采礦課程設(shè)計(jì)說明書

采 礦 學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書姓名：王 偉學(xué)號：201010014122 班級： 采礦 B10-1題目： 開灤呂家坨 4.0Mta 新井課程設(shè)計(jì) 評語： 指導(dǎo)教師： 段緒華 職 稱： 教授 2013 年 07 月 11 日開灤呂 家坨 4.0Mta 新井課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)感受在兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)過程中，讓我不僅從中學(xué)到了很多新的知識，更讓我對所學(xué)的專業(yè)知識做了系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和總結(jié)，并且能夠運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過的知識來解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題。通過指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，讓我掌握了礦井設(shè)計(jì)的基本步驟，也能夠熟練的使用工具書來解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，更能使自己對設(shè)計(jì)進(jìn)行比較周全的考慮。本設(shè)計(jì)礦區(qū)的煤層平均傾角在 7左右，煤層厚度大，煤層及地質(zhì)賦存條件好，于是我采用了帶區(qū)綜合機(jī)械化開采，通過具體的技術(shù)比較和經(jīng)濟(jì)比較，選擇了雙斜井的開拓方式，并根據(jù)煤層賦存特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)條件，選擇了膠帶運(yùn)煤、無軌膠輪車輔助運(yùn)輸系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)的任務(wù)重，需要進(jìn)行大量的計(jì)算和繪制大量的 CAD 工程圖，并且對一些內(nèi)容需要進(jìn)行反復(fù)的修改。在短短的兩個(gè)星期時(shí)間內(nèi)，可能有很多地方做得不夠細(xì)致。盡管如此，卻能使我更加細(xì)心的進(jìn)行設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)的制作中，我一直都細(xì)心的編寫說明書的每一部分，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)，對于計(jì)算就更加嚴(yán)格計(jì)算每一個(gè)數(shù)據(jù)，對于每一部分設(shè)計(jì)自己都親手完成。經(jīng)過兩個(gè)星期的努力，我順利完成了城郊井工礦的設(shè)計(jì)。最后，再次向我尊敬的老師和親愛的同學(xué)們表示深深的謝意，他們給予我的教育、理解、關(guān)心和支持使我不斷進(jìn)步。祝愿大家身體健康，萬事如意。開灤呂 家坨 4.0Mta 新井課程設(shè)計(jì)目 錄1.礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 11.1 礦區(qū)概述 11.1.1 地理位置及交通條件 11.1.2 礦區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)狀況 11.1.3 礦區(qū)氣候條件 21.1.4 礦區(qū)水文及工農(nóng)業(yè)供水 21.2 井田地質(zhì)特征 21.2.1 井田地形及勘探程度 21.2.2 井田煤系地層 31.2.3 井田地質(zhì)構(gòu)造 41.3 煤層特征 41.3.1 煤層埋藏條件 51.3.2 煤的特征 82.帶區(qū)境界及儲量 92.1 井田境界 92.2 礦井儲量 102.2.1 井田勘探類型 102.2.2 礦井地質(zhì)資源量 102.2.3 礦井工業(yè)儲量 102.3 可采儲量 102.3.1 礦井設(shè)計(jì)資源儲量 102.3.2 礦井設(shè)計(jì)可采儲量 113.工作制度和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 113.1 礦井工作制度 113.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 114.礦井開拓方式 124.1 確定工業(yè)廣場位置 124.2 確定井田開拓方式 134.3 確定開采水平位置，標(biāo)高及水平垂高 134.4 確定運(yùn)輸大巷布置及位置 135.準(zhǔn)備方式-帶區(qū)巷道布置 135.1 煤層的地質(zhì)特征 135.1.1 可采煤層的基本概況 135.1.2 煤層頂?shù)装宓刭|(zhì)條件 145.2 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 145.2.1 區(qū)段斜長的確定 145.2.2 帶區(qū)上山位置及布置方式 145.2.3 帶區(qū)工作面的階梯順序 145.2.4 帶區(qū)內(nèi)各種巷道的掘金方法 155.2.5 帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 15開灤呂 家坨 4.0Mta 新井課程設(shè)計(jì)5.3 帶區(qū)下部車場選型設(shè)計(jì) 165.4 帶區(qū)主要硐室的布置 165.4.1 帶區(qū)煤倉 165.4.2 帶區(qū)絞車房 175.4.3 帶區(qū)變電所 196.采煤方法 206.1 采煤工藝方法的確定 206.1.1 帶區(qū)地質(zhì)條件和煤層賦存條件 206.1.2 采煤工藝的確定 206.1.3 回采工作面長度和推進(jìn)度以及推進(jìn)方向 226.1.4 回采工作面的破裝運(yùn)煤方式 226.1.5 勞動組織表 236.2 回采巷道布置 236.2.1 確定回采巷道布置形式 236.2.2 回采巷道支護(hù) 246.2.3 確定回采巷道斷面及其具體施工技術(shù)要求 297.設(shè)計(jì)礦井基本的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 328.參考文獻(xiàn) 33開灤呂 家坨 4.0Mta 新井課程設(shè)計(jì)第 1 頁 共 34 頁1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1 礦區(qū)概況1.1.1 井田位置、范圍、地形特點(diǎn)和交通位置開灤呂家坨礦業(yè)公司位于河北省唐山市古冶區(qū)境內(nèi)，西距唐山 18 km，北距古冶 9 km。地理坐標(biāo)為東經(jīng) 11824，北緯 3940。礦區(qū)交通便利。古呂錢公路南接唐港公路，北通 205 國道，與津唐、唐港、京沈高速公路相接；礦區(qū)鐵路專線呂古鐵路和呂陡鐵路與京山線接軌；水路運(yùn)輸東有秦皇島港，西有天津新港，南有唐山港和正在建設(shè)中的曹妃甸港；水、陸交通發(fā)達(dá)，煤炭外銷十分方便。礦區(qū)地表為第四紀(jì)沖積平原，地面標(biāo)高介于+22+31m 之間。地形總趨勢北高南低，沙河由井田東部自東北流向西南。沙河屬季節(jié)性河流，旱季有時(shí)斷流，雨季流量較大，最高洪水位+30 m。境內(nèi)有村莊 18 個(gè)。主要農(nóng)作物有小麥、玉米和水稻。圖 1-1 呂家坨礦交通位置圖1.1.2 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和原料及電力供應(yīng)礦區(qū)內(nèi)工業(yè)以煤炭為主，農(nóng)業(yè)主要種植小麥、玉米、水稻，間雜有果園、菜園和苗圃等。本礦井建設(shè)期間，所需要建設(shè)材料，除鋼材、木材和部分水泥、石材需由國家計(jì)劃供應(yīng)外，其它磚、砂等土產(chǎn)材料，均由當(dāng)?shù)毓?yīng)，滿足建設(shè)需要。礦區(qū)已建有 110 kV 區(qū)域變電所，可向本礦井供電的兩回 35 kV 輸電線路。北 京 市 三 河 玉 田 豐 潤 古 冶唐 山 市 呂 家 坨 礦 秦 皇 島 市秦 皇 島 港樂 亭 京 唐 港南 堡北 塘塘 沽 天 津 新 港寶 坻天 津 市 025km1 34京 秦 線 京 沈 高 速 公 路京 山 線津 唐 高 速 公 路京 津 高 速 公 路京 津 線 唐 港 高 速 公 路坨港鐵路渤 海1.林 西 礦2范 各 莊 礦3錢 家 營 礦4陡 河 電 廠開灤呂家坨 4.0Mta 新井課程設(shè)計(jì)第 2 頁 共 34 頁1.1.3 礦區(qū)氣候條件本區(qū)屬溫帶季風(fēng)區(qū)的海洋大陸性氣候。根據(jù)唐山市氣象局 19591999年氣象資料，歷年平均氣溫 17.9，最高氣溫 40.3，最低氣溫-18.3 。歷年平均降水量為 708.14 mm，年最大降水量為 1263.8 mm。區(qū)內(nèi)冬季多北風(fēng)，夏季多南風(fēng)，最大風(fēng)速 16 m/s。冰凍期為十一月至次年三月，最大凍土深度 0.27 m。1.1.4 礦區(qū)水文情況礦區(qū)采用自備水源井供水，目前能夠使用的供水井共有 9 眼，其中黑鴨子 4 眼，工業(yè)廣場 3 眼，南小區(qū) 2 眼。這些井形成兩套供水系統(tǒng)，一是黑鴨子至礦區(qū)的集中管路供水系統(tǒng)，包括黑鴨子及工業(yè)廣場的水井，最大供水能力 1100 m3/h，供礦生產(chǎn)和東工房、小樓生活區(qū)及黑鴨子、北安各莊、南安各莊、大安各莊、呂家坨村生活用水。二是南小區(qū)獨(dú)立供水系統(tǒng)，最大供水能力 100 m3/h，供小區(qū)內(nèi)居民生活用水。1.2 井田地質(zhì)特征1.2.1 煤系地層概述、勘探程度礦區(qū)煤系地層屬于典型的華北區(qū)石炭二疊紀(jì)含煤巖系，其上界為唐家莊組A 層鐵鋁質(zhì)粘土巖頂面，下界為唐山組 G 層鐵鋁質(zhì)粘土巖底面。根據(jù)兩個(gè)鉆孔實(shí)際控制，煤系地層厚度分別為 480.35 m 和 486.26 m，按分組段厚度累計(jì)，煤系地層厚度為 489 m。由此可見，沉積補(bǔ)償作用明顯，煤系地層厚度變化不大。煤系基底為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r，本礦鉆孔揭露最大厚度為 160 m，鄰區(qū)資料證實(shí)，該組厚度 400 m 左右，與煤系地層呈假整合接觸。礦井淺部奧灰?guī)r溶發(fā)育，深部逐漸減弱。其風(fēng)化形成的 G 層鐵鋁質(zhì)粘土巖構(gòu)成煤系第一個(gè)標(biāo)志層。煤系地層之上為的古冶組和洼里組，從少數(shù)取芯鉆孔揭露情況看，古冶組以雜色粉、細(xì)砂巖和淺灰灰綠色粗砂巖為主，向上部紫色粉細(xì)砂巖逐漸增多。洼里組則以淺紫、暗紫和紫紅色泥巖中、粗砂巖為主，偶見淺灰色砂巖層。洼里組以河床相底礫巖底面作為與古冶組的分界面。礦區(qū)地表被第四系沖積層所覆蓋，蓋層厚度由東北向西南逐漸增厚，與基開灤呂家坨 4.0Mta 新井課程設(shè)計(jì)第 3 頁 共 34 頁巖呈角度不整合接觸。19881998 年，共施工井上下各類鉆孔 78 個(gè)，累計(jì)進(jìn)尺 10246.54 m。其中地面勘探工程有 18、20、21、39、40、45、46 和 49 號共 8 個(gè)補(bǔ)充勘探鉆孔，工程量 7461.23 m。1.2.2 井田地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)變動呂家坨井田位于開平向斜東南翼中段，其主體構(gòu)造是呂家坨背斜。開平向斜是一賦煤向斜構(gòu)造，煤系地層為石炭二迭系。向斜軸的總體方向約 NE40，北部受青龍山背斜等北西南東向構(gòu)造的影響，自古冶至唐家莊逐漸變?yōu)闁|西向，形成一弧形構(gòu)造。向斜的兩翼不對稱：西北翼巖層傾角陡，甚至局部倒轉(zhuǎn)，并伴隨出現(xiàn)了一組與向斜軸大致平行的斷層和短軸褶皺構(gòu)造。東南翼巖層傾角相對平緩，向斜邊緣出現(xiàn)兩組短軸邊幕狀褶皺，軸向與開平向斜軸直交或斜交，并沿傾伏方向逐漸消失。其中一組由杜軍莊背斜、黑鴨子向斜、呂家坨背斜、范各莊向斜、畢各莊向斜及南陽莊嶺上背斜組成；另外一組在宋家營以南，規(guī)模不如前一組。呂家坨井田以褶皺構(gòu)造為主。井田內(nèi)自北而南依次發(fā)育有黑鴨子向斜、呂家坨背斜、范各莊向斜、畢各莊向斜、南陽莊嶺上背斜、小張各莊向斜等五個(gè)主要褶曲構(gòu)造。黑鴨子向斜軸作為呂、林井田技術(shù)邊界。呂家坨背斜為礦井的主體構(gòu)造，約占井田面積的 70%，其中深部還發(fā)育有次一級的褶曲構(gòu)造。在井田南部，呂家坨背斜、畢各莊向斜、南陽莊嶺上背斜、小張各莊向斜等褶曲構(gòu)造復(fù)合，形成了董各莊盆地構(gòu)造區(qū)和王各莊馬鞍形構(gòu)造區(qū)。1.2.3 井田水文地質(zhì)特征根據(jù)開灤集團(tuán)公司統(tǒng)一的含水層劃分標(biāo)準(zhǔn)，將區(qū)內(nèi)的地層劃分為七個(gè)含水層（見表 1-1） 。其中，、含水層對礦井涌水量影響較大，為直接充水含水層，其它為間接充水含水層。各含水層抽放水試驗(yàn)資料，其主要特征如下：表 1-1 含水層劃分表含水層編號 名稱所處層位含水層厚含水層巖性 含水性 水質(zhì)特征 第四系沖積層含水層組 第四系沖積層 34 卵石，粗、 中細(xì)沙 弱中等 上HCO 3-Cl-Ca2+Mg2+下 HCO3-Ca2+Mg2+ 古冶組砂巖 含水層組 二迭系上統(tǒng) 古冶組 130 粗、中砂 巖 中等開灤呂家坨 4.0Mta 新井課程設(shè)計(jì)第 4 頁 共 34 頁 5 煤層頂板含水層組 二迭系下統(tǒng) 唐家莊組 190 砂巖 中等 HCO3-SO42-Na+Ca2+ 7 煤層頂板含水層組 二迭系下統(tǒng)大 苗莊組 30 砂巖 弱 HCO3-Ca2+Mg2+1214 煤層砂巖含水層組石炭系上統(tǒng)趙各莊組 60石灰?guī)r、砂巖 弱強(qiáng)上HCO 3-Na+Ca2+下 HCO3-SO42-Ca2+Na+ 唐山灰?guī)r含水層組 石炭系統(tǒng) 唐山組 19 石灰?guī)r 中等 HCO3-SO42-Ca2+Mg2+續(xù)表 1-1含水層編號 名稱所處層位含水層厚含水層巖性 含水性 水質(zhì)特征 奧陶系灰?guī)r 含水層組 奧陶系統(tǒng)馬家溝組 420 石灰?guī)r 極強(qiáng) HCO3-Ca2+Mg2+1）直接充水含水層組（1）第含水層組（9 煤層砂巖含水層組）本含水層組位于 9 煤層以下 4 m，層厚約 60 m，巖性以中砂巖為主，巖石裂隙發(fā)育，單位涌水量 0.0030.627 L/s.m，滲透系數(shù) 0.014.704 m/d，礦化度0.3120.547 g/L，上部水質(zhì)為重碳酸鈉鈣型，下部為重碳酸硫酸鈣鈉型。（2）第含水層組（7 煤層頂板含水層組）本含水層組位于 7 煤層以上 3 m，厚約 30 m，巖性以中細(xì)砂巖為主，單位涌水量 0.010.286 L/s.m，滲透系數(shù) 0.11518.063 m/d，礦化度 0.5050.297 g/L，水質(zhì)為重碳酸鈣鎂型。2）礦井間接充水含水層組（1）第含水層組(奧陶系灰?guī)r含水層組)本含水層組為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組，巖性為灰灰白色厚層狀灰?guī)r，含水層平均厚度 420 m，淺部巖溶、裂隙極發(fā)育。單位涌水量最大 72 L/s.m，滲透系數(shù)最大 167.73 m/d，富水性極強(qiáng)，礦化度 0.1660.347 g/L，水質(zhì)為重碳酸鈣鎂型。（2）第含水層組(唐山灰?guī)r含水層組)開灤呂家坨 4.0Mta 新井課程設(shè)計(jì)第 5 頁 共 34 頁本含水層組位于奧陶系灰?guī)r以上 65 m，灰?guī)r厚 1.466.14 m，單位涌水量為 0.025 L/s.m，滲透系數(shù) 2.59 m/d，富水性中等，水質(zhì)為重碳酸硫酸鈣鎂型。（3）第含水層組（古冶組砂巖含水層組）本含水層組位于 A 層以上，厚約 130 m，巖性以砂巖為主，局部含礫，富水性中等。（4）第含水層組（沖積層含水層組）本含水層組由卵石、粗砂、中砂、細(xì)砂組成，卵石粒徑 2050 mm，磨圓度中等。此含水層平均厚度 34 m，單位涌水量 0.1033.68 L/s.m，滲透系數(shù)0.7510.66 m/d，富水性中等，上部水質(zhì)為重碳酸 氯鈣鎂型，下部為重碳酸鈣鎂型。1.2.4 地溫?fù)?jù)詳查勘探資料，本區(qū)地溫梯度為 0.94 /100 m，橫溫帶在 50100 m 左右，地溫變化范圍在 11.5017.00 之間，屬地溫正常區(qū)。1.3 煤層特征1.3.1 煤層埋藏條件井田平均走向長約 11 km，傾斜寬平均約 6.4 km，面積 70.9 km2。煤層傾角一般為 3 15，平均傾角 8.2。1.3.2 煤層群特征呂家坨井田主要開采煤層有 4 層，即二迭系下統(tǒng)大苗莊組的 5、7、8、9 煤層，其中 8、9 煤層為本礦井設(shè)計(jì)的可采煤層。各煤層的厚度、層間距及其變化規(guī)律見表 1-2。表 1-2 可采煤層特征表煤層名稱 煤厚(m) 傾角 結(jié)構(gòu) 層間距(m) Km r 穩(wěn)定性煤層厚度、傾角、結(jié)構(gòu)、間距8 平均最小-最大3.963.54.38.2314簡單結(jié)構(gòu)11.287.5118.241.0 19.4 穩(wěn)定開灤呂家坨 4.0Mta 新井課程設(shè)計(jì)第 6 頁 共 34 頁9 平均最小-