精品贾村煤矿毕业论文设计说明书.docx

1、精品贾村煤矿毕业论文设计说明书(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)第一章 矿区概况及井田地质特征 11.1 矿区概述 11.1.1 交通位置 11.1.2 地形、地貌 11.1.3 气象、气候 21.1.4 地震 21.1.5 河流及水体 31.1.6 矿区经济概况 41.2 井田地质特征 41.2.1井田地质概况 41.2.2 含煤地层 51.2.3 井田地质构造 61.2.4 水文地质 71.2.5 其他有益矿产 81.3 煤层特征 81.3.1 煤层 81.3.2 煤层顶底板 91.3.3 煤质 111.3.4 瓦斯 121.3.5 煤尘及煤的自燃倾向 13第二章 井田境界

2、及储量 142.1 井田境界 142.2 矿井工业储量 142.2.1储量计算基础 142.2.2工业储量计算 152.3 矿井可采储量 152.3.1 安全煤柱留设原则 152.3.2 矿井永久保护煤柱损失量 162.3.3 矿井可采储量 17第三章 矿井生产能力、服务年限及工作制度 183.1 矿井生产能力及服务年限 183.1.1 确定依据 183.1.2 矿井设计生产能力 183.1.3 矿井服务年限 183.1.4 井型校核 193.2 矿井工作制度 19第四章 井田开拓 204.1 井田开拓概述 204.1.1 地质地形概述 204.2 确定井田开拓方式 214.2.1 确定井筒形

3、式、位置、数目 214.2.2 工业场地的位置 234.2.3 采区盘曲区划分 234.2.4 主要开拓巷道 234.2.5 方案比较 244.3 井筒 304.3.1 主立井 304.3.2 副立井 314.3.3 回风风井 324.4井底车场及硐室 334.4.1井底车场 344.4.2 井底车场各硐室布置 374.4.3 井底车场示意图 394.5 主要开拓巷道 394.6开拓系统的综述 41第五章 采区巷道布置及采煤方法 435.1采区地质特征 435.1.1 采区位置 435.1.2 采区煤层特征 435.1.3 开采煤层的瓦斯及煤尘情况 435.1.4 煤层顶底板岩石构造情况 44

4、5.2采煤方法及回采工艺 455.2.1 采煤方法的选择 455.2.2回采工艺 455.2.3确定工作面长度 485.2.4 采煤设备选型 485.2.5 支护方式 525.2.6工作面长度合理性的检验 535.2.7 各工艺过程的安全注意事项 545.2.8 循环作业方式及各图表 605.3 开采巷道和生产系统 625.3.1 概述 625.3.2 采区生产能力和服务年限 625.3.3 采区巷道布置 635.3.4 采区区段划分 645.4 采区车场设计及硐室 655.4.1 采区变电所 655.4.2 采区车场 655.4.3 采区煤仓 665.5 采区采掘计划 675.5.1 采区巷

5、道的断面和支护形式 675.5.2 采区巷道的掘进方法和作业方式 685.5.3 采区工作面配备及三量管理 685.5.4 工作面推进速度、生产能力、盘区回采率 69第六章 矿井运输与提升 706.1 概况 706.2 采区运输设备的选择 706.3 主要巷道运输设备的选择 716.3.1 煤炭运输方式 716.3.2 辅助运输方式 746.4 主井提升设备选型计算 756.4.1 主井提升原始数据 756.4.2 提升容器的确定 766.4.3 钢丝绳的选择 766.4.5 提升电动机的选择 786.4.6 提升机相对井筒的位置 796.4.7 提升系统的总变位质量 796.4.8 对防滑性

6、能的分析 836.4.9 提升机提升能力的验算 836.4.10 防滑能力验算 836.5 副井提升设备的选择 846.5.1 罐笼的选择 846.5.2 钢丝绳的选择 84第七章 矿井通风与安全 867.1矿井通风方式与通风系统 867.1.1 概况 867.1.2 选择通风系统的原则 867.1.3 矿井通风方式及通风系统 867.1.4 通风系统概述 877.2采区及全矿所需风量 877.2.1 配风的原则和方法 887.2.2 配风的依据 887.2.3 采区及全矿所需风量计算 887.3矿井通风阻力计算 917.3.1 计算方法 917.3.2等积孔的计算 937.4扇风机选型 94

7、7.4.1 选择风机的基本原则 947.4.2 通风机选型设计的基本要求 947.4.3 通风机的选型计算 947.5防止特殊灾害的安全措施 977.5.1 瓦斯 977.5.2 粉尘 987.5.3 火灾预防 987.5.4 水灾预防 997.5.5防突管理 997.5.6 顶板管理 99第八章 矿井排水 1018.1 概述 1018.1.1 概况 1018.1.2 排水系统概述 1018.2 排水设备选型 1018.2.1 初选水泵 1018.2.2 管路的确定 1038.2.3 管道特性曲线及工况的确定 1048.2.4 检验计算 1068.3 水仓及水泵房 1078.3.1 水仓 10

8、78.3.2 水泵房 1078.4 技术经济指标 108第九章 技术经济指标 110谢 辞 112参考文献 113第一章 矿区概况及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置贾村煤矿位于河北省武安市北部，以高村为中心，南距武安市约5km。邯郸-长治公路横跨矿区南端，邢台-都党公路纵贯矿区东缘。煤矿运煤专用线在上泉车站与褡午环形铁路接轨，交通十分便利（见图1-1）。图1.1 位置地形图1.1.2 地形、地貌矿区位于太行山东麓山前丘陵地带，武安盆地的西部，属山间平原地貌，地形微向东倾斜。地势北高南低，最高标高达355.77m，南部地势低缓，最低标高为246.86m，最大高差108.91m。矿

9、区范围内全为新生界近代和下更新统松散沉积物所覆盖。除现代河谷和黄土分布的低平地带外，余者均为下更新统的冰碛泥砾和冰水沉积的灰绿、灰白夹褐红色粘土。在卵石表面可见到擦痕和压坑，卵石大小不一，大者直径可达0.8m，由红色粘土及砂充填。1.1.3 气象、气候本区为温带大陆性气候，四季分明，春旱、夏热、秋雨、冬寒，根据武安市气象站资料统计，年降雨量介于1472mm（1963年）135mm（1966年），平均降雨量600mm，最大月降雨量1026mm（1963年8月），降雨多集中在7、8、9三个月。年蒸发量2000mm左右。平均气温12.6,最高温度41.3(1968年6月11日)，最低温度-19.9(

10、1967年1月15日)。降雪及冻结日期自11月中旬至次年3月初，约90余天，最大冻结厚度41cm。平均风速2.7ms左右，最大风速22.7ms，风向北东，北北东居多。邯郸矿区地处中纬度地带，属半干旱暖温带大陆性季风气候，四季分明，冬季寒冷少雪，春季干燥，风沙盛行，夏季炎热多雨，秋季晴朗，寒暖适中。据武安气象站资料，多年平均气温12.6，月平均气温最低为-3.4（1月份），最高为26.4（7月份），极端最低气温为-19.9（1967年1月5日）；极端最高气温为42.5。多年平均日照时数为2297，年日照百分率平均为52%，平均无霜期192天，霜冻期一般为每年11月中旬左右至次年3月份，约120余

11、天。积雪最大厚度14.0016.00cm，冻土最大深度42.00cm。风向多为南风和西北风，年平均风速2.7ms，极端最大风速29ms。本区降水主要受太平洋东南季风气候影响，因距海洋较远，故而偏少，多年平均降水量为560mm，历年最大降水量为1472.7mm（1963年），最小降水量为135.0mm（1966年），月最大降雨量1026.3mm(1963年8月)，最大日降雨量286.3mm（1963年8月4日），降水主要集中在夏季，汛期一般在69月份，降水量占全年总量的76%。年最大蒸发量2792.9mm(1960年)，最小1257.1(1964年)，年平均1977.2mm，月最大蒸发量495m

12、m(1972年6月)。主要自然灾害有旱灾、水灾、雹灾、风灾、虫灾、地震、霜冻等1.1.4 地震本区位于环太平洋地震构造带，因而地震极为频繁，且震级较高。邯邢矿区属国家地震重点监测区，按照中国地震裂度区划图（1990）划分，本区地震裂度为7度区。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）划分，本区所属地震动峰值加速度分区为0.100.15g。据河北省历史地震资料，历史上有记载并影响到本区的地震有：1、1314年10月5日在涉县、武安（北纬365，东经1138）发生6级地震，地震烈度8，坏官民庐舍，涉县死326人，武安死14人。2、1708年10月26日在永年（北纬367，东经1147）

13、发生5.5级地震，地震烈度7，震倒城垛数十处，坏民舍无数，人多露宿。沙河县同年地震。3、1805年在邢台（北纬371，东经1145）发生5级地震，地震烈度6，屋有坏者，沙河县亦震。4、1830年6月12日在磁县（北纬364，东经1142）发生7.5级地震，地震烈度10，山崩地裂，涌出黄黑沙土，井水浸溢，漳、洼两河涸，房屋倒塌十之八九，达20余万间，压死5485人。受波及的武安县房屋倒塌无数，城垣坍塌，半成废墟。地震波及邯郸、武安、广平、肥乡、永年、馆陶等县。5、1966年3月8日5时29分，在河北省邢台地区隆尧县东的马兰、白家寨一带，发生6.8级强烈地震，震源深度10公里，震中烈度为9度强。极

14、震区面积300平方公里。继这次地震之后，3月22日在宁晋县东汪镇分别发生了6.7级和7.2级地震各一次，地震震源深度9公里，震中烈度为10度，极震区面积约137平方公里，东汪镇一带房屋几乎全部塌平，地裂冒水，村内外宽大裂缝纵横交错，裂缝宽0.7m以上，绵延数十米至数公里不等。沙河县以褡裢、显德旺等地较重，倒房394间，严重破坏324间，山区有6处大滑坡，3月26日在老震区以北的束鹿南发生了6.2级地震，3月29日在老震区以东的巨鹿北发生了6级地震。从3月8日至29日在21天的时间里，邢台地区连续发生了5次6级以上地震，此次地震一直延续到5月15日，4.9级以上地震达10次之多。这一地震群统称为

15、邢台地震。6、1972年10月12日7时在沙河县西秦庄公社樊下曹一带（北纬3657.5，东经11418.5）发生5.2级地震，地震烈度6，先听到爆破声大的巨响，随即感到地面上拱，激烈跳动，房屋个别倒塌，余震持续到10月18日。1.1.5 河流及水体1.河流区内地表水系不甚发育，无常年性河流，季节性河流主要有海河水系的北洺河、马会河（马河）。北洺河：发源于西部山区京娘湖一带，流经本区南端，河床宽约200余米，最高洪水水位标高270.59256.26m，汇水面积390km2，旱季干涸无水，汛期流量1020m3s，1963年洪峰流量2180m3s,雨季河水暴涨水位急剧变化,旱季无水。近年有铁矿、煤矿

16、、选矿厂排水流入河内，故常年有少量浑浊流水。目前淤泥较多，河床很浅。正常情况下对煤层开采不会产生影响。马会河：在本区中部经过，自西向东流经本区汇入北洺河。发源于邢台沙河县峡沟、温家园一带，上游支流较多，汇水面积较大。河床宽约20-80m，河床平缓开阔，雨季洪水急剧而下，旱季无水。近年因上游有铁矿、煤矿排水流入河内，故常年有浑浊流水，但水量不大。2000年7月雨季因急降雨河水暴涨，最高洪水位标高达+178.34m(地点：东马项村南)，但数小时之后便成了干河。如果有长时期稳定的补给水源，可能会对矿山开采产生一定影响，一般情况下，由于矿山开采水平日益延深，回灌的可能性较小。2、小溪区内季节性的小溪和

17、冲沟较多。雨时有水，雨停很快干涸，区内流径主要是上石盒子组石千峰组地层出露区。3、地表分水岭东马项马会地表分水岭位于本区中部，东西向展布，分水岭以南地表水汇入马会河，以北汇入邑城南河。1.1.6 矿区经济概况贾村煤矿位于武安市境内。武安市位于邯郸市西北，太行山东麓，西北与山西省交界。面积1806平方公里，城区面积16.5平方公里。现辖22个乡镇、502个行政村，人口69.1万。1988年设武安市，撤销武安县，以原武安县行政区域为武安市行政区域。为省属县级市，由邯郸市代管，素有“太行明珠”之称。2005年，武安市完成生产总值235亿元，财政总收入达到30.24亿元，其中县级财政收入达到9.58亿

18、元。综合经济实力在2003年再进全省“十强”，2004年晋位全省“三强”、并跨入全国“百强”。武安市矿藏丰富，以煤、铁为主，还有铝矾土、硫磺、云母、石棉、石膏、石英、钨等共20余种。矿区内农业耕地多为旱地，耕地较少，地方采矿、洗选、冶炼工业是当地农民的重要经济来源。主要农作物有小麦、玉米等，经济作物有棉花、大豆、花生等，矿藏以煤、铁、石材为主。主要工业有煤炭、钢铁、冶炼、化工、水泥和电力。1.2 井田地质特征1.2.1井田地质概况区位于古华北波状聚煤坳陷的西缘，太行隆起的东侧，含煤地层为华北型石炭二叠系海陆交互相沉积，盖层为第四系冰碛物，基底为中奥陶统石灰岩，含煤地层为石炭系本溪组、太原组和二

19、叠系山西组，在漫长的海侵-海退过程中形成了石炭二叠系含煤地层，主要可采煤层为山西组底部的2煤层和太原组底部的9煤层。太原组以滨海-浅海相旋回为主，岩性以灰岩为主，夹粉砂岩、泥岩和煤层，旋回厚度小而数目多。太原组煤层除9煤层外其余煤层多为薄煤层，且连续性差，多形成于海退末期，直接顶板多为灰岩。海水的频繁进退使聚煤作用较为短暂，难于形成较厚的煤层。故发育的煤层大多为不可采的薄煤或煤线。二叠纪山西组，随着海水东撤，本区主要为河口三角洲、滨海湖泊及过度相沉积，富煤带呈近南北向展布，煤层厚度一般较大。2煤层底板为厚层的中、细粒砂岩或粉砂岩，为以河流相为主的三角洲平原沉积，由河流砂坝、分流河道、天然堤和泥

20、炭沼泽等组成。在废弃后的分流河道之上或分流河道之间的低洼地带形成泥炭沼泽相的2#煤层。适宜的环境使森林植物生长茂盛，为泥炭的堆积提供了丰富的物源。长期稳定的成煤条件，使2#煤层具有厚度较大、结构较简单、分布广等特点。早二叠世晚期下石盒子组以后，本区主要为半湿润-干燥气候条件下的陆相沉积，无煤层发育。1.2.2 含煤地层本井田的主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组、中统本溪组。地层总厚度200240m，平均220m，共含煤16层，煤层总厚13.08m，总含煤系数5.9，其中可采煤层7层，可采总厚度10.11m，可采含煤系数4.6，其中太原组和山西组为主要含煤地层。一、山西组（P11s

21、）地层厚度6070m，平均65m。岩性以灰、深灰色粉砂岩、砂质泥岩与浅灰色、灰白色细粒至中粒砂岩为主。底部常以一层灰、深灰色细、中粒砂岩或粉砂岩与太原组分界，整合接触。下部为砂质泥岩，泥岩偶夹煤线。中部以灰、深灰色中、细粒砂岩、粉砂岩为主，间夹灰黑色砂质泥岩、泥岩，含煤3层，编号分别为1上、1、2，煤层总厚4.56m，总含煤系数7.0。位于该组下部的2#煤层为主要可采煤层，1煤层为局部可采煤层。可采煤层总厚4.16m，可采含煤系数6.4。2#煤夹矸深灰色(晶质)水云母粘土岩是极可靠的标志层。上部为灰色砂质泥岩、泥岩，局部具泥质或菱铁质细鲕粒结构，间夹粉砂岩，细粒砂岩。本组地层中含有丰富的植物化

22、石，尤以各煤层顶板植物化石居多，其中常见的有猫眼鳞木和苛达木等。动物化石仅在少数钻孔中偶尔发现，多为瓣腮类，常与植物化石共生。山西组地层沉积是在海退渐远的大环境条件下以三角洲相为主的沉积。沉积环境决定了岩性和煤层的变化。二、太原组（C3t）总厚125150m，平均140m。岩性以灰、深灰色粉砂岩和灰、浅灰色细粒至中粒砂岩组成，局部见粗粒砂岩或含砾粗粒砂岩，间夹石灰岩47层，其中沉积普遍，厚度稳定者有大青、中青、伏青和野青灰岩四层，为良好标志层；其余下架、小青和一座灰岩仅局部或偶有沉积。含煤层14层，煤层总厚8.36m，总含煤系数6.0%。从上到下煤层编号为3#、4#、4下#、5上#、5#、5下

23、、6#、6下#、7上#、7#、7下#、8上#、8#、9#，其中可采煤层5层，分别为4#、6#、7#、8#、9#，除4煤层局部可采外，其余均为大部可采煤层。可采煤层总平均厚度5.95m，可采含煤系数4.3%。位于太原组底部的8、9#煤层受岩浆岩侵入影响严重。本组地层粉砂岩中含丰富植物化石，常见的有翅羊齿和栉羊齿植物化石。灰岩中海相动物化石丰富，常见的网格长身贝，纺缍蜒、希瓦格蜒及海百合茎等。太原组是以浅海入侵频繁的海陆交替相沉积，每个沉积旋回中陆相、过渡相、海相几乎齐全，但以过渡相较为发育，沉积旋回韵律明显。从太原组所含47层灰岩（或海相泥岩）在地层剖面中的分布、间距、厚度可以看出，海水侵入的间

24、隔由下至上逐渐增大，而侵入强度逐渐变弱以至消失。三、本溪组（C2b）地层总厚1520m，平均18m。中下部为灰、灰黑色铝土质泥岩，砂质泥岩，具鲕状结构，间夹细砂岩，粉砂岩。上部为一层深灰色石灰岩，含蜒科动物化石，层位较稳定，称本溪灰岩或尽头灰岩。本组含不稳定薄煤层1层，即10#煤层，为不可采煤层，煤层厚度平均0.15m，含煤系数为0.8%。本组地层为海陆交替相沉积，以泻湖、潮坪等过渡相为主。底部普遍沉积一层比较稳定的铁质泥岩（山西式铁矿），与奥陶系呈假整合接触。1.2.3 井田地质构造井田基本构造形态为一单斜构造，以为褶曲主，断裂构造次之。断裂方向以北北东及北东向最为发育，以高角度正断层为主，

25、将矿区切割成若干小型的地垒、地堑和断块。区内伴有宽缓的褶曲，地质构造复杂程度属中等类型。地层倾角一般215，平均6。（一）褶曲在井田的北部有较明显的褶曲，轴向约北10西。其次，在井田的南部也具有褶曲的特征。（二）断层井田内已发现落差25m的大中型断层3条；断层性质均为高角度正断层，断层倾角一般为6070。断层走向主要为北北西北西向。总观全区，南部断层落差较大，且岩层倾角较大，使构造趋向复杂化。表1-1 井田内大中型断层一览表序号断层代号断层性质走向倾向倾角落差区内长度位置1F1正断层315ES7020301600m南部偏东2F2逆断层近ENWN6525302200m东部中央3F3正断层近ENE

26、S65203021700m北部中央1.2.4 水文地质邯邢水文地质北单元的东南为一形似“鸭蛋圆”储水构造盆地。北以綦村岩体为界，南至杨二庄大断层，西界自北向南为矿山岩体崇义岩体武安岩体环绕，东界为紫泉大断层所包围。煤矿与铁矿勘探，开发的姊妹矿点，大都沿盆地北部与西部分布。“鸭蛋圆”储水构造盆地通过三个主要进水口与一个出水口与外围石灰岩含水体相连，它对盆地内地下水迳流条件及煤矿、铁矿的矿坑充水起着重要的控制作用。新城出水口（綦村岩体新城之间）宽5000m。西石门进水口宽1500m，綦村岩体矿山岩体之间进水口宽4000m，北洺河进水口（矿山岩体崇义岩体之间）宽约9000m。这些口子的特点是岩浆岩托

27、底，灰岩厚度变薄，口内外水位差大，由于岩浆岩穿插灰岩蚀变和重结晶较甚，透水性变弱。武安矿区内含水层可分为三种不同类型，第四系松散孔隙水含水组，二叠系砂岩裂隙水含水组，石炭系及奥陶系石灰岩（以下简称“奥灰”）裂隙岩溶水含水组。第四系松散孔隙水含水组分布范围广泛。厚度0200m，主要由一套冰碛物及冰水沉积物组成，岩相变化大，分选性不好，含水层中充填泥质，致使富水性很弱。二叠系石盒子组及山西组砂岩虽含一定数量的裂隙水，但富水性较弱，对矿井开采威胁不大。石炭系野青、伏青、大青等薄层灰岩，虽属太原组煤层开采时的主要含水层，但因断层将含水层切割成支离破碎的块段，使各含水层在横向上只能通过断层保持微弱的水力

28、联系，因而地下水以静储量为主，煤矿开采时容易疏干与排放。而奥灰则为区域性的主要含水层，严重地影响下三层煤的开采。奥灰为煤系基盘，岩性主要为厚层状灰岩、角砾状灰岩、白云质灰岩及泥质灰岩所组成，厚度约为600m左右，可分为三组八段。O27、O25、O24为主要含水层，O26为主要相对隔水层。本区开采上部煤层时，水文地质类型属于坚硬裂隙岩层为主的水文地质条件简单偏中等的矿床；如果开采下三层煤，则为以裂隙岩溶岩层为主的水文地质条件复杂的矿床。1、含水层本区含水层自上而下依次为：第四系砂砾石及砂层、二叠系石盒子组（三段、一、二段）砂岩，山西组大煤顶板砂岩、太原组野青灰岩、伏青灰岩、大青灰岩、奥陶系灰岩，

29、共计7个含水层。其中，大煤顶板砂岩、伏青灰岩、大青灰岩及奥灰为煤层开采时的主要充水含水层，含水层特征（见表5-6）。2、隔水层在各含水层之间，普遍赋存有良好的相对隔水层（以下称隔水层）。矿区东部覆盖层下段普遍分布1570m厚的土类（粘土、砂质粘土、砂土）隔水层，层位较稳定，连续性较好，可阻挡地表水及潜水向下渗漏。二叠系石盒子组（三段、一、二段）砂岩与山西组大煤顶板砂岩含水层之间，赋存有4050m左右的泥质岩层，这套岩层厚度稳定，岩石完整。在正常情况下能够起到良好的隔水作用。当大煤回采塌陷后有效充水裂隙带将会勾通石盒子组一段砂岩含水层。大煤顶板砂岩，野青灰岩、伏青灰岩、大青灰岩各含水层之间，均赋

30、存有3040m的粉砂岩、胶结致密的细粒砂岩及裂隙不发育的岩浆岩，可视为隔水层。6号煤下距伏青灰岩37m，岩性为黑色粉砂岩。因厚度小，裂隙发育，隔水性差，所以在开采6号煤层时，伏青灰岩是坑道充水的主要含水层。大青灰岩下距奥灰一般为37m左右，岩性主要为粉砂岩及铝土泥岩，穿插有岩浆岩。奥灰第八段（O28）也视为隔水层，这样便增加了隔水层厚度。1.2.5 其他有益矿产矿区内尚未发现可供利用的其它有益矿产。1.3 煤层特征1.3.1 煤层区含煤地层包括本溪组、太原组和山西组。含煤地层总厚度200240m，一般220m左右。含煤16层，煤层总厚度约14.34m，含煤系数6.5。含煤地层由于标志层较多，层

31、间距比较稳定，测井曲线特征明显，煤层易于对比。可采与部分可采煤层有：1、2、4、6、7、8、9等7层，煤层总厚度11.40m，可采煤层含煤系数5.2，2、6、9等3层为主要可采煤层，总厚度7.87m。现将各煤层分述如下：（一）1号煤（小煤）位于山西组中部，为零星可采煤层，煤层厚度01.18m，平均厚度0.63m。煤层结构简单，厚度变化不大。煤层可采性指数19，厚度变异系数37，属极不稳定煤层。煤层顶底板岩性多为粉砂岩，局部顶板为细粒砂岩。（二）2号煤（大煤）位于1号煤之下，相距1520m。为本区主要可采煤层，基本全区可采，煤层厚度0.555.94m，平均厚度4m。纵观全区厚度无明显变化。煤层可采性指数94，煤层厚度变异系数33，属较稳定煤层。煤层顶底板岩性为粉砂岩，局部顶底板为细粒