【正文】 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄目錄 1第一章 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 1 礦區(qū)概述 1 交通位置 1 1 地形特征 2 氣象 地震 2 礦區(qū)經(jīng)濟(jì)電源 2 2 井田地層 2 地質(zhì)結(jié)構(gòu) 5 8 煤層特征 9 煤質(zhì) 9 煤的用途 10 瓦斯 10 煤塵 10第二章 井田境界和儲(chǔ)量 12 井田境界 12 井田范圍 12 井田尺寸 12 礦井工業(yè)儲(chǔ)量 12 井田可采儲(chǔ)量 13 礦井設(shè)計(jì)資源／儲(chǔ)量 13 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 14第三章 礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限及工作制度 16 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 16 確定依據(jù) 16 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 16 礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限的關(guān)系 17 礦井服務(wù)年限 17 礦井工作制度 18第四章 井田開拓 19 井田開拓的基本問題 19 確定井筒形式、數(shù)目及位置 19 21 21 21 21 井筒位置的確定 29 29 29 開采水平 32 水平高度的確定 32 設(shè)計(jì)水平的巷道布置 33 采區(qū)劃分及開采順序 34 34 35 井底車場 35 35 車場內(nèi)各種存車線長度計(jì)算 36 軌型、道岔及曲線巷道參數(shù) 38 38 井底車場的調(diào)車方式 39 39 開拓系統(tǒng)綜述 41 開拓系統(tǒng) 41 初期井巷工程量 42 三量計(jì)算 42第五章 采煤方法和采區(qū)巷道布置 43 煤層地質(zhì)特征 43 采區(qū)概況 43 煤層特征 43 采煤方法和回采工藝 43 采煤方法的選擇 43 回采工藝的確定 45 48 工作面長度確定 51 工作面長度合理性的檢驗(yàn) 52 工作面支護(hù)方式、支架規(guī)格和布置方式 53 55 循環(huán)作業(yè)方式及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 56 工作面機(jī)電設(shè)備及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 58 各工藝過程的安全注意事項(xiàng) 59 采區(qū)巷道和生產(chǎn)系統(tǒng) 64 概述 64 采區(qū)生產(chǎn)能力 64 采區(qū)上山布置 65 區(qū)段劃分 65 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 66 采區(qū)車場設(shè)計(jì)及硐室 66 采區(qū)上、中部車場 66 采區(qū)下部車場 67 采區(qū)硐室設(shè)計(jì) 67 采區(qū)采掘計(jì)劃 69 采區(qū)巷道的斷面和支護(hù)形式 69 工作面推進(jìn)度、年產(chǎn)量及采區(qū)回采率 69第六章 礦井運(yùn)輸 70 綜述 70 礦井生產(chǎn)能力和工作能力 70 煤層及煤質(zhì) 70 運(yùn)輸距離和貨載量 70 礦井運(yùn)輸系統(tǒng) 70 礦井提升概述 71 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 72 設(shè)備選型原則 72 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選型及能力驗(yàn)算 72 主要巷道運(yùn)輸設(shè)備的選擇 74 主運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇 74 74 74 80第七章 礦井通風(fēng)與安全 83 礦井通風(fēng)方式與通風(fēng)系統(tǒng) 83 煤層特征 83 選擇通風(fēng)系統(tǒng)的原則 83 礦井通風(fēng)方式及通風(fēng)系統(tǒng) 84 通風(fēng)系統(tǒng)概述 85 采區(qū)及全礦所需風(fēng)量 85 配風(fēng)的原則和方法 85 配風(fēng)的依據(jù) 86 采區(qū)及全礦所需風(fēng)量計(jì)算 86 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 90 91 91 礦井通風(fēng)總阻力 94 兩個(gè)時(shí)期的礦井總風(fēng)阻和總等積孔 94 扇風(fēng)機(jī)選型 95 選擇風(fēng)機(jī)的基本原則 95 選擇主要通風(fēng)機(jī) 95 防止特殊災(zāi)害的安全措施 97 瓦斯 98 粉塵 99 100 100第八章 礦井排水系統(tǒng) 101 概述 101 概況 101 排水系統(tǒng)概述 101 排水設(shè)備選型 102 初選水泵 102 管路布置 103 管道特性曲線及工況的確定 104 檢驗(yàn)計(jì)算 107 水倉及水泵房 107 水倉 107 水泵房 108 排水技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 111 全年排水電耗 111 排1m3水電耗 111 噸煤排水電耗 111第9章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 112感 謝 114參 考 文 獻(xiàn) 115112第一章 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 礦區(qū)概述 交通位置開灤范各莊礦是我國自行設(shè)計(jì)、施工的一座大型現(xiàn)代礦井。該礦井是河北省唐山市古冶區(qū)的一個(gè)礦井。井田范圍：井田東部以煤氣化帶為自然邊界，西北部以范呂井田邊界為邊界，南部以經(jīng)度38000，西部以緯度92500為界。開灤地處于河北省唐山市境內(nèi)，北依燕山，南望渤海，毗鄰京津大城市群，處于環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)腹地；京沈、通坨、大秦和坨港四條鐵路干線，京沈、唐津、唐港三條高速公路縱橫其中；秦皇島港、塘沽港毗鄰相接，新崛起的京唐港建有開灤業(yè)主碼頭，煤炭可直抵華東、華南市場和全國各地，并遠(yuǎn)銷海外。范各莊礦位于開平向斜之東南翼，屬唐山市古冶區(qū)管轄境內(nèi)，礦內(nèi)鐵路與京山線古冶站和林西礦接軌，有公路干線通過井田。礦井地理坐標(biāo)：東京113度28分，北緯39度33分。詳見圖11：范各莊礦井總布置。圖11 范各莊礦井總布置圖 地形特征范各莊礦井田范圍內(nèi)地勢平坦，為第四系沖基層所覆蓋，并且主要由砂、粘土、卵石組成。 氣象 地震 本井田，屬溫暖帶半濕潤型季風(fēng)氣候，四季分明，光照充足，溫差較大。春季多風(fēng)少雨，夏季炎熱濕潤，秋季秋高氣爽，冬季寒冷多霧。~℃，~~。每年7~9月份為雨季。據(jù)河北省地震局鑒定，本區(qū)地震基本烈度為7~8176。 礦區(qū)經(jīng)濟(jì)電源礦區(qū)內(nèi)工業(yè)結(jié)構(gòu)以采礦、建材、機(jī)械制造、輕工業(yè)為主。礦井建設(shè)所需主要建材除鋼材、木材、水泥由國家調(diào)撥或外購?fù)?，其余砂、磚、石灰等均由當(dāng)?shù)氐玫浇鉀Q。勞動(dòng)力來源廣，可滿足建設(shè)需要。范各莊礦中央變電站的電源線計(jì)4趟，其中2趟是電網(wǎng)呂家坨變電站35千伏輸電線，接礦中央變電站的兩臺(tái)變壓器SF716000/3SF710000/35，以6000伏電壓饋送至一水平；另外兩趟是開灤臨西電廠35千伏輸電線，接礦中央變電站的兩臺(tái)SFL15000/35變壓器，以6000伏電壓饋送二水平。 井田地層范各莊井田煤系地層主要由石炭系、二疊系地層所組成，其中包括中石碳統(tǒng)唐山組，上石碳統(tǒng)、趙各莊組，下二疊統(tǒng)的大苗莊組、唐家莊組?；诪榻?jīng)過長期剝蝕夷平的中奧陶統(tǒng)，上覆地層為上二疊統(tǒng)古冶組陸相碎屑巖。含煤建造由一套海相、過渡相、陸相地層組成。其中分述如下：（一） 石炭系（1）中統(tǒng)唐山組屬石炭系中統(tǒng)。直接覆于奧陶系灰?guī)r之上，與奧陶系地層呈假整合接觸，平均厚度約56米。巖性以粉砂巖、泥巖為主，細(xì)砂巖次之，底部為鮞狀鋁土質(zhì)泥巖（G層），含KKK3三層灰?guī)r，以K3三層灰?guī)r發(fā)育較好，層位穩(wěn)定，~，稱為唐山系灰?guī)r。含1~3層不穩(wěn)定的薄煤線。（2）上統(tǒng)開平組屬石炭系上統(tǒng)。上部止于K6頂板，下起唐山灰?guī)r頂板，本組厚度約52米。巖性以細(xì)砂巖和粉砂巖為主，泥巖次之，含KKK6三層質(zhì)地不均勻的薄層灰?guī)r和一層局部可采的14層煤層。本組比唐山組顏色較深，多呈深灰色，泥巖顯著減少，含砂量增加，植物化石增多，黃鐵礦結(jié)晶體和菱鐵礦結(jié)核均勻發(fā)育。（3）上統(tǒng)趙各莊組屬石灰系上統(tǒng)。上部以11煤層頂板為界，下伏開平組，厚度約86米，為主要含煤地層之一。巖性以粗砂巖、中砂巖和粉砂巖為主，泥巖次之。含二至三層可采煤層，即11煤、12煤12半煤。巖性與開平組比顆粒變粗，接近陸相沉積。（二） 二疊系（1）下統(tǒng)大苗莊組屬二疊系下統(tǒng)。上部止于5煤層頂板，下伏趙各莊組，厚度約67米。本組以深灰、黑灰色粉砂巖和泥巖為主，青灰色中砂巖次之，為主要含煤地層之一。含可采煤層四層，即5煤、7煤、8煤、但不可采。（2）下統(tǒng)唐家莊組屬二疊系下統(tǒng)。上部止于A層頂板，下伏大苗莊組，厚度約270米。巖性以粗砂巖中砂巖為主，細(xì)砂巖次之，下不粉砂巖和泥巖比較發(fā)育，間夾1~4薄煤線。掩飾顏色由下部的深灰、淺灰往上變?yōu)榛液妥霞t色，均屬于陸相沉積。范各莊井田煤系底層的層的形成過程均屬于近海型沉積。其中石灰炭系的唐山組、開平組和趙各莊組屬于海陸交互相沉積，二疊系的大苗莊組和唐家莊組屬于近海陸相沉積。整個(gè)煤系地層厚度、煤層層數(shù)、旋回結(jié)構(gòu)明顯清晰，易于對比。從相旋回的特征分析，中石炭統(tǒng)地殼升降運(yùn)動(dòng)頻繁，引起大面積海侵和海退，沉積了一套海陸交互相地層。由于地殼運(yùn)動(dòng)短暫而頻繁，不宜泥炭堆積，故沒有形成可采煤層。在這時(shí)期地形比較平坦，海侵和海退范圍廣泛，沉積了三層薄層灰?guī)r，即KKK3灰?guī)r。中石炭統(tǒng)地層厚度較薄，約為56米，相旋回結(jié)構(gòu)清晰，易于對比。晚中炭統(tǒng)地層以緩慢上升為主，聚煤作用活躍，海相地層逐漸減少，過渡相地層增多，且出現(xiàn)河流沖積相沉積。在晚灰石炭早起地殼運(yùn)動(dòng)還比較頻繁，且很不穩(wěn)定，沉積了三層薄層灰?guī)r，即KKK6灰?guī)r，到后期地殼運(yùn)動(dòng)趨于穩(wěn)定，適宜植物生長與堆積形成本井田的開采煤層，即112煤層和局部可采煤層12半煤層、14煤層。晚石炭統(tǒng)厚度約138米，相旋回結(jié)構(gòu)比較清楚。早二疊統(tǒng)地殼運(yùn)動(dòng)仍以上升為主，上升幅度由小漸大，海退范圍逐漸擴(kuò)大，沉積了一套近海陸相地層，湖泊、沼澤遍布，沉積了四層穩(wěn)定和較穩(wěn)定的可采煤層（9煤層）。到二疊統(tǒng)中晚期，氣候由溫潤轉(zhuǎn)向干燥，不宜植物的生長。中期只形成薄煤層，到晚期聚煤作用已進(jìn)入尾聲。下二疊統(tǒng)地層厚度約為337米。從煤系地層形成過程來看，地殼運(yùn)動(dòng)在中石炭統(tǒng)、下二疊統(tǒng)以上升為主，上升由小到大，有緩慢上升到直線上升。從巖相來看，為近海相——過渡相——大陸相。從成煤環(huán)境來看，則為濱海平原到內(nèi)陸湖泊。正是由于地殼運(yùn)動(dòng)由弱到強(qiáng)，從海相逐漸轉(zhuǎn)為陸相，在這種地殼運(yùn)動(dòng)相對穩(wěn)定時(shí)期，采沉積了本井田的開采煤層，詳見表11：范各莊礦井田地層劃分簡。地質(zhì)時(shí)代建組起止層位地層接觸關(guān)系厚度含煤層主要特征系統(tǒng)相第四系由地表至基巖面不整合整合整合整合整合整合假整合主要由砂、粘土、卵石組成二疊系上統(tǒng)古冶組紅色砂巖底面至A層頂面不含煤主要由中砂巖、粉砂巖組成下統(tǒng)唐家莊組A層頂面至5煤層頂面含煤線45層主要由中砂巖、粉砂巖組成大苗莊組5煤層頂板至11煤層頂板含煤6層可采4層即9煤由砂巖、粉砂巖、煤和泥巖組成石炭系上統(tǒng)趙各莊組11煤層頂板至K6灰?guī)r頂面含3層煤即可采的1112半煤由砂巖、粉砂巖、煤組成開平組K6灰?guī)r頂面至K3灰?guī)r頂面含煤1~3層，僅14煤局部可采主要由粉砂巖、泥巖組成，夾三層不穩(wěn)定的灰?guī)r中統(tǒng)唐山組K3灰?guī)r頂面至奧陶灰?guī)r頂面含1~3層不穩(wěn)定薄煤線以粉砂巖為主，細(xì)砂巖次之，間夾三層灰?guī)r，底部為G層鋁礬土巖開平組由灰?guī)r、白云巖等組成表11：范各莊礦井田地層劃分簡表 地質(zhì)結(jié)構(gòu) 范各莊井田位于開平煤礦的東南翼。開平煤田位于燕山南麓，開平主向斜是煤田的主要骨架，呈復(fù)式向斜構(gòu)造。向斜的總體軸向?yàn)镹E向，自古冶以北主向斜軸逐漸轉(zhuǎn)為東西向。向斜兩翼不對稱，西北翼地層傾角比較大，局部地層倒轉(zhuǎn)，發(fā)育落差及走向長度較大的逆斷層或逆掩斷層；東南翼地層傾角比較平緩，由北往南發(fā)育兩組軸向與主向斜中歐斜交或直交的短軸傾伏褶皺構(gòu)造；一組由杜軍莊背斜、黑鴨子向斜、呂家坨向斜、塔坨向斜、畢各莊向斜及南陽莊背斜等組成；另一組出現(xiàn)在宋家營以南，由李新莊向斜、劉唐堡背斜組成，其規(guī)模不如前者。東南翼斷層不斷發(fā)育，規(guī)模也較小，多見于褶皺構(gòu)造的軸部，正斷層較多，逆斷層較少。范各莊井田的主體構(gòu)造為井田北翼的塔坨向斜和南翼的畢各莊區(qū)域的畢各莊向斜，是由于開平向斜在發(fā)育過程中北部受青龍山東西構(gòu)造帶影響，主向斜軸在古冶以北發(fā)生偏轉(zhuǎn)呈東西向而派生出的南北應(yīng)力場形成的次一級構(gòu)造。塔坨向斜在井田范圍內(nèi)已經(jīng)由鉆探工程、井巷工程嚴(yán)密控制，向斜軸線總體呈東西向，樞紐呈弧形向北凸出。受塔坨向斜影響，往南伴發(fā)音了北二背斜和井口向斜。畢各莊向斜主要為鉆探工程控制，向斜軸呈NW向，樞紐呈馬鞍伏起伏較大，沿軸向形成兩個(gè)小型盆地。井田內(nèi)較大的斷裂構(gòu)造主要分布于畢各莊向斜區(qū)域：一組是以F5大斷層為主的斷層帶，走向呈NNE向。F5斷層為正斷層，落差達(dá)200余米，向北發(fā)育，一直切過唐家莊井田。F5斷層為喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的次一級構(gòu)造；另一組是以F0斷層為主的斷裂構(gòu)造帶。該斷層帶在三水平南二石門以南通過鉆探、物探、巷道工程得到了比較好的控制，南二石門以北的延展情況及落差變化尚待探查。F0斷層為F5大斷層的伴生構(gòu)造。第三組為畢36孔、847孔揭露的一組較大落差的正斷層。斷層多為單孔控制，斷層的走向尚未確定，也應(yīng)屬于F5大斷層的半生構(gòu)造或派生構(gòu)造，有待進(jìn)一步查明。到目前為止，井田內(nèi)可能出現(xiàn)的大型構(gòu)造基本得到了控制?？偟拈_看，塔坨向斜區(qū)、畢各莊向斜區(qū)構(gòu)造比較復(fù)雜，形成的斷裂構(gòu)造多與區(qū)域應(yīng)力場有關(guān)，有明顯的規(guī)律性。中部單斜區(qū)構(gòu)造相對比較簡單。同時(shí)隨著井田的開發(fā)深部延伸，構(gòu)造發(fā)育越來越復(fù)雜，斷層落差增大，斷層面形式多樣化，對生產(chǎn)影響也越來越大，特別是F0斷層及伴生構(gòu)造的存在，完全打亂了二水平下半部及三水平上班不的正常生產(chǎn)布局。范各莊井田根據(jù)構(gòu)造特征，劃分三個(gè)構(gòu)造區(qū)，即井田北部的塔坨向斜區(qū)，中部單斜構(gòu)造區(qū)和南部畢各莊向斜區(qū)。（一）塔坨向斜區(qū)由南一石門往北到井田邊界的塔坨向斜區(qū)。該區(qū)域內(nèi)以褶皺和陷落柱構(gòu)造發(fā)育為主要特征。褶皺由北往南依次為塔坨向斜、北二背斜、井口向斜。一發(fā)現(xiàn)的陷落柱大部分發(fā)育在此區(qū)域，且集中井口向斜軸部附近。斷裂構(gòu)造發(fā)育以小型正斷層為主。塔坨向斜：塔坨向斜為本區(qū)域的主體構(gòu)造，對該區(qū)內(nèi)其他褶皺、斷裂構(gòu)造及煤層的后生變化起著決定性的控制作用。塔坨向斜的樞紐呈弧形、向北彎曲。向斜的軸線在400米以上為N65176。W ,往深部轉(zhuǎn)為N45176。E，向斜軸面略向北傾斜。兩翼地層不對稱，北翼陡，地層傾角可達(dá)45176。，南翼緩，請教在20176。以下。向斜在淺部較為開闊，而在300米至600米之間褶皺比較緊密，