X109采矿工程毕业设计（论文）-超化煤矿0.9Mta新井设计 下载积分：50　资料编号： X109

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设计说明书1份，共140页

CAD版本图纸，共5张

摘 要

本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。

一般部分为超化煤矿0.9Mt/a 新井设计。河南超   化煤矿位于河南郑州市境内，东有京

广铁路，北有豫04 公路，交通便利。井田走向长度约5.43km，倾向长度约2.5km，

面积约8.998 km2。主采煤层为二1 煤层，平均倾角为15°，平均厚度为7.5 m。井田工

业储量为92.46 Mt，可采储量为57.79 Mt，矿井服务年限为49 a。矿井正常涌水量为

500 m3/h，最大涌水量为650 m3/h。矿井绝对瓦斯涌出量为10.57 m3/min，属于低瓦斯

矿井。

根据井田地质条件，提出四个技术上可行的开拓方案。方案一：立井两水平开拓

上下山开采，立井直接延深；方案二：立井两水平开拓上下山开采，暗斜井延深；方

案三：立井两水平开拓上山开采，立井直接延深；方案四：立井两水平开拓上山开采，

暗斜井延深。通过技术经济比较，最终确定方案一为最优方案。一水平标高-200 m，

二水平标高-400m。

设计首采区采用采区准备方式，工作面长度120 m，采用综采放顶煤采煤法，矿

井年工作日为330 d，工作制度为“三八制”。

大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用矿车运输。矿井通风方式为中央并列式。

专题部分题目是西部生态脆弱矿区保水开采技术分析，煤炭资源的开采为整个国

民经济持续稳定发展做出了重要的历史性贡献。我国西部是我国主要的产煤区，在西

部大开发的背景下，西部煤炭资源将得到大规模的开发。然而，煤炭资源的大规模开

发，不可避免地对自然生态状况产生极大的扰动，特别是对开采区域范围内的水文地

质环境产生极为明显的不可逆作用，从而严重破坏了地下水资源的自然赋存条件，使

本来就已经十分紧张的西部生态脆弱矿区水资源供需矛盾更加尖锐。在西部生态脆弱

矿区采取一定的保水开采技术是符合煤矿绿色开采技术的要求。

翻译部分题目是煤矿自动化和通信技术现状与发展趋势。

关键词：超化煤矿 ；立井 ；暗斜井 ；采区布置 ；放顶煤采煤法 ；中央并列式 ；

目 录

一般设计部分

1 矿区概况及地质特征 .................................................................................................................... 1

1.1 矿区概况 ............................................................................................................................................ 1

1.1.1 矿区地理位置、交通条件及地形特征 ..................................................................................... 1

1.1.2 地形地貌及水文情况 ................................................................................................................. 1

1.1.3 矿区气候条件 ............................................................................................................................. 2

1.1.4 其他条件 ..................................................................................................................................... 2

1.2 井田地质特征 ................................................................................................................................... 2

1.2.1 地层 ............................................................................................................................................. 2

1.2.2 地质构造 .................................................................................................................................. 3

1.2.3 水文地质 ..................................................................................................................................... 5

1.3 煤层特征 ........................................................................................................................................... 7

1.3.1 煤层层数及埋藏条件 ................................................................................................................. 7

1.3.2 煤层围岩特性 ............................................................................................................................. 8

1.3.3 煤层特征 ..................................................................................................................................... 9

1.3.4 煤层开采条件 ........................................................................................................................... 10

2 井田境界和储量 ......................................................................................................................... 12

2.1 井田境界 .......................................................................................................................................... 12

2.1.1 井田境界划分的原则 ............................................................................................................... 12

2.1.2 井田范围 ................................................................................................................................... 12

2.2 矿井工业储量 .................................................................................................................................. 12

2.2.1 储量计算基础 ........................................................................................................................... 13

2.2.2 矿井地质勘探 ........................................................................................................................... 13

2.2.3 矿井工业储量计算 ................................................................................................................... 13

2.3 矿井可采储量 .................................................................................................................................. 14

2.3.1 井田边界保护煤柱 ................................................................................................................... 15

2.3.2 工业广场保护煤柱 ................................................................................................................... 15

2.3.3 断层和井筒保护煤柱 ............................................................................................................... 16

2.3.4 矿井可采储量 ........................................................................................................................... 16

3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 ................................................................................. 18

3.1 矿井工作制度 ................................................................................................................................. 18

3.2 矿井设计生产能力及服务年限 ..................................................................................................... 18

3.2.1 确定依据 .................................................................................................................................. 18

3.2.2 矿井设计生产能力 .................................................................................................................. 18

3.2.3 矿井服务年限 .......................................................................................................................... 18

3.2.4 井型校核 .................................................................................................................................. 19

4 井田开拓 .................................................................................................................................... 20

4.1 井田开拓的基本问题 ...................................................................................................................... 20

4.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标 ....................................................................................... 20

4.1.2 工业场地的位置 ....................................................................................................................... 21

4.1.4 开采水平的确定 ...................................................................................................................... 22

4.1.5 方案比较 ................................................................................................................................... 22

4.2 矿井基本井筒巷道 .......................................................................................................................... 31

4.2.1 井筒 ........................................................................................................................................... 31

4.2.2 井底车场 ................................................................................................................................... 37

4.2.3 开拓巷道 ................................................................................................................................... 38

5 准备方式—采区巷道布置 ........................................................................................................... 40

5.1 煤层地质特征 .................................................................................................................................. 40

5.1.1 采区位置 ................................................................................................................................... 40

5.1.2 采区煤层特征 ........................................................................................................................... 40

5.1.3 煤层顶底板岩石构造情况 ....................................................................................................... 40

5.1.4 水文地质 ................................................................................................................................... 40

5.1.5 主要地质构造 ........................................................................................................................... 40

5.1.6 地表情况 ................................................................................................................................... 40

5.2 采区巷道布置及生产系统 .............................................................................................................. 40

5.2.1 采区范围及区段划分 ............................................................................................................... 40

5.2.2 煤柱尺寸的确定 ....................................................................................................................... 40

5.2.3 采煤方法及首采工作面长度的确定 ....................................................................................... 41

5.2.4 确定采区各种巷道的尺寸、支护方式 ................................................................................... 41

5.2.5 采区巷道的联络方式 ............................................................................................................... 42

5.2.6 采区接替顺序 ........................................................................................................................... 43

5.2.7 采区生产系统 ........................................................................................................................... 43

5.2.8 采区内巷道掘进方法 ............................................................................................................... 44

5.2.9 采区生产能力及采出率 ........................................................................................................... 44

5.3 采区车场选型设计 .......................................................................................................................... 45

6 采煤方法 .................................................................................................................................... 47

6.1 采煤工艺方式 .................................................................................................................................. 47

6.1.1 采区煤层特征及地质条件 ....................................................................................................... 47

6.1.2 确定采煤工艺方式 ................................................................................................................... 47

6.1.3 回采工作面参数 ....................................................................................................................... 47

6.1.4 回采工艺及设备 ....................................................................................................................... 47

6.1.5 回采工作面支护方式 ............................................................................................................... 50

6.1.6 端头支护及超前支护方式 ....................................................................................................... 52

6.1.7 各工艺过程注意事项 ............................................................................................................... 52

6.1.8 回采工作面正规循环作业 ....................................................................................................... 54

6.2 回采巷道布置 .................................................................................................................................. 56

6.2.1 回采巷道布置方式 ................................................................................................................... 56

6.2.2 回采巷道参数 ........................................................................................................................... 56

7 井下运输 .................................................................................................................................... 59

7.1 概述 .................................................................................................................................................. 59

7.1.1 井下运输设计的原始条件和数据 ........................................................................................... 59

7.1.2 运输距离和货载量 ................................................................................................................... 59

7.1.3 矿井运输系统 ........................................................................................................................... 59

7.2 采区运输设备选择 .......................................................................................................................... 60

7.2.1 设备选型原则 ........................................................................................................................... 60

7.2.2 采区运输设备的选型 ............................................................................................................... 60

7.3 大巷运输设备选择 .......................................................................................................................... 617.3.1 运输大巷设备选择 ................................................................................................................... 61

7.3.2 辅助运输大巷设备选择 ........................................................................................................... 61

8 矿井提升 .................................................................................................................................... 63

8.1 概述 .................................................................................................................................................. 63

8.2 主副井提升 ...................................................................................................................................... 63

8.2.1 主井提升 ................................................................................................................................... 63

9 矿井通风及安全 ......................................................................................................................... 67

9.1 矿井地质、开拓、开采概况 .......................................................................................................... 67

9.1.1 矿井地质概况 ........................................................................................................................... 67

9.1.2 开拓方式 ................................................................................................................................... 67

9.1.3 开采方法 ................................................................................................................................... 67

9.1.4 变电所、充电硐室、火药库 ................................................................................................... 67

9.1.5 工作制、人数 ........................................................................................................................... 67

9.2 矿井通风系统的确定 ...................................................................................................................... 67

9.2.1 矿井通风系统的基本要求 ....................................................................................................... 67

9.2.2 矿井通风方式的选择 ............................................................................................................... 67

9.2.3 矿井通风方法的选择 ............................................................................................................... 68

9.2.4 采区通风系统的要求 ............................................................................................................... 69

9.2.5 工作面通风方式的确定 ........................................................................................................... 69

9.2.6 回采工作面进回风巷道的布置 ............................................................................................... 69

9.3 矿井风量计算 .................................................................................................................................. 70

9.3.1 矿井风量计算方法概述 ........................................................................................................... 70

9.3.2 回采工作面风量计算 ............................................................................................................... 71

9.3.3 掘进工作面风量计算 ............................................................................................................... 72

9.3.4 硐室需要风量的计算 ............................................................................................................... 73

9.3.5 其他巷道所需风量 ................................................................................................................... 73

9.3.6 矿井总风量计算 ....................................................................................................................... 73

9.3.7 风量分配 ................................................................................................................................... 74

9.4 矿井通风阻力 .................................................................................................................................. 74

9.4.1 确定矿井通风容易时期和困难时期 ....................................................................................... 749.4.2 矿井通风容易时期和困难时期的最大阻力路线.................................................................... 78

9.4.3 矿井通风阻力计算 ................................................................................................................... 79

9.4.4 矿井通风总阻力 ....................................................................................................................... 79

9.4.5 矿井总风阻及总等积孔 ........................................................................................................... 80

9.5 矿井通风设备选型 .......................................................................................................................... 81

9.5.1 通风机选择的基本原则 ........................................................................................................... 81

9.5.2 通风机风压的确定 ................................................................................................................... 81

9.5.3 电动机选型 ............................................................................................................................... 83

9.5.4 矿井主要通风设备的要求 ....................................................................................................... 85

9.5.5 对反风装置及风硐的要求 ....................................................................................................... 85

9.6 特殊灾害的预防措施 ...................................................................................................................... 85

9.6.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 ................................................................................................... 85

9.6.2 预防井下火灾的措施 ............................................................................................................... 85

9.6.3 防水措施 ................................................................................................................................... 86

10 设计矿井基本技术经济指标 ..................................................................................................... 87

设计专题部分

西部生态脆弱矿区保水开采技术分析 ............................................................................................ 90

1 绪论 ............................................................................................................................................. 90

1.1 问题的提出研究意义 ...................................................................................................................... 90

1.2 文献综述 .......................................................................................................................................... 91

1.3 主要研究内容及研究思路 .............................................................................................................. 97

2 开采对地下水分布的影响分析 .................................................................................................... 98

2.1 地下水来源分类 .............................................................................................................................. 98

2.2 开采对地下水的影响 .................................................................................................................... 100

3 保水开采技术的主要影响因素 ................................................................................................. 101

3.1 开采与地下水分布 ........................................................................................................................ 101

3.2 主要影响因素 ................................................................................................................................ 102

4 保水开采技术和矿井水循环使用技术 ....................................................................................... 103

4.1 保水开采技术 ................................................................................................................................ 103

4.2 矿井水的合理利用及循环使用技术 ............................................................................................ 1045 

矿区保水开采实例 ......................................................................................................... 108

5.1 概述 ............................................................................................................................................... 108

5.2 矿区与保水开采的地质因素 ............................................................................................ 108

5.3 水资源破坏情况 ............................................................................................................................ 109

5.4 防治对策研究 ................................................................................................................................ 110

5.5 矿区保水开采的采煤方法划分体系 ................................................................................ 111

5. 6 保水开采需采取的工程技术措施................................................................................................ 111

6 小结 ........................................................................................................................................... 112

英文翻译部分

英文原文 .............................................................................................................................................. 115

Present situation and developing trend of coal mine automationand communication technology ... 115

1 Developing process of coal mine automation and communication .................................................. 115

2 Coal mine automation technology .................................................................................................... 115

3 Communication technology for coal mine......................................................................................... 117

4 Technical problems ............................................................................................................................ 117

5 Conclusions ........................................................................................................................................ 118

中文译文 .............................................................................................................................................. 119

煤矿自动化和通信技术现状与发展趋势 ...................................................................................... 119

1 煤矿自动化和通信的发展历程 ....................................................................................................... 119

2 煤矿自动化技术 ............................................................................................................................... 120

3 煤矿通信技术 ................................................................................................................................... 121

4 若干技术问题 ................................................................................................................................... 122

5 结语 ................................................................................................................................................... 122

参考文献 ...................................................................................................................................... 123

致 谢 .................................................................................................................................................. 124

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