采礦工程畢業(yè)設計平煤天安二礦庚三采區(qū)初步設計-wenkub.com

　 　

【正文】 二 . 確定巷道斷面尺寸 1. 巷道凈寬度 B 型電機車，寬 A1=1060mm，高 h=1600mm， 礦東寬 1200mm，高1400mm， 根據(jù)《規(guī)程》，并參照標準設計，取巷道人行道寬 c=1000mm，非人行道一側寬a=500mm，雙軌中心線距 b=1300mm， 則：兩側對開電機車之間距離為 ： 1600（ 21060 + 21060 ） =245mm 故巷道凈寬度 B=a1+b+c1=（ 500+ 21060 ） +1300+（ 21060 +1000） =4455mm 2. 巷道拱高 h0 半圓拱形巷道拱高即半圓拱半徑 R h0=R=2B = 24455 = 3. 巷道壁寬 h3 確定軌型為 24Kg/m，則道床總高度 hc=360mm，道喳 高度 hb=200mm，道喳至軌面高 ha=160mm。 （一） .高壓側 采用雙電源進線，（ 1）一回路供電，一回路備用，兩回路進線均設開關。原則上一臺變壓器負擔一個工作面的用電設備 ，這樣可以減少發(fā)生事故時的停電范圍。 二 . 采區(qū)變壓器的選擇 根據(jù)采區(qū)負荷，可采用兩臺 320KVA 的礦用變壓器。 （ 3）采區(qū)布置及采煤方法 該采區(qū)走向長度 2021m，分五個區(qū)段開采五個工作面，工作面長度 180m，采煤上山開采，上山軌道開在煤層下部，采用綜采放頂煤的開采方法，掘進工作面一個。 則：兩列對開電機車之間距離為： 1600（2135521355?） =245mm 故巷道凈寬度 B=a1+b+c1=（ 500+21355） +1600+（21355+1200） =4655mm h0 半圓拱形巷道拱高即半拱半徑 R h0=R=2B = 24655 = h3 確定軌型為 24Kg/m，則道床總高度 hc=360mm 道喳高度 hb=200mm，道喳至軌面高 ha=160mm。 3. 等積孔計算 礦井等積孔： A=式中： A—— 等積孔， m2； Q—— 礦井總風量， m3/s， H—— 礦井通風負壓， Pa， 經(jīng)計算，通風容易時期風量 94 m3/s，負壓 1491 Pa，通風等積孔 m2；通風困難時期風量 119 m3/s，負壓 Pa，通風等積孔 m2。 通風困難時期風量為 119 m3/s，負壓 2360 Pa。 取 3600 m3/min。 =3600 m3/min （ 2）、按工作面同時工作人數(shù)最多人數(shù)計算 Q 采 =4 n 采 式中： Q 采 —— 工作面總需風量， m3/min n 采 —— 井下同時工作的最多 人數(shù)，人； 4—— 每人每分鐘供風標準， m3/min 44 經(jīng)計算 Q 采 =336 m3/min （ 3）按工作面氣溫與風速的關系計算 Q 采 =60V 采 S 采 K 采 式中： V 采 —— 采煤工作面適宜風速 ，取 1 m/s； S 采 —— 采煤工作面平均有效斷面積， m2； K 采 —— 采煤工作面長度系數(shù)， 經(jīng)計算， Q 采 =360 m3/min （ 4）采煤工作面所需風量的確定 根據(jù)以上瓦斯、氣溫、人數(shù)的計算比較，該采區(qū)工作面實際需風量為 Q 采=3600m3/min。 （ 1）按瓦斯涌出量計算工作面風量： Q 采 =100Q 瓦 K 瓦 Q 采 —— 采煤工作面需風量， m3/min Q 瓦 —— 工作面瓦斯絕對涌出量 24 m3/min， K 瓦 —— 工作面瓦斯涌處不均衡系數(shù)。 由于該采煤工作面煤層傾角為 110。 1. 上行通風的主要優(yōu)點：采煤工作面和回風巷道風流中的瓦斯以及從煤壁及采落的煤炭中不斷放出的瓦斯，由于其比重小，有一定的上浮力，瓦斯自然流動的方向和通風方向一致，有利于較快地將低工作面的瓦斯?jié)舛?，防止在低瓦斯風速地點造成瓦斯局部積聚。另外，由于采煤工作面的電器設備均布置在階段運輸平巷內，可減少隱患，并 為工作面采用上行通風提供基本條件。 該采煤工作面采用長壁后退式采煤法。 3. 采區(qū)上山運輸上山設備選擇 采用 SSJ1200/3179。 1. 采區(qū)上山運輸方式：由于工作面生產(chǎn)能力大，上山傾角小 ，采區(qū)上山運輸方式采用帶式吊掛式膠帶輸送機。 （ 1）支護強度的確定 ①按頂板分類估算： q＝ HrgB102/(k1)cos? 式中： H— — 工作面煤層平均采高， r—— 頂板巖石容重，一般取 r= k—— 頂板破碎常數(shù)，取 13， g—— 頂板周期來壓不動載 40 第六章 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 第一節(jié) 采區(qū)運輸 一 采區(qū)運輸系統(tǒng) 本采區(qū)開采緩傾斜厚煤層，采用綜采放頂煤的開采方法， 采區(qū)上山開采，上山軌道設在煤層底部，采區(qū)區(qū)段運輸平巷設有帶式輸送機，主要運輸大巷為電機車運輸。主要技術參數(shù)如下： 功率： 2179。 經(jīng)計算，工作面的運輸能力 Qc≥。 （ 6）采煤機設備型號 根據(jù)以上分析結果，參照國內外高產(chǎn)高效礦井工作面裝備情況，結合本采38 區(qū)煤層硬度幾結構，選用 MG1702（ 340）型有鏈牽引采煤機。 （ 3）采煤機裝機效率 裝機功率包括截割電動機、破碎電動機、液壓泵電動機，機載增加噴霧泵電動機等電動機功率總和，裝機功率由下式估算： P=QHw 式中： P—— 裝機功率， kw； Q—— 采煤機生產(chǎn)率， t/h； Hw—— 比能耗，一般為 ~，取 。 c179。 所以Qh=[300(4－ 1) 6]=403t/h （ 2）采煤機牽引速度 采煤機平均截割牽引速度 Vc=Qh/（ 60179。根據(jù)采區(qū)特征，選擇單輪間隔放煤的放煤方式。可借用經(jīng)驗公式： d=（ ~） h 式中： d—— 放煤步距， m。支架后方冒落的頂煤在放煤時可按散體近動規(guī)律考慮。 （ 3）與單向、雙向割煤相適應的單向、雙向移架，對頂板管理效果影響很大。 2. 移架方式對頂?shù)装宓挠绊? 選擇移架方式不僅要考慮移架速度，還要考慮對頂板管理的影響。該方式操作簡單，容易保證規(guī)格質量，能適應不穩(wěn)定頂板，應用比較多；②分組間隔交錯式。 二 頂板管理及采空區(qū)處理 采區(qū)煤層頂板隨采隨落，采用全部跨落法處理采空區(qū)。這類支架是指雙輸送機運煤，在掩護梁后部鉸接一個帶有插板的尾梁，低位放頂煤的支撐掩護式支架。 經(jīng)計算： L=~。采用多架協(xié)調操作，分段移輸送機，在采煤機后5m 左右開始推移輸送機，每次推移不超過 300mm，分 2~3 次將輸送機全部移近煤壁，并保證前輸送機彎曲段不小于 15m，輸送機推移后呈直線狀 ，不得出現(xiàn)彎急。 2. 移架 所選用的放頂煤支架為雙輸送機低位放頂煤支架。 采區(qū)為上山開采，泵房位于井底車場。考慮到風道的排水和有時需從回風道運出設備，因此回風道應向外傾斜，傾角為 。 （ 2）絞車房主要尺寸和支護方式。防火柵欄兩用門的擋墻用 C10 混凝土砌筑。采區(qū)變電所采用不燃性材料支護。采區(qū)變電所位于負荷的中心。在溜口處安設可以啟閉的閘門。為了防止堵塞，下口漏斗應盡量消除死角。煤倉全身，一般均應砌碹，砌墻的壁厚可為 300~400m。 （ 1）煤倉上口。 四 采區(qū)硐室 1. 采區(qū)煤倉的形式、位置、容量的選擇和支護形式。 根據(jù)區(qū)段平巷與軌道上山及運輸上山都設在煤層底部，聯(lián)絡方便，不必 設29 溜煤眼及石門。 三 采區(qū)上中下部車場形式及確定依據(jù) 本采區(qū)所采煤層為厚煤層，采用綜采放頂煤的開采方法。 巷道掘進速度指標見表 42 28 表 42 巷道掘進速度指標 巷道名稱 （ A）掘進速度指標 /m178。 c. 人車停車地點， 在巷道一側，從巷道道渣面起 的高度內，必須留有寬 1m 以上的人行道。在不行人的巷道內為，電機車架空線和巷道頂或棚梁之間的距離不得小于 。 3. 巷道掘進 煤層巷道掘進，可選用 ELMA 型掘進機，采用錨噴網(wǎng)支護，半煤巖巷道掘進，可選用 EL90 型掘進機。 根據(jù)煤層瓦斯含量不大，煤層埋藏穩(wěn)定，涌出量不大，所以采用單巷布置。同時，為了便于平巷與采煤工作面的聯(lián)接，要求兩條區(qū)段平巷都必須布置在所采煤層的層位上，而且盡量保持互相平行，以便形成等長的工作面，為采煤工作面創(chuàng)造優(yōu)越的開采技術條件。 區(qū)段運輸平巷一般采用帶式輸送機或多臺刮板輸送機串聯(lián)運煤。因此，我國煤礦一般采用后退式開采順序。 25 （二）采煤工作面的布置 。 巷道維護 巷道維護簡單，維護費用少。 通風距離 聯(lián)絡巷較多，通風距離長，通風不方便。參照采區(qū)方案技術比較表 41 表 41 采區(qū)方案技術比較表 24 方案 項目 方案一，雙巖上山 方案二，雙煤上山 掘進工程量 兩上山都布置在底板巖石中，掘進工程量大，多掘出了聯(lián)絡石門與溜煤眼。采區(qū)運輸上山與區(qū)段運輸平巷直接相連。 聯(lián)絡巷道。 在煤層中布置兩條上山，間距 20m，上山位于采區(qū)的中央。根據(jù)采區(qū)煤層厚度、煤層傾角以及煤的自然發(fā)火期，采區(qū)服務年限。 第二節(jié) 采區(qū)巷道布置 一 、 采區(qū)設計方案選擇及其參數(shù)確定 該采區(qū)走向長度為 2021m，傾斜長度為 1000m，采區(qū)使用采區(qū)式開采。 放頂煤開采對 地質構造、煤層構造、煤層厚度變化適應性強。 放頂煤開采巷道掘進量小。由于放頂煤工作面的一次采出厚度大，生產(chǎn)集中，放煤工藝勞動量小，以及出煤點增多等原因，其生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益大幅提高。 綜上所述， 該采區(qū)可選擇綜合機械化放頂煤開采或者分層開采的采煤方法。 本 采區(qū)的生產(chǎn)能力為 220 萬 t/a，可以將采區(qū)上下山運輸巷道設在 煤層中 回風巷道設在采區(qū)邊界巖層中，大巷主要采用電機車運輸。 技 術裝備條件。 一 、 地質構造情況 采區(qū)內地質構造比較簡單，在采區(qū)邊界有一 F41斷層，落差較大，可以達到200~375m 左右，延伸長度 。 采區(qū)煤層瓦斯相對涌出量為 8m3/t，屬于低瓦斯礦井。 20 第四章 采區(qū)方案設計 第一節(jié) 采煤方法的選擇 1. 煤層賦存條件 本采區(qū)煤層傾角為 170，煤層平均厚度為 6m，煤層直接頂板主要為黑 色 及深灰色砂質泥巖，厚度為 ~，平均厚度為 。 179。 1728179。； C0—— 采煤工作面采出率 . 回采率的有關規(guī)定見表 3— 2 表 3— 2 煤炭采出率表 煤層 采出率 工作面采出率 /％ 采區(qū)采出率 /％ 薄煤層 97 85 中厚煤層 95 80 厚煤層 93 75 水力采煤 70 工作面年推進度： v0=300??? n?I?Φ （ 3— 5） 式中 300—— 礦井年工作日，天； n —— 日循環(huán)數(shù)，個； I —— 循環(huán)進度， m； Φ —— 正規(guī)循環(huán)系數(shù)，取 — 1. 根據(jù)工作面作業(yè)規(guī)程，回采工作面日循環(huán)數(shù)為 6，每個循環(huán)進度為 ，正規(guī)循環(huán)系數(shù)取 . v0=300??? n?I?Φ =300179。 = 可采儲量 ： Q 采 = Q 工 ?（ 1P） （ 3— 2） 式中 Q 采 ———— 可采儲量， Mt； Q 工 —— 工業(yè)儲量 ， Mt； P—— 永久煤柱儲量損失，取 5％ ； Q 采 = Q 工 ?（ 1P） =179。； M—— 煤層厚度， m； Υ —— 煤層容重， t/m179。平均厚度 6m，容重為 179。依據(jù)二礦礦井地質報告本采區(qū)地溫 32～℃，屬地溫異常區(qū)。 根據(jù)豫煤安 [2021]66 號河南省煤炭工業(yè)局關于 2021 年度國有重 點煤礦瓦斯等級鑒定結果的批復，二礦煤塵爆炸指數(shù)為 6%、開采煤層定為無煤塵爆炸性危險性。 地板：地板為頁質砂巖，厚度為 — ， 其下為深灰色石灰?guī)r，厚 8～12米。煤厚平均 6m.全可采煤層。平均傾角 17176。 該區(qū)地面相應位置為平頂山山脊及南坡 .北坡。 （ 4）村莊煤柱 采區(qū)內村莊有下牛村等，位于庚三上山采區(qū)，目前暫不考慮開采，故也未計算村莊煤柱。 δ =γ =70176。地面重要建筑物主要有油庫，下牛村及一礦鐵路。 水文地質：由于底板隔水層僅 20 m 左右，目前地下水位標高在 240 m左右，到深部邊界還存在著 左右的水壓， 2021 年 7月 25 日