【正文】 河南理工大學(xué)采礦工程專業(yè)2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)義馬煤業(yè)常村煤礦120萬噸采礦專項(xiàng)初步設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄1 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征 1 礦區(qū)概況 1 交通位置 1 井田地形 1 河流及水體 2 2 井田地質(zhì)特征 2 井田地質(zhì)構(gòu)造 2 6 煤層特征 9 9 9 102 井田境界和儲(chǔ)量 11 井田境界 11 井田儲(chǔ)量 11 11 12 133 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 16 16 16 16 164 井田開拓 17 概述 17 井田開拓 17 17 18 19 方案比較 19 井筒特征 24 主井 24 副井 25 風(fēng)井 27 284 .4 井底車場(chǎng)及主要巷道 28 29 31 33 確定井底車場(chǎng)主要巷道斷面及硐室位置 33 33 35 開采順序及采區(qū)、采煤工作面的配置 37 37 38 39 39 井巷工程量和建井工期 40 概述 40 405 準(zhǔn)備方式—盤區(qū)巷道布置 43 概述 43 盤區(qū)位置 43 盤區(qū)煤層特征 43 水位地質(zhì)構(gòu)造 43 地表情況 43 盤區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 43 盤區(qū)巷道布置 43 446 采煤方法 46 采煤工藝方式 46 46 采煤工作面設(shè)備 47 回采巷道的布置 48 回采巷道布置方式 48 盤區(qū)車場(chǎng)形式選擇 48 51 盤區(qū)千噸掘進(jìn)率、盤區(qū)掘進(jìn)出煤率、及盤區(qū)采出率 5設(shè)備數(shù)量及掘進(jìn)工作面數(shù)目 527 井下運(yùn)輸 54 54 煤層特征 54 54 盤區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇 55 礦井設(shè)備選型原則 55 盤區(qū)設(shè)備選型及能力驗(yàn)算 55 大巷運(yùn)輸設(shè)備選擇 56 56 輔助運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇 57 運(yùn)輸設(shè)備能力驗(yàn)算 578 礦井通風(fēng)及安全技術(shù) 58 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 58 58 礦井通風(fēng)方式的選擇 59 盤區(qū)及全礦所需風(fēng)量 60 風(fēng)量計(jì)算 60 風(fēng)速驗(yàn)算 62 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 62 計(jì)算原則 62 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 63 計(jì)算礦井總風(fēng)阻及總等積孔 66 扇風(fēng)機(jī)選型 66 66 電動(dòng)機(jī)選型 68 礦井安全技術(shù)措施 69 69 預(yù)防井下火災(zāi)的措施 70 70 粉塵的綜合防治 71致 謝 74參 考 文 獻(xiàn) 75E1 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征 礦區(qū)概況 交通位置常村井田位于河南省義馬市東南部，西邊離澠池縣有10km，東邊離洛陽有80km，井田北部有隴海鐵路、連霍高速公路和310國道，本礦有專用鐵路和公路與之銜接，交通便利（如下圖ll）。圖1l 常村礦交通位置示意圖 井田地形井田內(nèi)以中上侏羅系礫巖為構(gòu)架，地表多為第四系黃土所覆蓋。地面高程405～580m，地形切割較強(qiáng)烈，屬豫西低山丘陵區(qū)。地形走向呈東西，分水嶺處于中南部，分水嶺以南，地形呈較緩的波狀起伏，最低標(biāo)高405m，相對(duì)高差20~50m，發(fā)育有馬溝、馬連洼溝、坡頭南溝、任家溝、宋溝等沖溝，由西北向東南匯入洛河，這些溝谷縱坡長(zhǎng)，溝身長(zhǎng)。 河流及水體本區(qū)主要河流為南澗河，義馬以上流域面積約576km2，源于陜縣觀音堂、英豪山東麓，自西而東流經(jīng)井田西北邊緣中侏羅系露頭區(qū)，向東則漸離井田淺部邊界，據(jù)以往觀測(cè)，／S，／S，最高洪水位標(biāo)高（常村橋處）為+，系一典型的山區(qū)河流。 本區(qū)為大陸性氣候，據(jù)澠池縣氣象站觀測(cè)資料：℃，℃（7月）~℃（l月）,℃（1966年6月20日），℃(1969年1月31日)。，（2004年），（1997年），（1957年7月）；（1982年7月30日）。降雨量多集中于第三季度，可占全年的55%。，（1966年），（1985年）。，相對(duì)濕度為64％。5~9月以東~東南風(fēng)為主，10月至翌年4月則多西~西北風(fēng)，／s，最大21m／s（1994年）。凍結(jié)期分布于11月至次年3月，凍結(jié)天數(shù)31天（1958年）~93天（1960年），最大凍結(jié)深度34cm。據(jù)洛陽地區(qū)地震辦公室提供，義馬礦區(qū)屬5級(jí)地震區(qū)，震中烈度6~7度。據(jù)記載：1847年澠池地震，5級(jí)，震中烈度6度；1920年9月、1930年兩次地震，中國科學(xué)院鑒定為6級(jí)；1964年9月、11月地震強(qiáng)度與前兩次大致相同。因此礦井有關(guān)建筑設(shè)施均應(yīng)考慮抗震性能。 井田地質(zhì)特征 井田地質(zhì)構(gòu)造井田內(nèi)中新生代地層廣泛分布，下部為含煤巖系，上部為巨厚的粗碎屑巖系，各系、統(tǒng)間多以假整合或角度不整合接觸，代表了中生代以來發(fā)生的各次地殼運(yùn)動(dòng)，其中以燕山運(yùn)動(dòng)最為強(qiáng)烈，它控制了沉積建造（特別是上部為巨厚的粗碎屑巖系）的形成和變形。煤系地層大多為第四系黃土覆蓋，但也有零星出露。根據(jù)地表和鉆孔揭露，地層由老到新的巖性特征分述如下：三疊系上統(tǒng)延長(zhǎng)群：延長(zhǎng)群是分布在華北西部廣大地區(qū)的晚三疊世含煤巖系。本區(qū)延長(zhǎng)群的厚度達(dá)1700m以上，可劃分為油房莊、椿樹腰、譚莊等三個(gè)組。其中譚莊組含多層薄煤和煤線，但不具工業(yè)價(jià)值。下面僅就譚莊組描述如下。譚莊組（T3yt）據(jù)巖性可分為上下兩段：下段：以灰黃、淺灰色細(xì)砂巖，粉砂巖和泥巖為主，夾粉紅色厚一巨厚層狀長(zhǎng)石石英砂巖,下部夾煤線。局部夾中基性沉凝灰?guī)r。本段厚290m左右。上段：以淺灰色中一細(xì)粒（局部粗粒）長(zhǎng)石石英砂巖和粉細(xì)砂巖互層為主，夾灰綠和深灰色泥巖、粉砂巖。粗砂巖中具大型板狀和鍥形交錯(cuò)層理，粉、細(xì)砂巖中多具波狀層理，發(fā)育變形構(gòu)造和生物通道。含薄層狀和透鏡狀菱鐵礦結(jié)核。夾l～20余層薄煤或煤線，一般小于0．50m，僅個(gè)別見煤點(diǎn)（50805號(hào)孔）可達(dá)1m左右。厚274300m。微角度不整合侏羅系（J）：中統(tǒng)義馬組（J21ym）：為煤系地層。平行不整合。 中統(tǒng)馬凹組（J22）：下部：在16線以東為巨厚層礫巖夾灰綠、棕紅色砂巖、砂質(zhì)泥巖。以西則為砂巖，砂質(zhì)泥巖夾礫巖。上部：為棕紅、磚紅、灰綠或雜色砂巖，砂質(zhì)泥巖和礫巖互層，井田西部礫巖多為夾層。礫巖之礫石成分以石英砂巖、石英巖為主，次為火成巖，偶見石灰?guī)r；次棱角狀或次圓狀；礫徑2～500mm；砂泥質(zhì)填隙，基底式和孔隙式膠結(jié)；塊狀構(gòu)造。砂泥質(zhì)沉積中局部可見緩波狀或平行層理。本組一般厚185m，在井田內(nèi)有自西北向東南漸薄之趨勢(shì)。平行不整合 上統(tǒng)（J3）。雜色巨厚層礫巖偶夾砂、泥巖透鏡體；礫石以石英砂巖、石英巖為主，含火成巖和石灰?guī)r；次棱角狀和次圓狀，礫徑2～900mm不等；砂質(zhì)充填，孔隙式泥質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)。厚363m。 不整合下第三系（E）：上部為淺土紅色細(xì)砂巖、砂質(zhì)泥巖互層，夾薄層礫巖。中部為砂礫巖夾砂質(zhì)泥巖。下部為肉紅色礫巖。礫巖之礫石成分以石英砂巖、石英巖為主，次為火成巖和石灰?guī)r等；礫徑一般10～200mm；砂泥質(zhì)充填、孔隙式鈣質(zhì)膠結(jié)．。僅分布于井田之東南側(cè)。不整合 上第三系（N）：上部為灰白、肉紅色泥灰?guī)r、隱品質(zhì)結(jié)構(gòu)，常含次棱角狀石英巖礫石，局部見同生角礫。具水平紋層，發(fā)育蜂窩狀溶洞，部分為紅土充填。下部為淺棕紅色礫巖、礫石成分以石英巖和石英砂巖為主，次為少量的基性火成巖、石灰?guī)r；次圓狀、礫徑2200mm不等；孔隙式泥鈣質(zhì)膠結(jié)。，局部零星發(fā)育。不整合第四系（Q）土黃色、棕紅色粘土、砂質(zhì)粘土、多含砂姜，底部通常為粘土質(zhì)砂姜和礫石。沖溝和河床中為砂礫。圖l2 地質(zhì)綜合柱狀圖表11 主要地質(zhì)構(gòu)造特征表 序號(hào)名稱斷層性質(zhì)斷層面走向斷層面傾向傾角( 186。 )落差（m）水平斷距（m）位置及范圍1F8逆斷層北東15 186。西偏北80 186。045m300 m為常村與躍進(jìn)兩井田之邊界斷層，在井田內(nèi)延展長(zhǎng)度1500m左右。2F3逆斷層?xùn)|西南北80 186。0~150 m90~1000 m斜切于井田中西部，井田內(nèi)長(zhǎng)度大于4000m本區(qū)位于洛河流域的東北部，為一廣被第四系亞粘土覆蓋的山前丘陵區(qū)。西、北為中低山構(gòu)成的二級(jí)分水嶺所環(huán)繞，東、南地勢(shì)開闊。分水嶺標(biāo)高748~1463m；丘陵標(biāo)高400~600m。南澗河自西向東蜿蜒于丘陵間，河谷標(biāo)高為+360m（城村東），‰。在南澗河兩岸發(fā)育著一、二級(jí)階地，階地高出河床分別為2~3m和15~20m。南澗河南又有一近東西向高地構(gòu)成了三級(jí)分水嶺，標(biāo)高為520~670m。其南部水泄入洛河；北部水泄入南澗河。區(qū)內(nèi)沖溝十分發(fā)育，構(gòu)成了排泄地表徑流的有利地形。南澗河發(fā)源于英豪以西中、低山區(qū)，向東流至洛陽匯入洛河，流域面積約1430km2，為一典型的季節(jié)性河流。／s，~，是排泄地表及地下徑流的主要渠道。區(qū)內(nèi)主要含水層有：第四系底部卵石砂姜層孔隙型潛水一微承壓水；第三系泥灰?guī)r裂隙一巖溶型潛水一承壓水；上、中侏羅統(tǒng)巨厚層礫巖孔隙一裂隙型潛水一承壓水；石炭系薄層灰?guī)r層間巖溶一裂隙型承壓水；奧陶、寒武系巨厚層灰?guī)r巖溶一裂隙型潛水一承壓水。這些含水層在區(qū)內(nèi)均有出露，直接承受大氣降水的補(bǔ)給，基巖含水層之間均有厚的隔水巖系相隔。中、低山區(qū)，丘陵地帶為地下水的補(bǔ)給區(qū)，系貧水區(qū)；而寒武、奧陶系厚層灰?guī)r分布區(qū)的斷層帶，又是地下水的富集帶。南澗河河谷為地下水的泄水區(qū)，河谷及其兩岸系富水區(qū)。由于基巖含水層充水空間不發(fā)育，并隨深度延深而減弱，基巖含水層暴露面積小，地形條件不利補(bǔ)給，降水集中，補(bǔ)給期短等因素，決定了基巖靜、動(dòng)水量小，區(qū)域水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單一中等類型。井田位于丘陵區(qū)的三級(jí)分水嶺部位，屬貧水區(qū)，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。含水層：（1）第四系砂礫石孔隙潛水含水層：砂礫、卵礫為主，根據(jù)其成因不同可分成兩類：一類是以沖積為主的河床、河漫灘相沉積，~，沿南澗河兩岸呈帶狀分布。它直接暴露于南澗河河床及河漫灘中，與河水相勾通，底部直接不整合于侏羅系中統(tǒng)礫巖之上。據(jù)2306號(hào)孔抽水試驗(yàn)資料：q=~ L／sm，k=~／d，靜水位標(biāo)高+，水質(zhì)為HCO3—Ca型。另一類則以基巖風(fēng)化殘積、坡積為主的沉積，分布于分水嶺兩側(cè)的丘陵地帶，底部不整合于侏羅系礫巖及第三系泥灰?guī)r之上，和基巖風(fēng)化帶構(gòu)成了統(tǒng)一的含水體，據(jù)井田內(nèi)民井觀測(cè)，~，水質(zhì)為HCO3SO4一CaNaMg型。（2）第三系泥灰?guī)r、礫巖巖溶一裂隙潛水一承壓含水層：厚0~，上部巖性為泥灰?guī)r，質(zhì)較純，蜂窩狀溶洞發(fā)育。下部多為鈣質(zhì)膠結(jié)的礫巖，該層主要分布于井田的東部（13線以東）。厚度呈由北向南逐漸增厚的趨勢(shì)。據(jù)千秋配風(fēng)井抽水試驗(yàn)資料：q= L／srn，K=／d。另據(jù)鉆孔近似穩(wěn)定水位觀測(cè)，水位標(biāo)高+~+，富水性中等，水質(zhì)HCO3－CaMg型。（3）侏羅系上統(tǒng)礫巖孔隙一裂隙潛水一承壓含水層：厚0~，井田內(nèi)廣布，西厚東薄，巖性以砂泥質(zhì)膠結(jié)的粗礫巖，下部夾有0~5層的磚紅色粉砂巖、細(xì)砂巖薄層。據(jù)井田鄰區(qū)抽水試驗(yàn)資料：q=~／srn，K=~／d，水位標(biāo)高+~+，水質(zhì)為HCO3SO4—CaMg型，℃，富水性較弱。（4）侏羅系中統(tǒng)礫巖孔隙一裂隙承壓含水層：一般厚185m左右，以次圓狀~圓狀石英巖，石英砂礫巖為主，礫徑大小不一，砂泥質(zhì)膠結(jié)，井田內(nèi)穩(wěn)定分布，據(jù)鄰區(qū)抽水試驗(yàn)資料；q=~ L／srn，K=~／d，水位標(biāo)高+~+，水溫12℃，富水性弱，該層是礦井充水的主要含水層。（5）23煤（分叉區(qū)）頂板砂巖裂隙承壓含水層：厚0~，巖性為中～粗粒砂巖，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，分布于17線以西，F(xiàn)3斷層以北的礦井西翼，厚度變化呈由北向南增厚的趨勢(shì)。據(jù)北露天井田2102號(hào)孔抽水試驗(yàn)資料：q=／srn，K=／d，靜水位高程+，富水性弱，對(duì)礦井充水無影響。（6）侏羅系中統(tǒng)義馬組底礫巖孔隙—裂隙承壓含水層：厚0~，東厚西薄，礫石成分以次圓狀，淺灰色、灰白色石英巖和石英砂礫巖為主，礫徑大小不一，多以泥質(zhì)膠結(jié)，在井田南部逐漸相變?yōu)楹[泥巖，13線以東為23煤直接底板。（圖51）。據(jù)北露天井田2405號(hào)孔抽水試驗(yàn)資料：q=／srn，K=／d，靜水位標(biāo)高+，水質(zhì)為HCO3－Ca型，井下在開拓過程中，揭露本層時(shí)，基本無水。井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等。礦井主要的充水含水層為侏羅系中統(tǒng)礫巖層，它直接承受大氣降水的補(bǔ)給；第四系礫石層，第三系泥灰?guī)r、礫巖及侏羅系上統(tǒng)礫巖通過不整合面或通過斷層越流補(bǔ)給侏羅系中統(tǒng)礫巖層。但由于侏羅系中統(tǒng)礫巖充水空間不發(fā)育，補(bǔ)給范圍狹小，補(bǔ)給條件不良等因素所致，其富水性較弱，單位涌水量q＜ L／sm，水文地質(zhì)條件屬中等。據(jù)礦井歷年涌水量觀測(cè)成果，1990年以來，全礦井正常涌水量為140m3／h，最大涌水量364m3／h。澗河是本礦主要的水害，井下采掘工程受到一定的影響，因此，礦井采取以地面截堵和井下防排相結(jié)合的防治措施，方法正確。 煤層特征義馬組共含煤二組三層，其中普遍可采者一層（23煤），不可采的兩層（111煤）?，F(xiàn)將可采煤層的一些主要特征評(píng)述如下。煤質(zhì)情況，如下表：表12 煤的工業(yè)分析表煤層名稱煤牌號(hào)水分（%）M灰分(%) A揮發(fā)份(%) V含硫量(%) S含磷量(%) P膠質(zhì)厚度Y（m）發(fā)熱量（MJ/kg）Q備注23長(zhǎng)焰煤15~2522現(xiàn)將可采煤層的一些主要特征評(píng)述如下：表13 設(shè)計(jì)主要可采煤層特征表煤層名稱煤層厚度（m）傾角( 186。 )圍巖性質(zhì)煤牌號(hào)硬度容重(t/m3)煤層結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性最小~最大平均可采厚度頂板底板平均230~913186。粉砂巖泥巖粉砂巖長(zhǎng)焰煤脆度較小內(nèi)生裂隙不發(fā)