征详见表1-2-2。
四、煤质
本井田可采煤层煤质稳定，煤种单一，属中灰～富灰、特低硫、低磷～特低磷、富油～高油、高熔～难熔灰分、具较强粘结性的气煤和1/3焦煤。
可作良好的配焦和动力、化工用煤。
各主要可采煤层煤质特征见表1-2-3，煤的工业分析见表1-2-4。
五、水文地质
本井田水文地质条件属巨厚覆盖层下多煤层、多含水层、充水因素复杂的矿床，其富水性属简单～中等，与地表水体无水力联系。
表1-2-1主要断层特征
名称
性质
走向
倾向
倾角（度）
落差（m）
延展长度
（km）
可靠性
名称
性质
走向
倾向
倾角（度）
落差（m）
延展长度（km）
可靠性
F81
正
NEE
N
60～65
>300
>4.0
可靠
FD92-2
正
NW
SW
70°
0～20
1.5
可靠
F81-1
正
NEE
N
60～65
200
≯6.0
可靠
FD92-3
正
NW
SW
75
0～22
0.5
可靠性差
F81-2
逆
NEE
S
45～50
58～270
>7.0
可靠
FD92-6
正
NW
SW
65～70
0～45
2.0
可靠
F84
逆
NW
S
30～65
15～300
>6.0
可靠
F93
正
NE
SE
75
0～26
1.9
可靠
F81-1
逆
NW
SW
50～60
33
2.0
可靠
F94
正
NWW
S
75～80
0～40
3.0
可靠
F85
逆
NW
S
50～65
12～50
5.9
可靠
F94-1
正
NW
NE
50
0～20
0.4
较可靠
F86-1
逆
NW
SW
55～65
0～140
>4.0
可靠
F94-2
正
NW
NE
30
8～40
0.5
较可靠
F85-3
正
NW
NE
25～70
35～40
2.0
可靠
F95
正
NE
SE
70
0～44
1.0
可靠
F86
正
NEE～EW
SSE～S
55～70
25～70
>12.0
可靠
F95-2
正
NW
SW
55
0～48
0.9
可靠
F86-1
正
NEE
S
50～55
0～35
1.15
可靠
F97
正
NE
SE
55～65
0～42
>4.5
可靠
F87
正
EW
S
55～75
0～70
5.6
可靠
F99
正
NE
SE
60～75
0～20
1.1
可靠
F87-1
正
NE
NW
60
0～25
1.5
可靠
F100
正
NW
NE
75～80
15～140
>6.0
可靠
F88
正
NW
SW
55～60
0～20
0.82
可靠
F101
正
NW
NE
75
0～40
0.8
可靠
F90
正
NW
NE
55～60
0～44
3.1
可靠性差
F102
正
NW
SW
60～65
0～20
>3.5
可靠性差
F90-1
逆
NW
NE
60
0～27
0.83
可靠性差
F103
正
NE
NW
60～70
50～140
>5.5
可靠
F92
正
NW
SW
65～75
0～76
3.0
可靠
FD103-1
正
NW
SW
70
0～25
0.3
较可靠
FD92-1
正
NWW
S
65
0～20
1.0
可靠
F101
逆
NW
NE
60～75
0～97
2.6
可靠
（一）主要充水因素
本井田基岩被厚度介于224.10～576.00m之间的西北厚、东南薄的新生界松散层所覆盖。
按松散沉积物组合特征及其含、隔水性能不同，自上而下大致可分为4个含水组、4个隔水组和1个碎石层。
其中第三隔水组除在局部古地形隆起处变薄或缺失外，绝大部分分布稳定，厚度一般为30～55m，系其上、下含水层间的良好隔水层。
第四含水组在七线以北与基岩直接接触，厚度多为30～80m，系基岩含水组的主要补给水源。
底部的碎石层若与含水层接触时，有可能起到一定的导水作用。
二叠系砂岩以中、细粒为主，局部裂隙发育，一般为钙质充填，富水性弱，以储存量为主，且因间夹泥岩和煤层，含水组之间在自然状态下无密切的水力联系。
但是，若被断层切割或受采动影响而致地下水水力均衡遭到破坏时，上、下含水层之间有可能互相沟通，从而导致局部砂岩裂隙水突溃现象的发生。
石炭系太灰岩溶裂隙含水组主要由自上而下编号的13层灰岩与其间的泥岩、粉砂岩和薄煤层组成。
其中第1、3、4、5和12层灰岩分布稳定,并以第3、4和12层灰岩厚度较大。
该含水组上距1煤层较近，一般为16～20m，且灰岩水压较高，如果直接开采1煤层，必将因太灰的水压超过1煤层底板隔水层抗压强度而引发突水事故。
潘谢矿区资料表明：
奥陶系灰岩中下部岩溶裂隙比较发育，虽分布不均，但富水性弱～中等，系太灰的主要补给水源。
本井田断层带多为泥岩和粉、细砂岩碎块充填，并呈胶结状，正常情况下可起到相对隔水作用。
但是，若不同层位的含水层受断层切割而对口，且断层带又未被泥质和岩屑所充填，或受到采动影响，导致断层活化，破坏了地下水的水力均衡，断层带则很可能成为地下水突溃的主要途径。
综上所述，本井田新生界第四含水层孔隙水、二叠系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂隙水对井下开采均有较大影响。
但是，只要在可采煤层浅部留设适当的防水煤柱，四含水一般不致于溃入矿坑而对煤层开采构成大的威胁。
这样，二叠系砂岩裂隙水和石炭系太灰岩溶裂隙水便成为本矿井开采的主要充水因素。
表1-2-2可采煤层主要特征表
煤层
厚度（m）
最小～最大
平均
间距
（m）
顶板岩性
底板岩性
结构
可采性
稳定性
17-2
0～4.35
0.97
泥岩和中砂岩
泥岩
简单
局部可采
不稳定
104
13-1
1.70～8.25
4.65
泥岩，局部为细砂岩
泥岩
较间接
全区可采
稳定
1
13-1下
0～1.85
0.56
泥岩
泥岩
简单
局部可采
不稳定
74
11-2
0.89～7.23
3.10
浅部为中\、细砂岩，
其它地段为泥岩
泥岩
简单～较简单
全区可采
稳定
80
8
0～5.15
2.52
古河流冲蚀处为石莫砂岩，其余为泥岩
泥岩，局部为含炭泥岩
简单
大部可采
较稳定
4
7-2
0～2.94
0.76
泥岩，局部为砂岩
泥岩，局部为砂岩
较间接
局部可采
不稳定
41
6-2
0.60～7.10
3.41
泥岩，局部为砂岩
泥岩
简单
基本全区可采
稳定
40
4-1
0～5.20
0.68
泥岩
泥岩
简单
局部可采
不稳定
83
1
1.85～11.89
7.46
砂质泥岩，部分为砂岩
砂质泥岩
较复杂
全区可采
稳定
表1-2-3可采煤层物理性质
煤层名称
颜色
结构、构造
光泽
煤岩成份
煤岩类型
其它
17-2
黑色局部
灰黑色
粉末状为主，少量块状、
鳞片状
暗淡光泽～油脂光泽。
暗煤为主，亮煤次之，夹少量镜煤条带。
半暗型为主，少量半亮型。
13-1
黑色
上部块状为主，下部粉末状为主，局部少量鳞片，片状。
弱玻璃光泽～玻璃光泽
暗煤、亮煤为主，夹镜煤条带。
半暗型～半亮型。
局部内生
裂隙发育
13-1下
黑色
块状为主，次为鳞片、片状粉末状
暗淡光泽～玻璃光泽
暗煤为主，次为亮煤，夹少量镜煤条带。
暗淡型～半暗型，少量半亮型。
11-2
黑色
块状～粉末状，少量鳞片、片状
暗淡光泽～油脂光泽。
亮煤、暗煤为主，夹少量镜煤条带。
半暗型～半亮型。
8
黑色
粉末状为主，次为块状，、片状、鳞片状
弱油脂光泽～油脂光泽
暗煤、亮煤为主，夹少量镜煤条带及丝炭。
半暗型～半亮型。
7-2
黑色
碎块、块状为主，次为粉末状
弱玻璃光泽～玻璃光泽
暗煤为主，亮煤次之，夹少量镜煤条带。
半暗型。
6-2
黑色
粉末状为主，次为块状，鳞片状，片状
弱玻璃光泽玻璃光泽少量暗淡光泽
暗煤、亮煤为主，夹少量镜煤条带及线炭。
半亮型～半暗型。
部分地区下部
煤质较上部好
4-1
黑色
块状为主，局部粉状和片状
油脂光泽。
暗煤、亮煤为主，夹少量镜煤条带和丝炭。
半暗型～半亮型。
1
黑色
粒状，粉末状为主，少量块状、鳞片状
弱油脂光泽～油脂光泽，少量玻璃光泽。
暗煤、亮煤为主，夹少量镜煤条带及丝炭。
半亮型～半暗型。
局部内生裂障发育，含黄铁矿
表1-2-4煤层煤质特征汇总表
项目
数
煤值
层
名
称
牌号
水分Mf（%）
灰分Ag（%）
灰分Ag精煤（%）
灰发份Vr（%）
胶质层厚Y（m）
粘结指数G
容重（cm3）
含硫量S（%）
含磷量P（%）
发热量Q（J/g）
Tf（%）
T2（℃）
最小～最大
────
平均（数）
最小～最大
────
平均（数）
最小～最大
────
平均（数）
最小～最大
────
平均（数）
最小～最大
────
平均（数）
最小～最大
────
平均（数）
最小～最大
────
平均（数）
最小～最大
────
平均（数）
最小～最大
────
平均（数）
最小～最大
────
平均（数）
最小～最大
────
平均（数）
最小～最大
────
平均（数）
17-2
焦煤
0.73～2.68
────
1.91（21）
17.76～32.63
────
25.10（19）
8.54～13.94
────
10.71（17）
38.33～42.84
────
39.88（17）
7～17
────
10.8（10）
71～84
────
75.4（5）
1.27～1.65
────
1.41（10）
0.25～0.82
────
0.39（16）
0.0012～0.0119
────
0.0036（6）
5309～6626
────
5936（15）
7.13～11.86
────
9.61（6）
1190～＞1500/3
────
1396（50）
13-1
气煤
0.70～2.63
────
1.52（82）
11.18～32.31
────
19.20（82）
7.40～14.07
────
9.81（80）
37.93～45.48
────
41.75（79）
8～16.5
────
11.7（68）
44.2～90
────
71.7（20）
1.24～1.55
────
1.40（61）
0.12～0.61
────
0.27（75）
0.0007～0.0988
────
0.0308（43）
5875～8435
────
6621（77）
10.2～16.99
────
13.48（24）
1205～＞1500/12
────
1388（19）
13-1下
焦煤
0.80～2.26
────
1.49（13）
21.42～35.98
────
29.46（13）
8.93～14.22
────
11.33（11）
37.96～44.52
────
41.48（11）
9～11.5
────
10.3（5）
62～74
────
68
（2）
1.25～1.56
────
1.44（9）
0.17～0.72
────
0.325（11）
0.0027～0.0033
────
0.0031（3）
4903～6384
────
5665（12）
10.0～12.34
────
10.81（8）
＞1500/3
────
＞1500（3）
11-2
1/3焦煤
1.02～2.65
────
1.76（77）
15.46～32.80
────
21.38（76）
5.55～13.41
────
8.20（75）
33.96～39.87
────
36.53（75）
6.5～13.5
────
10.2（65）
60～93
────
78.7（13）
1.33～1.60
────
1.39（43）
0.28～2.06
────
0.62（66）
0.0011～0.0446
────
0.0105（37）
5496～6746
────
6293（62）
7.51～12.34
────
9.82（16）
1285～＞1500/14
────
1303（6）
8
1/3焦煤
0.71～2.67
────
1.76（60）
12.34～30.32
────
21.35（60）
6.53～13.08
────
9.15（56）
33.15～39.53
────
36.71（56）
6.5～21.5
────
11.4（46）
35～84
────
73.7（13）
1.30～1.50
────
1.41（26）
0.12～1.01
────
0.37（50）
0.0007～0.0166
────
0.0095（23）
5445～7070
────
6253（49）
7.25～11.30
────
9.45（15）
1270～＞1500/5
────
1386（8）
7-2
1/3焦煤
0.56～2.36
────
1.59（27）
16.60～33.00
────
24.48（26）
6.98～14.64
────
9.50（26）
34.18～38.32
────
36.82（26）
9～13
────
10.8（16）
53～85
────
75.8（9）
1.35～1.63
────
1.43（14）
0.19～0.81
────
0.48（22）
0.0015～0.0057
────
0.0028（11）
5195～6732
────
5962（23）
7.98～10.30
────
9.45（5）
＞1500/3
────
＞1500（3）
6-2
气煤、1/3焦煤
0.60～3.35
────
1.61（64）
12.77～36.99
────
20.81（63）
5.89～13.85
────
9.56（62）
34.46～40.47
─
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