王村煤矿井田开拓设计说明书.doc
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1、前 言经过三个多月的努力,在各位老师,同学的关心和帮助下,我圆满地完成了毕业设计,毕业设计是采矿工程专业培养计划中的最后一个,也是最关键、最重要的一个教学环节,是教学时间最长,占用教师最多,学生独立学习量最大,教育任务最重的一个教学环节,在专业教育中有着十分重要的地位。本设计的地质资料来源于澄合矿务局王村矿,通过在王村矿的毕业实习,使我对现场的实际情况及工作方法有了初步的了解,并作出了本次设计。一、编制设计依据矿井设计依据的地质资料,为陕西省煤田地质勘探公司一三一勘探队于一九八一年六月提出的王村(扩大)井田精查补充地质资料。参照实习期间收集的资料和课本各种相关的规范、规定如下:1、澄合矿务局王
2、村矿一九八二年编制的澄合矿务局王村煤矿初步设计说明书;2、采矿工程设计手册,煤矿安全规程;3、煤炭工业矿井设计规范及相关的其他设计规范、规定;4、王村煤矿井田地形图,煤层底板等高线图、主要勘探线剖面图等;5、煤矿开采学,通风安全学等所学课本。二、设计指导思想 王村矿井为澄合矿区条件较好的一个矿井,也是澄合矿区开发的一个大型国有矿井,按照陕西省有关管理部门及澄合矿业公司的要求,要将王村矿井建成陕西煤炭企业的一面旗帜。因此,本设计的指导思想为:坚持以经济效益为中心,依靠科技进步,本着高起点、新机制、投资少、用人少、效率高的原则,采用先进设备、先进工艺、先进技术,将矿井建设成高产高效的现代化矿井。
3、根据澄合矿务局王村煤矿的地质资料,在充分考虑地质构造等条件下设计最优化方案,目标是设计合理、经济、安全、可靠可行,形成一个整体的优化方案。充分利用工业场地设施、交通条件等其他条件,原则上尽量少公共建筑,节省投资。另外,设计应该为矿井增产留有足够的余地。三、设计的主要特点1、矿井工业场地矿井工业场地位于西安韩城铁路合阳车站西侧约0.2km处。西安韩城、澄城合阳公路均在井田内通过,距工业广场仅1至2km。该处地势开阔、地形平坦土方工程量很少。场地自然高程+740m左右。2、井田开拓方式采用立井单水平开拓,初期开凿三条立井,其中一条主立井,一条副立井和一条回风立井。主、副井口均布置在矿井工业场地中,
4、井口高程为+740m和+740m,开采水平高程为+390m。主井倾角90,长350m,副井90,长350m,风井为立井,井口标高为+732m,深度为342m。井下通风方式为抽出式,初期采用中央并列式通风系统,后期在井田东部井田西部各布置一个立井,作为回风井筒,形成两翼对角式通风。3、带区布置及装备井下移交为一带区,回采5号煤层。布置1个综采工作面,年产量为1.5Mt/a。矿井达产时为一井一面,回采5号煤层,全矿能力达到1.5Mt/a。本井田5煤层地质储量为14234万吨,可采储量为12630.17万吨。井田构造简单,瓦斯含量低,开采技术条件较好,有利于综合机械化开采。采用双立井开拓。设一个开采
5、水平,采用了综合机械化一次采全高的倾斜长壁采煤法。四、存在主要的问题和建议1.本次设计忽略了井田内小断层的影响,这对矿井施工会产生一定的不良影响。2本井田涌水量比较大,应注意及时排水。本次毕业设计从今年3月份开始到现在历经了4个半月时间,在这4个半月的时间里参考了大量手册和文献,从中吸收了不少有价值的结果和知识,!毕业设计的过程中受到指导老师贠东风老师的精心指导,结合我四年来所学的知识,对井田进行了开拓方案的比较,采区巷道布置,采煤方法的选择等工作,最终完成了对王村煤矿的开采设计。目 录第1章 井田地质概况- 1 -1.1 井田位置及交通- 1 -1.1.1交通位置- 1 -1.1.2地形地貌
6、- 1 -1.1.3.气象及水文情况- 1 -1.1.4矿区概况- 1 -1.2井田境界及储量- 2 -1.2.1井田境界- 2 -1.2.2储量- 2 -1.3井田地层及地质构造- 5 -1.3.1井田地质- 5 -1.3.2地质构造- 7 -1.4矿体赋存特征及开采技术条件- 7 -1.4.1煤层及煤质- 7 -1.4.2瓦斯、煤尘、煤的自然倾向及地温- 8-1.4.3水文地质- 10 -1.5地质勘探程度及存在问题- 12 -第2章 矿井工作制度、生产能力及服务年限- 13 -2.1矿井工作制度- 13 -2.2矿井生产能力及服务年限- 13 -2.2.1矿井生产能力- 13 -2.2.
7、2矿井服务年限- 14 -2.2.3矿井储量、生产能力和服务年限的关系- 14 -2.2.4矿井生产能力的确定- 14 -第3章 井田开拓- 15 -3.1井筒形式、数目及位置的确定- 15 -3.1.1井筒形式的确定- 15 -3.1.2井筒数目的确定- 15 -3.1.3井筒位置的确定- 17 -3.2开采的水平划分及布置- 22 -3.2.1井田内划分及开采顺序- 22 -3.2.2开采水平的划分及水平标高确定- 22 -3.2.3阶段运输大巷和回风大巷的布置- 22 -3.3井底车场- 27 -3.3.1井底车场形式选择及硐室布置- 27 -3.4方案比较、确定开拓系统- 29 -3.
8、4.1井田开拓方案- 29 -第4章 采矿方法- 33 -4.1带区地质概况- 33 -4.1.1带区的一般情况- 33 -4.1.2带区煤层情况- 33 -4.2 带区内划分- 33 -4.2.1带区开采顺序- 33 -4.2.2带区参数的确定- 34 -4.3 带区巷道布置- 36 -4.4采煤方法- 37 -4.4.1采煤方法的选择- 37 -4.4.2回采工艺的设计- 37 -4.5工作面设备确定- 38 -4.6劳动组织- 38 -4.6.1工作面循环方式和作业方式- 42 -4.7技术经济指标分析- 42 -第5章 矿井通风与安全- 45 -5.1影响矿井通风安全的因素分析- 45
9、 -5.2拟定矿井通风系统- 45 -5.3矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算- 46 -5.4矿井通风设备的选型- 47 -5.5矿井通风等积孔的计算- 53 -5.6预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板等事故的安全技术措施- 54 -5.6.1预防瓦斯- 54 -5.6.2防火- 54 -5.6.3防尘- 54 -5.6.4工作面顶板事故防治措施- 54 -第6章 矿井提升、运输、排水、供电设备选型- 60 -6.1矿井提升设备选型- 60 -6.1.1副井提升设备- 60 -6.2矿井运输设备选型- 74 -6.2.1主井皮带运输机选型- 74 -6.2.2刮板输送机选型- 76 -6.2.3
10、电机车选型- 77 -6.3矿井排水设备选型- 78 -6.4供电设备选型- 78 -第7章 环境保护- 80 -7.1环境现状及地面保护物概述- 80 -7.1.1环境现状- 80 -7.1.2地面保护物概况- 80 -7.2主要污染源及污染物-80 -7.2.1大气- 80 -7.2.2水- 80 -7.2.3固体废弃物- 80 -7.2.4噪声- 80 -7.3资源开发对生态环境影响与评价- 81 -7.3.1 开采沉陷损害影响预测分析- 81 -7.3.2 开采沉陷对耕地损害的预计评价-82 -7.3.3 开采对水资源的破坏影响- 82 -7.3.4 开采对矿区大气环境的影响- 82
11、-7.4资源开采环境损害的控制与生态重建- 84 -7.4.1 控制开采引起地表建筑设施的开采方法- 84 -7.4.2开采引起环境损害的控制方法与土地复垦及生态重建- 84 -7.4.3开采引起水资源的损害的控制方法- 85 -7.4.4矿区资源开发开采引起大气污染的措施与方法- 85 -7.4.5矿区资源开发开采引起水土流失的措施与方法- 86 -7.4.6矿区绿化- 86 -7.5矿区环境保护与生态重建投资估算- 88 -第8章 建井工期- 90 -8.1移交标准- 90 -8.2井巷工程量-90 -8.3建井工期- 91 -8.3.1井巷掘进指标- 91 -8.3.2井巷工程排队- 9
12、1 -8.3.3建井工期- 91 -第9章 矿井技术经济- 92 -9.1劳动定员及劳动生产率- 92 -9.2 矿井主要技术经济指标- 93 -101第一章 矿井地质概况1.1 矿井位置及交通1.1.1 交通位置王村井田位于陕西省渭南市合阳县与澄城县的交界处,行政区辖属合阳县王村镇及澄城县庄头镇。矿井工业场地选择在王村镇附近,工业场地东距合阳县8km,西距澄城县16km。井田中部有西(安)韩(城)铁路南北向通过,合阳车站位于矿井原工业场地以东约2km处,车站距西安162km,距韩城78km。此外,井田内还有西(安)韩(城)公路及澄(城)合(阳)公路通过,交通方便。附交通位置图1.1.2 地形
13、地貌王村矿井工业场地附近,地形平坦,地面标高一般在+710+760m左右,黄土覆盖厚达150200m。井田内有大峪河及金水沟两条河流,以大气降水和第四系潜水补给,分别流经井田的东西部。河流两岸因长期受水流冲刷,沟谷发育,常形成黄土峭壁,高差100m左右。大峪河年平均流量为22000m3/s,澄合公路桥处河底标高+558m。金水沟流量甚小,天旱干涸。1.1.3 气象及水文情况本区属大陆性半干旱气候,降雨量少,且多暴雨。据合阳气象站资料:年降雨量431.5814.9mm,平均为564.1mm;年平均温度10.912.1,最高温度40.1,最低温度-20.1;最大积雪厚度13cm,最大冻结深度47c
14、m;风向多为北东方向,风速一般3.5m/s,最大风速18m/s。地震烈度:据国家地震局兰州地震大队(73)兰字064号文的意见,本区地震烈度为8度。1.1.4矿区概况 澄合矿区西部的煤田浅部,小窑发布甚广,开采历史悠久。澄合煤业有限责任公司和澄合矿务局目前实行的是一套机构两个牌子的管理模式。公司(局)地处陕西澄城、合阳两县,位于渭北煤田东部。矿区东西长67公里,南北宽30公里,面积约1718平方公里。矿务局筹建于1970年2月,成立于1974年,澄合煤业有限责任公司成立于2005年8月。公司现在澄城县境内有二矿、权煤公司、董家河矿。2005年生产原煤262万吨,销售商品煤321万吨,利润366
15、0万元,职工人均收入16398元。2006年生产原煤320.3万吨。澄合煤业有限责任公司所辖二级单位分别为:董家河矿、二矿、权煤公司、铁路运输处、电力中心、物资供销公司、多经公司。存续的澄合矿务局下辖二级单位,分别为物业中心、教育中心、医疗中心、技工学校、权家河社区;改制后实行多元投资的公司制企业有3个,分别为:澄合渭南宇厦建筑安装有限责任公司、澄合渭南机械制造有限责任公司、澄合天宇地质勘探有限责任公司。 本矿井周围为农业区,农产品以小麦、棉花为主,玉米豆类次之。1.2 矿井境界及储量1.2.1 井田境界王村井田为长条形,其中三边为自然境界,东以F9断层与安阳井田为界,西以F22断层与董家河井
16、田为界,南以5号煤层风氧化带边界为界,北部(深部)以5号煤层+360m底板等高线与山阳井田为界。王村井田东西两侧均有生产矿井,东边有合阳县煤矿,西边有董家河矿、权家河和二矿,井田东西走向长15km,南北倾斜宽3km,井田面积45.5km2。井田境界拐点坐标如下:拐点编号X坐标Y坐标137025112221954523703521222200333370400222219035437030352221702553702529222160126370250422214536737015422221352883701015222115189369803822212514103698007222135
17、451136985092221501812369854822216045133700507222180351.2.2 资源量/储量本矿井储量计算中的煤层最小可采厚度为0.8m,最高可采灰分为百分之四十。不包括5#煤层的风氧化带储量及奥陶系灰岩水载压暂定不可采储量,本井田主要可采5#煤层地质储量为14234万t,。其中A+B级储量为10165万吨,占总储量的71%。见表11。表11 矿井储量表井型简单中等复杂大型中型大型中型小型中型小型井田内A+B级占总储量的比例40353530202515第一水平内A+B级占本水平储量的比例706060503040不作具体规定第一水平内A级占本水平储量的比例4
18、0303020不作具体规定不要求表12 矿井储量比例表根据五号煤层地质储量14234万t,扣除工业场地、井筒、铁路煤柱,以及开采损失的煤量后,井田的可采储量为12630.17万t。1.2.3 安全煤柱 为了确保地面建筑物、工程设施的安全,本设计对西韩铁路、矿井工业场地及首采区附近的回风立井留有安全煤柱。对于远离首采区的村庄、河流,由于村庄下采厚比大于100倍,河流河床下采厚比大于40倍,且河流属季节性、流量小。因此,本设计考虑暂不留煤柱。经过一段较长生产实践对已采区地面塌陷的实际观测、及三下采煤的经验,再根据情况确定。井巷工程:西立风井、东立风井需要留煤柱。运输大巷、皮带运输巷、回风大巷开掘在
19、煤系地层以下的灰岩中,不需要留煤柱。煤柱尺寸,根据“地面建筑及主要井巷保护暂行规程”进行计算,表土层移动角取55度,基岩移动角取75度。表13 各建筑物、工程设施的压煤量表煤层工 业储 量永 久 煤 柱 损 失开 采损 失可采储量A+B+C工 业广 场铁路风井合计514234224.69650.6416889213711712630.171.3 矿井地层及地质构造1.3.1 地层本井田几乎全为广厚的黄土层所覆盖,仅在大峪河河谷中有上、下石盒子组地层零星初露。现将地层由老到新简述如下:1 奥陶系中下奥陶统主要为灰灰黑中厚层状的石灰岩,致密坚硬质纯,隐晶质至细晶质结构。石灰岩上部裂隙发育,有溶蚀现
20、象,灰岩面起伏不平。在灰岩面以下20m常夹有一层15m厚的浅灰色粉砂质泥岩,含铝质及黄铁矿结核。本层厚达数百米,一般埋藏200400m,井田内未见初露。2 石炭系中统本溪群本群假整合于奥陶中下统石灰岩之上,井田内分布不普通,仅个别钻孔见有其层位,厚度0.943.36m,岩性多为灰色、灰绿及紫灰色的铝质泥岩、泥岩及粉砂岩,内含黄铁矿结核,层理不明显,多具团状结构。3 石炭系上统太原群连续沉积于本溪群地层之上,属海路交互相沉积,是井田内的主要含煤地层。主要由碎屑岩、泥岩、煤及石灰岩组成,厚达22.0975.11m,一般厚45m左右,按岩性可分为三部分:下部由砾岩、铝质泥岩、石英砂岩、砂质泥岩及煤(
21、10号、11号煤)组成。铝质泥岩分布普遍,厚度稳定,为一标志层(K1),岩性为灰灰黑色,质不纯,具鲕状构造,可塑性强,层理不清,是奥灰面上第一沉积层,时代归属同于其上覆地层,铝质泥岩顶部通常为砂质泥岩或粉砂岩;其上为十一号煤层,煤层顶板多为一层厚度变化大的石英砂岩,岩性为灰白到灰黑色,夹有粉砂岩夹层,岩层厚度及岩性均变化很大,如W6号孔及补W6号钻孔,两孔相距仅96m,补W6号孔见该层石英砂岩7.77m,而W6号孔未见这层石英砂岩,有的孔该岩层最厚却达21.99m;十一号煤层上为泥岩、砂质泥岩及粉砂岩,顶部为十号煤层,岩层中含有较多的黄铁矿结核及完整的植物化石,该层在井田中西部较厚。中部为海相
22、黑色石灰岩(K2标志层)、石英砂岩、钙质粉砂岩、泥岩及煤层(八号和九号煤)组成。黑色石灰岩多呈中厚层状,井田内一般为两层,厚度变化大,从015.88m,一般厚57m,且无明显的规律可寻;其上为黑色砂质泥岩、粉砂岩及石英砂岩,其中夹有6号与7号煤层,岩性变化较大,特别十石英砂岩厚度变化极大。上部由黑色泥岩、砂质泥岩、煤层及石英砂岩(K3标志层)所组成。其中所含煤层有四、四1、五及五2#煤。该段地层的厚度受其上覆岩层K4砂岩的下切冲刷程度所控制。K3石英砂岩位于5#煤层之下,有时为其直接板,全井田普遍有其层位,厚度变化大。4 二迭系下统山西组连续沉积于太原群地层之上,为陆相含煤沉积建造,厚度21.
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