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采矿工程毕业设计课程设计说明书设计题目:首山一矿课程设计自考助学专业:采矿学姓名:于正澎自考助学学号:040213200031成绩:指导教师签名:河南理工大学成人高等教育2O15年2月14日目录前言第一章矿井基本概况第一节矿井开采范围与井田划分第二节矿井开采煤层情况第二章矿井初步设计第一节矿井生产能力确定第二节矿井开拓方式设计第三节大巷与井底车场设计第四节矿井主要生产系统第五节矿井开采顺序第三章采区生产能力与区段划分第一节采区煤层条件第二节采区生产能力确定第三节采区区段数目划分第四章采区巷道布置设计第一节采区上（下）山布置方案第二节采区车场形式选择设计第三节区段平巷布置方式第四节采区主要硐室布置第五节采区通风设计第六节采区内的开采顺序第五章采煤工作面回采工艺设计第一节工作面基本条件第二节工作面回采工艺方式第三节采煤工作面质量管理第六章工作面生产技术管理第一节采煤工作面生产技术组织管理第二节掘进工作面生产组织第七章安全技术管理措施第一节采煤工作面安全技术管理第二节灾害防治措施与避灾路线第八章主要经济技术指标前言采矿工程毕业设计是采矿工程专业全部教学进程中的最后一个环节，同时也是对学生成绩的最终考核，其目的是使学生深入认识矿井各个生产系统和各个生产环节之间的相互联系和制约关系，培养学生综合运用各门学科的理论知识，分析和解决采矿工程技术问题的能力；培养和锻炼学生独立地进行学习和工作的能力；培养学生搜集、整理、运用科技资料和生产技术经验的能力；进一步训练撰写技术文件和绘制工程图件的基本技能。矿井设计是一个涉及煤矿开采学、井巷工程、矿山机械、矿井通风与安全、矿山环保等诸多技术科学的系统工程，虽然本次设计题目中存在一些理想化的条件，但是通过这次设计，我已经基本掌握了矿井设计的方法和步骤，培养了搜集、整理、运用科技资料和生产技术经验的能力，提高了撰写技术文件和解决实际问题的能力。这些能力的培养对以后走上工作岗位做了良好的铺垫。本次设计的参照矿井是河南平宝煤业有限公司首山一矿，设计之前，我一直在河南平宝煤业有限公司通风防突部进行实习，通过地面参观、参加技术例会听总工及各科室负责人开会讨论、参与部分设计及井下生产实习，对矿井的情况有了一个比较全面的认识。本次设计就是在河南平宝煤业有限公司首山一矿实际地质条件的基础上，根据收集到的矿井生产图纸和数据，按照指导老师的要求作了一些改动后，对矿井做出的初步设计。其主要内容包括：矿区概况及井田地质特征；矿井储量、年产量及服务年限；井田开拓；准备方式；矿井通风与安全技术等六个方面。本设计以《毕业设计论文大纲》为依据，按照《安全规程》的要求，经过查阅相关资料和老师的精心指导而完成,由于本人知识结构的限制和设计能力有限，设计中难免有不妥和错误之处，恳请审阅老师批评指正。第一章矿井基本概况第一节矿井开采范围及井田划分1.1.1交通位置首山一矿井田位于平顶山市东北，距平顶山市约25km，行政区隶属襄城县管辖。地理坐标：东经113°21′16″至113°26′22″，北纬33°45′45″至33°50′52″。该井田位于平顶山矿区李口向斜北翼东端。井田交通方便，由铁路、公路与省内外沟通。孟（庙）宝（丰）铁路东西贯穿煤田，平顶山火车站东距京广铁路的孟庙站70km，西距焦枝铁路宝丰站26km；平顶山市到禹州市的平禹铁路于井田东侧穿过；十三矿铁路专用线穿过本井田。公路四通八达，许（昌）南（阳）公路从井田东侧南北穿过，潘庄至七里店公路经过工业场地在七里店与许南公路相接。详见图，交通位置示意图。1.1.2矿井井田边界井田东西走向长14.5km，南北倾斜宽1.1-4.6km，面积约47km2。首山一矿井田范围：北界西段为己16-17（二1）煤层-700m（戊9-10煤层-500m）底板等高线与十三矿相接，中段为灵武山向斜轴，东段为己16-17(二1)煤层-1000m（戊9-10煤层-850m）底板等高线；南界为李口向斜轴和己16-17（二1）煤层-1000m（戊9-10煤层-850m）底板等高线；西界南段为一、六矿深部边界交点与3510孔连线，北段为沟李封断层；1.1.3矿井地面交通运输首山一矿位于平顶山市东北部，运营之中的十三矿铁路专用线从井口附近经过。十三矿铁路专用线由八矿站起，经范庄车站、过石庙羊至十三矿。范庄车站为矿区铁路东北部的集配站，平（顶山）禹（州）铁路在该站接轨。1.1.4矿井地面水供应及现有水源、电源概况1）水源首山一矿井田附近的地表水源诸如湛河、汝河、潘庄水库等，均为当地农田灌溉水源，不承担工矿企业生活、生产供水任务，不能作为首山一矿的供水水源。因此，首山一矿只能利用地下水或矿井排水作为供水水源。2）电源矿井主供电源取自七里店变电站的七宝线，备用电源取首宝线。第二节矿井开采煤层情况1.1可采煤层赋存特征1）己16-17（二1）煤位于山西组下部，上距香炭砂岩（SX）24m，下距L9灰岩顶界12m，煤层直接顶板以砂质泥岩、泥岩为主，偶为细粒砂岩、粉砂岩；底板以泥岩为主，局部为细粒砂岩，偶见炭质泥岩伪底。煤厚2.76～10.22m，一般5.00～7.00m，平均6.15m；局部分岔为己16-17（二11）、己15（二21）煤。该煤层以厚煤层为主，次为特厚、中厚煤层。己16-17（二1）煤层属于厚煤层，结构较简单，为稳定～较稳定煤层。全区可采，为井田主采煤层。2）戊9-10（三9-10）煤层位于下石盒子组的三煤段上部，上距戊8（三11）煤层6m，下距砂锅窑砂岩（SS）91m，煤层直接顶板以砂质泥岩、泥岩为主，偶为细粒砂岩；直接底板以泥岩为主，局部为砂质泥岩、粉砂岩。戊9-10（三9-10）煤层属于中厚煤层，结构较简单，为较稳定煤层。全区可采，为井田主采煤层。3）戊8（三11）煤层，戊8（三11）煤层属于薄煤层，大部分可采，结构简单，为不稳煤层。4）丁7（四2）煤层位于下石盒子组四煤段下部，上距丁5-6（四6）煤26m，下距戊9-10煤61m，煤层直接顶底板以泥岩、砂质泥岩为主，局部为细、中粒砂岩。可采区煤厚0.83～1.46m，平均1.03m。丁7（四2）煤层属薄煤层，局部可采，结构简单，为不稳定煤层。1.2地形地貌首山一矿井田位于丘陵～平原的过渡部位。井田地势西南高，东北低，最高点为南部的孟良寨，标高+366.56m，最低点为东部的平坦耕地，标高+80～+100m左右，相对高差260～280m。丘陵地貌分布于井田南部及西南部，呈长圆形，大致呈北西～南东及北东～南向展布。丘间洼地分布于井田东北部潘庄～塔王庄～坡刘及中南部刘庄～孙庄～魏庄一带。井田为剥蚀～堆积的丘陵～丘间河谷平原地貌。1.2.2地表水首山一井范围内只有一条季节性河流，发源于南、西部老马洞、李家门、马家门一带的沟谷中，由南向北流经新寨水库，在黄柳注入汝河。汝河由北西向南东流经井田北部（约距3km），流域面积4357.35km2，年平均流量22.30m3/s，最大洪峰流量3000m3/s。另外，井田内有潘庄、孙庄、雷洞、马洞沟等小型农用水库，均为季节性储水。1.2.3地质构造1）地层井田属半隐伏地区，地表仅出露部分二叠系上统上石盒子组八煤段、石千峰组及三叠系下统刘家沟组地层。依据地表出露与钻探揭露，地层自下而上为寒武系上统崮山组；石炭系上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组、石千峰组；三叠系下统刘家沟组及第四系。总厚约1400m。其中石炭系上统太原组～二叠系上统上石盒子组为含煤地层。2）构造平顶山煤田位于华北古板块南缘，属华北板块内崤熊构造区，陕（县）～平（顶山）断陷分区，平顶山断隆带。1.3井田水文地质类型己16-17煤层顶板含水层富水差异性不大，单位涌水量0.00439L/s·m，水文地质条件简单。己16-17煤层底板含水层富水差异性较大，根据构造和含水层富水性，结合瓦斯逸散带，将底板水文地质条件分为Ⅰ、Ⅱ两个区。Ⅰ区：位于白石山背斜轴两侧各约100m和沟李封断层东侧600～1300m范围内，小断层发育，已16-17煤层以底板岩溶裂隙进水为主，水文地质类型属岩溶类底板进水为主的中等偏简单类型，即三类、二亚类、Ⅰ型偏Ⅱ型。Ⅱ区：位于白石山背斜两翼，构造简单，断层不发育，已16-17煤层以顶板砂岩裂隙进水为主，水文地质类型属裂隙类简单型，即二类Ⅰ型。戊9-10、丁5-6煤层水文地质类型属裂隙类简单型，即二类Ⅰ型。1.2.7.5矿井涌水量井田水文地质条件和充水方式与邻近生产矿井八矿、十二矿相似，故地质报告采用“比拟法”计算矿井涌水量。矿井正常涌水量405.34m3/h；最大涌水量486.41m3/h。1.2.7.6开采技术条件（一）主采煤层顶底板岩性1.己16-17煤层顶底板岩性（1）顶板己16-17煤层直接顶大部为中厚～厚层状泥岩、砂质泥岩，厚度0.62～9.60m，一般3～6m。在48线～53线之间白石山背斜北翼为中厚层状细粒砂岩，厚度0.81～13.93m。己16-17煤顶板冒落带最大高度6.15～12.30m，导水裂隙带高度64.2m。（2）底板己16-17煤直接底板大部为泥岩，砂质泥岩，厚度0～5.50m，一般0.50～4.0m，平均3.43m；局部为细粒砂岩，厚度0～7.00m，平均厚4.63m。底板饱和抗压强度平均为20.7MPa，属松软类底板。2.戊9-10煤层顶底板岩性（1）顶板戊9-10煤层顶板主要由泥岩、砂质泥岩组成，厚度0～8.96m，平均2.95m；局部为细～粗粒砂岩，厚度0～7.82m，平均4.77m。（2）底板戊9-10煤层底板大部为泥岩、砂质泥岩，厚度0～26.03m，平均6.51m。底板岩石饱和抗压强度13.8～20.1MPa，平均17.4MPa，属松软类底板。3.丁5-6煤层顶底板岩性（1）顶板丁5-6煤层顶板以泥岩、砂质泥岩为主，局部为中、粗粒砂岩，厚度0.75～5.58m，平均3.07m。岩体质量差～中等，为Ⅳ～Ⅲ类。（2）底板丁5-6煤层底板岩性为泥岩，砂质泥岩，局部为炭质泥岩，厚度0.50～11.42m，平均5.84m。岩石饱和抗压强度0.4～19MPa，平均9.9MPa，属极软～松软类。（二）煤层气（瓦斯）、煤尘和煤的自燃1.煤层气（瓦斯）本井田煤层气成份主要由CO2、N2、CH4及其重烃气（C2～C5）组成。己16-17煤煤层气甲烷含量（干燥基）1.36～17.87ml/g·d，平均7.66ml/g·d；戊9-10煤煤层气甲烷含量（干燥基）3.92～11.63ml/g·d，平均7.04ml/g·d；戊8煤煤层气甲烷含量（干燥基）4.3～6.64ml/g·d，平均5.47ml/g·d；丁5-6煤煤层气甲烷含量（干燥基）0.52～11.10ml/g·d，平均3.91ml/g·d。各可采煤层△p、f、p测定结果表煤层测值四6（丁5-6）三11（戊8）三9-10（戊9-10）二21（己15）二1（己16-17）△p2.93.90～7.05.53～6.54.87.0～9.08.05.9～12.09.1f0.340.25～0.290.270.12～0.310.220.17～0.220.200.07～0.220.17p采用三9-10煤2.72～5.423.87采用二1煤2.75～5.214.133.煤尘爆炸性井田各可采煤层均有煤尘爆炸危险性。4.煤的自燃倾向井田各可采煤层均属不易自燃煤层。但邻近八矿、十矿、十二矿戊9-10及己16-17煤层有自燃倾向，自然发火期4～6个月。（三）地温井田恒温带深度25m，温度17.2℃。己16-17煤层底板以上地温梯度2.63～4.18℃/100m，平均3.42℃/100m；戊9-10煤底板以上地温梯度2.43～3.90℃/100m，平均3.20℃/100m。井田一级高温区临界深度一般400～530m，二级高温区临界深度一般570～750m。己16-17煤层底板埋深多在730m以下，钻孔实测岩温39.70～50.57℃，全部处在二级高温区。戊9-10煤层底板埋深多在550m以下，钻孔实测岩温32.62～42.99℃，大部处在二级高温区，少部处在一级高温区。