1、摘 要本设计是根据河南煤化焦煤集团赵固一矿的实际情况进行的初步设计。设计的井田面积约43.842，矿井年产180万吨，井田内煤层赋层较深，倾角较小，平均厚4.5m，地质结构简单，瓦斯涌出量相对较小，煤层无自然发火倾向，矿井涌水量大。设计采用立井开拓方式，采用条带式准备方式，采用倾斜长壁采煤方法，综合机械化的回采工艺，主要对矿井开拓方式、准备方式、采煤方法进行了初步设计，对矿井运输、通风、排水等生产系统进行了设备选型计算，对矿井各个生产系统的生产过程进行了描述，并对矿井各个生产系统和各生产环节之间的相互联系和制约关系进行了有关说明。在设计过程中，尽量采用先进的技术和设备，提高矿井的机械化装备水平
2、和生产效率。目 录目 录1前 言11 矿区概况及井田地质特征21.1 矿区概况21.1.1、位置与交通21.1.2、地形地貌及水系21.1.3、气象及地震31.1.4、矿区经济概况31.1.5、矿区内矿井生产建设情况31.1.6、水源及电源情况31.2 地质特征41.2.1地层41.2.3、煤层与煤质61.2.4、水文地质81.2.5、其它开采技术条件121.2.6、勘探程度及矿井资源条件评述142 井田境界及储量162.1 井田境界162.1.1、矿区范围与井田划分162.1.2、井田境界162.2 井田储量172.2.1、矿井工业储量172.2.2、矿井设计储量182.2.3、矿井设计可采
3、储量202.3 矿井设计生产能力及服务年限202.3.1、矿井设计生产能力及服务年限202.3.2、矿井工作制度213 井田开拓233.1 概述233.2 井田开拓233.3 井筒特征343.3.1井筒形式和数目的确定343.3.2井筒位置的确定343.3.3井筒用途、布置及装备353.3.4井筒施工方法393.3.5井壁结构和厚度403.4 井底车场403.5 开采顺序及采区回采工作面的配置443.6 主要开拓巷道443.6.1巷道断面及支护形式444.准备方式474.1 概述474.1.1 煤层的埋藏条件474.1.2 带曲煤层特征474.1.3 顶底板特性474.1.4 水文地质情况47
4、4.1.5 地质构造484.2准备方法484.2.1带区数目及首采带区位置484.2.2 东一带区参数484.2.3 带区巷道布置494.2.4带区生产系统494.2.5 带区内巷道掘进方法514.2.6 带区生产能力及采出率524.3带区车场选型设计535 矿井通风与安全545.1 矿井通风系统的选择545.1.1矿井概况545.1.2主要通风机工作方法的确定545.1.3矿井通风系统的基本要求555.1.4矿井通风类型的确定555.1.5带区通风系统的要求575.1.6回采工作面通风方式575.2 风量计算及风量分配595.2.1 工作面所需风量的计算605.2.2 备用面所需风量的计算6
5、25.2.3 掘进工作面需风量625.2.4 硐室需风量625.2.5 其它巷道所需风量635.2.6 矿井总风量635.2.7 风量分配645.3 全矿通风阻力计算645.3.1计算原则645.3.2确定矿井通风容易时期和困难时期655.3.3矿井最大阻力路线和通风网络图655.3.4 矿井通风总阻力705.3.5矿井通风总阻力725.3.6 两个时期的矿井总风阻和总等积孔725.4 扇风机选型735.4.1 选择主扇735.4.2电动机选型786矿井安全技术措施796.1煤尘爆炸的防治措施796.2沼气爆炸的防治措施796.3沼气与瓦斯突出的防治措施806.4矿井水灾的防治措施806.5矿
6、井火灾的防治措施806.6矿山污染的防治816.6.1大气污染816.6.2废水排放816.6.3固体废弃物排放816.6.4噪声污染816.6.5矿山污染源的防治81参考文献81结 论82致 谢835前 言本次毕业设计是根据河南煤化焦煤集团赵固一矿矿井生产图纸和资料，并作了一些改动以后，对矿井进行的初步设计。本设计以实践教学大纲及指导书为依据，严格按照安全规程的要求，对矿井的开拓、准备、运输、提升、排水、通风等各个生产系统进行了初步设计。采矿工程毕业设计是采矿工程专业全部教学进程中的最后一个环节。作为一次综合性的知识技能考查，使学生学会自我思考、自行设计。设计的过程就是一个不断认识和学习的过
7、程。在设计过程中，把所学的理论知识与实践经验综合起来应用。在本次设计过程中，认真贯彻矿产资源法、煤炭法煤炭工业技术政策、煤炭安全规程、煤炭工业矿井设计规范以及国家其它发展煤炭工业的方针政策，力争自己的设计成果达到较高水平。在设计过程中，依靠技术进步，采用国内外先进技术和经验，全面提高矿井机械化和自动化水平，实现“一井一面”；优化矿井开拓部署，做到布局合理、生产集中、系统完善、环节流畅，给矿井生产创造有利的条件。由于时间关系和设计者水平有限，设计中失误之处在所难免，敬请审阅老师给予批评指正。831 矿区概况及井田地质特征1.1 矿区概况1.1.1、位置与交通 焦作煤业(集团)有限责任公司赵固一矿
8、位于焦作煤田东部、太行山南麓，行政区划隶属辉县市管辖，其地理坐标为东经11333001134419，北纬352309352800。井田中心东南距新乡市39km，西南距焦作市50km，东北至辉县市17km，南距获嘉县20km，其间均有公路相通。井田南距新（乡）焦（作）铁路获嘉车站21.5km，西南距焦作矿区专用铁路古汉山车站20 km。新乡至辉县吴村762窄轨铁路在井田内东西向穿过，交通十分便利。附：交通位置示意图1-1-1。交通位置示意图1-1-11.1.2、地形地貌及水系本区属于太行山前冲洪积平原，地面海拔标高75100m ，全区呈北 图1-1-1 交通位置示意高南低缓慢倾斜地势，地形简单，
9、自然坡度58。本区属海河流域卫河水系，区内主要河流有：清水河、黄水河、石门河。矿区北部的太行山岩层裸露，接受降雨补给后在河谷地带形成许多岩溶大泉，并成为河流的发源地，多数河流上游河段有水，距山口1020km开始漏失或全部漏失，成为煤矿的主要充水水源。1.1.3、气象及地震本区属暖温带大陆性气候，年平均气温14.114.9。年平均降水量580600mm，降雨集中在七、八月份，约占年降水量的70%以上。年蒸发量16802041mm，最低气温-8.1，最高气温38.6，夏季多东南和南风，冬季多西北和北风，年平均风速2.37m/s，最大风速18m/s。河南省地震局资料记载，本区最大一次地震是1587年
10、4月10日发生在修武县的六级地震，基本烈度为度。1.1.4、矿区经济概况本区矿产资源丰富。矿区工业以煤炭、电力、冶金、耐火材料为主，矿区农业以种植小麦、玉米、红薯等为主，经济作物主要有烟叶、花生、棉花、药材。另外，太行山区旅游业发展势头迅猛，云台山、八里沟等风景名胜全国知名，带动了地区经济的发展。矿区所在辉县市，现有耕地面积88万亩，人口75万，辖11镇15乡，534个行政村1450个自然村。1.1.5、矿区内矿井生产建设情况区内煤层被新近系、第四系巨厚冲积层覆盖，属全掩盖型煤田。煤层埋藏较深，需要特殊方法建井，建井条件复杂，故区内现无生产小井，仅有程村一座在建矿井。吴村煤矿程村矿井（在建矿井
11、）：位于矿区西北部F14F15断层之间，与赵固一矿井田相邻。隶属辉县市管辖，建成后接替现有吴村煤矿。矿井设计规模0.45Mt/a，开采二1煤层，煤层厚度平均4.21m，倾角35，煤质属低中灰、特低硫、低磷、中高发热量的优质三号无烟煤。开采技术条件简单，属低沼、煤层不易自燃、煤尘无爆炸性，构造复杂程度为中等偏简单类型，水文地质条件为中等类型。1.1.6、水源及电源情况井田内可供选择的水源有：新近系中部承压水以及处理后的矿井井下排水。利用地下水水质易保证且处理简单，利用矿井排水符合节水政策，因此，设计中两个水源均考虑利用，建井初期生产及生活用水利用新近系砂砾石层地下水，矿井生产期间生产、生活及选煤
12、厂洗煤用水利用处理后的矿井排水。井田周围有李固110kV变电站和冯营250MW自备电厂以及冀屯110kV变电站，相距本矿井分别为22km、27km和3km，为确保矿井供电质量及可靠性，设计利用李固110kV变电站和冯营250MW电厂作为矿井双回供电电源。1.2 地质特征1.2.1地层本区为新近系、第四系全掩盖区，钻孔揭露地层由老到新为：奥陶系中统马家沟组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组与下石盒子组、新近系、第四系。其中石炭系上统太原组和二叠系下统山西组为主要含煤地层，地层从老到新分述如下：1、奥陶系中统马家沟组（O2m）以深灰色巨厚层状隐晶质石灰岩为主，致密坚硬，裂隙发育
13、，多充填方解石。本组实际厚度大于400m，揭露厚度2.25-100.41m，平均21.10m。 2、石炭系中统本溪组（C2b）底部为铝质泥岩，中部为灰色砂质泥岩，上部为黑色泥岩和砂质泥岩。本组厚3.5719.05m，平均11.73m。与下伏地层呈平行不整合接触。3、石炭系上统太原组（C3t）由石灰岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成，本组下起一2煤层底，上至二1煤层底板砂岩底，厚91.28112.90m，平均105.95m，与下伏地层整合接触。据其岩性组合特征可分为上、中、下三段：（1）、下段：自一2煤层底至L4灰岩顶，平均厚度41.12m。岩性以石灰岩、煤层为主，夹砂质泥岩、泥岩。含石灰岩3层
14、（L2L4），多为煤层顶板，其中L2石灰岩普遍发育，为本区主要标志层，厚9.2618.46m，平均厚度14.86m。底部赋存一2煤层基本全区可采，一2煤层有分岔合并现象。（2）、中段：自L4灰岩顶至L8灰岩底，平均厚度39.02m。以砂岩、砂质泥岩、泥岩为主，底部常有一层中粗粒石英砂岩。灰岩L5、L6不稳定，有时相变为砂岩和砂质泥岩。（3）、上段：自L8灰岩底至二1煤层底板砂岩底，平均厚度25.81m。以石灰岩、砂质泥岩、泥岩为主，夹薄煤四层，皆不可采。含灰岩2层（L8 、L9），其中L8石灰岩普遍发育，厚0.2511.0m，平均厚7.80m，为本区主要标志层。L9石灰岩亦较稳定。4、二叠系下统山西组（P1sh）下起二1煤层底板砂岩底，上至砂锅窑砂岩底，厚66.0189.64m，平均77.42m，岩性由砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，为本区主要含煤地层，含煤三层，其中二1煤为主要可采煤层。据其岩性特征自下而上分为二1煤层段、大占砂岩段、香炭砂岩段、小紫泥岩段。其中二1煤层段和大占砂岩段自二1煤层底板砂岩底至香炭砂岩底，厚48.87m，大占砂岩为中粗粒砂岩，厚1.4918.
