【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 水泵選型 78 水泵房的設(shè)計(jì) 80 水泵房支護(hù)方式和起重設(shè)備 80 水泵房的位置 80 水泵房規(guī)格尺寸的計(jì)算 80 水倉(cāng)設(shè)計(jì) 81 水倉(cāng)的位置及作用 81 水倉(cāng)容量計(jì)算 81 11 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 83 全礦人員編制 83 井下工人定員 83 井上工人定員 83 管理人員 83 全礦人員 84 勞動(dòng)生產(chǎn)率 84 采煤工效 84 井下工效 84 生產(chǎn)工效 84 全員工效 84 成本 85 全礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 86 結(jié)論 92 參考文獻(xiàn) 93 附錄A 94 附錄B 97 前言中國(guó)是世界最大產(chǎn)煤國(guó)煤炭在中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中占有極重要的地位 煤炭是工業(yè)的糧食 我國(guó)一次能量消費(fèi)中 煤炭占75%以上 煤炭發(fā)展的快慢將直接關(guān)系到國(guó)計(jì)民生 作為采礦專業(yè)的一名學(xué)生我很榮幸能夠?yàn)樽鎳?guó)煤炭事業(yè)盡一份力畢業(yè)設(shè)計(jì)是畢業(yè)生把大學(xué)所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié) 使所學(xué)知識(shí)一體化是我們踏入工作崗位的過(guò)度環(huán)節(jié) 設(shè)計(jì)過(guò)程中的所學(xué)知識(shí)很可能被直接帶到馬上的工作崗位上 所以顯得尤為重要學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)能夠全面系統(tǒng)的運(yùn)用和鞏固所學(xué)的知識(shí) 掌握礦井設(shè)計(jì)的方法、步驟及內(nèi)容培養(yǎng)實(shí)事求是、理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度 培養(yǎng)自己的科學(xué)研究能力提高了編寫(xiě)技術(shù)文件和運(yùn)算的能力同時(shí)也提高了計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力及其他方面的能力并合理運(yùn)用平時(shí)及課堂上積累的知識(shí) 查找有關(guān)資料力求設(shè)計(jì)出一個(gè)高產(chǎn)、高效、安全的現(xiàn)代化礦井本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)從礦井的開(kāi)拓、開(kāi)采、運(yùn)輸、通風(fēng)、提升及工作面的采煤方法等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的敘述并進(jìn)行了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較 論述了本設(shè)計(jì)的合理性 完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)要求的內(nèi)容 同時(shí)說(shuō)明書(shū)圖文并茂使設(shè)計(jì)的內(nèi)容更容易被理解和接受 在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了指導(dǎo)老師的詳細(xì)指導(dǎo)和同學(xué)的悉心幫助 在此表示感謝由于設(shè)計(jì)時(shí)間和本人能力有限 難免有錯(cuò)誤和疏漏之處 望老師給予批評(píng)指正礦區(qū)概述及井田特征 概述 礦區(qū)的地理位置及行政隸屬關(guān)系礦區(qū)位于唐山市東北約13km處的荊各莊村附近在開(kāi)平煤田鳳山西北側(cè) 礦井走向長(zhǎng)5km 井田面積11km2 南與馬家溝礦業(yè)公司相距6km 中間有陡河相隔 行政屬開(kāi)平區(qū)管轄 地形、地貌、交通等情況1)地形地貌為一平坦的沖積平原 北部山區(qū)為燕山山脈的余脈 井田北、東、南三面被低山包圍頗有山前扇狀地景觀 井田地面標(biāo)高100m2)交通該礦區(qū)的交通十分方便鐵路：一條通往用煤大戶陡河電廠的專用線并與呂陡線在井田上方交匯；另一條經(jīng)馬家溝礦業(yè)公司與老京山線的開(kāi)平站相聯(lián) 公路：北距10km與京沈高速公路、102國(guó)道相聯(lián) 南距7km經(jīng)開(kāi)平與205國(guó)道、津秦高速公路相聯(lián) 形成了比較完整的交通網(wǎng) 四通八達(dá)井田內(nèi)共有8個(gè)自然村 主要從事農(nóng)業(yè)除東新莊外其它7個(gè)村莊已搬遷完畢圖11 劉官屯礦交通位置圖 Liuguantun Mining traffic and location3)水文本區(qū)東南的陡河 發(fā)源于北部山地 下游集入石榴河 向南流入渤海 主流全長(zhǎng)100km 河水終年不固 不凍在雙橋村一帶有水庫(kù) 陡河最高水位+ 低于地面標(biāo)高40m左右 冬季水位介于+216~+217m 氣候地震等情況本區(qū)系于半大陸性氣候 夏季炎熱多雨多東南風(fēng)；冬季嚴(yán)寒凜冽 秋冬多西北風(fēng)雨季集中在七、八、九三個(gè)月 ℃ ℃凍結(jié)期由11月二旬至次年3月上旬 地震烈度六級(jí) 井田及其附近的地質(zhì)特征 井田的地層層位關(guān)系及地質(zhì)構(gòu)造開(kāi)平煤田位于燕山南麓在大地構(gòu)造上位于中朝地臺(tái)燕山沉降帶的東南側(cè)燕山南麓煤田在地質(zhì)力學(xué)體系上處于天山～陰山緯向構(gòu)造帶、新華夏系構(gòu)造帶和祁呂～賀蘭山山字形的三個(gè)巨型構(gòu)造體系的交匯部位 開(kāi)平煤田受新華夏構(gòu)造體系的影響 以一系列ＮＮＥ向的褶曲及逆斷層組成北部受緯向構(gòu)造的影響逐漸向南彎轉(zhuǎn)成走向近東西向 煤系地層由石炭系中統(tǒng)唐山組上統(tǒng)開(kāi)平組、趙各莊組及下二疊系大苗莊組、唐家莊組等組成 巖性以砂巖、泥巖為主基底地層為中奧陶系馬家溝組石灰?guī)r 分布于煤田周邊地帶 與煤系地層呈不整合接觸 見(jiàn)井田地質(zhì)特征表11 煤田向南傾伏其南部界限可能跨過(guò)寶坻～奔城大斷層伸入另一個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元－－華北斷陷 經(jīng)鉆口和電測(cè)曲線對(duì)比推斷 本區(qū)主要斷層共有2條 分別為F1 和F2 區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)有大面積巖漿活動(dòng) 所見(jiàn)分布于煤田西側(cè)和南側(cè)區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)區(qū)域變質(zhì)或侵入變質(zhì)現(xiàn)象說(shuō)明：據(jù)2001全國(guó)地層委員會(huì)和2004國(guó)際地層委員會(huì)發(fā)布的時(shí)代劃分方案 石炭紀(jì)二分 二疊紀(jì)三分但為了與礦上其他資料吻合方便起見(jiàn) 本次仍沿用舊的時(shí)代劃分方案本井田西部以I號(hào)勘探線和F1斷層為界 東部以VI號(hào)勘探線為界 北部以300m等高線為界 南部以750等高線井田內(nèi)賦存有122號(hào)兩個(gè)可采煤層表11 井田地質(zhì)特征表 Well field geological feature table界系統(tǒng)年代組厚度/m新生界 第四系Q~~~~~~不整合~~~~~~洼里組0～890上古生界 二疊系上統(tǒng)P222800P21古冶組346下統(tǒng)P12唐家莊組180P11大苗莊組石 炭 系 上統(tǒng) C32 趙各莊組 74C31 開(kāi)平組 70中統(tǒng) C2 唐山組平行不整合馬家溝組 65 下 古 生 界 奧 陶 系 中統(tǒng) O2 345下統(tǒng) O12 亮甲山組 115O11冶里組 203 寒 武 系 上統(tǒng) ?33 鳳山組 68?32 長(zhǎng)山組 48?31 崮山組 82中統(tǒng) ?2 張夏組 120下統(tǒng) ?12 饅頭組 150?11 景兒峪組 263 元 古 界 震旦系上統(tǒng)Z2W迷霧山組1200Z2Y楊莊組400下統(tǒng)Z1K高于莊組600Z1T+H大紅峪黃崖關(guān)組~~~~~~不整合~~~~~~五臺(tái)群450太古界前震旦Ar 含煤系及地層特征開(kāi)平煤田構(gòu)造形式以褶皺為主 線型排列比較明顯向斜背斜多呈相間平行排列區(qū)內(nèi)由西至東有：薊玉向斜及其兩側(cè)的窩洛沽向斜、豐登塢背斜、車軸山向斜、卑子院背斜、彎道山～西缸窯向斜、鳳山～缸窯背斜、開(kāi)平向斜 本設(shè)計(jì)的十組煤分四個(gè)分層 走向中部厚沿走向往兩側(cè)逐漸變薄 但從鉆孔看 變化不大整個(gè)十組煤厚度均勻 從全礦井看煤層角度東部較小 西部邊界偏大 深部角度小 淺部角度大1）表土層及風(fēng)化層的深度礦井田內(nèi)地勢(shì)平坦 為第四系沖積層所覆蓋 沖 積層較厚井田淺部以風(fēng)積細(xì)粉砂巖為主 顆粒細(xì)而均勻表土層厚度平均在100m 且有流沙2）煤層總數(shù)及可采層數(shù)本區(qū)煤層巖性變化不大 煤層結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單 有少量夾矸 共含十一個(gè)煤組本設(shè)計(jì)的十組煤全區(qū)發(fā)育 122均為可采煤層 水文地質(zhì)荊東四礦的水文地質(zhì)條件屬一般型 有八個(gè)含水層 自下而上分別為：1）奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層（Ⅰ）2）K2～K6砂巖裂隙承壓含水層（Ⅱ）3）K6～煤12砂巖裂隙承壓含水層（Ⅲ）4）煤9～煤7砂巖裂隙承壓含水層（Ⅳ）5）煤5以上砂巖裂隙承壓含水層（Ⅴ）6）風(fēng)化帶裂隙、孔隙承壓含水層（Ⅵ）7）第四系底部卵石孔隙承壓含水層（Ⅶ）8）第四系中上部砂卵礫孔隙承壓和孔隙潛水含水層（Ⅷ）其中與礦井生產(chǎn)較密切的為Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ全礦預(yù)測(cè)涌水量：最大涌水量 m3/h正常涌水量 m3/h 煤質(zhì)及煤層特征 井田內(nèi)煤層及埋藏條件煤層走向主體為東西走向 整體近似于長(zhǎng)方形 煤層賦存比較穩(wěn)定 全區(qū)發(fā)育平均傾角為14176。左右 可采煤層間距見(jiàn)表12表 12 煤層間距見(jiàn)表 Seam pitch table煤層平均厚度（m)煤層間距(m)122 3煤層賦存狀態(tài)十煤組共分122分層 全區(qū)發(fā)育 見(jiàn)煤層柱狀圖 如圖12圖12 綜合柱狀圖 Synthesis column map本區(qū)煤層中夾石在井田中部最薄 往南北兩翼逐漸變厚 沿傾向方向變化小沿走向方向向南北變化稍大 以粉砂巖為主 粘土巖含量減少各種巖石所占的百分比為：％ ％ ％ ％巖相組合上為淺海相薄層泥質(zhì)碳酸鹽巖和瀉湖海灣相粉砂巖及砂巖沉積物的交替沉積 煤的容重見(jiàn)表13表 13 煤的容重 Bulk density of coal容重最小最大平均t/m3本組內(nèi)賦存三層石灰?guī)r 由下而上命名為KKK6 其中K5石灰?guī)r為深灰色泥質(zhì)生物碎屑巖 時(shí)而接近鈣質(zhì)粘土巖特點(diǎn)是含灰白色的動(dòng)物介殼 富集成層與深灰色泥質(zhì)灰?guī)r交替成細(xì)帶狀 形成明顯的水平層理和水平波狀層理 極易區(qū)別于其它石灰?guī)r 厚度薄但比較穩(wěn)定本組比較突出的特點(diǎn)是出現(xiàn)了含煤沉積 是典型的海陸交互相沉積序列井田內(nèi)各煤層的偽頂多為薄層泥巖 直接頂一般為粘土巖或粉砂巖 底板多為粉砂巖次之 區(qū)內(nèi)雖然巖性變化大 但有一定規(guī)律 即由東往西由下向上巖性逐漸由細(xì)變粗 北部和中部較穩(wěn)定 各類砂巖層理不甚發(fā)育 破碎易風(fēng)化具有較強(qiáng)的膨脹性 遇水后即軟化斷裂帶附近層間滑動(dòng)發(fā)育 其內(nèi)的巷道圍巖不穩(wěn)定 易冒落變形位于煤層間的巷道有不同程度的移動(dòng)和破壞 煤層的含瓦斯性、自燃性、爆炸性本井田煤層瓦斯含量均很低 屬低沼礦井 據(jù)化驗(yàn)資料瓦斯絕對(duì)涌出量為：～：～：％～％；本區(qū)由于煤燃點(diǎn)低 易自燃發(fā)火煤塵試驗(yàn)結(jié)果為火焰長(zhǎng)度40mm 巖粉量55% 具有爆炸性自燃發(fā)火期為36個(gè)月 井田的勘探程度及進(jìn)一步勘探要求目前勘探程度已達(dá)到精查確定了高級(jí)儲(chǔ)量為50%以上 但為了滿足以后生產(chǎn)要求 應(yīng)提高一水平的勘探程度 使高級(jí)儲(chǔ)量達(dá)到70%以上井田境界及儲(chǔ)量 井田境界 井田范圍本井田西部以I號(hào)勘探線和F1斷層為界 東部以VI號(hào)勘探線為界 北部以300等高線為界 南部以750等高線為界井田內(nèi)賦存有122號(hào)兩個(gè)可采煤層 邊界煤柱留設(shè)礦井走向長(zhǎng)5km 井田面積11km2 井田內(nèi)地形比較完整井田四周依據(jù)相關(guān)規(guī)定和安全考慮分別留設(shè)20m的邊界煤柱 由于井田西面和南面為斷層所包圍故西部和南部的井田邊界即為斷層保護(hù)煤柱和井田境界保護(hù)煤柱 按《煤礦安全規(guī)程》[2]規(guī)定 邊界煤柱的留法及尺寸：1)井田邊界煤柱留30m；2)階段煤柱斜長(zhǎng)60m 若在兩階段留設(shè)則上下階段各留30m；3)斷層煤柱每側(cè)各為20m；4)采區(qū)邊界煤柱留10m根據(jù)參考《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]和《礦井安全規(guī)程》[2]的相關(guān)數(shù)據(jù)要求和規(guī)定 本井田所留的各種保護(hù)煤柱均合理 符合規(guī)定由《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：工業(yè)場(chǎng)地占地面積：4590萬(wàn)t/年 ～；120180萬(wàn)t/年 ～；240300萬(wàn)t/年 ～（90/10）*==108000m2 則工業(yè)廣場(chǎng)設(shè)計(jì)成長(zhǎng)380m 寬290m的矩形在確定地面保護(hù)面積后 用移動(dòng)角圈定煤柱范圍工業(yè)場(chǎng)地地面受保護(hù)面積應(yīng)包括保護(hù)對(duì)象及寬度15m的圍護(hù)帶在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)的井筒 圈定保護(hù)煤柱時(shí)地面受保護(hù)對(duì)象應(yīng)包括絞車房、井口房或通風(fēng)機(jī)房、風(fēng)道等 圍護(hù)帶寬度為15m 邊界的合理性在本井田的劃分中 充分的利用到現(xiàn)有條件 既降低了煤柱的損失也減少了開(kāi)采技術(shù)上的困難 使工作面的部署較為簡(jiǎn)易 同時(shí)本井田的劃分使儲(chǔ)量與生產(chǎn)相適應(yīng)礦井生產(chǎn)能力與煤層賦存條件、開(kāi)采技術(shù)裝備條件相適應(yīng) 井田有合理的尺寸條帶尺寸滿足《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]的要求 走向長(zhǎng)度劃分合理使礦井的開(kāi)采有足夠的儲(chǔ)量和足夠的服務(wù)年限 避免礦井生產(chǎn)接替緊張根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]的規(guī)定 采區(qū)開(kāi)采順序必須遵守先近后遠(yuǎn) 逐步向邊界擴(kuò)展的原則 并應(yīng)符合下列規(guī)定：1)首采采區(qū)應(yīng)布置在構(gòu)造簡(jiǎn)單 儲(chǔ)量可靠開(kāi)采條件好的塊段并宜靠近工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱邊界線2)開(kāi)采煤層群時(shí) 采區(qū)宜集中或分組布置 有煤和瓦斯突出的危險(xiǎn)煤層突然涌水威脅的煤層或煤層間距大的煤層 單獨(dú)布置采區(qū)3)開(kāi)采多種煤類的煤層 應(yīng)合理搭配開(kāi)采綜上所述礦井首采區(qū)定在靠近工業(yè)廣場(chǎng)的西北部 采區(qū)儲(chǔ)量豐富有利于運(yùn)輸?shù)募泻蜏p少巷道的開(kāi)拓費(fèi)用 所以井田劃分是合理的 因此 綜上來(lái)看本井田的劃分是合理的也就是說(shuō)本井田設(shè)計(jì)的邊界是合理的 井田的儲(chǔ)量 井田儲(chǔ)量的計(jì)算原則1)按照地下實(shí)際埋藏的煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)算 不考慮開(kāi)采、選礦及加工時(shí)的損失；2)儲(chǔ)量計(jì)算的最大垂深與勘探深度一致 對(duì)于大、中型礦井 一般不超過(guò)1000m；3)精查階段的煤炭?jī)?chǔ)量計(jì)算范圍 應(yīng)與所劃定的井田邊界范圍相一致；4)凡是分水平開(kāi)采的井田 在計(jì)算儲(chǔ)量時(shí)也應(yīng)該分水平計(jì)算儲(chǔ)量；5)由于某種技術(shù)條件的限制不能采出的煤炭 如在鐵路、大河流、重要建筑物等兩側(cè)的保安煤柱 要分別計(jì)算儲(chǔ)量；6)煤層傾角不大于15度時(shí)可用煤層的偽厚度和水平投影面積計(jì)算儲(chǔ)量；7)（夾矸）不參與儲(chǔ)量的計(jì)算；8)參與儲(chǔ)量計(jì)算的各煤層原煤干燥時(shí)的灰分不大于40% 礦井工業(yè)儲(chǔ)量礦井的工業(yè)儲(chǔ)量：勘探地質(zhì)報(bào)告中提供的能利用儲(chǔ)量中的A、B、C三級(jí)儲(chǔ)量 本井田的工業(yè)儲(chǔ)量的計(jì)算：1）工業(yè)儲(chǔ)量井田煤層埋藏深度為300~750標(biāo)高之間工業(yè)儲(chǔ)量為:Eg＝11000000（4+3）2）井田永久煤柱井田永久煤柱損失包括鐵路、井田境界、斷層防護(hù)煤柱 和淺部礦井水下開(kāi)采防水煤柱a斷層煤柱損失斷層的兩側(cè)各留20m的保護(hù)煤柱 此斷層的面積為118840=47520m2故此斷層保護(hù)煤柱損失為：47520（3+4）=b井田境界煤柱損失井田境界留設(shè)30m的邊界煤柱總長(zhǎng)為13528m；井田境界保護(hù)煤柱所占面積為405840m2 經(jīng)計(jì)算故境界保護(hù)煤柱損失為：4058407=P1＝+＝3）礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量Es= Eg－P1＝－＝4）采區(qū)回采率礦井采區(qū)回采率應(yīng)該符合下列規(guī)定：厚煤層不應(yīng)小于75﹪；中厚煤層不應(yīng)小于80﹪；薄煤層不應(yīng)小于85﹪ 全礦采區(qū)回采率按下式計(jì)算：=＝5）礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量Ek＝（Es－Pz）（21）式中