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华科采矿学课程模版

《采矿学》

课程设计说明书

姓名：

（楷体加粗）学号：

000000000班级：

采B09-1

题目：

评语：

指导教师：

职称：

年月日

设计感受

目录

1.矿区概述及井田地质特征1

1.1矿区概述1

1.1.1地理位置及交通条件1

1.1.2矿区内经济状况1

1.1.3矿区气候条件1

1.1.4矿区水文及工农业供水2

1.2井田地质特征2

1.2.1井田地形及勘探程度2

1.2.2井田煤系地层2

1.2.3井田地质构造3

1.3煤层特征3

1.3.1主要可采煤层3

2采区（带区、盘区）境界及储量5

2.1境界5

2.2工业储量5

2.3可采储量5

2.3.1永久煤柱留设6

3采区（带区、盘区）参数（参考采矿学P205-210）7

3.1倾斜长度7

（略）7

3.2走向长度7

（略）7

3.3生产能力7

（略）7

3.4采出率7

（略）7

3.5煤柱尺寸7

（略）7

3.6煤仓容量8

（略）8

4采、盘、带区巷道布置9

4.1带区巷道布置9

4.1.1带区准备方式的确定9

4.1.2工作面推进方向的确定9

4.1.3带区开采顺序9

4.2生产系统9

4.2.1运煤系统9

4.2.2辅助运输系统9

4.2.3通风系统9

4.2.4排矸系统9

4.2.5供电系统9

4.2.6供水系统9

4.2.7排水系统9

4.2.8巷道掘进9

4.3车场选型设计10

5采煤方法11

5.1采煤方法和回采工艺11

5.1.1地质概况及煤层赋存11

5.1.2采煤方法的确定11

5.1.3采高及截深11

5.1.4综采工作面的设备选型及配套12

5.2回采工艺12

5.2.1回采工艺方式12

5.2.2采煤工艺13

5.3生产组织方式13

5.3.1劳动组织及循环图表+13

5.3.2主要技术经济指标13

5.4回采巷道布置13

5.4.1回采巷道布置方式13

5.2.2回采巷道断面及支护13

5.2.3掘进工作面主要设备13

5.5顶板与煤壁管理措施13

6主要技术经济指标14

6.1主要结论14

6.2要技术经济指标14

参考文献16

1.矿区概述及井田地质特征

1.1矿区概述

1.1.1地理位置及交通条件

神府东胜矿区位于鄂尔多斯高原的东南部及陕北黄土高原北缘和毛乌素沙漠的东南边缘，其地理坐标在北纬38°52′至39°41′，东经109°51′至110°46′之间。

总的地形呈西北高、东南低，海拔一般为1000～1300m，平均海拔在1200m左右，矿区北部东胜梁呈东西向展布，标高为1400～1500m。

形成南北向河流的分水岭。

矿区东部及东北部为黄土丘陵山区，区内沟壑纵横，形成梁峁、沟壑和土原三种地貌。

矿区内不少地区为继续流动沙及半固定沙所覆盖，一般沙层几米到十几米，也有的地方可厚达50～60m。

图1.1神东矿区地理位置

1.1.2矿区内经济状况

本区的经济以采矿业为主，服务业为辅。

矿区内植被稀少，居民点分散，农业受当地地理环境与经济状况的限制，基本以传统的耕作方式生产。

（略）······

1.1.3矿区气候条件

本区属于大陆性干旱气候。

春季干旱多风；夏季昼炎热夜温凉，日温差较大；秋季凉爽；冬季严寒。

寒暑变化剧烈，昼夜温差较大，准格尔旗最高气温38.3℃，最低气温-30.9℃，一般年平均气温5.3～7.6℃。

（略）······

1.1.4矿区水文及工农业供水

矿区内水资源贫乏，风积沙一般厚度较小，透水而不含水，在矿区只有零星的几处水源，大部分区域均为风积沙覆盖，本身不具备储水条件。

（略）······

1.2井田地质特征

1.2.1井田地形及勘探程度

本井田位于原《内蒙古自治区伊克昭盟准格尔煤田南部详查勘探地质报告》勘探范围的西北部。

地质报告在总结以往地质工作的基础上，采用了以钻探、测井为主，配合地质填图，采样化验等多种勘探手段进行了勘探，共利用原报告钻孔19个，钻探工程量7533.99m。

（略）······

1.2.2井田煤系地层

区内大部被第四系覆盖，但在沟谷中，亦有基岩出露，井田地层由老至新有：

奥陶系（O）中统马家沟组（O2m）、石炭系（C）上统本溪组（C2b）、上统太原组（C2t）、二迭系（P）下统山西组（P1s）、下石盒子组（P1x）、上统上石盒子组（P2s）、石千峰组（P2sh）、第三系红土层（N2）、第四系（Q）。

煤层地层综合柱状图见图1-2：

1）奥陶系（O）中统马家沟组（O2m）

井田内钻孔均未全揭露该组地层，最大揭露厚度29.32m，岩性为浅灰色石灰岩、白云质灰岩，微晶质结构，见小溶洞和裂隙，常为方解石充填

2）石炭系（C）上统本溪组（C2b）

（略）······

4）下二迭统山西组

（略）······

7）第四系（Q）

上更新统马兰组（Q3m）：

淡黄色、黄褐色粉砂质黄土，夹粘土岩，粒度均匀，垂直节理发育，含钙质结核。

全区分布，厚0～87.93m，平均28.45m。

全新统（Q4）：

为洪积、残坡积之松散砂粒，泥砂及风积砂。

厚度不一，一般0～3m左右。

不整合于其它老地层之上。

井田含煤地层为石炭系太原组和二迭系下统山西组，据钻孔揭露两组地层总厚度118.26～192.88m，平均142.74m，井田内含煤地层基本上保存完整，厚度变化不大，厚度变异系数13%。

总体看，由北向南有增厚之趋势。

1.2.3井田地质构造

1）地质构造

位于鄂尔多斯大型构造盆地东北缘的准格尔煤田，总的构造是一个走向近于南北，倾角10°以下，具有波状起伏的向西倾斜的单斜构造。

盆地边缘，倾角稍大，有轴向与边缘方向一致的短背向斜，如窑沟背斜、西黄家梁背斜、老赵山梁背斜、双枣子向斜、田家石畔背斜等；盆地内部倾角平缓，一般在10°以下，有与地层走向垂直的次一级褶皱，它们一般幅度较小，延伸不大，造成了煤层底板等高线的相对起伏。

区内断裂不发育，仅稀疏可见几条小的张性断层。

2）井田构造

井田与南部详查区构造特征基本一致，仍属构造简单地区。

为地层走向北北东，倾向北西西、倾角小于10°的单斜构造。

东南边界外有石圪咀正断层，走向北40°东，倾向南东，倾角70°，落差15～50m，延展约10km。

井田内未发现岩浆岩侵入。

表1-1主要断层一览

序号

名称

断层面走向

断层面倾向

倾角/（。

）

水平断距/m

1

龙王沟正断层

走向近东西

倾向南

75—85°

20—40m

2

焦稍沟正断层

北35°

南东

70°

20—80m

3

石圪咀正断层

北45°

南东

60—70°

15—50

综上所述，井田内断层、褶曲不发育，并且都位于井田边界以外，其构造形态为一倾向北西西的单斜构造，无岩浆岩侵入，井田构造属简单类型。

（略）······

1.3煤层特征

井田内可采煤层共3层，即6上、6、7号煤层，根据井田内及周边共55个钻孔的资料统计

1.3.1主要可采煤层

1）6上煤层

位于石炭系上统太原组第二岩段上部，煤层自然厚度7.04~20.77m，平均12.70m；可采区储量利用厚度为5.5~6.2m，平均6.0m。

（略）······

2）6号煤层

位于石炭系上统太原组第二岩段下部，煤层自然厚度2.70~11.46m，平均7.34m；可采区储量利用厚度为3.0~5.8m，平均5.0m。

表1-2矿井地层一览

地质年代

（地层单位）

代纪世

岩层的总厚度/m

岩层组成及特征

含煤层数及厚度/m

备注

奥陶系（O）中统马家沟组（O2m）

29.32m

浅灰色石灰岩、白云质灰岩，微晶质结构

为方解石充填。

石炭系（C）上统本溪组（C2b）

15.97m

岩性为浅灰、暗紫色粘土岩、铝土质粘土岩、块状构造

石炭系（C）上统太原组（C2t）

39.03～90.45m

下段以灰黑色、深灰色泥岩、砂质泥岩、粘土岩夹多层砂岩为主

底部深灰、灰白色细～粗粒石英砂岩较稳定

上段以6号煤及其顶底板粘土岩、砂质泥岩为主

含煤5层，为6上、6、8、9、10号煤。

该段岩性及厚度亦有相当变化

下二迭统山西组（P1S）

52.26～124.14m

下部岩性以灰白色黄褐色粗粒长石、石英砂岩为主，含砾局部为砂砾岩，

中部由灰白色、灰黑色中细粒砂岩、砂质泥岩、粘土岩、泥岩组成

上部为深灰、灰白色中粗粒砂岩夹粘土岩、泥岩、粉砂

含煤4层为2、3、4、5号煤。

为陆相碎屑岩沉积，亦为本区主要含煤地层

下二迭统下石盒子组（P1x）

49.16～322.04m

为陆相碎屑岩沉积，

上二迭统上石盒子组（P2s）

9.69～347.01m

为陆相碎屑岩沉积，区内大部分地层被剥蚀，地层分布连续性差，黄绿色中粗粒砂岩，夹暗紫色泥岩、砂质泥岩，含铁质结核。

上二迭统石千峰组（P2sh）

207.68m

第三系红土层（N2）

19.72～65.50m

距上覆6上煤层间距12m。

间距有由北向南、由东向西有增大趋势。

6号煤层与6上煤层在勘查区北部、北东部及南部合并。

6号煤层为对比可靠、全区可采的较稳定煤层。

（略）······

2采区（带区、盘区）境界及储量

2.1境界

井田形状呈一个不规则的多边形，东西宽9.0～9.5km，南北长5.0～7.6km，面积65.2km2。

大柳塔煤矿井田境界示意图如图2.1所示。

（略）

图2.1大柳塔煤矿井田边界示意

2.2工业储量

（略）······

2.3可采储量

2.3.1永久煤柱留设

（略）······

3采区（带区、盘区）参数（参考采矿学P205-210）

3.1倾斜长度

（略）

3.2走向长度

（略）

3.3生产能力

（略）

3.4采出率

（略）

3.5煤柱尺寸

（略）

3.6煤仓容量

（略）

4采、盘、带区巷道布置

4.1带区巷道布置

4.1.1带区准备方式的确定

（略）······

4.1.2工作面推进方向的确定

（略）······

4.1.3带区开采顺序

（略）······

4.2生产系统

4.2.1运煤系统

······

4.2.2辅助运输系统

······

4.2.3通风系统

······

4.2.4排矸系统

······

4.2.5供电系统

······

4.2.6供水系统

······

4.2.7排水系统

······

4.2.8巷道掘进

······

4.3车场选型设计

······

5采煤方法

5.1采煤方法和回采工艺

5.1.1地质概况及煤层赋存

本井田含煤地层为侏罗系中统延安组，主要可采煤层3层，不可采煤层4层。

6上、6、7煤层全井田可采；其余4层煤层因面积小或无可采点为不可采煤层。

煤层平缓，倾角平均为3度。

煤层伪顶零星分布，面积约占5%，直接顶分布广泛，面积约占70%；基本顶分布于井田两侧及中部，面积约占25%。

直接顶：

泥岩、粉砂岩及其互层、天然抗压强度28.4MPa，饱和抗压强度15.6MPa，初次垮落步距11m，属Ⅱ类中等稳定顶板。

基本顶：

节理裂隙及层理不甚发育的较为均质的砂岩，粉沙岩组成；初次来压当量990～1000KN／㎡,压力显现强烈，属Ⅲ级基本顶。

伪顶：

位于煤层之上，厚度小于0.5m，极易垮落的泥岩、炭质泥岩组成。

底板：

主要由粉砂岩、细砂岩组成，单向抗压强度29.4MPa，允许单向抗压强度22.1MPa，属中硬类底板。

仅S3钻孔附近，底板有一层0.4m厚的膨润土，遇水泥化。

煤层瓦斯含量甚微，每克可燃质（gr）含氮气（N2）0.36～8.86（mm3），二氧化碳（CO2）0～0.068（mm3）,甲烷（CH4）0～0.03（mm3）,重烃含量为0。

自然瓦斯成份中，氮气占93.0～100‰，二氧化碳占0～6.50%，甲烷占0～7.00%。

煤层瓦斯分带属CO2～N2带。

煤层火焰长度大于400mm，岩粉用量60～75%，属具爆炸危险的煤层。

煤层原煤样着火点与氧化样着火点差（△T1－3）在12℃～42℃之间，属很易自燃的煤层。

本井田地温正常，无地热危害。

本井田含煤地层富水性弱，补给条件差，底板有较厚的粉砂岩、泥岩隔水层，不会造成底鼓突水。

矿井涌水量，以大口井法进行预算,结果为146.34m3/h，取矿井正常涌水量220m3/h，最大涌水量260m3/h。

5.1.2采煤方法的确定

（略）·····

5.1.3采高及截深

（略）······

1）工作面采高

（略）······

2）采煤机截深

（略）······

5.1.4综采工作面的设备选型及配套

（略）······

1）采煤机

（略）······

2）刮板输送机选型

（略）······

（1）输送能力

（略）······

（2）刮板输送机的铺设长度

（略）······

（3）刮板输送机功率

①刮板输送机上单位长度上的载质量

（略）······

②刮板输送机运行阻力

（略）······

③刮板机的额定功率

（略）······

3）液压支架的选型

（略）······

5.2回采工艺

（略）······

5.2.1回采工艺方式

（略）······

5.2.2采煤工艺

（略）······

5.3生产组织方式

5.3.1劳动组织及循环图表+

······

······

5.3.2主要技术经济指标

······

5.4回采巷道布置

5.4.1回采巷道布置方式

······

5.2.2回采巷道断面及支护

······

5.2.3掘进工作面主要设备

······

5.5顶板与煤壁管理措施

······

6主要技术经济指标

6.1主要结论

1）主要结论

本设计基于XX煤矿地质条件，采用理论分析、计算、方案比较等方法和手段，对XX煤矿采区（带区、盘区）进行了认真设计，确定了新的准备方式和采煤工艺，分析了采区（带区、盘区）运输方式、通风系统及设备选型，初步形成了采区（带区、盘区）开采的一套完整设计资料，并得到如下主要结论：

（1）准备方式，

（2）开采技术，

（3）运煤系统，

（4）辅运系统，

（5）通风系统，

2）展望

（1）

（2）

（3）

6.2要技术经济指标

表10-1各项技术经济指标

序号

名称

单位

数值

1

采区生产能力

Mt/a

12

年产量

Mt/a

12.13

日产量

t

36757.6

2

工业储量

Mt

1644.86

可采储量

Mt

1169.36

3

服务年限

a

69.6

4

煤的视密度

g/cm3

1.4

5

煤的用途

炼焦、化工、动力和民用

6

煤层情况

稳定

可采煤层数

层

3

可采煤层总厚度

m

18.0

煤层平均倾角

（°）

3

7

采区

范围

走向长度

km

9.2

倾斜长度

km

7.1

面积

km2

65.2

8

准备方式

双斜井

9

10

达产时采区及工作面

1

带区数

个

4

工作面数

个

1

11

大巷运输方式

胶带输送机

12

提升方式

主井

胶带输送机提升

副井

无轨胶轮车

通风方式

中央并列式

13

吨煤成本

元/t

9.3

14

采煤工艺

综采

15

采煤方法

条带式

16

顶板处理方式

全部垮落法

17

采面主要技术经济指标

工作面长度

340m

18

截齿

个/万t

6

19

锚杆

kg/万t

1040

20

矿井工作制度

日进尺

m

13.84

工作制度

“三·八”

年工作天数

d

330

日工作班数

个

3

参考文献

[1]杜计平.开采方法.徐州：

中国矿业大学出版社，2006.

[2]钱鸣高,刘听成.矿山压力及其控制.北京：

煤炭工业出版社,2004.

[3]宋宏伟,井巷工程.北京：

煤炭工业出版社.2008.

[4]刘过兵.采矿新技术.北京：

煤炭工业出版社.2002.

[5]杨孟达.煤矿地质学.北京：

煤炭工业出版社.2000.

[6]《综采技术手册》编委会.综采技术手册.北京：

煤炭工业出版社.1997.

[7]王德明.矿井通风与安全.徐州：

中国矿业大学出版社.2007.

[8]张荣立,何国纬,李铎.采矿工程设计手册（上、中、下）.北京：

煤炭工业出版社.2003.

[9]程居山.矿井运输提升.徐州：

中国矿业大学出版社.1997.

[10]《采矿手册》编辑委员会.采矿手册.冶金工业出版社.1992.

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[10]《采矿手册》编辑委员会.采矿手册.冶金工业出版社.1992.

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