采礦工程畢業(yè)設(shè)計

采礦工程畢業(yè)設(shè)計摘要：本設(shè)計詳細(xì)介紹開拓立式煤礦井的概況特征，經(jīng)過一系列的方案論證比較，選擇了適合立式礦井的開拓方式、采煤方法和各生產(chǎn)系統(tǒng)。井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造比較簡單，主要為縱貫井田東西的天倉向斜，對第一水平選擇了立井開拓方案，首采區(qū)的采煤方法采用傾斜長壁采煤法，綜合機械化回采工藝。輔助運輸系統(tǒng)與主運輸系統(tǒng)相分離，其中輔助運輸系統(tǒng)采用了國際上先進的輔助運輸設(shè)備單軌吊，可滿足人員、機械設(shè)備、材料和矸石的運輸，無需中間轉(zhuǎn)載，可從井底車場直達工作面。礦井一水平采用兩翼對角式通風(fēng)系統(tǒng)。立井開拓；條帶式；單一傾斜長壁采煤法；綜合機械化采煤；兩翼對角式通風(fēng)。第一章：概述礦井開采在地底下開采的礦山。有時把礦山地下開拓中的斜井、豎井、平硐等也稱為礦井。礦井開拓對金屬礦山或采煤礦井的生產(chǎn)建設(shè)的全局有重大而深遠(yuǎn)的影響，它不僅關(guān)系礦井的基建工程量，初期投資和建井速度，更重要的是將長期決定礦井的生產(chǎn)條件、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。礦井開拓即從地面向地下開掘一系列井巷，通至采區(qū)。礦井開拓需要解決的主要問題是：正確劃分井田，選擇合理的開拓方式，確定礦井的生產(chǎn)能力，按標(biāo)高劃分開采技術(shù)分類，選擇適當(dāng)?shù)耐L(fēng)方式，進行采區(qū)部署以及決定采區(qū)開采的順序等。礦井開拓通常以井筒的形式分為平硐開拓、斜井開拓和立井開拓。采用合理的采礦方法是搞好礦井生產(chǎn)的關(guān)鍵。煤層在形成時，一般都是水平或者近水平的，在一定范圍內(nèi)是連續(xù)完整的。但是，在后來的長期的地質(zhì)歷史中，地殼發(fā)生了各種運動，是煤層的空間形態(tài)發(fā)生了變化，形成了單斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造等地質(zhì)構(gòu)造。我們采煤就要注意煤層的走向傾向和傾角。礦井的開拓可以分成立井開拓，斜井開拓，平硐開拓和綜合開拓，主井和運輸巷等都需要永久的支護，可以采用砌碹支護，架拱支護，架蓬支護，錨桿支護，錨噴支護，錨網(wǎng)噴支護；第二章：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限第一節(jié)：工作制度礦井一般的生產(chǎn)制度按設(shè)計規(guī)定為：每年工作日數(shù)為330天，礦井每晝夜分三班工作。采煤工作面為兩班生產(chǎn)，另一班維修設(shè)備，通風(fēng)、排水則須三班工作，每日為24小時生產(chǎn)。每天凈提升小時數(shù)為16小時。第二節(jié)：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限礦井生產(chǎn)能力是度量礦井生產(chǎn)建設(shè)的重要指標(biāo)，在一定程度上綜合反映了礦井生產(chǎn)技術(shù)面貌，是井田開拓的一個主要參數(shù)，也是選擇井田開拓方式的重要依據(jù)之一。礦井生產(chǎn)能力是與井田劃分緊密聯(lián)系并且相互適應(yīng)的。是礦區(qū)總體設(shè)計應(yīng)解決的重要原則問題。礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井地質(zhì)條件、煤層賦存情況、儲量、開采條件、設(shè)備供應(yīng)及國家煤碳開采等因素確定。對于具體礦井，應(yīng)該根據(jù)國家需要，結(jié)合該礦地質(zhì)和技術(shù)條件，開拓、準(zhǔn)備和通風(fēng)方式，以及機械化水平等因素，在保證生產(chǎn)安技術(shù)經(jīng)濟合理的的條件下，綜合計算開采，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，所能保證的能力，并根據(jù)礦井儲量，驗算礦井和水平服務(wù)年限是否能夠達到規(guī)定的要求。第三章：井田開拓第一節(jié)：井田地質(zhì)、老窯及水文對開采的影響煤層埋藏較深，除正在生產(chǎn)的立式煤礦外，區(qū)內(nèi)無小窯開采。影響采區(qū)布置和煤層開采的主要構(gòu)造因素是斷層，其次是褶曲。除邊界斷層外，區(qū)內(nèi)主要斷層方向呈北東向，采區(qū)布置應(yīng)與主要斷層平行，但在采掘時還應(yīng)綜合分析物探資料，注意近東西和北西向斷距較小的斷層。斷層附近巖層不完整，巖石破碎，易冒頂，片幫，開掘時應(yīng)加強支護以保安全，另外還應(yīng)防止斷層導(dǎo)水。在向斜軸部和轉(zhuǎn)折端，因局部應(yīng)力集中，節(jié)理發(fā)育，造成煤層頂?shù)装宓膸r體的破壞，使其穩(wěn)定性變差，因此采掘時亦應(yīng)加強支護，主要巖巷亦應(yīng)避開這些部位布置，以減少支護的困難。另外在天倉向斜軸一線瓦斯含量集中，采掘時應(yīng)防止瓦斯突出。第二節(jié)：礦井開拓方式的確定(一)、主要運輸大巷階段或水平主要運輸大巷是溝通采區(qū)與井底車場的主要交通運輸干線，并進行通風(fēng)排水及布設(shè)管線。當(dāng)上階段采完后，又可以作為下一階段或水平的總回風(fēng)道，其工作年限長。主要運輸大巷在符合開拓要求的前提下，要盡量縮短大巷長度避免過多的彎曲轉(zhuǎn)折以減少開拓工程，作到運輸方便，有利通風(fēng)，并應(yīng)設(shè)在堅硬耐久不易風(fēng)化無自然發(fā)火的煤巖層內(nèi)。大巷位置選擇為了保證生產(chǎn)使用，便于維護減少煤柱損失，一般將主要運輸大巷布置在煤層底板不受采動影響的堅硬巖層或煤組下部媒質(zhì)堅硬圍巖穩(wěn)定無自然發(fā)火的簿及中厚煤層中，為了保護大巷不受采動影響，底板巖石大巷必須與煤層保持適當(dāng)距離，根據(jù)我國經(jīng)驗，煤層與大巷間巖柱尺寸隨煤層賦存深度和巖石性質(zhì)而變，一般為10～30m。（二）總回風(fēng)道布置回風(fēng)大巷與運輸大巷布并且對于一個說，常采用相集中運輸大巷2-采區(qū)石門3-煤層的布置原則置基本相同，具體礦井來同的布置方式。實際上，上水平的運輸大巷可以作為下水平的回風(fēng)大巷。礦井第一水平總回風(fēng)道布置應(yīng)根據(jù)具體情況區(qū)別對待。1、覆蓋沖擊層很厚，含水量比較大，一般要在井田淺部留設(shè)防水煤柱，在這種情況下可將總回風(fēng)道布置在防水煤柱內(nèi)。2、對于急傾斜傾斜和大多數(shù)緩斜煤層的礦井，根據(jù)圍巖和煤層情況及開采要求，回風(fēng)大巷可設(shè)在煤組穩(wěn)固的底板巖層中，有條件時，可設(shè)在煤組下部堅硬圍巖穩(wěn)固的簿及中厚煤層中。3、為便于總回風(fēng)道的掘進和維護，全井田回風(fēng)大巷的標(biāo)高宜一致。在一定的井田地質(zhì)、開采技術(shù)條件下，礦井開拓巷道可有多種布置方式，開拓巷道的布置方式通稱為開拓方式。合理的開拓方式，一般要在技術(shù)可行的多種開拓方式中進行技術(shù)經(jīng)濟分析比較后，才能確定。（三）選擇礦井開拓方案影響選擇礦井開拓方案的因素很多，主要是地質(zhì)因素、技術(shù)因素和管理因素。礦井建設(shè)首先要選擇合理的開拓方案。它直接關(guān)系到礦井的綜合經(jīng)濟效益。選擇礦井開拓方案的主要依據(jù)是地質(zhì)因素和地理因素，其中地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存狀況和地形條件又是關(guān)鍵因素，但在特定的條件下，技術(shù)裝備和管理水平也可能成為決策時的主要因素。為此，在選擇礦井開拓方案時需要綜合考慮上述各種影響因素。第四章：礦井基本巷道第一節(jié)：井筒井筒在礦井開發(fā)和開采中的作用是不言而喻的，它是整個礦井的進口和出口，井筒選擇決定于其用途、服務(wù)年限等因素，井筒的斷面大小更是整個礦井的關(guān)鍵因素，它決定了礦井的用途、井型、服務(wù)年限等。同時，井筒穿過的巖層性質(zhì)、涌水情況、選擇的支護方式及施工方法等因素也決定了井筒的斷面形狀。一、井筒斷面形狀和布置形式1、井筒斷面形狀井筒斷面形狀主要根據(jù)井筒的用途、服務(wù)年限、穿過的巖層性質(zhì)、選擇的支護材料，及施工方法等因素確定。我國的礦井中，立井井筒斷面大多選用圓形，只有少數(shù)小型礦井選用矩形。圓形斷面常采用混凝土、料石或混凝土噴砼支護，具有服務(wù)年限長、承受地壓性能較好、生產(chǎn)期間支護不需要或很少需要維修、通風(fēng)阻力小，以及便于施工等一系列優(yōu)點，因此，服務(wù)年限在10年以上的礦井都采用圓形斷面。其主要缺點是斷面利用率較差。立井井筒的名稱見表立井井筒名稱2、井筒的布置形式井筒斷面布置主要根據(jù)提升間的提升容器與井筒裝備的類型來決定。井筒斷面內(nèi)除提升間外，根據(jù)井筒的用途和需要的不同，往往還須布置梯子間、管子間或延伸間。第二節(jié)：井底車場井底車場是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運輸和井筒提升兩個環(huán)節(jié)的樞紐。井下煤炭和矸石通過井底車場經(jīng)井筒轉(zhuǎn)運到地面，井上的材料和設(shè)備通過井底車場轉(zhuǎn)運到井下各個地點。排水、通風(fēng)、動力供應(yīng)以及人員上下等，也必須通過井底車場。所以它是礦井生產(chǎn)的咽喉，直接影響著礦井的生產(chǎn)和安全。井底車場路線多，設(shè)備多，設(shè)計施工復(fù)雜，工程量大。井底車場包括運輸巷道和硐室兩部分。一、井底車場形式的選擇選擇井底車場形式受許多條件約束，例如地面工業(yè)場地的局影響井底車場的形式與出口方向；井筒形式井筒與主要運輸巷道的位置關(guān)系直接影響井底車場的形式。其它還有礦井生產(chǎn)能力服務(wù)年限等原因。本礦井年設(shè)計生產(chǎn)能力為300萬t/年，第一水平井筒距運輸大巷遠(yuǎn)，根據(jù)立井井底車場的形式，可選擇環(huán)形刀式車場或折返盡頭式車場。第三節(jié)：主要開拓巷道主要開拓巷道斷面設(shè)計，主要是選擇斷面形狀和確定斷面尺寸，其合理與否直接影響到煤礦生產(chǎn)的安全和經(jīng)濟效果。設(shè)計的原則是，在滿足安全與技術(shù)要求的條件下，力求提高斷面利用率，縮小斷面、降低造價并有利于加快方式速度。我國煤礦巷道常用礦井基本巷道的斷面形狀是梯形和直墻拱形，其次是矩形；只是在某些特定的巖層或地壓情況下，才選用不規(guī)則形、封閉拱形、橢圓形或圓形。本礦井井田由于服務(wù)年限長，圍巖較穩(wěn)定，所以，主要開拓巷道采用半圓拱形。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：巷道凈斷面，必須滿足行人、運輸、通風(fēng)、安全設(shè)施、設(shè)備安裝、檢修和施工的需要。因此，巷道尺寸主要取決于巷道的用途；存放或通過它的機械、器材或運輸設(shè)備的數(shù)量與規(guī)格；人行道寬度與各種安全間隙以及通過巷道的風(fēng)量。第五章：采煤方法和采區(qū)巷道布置第一節(jié)：回采工藝1、回采工藝過程：采煤機由機尾向機頭割煤→移架→移刮板輸送機→機頭進刀向機尾割煤→移架。為提高煤炭回收率，應(yīng)注意：1）加強科研工作，減少初采、末采和端頭損失。2）優(yōu)化采煤工藝過程，強化組織管理。3）搞好煤厚探測，加強計量管理，為提高回采率提供可靠的計算依據(jù)。綜采工作面采用雙滾筒采煤機割煤，刮板輸送機運煤，經(jīng)轉(zhuǎn)載機轉(zhuǎn)載，破碎機破碎后由可伸縮膠帶輸送機運至膠帶輸送機大巷。2、工作面端頭支護工作面端頭是指工作面與兩巷的交接處。端頭處的懸頂面積大，時間長，機械設(shè)備多，又是進出材料和人員的交通口，所以必須采取措施加強支護。特別是工作面端頭處的頂板事故約占工作事故的1/4～1/3，搞