采礦工程畢業設計-鶴壁煤電三礦礦井采區初步設計(更新版)

　　

【正文】 定性 煤層的硬度、煤層的結構（含夾矸情況）、含煤層數及煤層頂、底板巖石的穩定性，都直接影響到采煤機械、采煤工藝以及采空區處理方法的選擇，影響著采區巷道布置、巷道維護方法、采區主要參數的確定。的，有利于采用巷道系統簡單的傾斜長壁采煤法；傾角大于 12176。所謂安全，就是必須貫徹“安全第一”的生產方針，做到采煤工藝先進合理，采煤系統可靠，技術措施完善。采區正常生產期，必須大于采區產量遞增期和遞減期只和，最好使之占采區服務年限的 75%以上。 第三章 采區儲量與生產能力 第一節 采區儲量 根據 二 .4 采區鉆空探測可知 該采區的工業儲量為 ZG=1120 萬噸 可采儲量 ZK=﹙ ZGP﹚ C 式中 ZK—— 可采儲量 ZG—— 工業儲量 P—— 采區煤柱損失及構造地質和水文地質損失，萬噸 C—— 設計采區采出率 故 ZK= 第二節 采區生產能力和服務年限 一 . 采區生產能力 采區生產能力應根據地質條件，煤層生產能力，采掘機械化程度和采區內同時生產的工作面個 數及其接替關系等因素來確定。 開采順序不同，瓦斯涌出量的大小也隨之變化。煤層直接頂板主要為黑色及深灰色砂質泥巖，厚度 ~，平均厚度 。北臨二 .1 采區，南面為二 .5 采區，東以 F20 斷層為采區邊界， 西 為采區邊界 ，斷層落差較大，不含水。共有三 個開采水平，其中 50 水平已回采完（報廢水平）， 220水平正在生產（生產水平）， 600 水平（延伸水平） 。 六 . 瓦斯涌出一般規律 瓦斯隨開采深度的增加而明顯增加， 1959 年開采深度 177。 49m3/h 底板水 據本礦一、二水平放水實驗資料 Q1=157m3/h S1=86m Q2=302m3/h S3=313m 采用曲度判別法，判別涌水量方程類型為指數關系（ n=）即 Q=? sb求得 ? = b=51 在 550 以下 L8灰巖放水后，動水位降至 800，水位降深約為937m，由此求得 550m~800m 開采期間礦井涌水量為 Q 底=? sb==498m3/h 上述水量不含 O2灰巖水和 L2灰巖水直接，涌入礦井的突水量，該水量目前尚難以計算，在臨近斷層帶部位須做好放水工作，以防斷層帶突水導致 O L2灰巖水大量涌入礦坑。本井田為第三、四系地層所覆蓋。 本井田的復雜程度屬中等。 2. F20 斷層：該斷層與 F16 斷層相互平行，向東 交于 F16斷層，淺部同 F16 斷層均為三、五礦井井田分界斷層，延伸長度大于 ，走向 N600E，傾向 S300E 傾角 450落差40180m. 3. F3 斷層： 673， 3831 兩孔控制 ， 38925， 38914，38927 孔見到，走向 N470E，傾向 NW，傾角 43700 ，落差7085m 4. F40 斷層：為三礦井田東部邊界斷層，為三礦和六礦邊界斷層，走向 N100E，傾向 NE，傾角 400570，落差 155450m延伸長度大于 4km。 五． 礦區煤炭生產以 及規劃概況 鶴壁煤電股份有限公司是鶴壁煤業有限責任公司控股的股份公司，公司 2021 年在冊員工 19437 人，資產總額 億元，主營業務收入 億元，利潤總額 億元，凈利潤 億元。 二． 地 形地貌 本區處于太行山及華北平原過度地帶，地勢北西高 ， 東南低。 在 本人的努力及老師的指導下，注重思想性、科學性、啟發性、實踐性。 設計主要分為九大部分：包括井田概況及地質特征，采區地質概況采區儲量與生產能力，采區方案設計，采煤工藝，采區生產系統，采區施工設計，安全技術措施等。 四． 氣象及地震 本區屬北溫帶大陸干旱性氣候，根據有關氣象資料， 1958 年以來，鶴壁礦區氣候溫和，光熱資源充足，年日照時日數為 左右，日照率 %，年平均氣溫為 ℃，最高氣溫 ℃，最低氣溫℃年平均相對溫濕度 60%，平均絕對濕度為 。 集團公司目標能力為 2021 年煤炭產量穩定在 以上， 公司資產總額和銷售收入均超過 50 億元。走向 N250E，傾向 NW，傾角 500，落差 50m，延伸長度 950m。 二 1煤層位于山西組底部 S10 砂巖之下，底為 S9砂巖，下距L8灰巖 35m，結構比較簡單，煤層厚 ~，平均 ,屬穩定特厚煤層，煤層下部有 2~3 層夾矸，比較穩定的夾矸，有一層，厚度 ~,平均 ,夾矸上下煤厚平均~。 (二 )生產礦井水文地質條件 三礦自 1985 年 12 月穩定 生產以來，巷道揭露斷層出水 4 次，1977 年 7 月掘進 101 上山回風巷遇到落差 13m 的斷層， L8灰巖水從巷道涌出，涌水量達 80m3/h。 二 1煤底版為黑色泥巖或砂質泥巖，厚度~，平均 。 開采順序不同，瓦斯涌出量的大小也隨之變化。 2021 年度計劃回采產量 ，掘進產量按 噸，實際年產量 萬噸左右，回采率按 80%計算，動用儲量在 150 萬噸左右，主要開采工作面： 2808工作面計劃產量 萬噸， 21431 作面計劃產量 ， 26052 作面計劃產量 萬噸， 28031 作面計劃產量 ， 2122工作面計劃產量； ， 21161作面計劃產量 萬噸， 21211作面計劃產量 。 采區地面無明顯建筑物，沒有河流及鐵路經過，大大減少了煤柱的留設。老頂垮落布距 20~25m，老頂垮落對回采作業場所有一定的壓力顯現。采區內，煤塵爆炸指數為 8，所以煤塵 具有爆炸性。應盡量使回采工作面有較高的單產水平。采區運煤能力包括區段集中巷，上，（下）山和下部裝車站等環節的運輸能力，應大于采區生產能力。選擇采煤方法應當遵循的三個基本原則，是密切聯系相互制約的，在選擇時應當綜合考慮。宜選用走向長壁采煤法。走向為 2021，傾向長為 1000 ，采區煤層相對瓦斯涌出量為 12m3/t,煤層具有自燃發火性，且自燃發火期為六個月，煤層內無夾矸及火成巖入侵的情況，煤層內無尖滅、分叉及合并的情況，煤層賦存完好，煤層頂板（直接頂）為碳酸巖，屬于中硬巖層，煤層底板為頁質砂巖，屬于比較堅硬的底板。 （ 5）煤層含水性 煤層及其頂、底板含水量較大時，需要在采煤工作面開采前采取疏排水措施，或在采煤過程中布置疏排水設施，應在選擇采煤方法時加以充分考慮。 第二節 采區巷道布置 一． 采區形式（單翼采區布置）、采區上、下山的數目和位置、區段平巷（包括集中平巷及分層平巷）與聯絡巷的形式、位置和布置方式。 (2)煤層及圍巖穩定程度。根據實踐經驗，工作面錯距一般為 120～ 200m。所以選用膠帶輸送機一般都能夠滿足目前采區走向長度的要求。 3）采區供電 采區走向長度加大，采區變電所至負荷供電距離增加，電壓降大，影響工作面機電設備的正常運轉。綜采采區宜用單面布置，其走向長度一般不小于 1000m；當雙面布置時，一般不小于 2021m。在確定工作面長度時，應考慮以下影響因素： 1．煤層賦存條件 (1)煤層厚度。采區中小的斷層多或頂底板起伏較大，會使采煤工作困難、支護復雜，容易打亂正規循環作業，工作面不宜過長。 (3)頂板控制。當工作面進度一定時，工作面愈長，則產量愈高，愈需要增加風量，由于工作面斷面的限制，易導致風速過大，引起煤塵飛揚，影 響安全生產。小型礦井采煤工作面長度可采用大、中型礦井的下限或適當降低。 (一 )采區生產能力的影響因素 確定采區生產能力，應綜合考慮以下因素： (1)地質因素。 要盡量避免礦井出現兩個以上的采區同時處于生產接替狀態，以減少同時生產的采區個數并簡化生產管理工作。 3．采區生產能力的驗算 初步確定采區生產能力后，應經過以下各生產環節的驗算。 1?t ； 1C —— 風量備用系數。走向基本上是東西的，傾角為 19176。 ⑹采區巷道布置 一 采區形式 采用綜合機械化采煤方法的采區要求有一定的走向長度，采區走向長度為 1980米，采用單翼布置，滿足綜合機械化工作面走向長度的要求，所以采區形式采用單翼采區布置的形式。 采區方案技術 比較表 方案 項目 第一種方案 雙巖上山 第二種方案 雙煤上山 掘進工程量 工程量大，因為上山均在巖層中掘進且掘進的距離為2021米 工程量小 巷道維護 巷道維護工程量小 成本低 維護困難 費用高 通風距離 長 短 安全狀況 好 差 管理環節 管理環節多，一是溜煤眼多，二是漏風地點多 管理環節少 巷道維護 維護工程量少，維護費用低 煤層上山梯形金屬支架受采動影響大，維護工程量大費用高 支架回收 無法回收 可以回收，約 70%可以復用 工程期 巖石上山掘進速度慢，約需要 14個月才能投產 煤層 上山掘進速度快，約需要 10 個月可以投產 煤柱失及安全性 煤柱損失量少，回收率高，安全性好 階段煤柱損失量大，采區采出率低，安全性低主要因為上山開拓在煤層中，且采區相對瓦斯涌出量大 通過技術比較可以看出第三種方案跟第一種方案類似，故在經濟需要比較。 （一）石門斷面選型 大巷為巖石巷道，服務年限較長，而且是采區的主要運輸大巷，確定采用半圓拱斷面形式的錨噴支護巷道。 ㈣ 掘進斷面和有關尺寸 ⑴設計掘進寬度： B1=B+2T=4560mm。 ㈦繪制石門施工圖及配套表格 巷道特征 圍巖類別 面積 / m2 設計掘進尺寸/mm 噴射厚度/mm 錨桿 凈周長m 凈斷面 設計掘進尺寸 寬B1 高H1 型式 外漏長度 排列方式 間排距 錨深 直徑mm II 12.5 14 4560 3540 100 鋼筋沙漿 50 矩形 800 1600 14 13.4 采區內各巷道的主要參數 巷道名稱 S U L a* 104 運輸、回風大巷 1000 500 采區上山巷道 960 85 區段運輸大巷 450 125 區段回風大巷 450 125 工作面 15 12 120 500 主要運輸大巷斷面圖 二、掘進 施工 主要掘進速度和掘進施工的安排。工作面停采線至上 (下 )山的煤柱寬度：對薄及中厚煤層約為 20m；對于厚煤層約為 30~40m。 第五章 采煤工藝 第一節 落煤、裝煤和運煤 一、落煤、 進刀方式、割煤方式 ⑴采煤機類型的選擇 ① 根據煤的堅硬度選型 滾筒采煤機適用與開采堅硬度系數小于 4的緩斜煤層，對 f＜ ，可采用中等功率的采煤機，對粘性煤以及 f=— 4的中硬一上的煤層應采用大功率的采煤機。為傾斜煤層； 45176。同時把采空區后排支柱和鉸接頂梁拆除，讓頂板巖石冒落下來，這叫回柱放頂。 采煤工作面的運輸及移溜方式，采用刮板輸送機運輸，轉載機將原煤轉載到區段運輸平巷中的膠帶輸送機上，用推移千斤頂推移輸送機。 （ 3）液壓支架的支護方式有及時支護和滯后支護兩種。這樣，不僅可以及時減少工作面的控頂面積，而且由于頂板垮落后破碎巖石體積膨脹而充填采空區，從而減輕工作面壓力和防止對工作面產生不良影響。即使頂板穩定性好，采用后兩種移架方式時，同時前移的支架數N 也不宜大于 3，以防頂板情況惡化。這種配合方式在底座前端和機槽之間沒有一個截深富裕量，比較能適應周期壓力大及直接頂穩定性好的頂板，但對直接頂穩定性差的頂板適應性差。根據不同的設備結構尺寸和礦山壓力作用，運輸平巷凈寬為 4～ 5m 時，可滿足端頭管理的要求，回風平巷寬度則可適當窄些。有時，過地質構造也需要采用“前底后頂”式，后滾筒割頂煤后，立即移支架，以防頂煤或碎矸垮落。割三角煤方法進刀過程如下：①當采煤機割至工作面端頭時，其后的輸送機槽已移近煤壁，采煤機機身處尚留有一段下部煤；②調換滾筒位置，前滾筒降下、后滾筒升起并沿輸送機彎 曲段返向割入煤壁，直至輸送機直線段為止。我國采用較多的分段式移架屬于依次順序式 （二）移架方式對移架速度的影響 移架速度取決于泵站流量及閥組和管路的乳化液通過能