采礦工程畢業設計（論文）-楊莊煤礦12mta新井設計-預覽頁

　

【正文】 好，對能源需求大，很有必要建設大中型礦井來滿足本地區的需要。（四）風向春夏雨季以東南、東風為主，冬季多北風。土壤凍結一般出現在 12 月至次年 2 月 14 日，凍土厚度一般在 100～150 毫米，最大厚度可達 300 毫米。年平均無霜期 203 天。氣壓以 12 月最高，為 780 毫米汞柱。楊莊煤礦地震烈度為 6 度，按 7 度設防。自公元前 179 年以來，在淮北地區這塊土地內發生的地震以及鄰省波及的中強地震 40 余次。兩河流河床下切不深，侵蝕基準面于地表僅差 2～3 米；但側蝕作用顯著，河面寬約 50～150 米；河谷標高為+ 米左右。流經該井田的河流皆南北走向，西部有岱河，東部有龍河，閘河，南部有龍岱河，均注入濉河，屬淮河水系。其中雷河最高洪水位為+，西流河最高洪水位為+ ，濉河最高洪水位為 +。淮宿、淮徐公路以及徐合、連霍高速公路等可通全國各地。54′28″。53′32″3～33176。關鍵詞：工業儲量，工作制度，礦井通風，采煤方法。礦井布置一個工作面生產，一個工作面備用，年生產能力為 120 萬t/a。井田為雙立井兩水平開拓。楊莊礦設計年生產能力為 120 萬 t/a，位于安徽省淮北市，井田走向（東西）長約 ，傾向（南北）長約 ，井田總面積為 。中 國 礦 業 大 學本 科 生 畢 業 論 文姓 名： 學 號： 學 院： 應用技術學院 專 業： 采礦工程 論文題目： 楊莊煤礦 專 題： 堅硬頂板型工作面支護設計研究淺析 指導教師： 職 稱： 講師 2020 年 6 月 徐州中國礦業大學畢業論文任務書學院 應用技術學院 專業年級 采礦工程 學生姓名 任 務 下 達 日 期 ： 2020 年 3 月 8 日畢業論文日期： 2020 年 3 月 9 日 至 2020 年 6 月 5 日畢業論文題目：楊莊煤礦 畢業論文專題題目：堅硬頂板型工作面支護設計研究淺析畢業論文主要內容和要求：按照采礦工程畢業設計大綱的要求，完成楊莊煤礦 新井設計，專題為堅硬頂板型工作面支護設計研究淺析，翻譯為礦業有關的英譯漢文章。全篇共分為十章：礦井概述及井田地質特征、井田境界和儲量、礦井工作制度、設計生產能力及服務年限、井田開拓、準備方式－采區巷道布置、采煤方法、井下運輸、礦井提升與運輸、礦井通風與安全和礦井主要經濟技術指標。礦井正常涌水量為 190m3/h，礦井屬于低瓦斯礦井。礦井的采煤方法主要為走向長壁綜合機械化一次采全高。翻譯部分題目：錨桿的力學分析及工程應用。51′51″2，北緯 33176。48′9″，北緯33176。楊莊礦交通便利，礦區鐵路專用線在青龍山站與符夾線、濉阜線接軌，可北通徐州，南至符離集，西達阜陽、亳州，與隴海、京滬、京九鐵路干線聯網。區內流經的地表水系自東向西分別有閘河、岱河、雷河、西流河、濉河等。 河流及水體礦區內地勢平坦。兩河流于本井田東南邊緣雙莊處匯合。 地震淮北礦區位于蘇魯豫皖交界地區，東有郯廬大斷裂，西有阜陽麻城斷裂，北有秦嶺緯向構造帶，南有宿南斷裂（五河～利辛斷裂） 。 據全國地震烈度區域報告，淮北礦區大部分在 6 度范圍內，東部少數地區在 7 度范圍內。一年之中 7～8 月天氣最熱，最高溫度一般為 35～39℃ ，極端最高氣溫 ℃，出現在 1972 年 6 月 11 日；12 月至第二年 2 月最冷，最低溫度一般為零下 12～15℃，極端最低氣溫零下 23℃，出現在 1955 年 1 月 7 日。年平均蒸發量 1300～900 毫米。最大積雪深度 350 毫米。自 1966 年以來，偏旱年份較之雨澇年份有增加的趨勢。春末夏初常有干熱風，最大風速為 20 米/秒；夏季時有暴風，最大風力 9 級，冬季風可達 6 級。褶曲有洪莊向斜、濉溪向斜、李樓向斜、陸莊背斜等。本區煤田勘探自 1956 年始，由華東地質局 325 隊進行詳查，以后又由原淮北礦務局勘探隊進行大量補勘工作，直到礦井投產后的 1977 年，該期間先后完成和提交《一、二、三井田詳勘報告》 ， 《四、五、六井田詳勘報告》 ， 《二水平延深勘探報告》 。區域地層由老至新為遠古界的清白口系、震旦系，古生界的寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系，新生界第三系、第四系。13 灰的頂面為與太原組的分界面。該組含薄煤層 11 層（井田內 11 個孔接露） ，個別煤層局部厚達，其余均為不穩定、不可采煤層。其上為細～中粒砂巖，泥鈣中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 5 頁 質膠結，見斜層理；中部以灰～深灰色砂質泥巖夾條帶砂巖及泥巖，泥巖中常見雜色團塊及菱鐵質鮞粒，富含植物化石；上部發育一層灰白色中～粗粒含碩石英砂巖，鈣質膠結。泥巖、粉砂巖為主，砂巖次之。該組含煤 4 層，自上而下依次為 5 煤層。該組含煤一層，編號為 1 煤層，為不穩定的局部可采薄煤層。E，長約 。E，延展長度約 。E。 。如表 。W EW 正F52 斷層 15 45 N10176。W NW～SW 正F54 斷層 25 65 N40176。W NW～SW 正 井田水文地質（一） 含 水 層 第四系孔隙含水組普遍存在于井田范圍內，厚度 40～80m，一般 60m，井田兩翼厚，中間薄，含水段為流砂層，其厚度變化較大，一般 6～11m ，大部分呈透鏡體狀分布，分叉合并現象普遍，自上而下共四層：一、二分層較穩定，呈連續分布，厚度較大，而三、四分層不連續，尤其第四層僅個別鉆孔見到，上部具潛力性質，中下部具承壓性質，水位埋深 ～ ，季節波動較大，水質類型以碳酸鹽為主，硫酸鹽次之，礦化度 4g/l，滲透系數～，賦水性較強。太原組巖溶裂隙含水組本組自 K1 鋁質泥巖下至本溪組，總厚度 171～203m，平均 180m，以薄層泥巖和砂巖互層為主，各段相對獨立，水力聯系不暢，僅在構造或沉積變薄處發生補給關系，中、下段因距可采煤層較遠，故影響不大，未作詳細水文地質工作，僅觀測其水位動態。在煤系以外的隱伏區含水量大，是工礦企業和城市供水的主要水源。本溪組隔水層在太灰與奧灰之間，本溪組底部有一厚約 22m 的鐵鋁質泥巖，是太灰與奧灰的良好隔水層。其中下石盒子組含主要可采煤層 5 煤層，山西組含主要可采煤層6 煤層。6 煤層之上局部含 1～3 層 ～ 的薄煤層， 5 煤層，位于下石盒子組下部，為井田內主要可采煤層之一。距 5中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 9 頁 煤層 0～16m，平均為 10m。20 線以西 2～3 個分層為主，局部有 1 個或 2 個分層；20 線以東 2 個分層為主，局部為 1 個或3 個分層。有巖漿巖侵入，煤層被吞蝕，多不可采；C．33 分層，煤厚 ～，見煤點平均厚 ，僅有零星可采點，為不穩定不可采薄煤層。粉砂巖與砂巖互層狀。（二）4 煤層頂板（1）直接頂：灰～深灰色，致密塊狀泥巖，含植物化石，或深灰色、塊狀粉砂巖，泥質膠結，厚 ～。（2）老頂：為細粒砂巖：淺灰色，塊狀，少含菱鐵質，硅質膠結，性硬，平均厚度 。底板中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 11 頁 （1）直接底：一般為灰色、塊狀泥巖，下部含鋁質或菱鐵質，含植物化石，厚 1～15m，平均 ；偶見灰色、塊狀、細粒石英砂巖。（四）6 煤層頂板（1）直接頂：灰黑色泥巖，致密、塊狀，底部呈薄層狀，含植物化石，厚 0～。上部有時夾薄層深灰色塊狀泥巖，厚 0～。煤種的分布與巖漿巖體的厚度分布呈相關關系，具有一定的規律性。影響較嚴重的侵入巖漿巖體較薄，以巖漿熱力作用為主，煤的變質程度增高，主要中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 12 頁 為貧煤、無煙煤。煤層原始結構幾乎全部消失，呈鋼灰色，致密塊狀，堅硬、比重大，垂直柱狀節理發育，參差狀斷口。貧煤：Ad=～％，平均％。無煙煤灰分 Ad=～ ％，平均 ％。平均灰分瘦煤 ％；焦煤 ％；貧煤 ％。平均灰分瘦煤和焦煤均為％。煤種從焦煤、瘦煤、貧煤次之。洗精煤可作為較好煉焦配煤，中煤可以直接用于發電。在生產過程中，1995 年由煤科院重慶分院鑒定部分樣品，其結果如下：（一）煤層爆炸性：煤塵爆炸性指數為 ～％，主要可采煤層的煤塵具有爆炸性，可定為具有煤塵爆炸性危險的礦井。煤系地層總厚 997m，含煤 20 層，平均煤厚 ，其中下石盒子組含主要可采煤層五煤層，山西組含主要可采煤層六煤層。開采下限：6 號煤層下有十幾層煤線，故 6 號煤層為下部邊界。最小為 5176。第二部分的水平面積由 autoCAD 工具中的查詢面積可得：S2=（km 2） ，則第二部分的實際井田面積為：S2=176。中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 16 頁 第四部分的水平面積由 AutoCAD 工具中的查詢面積可得；S4=（km 2） ，則第四部分的實際井田面積為；S4=176。所以井田的總面積 S 為：S= S1+S2+ S3+ S4+ S5=（km 2） 。（六）煤層容重：5 號煤層容重為 ，6 號煤層容重為 井田地質勘探本區煤田勘探自 1956 年始，由華東地質局 325 隊進行詳查，以后又由原淮北礦務局勘探隊進行大量補勘工作，直到礦井投產后的 1977 年，該期間先后完成和提交《一、二、三井田詳勘報告》 ， 《四、五、六井田詳勘報告》 ， 《二水平延深勘探報告》 。并且， 《三水平延深補充勘探地質報告》確定本井田的勘探類型為構造中等，煤層較為穩定的“ 二類二型 ”，并經淮煤地字（ 90）第 912 號文批復同意。工業場地占地面積指標見表 。保護煤柱按垂直剖面法作圖確定。、δ75176。表 工業場地占地面積指標井型（萬 t/a） 占地面積指標（公頃/10 萬 t）240 及以上 120180 4590 930 （二）斷層保護煤柱斷層按其落差大小不同，根據《煤礦設計手冊》規定：落差50m 的斷層，兩側各留 50m 的煤柱；落差20m ～ ≤50m 的斷層，兩側各留 30m煤柱；落差10m ～ ≤20m 的斷層，兩側各留 20m 煤柱；落差10m 的斷層不留設斷層煤柱。（二）斷層保護煤柱斷層煤柱留設 30m 寬，則斷層保護煤柱損失量為： 萬 t。 （六）防水煤柱由于松散層第四系含水層直接覆蓋煤系地層上,礦井在淺部開采時,必須留設合適的防水煤柱,防止礦井突水。 取防水煤柱垂直高度為 45m，其傾斜長度平均為 235m，則防水煤柱損失量為： 萬噸。按照《煤炭工業礦井設計規范》規定：礦井每晝夜凈提升時間 16 小時。礦區規模可依據以下條件確定：（一）資源情況：煤田地質條件簡單，儲量豐富，應加大礦區規模，建設大型礦井。 礦井設計生產能力楊莊井田儲量豐富，煤層賦存較穩定，頂底板條件好，斷層少，傾角變化大，厚度變化不大，開采條件較簡單，技術裝備先進，煤質為貧煤、瘦煤，且位于交通運輸便利的華東地區，市場需求量大，經濟效益好，宜建大型礦井，綜合以上因素確定楊莊礦井設計生產能力為 Mt/a。根據現代化礦井“一礦一井一面， ”的發展模式，可以布置一個綜采工作面保產。大巷輔助運輸采用礦車運輸，運輸方便靈活，能滿足要求。我國各類井型的礦井和第一水平設計服務年限見表 。煤層傾角45176。（一）井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究。在保證生產可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設工程量，節約基建投資，加快礦井建設。要建立完善的通風、運輸、供電系統，創造良好的生產條件，減少巷道維護量，使主要巷道經常保持良好狀態。其使用條件和優缺點比較如表 。盡量不壓煤或少壓煤確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業廣場保護煤柱，做到不壓煤或少壓煤。（3）為便于井筒的掘進和維護，井筒不應設在受地質破壞比較劇烈的地帶及受采動影響的地區。為考慮長期運輸的行車安全和管理，要盡量避免與公路或其他農用道路相交，力求使接軌點位于編組站配線一側。根據以上確定原則，結合井下開拓布置及地面要求，本著盡可能節省建中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 27 頁 設投資，縮短建井工期，為礦井提供最有利的生產條件，以獲得最佳經濟效益，特別是初期經濟效益，把主副井井筒設在井田中央靠近煤層的上部。由此確定工業廣場占地面積為 公頃。要保證采區內的工作面的正常接替，區段數目多一些比較有利，但是這樣斜長過大，對輔助運輸和煤炭的運輸以及行人等都有不利的影響。要保證開采水平要有足夠的儲量和合理的服務年限 中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 28 頁 這是水平劃分的最重要的部分，對于年設計產量 120 萬 t/a 的礦井來說，第一水平服務年限應不少于 25 年。平均為 11176。 方案比較（一）提出方案根據以上分析，現提出以下四種在技術上可行的開拓方案，分述如下：方案一：立井兩水平、上下山開采，一水平標高300m，二水平標高500m。中國礦業大學 2020 屆本科生畢業設計 第 29 頁 圖 立井兩水平加暗斜井 上山開采平剖面示意圖方案三：立井單水平加暗斜井、上下山開采、一水平標高300m；二水平標高500m。圖 立井三水平上山開采（二）經濟比較鑒于方案一和方案三是兩水平開拓，方案二和方案四是三水平