采矿工程专业毕业答辩论述

毕业答辩论述

各位老师：

早上好，我叫，是采矿班学生。

我的设计题目是《》

一、矿井概况

灵新煤矿位于宁夏回族自治区灵武市磁窑堡镇境内，井田至省府银川市50 km，西距灵武市39km。

二、煤层赋存情况：

本设计的井田范围是西部以煤层露头为界，南部以12勘探线为界，北部以

第五勘探线为界，东部以向斜轴为界。井田的走向长度从4.83km到5.35km，平

均走向长度为5.09km；倾向长度从1.77km到3.74km，平均倾向长度为2.45km。

井田面积为12.09km2。本次设计的开采煤为十五号煤层，煤层平均厚度为8.74m，

煤层倾角从11—17度，平均倾角为14度。顶板为泥岩，底板为细砂岩。

十五号煤层属易自燃发火煤层。

地质构造：矿区内地质条件简单，整体为一简单的向斜构造。井田内未发现

大断层。

矿井相对瓦斯量为4 m3/t，本矿井属于低瓦斯矿井。

矿井正常涌水量220 m3/h，最大涌水量250 m3/h。

三、储量

矿井设计生产能力按年工作日330d，每天净提升时间16h，采用每日三班作

业，每班工作八小时。

经计算确定，本矿井的矿井设计生产能力为 1.50Mt/a，全矿井的服务年限为52.78a。

四、井田开拓

影响设计矿井开拓的主要因素：井田地质和水文地质条件（特别是表土层情

况）；煤层赋存和开采技术条件；地形地貌和地面外部条件；技术装备和工艺系

统条件；施工技术和设备条件；总体设计和矿井生产能力要求等。

灵新煤矿水文地质条件简单，表土层仅厚20m左右，煤层埋藏浅，所以采用

斜井开拓。

优点：斜井开拓在施工技术、设备器材、地面设施、井筒装备和井底车场方面比较简单、工程量少。因而建设速度快，出煤早，投资少，并宜于开拓延深、改扩建和多水平生产。

缺点：斜井的井筒长，维护费用高，各种管线敷设长度大，通风阻力大，人员进出井和材料设备等辅助运输时间长，增加了不少费用。

①、井田内划分及开采水平数目及位置

由于本井田的倾井田南翼倾向长度较大，北翼较小，所以根据阶段要有合理的斜长和阶段垂高，将井田南翼划分为三个阶段，井田北翼划分为两个阶段，井田南翼设置两个水平，水平标高分别为+1070m、+850m；井田北翼设置一个水平，水平标高为+1070m，阶段斜长都在1000m左右，阶段垂高在250m以内，符合设计要求。由于本井田煤层倾角为14o，瓦斯含量低，涌水量小，适合采用单水平上、下山开采，在矿井生产前期，+1070m水平为整个井田I、II阶段服务，采用单水平上、下山开采。后期，井田南翼的+850m水平为井田南翼的第III阶段服务，采用下山开采。第一水平的服务年限满足设计要求。

阶段内沿走向没有大的地质构造变化，整个井田的I、II阶段沿走向划分为四个采区；井田南翼的第III阶段为一个采区，即本井田划分为五个采区。每个采区的走向长度在2000m以上，符合设计规范。

②、井硐形式、数目及其配置

a、井硐形式的选择

灵新煤矿井田内煤层埋藏浅，表土层不厚，水文地质条件简单，井筒不需特殊施工的倾斜煤层，故采用斜井开拓（即主、副、风井都采用斜井）。斜井井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比较简单。井田北翼的两个采区共用一个回风井，井田南翼的三个采区共用一个回风井。

b、井筒数目

主斜井提煤，副斜井辅助提升兼进风。由于井田走向长度偏长，所以本设计采用采区风井通风，11、13采区的回风井设在井田北翼的采区上部边界，12、

14、22采区的回风井设在井田南翼的采区上部边界。即整个井田有两个回风井。

c、井筒位置的选择

为了使井田两翼可采储量基本平衡，走向运输大巷的运输费用最低，同时在生产中保持两翼均衡生产和采区的正常接续，将主斜井、副斜井井筒位置选择在井田走向方向的储量中央（位于钻孔0701西南方向处）。此处地面较平坦，地质

构造简单，开采条件较好。

③、运输大巷和总回风巷的布置

a、运输大巷的布置

运输大巷服务于整个开采水平的煤炭和辅助运输以及通风、排水和管线敷设，服务年限很长。由于本矿井的主要运输大巷服务年限长，十五号煤层的顶板不稳定，煤层易自然发火，所以运输大巷布置在煤层底板的岩石中，距煤层的距离为30m。

方案I：斜井两水平开拓。

方案II：立井两水平开拓。

方案III：立井三水平上山开拓。

方案II与方案III进行比较，这两个方案的在技术上均是可行性方案。但是方案III比方案II要多开井筒（245×2m）、井底车场（19800m3+11790m3），运输石门（1911m）、运输大巷（2300m），并相应地增加了井筒、石门及运输大巷的提升、运输、排水与通风费用。所以在方案II与方案III中选择方案II。通过经济比较，最终确定方案I为最优方案。

本设计的开拓方式是：斜井两水平开拓。主、副斜井井口及工业场地位于井田上部的中央位置（位于钻孔0701西南方向），工业场地地形平坦。地面标高为+1312m，第一水平标高为+1070m，第二水平标高为+850m。两个水平都采用斜井开拓，主、副斜井井筒从煤层顶板穿过煤层。主斜井井筒倾角为17o，副斜井井筒倾角为23o。主斜井井筒至第一水平长845m，副斜井井筒至第一水平长630m。第二水平主、副斜井的倾角均为13 o,长度为910m.在矿井建设工程前期，+1070m 水平为整个井田I、II阶段服务，采用单水平上、下山开采。建设工程后期，延深主、副斜井至+850m， +850m水平为井田南翼的第III阶段服务，采用下山开采。水平运输大巷布置在煤层底板的岩石中，距煤层30m；通风方式采用采区风井通风。

开采顺序：先开采上山，再采下山(即先采11采区，12采区，再采13，14采区，上、下山均采用后退开采。工作面开采顺序采用后退式开采。

井底车场是连接矿井主要提升井和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称。它联系着井筒提升和井下运输两大生产环节，担负提煤、提矸石、下物料、通风、排水、供电和升降人员等各项工作任务。它是井下运输的总枢纽。

主井采用胶带输送机运煤，副井采用串车作为辅助提升。井下主要运输大巷采用3t底卸式矿车运煤，双机10t架线式电机车牵引。辅助运输及矸石运输采

用1t 固定式矿车，矸石量占矿井产量的10%，矸石由副井提升。掘进煤量占矿井产量的10%，到翻机车硐室翻入井底煤仓由主井提升。

灵新煤矿属于大型矿井，井筒与运输大巷距离较近，大巷采用底卸式矿车运输，故选用折返式车场。

采煤方法

设计采用走向长壁放顶煤采煤法，综合机械化采煤。 ①、矿井达到设计产量的回采工作面个数 a. 确定达到设计产量时工作面总线长：

∑????=

3

K L m X

A B γ

式中：

B —回采工作面总线长, m ； A —矿井设计年产量, t/a ； X —回采出煤率，可取0.9； Σm —同采煤层总厚度, m ； γ—煤层容重,t/m 3；

K 3—工作面采出率，放顶煤取0.8； L —年推进度，

L ＝330×n×I×Ф； 330—矿井年工作日，天； n —日循环数； I —循环进度，m ；

Ф—循环系数，Ф＝0.8～1；

由此：

L=330×4×0.6×0.85=674m

15000000.92058.74 1.40.8674B m ?==???

b 、确定同采工作面个数

L n

B N ?=（取整数）

式中：

N ——同采工作面数，个； B ——工作面总线长，m ； n ——同采煤层数；

L——回采工作面长度，m；

由此:

205

1

205

N==

故确定一个工作面，工作面长取205m。

采煤方法的选择

为了对各煤层选择合理的采煤方法，必须详细研究煤层的赋存条件和地质特征。并参考实习矿井或矿区实际使用经验。

灵新煤矿煤层赋存较稳定，平均厚度8.74m，煤层倾角在11°—17°，平均14°。矿井正常涌水量220 m3/h。同时煤层易自燃发火，煤尘有爆炸危险。矿井相对瓦斯量为4 m3/t。煤层顶板易垮落，底板中等稳定。

根据井田煤层赋存的地质条件，结合目前我国各种采煤方法的发展和使用情况，以及机械化水平的的提高，选择矿井的采煤方法为走向长壁，采煤工艺为综合机械化放顶煤采煤。

采区上山的布置

本矿井涌水量较小，属于低瓦斯矿井。采区上山布置在煤层中，轨道上山和运输上山沿走向间距25m，两侧各留30m的煤柱。在垂直走向方向上，运输上山沿煤层底板布置，轨道上山沿煤层顶板布置。

采区上、中、下部车场形式分别为甩车场、甩入平巷式车场、大巷装车式车场。

采区千吨掘进率=

m

kt

采区巷道掘进总长度（）

采区总出煤量（）

=

13350

19947

=0.67m/kt

采区掘进出煤率=

t

t

采区掘进总出煤量（）

采区总出煤量（）

×100﹪=

366490

19946798

×100﹪＝1.84

﹪

采区回采率=

t

t

采区总出煤量（）

采区工业储量（）

×100﹪=

19946798

27225000

×100﹪=73.3﹪

采区生产系统:

①、运煤系统：

采煤工作面→区段运输平巷→运输上山→采区煤仓→运输大巷→井底煤仓→地面

②、运料，排矸系统：

工作面所需材料：副井→井底车场→运输大巷→采区下部车场→轨道上山→采区上部车场→区段回风平巷→工作面。区段回风平巷和区段运输平巷所需物料从各平巷经轨道上山经采区中部车场送入。掘进巷道时所出的煤和矸石，利用矿车从各平巷经过轨道上山送至采区下部车场。排矸系统与运料系统相反。

③、供电系统：

地面→中央变电所→采区变电所→工作面移动变电站→用电负荷

④、通风系统：

采煤工作面所需风流：

地面→副井→井底车场→运输大巷→采区下部车场→轨道上山→采区中部车场→运输平巷→工作面→区段回风平巷→回风石门→回风井→地面

掘进工作面所需风流：

地面→副井→井底车场→运输大巷→采区下部车场→轨道上山→采区中部车场→轨道平巷。在平巷内设局部通风机送至掘进面，污风经区段平巷→运输上山→回风井→地面。

采区绞车房和变电所供风，由轨道上山直接供给。变电所污风，经运输上山回入水平回风巷道；绞车房污风经联络小巷内的调节风窗，回入水平回风巷道。

⑤、排水系统：

回采工作面→区段运输平巷→轨道上山→采区下部车场→水平运输大巷等一侧的水沟，自流到井底车场水仓，再由水泵房的排水泵通过副井排水管道排至地面。

区段无煤柱护巷：沿空留巷、沿空掘巷。区段无煤柱护巷，使区段平巷沿采空区布置，可避开或消弱固定支撑压力的影响，能改善巷道维护状态，减少煤炭损失，技术经济效益显著。

本设计采用沿空掘巷。即沿着已采工作面的采空区边缘掘进区段平巷。沿空掘巷虽然没有减少区段平巷的数目，但是不留煤柱或少留煤柱，可减少煤炭损失，减少区段平行之间的联络巷，特别是可减少巷道维修工程量，甚至基本上不用维修，对巷道支护要求也不太严格，易于推广。

采煤工艺设计

本矿井主采15号煤层，煤层倾角在11～17°之间变化，平均14°，煤层平均8.74m，煤层结构比较简单。本矿井采用走向长壁采煤法，综合机械化放顶煤

采煤工艺，工作面长度205m，走向长1015m，平均采高3.0m，采放比为1：1.9，采煤机截深0.6m。工作面断面均为梯形，工字钢支护，端头支护采用ZPT6500型支架支护。

矿井主要设备选择：

主斜井提升设备：

胶带输送机主要技术参数表5-2-1

副斜井绞车选型：

2JK-3/20型提升机技术特征表表5-2-2

排水高度为245m，水仓容量为1760m3，根据水泵扬程和矿井正常涌水量，从产品样本中选择额定值接近所需值的水泵，水泵型号选250D60×6型多级分段

式离心泵，额定流量330 m 3/h ，扬程387m ，吸程3.5m ，效率73％，配带电动机型号JSQ158－4型，容量1050KW ，外形4254×1575×1435。水泵在管路上工作时，其工作情况不仅取决于泵本身的特性，同时也与排水管路的特性有关，但泵在一定管路上工作时，它的扬程流量、轴功率和效率等参数也是确定的，这些确定值可由水泵的实际扬程特性曲线与绘制在同一座标图上的管路特性曲线的交点来确定。此点为工况点。

本设计选用BDNo24型通风机，n=740r/min 。

在进行矿井通风总阻力计算时，不要计算每一巷道的通风阻力，只选择其中一条阻力最大的风路计算即可。但必需是选择矿井达到设计产量以后，通风容易时期和通风困难时期的阻力最大风路。一般可在两个时期的通风系统图上根据采掘作业布置情况分别找出风流线路最长风量最大的一条线路作为阻力最大的风路。如果矿井服务年限较长，则只计算头15－25a 的通风容易和困难两个时期的巷道通风总阻力。

a 、设计矿井通风容易时期的通风阻力

副井——井底车场——11采区运输大巷——11采区轨道上山——运输平巷——1101工作面——回风石门——风井 b 、通风困难时期通风路线

副井——井底车场——12采区运输大巷——12采区轨道上山——运输平巷——1201工作面——回风石门——风井

矿井总风阻

222022

h /0.3524k 454560R Q μ===阻易矿易扇（）

223295

h /0.5742k 502760

R Q μ===阻难矿难扇（）

等积孔

A 2.0047=

=矿易

A 1.5705=

=矿难 本设计所计算出的R 矿易、A 矿易；R 矿难、A 矿难均在通风中等的指标之内，所以该设计矿井的通风安全级别为通风中等。

安全与环保：

本矿井开采煤层有自然发火倾向。防止自燃发火的措施：

1、提高回采率，减少丢煤，即减少或消除自燃的物质基础。

2、限制或阻止空气流入和渗透至疏松的煤体，消除自燃供氧的条件，对此，

可从两方面着手：1、消除漏风通道，二是减小漏风压差。

3、使流向可燃物质的漏风，在数量上限制在不然风量之下，在时间上限制

在自然发火期以内。

谢谢各位老师，对于错误的地方，请给予指正。