山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)古城煤礦機(jī)電設(shè)備選型設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 煤層煤塵爆炸性試驗(yàn)結(jié)果一覽表 項(xiàng)目煤層號(hào)火焰長(zhǎng) mm巖粉量（%）爆炸指數(shù)結(jié)論2 上 250～600477 55～9070 有爆炸危險(xiǎn)3 250～560478 60～9578 有爆炸危險(xiǎn)6 225～810531 90～9071 有爆炸危險(xiǎn)10 下 540～560548 70～9090 有爆炸危險(xiǎn)15 下 400～665535 70～9082 有爆炸危險(xiǎn)16 下 520～665571 75～9588 有爆炸危險(xiǎn)17 650～725616 65～9585 有爆炸危險(xiǎn)2) 礦井生產(chǎn)期間，分別于 2022 年 12 月、2022 年 5 月采取3 煤層煤樣，送煤炭科學(xué)研究總院重慶分院進(jìn)行化驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果見表 ，3 煤層煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性。表 生產(chǎn)期間 3 煤層煤塵爆炸危險(xiǎn)性試驗(yàn)結(jié)果表工業(yè)分析（%） 爆炸性試驗(yàn)揮發(fā)分時(shí)間采 樣地 點(diǎn)水分Mad灰分Ad Vd Vdaf焦渣特征火焰長(zhǎng)度（mm）抑制煤塵爆炸最低巖粉量結(jié) 論 1209面 4 340 80% 有煤塵爆炸性 2108面 6 ﹥400 90% 有煤塵爆炸性 1115面 5 ﹥400 90% 有煤塵爆炸性各煤層都有煤塵爆炸危險(xiǎn)性，建議在開采過程中，應(yīng)采取有效的防、隔爆措施，如水幕噴霧灑水或散布巖粉等，防止爆炸事故的發(fā)生，保證礦井安全生產(chǎn)。 煤的自燃1) 根據(jù)建井地質(zhì)報(bào)告，各煤層的自燃發(fā)火試驗(yàn)情況見 表 表 各煤層自燃發(fā)火試驗(yàn)結(jié)果一覽表 煤層項(xiàng)目2 上 3 6 10 下 15 上 16 上 17原樣324～339322（3）338～344341（4）318～335327（3）328～339334（3）321～333326（3）336～339332（3）319～328324（3）氧化樣℃317～336325（3）336～342339（4）313～331319（3）306～338321（3）312～319315（3）290～324309（3）312～319315（3）還原樣℃344～348346（3）342～354339 (4)335～345341（3）336～345342（3）327～342335（3）326～353340（3）328～338335（3）△T 3～96（3）2～911（4）4～3220（3）1～2413（3）9～1411（3）15～3026（3）6～159（30）自燃發(fā)火等級(jí) Ⅳ(3) Ⅳ(4)Ⅱ(1)Ⅲ(2)Ⅳ(3)Ⅲ(2)Ⅳ(1)Ⅲ(1)Ⅳ(2)Ⅱ(1)Ⅲ(2)Ⅲ(1)Ⅳ(2)結(jié)論 不自燃 不自燃自燃～不自燃不 易 自 燃 ～不 自 燃不 易 自 燃 ～不 自 燃易自燃～不易自燃不 易 自燃 ～ 不 自燃2) 礦井生產(chǎn)期間，于 2022 年 6 月采取 3 煤層煤樣，送煤炭科學(xué)研究總院重慶分院進(jìn)行化驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果見表 ，3 煤層屬于二類自燃，即自燃煤層。3 煤層自燃發(fā)火傾向試驗(yàn)結(jié)果表 表 化驗(yàn)測(cè)試采樣 工業(yè)分析（%） 著火溫度(℃) △T 自燃地點(diǎn)水分Mad灰分Aad揮發(fā)分VdafT 氧(℃)T 原(℃)T 還(℃) (℃) 等級(jí)1115面 303 338 340 37 Ⅱ1113面 317 351 354 37 Ⅱ3) 古城煤礦擴(kuò)大區(qū)勘探時(shí)，古1 號(hào)鉆孔 3 煤層進(jìn)行自燃發(fā)火傾向試驗(yàn)，采用國(guó)家最新頒布的 GBT202242022 試驗(yàn)方法，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，3 煤層屬于Ⅰ類（容易自燃）煤層。根據(jù)上述資料，3 煤層現(xiàn)開采水平應(yīng)屬于自燃煤層，礦井生產(chǎn)中 3 煤層實(shí)際自燃發(fā)火期為 3～6 個(gè)月。另外，據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井資料，太原組各煤層均有自燃發(fā)火傾向。 礦井開拓系統(tǒng)礦井采煤方法為傾斜長(zhǎng)壁采煤法和走向長(zhǎng)壁采煤法，礦井開拓方式為立井暗斜井多水平聯(lián)合開拓，礦井共分三個(gè)水平進(jìn)行開拓，包括已經(jīng)回采完畢的505m 水平，現(xiàn)正開采的水平 850m 水平，同時(shí)1000m 以深水平正在進(jìn)行三維地震勘探，最終資料將在 2022 年 4 月底提交，其開拓方案正在報(bào)主管部門審批。另外礦井還在760m 設(shè)一輔助水平。礦設(shè)有機(jī)電、運(yùn)輸、通防、綜采、掘進(jìn)、開拓等生產(chǎn)工區(qū)，現(xiàn)礦井正生產(chǎn)采區(qū)為 11 采區(qū)及 21 采區(qū)，開拓采區(qū)為 13 采區(qū)、22 采區(qū)。目前礦井最大開采深度為1000m(2106 工作面其軌道順槽開切眼位置 G623 經(jīng)緯儀點(diǎn)高程)，井下 21 采區(qū)布置有 2106 一個(gè)綜放面、 11 采區(qū)布置有 1118 及 1116 兩個(gè)輕放面，其中 2106 工作面裝備 MG250/591QWD 采煤機(jī)， ZF6200/，SGZ730/400G 刮板輸送機(jī)，SZZ764/132 轉(zhuǎn)載機(jī)，其他 2 個(gè)工作面裝備ZF2400/16/24BH 輕型支架， 3MG200W2 采煤機(jī)，SGD630/110刮板輸送機(jī)。礦井設(shè)主、副兩個(gè)井筒，主井井筒坐標(biāo)X=、Y=、Z=+，擔(dān)負(fù)礦井的煤炭提升任務(wù)，是礦井的主提升系統(tǒng)，采用箕斗提升，箕斗型號(hào)JDG9/1354，箕斗容量 9T；副井井筒坐標(biāo)X=、Y=、Z=+，擔(dān)負(fù)礦井的材料下放、人員上下等輔助運(yùn)輸。各生產(chǎn)系統(tǒng)、設(shè)備均滿足礦井生產(chǎn)提升、運(yùn)輸要求，另外還投入了各種設(shè)備的安全保護(hù)裝置，2022 年度投資 400 萬(wàn)元完善了礦井的通風(fēng)系統(tǒng)，提高了礦井的安全技術(shù)水平。 煤層開采方式古城煤礦目前開采的煤層為 3 煤層，煤層厚度穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤層中硬，可放性中等，適合機(jī)械化分層或放頂煤開采，“古城礦井初步設(shè)計(jì)”推薦采用網(wǎng)下放頂煤開采。由于本礦井地處兗洲、曲阜兩市之間，工農(nóng)業(yè)較發(fā)達(dá)，人口密集，地面建筑物較多，壓煤量大。如果采用搬遷的方式解決壓煤?jiǎn)栴}，則搬遷費(fèi)用大，且與地方關(guān)系協(xié)調(diào)難度大。根據(jù)“古城礦井初步設(shè)計(jì)”及“首采區(qū)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(jié)合的采煤方法開采，現(xiàn)礦井全部采用綜采放頂煤工藝開采礦井現(xiàn)裝備三個(gè)回采工作面進(jìn)行回采，其中兩個(gè)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(jī)，SGD630/110N 型可彎刮板輸送機(jī)。 一個(gè)懸移支架放頂煤工作面，采用 DCⅡ 支架，SGB620/40T 型可彎刮板輸送機(jī)，炮采放頂煤，一次采全高。巷道掘進(jìn)采用 S100 型綜合掘進(jìn)機(jī)。本區(qū)共布置 1 個(gè)回采面，1 個(gè)準(zhǔn)備工作面，開拓時(shí)四個(gè)掘進(jìn)頭，正常生產(chǎn)時(shí)二個(gè)掘進(jìn)頭。采掘比為 1：4。根據(jù)采區(qū)生產(chǎn)條件采煤工藝和運(yùn)輸條件，確定采用三班生產(chǎn)，日進(jìn)多循環(huán)做業(yè)方式（附循環(huán)圖表） 表 勞動(dòng)組織表，工種 班次 早班 中班 夜班 合計(jì)正副班長(zhǎng) 2 2 2 6機(jī)組司機(jī) 2 2 2 6安全網(wǎng)員 1 1 1 3放煤工 2 2 2 6打眼工 4 4 4 12移架工 4 4 4 12送飯工 1 1 1 3泵站司機(jī)(兼電工) 1 1 1 3維修工 1 1 1 3溜子司機(jī) 3 3 3 9絞車司機(jī) 1 1 1 3合計(jì) 22 22 22 66 掘進(jìn)方式根據(jù)采區(qū)實(shí)際情況采區(qū)開拓時(shí)設(shè)掘進(jìn)頭 4 個(gè)。其中850m 水平南北兩翼皮帶巷一個(gè)巖石掘進(jìn)頭，850m 水平軌道巷一個(gè)煤巷掘進(jìn)頭（炮掘），工作面兩順槽兩個(gè)煤巷掘進(jìn)頭（綜掘）。正常生產(chǎn)時(shí)設(shè)兩個(gè)煤巷掘進(jìn)頭（綜掘）。850m 水平巖石巷掘進(jìn)工作面配備 ZY24M 風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，P30B 耙斗裝巖機(jī)，HPLG5 混凝土攪拌上料機(jī)，HPCV 混凝土噴射機(jī)，MGJ1 錨桿打眼安裝機(jī)，MYZ150 鉆機(jī)，JD25 調(diào)度絞車，濕式除塵機(jī)、局部扇風(fēng)機(jī)、激光指向儀、污水泵等。850m 水平煤巷綜掘工作面配備 S100 型掘進(jìn)機(jī)、SCF6 濕式除塵風(fēng)機(jī)、局部扇風(fēng)機(jī)，HPLG5 混凝土攪拌上料機(jī)，HPCV 混凝土噴射機(jī)，MGJ1 錨桿打眼安裝機(jī)，污水泵 MZ12A 巖石電鉆及 MYZ150 型鉆機(jī)，以更好探明地質(zhì)構(gòu)造。兩個(gè)順槽掘進(jìn)工作面除不裝備綜掘機(jī)外，其他與煤巷掘進(jìn)相同。 采區(qū)掘進(jìn)工作面選用 JBD60～ 局部扇風(fēng)機(jī)供風(fēng)，配風(fēng)量 4～５m/s 礦井自燃災(zāi)害情況本礦井屬低沼氣礦井，各煤層均有煤塵爆炸危險(xiǎn)及自然發(fā)火傾向，因此，為確保礦井安全生產(chǎn)，在礦井生產(chǎn)過程中應(yīng)重點(diǎn)預(yù)防瓦斯、煤塵爆炸和煤層自燃威脅，建立井下環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)煤塵爆炸、自燃等災(zāi)害，進(jìn)行早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，采取綜合防治措施，防止災(zāi)害發(fā)生。(1) 預(yù)防措施1) 預(yù)防瓦斯爆炸措施⑴嚴(yán)格瓦斯管理制度，瓦斯檢查人員必須每班進(jìn)行不少于 2次檢查工作面有害氣體情況，并及時(shí)匯報(bào)，放炮員堅(jiān)持“一炮三檢”，工長(zhǎng)和放炮員必須攜帶瓦斯報(bào)警器， 經(jīng)常測(cè)定瓦斯?jié)舛龋龊糜涗洠ＷC在安全濃度下生產(chǎn)。⑵加強(qiáng)工作面通風(fēng)管理，工作面安全出口及進(jìn)風(fēng)巷及時(shí)維護(hù)，保證有足夠的通風(fēng)斷面，確保工作面風(fēng)量充足。⑶加強(qiáng)該面周圍所設(shè)風(fēng)門、風(fēng)窗等通風(fēng)設(shè)施管理，任何情況下不準(zhǔn)同時(shí)打開兩組風(fēng)門。風(fēng)量調(diào)節(jié)窗不得隨意調(diào)節(jié)，愛護(hù)上下兩巷密閉柵欄，并保持密閉前 5m 內(nèi)衛(wèi)生整潔無(wú)雜物。⑷工作面上、下兩頭必須按規(guī)定設(shè)隔爆水袋。⑸當(dāng) CH4 濃度、CO 2 濃度超過規(guī)定時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》144 條、145 條規(guī)定。⑹嚴(yán)格執(zhí)行炮眼布置、裝藥量，炮泥封眼的規(guī)定，防止放炮引燃瓦斯、煤塵。⑺管好、用好工作面的機(jī)電設(shè)備及電纜，防止失爆和破皮、漏電，徹底消滅火源。2）煤塵爆炸預(yù)防措施為防止煤塵爆炸，在礦井建設(shè)和生產(chǎn)中均要采取除塵，降塵等措施，實(shí)行個(gè)體防護(hù)和綜合預(yù)防相結(jié)合措施。⑴各采區(qū)煤倉(cāng)及煤轉(zhuǎn)載點(diǎn)均設(shè)有噴霧灑水系統(tǒng)，并指定專人管理和維修，防止煤塵飛揚(yáng)。⑵采區(qū)之間、工作面之間各進(jìn)回風(fēng)道均設(shè)有水幕進(jìn)行降塵。⑶井下風(fēng)速嚴(yán)格按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定控制，井下煤倉(cāng)都應(yīng)保持一定的存煤，不得放空。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(jī)均有內(nèi)外噴霧裝置。掘進(jìn)工作面采用濕式打眼，并配備濕式除塵風(fēng)機(jī)外，還應(yīng)采取灑水和凈化通風(fēng)等措施。⑸巷道及其它容易存煤處要及時(shí)清理。⑹裝備井下安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)測(cè)定風(fēng)流粉塵濃度和沼氣濃度。⑺配備個(gè)體防塵工具，進(jìn)行個(gè)體保護(hù)。3）自然發(fā)火預(yù)防措施⑴浮煤清掃工作必須徹底，工作面不得隨意留頂?shù)酌骸＂撇坏萌我馄茐纳舷聝上锏拿荛]，發(fā)現(xiàn)有壓壞現(xiàn)象及時(shí)修補(bǔ)，減少采空區(qū)漏風(fēng)量。 ⑶管好用好防滅火管理系統(tǒng)，并做好完整的檔案記錄。 ⑷工作面上下兩巷凡發(fā)生冒頂高度超過 2m 或空洞體積達(dá)到 6m3 應(yīng)及時(shí)充填或設(shè)導(dǎo)風(fēng)板，采取處理措施，記入專用記錄本中。 ⑸開展工作面煤層自然發(fā)火預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)工作，每周一次對(duì)工作面氣體分析，氣溫水溫比較，做到無(wú) CO 超限作業(yè)，無(wú)自然發(fā)火。 ⑹采空區(qū)貫眼必須及時(shí)撤出材料，及時(shí)密封，按期檢查整個(gè)工作面，回采結(jié)束后，25 天內(nèi)必須撤除干凈，5 天內(nèi)安全封閉采空區(qū)。 ⑺加強(qiáng)隅角瓦斯，溫度等監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)匯報(bào)處理。 ⑻有效控制采空區(qū)水位，盡量使采空區(qū)自燃帶處于水線以下。4）其它預(yù)防措施（1）地溫本采區(qū)主要回采760～850m 塊段 3 煤，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告來看，煤層底板等高線和地溫等值線近似平行趨勢(shì)。850m 水平地溫一般為 21~℃平均約 25℃,地溫梯度為 ℃/100m。預(yù)計(jì)至1000m 水平地溫約為 23~34℃，平均 27℃左右。從 760m水平、850m 水平巷道掘進(jìn)來看，工作面實(shí)際地溫作用不明顯。預(yù)計(jì)至1000m 水平工作面回采不會(huì)出現(xiàn)異常熱害。同時(shí)針對(duì)采區(qū)實(shí)際狀況，回采時(shí)可以通過加大風(fēng)量，采空區(qū)灌水等有效手段，進(jìn)一步減小地溫對(duì)工作面生產(chǎn)環(huán)境的影響，來提高環(huán)境質(zhì)量。 （2）地壓 針對(duì)760m 水平、850m 水平巷道掘進(jìn)揭露地壓作用明顯情況，預(yù)計(jì)本采區(qū)深部開采會(huì)有沖擊地壓發(fā)生，地壓增大對(duì)支護(hù)所造成的影響也會(huì)加大。礦井現(xiàn)已成立礦壓觀測(cè)小組，對(duì)礦壓數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)、分析。爭(zhēng)取掌握適時(shí)資料，摸清規(guī)律，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)以降低地壓對(duì)生產(chǎn)的影響。同時(shí)，針對(duì)采區(qū)實(shí)際情況采取鉆孔卸壓，及煤體注水來減小沖擊地壓發(fā)生的可能性。附：注水參數(shù)煤體注水采用深孔布置動(dòng)壓注水。鉆孔長(zhǎng)度為 1/2~2/3 工作面長(zhǎng)，鉆孔直徑 50mm，孔距 50m，交錯(cuò)布置。（3）突水針對(duì)850m 水平北翼開拓地質(zhì)條件的復(fù)雜性，以及單家村煤礦對(duì)本礦井的影響，擬在北翼 F14 斷層以南設(shè)一組防水閘門，防止突水災(zāi)害的發(fā)生。 通風(fēng)及排水要求礦井通風(fēng)方式為中央并列式，通風(fēng)方法為抽出式，副井進(jìn)風(fēng)，主井回風(fēng)。地面通風(fēng)機(jī)房安裝兩臺(tái) BDK8№24 型對(duì)旋式主要通風(fēng)機(jī)，一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)、一臺(tái)備用，風(fēng)機(jī)銘牌參數(shù)為：風(fēng)量 Q: 3000~10680m3/min 。靜壓 H: 1720~4660Pa。轉(zhuǎn)速 n： 740r/min。功率 P： 2