成庄煤矿设计毕业论文(编辑修改稿)

成庄煤矿设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

， 矿井涌水量较大。 井田开拓 自然地质条件 由地质报告知，该井田煤层倾角平均为 4176。 ，平均厚度 ，单一开采 9煤层，煤层赋存稳定，地质构造简单，无大断层，矿井涌水量较大。 瓦斯涌出量大。 煤层走向长度长，倾斜长度较长。 河南理工大学 本科毕业论文（设计） 18 井田内划分及开采水平数目及位置： 根据煤层赋存状况，煤层倾角 4176。 ，为倾斜煤层。 井田走向长，倾向的高差较小，可将井田直接划分为带区，采煤工作面沿煤 层倾向推进。 即采用倾斜长壁采煤法。 由于井田地质条件，走向长度不受规定限制。 水平标高的确定： 为了有利于整个井下开拓布置带区的开采，减少岩石工程量，减少初期投资，缩短建井工期，设计单水平开采，标高为 +540m。 井筒形式、数目及其配置 （ 1）井筒形式的选择 该井田内北部为山地。 可采煤层埋藏深，煤层倾角变缓，为 4176。 左右。 决定采用立井开拓方式。 这样井筒短，提升速度快，提升能力大。 立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。 立井的井筒短、提升能力大、对辅助提升特别有利。 （ 2） 井筒数目 采用立井开拓时，一般只开凿一对提升井筒（主、副井），风井的个数应根据安全生产、通风需要和一井多用的原则合理确定。 本设计矿井为高瓦斯矿井，煤层赋存深，考虑经济因素，矿井初期可设一个风井为全矿服务，后期可另外建设一个风井。 并采取边界式通风， （ 3）井筒位置的选择 井筒位置的选择应首先满足水平的开采、缩短贯通距离，减少井巷工程量。 在一般情况下，井筒位置应选择在井田中央或最小货载运点上。 选择井筒位置既要力求做到对井下开采有利，又要注意使地面合理布置，还要有利于井筒的开掘和维护。 本设计井田中部地势平坦。 因 此，设计将井筒位置布置在井田的中部。 运输大巷和总回风大巷的布置及与煤层间的联系方式 为了减少煤柱损失和便于维护巷道，将运输大巷布置在距离煤层 15m处的煤层底板岩石中。 布置岩石大巷时，应避免在松软、吸水膨胀、易风化的岩石中布置，同时还应避开支承压力的不利影响。 考虑到煤层不具有自燃发火倾向，且煤质为比较坚硬的无烟煤，将巷道布置在煤层中维护并不困难。 河南理工大学 本科毕业论文（设计） 19 开拓方案提出及技术比较 根据前述各项决定，本井田在技术上可行的开拓方案有下列三种： 立井单水平，见图 3－ 2－ 1； 斜井单水平，见图 3－ 2－ 2。 开采近水平煤层时，斜井从顶板穿入。 对中型斜井，主井可采用胶带输送机，副井则采用串车提升。 井筒倾角 18 度。 立井一水平加暗斜井二水平延伸，见图 3－ 2－ 3。 +910+680+540+47018176。 + 4 7 0+ 5 4 0+ 6 8 0+ 8 8 0河南理工大学 本科毕业论文（设计） 20 方案 I 和方案 Ⅲ 的区别在于方案 I 为 立井 单水平上下山开采 ,方案 Ⅲ为主井单水平加 加暗斜井二水平延伸 上山开采 ,两方案的生产系统简单可靠 .两方案对比 , 方案 Ⅲ 多开一个水平，相应的要设立两个井底车场，虽然生产系统简单，但井巷工程量大，运输距离大，井巷维护费用及开拓费用相对很大，所以决定选择方案Ⅰ。 方案 I 和方案 II 的区别在于方案 1 为 立井 单 水平上下山开采 ,方案II为斜井单水平上下山开采 ,两方案的生产系统简单可靠 .两方案对比 ,开立井生产系统井筒短，提升速度快，提升能力大，运输环节少。 方案 II井筒掘进技术和施工设备简单，掘进速度块，无须大型提升设备，投产早。 虽然说方案 I 与方案 II 相比，在施工技术、设备器材、地面设施、井筒装备和井底车场都比较简单、工程量少，但是斜井的井筒长，维护费用高，各种管线敷设长度大，通风阻力大，人员进出井和材料设备等辅助运输时间长，增加了不少费用。 所以方案 I 与方案 II 要通过经济比较才能确定出最优方案。 粗略估算表明 ,两方案费 用相差不大 . I、 II 两个方案均属技术上可行的方案，水平服务年限也均符合要求。 因此两方案要通过经济比较才能够确定其优劣。 方案经济比较 由于方案 I 和方案 II 在第一水平内的准备方式和采煤方法都完全相同，方案比较法在对不同的开拓方案进行比较时，一些相同的部分可以不+880+680+540+470河南理工大学 本科毕业论文（设计） 21 进行比较，于是我们在对方案 I 和方案 II 两个方案进行比较时，可以只将两个方案中有差别的建井工程量 ,生产经营工程量 ,基建费 ,生产经营费和经济比较结果 ,分别计算汇总于表 321—— 325 (1)两方案的各条带均布置一个运输顺槽 ,一个回风顺槽 ,且这些顺槽的开掘单价近似相同 . (2)立井、大巷及顺槽里的辅助运输费用均按占运输费用的 20%进行计算 表 3－ 2－ 1 基建工程量 时期 项目 方案 I 方案 II 早期 主井井筒 /m 340+20 1214 副井井筒 /m 340+5 1214 井底车场 /m 800 500 主石门 /m / / 运输大巷 /m 1150 1150 表 3－ 2－ 2 基建费用表 方案 项目 方案 I 方案 II 工程量/m 单价 / 1m元 费用 /万元 工程量/m 单价 / 1m元 费用 /万元 早期 主井井筒 360 3754 副井井筒 345 4081 井底车场 800 27970 281 主石门 / / / / / / 运输大巷 1150 231 1150 231 小计 河南理工大学 本科毕业论文（设计） 22 表 323 方案 I生产经营费用表 工程项目名称 费用（万元） 提升 ⅹ ⅹ ⅹ = 井巷维护 ⅹ （ 340+340+200） ⅹ ⅹ 104ⅹ 35= 排水 494ⅹ 24ⅹ 365ⅹ ⅹ ⅹ 104= 合计 表 324 方案 II生产经营费用表 工程项目名称 费用（万元） 提升 ⅹ ⅹ ⅹ =3770 井巷维护 ⅹ (1214+1214+200)ⅹ ⅹ 104ⅹ 35= 排水 494ⅹ 24ⅹ 365ⅹ 42. 8ⅹ ⅹ 104= 合计 表 325 费用汇总表 方案 项目 方案 I 方案 II 费用 /万元 费用 /万元 基建工程费 生产经营费 总费用 百分率 100% 105% 综合比较 河南理工大学 本科毕业论文（设计） 23 从前述技术经济比较结果来看：方案 1的初期建井费、基建工程费、生产经营费都明显低于方案 2。 综上所述，可认为方案 1和方案 2在技术方面均不相上下，但方案 1的初期建井费、基建工程费、生产经营费都明显低于方案 2。 所以决定采用方案 1，即矿井分为一 个水平，第一水平 +540。 采用 立井单 水平开拓。 井筒特征 井筒断面尺寸 井筒断面的确定依据 提升容器的种类、数量及外形尺寸；井筒装备的类型、规格、最小允许间隙；井筒的用途、管路、电缆、梯子间的平面尺寸。 本设计矿井年量为 ，初选立井井筒装备如下表 331所示 表 331 立井井筒装备 矿 井 生 产能力 立井 副井 风井 Mt/a 一对 6t箕斗 一对双层单车罐笼 梯子间 井筒装备 主井：主井负责提煤。 井筒装备一对 6t箕斗，刚性罐道。 副井：主要用于矿井升降人员、设备、材料及提升矸石等，并兼作通风、排水。 井筒内装备一对双层单车 1t 罐笼，布置排水、压风、洒水、电缆等管线和梯子间，刚性罐道。 井筒断面确定 根据井筒断面确定原则，确定井筒净直径如下 : 主井井筒： ； 副井井筒： ； 风井井筒：。 风速校核 V=Q/MS≤ Vmax 式中： V— 通过井筒的风速， m/s； Q— 通过井筒的风量， m3/s； 河南理工大学 本科毕业论文（设计） 24 S— 井筒的净断面积， m2； M— 井筒的有效断面系数，圆形井为 ； Vmax— 《安全规程》规定的允许最大风速。 矿井风量可初步按瓦斯相对涌出量计算： Q= T—— 矿井设计日产量， 3000 t； q—— 瓦斯相对涌出量， ； K—— 备用系数，可取 ； Q=TqK Q= 3000 =V=Q/MS= =＜ 8m/s 经验算，所选井筒直径能够满足规程规定，符合要求。 井筒断面图如下图 33 332和 333 所示 图 331主井断面布置图 主井断面图13002100570500020604002200河南理工大学 本科毕业论文（设计） 25 图 332 副井断面布置图 1 图 333 回风井断面布置 图 风井断面图副井断面图5000河南理工大学 本科毕业论文（设计） 26 井壁的支护材料 及井壁厚度 根据井壁厚度经验数据选择井壁的支护材料为混凝土支护，井壁厚度主井副井为 350mm。 副井以及风井为 350mm，充填混凝土均为 50mm。 井筒深度 井筒深度除自井口至开采水平的井筒长度外，还需要加井窝的深度。 井窝深度：箕斗井为清理井底撒煤，平台下再设≥ 4m 井底水窝。 故一般井筒需要开挖到井底车场水平以下 3040m。 如井底装载硐室设于开采水平以上时，可以不设水窝，编制井筒特征表如下表 331所示： 表 3－ 3－ 1 井筒特征 井筒名称 主井 副井 风井 井口坐标 X（ m） 3941435 3941420 3942635 Y（ m） 515880 515820 516525 Z（ m） +880 +880 +910 用途 提煤 提料、矸、人、进风 回风 提升设备 6t 箕斗 1t 双层 单 车罐笼 —— 井筒倾角（176。 ） 90 90 90 断面形状 圆 圆 圆 支护方式 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 混凝土砌碹壁 井筒壁厚（ mm） 350 350 350 提升方位角（176。 ） 180 180 —— 井筒深度（ m） 370 365 350 断面积 净（ m2 ） 掘（ m2 ） 河南理工大学 本科毕业论文（设计） 27 井底车场 设计要求 井底车场是连接矿井主要提升井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称。 它联系着井筒提升和井下运输两大生产环节，为提煤、提矸、下料、供电和升降人员等各项工作服务。 设计依据： ① 设计矿井基本概况：矿井设计生产能力为 90 万 t/a，年工作日330 天，日提升时间 16 小时，矸石系数为 20%。 ② 主井采用 JL6t 箕斗，副井采用罐笼提升。 、 ③ 大巷运输设备的型号及外形尺寸 主井净直径 ，装备有一对 6t 箕斗，副井净直径 ，装备一对1t 双层单车罐笼。 井下主要运输大巷采用 3t底卸式矿车运煤， 8t 架蓄电池式电机车牵引，辅助运输采用 1t固定式矿车。 设计要求： ① 井底车场富裕通过能力，一般大于矿井设计生产能力的 30%。 ② 设计井底车场时，应烤炉增产的可能性。 ③ 尽可能地提高井底车场的机械化水平，简化调车作业。 ④ 应考虑主、副井筒之间的施工时短路贯通。 ⑤ 在确定井筒位置和水平标高时，要注意 井底车场所处的围岩情况及岩层的含水情况，一般应避开破碎带或强含水层。 ⑥ 对于大型矿井或高沼气含量矿井在确定井底车场型式时，应尽量减少交岔点的数量和减少跨度，并考虑施工和维护方便。 、 ⑦ 井底车场布置应紧凑，应注意节省工程量。 井底车场型式的确定 影响井底车场型式的选择的因素有： 开拓方式： 井底车场的形式随井筒形式的改变，同时还取决于主副井井筒和主要运输巷道的相互位置，即井筒距主要巷道的距离及提升方向。 河南理工大学 本科毕业论文（设计） 28 大巷运输方式及矿井生产能力： 年产 90万 t及其以上矿井，通常采用底卸式矿车运煤 ，应选折返式车场。 地面布置及生产系统。