1、采礦工程的畢業論文論文題目礦井開采研究與分析專業名稱煤礦開采技術姓名范利軍學號完成日期 成15年5月15日4445（-）、井田地質、老窯及水文對開采的影響56910101112六、13七、1415論文摘要:本設計詳細介紹開拓立式煤礦井的概況特征，經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、采煤方法和各生產系統。井田內地質 構造比較簡單，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 助運輸系統與主運輸系統相分離，其中輔助運輸系統采用了國際上先進的輔 助運輸設備單軌吊，可滿足人員、機械設備、材料和砰石的運輸，

2、無需中間 轉載，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系統。關鍵字：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。礦井開采研究與分析一、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、平碉等 也稱為礦井。礦井開拓對金屬礦山或采煤礦井的生產建設的全局有重大而 深遠的影響，它不僅關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條件、技術經濟指標。礦井開拓即從地面向 地下開掘一系列井巷，通至采區。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，確定礦井的生產能力，按標高劃分開采 技術分類，選擇適當的

3、通風方式，進行采區部署以及決定采區開采的順序 等。礦井開拓通常以井筒的形式分為平碉開拓、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的關鍵。煤層在形成時，一般都是水平或者近水平的，在一定范圍內是連續完 整的。但是，在后來的長期的地質歷史中，地殼發生了各種運動，是煤層 的空間形態發生了變化，形成了單斜構造、褶皺構造和斷裂構造等地質構 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，平碉開拓和綜合開拓，主 井和運輸巷等都需要永久的支護，可以采用砌道支護，架拱支護，架蓬支 護，錨桿支護，錨噴支護，錨網噴支護。二、礦井設計生產能力及服務年限（一）、工作制度礦井

4、一般的生產制度按設計規定為：每年工作曰數為330天，礦井每 晝夜分三班工作。采煤工作面為兩班生產，另一班維修設備，通風、排水則 須三班工作，每日為24小時生產。每天凈提升小時數為16小時。（二）、礦井設計生產能力及服務年限礦井生產能力是度量礦井生產建設的重要指標，在一定程度上綜合反映 了礦井生產技術面貌，是井田開拓的一個主要參數，也是選擇井田開拓方式 的重要依據之一。礦井生產能力是與井田劃分緊密聯系并且相互適應的。是礦區總體設計 應解決的重要原則問題。礦井生產能力主要根據礦井地質條件、煤層賦存情 況、儲量、開采條件、設備供應及國家煤碳開采等因素確定。對于具體礦 井，應該根據國家需要，結合該礦地

5、質和技術條件，開拓、準備和通風方 式，以及機械化水平等因素，在保證生產安技術經濟合理的的條件下，綜合 計算開采，各生產環節，所能保證的能力，并根據礦井儲量，驗算礦井和水 平服務年限是否能夠達到規定的要求。三、井田開拓（一）、井田地質、老窯及水文對開采的影響煤層埋藏較深，除正在生產的立式煤礦外，區內無小窯開采。影響采區 布置和煤層開采的主要構造因素是斷層，其次是褶曲。除邊界斷層外，區內 主要斷層方向呈北東向，采區布置應與主要斷層平行，但在采掘時還應綜合 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，開掘時應加強支護以保安全，另外還應防止 斷層導水。

6、在向斜軸部和轉折端，因局部應力集中，節理發育，造成煤層頂底板的 巖體的破壞，使其穩定性變差，因此采掘時亦應加強支護，主要巖巷亦應避 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，采掘時應防止瓦斯突出。（二）、礦井開拓方式的確定1 s井口形式井筒選擇表筒式 井形優點缺點適應條件平碉 開拓井下煤炭運輸不需轉 載即可由平碉直接外 運，工業設施簡單， 井巷工程量小，利于 排水，掘進速度快， 不留或少留工業場地 煤柱，煤柱損失少。受地形即埋藏條 件限制。適合煤層賦存較高 的山嶺、丘陵，或 溝谷地區。立井 開拓立井的適應性強，一 般不受煤層傾角、厚 度、瓦斯、水文等自 然條件的限制

7、1 .施工復雜，設 童多技術要求 局J ;2 .施工困難掘進 速度慢；3 .不能躲開煤層 頂底板含水層。1 .煤層埋藏較深， 或沖擊層厚；2 .水文條件復雜， 圍巖不穩定需特殊 施工；3 .傾斜長度大，用 立井開采兼顧小開 采。井井 斜斜1 .地質條件較好井筒 掘進技術簡單；2 .斜井開采每個水平 井底車場易靠近儲量 中心；3 .井口可靠近井田邊 界，工業廣場留煤少； 4.主井做斜井時可做 安全出口；5 .建井工期短；6 .可用皮帶運輸，實 現連續運提。受地形及煤層埋 藏條件限制。1 .便于布置工業廣 場和引進鐵路，2 .水文地質條件 好。綜合 開拓可充分利用各種開拓 方式的優點。2、主要運輸

8、大巷及回風道的布置方式和位置選擇(1)、主要運輸大巷階段或水平主要運輸大巷是溝通采區與井底車場的主要交通運輸干線， 并進行通風排水及布設管線。當上階段采完后，又可以作為下一階段或水平 的總回風道，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折以減少開拓工程，作到運輸方便，有利 通風，并應設在堅硬耐久不易風化無自然發火的煤巖層內。大巷位置選擇為了保證生產使用，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堅硬圍巖穩定無自然發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距離，根

9、據我國經驗，煤層與大巷間巖柱尺寸隨煤 層賦存深度和巖石性質而變，一般為1030m。(2)總回風道布置回風大巷的 基本相同，并且 常采用相同的布 平的運輸大巷可布置原則與運輸大巷布置對于一個具體礦井來說，3置方式。實際上，上水以作為下水平的回風大巷。礦井第一水平總回1-集中運輸大芯2-采區石門3-煤層風道布置應根據具體情況區別對 待。、覆蓋沖擊層很厚，含水量比較大，一般要在井田淺部留設防水煤 柱，在這種情況下可將總回風道布置在防水煤柱內。、對于急傾斜傾斜和大多數緩斜煤層的礦井，根據圍巖和煤層情況及 開采要求，回風大巷可設在煤組穩固的底板巖層中，有條件時，可設在煤組 下部堅硬圍巖穩固的薄及中厚煤層

10、中。、為便于總回風道的掘進和維護，全井田回風大巷的標高宜一致。在一定的井田地質、開采技術條件下，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 可行的多種開拓方式中進行技術經濟分析比較后，才能確定。3、選擇礦井開拓方案影響選擇礦井開拓方案的因素很多，主要是地質因素、技術因素和管理礦井建設首先要選擇合理的開拓方案。它直接關系到礦井的綜合經濟效 益。選擇礦井開拓方案的主要依據是地質因素和地理因素，其中地質構造、 煤層賦存狀況和地形條件又是關鍵因素，但在特定的條件下，技術裝備和管 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

11、慮上述各種影響因素。四、礦井基本巷道(一)、井筒井筒在礦井開發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、服務年限等因素，井筒的斷面大小更是整個 礦井的關鍵因素，它決定了礦井的用途、井型、服務年限等。同時，井筒穿 過的巖層性質、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。1、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井筒的用途、服務年限、穿過的巖層性質、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、料石或混凝土噴底支護，具有服務年限長、

12、承 受地壓性能較好、生產期間支護不需要或很少需要維修、通風阻力小，以及 便于施工等一系列優點，因此，服務年限在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名 稱用途提升容器及裝備備注主井提煤箕斗（小型礦井裝備 罐籠）除小型礦井外，一 般不設梯子間，目 前在設計中，一般 不考慮留延伸間副井升降人員、設備、 材料及提升肝石 等，并兼做通風、 排水。罐籠；排水、壓風、 灑水、電纜等管線和 梯子間。風井進風、回風或兼做 礦井的安全出口。梯子間及管線、電纜 等有的礦井根據需要 還設有提升設備。混合 井兼做主副井之用箕斗、罐籠；排水、 壓風、灑水、電纜等 管

13、線和梯子間。常用于老礦井的改 建。2、井筒的布置形式井筒斷面布置主要根據提升間的提升容器與井筒裝備的類型來決定。井 筒斷面內除提升間外，根據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。（二）、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碉室的總稱，是 連接井下運輸和井筒提升兩個環節的樞紐。井下煤炭和砰石通過井底車場經 井筒轉運到地面，井上的材料和設備通過井底車場轉運到井下各個地點。排 水、通風、動力供應以及人員上下等，也必須通過井底車場。所以它是礦井 生產的咽喉，直接影響著礦井的生產和安全。井底車場路線多，設備多，設計施工復雜，工程量大。井底車場包括運輸巷道和碉室

14、兩部分。1、井底車場形式的選擇選擇井底車場形式受許多條件約束，例如地面工業場地的布局影響井底 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系直接影響 井底車場的形式。其它還有礦井生產能力服務年限等原因。本礦井年設計生 產能力為300萬t/年，第一水平井筒距運輸大巷遠，根據立井井底車場的 形式，可選擇環形刀式車場或折返盡頭式車場。（三）、主要開拓巷道主要開拓巷道斷面設計，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的安全和經濟效果。設計的原則是，在滿足安全與 技術要求的條件下，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

15、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，才選用不規則形、封閉拱形、 橢圓形或圓形。本礦井井田由于服務年限長，圍巖較穩定，所以，主要開拓 巷道采用半圓拱形。煤礦安全規程規定：巷道凈斷面，必須滿足行人、運輸、通風、安 全設施、設備安裝、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、器材或運輸設備的數量與規格；人行道寬度與 各種安全間隙以及通過巷道的風量。五、采煤方法和采區巷道布置1、回采工藝過程：采煤機由機尾向機頭割煤一移架一移刮板輸送機一 機頭進刀向機尾割煤一移架。為提高煤炭回收率，應注意：(1)加強科研工作，減少初采、末采和端

16、頭損失。(2)優化采煤工藝過程，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。綜采工作面采用雙滾筒采煤機割煤，刮板輸送機運煤，經轉載機轉載， 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,搞好工作 面兩端頭處的支護管理是十分重要的。采區巷道布置圖、結束語由于時間倉促和本人水平有限，設計中定有許多的不盡人意之處。由于 設計深度的要求不同，設計中的一些

17、環節，對于實際的情況是不全面的，但 在理論上是切實可行的。在設計的過程中，得到各位老師的悉心指導，各位廣大同學幫助建議， 得以使本設計能夠順利完成。但是，由于時間倉促，更由于本人經臉不足， 知識水平有限，故在本設計中難免存在一些或者許多不盡如意的地方，在以 后的實踐中會慢慢領會。七、致謝詞本次畢業設計的工作可分為兩大部分：畢業實習；撰寫材料。畢業實習的主要任務是收集各種現場資料，學習生產現場的生產系統， 生產方法等知識。深入了解礦井地質、井巷工程、礦山機械設備、礦井運 輸、通風安全、供電排水、地面生產流程和工業廣場平面布置以及企業經濟 組織與計劃等方面的情況。畢業實習地是山西新村煤業有限公司，

18、在實習過 程中，得到了煤礦的大力協作和支持。在畢業設計過程中，山東科技大學為我們創造了有利的學習條件，如計 算機機房全天為畢業生開放，負責安裝各種應用軟件，提供圖紙打印等輔助 工作。采礦工程系的各位老師更是兢兢業業、勤勤懇懇，誨人不倦地為我們 指導工作，指導老師曾深夜十點多鐘幫我看圖紙，多次幫我借閱能源學院資 料室的資料，其他各位老師做出了很大的犧牲，在此不再一一羅列。本實習 設計小組各成員密切合作，共同努力，一起解決各種難題，在此過程中表現 出了極強的團隊合作意識和自我奉獻精神。總之，本次畢業設計之所以能夠順利進行，是由于各方面、各部門共同 配合，共同努力的結晶。在此，向對本次工作做出貢獻的各界人士、特別是 我的兩位指導老師表示真誠的感謝