采礦工程采區(qū)設(shè)計說明書畢業(yè)論文x.docx

目錄摘 要1Abstract2第1章 采區(qū)地質(zhì)情況31.1 井田概況31.1.1井田位置及范圍31.1.2交通31.1.3地形31.1.4河流31.1.5氣候條件41.1.6井田區(qū)及鄰區(qū)經(jīng)濟狀況41.2 地質(zhì)特征41.2.1礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況41.2.2水文地質(zhì)及礦井突水與瓦斯5第2章 采區(qū)儲量與生產(chǎn)能力62.1 采區(qū)儲量62.1.1采區(qū)工業(yè)儲量計算62.1.2采區(qū)可采儲量計算62.2 采區(qū)生產(chǎn)能力72.2.1 采煤工作面年產(chǎn)量72.2.2 采區(qū)生產(chǎn)能力72.3 采區(qū)服務(wù)年限7第3章 采區(qū)方案設(shè)計83.1采煤方法的選擇83.2 采區(qū)巷道布置83.2.1采區(qū)走向長度83.2.2區(qū)段長度和區(qū)段數(shù)目83.2.3采區(qū)形式83.2.4采區(qū)上（下）山的數(shù)目和位置93.2.5區(qū)段平巷的布置93.2.6采區(qū)內(nèi)煤層開采93.3 巷道斷面設(shè)計93.3.1 巷道斷面設(shè)計應(yīng)滿足的條件:93.3.2 巷道斷面的選擇103.3.3 巷道斷面尺寸的確定12第4章 回采工藝204.1落煤204.1.1 采煤機選擇和落煤方法204.1.2 采煤機進刀方式224.1.3 采煤機割煤方式224.1.4 選擇和決定回采過程中使用的機械設(shè)備234.2 支護234.2.1 支架選型及規(guī)格的確定234.2.2 工作面支架布置方式244.3 采空區(qū)處理方法254.3.1 采空區(qū)處理方法254.3.2 控頂距及放頂距264.3.3 特種支架形式264.3.4 移架放頂264.4 采煤工藝274.4.1 常用采煤工藝274.4.2采煤工藝的選擇284.5 生產(chǎn)技術(shù)管理294.5.1 循環(huán)方式294.5.2 作業(yè)形式294.6 安全技術(shù)措施324.6.1 保安煤柱的一般規(guī)定324.6.2防止沼氣爆炸的措施33第5章 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)355.1 采區(qū)運輸355.1.1 采區(qū)運輸系統(tǒng)及運輸方式355.1.2 采區(qū)運輸設(shè)備的選擇365.2 采區(qū)通風(fēng)395.2.1 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)395.2.2 采掘工作面及峒室所需風(fēng)量的計算405.2.3 采區(qū)總供風(fēng)量455.2.4 風(fēng)量分配455.2.5 風(fēng)速驗算46致 謝50參考文獻5152 摘 要本煤礦1.50Mt/a采區(qū)設(shè)計，采區(qū)設(shè)計服務(wù)年限5.2a。采區(qū)平均走向長度1.92km，平均傾斜長度1.33km。采區(qū)內(nèi)有1個可采煤層，煤層平均厚度為2.5m，煤層傾角16左右。主要煤種為焦煤。本設(shè)計采區(qū)采用集中大巷布置，大巷采用8t蓄電池式電機車牽引3.0t底卸式礦車運輸。礦井主提升方式為箕斗提升，輔助提升方式為罐籠提升。根據(jù)礦井地質(zhì)和煤層賦存條件，回采工作面采用綜合機械化采煤工藝，采煤方法為走向長壁采煤法，采空區(qū)處理方法為全部垮落法。關(guān)鍵詞：開采水平 綜合機械化采煤 走向長壁AbstractThe design for coal Refco Group Ltd water main mine 1.50mt/a mining area design, mine design service life 5.2years. Average length on strike of this mine is 1.92km, and length to the dip is 1.33m. There are only one minable coal seams, the average thickness of coal seam is2.5meters, and obliquity of coal seam around 9ain coal species are 1/3 coking coal.Main haulage roadway concentrates arrange, the main roadway adopts 10 ton electric trolley locomotive to tow 3 ton drop-bottom car. Main hoisting equipment is skip, and auxiliary hoisting equipment is cage.According to the geological condition of this coal mine and sediment of coal seam, the mining area is divided into 5 districts to mine. Mining methods is Long wall mining along strike, the mined-out area for the treatment of all the falling law.Key Words: Mining levelFull-mechanized coal winning technology Long wall mining along strike 第1章 采區(qū)地質(zhì)情況1.1 井田概況1.1.1井田位置及范圍井田在哈達(dá)深部（杏花）立井精查勘探區(qū)范圍內(nèi)，該勘探區(qū)位于黑龍江省雞東縣，哈達(dá)鎮(zhèn)與雞西市長春鎮(zhèn)境內(nèi)。地理坐標(biāo)為東經(jīng)13118，北緯1520?？碧絽^(qū)兩側(cè)是東海礦和城子河礦，北側(cè)是正陽礦，南側(cè)隔穆棱河和雞東縣相望?？碧絽^(qū)西起原來城F2斷層和F1斷層，北起麻山，坐標(biāo)系統(tǒng)14500，南至10000，東西走向長9.5公里，南北傾斜寬4.5公里，面積為43平方公里。1.1.2交通 城密國防公路橫貫本井田，境內(nèi)大車道縱橫交錯，均可通汽車。井田兩側(cè)有哈爾濱至東方紅的牡密國有鐵路線，井田北側(cè)有城子河至正陽礦的礦井運煤專用線。本井田距雞西車站11.5公里，至哈達(dá)河車站12公里，交通較為方便。1.1.3地形地形屬于緩坡丘陵地形，井田北部及中部皆為山崗地帶，崗溝內(nèi)起伏不平。地表均標(biāo)高+210米，最高山頭+285米。井田南部為穆棱河河床地帶，地表標(biāo)高+177米左右。1.1.4河流 區(qū)內(nèi)最大河為穆棱河，由西向動呈蛇形，流經(jīng)本區(qū)深部。其它有哈達(dá)河、杏花河分布于井田的東部及中部，皆由北向南流入穆棱河。穆棱河夏秋季水量最大，流量78.1米3/秒，最大流量為312米/秒。該河對本井影響不大，哈達(dá)河在井田東部境內(nèi)附近流過，影響也不大。期于則是季節(jié)性水溝，對井田開采影響很小。 1.1.5氣候條件 礦區(qū)屬于大陸性氣候，最高氣溫36C，最低氣溫零下35C。年降雨量為510毫米左右，凍結(jié)期由11月至次年4月下。凍結(jié)深度一般為2.0米。風(fēng)向多西風(fēng)，最大風(fēng)速25米/秒。1.1.6井田區(qū)及鄰區(qū)經(jīng)濟狀況 區(qū)內(nèi)以農(nóng)業(yè)為主，其余種植少量經(jīng)濟作物。井田鄰近穆棱河，穆棱河的河砂以及火山碎屑可供建筑之用。井田北側(cè)青山瑩石礦正在開采。1.2 地質(zhì)特征1.2.1礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 井田內(nèi)地層有樺山群之東山組、雞西組、城子河組、滴道組。城子河組為主要含煤地層，穆陵組含煤不佳，滴道組不含可采煤層。四者總厚度為1474米，由上到下分述如下： 東山組：總厚度為210米，東厚西薄，巖性為重酸性的火山碎屑巖、粉砂巖、泥巖薄層所組成。 穆陵組：厚度658米，巖性為灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、其中深灰、黑色泥巖較多。以綠色凝灰質(zhì)砂巖、泥巖曾為標(biāo)志。另外還有局部可采煤層23層，煤層的夾層和頂?shù)装逡院翼搸r為特征。城子河組：厚470550米，其中有12層泥巖夾石，屬主要可采煤層，煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，無夾石，煤質(zhì)中硬，容重1.7t/m3.直接頂為45米厚的灰黑色粉砂巖，節(jié)理發(fā)育，易垮落；老頂為白色中粒砂巖，泥鈣質(zhì)交結(jié)，厚度811米；直接底為0.5米粉砂巖。地質(zhì)柱狀圖如下圖所示。1.2.2水文地質(zhì)及礦井突水與瓦斯該采區(qū)兩側(cè)有穆陵河通過，但對采區(qū)影響不大。采區(qū)其它幾側(cè)分布有季節(jié)性水溝，對采區(qū)影響很小。該地區(qū)年降水量約為510mm左右。凍結(jié)期11月至次年4月，凍結(jié)深度一般為2米。井下涌水量較小，對采區(qū)影響不大。該采區(qū)瓦斯涌出量較低，約為10m3/t以下，屬低瓦斯礦井。經(jīng)地質(zhì)勘探在采區(qū)一側(cè)斷層內(nèi)有少量瓦斯，該采區(qū)煤層有自燃傾向，煤塵有爆炸危險。第2章 采區(qū)儲量與生產(chǎn)能力2.1 采區(qū)儲量2.1.1采區(qū)工業(yè)儲量計算儲量計算公式為：Q=SMd Q儲量（萬噸）S實際面積（m2）M厚度（m）d容重（t/m3）經(jīng)過計算的采區(qū)的工業(yè)儲量為 Q=SMd =2963192mcos162.5m1.7tm=1338Mt2.1.2采區(qū)可采儲量計算可采儲量：Z=(Zc-P)C=1080MtZ可采儲量，Mt；Zc工業(yè)儲量，Mt；P永久煤柱損失，Mt，可取工業(yè)儲量的5%；C采區(qū)回采率，中厚煤層不低于80%。2.2 采區(qū)生產(chǎn)能力2.2.1 采煤工作面年產(chǎn)量采煤工作面年生產(chǎn)能力：A0=LlmrK3(t/a)式中： A0回采工作面年生產(chǎn)能力，t； L工作面推進度，m/a； l，m工作面長度，厚度m；r煤的容重，t/m3； K3工作面回采率，取0.95本采區(qū)采用綜合機械化采煤工藝，工作制為四六制，三班采一班準(zhǔn)備，雙向割煤往返一次割兩刀，截深為0.8米，一年工作330天，工作面的回采率取K3=0.95，所以年推進長度為L=60.8330=1584 m。經(jīng)過計算的的工作面年生產(chǎn)能力為136Mt/a。2.2.2 采區(qū)生產(chǎn)能力采區(qū)生產(chǎn)能力A=1.1Ao=1.11=150Mt2.3 采區(qū)服務(wù)年限采區(qū)服務(wù)年限與采區(qū)生產(chǎn)能力的關(guān)系：T=Z/AK式中： Z采區(qū)可采儲量，Mt; K 采區(qū)可采儲量，取1.4經(jīng)過計算的采區(qū)服務(wù)年限為5.2a。 第3章 采區(qū)方案設(shè)計3.1采煤方法的選擇 本設(shè)計采區(qū)走向長度為1990m，傾斜長度1300m，采區(qū)內(nèi)為單煤層，煤層平均傾角16，煤層平均厚度2.5m，為緩傾斜中厚煤層。綜合考慮煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范和采礦工程設(shè)計手冊以及相關(guān)法律法規(guī)中的規(guī)定，并結(jié)合本設(shè)計采區(qū)煤層的地址賦存條件和該礦區(qū)的經(jīng)濟水平和技術(shù)裝備并考慮到滿足安全和生產(chǎn)集中化的要求設(shè)計采區(qū)選用單一走向長壁綜合機械化采煤方法。本設(shè)計采區(qū)采用單翼布置，利用走向長壁單翼開采。3.2 采區(qū)巷道布置3.2.1采區(qū)走向長度本采區(qū)平均走向長度1990m，沿走向東西兩部各有一條斷層作為采區(qū)的邊界。3.2.2區(qū)段長度和區(qū)段數(shù)目采區(qū)中工作面長260m，采區(qū)傾斜長度1300m左右，采區(qū)可布置4個工作面。3.2.3采區(qū)形式采區(qū)內(nèi)煤層底部布置運輸大巷，作為整個采區(qū)的主要運輸大巷?；仫L(fēng)大巷布置在采區(qū)上部巖層中。各工作面通風(fēng)、行人巷道由頂板繞道與運輸大巷相聯(lián)通，其采用U型后退式通風(fēng)，采區(qū)形式為走向長壁。3.2.4采區(qū)上（下）山的數(shù)目和位置根據(jù)實際要求采區(qū)布置三條巖石上山，上山之間距離20m，三條上山均位于煤層中。3.2.5區(qū)段平巷的布置采區(qū)區(qū)段平巷位于工作面兩側(cè)，沿煤層掘進平巷。區(qū)段回風(fēng)平巷中布置軌道，以便材料車運行，運輸平巷內(nèi)布置膠帶輸送機運煤，另外區(qū)段運輸巷內(nèi)布置設(shè)備列車。區(qū)段運輸平巷和區(qū)段回風(fēng)平巷分別通過中部車場和上部車場與上山相連。由于本采區(qū)煤層為緩傾斜、中厚煤層，綜合地質(zhì)條件考慮，可以使用后退式沿空留巷?？紤]到剛開始整個系統(tǒng)和設(shè)備需要調(diào)試，所以開始實際產(chǎn)量小于設(shè)計生產(chǎn)能力。當(dāng)管理改進，人員熟悉后，考慮到設(shè)備都留有余量，負(fù)荷工作以后可以達(dá)產(chǎn)。3.2.6采區(qū)內(nèi)煤層開采煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范中采區(qū)劃分應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、煤層賦存條件、開采技術(shù)條件及裝備水平等經(jīng)綜合分析比較后確定。本采區(qū)內(nèi)煤層群傾角為16左右，屬于緩傾斜煤層，按照相關(guān)法規(guī)和設(shè)計要求以及本采區(qū)煤層的地質(zhì)賦存條件，開采順序采用下行順序開采，工作面推進是后退式，由采區(qū)邊界向采區(qū)上（下）山推進，并保證回采面的穩(wěn)定生產(chǎn)。在上一工作面開采時應(yīng)該著手準(zhǔn)備下一工作面的開采掘進工作，以利于工作面的接替。3.3 巷道斷面設(shè)計3.3.1 巷道斷面設(shè)計應(yīng)滿足的條件: 保證人員通行安全； 按照通過的運輸設(shè)備等技術(shù)要求和安全規(guī)程的規(guī)定鋪設(shè)軌道，以保證安全運行，并合理布置通過該斷面的管路及電纜等； 該斷面能過最大風(fēng)量時，不得超過煤礦安全規(guī)程規(guī)定的風(fēng)速； 按通過水量要求，設(shè)置水溝； 不得小于煤礦安全規(guī)程規(guī)定的最小凈斷面和最小凈高度；6.滿足其它要求，如需在巷道一側(cè)堆放坑木和材料或安裝其它設(shè)備等。巷道斷面的設(shè)計包括：合理的選擇巷道斷面形狀和支護類型的選擇，巷道斷面尺寸的確定，軌道的鋪設(shè)，水溝布置與管路鋪設(shè)等。3.3.2 巷道斷面的選擇1.巷道斷面設(shè)計應(yīng)滿足的條件保證人員通行安全；合理布置該斷面的管路及電纜等；斷面能過最大風(fēng)量時，不得超過煤礦安全規(guī)程規(guī)定的最大風(fēng)速；不得小于煤礦安全規(guī)程規(guī)定的最小凈斷面和最小凈高度；按水量要求，設(shè)置水溝；滿足其它要求，如需在巷道一側(cè)堆放坑木和材料或安裝其它設(shè)備等。2.選擇斷面形狀應(yīng)考慮的因素巷道所處的位置及圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)、礦山壓力的大小及作用方向；巷道的服務(wù)年限和用途；巷道的支護式和支護材料；施工技術(shù)及其裝備的情況；鄰近礦井同類巷道斷面的斷面形狀及其維護情況等。3.巷道斷面形狀的選擇及其適用條件： 半圓拱形斷面：目前開拓、準(zhǔn)備巷道和硐室普遍采用的斷面形狀，多在頂板壓力大，側(cè)壓小，無底鼓的條件下使用。 圓弧拱形斷面：由于光爆錨噴支護的推廣，拱部成形好，施工方便，多用于準(zhǔn)備巷道。當(dāng)跨度較大時，較半圓拱形斷面利用率高。梯形斷面：頂板暴露面積較矩形小，可減小定壓，能承受稍大的側(cè)壓，多用于采區(qū)巷道。三心圓拱形：與半圓拱形相比，拱頂承壓能力差，但斷面利用率高，適用于圍巖堅硬的開拓巷道，上（下）山和硐室。橢圓形斷面：當(dāng)巷道四周壓力很大時，且分布不均時，根據(jù)頂壓和側(cè)壓的大小，采用豎直或水平布置。由以上各種斷面形狀的巷道優(yōu)劣和各種巷道所需的要求，根據(jù)各種巷道的適用條件及采區(qū)的服務(wù)年限且上山布置在煤層中，故采用錨噴支護，開拓巷道頂壓大，測壓小，無底鼓，故該設(shè)計采區(qū)運輸大巷考慮采用半圓拱形斷面的巷道。當(dāng)巷道圍巖比較穩(wěn)定，礦山壓力不大，服務(wù)年限不長時，一般宜選用礦用式字鋼支架、錨桿或鋼筋混凝土支架進行支護，其斷面形狀一般為梯形或矩形。如采區(qū)內(nèi)的準(zhǔn)備巷道和回采巷道。當(dāng)巷道圍巖不太穩(wěn)定，礦山壓力較大，且服務(wù)年限較長時，一般宜采用錨噴、混凝土砌碹或U型鋼可伸縮性支架進行支護，斷面形狀一般為拱形、圓形或橢圓形。設(shè)計運輸石門位于巖石中，頂板壓力較大，服務(wù)年限較長且巷道圍巖比較穩(wěn)固，為了減少一使用過程中掘進費用和維護費用，多采用拱形斷面。拱形斷面一般包括半圓拱、圓弧拱和三心圓拱形。在目前條件下多采用半圓拱。 綜合以上地質(zhì)條件及方案比較：本采區(qū)由于服務(wù)年限不是很長，故區(qū)段運輸平巷、回風(fēng)平巷采用梯形巷道。三條上山布置在煤層中，且有保護煤柱，運輸大巷和回風(fēng)石門、運輸石門等均采用半圓拱形巷道。3.3.3 巷道斷面尺寸的確定巷道斷面凈尺寸，應(yīng)根據(jù)該巷道內(nèi)運行車輛或其它運輸設(shè)備的最大輪廓尺寸以及架設(shè)管線、行人、設(shè)備的運送、安裝、檢修和施工要求等因素確定，并應(yīng)按通風(fēng)要求進行驗算。由以上要求所得各巷道斷面及其參數(shù)如下：1、 采區(qū)運輸上山斷面圖及參數(shù)巷道斷面特征表圍巖類別斷面/m2掘進尺寸/mm支護厚度/mm錨桿/mm凈掘?qū)捀咝问脚帕蟹绞介g排距錨深規(guī)格L11.9313.238003900100樹脂錨桿菱形8002000210022每米巷道工程量和材料消耗量表圍巖類別掘進工程量/m3錨索/根錨桿/根材料消耗量巷道墻角混凝土/m3鋪底/m3錨桿質(zhì)量/kg注眼樹脂/卷托板/個鋼筋網(wǎng)/m2鋼帶/kg12.370.021.714.20.980.3689.028.414.29.4585.62、 采區(qū)回風(fēng)上山斷面圖及參數(shù)巷道斷面特征表圍巖類別斷面/m2掘進尺寸/mm支護厚度/mm錨桿/mm凈掘?qū)捀咝问脚帕蟹绞介g排距錨深規(guī)格L11.913.238003900100樹脂錨桿菱形8002000210022每米巷道工程量和材料消耗量表圍巖類別掘進工程量/m3錨索/根錨桿/根材料消耗量巷道墻角混凝土/m3鋪底/m3錨桿質(zhì)量/kg注眼樹脂/卷托板/個鋼筋網(wǎng)/m2鋼帶/kg13.270.021.79.70.980.3689.028.4289.4585.63、 采區(qū)軌道上山斷面圖及參數(shù)巷道斷面特征表圍巖類別支護形式斷面/m2凈周長/m凈掘進巷道基礎(chǔ)錨噴T=100mm 樹脂錨桿，間排距80080010.512.70.0212.3每米巷道工程量和材料消耗量表每米巷道材料消耗量水溝鋪軌混凝土/m3噴漿/m3錨桿金屬網(wǎng)/m2粉刷/m2凈斷面/m2蓋板軌型軌枕道渣直徑/mm長度/m根數(shù)/根1.10181.811.29.70.09630砼有4、 采區(qū)區(qū)段運輸平巷斷面圖及參數(shù)巷道斷面特征表圍巖類別斷面/m2水溝斷面/ m2噴射厚度/mm凈周長/m凈設(shè)計掘進10.410.70.13無13.355、 采區(qū)區(qū)段回風(fēng)平巷斷面圖及參數(shù)巷道斷面特征表圍巖類別斷面/m2水溝斷面/ m2噴射厚度/mm凈周長/m凈設(shè)計掘進10.410.70.13無13.35第4章 回采工藝4.1落煤4.1.1 采煤機選擇和落煤方法根據(jù)本采區(qū)設(shè)計生產(chǎn)能力為150萬噸，采區(qū)采用一次采全厚綜合機械化采煤法，回采設(shè)備為采煤機MG300/700-QWD交變頻牽引雙滾筒。采煤機參數(shù)如下表：采煤機型號MG300/700-QWD采高（m）2.13.8截深（m）0.8 適應(yīng)傾角液壓牽引40電牽引15（35） 滾筒直徑（m）1.6;1.8;2.0 滾筒轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）42;40;35;29 搖臂長度（mm）2160 搖臂擺動中心距（mm）6220 牽引力（KN）550;450 牽引速度（m/min）液壓牽引05.4;06.6牽引速度08.7牽引型式電液互換無鏈 銷軌 機面高度（mm）1460 最小臥底量（mm）264;364;464 裝機功率（KW）2300+245+20電壓（V）1140 機重（T）45 輸送機SGZ730/320SGZ764/400SGZ830/630 4.1.2 采煤機進刀方式方案比較：1 直接推入法進刀：分析：其過程與單滾筒采煤機直接推入法進刀相同。因該方式需提前開出工作面端部切口，而且大功率采煤機和重型輸送機頭（尾）疊加在一起，推移困難，固而很少采用。2 綜采面中部斜切進刀分析：中部斜切進刀方式可以提高開機率，適用于較短的綜采面，采煤機具有較高的空牽引速度；工作面端頭空間狹小，不便于采煤機在端頭停留并維修保養(yǎng)；采煤機裝煤效果較差的綜采面。但是采用該方法，工作面工程質(zhì)量不易保證且本工作面長度不合適，所以不采用。3 滾筒鉆入法進刀分析：鉆入法進刀要求采煤機滾筒端面必須布置截齒和出煤口，滾筒不用擋板，若用門式擋煤板，鉆入前需將其打開，且對輸送機機槽，推移千斤頂，采煤機強度和穩(wěn)定性都有特殊要求，采高較大時不宜采用。工作面端部斜切進刀 分析：綜采面斜切進刀，要求運輸及回風(fēng)平巷有足夠?qū)挾裙ぷ髅孑斔蜋C機頭（尾）盡量伸向平巷內(nèi)，以保證采煤機滾筒能割至平巷的內(nèi)側(cè)幫，并盡量采用側(cè)卸式機頭，若平巷過窄需要人工開切口。綜合考慮：本采區(qū)工作面的采煤機進刀應(yīng)采用工作面端部斜切進刀。4.1.3 采煤機割煤方式 采煤機往返一次割兩刀，雙向割煤，煤層采高平均為2.5m。4.1.4 選擇和決定回采過程中使用的機械設(shè)備根據(jù)本采區(qū)的生產(chǎn)能力及地質(zhì)條件，煤層賦存情況，選用綜合機械化采煤法，即：落、裝、運、支、回五個主要的生產(chǎn)工序全部選用機械化，選用設(shè)備詳見下表：序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量1采煤機MG300/700-QWD臺12液壓支架ZZ8800/18/3.8架1093斷頭支架PDZ架44刮板輸送機SGZ-830/630臺45轉(zhuǎn)載機SGZ-830/200臺16膠帶輸送機DTL120/150/2200臺17破碎機PCM132臺18乳化液泵RB16031.5臺29乳化液箱GRX-1500臺14.2 支護4.2.1 支架選型及規(guī)格的確定設(shè)計采區(qū)采高平均為2.5米，故其支護強度、工作阻力等可計算得出。1.支架所需支護強度計算：q=n.m. q-液壓支架的支護強度，t/m2；n-巖重倍數(shù)，按中等穩(wěn)定一下頂板考慮，取68；m-平均采高，取2.5m； -頂板巖層的容重，取1.7t/ m；q=(68)2.51.7=（25.534）t/m取q=58 t/m=300KN/m2.支架的工作阻力：p =q(支架頂梁長度+支架端面距)支架寬度p=300（4.8+0.34）1.61.0=2467KNZZ6400/17/35液壓支架的特征參數(shù)詳見下表：型號ZZ6400-17/35運輸尺寸(mm)488014301700寬度1.431.60支護強度(mpa)0.87中心距1.5m初撐力(kN)4653對底板比壓1.73移架步距（mm）800支撐高度1.73.5工作阻力(kN)6400支架類型支掩式廠家潘集機廠4.2.2 工作面支架布置方式由于根據(jù)本煤層厚度為2.5m，且煤層傾角為16，頂板壓力不是很明顯 所以選擇ZZ6400/17/35型支撐掩護式支架。支撐高度為1.7-3.5m， 適合煤層厚度為3m以內(nèi)，傾角小于25 。詳見下圖。工作面上下端頭配置端頭支架對端頭進行加強支護，工作面內(nèi)布置支撐掩護式支架，由于煤層傾角為16，為了安全生產(chǎn)，采工作面采取防止支架傾倒及發(fā)生滑架措施：防倒的重點是加強端頭支架的錨固作用，用千斤頂（斜拉）和鏈條將第3架底座與第1架頂梁連結(jié)，移第1架時使千斤頂處于拉緊狀態(tài)，帶壓移架，增加支架與頂板的摩擦力，以減少傾斜力矩。移架時，使用好側(cè)推機構(gòu)，及時調(diào)整支架中心距。4.3 采空區(qū)處理方法4.3.1 采空區(qū)處理方法由于頂板巖層為粉砂巖，屬于中等穩(wěn)定巖層，所以采空區(qū)采用全部垮落法，隨采隨冒落。由于本礦井為低瓦斯礦井所以瓦斯問題并不是主要問題。4.3.2 控頂距及放頂距確定控頂距及放頂距，以及特種支架形式控頂距、放頂距根據(jù)采煤機及液壓支架型號確定。根據(jù)采煤機的最大移動步距，工作面最大控頂距為5680，最小控頂距為4880。 液壓支架采用ZZ64001735。4.3.3 特種支架形式煤壁片幫或端面冒頂采用的支架，用2002200mm的半圓木在支架上穿插梁，一架兩棵，煤壁插梁下打貼幫柱。插梁一端搭在支架頂梁200mm。冒頂時在插梁上用合適長的木料接“#”字型木垛接實頂板，然后在煤壁側(cè)插梁下打貼幫柱，支撐木垛及頂板。4.3.4 移架放頂移架放頂?shù)木唧w步驟如下：移架前清理好架間浮煤、矸石等雜物，檢查管線、照明電纜、移架機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、煤壁、頂板支護狀況等，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。移架時，先稍降立柱，再操作拉移手把，同時調(diào)整側(cè)推機構(gòu)，帶壓擦頂移架，移架過程中伸縮梁及防片幫適當(dāng)回收，防止損壞；支架到位后，升立柱達(dá)到初撐力要求，同時伸出伸縮梁及防片幫護住頂幫，最后將所有手把打到零位。移架時要密切注意頂板、水管、電纜、煤壁等，發(fā)現(xiàn)問題立即停止移架進行處理。移架過程中，必須單人操作，其他人員距此架6m以外；移架時該架上、下相鄰兩架推移千斤頂，必須處于抵車位置，防止移架將運輸機拉回。距采煤機后滾筒5m處逐架移架，并及時處理頂板冒落的矸石。移架后，保持液壓支架成直線，并清理架間浮煤。移架、推溜工作應(yīng)協(xié)調(diào)好，確保移架、推溜后，達(dá)到“三直兩平”的要求。隨著工作面的推進頂板自然切落，若不能及時切落，采用強制放頂?shù)姆椒ㄊ鬼敯蹇迓洹?.4 采煤工藝4.4.1 常用采煤工藝 1.適于采用綜采工藝的條件 就目前煤礦地下開采技術(shù)發(fā)展趨勢看，趨向于綜采工藝的發(fā)展方向，它具有高產(chǎn)、高效、安全，低耗以及勞動條件好，勞動強度小優(yōu)點。但是綜采設(shè)備價格昂貴，綜采生產(chǎn)優(yōu)勢的發(fā)展有賴于全礦井良好的生產(chǎn)系統(tǒng)，較好的煤層賦存條件以及較高的操作和管理水平。根據(jù)我國綜采生產(chǎn)的經(jīng)驗和目前的技術(shù)水平，綜采適用于以下條件：煤層地質(zhì)條件好，構(gòu)造少，上綜采后能很快獲得高產(chǎn)，高效，某些地質(zhì)條件特殊，但上綜采后仍有把握取得較好的經(jīng)濟效益。2.適合普采工藝的條件 普采設(shè)備價格便宜，一套普采設(shè)備的投資只相當(dāng)于一套綜采設(shè)備的四分之一。普采對地質(zhì)變化的適應(yīng)性比綜采強，工作面搬遷容易。對推進距離短，形狀不規(guī)則，小斷層和褶曲較發(fā)育的工作面，綜采的優(yōu)勢難以發(fā)揮，而采用普采則可以取得較好的效果。與綜采相比，普采操作技術(shù)較易掌握，組織生產(chǎn)比較容易。因此，普采是我國中小型礦井發(fā)展采煤機械化的重點。4.4.2采煤工藝的選擇1.采煤機工作面生產(chǎn)能力由以下計算：Q采=60MBRKVc式中 M，B 工作面采高，截深；K工作面的回采率取0.85；R容重；1.7t/ m3Vc采煤機實際牽引速度，一般取1.15 mminQ采= 6030.80.851.71.15=239.29t/ h所以本采區(qū)每小時出煤239.29t。綜上，根據(jù)本采區(qū)具體情況，地質(zhì)條件好，煤層傾角小，宜采用綜采工藝，即在綜合機械化采煤，選用性能優(yōu)良的較大功率的采煤機，強力刮板輸送機，液壓支架及其他配套設(shè)備進行生產(chǎn)。選擇理由為綜合機械化與普通機械化相比有工作面單產(chǎn)高，回采功效高，生產(chǎn)安全等優(yōu)點。2.采煤工藝：接班（隱患排查）聯(lián)系開啟機電設(shè)備煤機割煤拉架推溜推移運輸機機頭或機尾老塘收作、回柱。回采工作面采煤工藝流程如下：落煤 使用雙滾筒采煤機割煤，雙向割煤往返兩刀，上行割煤、移架、推移輸送機，下行重復(fù)上行時的工序，截深0.8m。裝煤 采煤機落煤以后直接落入刮板輸送機中，浮煤由鏟煤板和人工 裝入刮板輸送機中。運煤 刮板輸送機和膠帶運輸機運煤。支護 工作面內(nèi)部使用支撐掩護式液壓支架支護；工作面端頭支護方式為基本支架加走向邁步臺棚支護，并采用超前支護方式，超前20m左右。 采空區(qū)外理方法全部垮落法。4.5 生產(chǎn)技術(shù)管理4.5.1 循環(huán)方式 生產(chǎn)制度采用四六制，即“三采一準(zhǔn)”。即：第一班，第二班，第三班割煤、推移輸送機、移架，每班割兩刀，第四班檢修。4.5.2 作業(yè)形式1.采煤機工作方式采煤機滾筒的轉(zhuǎn)向和位置：采煤機滾筒轉(zhuǎn)向為“右順左逆”，位置為“前頂后底”。進刀方式：雙向割煤，往返兩刀，端部斜切進刀，該割煤方式可用于中厚煤層。移架：工作面采用液壓支架，及時移架。為了達(dá)到更高的生產(chǎn)量，并且盡量減輕工人的勞動強度及培養(yǎng)綜合技術(shù)人才，故選擇分段追機作業(yè)方式。2.回采工作面作業(yè)循環(huán)圖表3.回采工作面勞動組織表工種出勤人數(shù)一班二班三班四班合計班長22228采煤機司機3339支架工2226泵站司機11125端頭支架工55515電修工22239檢修工33巷道維修工33雜活工22228合煤層技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表序號項目單位指標(biāo)1工作面傾角（ ）162工作面長度m2603工作面采高m2.55進刀深度m0.86日進度m/d4.87日產(chǎn)量t/d574310截齒消耗個/萬噸4211乳化液消耗千克/萬噸5812工作面回采率%8513油脂消耗千克/萬噸504.6 安全技術(shù)措施4.6.1 保安煤柱的一般規(guī)定主要石門，大巷及上、下山保護煤柱的留設(shè)，按照建筑物，水體，鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程的相應(yīng)條款的規(guī)定執(zhí)行。當(dāng)采區(qū)煤層邊界與采區(qū)上方建筑物，水體，鐵路等煤柱相結(jié)合一并考慮留設(shè)時，必須按照該規(guī)程相應(yīng)條款規(guī)定留設(shè)。煤層上、下山保護煤柱，其間寬20m，由于地質(zhì)條件較好，采區(qū)上留50m煤柱，左右留20m煤柱。上山一側(cè)留30m的保護煤柱作為停采線。4.6.2 防止沼氣爆炸的措施1.瓦斯爆炸必須同時具備三個條件： 瓦斯?jié)舛仍诒ǚ秶?16內(nèi)；高于最低點燃能量的熱源存在的時間大于瓦斯的引火感應(yīng)期；瓦斯空氣混合氣體中的氧氣濃度大于12%。后一條件在生產(chǎn)井巷中是始終具備的，所以瓦斯爆炸的措施，就是防止瓦斯的積聚和杜絕或限制高溫?zé)嵩吹某霈F(xiàn)。2.防止瓦斯積聚所謂瓦斯積聚是指瓦斯?jié)舛瘸^2%，其體積超過0.5m3的現(xiàn)象。防止瓦斯積聚有如下方法：搞好通風(fēng)：有效地通風(fēng)是防止瓦斯積聚的最基本最有效的方法。瓦斯礦井必須做到風(fēng)流穩(wěn)定，有足夠的風(fēng)量和風(fēng)速，避免循環(huán)風(fēng)，局部通風(fēng)機風(fēng)筒末端靠近工作面，放炮時間內(nèi)也不能中斷通風(fēng)，向瓦斯積聚地點加大風(fēng)量和提高風(fēng)速，等等。及時處理局部積聚的瓦斯:生產(chǎn)中容易積聚瓦斯的地點有：采煤工作面上隅角，獨頭掘進工作面的巷道隅角，頂板冒落的空洞內(nèi)，低風(fēng)速巷道的頂板附近，停風(fēng)的盲巷中，綜采工作面放煤口及采空區(qū)邊界處，以及采掘機械切割部分周圍，等等。及時處理局部積聚的瓦斯，是礦井日常瓦斯管理的重要內(nèi)容，也是預(yù)防瓦斯爆炸事故，搞好安全生產(chǎn)的關(guān)鍵工作。故；因地制宜，處理局部瓦斯積聚的方法如下：采煤工作面上隅角瓦斯積聚的處理使一部分風(fēng)流流經(jīng)工作面上隅角，將該處積聚的瓦斯沖淡排出。此法多用于工作面瓦斯涌出量不大（小于23m3/min），上隅角瓦斯?jié)舛瘸薏欢鄷r，具體做法是在工作面上隅角附近設(shè)置木板隔墻或帆布風(fēng)障；在瓦斯涌出量大、回風(fēng)流瓦斯超限、煤炭無自燃發(fā)火危險而且上區(qū)段采空區(qū)之間無煤柱的情況下，可控制上階段的已采區(qū)密閉墻漏風(fēng)，改變采空區(qū)的漏方向，將采空區(qū)的瓦斯直接排入回風(fēng)巷道內(nèi)；也可以每隔一段距離在上隅角設(shè)置木板隔墻（或風(fēng)障），敷設(shè)鐵管利用風(fēng)壓差，將上隅角積聚的瓦斯排放到回風(fēng)口50100米處。如風(fēng)筒兩端壓差太小，排放瓦斯不多時，可在風(fēng)筒內(nèi)設(shè)置引射器，提高排放效果。在工作面絕對瓦斯涌出量超過56 m3/min的情況下，單獨采用上述方法，難以收到預(yù)期效果，必須進行鄰近層或開采煤層的瓦斯抽放，以降低整個工作面的瓦斯涌出量。頂板附近瓦斯層狀積聚的處理如果瓦斯涌出時較大，風(fēng)速較低（小于0.5m/s），在巷道頂板附近就容易形成瓦斯層狀積聚。層厚由幾厘米到幾十厘米，層長由幾米到幾十米。層內(nèi)的瓦斯?jié)舛扔上孪蛏现饾u增大。預(yù)防和處理瓦斯層狀積聚的方法有：增加巷道的平均風(fēng)速，使瓦斯與空氣充分地紊流混合； 增加頂板附近的風(fēng)速；將瓦斯源封閉隔絕。頂板冒落孔洞內(nèi)積聚的瓦斯處理常用的方法有：用砂土將冒落空間填實；用導(dǎo)風(fēng)板或風(fēng)筒接岔（俗稱風(fēng)袖）引入風(fēng)流吹散瓦斯。3.防止瓦斯引燃防止瓦斯引燃的原則，是對一切非生產(chǎn)必須的熱源，要堅決禁絕。生產(chǎn)中可能發(fā)生的熱源，必須嚴(yán)加管理和控制，防止它的發(fā)生或限定其引燃瓦斯的能力。規(guī)程規(guī)定，嚴(yán)禁攜帶煙草和點火工具下井；井下禁止使用電爐；井口房、抽放瓦斯泵房以及通風(fēng)機周圍20m內(nèi)禁止使用明火；井下需要進行電焊、氣焊和噴燈焊接時，應(yīng)嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)定；對井下火區(qū)必須加強管理；瓦斯檢定燈的各個部件都必須符合規(guī)定，等等。采用防爆的電氣設(shè)備。目前廣泛采用的是隔爆外殼。即將電機、電器或變壓器等能發(fā)生火花、電弧或赤熱表面的部件或整個裝在隔爆和耐爆的外殼里，即使殼內(nèi)發(fā)生瓦斯的燃燒或爆炸，一致引起殼外瓦斯事故。對煤礦的弱電設(shè)施，根據(jù)安全火花的原理，采用低電流、低電壓，限制火花的能量，使之不能點燃瓦斯。對局部通風(fēng)機和掘進工作面內(nèi)的電氣設(shè)備，必須有延時的風(fēng)電閉鎖裝置。高瓦斯礦井和煤（巖）與瓦斯突出礦井的煤層掘進工作面，串聯(lián)通風(fēng)進入串聯(lián)工作面的風(fēng)流中，綜采工作面的回風(fēng)道內(nèi)，傾角大于12并裝有機電設(shè)備的采煤工作面下行風(fēng)流的回風(fēng)流中，以及回風(fēng)流中的機電硐室內(nèi)，都必須安裝瓦斯自動檢測報警斷電裝置。硬夾石（如黃鐵礦）摩擦，金屬支架與頂板巖石（或砂巖），摩擦，金屬部件本身的摩擦或沖擊等等。國內(nèi)外都在對這類問題進行廣泛的研究，公認(rèn)的措施有：禁止使用磨鈍的截齒；截槽內(nèi)噴霧灑水；禁止使用鋁或鋁合金制作的部件和儀器設(shè)備；在金屬表面涂以各種涂料，如苯乙烯的醇酸或丙烯酸甲醛脂等，以防止摩擦火花的發(fā)生。綜上，該采區(qū)瓦斯?jié)舛容^低，采煤工作面得絕對瓦斯涌出量為1.3m3min，掘進工作面得絕對瓦斯涌出量為1.3 m3min,所以防止瓦斯爆炸的關(guān)鍵是通風(fēng)工作。在采掘面工作前要檢測瓦斯?jié)舛龋坏┩咚節(jié)舛瘸瑯?biāo)，立即停止作業(yè)，待瓦斯排放到安全濃度后方可工作。在采煤工作面的后方和采空區(qū)要特別注意防火防爆問題。第5章 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)5.1 采區(qū)運輸5.1.1 采區(qū)運輸系統(tǒng)及運輸方式運輸系統(tǒng): 回采工作面區(qū)段運輸平巷運輸上山煤倉 運輸大巷井底車場主井地面運輸方式：在運輸平巷和運輸上山采用刮板輸送機運輸，運輸大巷采用1.5噸固定式礦車，主井采用箕斗運輸。5.1.2 采區(qū)運輸設(shè)備的選擇1.回采工作面運輸設(shè)備的選擇工作面實際運輸力的確定：機采工作面Qy=vK60MBC式中 M,B,工作面采高、截深和煤的密度Qy采煤機實際運輸能力 t/h K-考慮到輸送機運轉(zhuǎn)條件差且多變所加的系數(shù)，一般取K=1.1-1.15C -工作面采出率， =0.95-0.97由前可得Qy=239.29t/h1.2=287.148 t/h v-帶速計算得：v=1.35m/s工作面輸送機選型原則：刮板輸送機輸送能力應(yīng)大于工作面最大生產(chǎn)能力的1.2倍；要根據(jù)刮板鏈的負(fù)荷情況，確定鏈條數(shù)目，結(jié)合煤質(zhì)硬度選擇鏈條的結(jié)構(gòu)形式，煤質(zhì)較硬塊度較大時優(yōu)先選用雙邊鏈，煤質(zhì)較軟時，可選用單鏈或雙中鏈。為了防止重型刮板輸機的下滑應(yīng)在機頭，機尾安裝防滑錨固裝置。當(dāng)工作面傾角較大時，選用單鏈?zhǔn)交螂p中鏈。刮板輸機中部槽兩側(cè)應(yīng)附設(shè)采煤機滑移或行走滾輪跑道為防止采煤機掉道，還應(yīng)設(shè)有導(dǎo)向裝置。為了配合采煤機雙向往返采煤的需要，應(yīng)在輸送機靠煤壁一側(cè)附設(shè)鏟煤板，以清機道浮煤。為了配合采煤機行走時能自動鋪設(shè)拖移電纜和水管，應(yīng)在輸送機靠采空區(qū)一側(cè)附設(shè)電纜槽。綜上所述，刮板輸送機選擇型號為：SGZ800/1050，輸送量1600t /h，刮板鏈為中雙鏈，中部槽尺寸：長1503mm，寬800mm，高303mm，4 轉(zhuǎn)載機選型原則 轉(zhuǎn)載機的運輸能力應(yīng)大于工作面輸送機的能力（一般為1.2倍）它的溜槽寬度或鏈速一般應(yīng)大于工作面輸送機。 轉(zhuǎn)載機的機型，好機頭傳動裝置及電動機和中部槽的類型及刮板鏈類型，應(yīng)盡量和工作面刮板輸送機機型一致，以便日常維修和管理。 轉(zhuǎn)載機尾部和工作面輸送機頭部有一定的卸載高度（約600mm）以避免工作面輸送機底鏈回煤。根據(jù)以上原則及本礦采區(qū)輸送能力，選擇轉(zhuǎn)載機型號為：SZZ800/2500，運輸能力1920t/h,可延伸長度50m,，刮板間距756mm,溜槽寬度，長19216mm，寬1170mm,高1120mm。2.運輸平巷運輸設(shè)備的選擇可伸縮帶式輸送機選型原則： 工作面運輸巷帶式輸送機運輸能力，要大于工作面刮板輸送機的能力。 移動尾裝置宜選用液壓式。根據(jù)以上原則及采區(qū)的輸送能力，選擇：DSJ120/200型可伸縮帶式輸送機運輸能力2000t/h，輸送長度1000m，輸送帶選用膠帶，寬度1200mm，帶速3.15m/s，與轉(zhuǎn)載機接頭最大長度12m,貯帶長度130m。根據(jù)本礦井的實際情況，運輸大巷采用10t架線式電機車，機式的型號為ZK10-9550。電機車粘著重量10t，軌距900mm，額定電壓550V，外型尺寸： 長：4500mm,寬：1360 mm 高：1550 mm.長時牽引力為4.33KN，長時速度為16Km/h選擇1.5t礦車，寬為1150mm，高位1150mm。3.礦車的選擇煤礦車根據(jù)需要選擇1.5t固定礦車，型號為MG1.79B，軌距900 mm，外型尺寸：長2400mm，寬1050mm，高1150mm自重974kg 煤矸混合礦車選用1.5t固定式礦車，型號為MG1.79B，軌距900 mm，外型尺寸：長2400mm，寬1050mm，高1150mm自重974kg材料車選用3t材料車，礦車型號：MG3.39B，軌距900mm，外型尺寸：長3450，寬1320，高1300，自重1315kg。4.采區(qū)上（下）山運輸設(shè)備的選擇軌道上山選用 選用3t材料車，礦車型號：MG3.39B，軌距900mm，外型尺寸：長3450，寬1320，高1300，自重1315kg。運輸上山選用 選擇：DSJ120/200型可伸縮帶式輸送機運輸能力2000t/h，輸送長度1000m，輸送帶選用膠帶，寬度1200mm，帶速3.15m/s，與轉(zhuǎn)載機接頭最大長度12m,貯帶長度130m。5.2 采區(qū)通風(fēng)5.2.1 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)1.采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)基本要求根據(jù)煤礦安全規(guī)程和煤礦工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定采區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)該滿足：有完整的獨立通風(fēng)系統(tǒng)。根據(jù)礦井的災(zāi)害類型選擇適宜的通風(fēng)系統(tǒng)。箕斗提升井或裝有膠帶輸送機的井筒不應(yīng)兼作風(fēng)井，如果兼作通風(fēng)使用必須遵守煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。使專用的通風(fēng)巷道的數(shù)目最少，風(fēng)路最短。貫通距離短，井巷工程量省。盡可能每個采區(qū)的產(chǎn)量均衡，阻力接近避免過多的風(fēng)量調(diào)節(jié)，盡可能少設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物，以免引起大量漏風(fēng)。2.采區(qū)進回風(fēng)上山選擇進風(fēng)上山布置在了煤層中，通過繞道與各個區(qū)段運輸平巷連接，達(dá)到進風(fēng)的目的。回風(fēng)上山也布置在煤層中，通過繞道與各個區(qū)段回風(fēng)平巷相連接，達(dá)到回風(fēng)的目的。3.采區(qū)回采區(qū)段的通風(fēng)系統(tǒng)軌道上山進入新鮮風(fēng)流通過運輸繞道區(qū)段運輸平巷采煤工作面乏風(fēng)進入?yún)^(qū)段回風(fēng)平巷經(jīng)過回風(fēng)繞道乏風(fēng)通過回風(fēng)上山進入回風(fēng)大巷最終實現(xiàn)排入大氣中。4.上行及下行風(fēng)流由于本采區(qū)不存在兩個工作面并列同采的問題所以并不存在下行風(fēng)的問題，所以在采區(qū)內(nèi)只存在上行風(fēng)。5.2.2 采掘工作面及峒室所需風(fēng)量的計算1.回采工作面所需要的風(fēng)量(1)回采工作面通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求：回采工作面和掘進工作面都應(yīng)獨立通風(fēng)；風(fēng)流穩(wěn)定，在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，回采工作面分支應(yīng)盡量避免處在角聯(lián)結(jié)或