山東科技大學畢業設計古城煤礦機電設備選型設計-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 鄰近生產礦井資料，底板泥巖易吸水膨脹，造成底鼓而影響開采和運輸。圖 16 上 煤層可采范圍分布圖頂底板條件1) 2 上 煤層直接頂板為泥巖、砂質泥巖、粉砂巖，厚 3～5m，根據星村煤礦資料，其抗壓強度為 ～,屬穩定頂板。7) 17 煤：位于太原組下部，煤厚 ～，平均 ，上距十 下 灰巖 10m 左右。圖 15 上煤層可采范圍分布圖6) 16 上 煤：位于太原組下部，煤厚 ～，平均 ，屬薄煤層，厚度變化較大。圖 10 下煤層可采范圍分布圖5) 15 上 煤：位于太原組中下部，煤厚 ～ ，平均厚，屬薄煤層，下距十 下 灰巖 28m 左右。可采塊段賦存深度為200～1210m 。直接頂板為深灰色厚 3m 左右的砂質泥巖，有少數孔為泥巖，老頂是灰白色含黑色礦物較多的中粒砂巖；底板為厚 5～7m 發育波狀層理及生物擾動構造的細砂巖，常相變為灰黑色的砂質泥巖，有時為泥巖。1) 2 上 煤：位于山西組中上部，距山西組頂界 15～39m ，平均25m，煤厚 0～，平均 ，厚度變化較大。表 古城礦邊界拐點坐標表序 號緯 距（X） 經 距（Y） 緯 距（X） 經 距（Y）G1 G8 G2 Z12 G3 Z13 D11 Z8 D10 Z7 D9 Z6 D8 Z5 D7 Z4 G4 Z3 G5 Z2 G6 Z1 G7 本礦井交通非常方便，京滬鐵路從古城煤礦西側通過，礦井西南方 即是兗州車站，327 國道橫貫本礦井，各村間均有簡易公路可通汽車 圖 交通位置示意圖 煤層賦存情況、頂底板條件本礦井發育地層由上到下為：第四系、古近系、上侏羅統三臺組、上二疊統石盒子組（上部） 、下二疊統石盒子組黑山段和月門溝群山西組、太原組、本溪組及奧陶系中下統。 selection。本課題在了解礦井概況的基礎上，研究綜采工作面設備、中央排水系統、通風設備、運輸和提升設備的選型和設計。33′～35176。區內共含煤 25 層，煤層平均總厚 ，含煤系數 %。屬結構簡單，大部可采的較穩定煤層。礦井內穿過層位點 70 個，其中可采點 45 個，不可采點 15 個，斷缺點 10 個，其可采性指數為，煤厚變異系數為 25%。全區僅有 5 個孔發現夾矸，夾矸層厚度在 ～ 之間，頂板多為深灰色的細砂巖或中砂巖，有時遞變成砂質泥巖，厚度約為 。煤層頂板為一薄層泥灰巖（九灰） ，厚0～，往往為砂質泥巖所代替，底板為比較厚的灰色粉砂巖，厚10m 左右，含炭屑和植物化石。直接頂板為十 下 灰巖，底板多為厚 2m 左右的灰黑色含鋁土質的泥巖，局部變成深灰色的砂質泥巖。頂板十一灰為薄層灰巖，一般厚 1m 左右，不穩定，常相變為粉砂巖或泥巖。直接頂主要由粉砂巖、泥巖構成，厚度 2～6 米，但巖性變化較大，上部常出現細砂巖或粉砂巖互層，下部漸變為細粉砂巖，局部存在偽頂，以砂質泥巖和炭質泥巖為主。5) 其他可采煤層頂底板6) 煤層頂板一般為泥巖和砂質泥巖，較脆易碎，底板為泥巖。嘉祥斷層：落差 400～200m，西升東降，區內奧灰與區外寒武系和前震旦紀變質巖在深部接觸，大部地段為阻水邊界，但在北部地段為透水邊界。煤系隔水層主要有上、下石盒子組泥巖、粉砂巖，山西組底部至三灰頂板之間的泥巖、粉砂巖，17 煤至奧灰頂界之間的壓蓋隔水層。(2) 第四系下組水和侏羅系砂礫巖水是開采 3 煤層時礦井充水的補給來源，經礦井排水后，水位均明顯下降。礦井涌水量與掘進進尺統計表 表 年度 涌水量（m 3/h） 年進尺（m）2022 87372022 158392022 105852022 105532022 103992022 10923 水質狀況礦井正式投產后，經觀測統計，礦井總涌水量中扣除井筒涌水量及生產用水，3 煤層頂板砂巖水占涌水量的 75%，3 煤底板砂巖水占 %，三灰水占 %，主要來自于 3 層煤頂板砂巖。、煤塵1) 本礦煤種屬氣煤，揮發份較高，勘探階段測試結果見表，有爆炸危險性。另外礦井還在760m 設一輔助水平。根據“古城礦井初步設計”及“首采區建筑物下采煤方法及巷道布置方案” ，確定采用條帶開采，隨著煤炭資源的日趨緊張，礦井下一步將采用條帶與全采想結合的采煤方法開采，現礦井全部采用綜采放頂煤工藝開采礦井現裝備三個回采工作面進行回采，其中兩個回采面為輕型支架放頂煤回采工作面采用 ZF2400/16/24BH 型輕放支架，3MG200W2 型采煤機，SGD630/110N 型可彎刮板輸送機。850m 水平巖石巷掘進工作面配備 ZY24M 風動鑿巖機，P30B 耙斗裝巖機，HPLG5 混凝土攪拌上料機，HPCV 混凝土噴射機，MGJ1 錨桿打眼安裝機，MYZ150 鉆機，JD25 調度絞車，濕式除塵機、局部扇風機、激光指向儀、污水泵等。⑷工作面上、下兩頭必須按規定設隔爆水袋。⑷回采工作面采用煤層注水，工作面噴霧灑水等防塵措施，采煤機均有內外噴霧裝置。 ⑷工作面上下兩巷凡發生冒頂高度超過 2m 或空洞體積達到 6m3 應及時充填或設導風板，采取處理措施，記入專用記錄本中。從 760m水平、850m 水平巷道掘進來看，工作面實際地溫作用不明顯。鉆孔長度為 1/2~2/3 工作面長，鉆孔直徑 50mm，孔距 50m，交錯布置。電壓 U：6000V。采區地表平坦，泗河在采區淺部流過。 采煤機進刀及割煤方式 采煤機的進刀采用中部自開缺口斜切進刀的方式，斜切進刀段長度為 35m，進刀深度 。如大采高成套設備中，由于 SGZC703/320 型工作面刮板輸送機機尾長度大于 MXA300/415 型采煤機搖臂長度，因而對該輸送機進行了偏轉改型設計，使采煤機割煤能達到輸送機尾底座端部，滿足了兩設備的匹配要求。2）采煤機實際生產能力 QS=60B采煤工作面“三機”配套尺寸，對采煤機結構影響較大。選型時，應考慮煤層賦存條件和對生產能力的要求，以及輸送機和液壓支架的配套要求。液壓牽引采煤機 控制、操作簡單，功能齊全，適用范圍廣。外牽引采煤機 機身短，維護和檢修方便。工作可靠性高采煤機要達到高產高效，因此必須以高產量、高效益來獲取好的經濟效益。 2）采煤機的實際開采高度稱為截割高度。反之截割高度很大時煤層很容易片幫，頂板施加給支護設備的載荷也大，此時限制生產率的主要因素是運輸能力。 綜上先擬定采煤機截深為 。7）牽引力 電牽引采煤機的牽引力（KN）為裝機功率（KW）的 倍左右，個別可以增加到一倍左右。可以不考慮使用防滑防倒裝置。基本頂級別：I 級頂板(周期來壓不明顯)、Ⅱ級頂板(周期來壓明顯)、Ⅲ級頂板(周期來壓強烈)、1V 級頂板(周期來壓極其強烈)。煤層厚度及其變化情況決定了液壓支架的結構高度和伸縮范圍，采高和頂板性質直接決定了液壓支架的工作阻力或支護強度。瓦斯涌出量大的煤層，應考慮通風要求，優先選用通風面積大的掩護式或支撐掩護式液壓支架。推溜力一般為100~150KN。工作面刮板輸送機和采煤機的配套要求是：(1)刮板輸送機的運輸能力必須與采煤機的運輸能力相匹配，即應使刮板輸送機的運輸能力大于或等于采煤機的生產能力；(2)刮板輸送機的結構型式及附件必須能密切與采煤機結構相配套。工作面推進 7m 時初次放頂煤，距停采線 10m 時停止放頂煤,工作面兩端頭不放頂煤。 A1= Am1/()=387t/h。(+146) 176。 SGZ630/264 型刮板輸送機的有關技術特征：出廠長度L=180m,q0=,m=450t/h,sp=610KN,v=,N=2132 KW。為了保證完成礦井運輸生產任務，在選擇運輸設備時，應使設備生產率大于或等于設計生產率。 工作面刮板輸送機的參數確定 2101 綜放工作面采用偽傾斜長壁后退式綜采放頂煤采煤法，走向長度 304m，工作面長 146ｍ，煤層傾角 176。中等穩定頂板不小于 75%~85%，否則會引起冒頂。 支護設備的確定1)經驗故算法計算支架工作阻力：P=NHFr式中 P—支架所需工作阻力(kN)； N—支架荷載相當采高巖重的倍數，一般為 6～8，取N=8； H—采煤高度()； F—支護面積(取 )； r—頂板巖石容重(取 )；經計算得：P=，即工作面支架合理工作阻力應不小于 。考慮到液壓支架上、下浮煤堆積影響，移架操作時支架立柱要有 150mm 左右的回縮量等因素，液壓支架最小高度應在煤層最小采高基礎上再減 200mm～300mm。在頂板類、級大致估定的條件下，宜側重于選用防護性能較好的液壓支架，如掩護式支架或帶有護幫裝置的液壓支架。 液壓支架選型 液壓支架選型的基本依據及原則 進行液壓支架選型時，其基本依據是頂底板性質、煤層條件和經濟成本等。P==P= KW375 KW=P0綜合以上各項選型原則,選用 MG150/375 液壓牽引采煤機。選配滾筒時，為提高塊煤率，降低粉塵，降低比能耗，提高生產率，盡力采用新型截齒和大型截齒。為了充分利用煤的壓張效應，中厚煤層截深一般取 左右。 3）截深 采煤機滾筒切入煤壁的深度稱為截深，他與滾筒寬度相適應。理論生產率為 ?qtHJv60Q?t/h 式中 Ｈ－工作面平均截割高度，取 m； Ｊ－截深，取滾筒寬度 ； Vq－采煤機截割時的最大牽引速度，取 3m/min；－煤的實體密度，取 。截煤是的比能耗要小，塊煤率要高，粉塵要小，生產率高，裝煤效果好，能調整滾筒高低，以適應煤層厚度的變化，能自開缺口等。無鏈牽引采煤機 工作平穩、安全，結構簡單，適用傾斜煤層開采按適用煤層條件 緩傾斜煤層采煤機 沒有特殊的防滑裝置，適用于傾角 15176。按調高方式 固定滾筒式采煤機 靠機身上的液壓缸調高，調高范圍小搖臂調高式采煤機 調高范圍大，臥底量大，裝煤效果好。機身高度和過煤高度決定于采煤機機型。3）工作面刮板輸送機實際運輸能力CZ=3600FφγVC=QC1 式中 QC1——刮板輸送機應具有的生產能力，t/h； QC2——刮板輸送機可能實現的生產能力，t/h； F——溜槽貨載截面積，m2； φ——裝滿系數，一般取 ～； γ——散體煤的視密度，m/s， Ve——刮板輸送機鏈速，m/s。其它配套設備的能力都應大于采煤機的生產能力。　 ④采煤機自工作面中部開始向工作面下端割煤，工作面上半段運輸機移近煤壁，恢復起始狀態。 采煤工藝 采煤方法 2101 工作面采用傾斜長壁綜采放頂煤工藝,一次采全高全部垮落法管理頂板。另一路來自紅廟110KV/35KV 變電站 古城 II 線 LGJ150/35KV 兩路供電至鐵塔，進入地面中央變電所。靜壓 H: 1720~4660Pa。礦井現已成立礦壓觀測小組，對礦壓數據進行實時觀測、分析。 ⑻有效控制采空區水位，盡量使采空區自燃帶處于水線以下。⑺配備個體防塵工具，進行個體保護。2）煤塵爆炸預防措施為防止煤塵爆炸，在礦井建設和生產中均要采取除塵，降塵等措施，實行個體防護和綜合預防相結合措施。(1) 預防措施1) 預防瓦斯爆炸措施⑴嚴格瓦斯管理制度，瓦斯檢查人員必須每班進行不少于 2次檢查工作面有害氣體情況，并及時匯報，放炮員堅持“一炮三檢”，工長和放炮員必須攜帶瓦斯報警器， 經常測定瓦斯濃度，做好記錄，保證在安全濃度下生產。采掘比為 1：4。各生產系統、設備均滿足礦井生產提升、運輸要求，另外還投入了各種設備的安全保護裝置，2022 年度投資 400 萬元完善了礦井的通風系統，提高了礦井的安全技術水平。3 煤層自燃發火傾向試驗結果表 表 化驗測試采樣 工業分析（%） 著火溫度(℃) △T 自燃地點水分Mad灰分Aad揮發分VdafT 氧(℃)T 原(℃)T 還(℃) (℃) 等級1115面 303 338 340 37 Ⅱ1113面 317 351 354 37 Ⅱ3) 古城煤礦擴大區勘探時，古1 號鉆孔 3 煤層進行自燃發火傾向試驗，采用國家最新頒布的 GBT202242022 試驗方法，根據試驗結果，3 煤層屬于Ⅰ類（容易自燃）煤層。在開采過程中，如通風管理得當不會給生產帶來很大影響。礦井局部 3煤頂板水在 2022 年 9 月 2105 工作面皮帶順槽出水量為5m3／h，三水平上車場出水量為 13m3／h，以后疏干。4) 地下水的補、涇、排條件地下水主要以三種形式得到補給，其一為側向補給，本水文單元東南的鳧山，有約 300 平方公里的寒武系灰巖露頭區，地表溶溝、溶槽及節理較發育，較易得到補給，其所含地下水向北逕流側滲補給奧灰；其二為降水補給，鳧山北緣及滋陽山的灰巖裸露區直接接受大氣降水的補給；其三是上覆第四系水的下滲。區域內一般都發育侏羅系三臺組，三臺組含有遇水膨脹的蒙脫石、伊利石，抽水試驗其單位涌水量很小，原來普遍認為它富水性弱，具有隔水性能，但近幾年礦井生產表明，當煤層開采冒落裂隙帶