采矿工程毕业设计（论文）孔庄煤矿1.2Mta新井设计【全套图纸】.doc

编号：（）字号本科生毕业设计（论文）全套图纸，完整加153893706题目：孔庄煤矿1.2Mt/a新井设计 浅析矿井煤与瓦斯突出机理及防治 姓名：学号：01080041班级：采矿工程2008-2班二一二年六月中国矿业大学本科生毕业设计姓 名：学 号：01080041学 院：矿 业 工 程专 业：采 矿 工 程 设计题目：孔庄煤矿1.2Mt/a新井设计专 题： 浅析矿井煤与瓦斯突出机理及防治 指导教师：职 称： 讲 师 2012年6月徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院矿业工程专业年级采矿工程2008级学生姓名任务下达日期：2012年1月14日毕业论文日期：2012年3月14日至2012年6月8日毕业论文题目：孔庄煤矿1.2Mt/a新井设计毕业论文专题题目：浅析矿井煤与瓦斯突出机理及防治毕业论文主要内容和要求：根据采矿工程专业毕业设计大纲，本毕业设计分为一般部分、专题部分和翻译部分，具体包括：1、一般部分：孔庄煤矿1.2Mt/a新井设计，主要内容包括：矿井概况、矿井工作制度及设计生产能力、井田开拓、首采区设计、采煤方法、矿井通风系统、矿井运输提升等。2、专题部分：浅析矿井煤与瓦斯突出机理及防治。3、翻译部分：完成近3-5年国外期刊上与采矿或煤矿安全有关的科技论文翻译一篇，要求不少于3000字符。院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日摘要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为孔庄煤矿1.2Mt/a新井设计。孔庄煤矿位于江苏省徐州市西北大约80km处，井田位于江苏省沛县和山东省微山县境内，其东为山东省微山县金源煤矿，南、北分别是江苏天能集团的沛城煤矿和上海大屯能源股份有限公司的徐庄煤矿。井田平均走向长度5.4km，平均倾向长度3.2km，井田面积约17.3km2。煤层倾角平均为12°，倾角变化较小，可采煤层为7煤和8煤，设计煤层为8煤，平均厚度5.0m。矿井工业储量302.2Mt，可采储量200.6Mt，设计服务年限111.4a。矿井正常涌水量185m3/h，最大涌水量345m3/h。矿井相对瓦斯涌出量1.84m3/min，属低瓦斯矿井。煤层自燃倾向性为三类，煤尘具爆炸危险性。根据井田地质条件，提出四个技术上可行的开拓方案。方案一：立井单水平开拓加辅助水平开拓，一水平上山开采，辅助水平上下山开采，辅助水平大巷设在煤层中；方案二：立井加暗斜井延伸两水平开拓，水平通过石门与其水平岩石大巷相连通，二水平通过井底车场与二水平岩石大巷相连通；方案三：立井两水平开拓（岩巷），立井延伸，设两水平，两水平均通过石门与上下水平岩石大巷相连通；方案四：立井两水平开拓（煤巷），立井延伸，设两水平，两水平均通过石门与上下水平煤层大巷相连通。通过粗略和详细技术经济比较，最终确定方案三为最优方案。一水平标高-660m，二水平标高-820m。整个井田划分为5个采区。采用中央并列式通风。矿井采用采区式准备方式，工作面设计长度200m。采用综合机械化一次采全高工艺。矿井年工作日为330d，昼夜净提升时间为16h。矿井采用“三八”制工作制度，两班生产，一班检修。生产班每班完成3个采煤循环。循环进尺为0.5m，日产量3866.94Mt。矿井煤炭采用胶带输送机运输，辅助运输采用蓄电池式电机车牵引固定箱式矿车。主井采用两对12t底卸式箕斗提煤，副井采用一对1.5t矿车双层四车加宽罐笼运送物料和升降人员。专题部分题目为：浅析矿井煤与瓦斯突出机理及防治。主要综述了煤与瓦斯突出事故的机理、预测及指标检验、防治和保障体系。翻译部分主要内容是关于基于LBM的计算机模拟巷道中瓦斯的运移和阻滞模型及其应用。英文题目是：Simulation model of gas migration and hindering in underground tunnel based on LBM。关键词：立井；两水平；采区；综合机械化一次采全高；中央并列式通风ABSTRACTThis design includes three parts: the general design, the monographic study and the translation.The general design is about a 1.2Mt/a new underground mine design of KongzhuangCoal Mine.KongzhuangCoal Mine lies in the northwest of Xuzhou City, Jiangsu province. The transportation in the mining area is very convenient.Its about 5.4km on the strike and 3.2km on the dip, with the 17.3km2 total area.There are 2 minable coal seam. The main aquifer coal seam is 8 coal seam with an average thickness of 5.0m, and theaverage dip of 8 coal seam is 12°.The proved reserves of this coal mine are 302.2Mt and the minable reserves are 200.6Mt, with a mine life of 111.4a. The normal mine inflow is 185m3/h and the maximum mine inflow is 345m3/h. The mine relative gas emission quantity is 4.436m3/t, and the absolute gas emission quantity is 30.806m3/min. Thus, it is a low gas mine. The coal seam has spontaneous combustion tendency, and the coal dust has explosion hazard.Based on the geological conditions of the mine, four available project in technologywasbrought forward.The first is vertical shaft development with a single mining level including a auxiliary level;the secondis vertical shaft development with two mining levels, the deep extension of blind slope;the third is vertical shaft development with two mining levels, and thetunnel is set in the rock seam;the last is vertical shaft development with two mining levels, and thetunnel is set in the coal seam.The third project is the best comparing with other three projects in technology and economy. The first mining level is -660m, the second mining level is -820m.The mine field is divided into five mining districts.The type of mine ventilation is the centralized juxtapose ventilation.Designed first mining district makes use of the method of the mining district preparation.The design length of working face is 200m, which uses fully mechanized mining overallheight in one times technology.The working days in one year are 330. Everyday it takes 16 hours in lifting the coal. The operation modein the mine is “three-eight”with two teams miningand the other overhauling. Every mining team makes three working cycle. So everyday there are 6workingcycles. The advance of a working cycle is 0.5m, and the quantity of 3866.94ton coal is makedeveryday.Main roadway makes use of belt conveyor to transport coal resource,and mine car to be assistant transport.The main shaft uses two double 12t skips to lift coal and the auxiliary shaft uses a twins wide 1.5t four-car double-deck cage to lift material and personnel transportation.The monographic study entitled “Initial analysis on themechanism and prevention of coal and gas outburst”. The study mainly summarizedthemechanism,forecast,verify,prevention and insurance system of coal and gas outburst.The translated academic paper is about Numerical simulation of the gas migration and hindering in the tunnel. Its title is “Simulation model of gas migration and hindering in underground tunnel based on LBM”.Keywords:shaft; two mining levels; mine district; fully mechanized mining overallheight inone times technology; centralized juxtapose ventilation目录一般部分1 矿区概述及井田地质特征11.1矿区概述11.1.1井田位置11.1.2交通11.1.3矿权11.1.4自然地理21.1.5矿区经济概况21.1.6水源及电源21.2井田地质特征21.2.1区域地层21.2.2井田地质构造31.2.3水文地质特征51.2.4其它有益矿物61.3煤层特征71.3.1煤层概况71.3.2煤层赋存状况91.3.3煤质91.3.4瓦斯91.3.5煤尘及煤的自燃92 井田境界和储量102.1井田境界102.1.1井田范围102.1.2开采界限102.1.3井田尺寸102.2井田地质勘探102.3矿井地质储量102.3.1储量计算基础102.3.2矿井地质储量计算112.3.3矿井工业储量计算122.4矿井可采储量122.4.1井田边界保护煤柱122.4.2工业广场保护煤柱132.4.3断层保护煤柱142.4.4大巷保护煤柱142.4.5矿井可采储量153 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限163.1矿井工作制度163.2矿井设计生产能力及服务年限163.2.1确定依据163.2.2矿井设计生产能力163.2.3矿井服务年限163.2.4井型校核174 井田开拓184.1井田开拓的基本问题184.1.1确定井筒形式、数目、位置184.1.2阶段划分和开采水平的确定204.1.3工业场地的位置214.1.4主要开拓巷道214.1.5开拓方案比较214.2矿井基本巷道324.2.1井筒324.2.2井底车场及硐室354.2.3主要开拓巷道375 准备方式采区巷道布置415.1煤层地质特征415.1.1采区位置415.1.2采区煤层特征415.1.3煤层顶底板岩石构造情况415.1.4水文地质415.1.5地质构造415.1.6地表情况415.2采区巷道布置及生产系统415.2.1采区位置及范围425.2.2采煤方法及工作面长度的确定425.2.3确定采区各种巷道的尺寸、支护方式及通风方式425.2.4煤柱尺寸的确定425.2.5采区巷道的联络方式435.2.6采区接替顺序435.2.7采区生产系统435.2.8采区内巷道掘进方法445.2.9采区生产能力及采出率445.3采区车场选型设计455.3.1确定采区车场形式455.3.2采区主要硐室布置466 采煤方法486.1采煤工艺方式486.1.1采区煤层特征及地质条件486.1.2确定采煤工艺方式486.1.3回采工作面参数496.1.4回采工作面破煤、装煤方式496.1.5回采工作面支护方式526.1.6端头支护及超前支护方式536.1.7各工艺过程注意事项546.1.8回采工作面正规循环作业566.2回采巷道布置586.2.1回采巷道布置方式586.2.2回采巷道参数587 井下运输617.1概述617.1.1井下运输设计的原始条件与数据617.1.2运输距离和货载量617.1.3井下运输系统627.2采区运输设备选择637.2.1设备选型原则637.2.2采区运输设备的选型及能力验算637.2.3采区运输能力验算657.3大巷运输设备选择668 矿井提升688.1矿井提升概述688.2主副井提升688.2.1主井提升688.2.2副井提升709 矿井通风及安全729.1矿井通风系统选择729.1.1矿井概况729.1.2矿井通风系统的基本要求729.1.3矿井通风方式的确定729.1.4主要通风机工作方式选择739.1.5采区通风系统的要求749.1.6工作面通风方式的选择749.1.7回采工作面进回风巷道的布置759.2采区及全矿所需风量759.2.1采煤工作面实际需要风量759.2.2掘进工作面需风量779.2.3硐室需风量789.2.4其它巷道所需风量789.2.5矿井总风量789.2.6风量分配799.3矿井通风总阻力计算809.3.1矿井通风总阻力计算原则809.3.2确定矿井通风容易和困难时期809.3.3矿井最大阻力路线809.3.4矿井通风阻力计算839.3.5矿井通风总阻力849.4选择矿井通风设备859.4.1选择主要通风机859.4.2电动机选型879.5防止特殊灾害的安全措施889.5.1瓦斯管理措施889.5.2煤尘的防治889.5.3预防井下火灾的措施889.5.4防水措施8910 矿井基本技术经济指标90专题部分1 绪论921.1 研究背景及意义921.1.2煤与瓦斯突出的危害931.2 国内外研究现状941.2.1国外研究现状941.3 突出发生条件与突出机理961.3.1突出发生条件961.3.2突出发生的机理971.4 煤与瓦斯突出的一般特点981.5 突出征兆1002煤与瓦斯突出的预测1002.1 煤与瓦斯突出预测及效果检验1002.1.1煤与瓦斯突出区域性预测1012.1.2区域措施效果检验1012.2煤与瓦斯突出工作面预测1022.2.1综合指标法1022.2.2钻屑瓦斯解吸指标法1022.2.3钻屑指标法1042.2.4复合指标法1042.2.5 R值指标法1053 煤与瓦斯突出的防治1053.1煤与瓦斯突出防治的区域性措施1053.1.1开采保护层1053.1.2预抽煤层瓦斯1073.2 煤与瓦斯突出防治的局部措施1103.2.1基本措施1113.2.2增强措施1113.2.3保障措施1114 煤与瓦斯突出防治的保障体系1125 结论112翻译部分英文原文114中文译文125致谢131一般部分1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1井田位置孔庄煤矿位于江苏省徐州市西北大约80km处，井田位于江苏省沛县和山东省微山县境内，其东为山东省微山县金源煤矿，南、北分别是江苏天能集团的沛城煤矿和上海大屯能源股份有限公司的徐庄煤矿。其主井地理坐标为东经116º5713，北纬34º 5020。井田采矿登记边界东西走向长约为12.98km，南北平均宽约为3.40km，总面积约为44.13km2。1.1.2交通矿区交通方便，有徐（州）沛（屯）铁路专用线，在沙塘与陇海铁路接轨，全长82.87Km，有矿区支线到达孔庄煤矿。区内公路四通八达，徐州济宁省级公路纵贯矿区南北，矿区内连通中心区和各矿的公路、铁路通畅。京杭大运河从矿区东部通过，可供100吨级机船常年航行，水路交通也较方便，详见矿区交通位置图(图1-1-1)。图1-1-1 孔庄矿交通位置图1.1.3矿权孔庄煤矿采矿许可证是由中华人民共和国国土资源部2000年4月29日签发的，证号为：1000000020072，矿权范围由24个拐点坐标组成。采矿登记面积为41.1355km2，开采深度为-160m至-1300m，有效期限自2000年4月至2029年4月。1.1.4自然地理孔庄井田地貌属黄淮冲积平原，为第四系地层覆盖地区，地势较平坦，地表广泛分布古黄河泛滥的砂质粘土，地形西高东低，陆地地面高程大部分在33.035.5m之间，东部昭阳湖湖底高程为32.0m左右，井田内湖堤高程为38.840.0m，历年最高洪水位为37.01m（1957年）。本区属黄河流域与长江流域过渡性气候，为季风型大陆性气候，冬季严寒干燥，夏季炎热多雨。据沛县气象站资料：历年来平均降雨量738.2mm，最大降雨量1290.1mm（2003年），最小降雨量425.9mm（1988年），最大日降雨量为340.7mm（1971年8月9日），大气降水多集中在7、8月份，年平均蒸发量为1475.1mm。年平均气温为14.2，日最高气温为40.3（1972年6月11日），日最低气温为-15.7(1990年2月1日)。历年最大冻土层深度19.0cm（1969年），平均为12.0cm。该地区多季节风，春夏季多东南风，秋冬季多偏北风，全年以东南偏东风为主，平均风速2.1m/s，最大风速20.0m/s,湖区风力一般在5级左右，雷暴期在49月份。根据国家颁布的地震动参数区划图GB18306-2001标准，大屯矿区地震动峰值加速度处于0.05至0.10g烈度分界线附近，大部分是0.10g，部分是0.05g。1.1.5矿区经济概况沛县为全国重要商品粮生产基地，微山湖大米为优良无公害大米，且本区工业经济发展迅速。已形成机械、食品、化工、纺织四大工业体系。沛县又是全国重要的煤炭生产基地。1.1.6水源及电源矿区内供作水源的有第四系地下水，地表的湖水和河水，水质一般较好。孔庄矿的生活用水取自第四系地下水，生产用水为井下排水经过处理后使用。矿区内水资源可靠、丰富，能满足生产建设的需要。大屯矿区现有装机容量130MW火力发电厂和24MW矸石热电厂，主要供应矿区生产和生活需要，其余部分并入徐州电网。矿井用电接自发电厂，因此用电可靠。1.2井田地质特征1.2.1区域地层本区在太古界的结晶基底上沉积了震旦系、寒武系、中下奥陶统地层。由于加里东运动影响，上奥陶统至下石炭统地层缺失，在中奥陶统的侵蚀面上，广泛沉积了中上石炭统、二叠系、侏罗白垩系（地层不全）、第三系、第四系等地层。现将地层由老至新简述如下：一、震旦系（Z）该系在徐州附近有广泛出露，下统为灰褐色泥岩、粉砂岩、石英细砂岩；中统为青灰、紫灰色泥岩、砂质泥岩及灰黑色致密状含叠层石灰岩；上统为黄绿、紫红色泥岩、砂岩、细晶白云岩、叠层石灰岩及竹叶状灰岩。与上覆地层呈整合接触。二、寒武系（）厚度大于700m，下部为紫红色页岩、砂质泥岩和细晶灰岩，上部为砾状、竹叶状、鲕状灰岩和灰深灰色结晶灰岩，产三叶虫化石。与上覆地层呈整合接触。三、奥陶系（O）区域厚度600m左右（上奥陶统沉缺），其岩性下部为白云岩、砾质白云岩、灰岩、含云灰岩、岩溶角砾岩、白云质泥岩；中部为灰岩、白云岩及白云质灰岩；上部为白云岩、灰质白云岩、灰岩、含云灰岩、豹皮状白云质灰岩、砾屑灰岩、构造角砾岩。与上覆地层呈假整合接触。四、石炭系（C）厚度180200m，平均厚190m（下石炭统缺失）。中统本溪组厚约30m，岩性主要为灰白色灰岩夹薄层泥岩；上统太原组厚约160m，为海陆交互相沉积，由泥岩、砂质泥岩、灰岩组成，夹615层煤层，其中可采煤层13层，由南往北煤层变厚，可采层数增多，灰岩层厚度逐渐变小。与上覆地层呈整合接触。五、二叠系（P）山西组：厚度70148m，平均厚110m。由灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩、砂岩组成，含煤34层，沉积了本区主要可采煤层。下石盒子组：平均厚度100m，由灰、灰绿色砂岩，深灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩及杂色泥岩、砂质泥岩组成，为徐州矿区重要含煤地层。上石盒子组：厚度在200600m之间，由紫红、灰绿色泥岩、砂质泥岩和砂岩组成。局部含多层薄煤。石千峰组：厚度大于100m，由紫红色石英粗砂岩、粉砂岩组成。与上覆地层呈不整合接触。六、上侏罗、下白垩统（J3+K1）厚度数千米。下部为紫红色中砂岩、细砂岩及粉砂岩，夹两组56层砾岩；中部为灰绿色粉砂岩、细砂岩与粉砂岩互层及浅灰色砂岩和粉砂质粘土岩，含植物化石碎片和瓣