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1、毕业设计（论文）说明书论 文 题 目晋煤集团成庄矿 3#煤层东区井矿井开采初步设计专业名称：煤矿开采技术 2010 年 4月 29日毕业设计（论文）任务书站 名 河南理工大学郑州函授站 一、设计（论文）题目：晋煤集团成庄矿 3#煤层东区井矿井开采初步设计二、设计（论文）任务与要求三、设计（论文）时间： 2010 年 4月 1日至 2010 年 5 月 1 日指导教师 （签名）成教院院长 （签名）毕业设计（论文）评定书 一、设计（论文）题目：晋煤集团成庄矿 3#煤层东区井矿井开采初步设计二、设计（论文）共 12 页，附图 3 张三、审阅意见及评语根据学院教学管理的有关规定，同意（不同意）该生参加
2、毕业答辩指导教师 （签名）职 称 工作单位摘 要本设计是对山西省晋煤集团成庄煤矿 3#煤层东区所作的矿井初步设计。 成庄矿井田面积为 29.96km2， 年产量 300 万t， 自然地质条件简单， 3#煤层为厚煤层， 平均厚度 8.0m。矿井瓦斯涌出量大，为高瓦斯矿井，煤尘没有爆炸危险性，矿井涌水量较小。设计采用斜井两水平开拓，带区式准备，综合机械化放顶煤开采，采用全部垮落法处理采空区，主要对矿井开拓方式、准备方式和采煤方法进行了初步设计，对矿井运输、提升、通风、排水等生产系统进行了描述和设备选型计算。设计时根据现有经济技术条件，尽可能采用先进的开采技术和设备，并根据晋煤集团的实际情况，提出了
3、抽采利用瓦斯的安全措施，以期实现矿井安全并达到较好经济效益。 关键词：煤矿；矿井初步设计；高瓦斯；开采方法；安全措施 AbstractThe preliminary mine design is for ChengZhuang Mining of JingCheng Mining Group in ShanXi Province. The area of ChengZhuang Mining is 29.96 square kilometers and it yearly Output is three-hundred trillion. The design is based upon th
4、e actual nature term and geology of ChengZhuang at present, whose average thickness is 8.0 meters. The gas of the mining is high so it is a high gas mining, but the coal of the mining can not erupt and the water of the mining is low. The design adopts the lean mining with two-level up and down to ex
5、pand the mine plus fully mechanized mining method for the whole seam district for preparation. The design mainly details upon the development pattern, preparation pattern and mining method and transportation, drainage, hoisting, ventilation and water discharge are also described and calculated for p
6、roduction system. Advanced equipment and technology are at their best utilized in view of present and give a measure to down gas and for mining safe and good economic. Keywords: Coal mine Preliminary mine design, high gas, mining method, Technical safety measures 一、井田概况及井田地质特征晋煤集团成庄煤矿位于沁水煤田南翼，晋城市西北
7、20km处，跨泽州和沁水两县。 井田范围：南临寺荷井田，西接潘庄井田。井田以以下四个拐点坐标为界： 1：X=515900.00，Y=3946560.00； 2：X=512420.00，Y=3939420.00； 3：X=508220.00，Y=3940420.00； 4：X=512320.00，Y=3948300.00。 太（原）焦（作）铁路由井田东 10 余 km 处通过，侯（马）月（山）铁路从西南约 7km处通过。矿井有铁路专用线经古书院矿与太焦铁路接轨，距古书院矿 18km。207 国道（太原洛阳）在成庄矿东侧约 20 多km处通过，晋（城）长（治） 、晋（城）阳（城） 、晋（城）焦（作
8、） 、长（治）邯（郸） 、太（原）长（治）高速公路已建成通车。交通极为便利。 本设计矿井自然地质条件简单，开采煤层为 3#煤层，平均厚度 8.0m，采用综合机械化放顶煤开采。矿井没有自燃发火倾向，煤层瓦斯含量高，相对瓦斯涌出量为 14.60m3/t，绝对瓦斯涌出量为 189.07m3/min，为高瓦斯矿井。矿井涌水量较小，正常涌水量 266.49m3/h。 二、矿井储量、年产量及服务年限本井田主要可采煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，且工程点比较均匀，故储量计算采用地质块段法，经计算矿井的工业储量为 35067.5万 t。 矿井设计储量即为矿井工业储量减去设计计算的断层保护煤柱、 井田边界
9、保护煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量。经计算矿井设计储量=工业储量永久煤柱损失=35067.5-1011=34056.5（万 t） ； 矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、井下主要巷道及上、下山保护煤柱后乘以采区回采率即为矿井设计可采储量。经计算矿井设计可采储量为 28661.9 万t。 矿井服务年限可按下式计算： T=Z/(A*K)式中：T矿井服务年限，年； Z矿井可采储量，万 t； A矿井生产能力，万 t/年； K储量备用系数，K=1.31.5，此处取 1.4。 由此验算服务年限如下： T=35067.5 *0.94/(300* 1.4)=78.486
10、0 年 按矿井设计规范规定，井型为 300Mt/a 的新建矿井服务年限不得小于 60 年，设计矿井服务年限为 78.48 年，满足设计规范规定的服务年限。 三、井田开拓3.1矿井开拓方式 斜井两水平开拓，第一水平+460m，第二水平+440m，采用带区式准备。矿井第一水平机轨合一大巷和回风大巷布置在煤层底板以下约 25m 处。由于井田走向较长，平均走向长8.20km，为了利于通风，前期开采设计了两个风井，分别布置在 13、14 带区。矿井采用主、副井进风，回风立井回风，通风方式属于中央并列式通风。后期通风根据矿井生产情况在第二水平南北两翼各打一风井，作为后期回风使用，同时两个时期风井均可作为安
11、全出口井。附开拓方案图如下： 图 1 双斜井两水平开拓 3.2井筒特征 主斜井：主斜井主要负责提煤，并兼作进风。井筒内装备钢绳芯式胶带输送机。 副斜井：主要用于矿井升降人员、设备、材料及提升矸石等，并兼作进风、排水。 根据井筒断面确定原则，并考虑到高瓦斯矿井需风量大，井筒风速要满足安全规范的要求的原则，确定井筒净断面积如下：主斜井井筒：10.87m3；副斜井井筒：23.62m3；风井井筒：28.27m3。 3.3井底车场 井底车场形式为折返式井底车场。井底车场内布置有清理撒煤斜巷、中央水泵房及中央变电所、水仓、等候室、火药库、充电硐室等。 四、准备方式4.1采煤方法 根据煤层赋存情况及矿区内其
12、他矿井的情况，本设计决定采用综合机械化、放顶煤、倾斜长壁采煤法，采用全部垮落法处理采空区。 4.2准备方式 本设计矿井开采 3#煤层，两水平三阶段条带式准备。井田范围较为规则，井田内没有大的断层，所有断层落差不超过 5m；井田内有一个村庄；综合起来看，井田水文地质条件简单，煤层倾角小，煤层赋存稳定，故矿井采用人为方式划分带区。全矿井共划分为 20 个带区，首采带区为 11 带区。 根据本矿井煤层属单一厚煤层及矿井煤层性质，将机轨合一运输大巷、回风大巷布置在煤层底板以下 25m 处；带区运煤平巷和带区运料平巷布置在煤层中。岩石大巷采用半圆拱形巷道，锚喷支护。 4.3综采工艺 综放工作面“三机”配
13、套：MXA-300/3.5D 型采煤机，ZZPF4800/17/33 型液压支架和SGZ-764/500型刮板输送机。 顺槽内主要设备及其布置：SZZ764/132 型转载机，STJ1000/2200S型可伸缩带式输送机,MRB-125/320 型乳化液泵，XPB-250/55 型喷雾泵站。 采煤工艺叙述如下： 落煤方式：MG300/700WD 型双滚筒采煤机，双向割煤，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，两刀一放。 采煤机进刀方式：设计采用割三角煤进刀方式。 装煤方式：利用机组滚筒螺旋桨叶片和运输机铲板将煤自行装入输送机。 运煤方式：工作面利用 SGZ-764/500 型刮板输送机运煤。 顶板支护：
14、工作面采用 ZZPF4800/17/33 型液压支架支护顶板。 作业方式：采用三班作业，两采一准，正规循环作业。附循环作业图表，见下图： 五、矿井运输、提升及排水5.1运输系统 根据矿井井下开拓系统和带区回采工作面的布置， 确定煤炭矸石材料设备和人员在内的运输系统如下： 1煤炭运输系统： 综采工作面的煤炭分带运输斜巷带区煤仓运输大巷井底中央煤仓经主斜井提升至地面 2设备材料和人员的运输系统： 副斜井井底车场运输大巷带区运料斜巷（进风行人斜巷）煤层运料平巷（分带运输斜巷）综采工作面。 3矸石运输系统： 掘进工作面的矸石煤层运料平巷带区运料斜巷运输大巷井底车场由副斜井提至地面。 5.2排水系统 矿
15、井年生产能力 3.0Mt，初步设计中第一水平标高为+460m，排水高度 260m，矿井正常涌水量：266.49m3/h；最大涌水量：359.1m3/h。 排水系统根据所设水平来确定，主排水设备设置在中央泵房，带区涌水由辅助排水设备排至主水仓中，然后由主排水设备排至地面。工作和备用水泵的总能力，应能在 20h 内排出矿井 24h 的最大涌水量。经计算，设计选用三台 200D657型水泵，一台工作，一台备用，一台检修。矿井排水系统见下图： 六、矿井通风与安全技术6.1矿井通风系统 矿井通风方式为中央并列式，方法为机械抽出式。机轨合一大巷进风、专用回风巷道回风。选用 ZK60 型轴流式主扇，配用电机
16、型号为 YR40012/1180，功率为400KW，风量为181m3/s，安装角度为 35，效率为 0.65。 6.2安全技术措施 6.2.1 预防瓦斯爆炸的措施 1矿井必须建立瓦斯的个体的巡回检测和连续检测的双重监测体系； 2除了专职监察人员外，班、组长等技术人员，管理人员必须携带沼气测定仪或沼气连续指示报警器； 3放炮时必须携带沼气测量仪； 4测风员除必须根据需要佩带高、中、低风速表外还必须携带温度计和沼气测定仪； 5调度作业人员（如井下电工、密闭工、维修工等）和特殊作业人员（如处理溜煤眼堵塞等）均需配沼气报警器； 6普采面采煤机和回风道、回风流中的绞车房，顺槽煤向掘进头应安设 AQJ-9
17、 型瓦斯指示报警器。将仪器悬挂在作业区附近的顶板上代替瓦斯稽查员，以仪器连续监测瓦斯浓度的变化。注意放炮时拿走仪器防止崩坏。 7加强矿井通风设施的维修、管理，减少漏风，提高矿井有效风量，确保向采煤面和掘进头输送足够的新鲜空气； 8长距离掘进，应配备大功率局扇和保质保量的风筒； 9电气设备应达到防爆要求，矿车牵引采用蓄电池式机车。 6.2.2 防尘措施 1矿井建立完善的防尘洒水系统，地面设两个 1000m3的水池。 （水池同时为防灭火服务）供水系统必须设计过滤装置保证水的清洁。 2防尘水管路应到达所有采掘工作面、溜煤眼、回采工作面、回风顺槽等，并要进行喷雾除尘。 3所有回采工作面都要进行煤层洒水
18、工作，并需采用水泡泥、喷雾或其他综合防尘措施。 4在主要行人巷道及人员工作地点应配备呼吸性粉尘测定仪。 七、结束语经过一个多月的忙碌， 在董立波老师的悉心指导以及煤矿开采技术全体老师的关心和帮助下，我的毕业设计晋煤集团成庄矿三号煤层西区矿井开采初步设计终于顺利完成了！ 在我的毕业设计过程中，我遇到了很多问题，作为我的指导教师，董立波老师给与了我莫大的帮助，在设计中发现的问题总是及时地给予解决，对我提出的疑点耐心详细的讲解，同时对于很多关键性的问题总能给我提出很多合理性的建议， 并对我的设计整体框架以及大的原则性问题提出了关键性的指导。这些都给我的毕业设计顺利完成打下了铺垫。晋煤集团基建领导也给
19、我们安排了良好的设计环境并在百忙之中抽空来指导我们， 这让我充分感受到了领导对我们毕业生的关怀。在毕业设计期间还得到了许多同学的帮助，有的同学给我提供设计借鉴资料，有的同学给我的毕业设计提出了许多宝贵的意见。在此一并对这些同学致以诚挚的感谢！ 参考资料1 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程.北京:煤炭工业出版社,2004 2 张荣立等.采矿工程设计手册.北京:煤炭工业出版社,2003 3 中华人民共和国煤炭工业部.煤炭工业矿井设计规范.北京:中国计化出版社,1994 4 徐永圻.煤矿开采学.徐州:中国矿业大学出版社,1999 5 胡绍祥等.矿山地质学.徐州:中国矿业大学出版社,2003 6 程居山.矿山机械.徐州:中国矿业大学出版社,2003 7 张国枢.安全通风学.徐州:中国矿业大学出版社,2004 8 东兆星等.井巷工程.徐州:中国矿业大学出版社,2004 9 吴志羲等.煤矿矿井采矿设计手册.北京:煤炭工业出版社,1984 10 钱鸣高等.矿山压力与岩层控制.徐州:中国矿业大学出版社,2003 11 严万生等.固定机械手册.北京:煤炭工业出版社,1986 12 余学义等.开采损害学.北京:煤炭工业出版社,2004 13 曾键年.矿山安全与矿山环境保护.北京:地质出版社,1998
