1、龙门煤矿一号矿井初步设计摘要：本设计矿井的井田面积为10.3 km2，年产量60万t。井田内煤层赋存比较稳定，煤层倾角平均13，煤层厚度平均4.0m。井田范围内整体地质条件比较简单，矿井瓦斯含量低，为低瓦斯矿井，矿井涌水量一般。根据实际的地质资料情况进行井田开拓和准备方式的初步设计，该矿井决定采用立井单水平上下山开采，采用采区式开拓方式。设计采用综合机械化回采工艺，走向长壁采煤法，用全部跨落法处理采空区，并对矿井运输、提升、排水和通风等各个生产系统的设备选型计算，以及对矿井安全技术措施和环境保护提出要求，完成了整个矿井的初步设计。矿井全部实现机械化，采用先进技术和借鉴已实现高产高效现代化矿井的
2、经验，实现一矿一面高产高效矿井从而达到良好的经济效益和社会效益。关键词：立井单水平 采区式 综合机械化 走向长壁 高产高效1前 言本次毕业设计是根据在河南省永煤集团龙门煤矿进行的毕业实习中所收集的矿井资料，但因本组有同一矿井设计同学，根据指导教师布置的题目和意见，对原矿条件稍作调整，在教师的精心指导下，对一号矿井进行的采矿专项初步设计。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。作为对大学生在学校的最后一次综合性的知识技能考查，它综合地考查了学生这四年来对基础知识及其专业知识的掌握情况，使学生学会自我思考、自行设计。在设计过程中，把所学的理论知识与实践经验结合起来应用。这样达到
3、了对理论知识“温故而知新“的作用，同时也学到了一些实际生产过程中的经验。设计的过程就是一个不断认识和学习的过程。在本次设计过程中，认真贯彻矿产资源法、煤炭法煤炭工业技术政策、煤炭安全规程、煤炭工业矿井设计规范以及国家其它发展煤炭工业的方针政策，积极采用切实可行高产高效的先进技术与工艺，力争使自己的设计成果达到较高水平。本设计以实践教学大纲及指导书为依据，严格按照安全规程的要求，采用工程技术语言，对矿井的开拓、准备、运输、提升、排水、通风等各个生产系统进行了初步设计。由于时间关系和设计者水平有限，设计中失误之处在所难免，敬请审阅老师给予批评指正！2目 录1 矿区概况及井田地质特征11.1 矿区概
4、况11.1.1 矿区位置与交通11.1.2 井田地形地貌11.1.3 水文、气象及地震11.1.4 矿区工业、农业及矿产开发概况21.2 井田地质特征31.2.1 矿区地层31.2.2 矿区地质构造51.2.3 煤层及其顶底板岩性特征51.2.4 水文地质特征61.2.5 煤质、煤的牌号与用途62 矿井储量、年产量及服务年限72.1 井田境界72.2 井田储量82.2.1 矿井工业储量82.2.2 矿井设计储量82.2.3 矿井设计可采储量92.3 矿井年产量及服务年限112.3.1 矿井工作制度112.3.2 矿井服务年限113 井田开拓123.1 概述123.1.1 开拓方式选择123.1
5、.2 影响立井开拓的主要因素分析123.2 井田开拓123.2.1 对井田开拓中若干问题分析1213.2.2 方案的提出及技术比较133.2.3 方案经济比较163.2.4 确定方案173.3 井筒特征183.3.1 主井183.3.2 副井193.3.3 风井203.4 井底车场及硐室213.4.1 概述213.4.2 设计基本参数223.4.3 确定各井底车场硐室位置223.4.4 主要巷道243.5 开采顺序及采区、采煤工作面的配置253.5.1开采顺序253.5.2 保证年产量的同采采区数和工作面数263.6 井巷工程量及建井工期293.6.1 概述293.6.2 井巷工程量和建井周期
6、的各计算图表294 采煤方法324.1 采煤方法的选择324.2 采区巷道布置及生产系统324.2.1 采区走向长度的计算的确定（以第一水平采区为例）324.2.2 确定区段走向长度及区段数目324.2.3 回采巷道的布置324.2.4 联络巷的布置334.2.5 采区上、中、下部车场形式334.2.6 采区硐室344.2.7 采区千吨掘进率、采区掘进出煤率及采区回采率354.2.8 确定采区巷道掘进方法、设备数量及掘进工作面数374.2.9 采区生产系统3824.3 回采工艺设计394.3.1 综采工作面的主要设备394.3.2 综采工作面的作业方式394.3.3 工作面循环方式和循环作业图
7、表的编制415 矿井运输及设备435.1 井下运输系统和运输方式的确定435.2 采区运输设备的选型435.3 大巷运输设备445.3.1 列车组成的计算455.3.2 电机车台数的计算485.3.3 皮带运输大巷及运输上山皮带机的计算选择496 矿井通风与安全技术措施516.1 矿井通风系统的选择516.1.1 通风设计的基本依据516.1.2 矿井通风系统要符合下列要求516.1.3 选择矿井主扇的工作方法526.1.4 矿井通风系统的确定526.2 风量机算及风量分配536.2.1 采煤工作面实际需风量536.2.2 掘进工作面所需风量556.2.3 峒室实际需风量556.2.4 风速验
8、算576.3 全矿通风阻力计算576.3.1 计算原则576.3.2 计算方法606.3.3 计算矿井总风阻及等积孔636.4 扇风机的选型636.4.1 选择主扇636.4.2 选择电动机666.5 矿井安全技术措施6736.5.1 预防瓦斯爆炸的措施676.5.2 煤尘灾害预防676.5.3 预防井下火灾的措施686.5.4 矿井防治水697 矿山环保707.1 矿山污染源概述707.1.1 大气污染707.1.2 废水排放707.1.3 固体废弃物排放707.1.4 噪声污染707.2 矿山污染源的防治717.2.1 大气污染防治717.2.2 矿山水污染的防治717.2.3 矿渣利用7
9、17.2.4 噪声的控制71结 论73致 谢74参考文献7441 矿区概况及井田地质特征1.1 矿区概况1.1.1 矿区位置与交通龙门煤矿位于河南省偃师市境内，偃龙煤田西部诸葛井田，地理座标为北纬343307，东经1122835，行政区划属洛阳市管辖。龙门煤矿中心西北距洛阳市约15.5km，西距龙门镇6.5km，北距诸葛镇约3.8km，矿井北约15.5km有陇海铁路及连霍高速公路、西部有洛界高速公路穿过，紧邻矿区西部有焦枝铁路通过，西北约7km处有洛宜铁路穿过，矿区有柏油公路与龙门至各县公路相联，交通便利，如图1-1。图1-1 矿区交通位置图1.1.2 井田地形地貌矿区内地形总体变化趋势为南高
10、北低，区内南北向沟壑较发育，地表坡度36。起伏不大，属于黄土覆盖的沟谷深切丘陵地区，总体属侵蚀型低山丘陵地貌。1.1.3 水文、气象及地震本区属黄河流域伊河水系，伊河受季节影响流量变化较大。据有关资料，最大流量为7180m3/s（1937年），最小流量仅0.02m3/s（1955年6月26日）。自1958年在其上游嵩县境内修筑陆浑水库蓄水后，一般流量为32.3 m3/s。据龙门水文站记载，最高洪水位标高+154.35m（1958年7月17日），最低枯水位标高为+148.22m（1944年3月2日），相对高差6.13m，伊河无断流记载。本区属暖温带大陆性季风气候，四季分明，冬寒夏炎，春秋多风，降
11、水集中在七、八、九月份。据洛阳市气象台2001年前观测记录，最高气温44.2（1966年6月20日），最低气温-18.2（1969年2月1日），年平均气温14.5；日最大降雨量134.9mm（2001年7月21日），最长连续降水日数10天，连续降水量231.70mm，最长连续无降水日数94天（1970年11月17日至1971年2月18日），年平均降雨量595.8mm；年蒸发量2164.0mm，平均1907.8mm。最大冻土深度9cm，最大积雪厚度17cm。根据国家质量技术监督局发布的“中华人民共和国国家标GB183062001中国地震动参数区划图”，本区地震动峰值加速度g为0.05，对应的基本
12、烈度为度，其地震设防应为， 1.1.4 矿区工业、农业及矿产开发概况区内主要以农业生产为主，主产小麦、玉米、油菜等。工业主要有水泥生产，其次为小型石灰窑（部分已关停）。采矿业主要为煤炭生产，开采矿井主要为本矿，产销形势较好。主要矿产为煤及铝土矿、耐火粘土矿、石灰岩及风化煤。煤层主要分布于石炭系、二叠系地层中，煤类主要为无烟煤，全区各井田均有矿坑开采。铝土矿产于石炭系本溪组地层中，分布于煤田南部边缘，瑶岭、上庄井田出露较好，龙门、焦村、参驾店附近均零星出露，其它地区均被新近系、第四系覆盖。矿层一般为灰色至浅灰色，呈现块状及层状构造，节理发育。矿体厚度变化大，一般为0.5712.31m，局部夹薄层
13、或透镜状耐火粘土矿。矿床具有一定工业价值，适用于碱法烧结生产氧化铝原料。其共生矿床有耐火粘土矿。本区分硬质粘土及高铝粘土两类。硬质粘土赋存于铝土矿层的上部及下部，厚度变化大，一般用作粘土质制品使用。高铝粘土矿是铝土矿的级外品，多产于铝土矿顶部或取代铝土矿层位，可作高铝制品使用。现有巩义、偃师市乡、村个体企业露天开采，进行手选分段。石灰岩主要产于寒武系和石炭系地层中，主要用作建筑材料、水泥原料及黑色冶金熔剂用料。风化煤主要为山西组二1煤层风化产物，分布于瑶岭、上庄井田煤层露头段，其它井田未见。煤层经风化后再生腐植酸含量较高，是制造腐植酸肥料较好资源。巩义市各地利用风化煤制造腐植酸氢、磷、钾复合肥
14、，西村乡建立了黄腐植酸提纯厂。1.2 井田地质特征1.2.1 矿区地层龙门煤矿位于偃龙煤田西段的诸葛井田，区内西部有下石盒子组（P1x）地层零星出露，区外北西部有上石盒子组（P2s）和石千峰组（P2sh）地层零星出露，全区大部分为新近系、第四系地层所覆盖，据钻孔揭露及地表出露，本区地层由老至新依次为寒武系、石炭系、二叠系、新近系及第四系。表1-2 主要标志层岩性特征一览表地层单位标志层名称标志层代号厚度两极值平均值岩性特征对比意义下石盒子组大紫泥岩Md2.4035.2410.82灰绿色紫斑砂质泥岩或泥岩，具紫斑、含菱铁质鲕粒。控制三煤段重要标志层砂锅窑砂岩Ss1.0311.904.60灰灰白色，中厚层状中粗粒长石石英砂岩，含泥质包裹体，硅泥质胶结。为下石盒子组和山西组的分界标志山西组小紫泥岩Mx2.4035.2410.82紫色、灰绿色、暗紫色斑块泥岩，具紫斑、含菱铁质鲕粒。控制二煤段重要标志层（本区不稳定）香炭砂岩Sx3.5227.306.63灰色，中厚层状中细粒石英长石砂岩，具泥质包裹体，含大量菱铁质线理及结核。控制二1煤层重要标志大占砂岩Sd010.123.57灰深灰色中粒石英砂岩，水平层理，层面富含白云母及炭质薄膜，局部含菱铁质鲕粒。控制二1
