礦井通風(fēng)與安全畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書畢業(yè)生姓名：王文強(qiáng)專業(yè)：礦井通風(fēng)與安全學(xué)號：060426004指導(dǎo)教師蔡永樂所屬系（部）：資源系二九年五月iv陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評閱書題目：國陽一礦南條帶15#煤四采區(qū)設(shè)計(jì) 資源系礦井通風(fēng)與安全 專業(yè) 姓名王文強(qiáng) 設(shè)計(jì)時(shí)間：200 年月日200 年月日 評閱意見：成績： 指導(dǎo)教師：（簽字） 職務(wù)：200 年月日陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯記錄卡 資源 系 礦井通風(fēng)與安全 專業(yè) 姓名王文強(qiáng)答 辯 內(nèi) 容問 題 摘 要評 議 情 況 記錄員： （簽名）成 績 評 定指導(dǎo)教師評定成績答辯組評定成績綜合成績注：評定成績?yōu)?00分制，指導(dǎo)教師為30%，答辯組為70%。

2、 專業(yè)答辯組組長：（簽名） 200 年月日摘 要本礦井地表地勢屬低山和中高山地形，最高處1125m，低處為605m，區(qū)內(nèi)山頂多為黃土復(fù)蓋，山坡及溝谷兩側(cè)，巖層出露良好。根據(jù)開拓開采設(shè)計(jì)確定，該礦井采用主副立井上下山開拓。本礦井的瓦斯含量大，屬于高瓦斯礦井，為了滿足礦井通風(fēng)，全礦采用兩翼對角式通風(fēng)。同時(shí)考慮到井田走向較長，為了減少通風(fēng)阻力，我們設(shè)計(jì)的大巷的地?cái)嗝婷娣e較大，以保證礦井的正常通風(fēng)。依據(jù)地質(zhì)資料知，四采區(qū)煤層平均厚度為7.12米，采區(qū)較規(guī)整，厚度變化不大，因此四采區(qū)設(shè)計(jì)的主要原則是:(1)按綜采低位放頂煤采區(qū)設(shè)計(jì)。(2)遵循綜放工作面開采特點(diǎn)，簡化采區(qū)巷道布置，力求施工簡單易行。 (3

3、)采區(qū)準(zhǔn)備巷見15#煤后，均沿15#煤層頂板布置，給開采后的通風(fēng)密閉工作創(chuàng)造條件。 (4)工作面采長及走向盡可能適應(yīng)高產(chǎn)高效的要求。采區(qū)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)(1)本采區(qū)巷道布置簡單。(2)工作面巷道布置采用一進(jìn)一回、內(nèi)錯(cuò)尾巷、走向高抽巷布置形式，為高產(chǎn)高效創(chuàng)造了條件。 (3)工作面順槽與采區(qū)回風(fēng)巷立交處采用立式風(fēng)橋，便于通風(fēng)管理及施工組織。(4)便于采區(qū)和工作面接替，有利于采空區(qū)側(cè)巷道的施工。關(guān)鍵詞：礦井開拓；采區(qū)巷道；采區(qū)通風(fēng)；安全防護(hù)目 錄第一章 礦井概況1第一節(jié) 礦井基本概況1一、礦井開采井田范圍1二、井田地層情況、煤層賦存、儲(chǔ)量、主要地質(zhì)構(gòu)造、工業(yè)廣場1三、水文地質(zhì)情況6四、礦井瓦斯、煤塵和

4、煤的自燃6五、礦井相鄰關(guān)系情況等基礎(chǔ)資料7第二節(jié) 礦井開拓概況7一、礦井開拓方式7二、井田內(nèi)劃分開采水平數(shù)目及標(biāo)高8三、大巷布置方式8四、井底車場形式、通過能力確定8五、礦井通風(fēng)方法，通風(fēng)系統(tǒng)等9第二章 采區(qū)基本開采條件10第一節(jié) 采區(qū)基本條件10一、 采區(qū)開采范圍，四鄰關(guān)系及開采情況10二、采區(qū)儲(chǔ)量10三、采區(qū)生產(chǎn)能力，服務(wù)年限計(jì)算確定10第二節(jié) 采區(qū)開采煤層條件12一、采區(qū)內(nèi)煤層賦存特征12二、采區(qū)內(nèi)主要地質(zhì)狀況，以及對采區(qū)設(shè)計(jì)影響12三、煤質(zhì)狀況13第三章 采區(qū)巷道布置15第一節(jié) 采區(qū)上山布置方案15一、巷道布置方案選擇15二、回采工作面布置17第二節(jié) 采區(qū)主要生產(chǎn)系統(tǒng)18一、回采工作面

5、18二、掘進(jìn)工作面18第三節(jié) 采區(qū)開采順序19第四章 采煤工作面采煤工藝及勞動(dòng)組織20第一節(jié) 采煤工作面采煤工藝20一、本采區(qū)選用采煤方法20二、工作面設(shè)備選型20三、進(jìn)行工作面采煤機(jī)進(jìn)刀方式選擇，及工作面支護(hù)阻力的確定24第二節(jié) 工作面勞動(dòng)組織26一、勞動(dòng)組織表26二、確定工作面循環(huán)方式，作業(yè)形式，進(jìn)行采煤工作面循環(huán)圖表編繪27第三節(jié) 工作面主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)28第五章 采區(qū)通風(fēng)與安全30第一節(jié) 采區(qū)通風(fēng)方式及系統(tǒng)30第二節(jié) 采區(qū)風(fēng)量的計(jì)算及分配30第三節(jié) 采區(qū)總風(fēng)壓及等積孔的計(jì)算33一、采區(qū)負(fù)壓33二、等積孔33第二節(jié) 安全通風(fēng)措施34一、安全措施34二、減少摩擦阻力措施34第六章 安全技術(shù)

6、措施36第一節(jié) 預(yù)防瓦斯與煤塵爆炸措施36一、防瓦斯措施36二、防煤塵措施38三、控制爆炸傳播的措施38第二節(jié) 預(yù)防水災(zāi)措施39第三節(jié) 預(yù)防火災(zāi)措施39第四節(jié) 其它措施41一、 頂板管理措施41二 、落煤與放煤措施41三、 移架及移溜措施42四、 通風(fēng)管理措施43五、避災(zāi)路線45六 、防排水措施45七、其它45參考文獻(xiàn)46致 謝47陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院-畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第一章 礦井概況第一節(jié) 礦井基本概況一、礦井開采井田范圍一礦位于陽泉市西北部和盂縣東南部，落雁垴廟梁分水嶺便是陽泉市、盂縣在井田內(nèi)的行政分界線，井田西南部、南部和東部分別為陽泉市舊街、辛興及平坦鄉(xiāng)管轄；西北部、北部分別歸盂縣的南婁、路

7、家村及陽泉市的燕龕鄉(xiāng)和蔭營鎮(zhèn)管轄。二、井田地層情況、煤層賦存、儲(chǔ)量、主要地質(zhì)構(gòu)造、工業(yè)廣場（一）地層情況本井田為石炭二疊紀(jì)煤系地層，即為本溪組、太原組和山西組。太原組含煤性最好、其次為山西組，本溪組含煤性最差。太原組是本區(qū)主要含煤地層之一，連續(xù)沉積于本溪組地層之上。全組厚度90130m，平均121.82m，由灰色、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖，灰白色細(xì)中粒砂巖，深灰色石灰?guī)r和煤組成。有三層石灰?guī)r，是本組煤層對比的典型標(biāo)志層。含煤2層，其中15#為主要可采煤層。山西組連續(xù)沉積于太原組之上，全組厚度4075m，平均57.79m。由灰白色砂巖、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖和煤組成。本組含煤2層，均不可采。（二）煤層

8、15號煤層位于太原組下部，是組內(nèi)及區(qū)內(nèi)最主要的煤層，煤厚最大值為9.03米，最小值為4.77米，平均6.91米，一般含夾石14層，夾石厚度在0.11.0米之間，屬復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層。柱狀圖見圖（1-1）。一礦井田采煤層情況見表(1-1)表1-1 一礦井田煤層情況表地層系統(tǒng)煤層名稱煤層厚度傾 角賦存及可采情況可采性指數(shù)km煤厚變異系數(shù)煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性類別評定15#15°以下全區(qū)賦存、全部可采113.3%復(fù)雜穩(wěn)定煤層一礦井田以15號煤層屬厚煤層，采煤方法為開天窗放頂煤一次采全高采煤法，頂板管理均采用全部垮落法。煤層頂板一般比較平整，為砂質(zhì)泥巖、泥巖，粉砂巖和石灰?guī)r，局部為細(xì)中粒砂巖，頂板厚度一般

9、不大，直接頂板類別一般為中等穩(wěn)定頂板。可采煤層大部都有偽底存在，為泥巖、砂質(zhì)泥巖，一般比較平整，遇水膨脹成粉狀，好在本井田地下水甚微，底鼓現(xiàn)象在工作面不多見，很少影響支護(hù)、采煤工藝及方法的選擇。各開采煤層的巖石工程地質(zhì)特征見表12和13。圖1-1表12煤層頂板情況煤層名稱(厚度)15號 (6.91米)偽老頂巖 性石灰?guī)r厚 度11.75米抗壓強(qiáng)度1.08878×107帕斯卡初垮落距25米直 接 頂巖 性黑色泥巖厚 度1.09米裂 隙發(fā)育抗壓強(qiáng)度與采高比0.71.1易冒落差隨采隨冒頂板凹凸情況平整 偽 底巖 性泥巖厚 度0.050.10米直 接 底巖 性砂質(zhì)泥巖厚 度3.59米抗壓強(qiáng)度4

10、.4149×107帕斯卡底板凹凸情況平整煤 層 傾 角大部為15°以下，局部為25°以下支 護(hù) 方 式型鋼梁、單體液壓支柱及低位放頂煤采空區(qū)處理方式全部垮落法采 煤 方 法開天窗放頂煤一次采全高綜合機(jī)械化采煤法表13主要巖石力學(xué)強(qiáng)度試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表巖石名稱抗剪強(qiáng)度(平均)Pa(帕斯卡)抗壓強(qiáng)度(平均)Pa(帕斯卡)單向抗拉強(qiáng)度(平均)Pa(帕斯卡)粗砂巖8.6338×107中砂巖6.762×1062.842×1078.6436×1071.96×1063.92×106細(xì)砂巖7.546×1061.5288

11、×1073.332×1071.5092×1089.8×1053.92×106粉砂巖3.136×1062.5284×1078.4182×1071.568×1062.744×106砂質(zhì)泥巖3.528×1073.6946×1079.6726×1071.372×1061.666×106泥巖1.7346×1071.12014×1084.9×1053.332×106泥灰?guī)r8.7906×1079.8×

12、1054.214×106石灰?guī)r7.742×1065.1352×1071.70912×1082.058×1064.508×106鋁土質(zhì)泥巖4.704×1077.8792×1075.88×105含鋁土質(zhì)泥巖3.5084×1071.372×106（三）儲(chǔ)量1）工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算 （1-1）式中 ZG井田工業(yè)儲(chǔ)量，萬t； 煤的容重，t/m3 H 煤層的厚度，m。 15號煤層的厚度為4.77m9.03m，平均厚度為6.91m。煤層的走向長度為7000m，傾向長度為8000m，煤層容重（1.40t/m3

13、）。根據(jù)公式（1-1）計(jì)算： =5600×1.4×6.91=54174（萬噸） 2）可采儲(chǔ)量計(jì) （1-2） 式中 ZK井田的可采儲(chǔ)量，萬t； ZG井田工業(yè)儲(chǔ)量，萬t； C 采區(qū)采出率，厚煤層不低于0.75；中厚煤層不低于0.8；薄煤層不低于0.85； 本設(shè)計(jì)開采15號煤層，根據(jù)公式（1-2）計(jì)算： =54174×0.75 =40630（萬噸）3）礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限<1>礦井工作制度礦井工作制度采用年工作日300天，每天凈提升時(shí)間14h。采用“四六”式工作制度，礦井晝夜四班工作，其中三班進(jìn)行采掘工作，一班進(jìn)行檢修。<2>礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年

14、限、年產(chǎn)量和儲(chǔ)量之間的關(guān)系可用下式表示： （1-3） 式中： T礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限，（年） A礦井設(shè)計(jì)產(chǎn)量，（1×104t/年） K 儲(chǔ)量備用系數(shù)，1.21.4。（本設(shè)計(jì)中k采用1.4）。本設(shè)計(jì)的井田可采儲(chǔ)量為40230萬噸，根據(jù)公式（1-3）計(jì)算可得： =40230/（400 ×1.4）=72.5（年）（四）主要地質(zhì)構(gòu)造一礦井田位于礦區(qū)大單斜的西北部，其構(gòu)造形態(tài)基本上也呈一單斜狀，其走向?yàn)闁|西，傾向?yàn)槟媳?。沿傾向發(fā)育有次一級的較平緩的向斜和層間斷裂構(gòu)造。褶皺兩翼傾角一般在14°以下。一礦井田內(nèi)落差大于20米的大中型斷層有1條，長約1370米左右。（五）工業(yè)廣場工業(yè)

15、場地的選擇主要考慮以下因素：<1>盡量位于儲(chǔ)量中心，使井下有合理的布局。<2>占地要少，盡量做到不搬遷村莊。<3>盡量布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時(shí)工業(yè)場地的標(biāo)高要高于最高洪水位。<4>盡量減少工業(yè)廣場的壓煤損失。根據(jù)以上原則和本礦井的實(shí)際情況，工業(yè)廣場與主副井筒布置位置相同，其面積及保護(hù)煤柱的大小，工業(yè)廣場面積40公頃，定為670m×640m的矩形。三、水文地質(zhì)情況桃河為區(qū)內(nèi)主要河流，屬于海河流域滹沱河水系，發(fā)源于壽陽縣境內(nèi)，由西向東流經(jīng)舊街、賽魚、陽泉，橫貫礦區(qū)中部至娘子關(guān)磨河灘村與溫河相匯，流經(jīng)長度80多公里，流域面積1324平方

16、公里，截至陽泉市桃河大橋處，流域面積為503平方公里，歷年最大流量2200m3/S(59年8月)，二十一年來(59一79年)，清水期(105月)平均流量為0.108×108m3，洪水期(69月)平均流量為0.437×108m3。一礦的供水水源有：桃河自備井、娘子關(guān)提水工程、蒙村河水及礦井水，前兩種供民用，后兩種主要供工業(yè)用水。四、礦井瓦斯、煤塵和煤的自燃礦井進(jìn)行了瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定，礦井絕對瓦斯涌出量25m3 /min相對瓦斯涌出量5m3/t，山西省煤炭局批復(fù)為高瓦斯礦井。15號煤層煤塵無爆炸性。經(jīng)山經(jīng)山西煤炭工業(yè)局綜合測試中心鑒定，15號煤層自燃等級為級，煤層不

17、易自燃。15#煤層絕對瓦斯涌出量極大值為25m3/min，一般值為24m3/min，相對瓦斯涌出量極大值為5.4m3/t,一般為5m3/t。井田開采15#煤層不具有煤塵爆炸危險(xiǎn)傾向性。15#煤層具有自然發(fā)火傾向性，屬四級易燃煤層，自然發(fā)火期為22個(gè)月。恒溫帶深度為3060m，溫度12左右。平均地溫梯度為0.81.9/100m。五、礦井相鄰關(guān)系情況等基礎(chǔ)資料本井田邊界及四鄰關(guān)系是東部以經(jīng)線為界，西部以經(jīng)線為界，南起緯線，北止緯線，東鄰陽煤集團(tuán)四礦，西鄰官莊礦井田，南鄰陽煤集團(tuán)三礦，北鄰蔭營煤礦及程莊井田。井田東西走向長約7公里，南北寬約8公里，面積約56平方公里。一礦位于太行山北段西翼，以落雁垴

18、廟梁佛爺梁王蘭山劉備山分水嶺呈大致東西向橫貫井田中南部，形成西北高而東南低的地勢。最高點(diǎn)北坡，標(biāo)高為1125m，南坡最低點(diǎn)為一礦的蒙村河床，標(biāo)高為605.3m，一般相對高差520m左右?？偟牡匦蔚孛蔡卣魇牵何鞅备邧|南底傾斜向下的地貌。第二節(jié) 礦井開拓概況一、礦井開拓方式本礦井地表地勢屬低山和中高山地形，最高處1125m，低處為605m，區(qū)內(nèi)山頂多為黃土復(fù)蓋，山坡及溝谷兩側(cè) ，巖層出露良好。根據(jù)開拓開采設(shè)計(jì)確定，該礦井采用主副立井上下山開拓。本礦井采用主斜井副立井單水平開拓，水平大巷所在水平為+670 m。主井井筒直徑為5.6 m ，凈斷面積為24.63，井筒支護(hù)為鋼筋混凝土砌碹。副井井筒直徑為

19、7.7 m ，凈斷面積為46.56，井筒支護(hù)為鋼筋混凝土砌碹。二、井田內(nèi)劃分開采水平數(shù)目及標(biāo)高礦井設(shè)計(jì)有兩個(gè)水平（+669和+560）進(jìn)行開采，其中+669水平為主水平，主要開采15號煤層及局部3號、12號煤層；+560水平為輔助水平，主要開采井田西南部的15號煤層。地面標(biāo)高在1050.31305.3米之間，井下煤層上限標(biāo)高660米，下限標(biāo)高546米，埋藏深度在504.0660.3米之間。三、大巷布置方式主要開拓巷道包括軌道上山，運(yùn)輸上山，運(yùn)輸大巷。運(yùn)輸大巷基本沿15號煤層底板布置，巷道坡度隨煤層而有起伏,一般2°-5°，便于排水的需要。運(yùn)輸大巷局部8°，主運(yùn)輸大

20、巷上倉段局部10°，主要是為了更好的搭接皮帶和連接煤倉。這三種巷道都采用一樣的斷面設(shè)計(jì)。四、井底車場形式、通過能力確定井底車場空、重車線調(diào)車線長度按1.5倍列車長度考慮，一列礦車為20個(gè)車廂，采用1.5t固定箱式礦車，型號為MG1.7-9B,外形尺寸（長×寬×高）2400×1150×1150（mm），故取調(diào)車線長度為80m。調(diào)車方式主要是機(jī)頭從一側(cè)將重車推入副井，然后繞道另一側(cè)拉上材料車或是空車。因?yàn)榇说V井運(yùn)煤主要是靠膠帶，所以車場調(diào)車比較簡單。本礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為400萬噸，大巷運(yùn)輸采用帶寬為1200mm的膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸采用1.5t固

21、定箱式礦車，井底車場經(jīng)過石門與大巷直接相連。為了保證礦井生產(chǎn)及安全的需要，井底車場設(shè)有各種硐室，包括、水泵房、工具室，調(diào)度室、等候室、醫(yī)療室。五、礦井通風(fēng)方法，通風(fēng)系統(tǒng)等本礦井的瓦斯含量大，屬于高瓦斯礦井，為了滿足礦井通風(fēng)，全礦采用兩翼對角式通風(fēng)。同時(shí)考慮到井田走向較長，為了減少通風(fēng)阻力，我們設(shè)計(jì)的大巷的地?cái)嗝婷娣e較大，以保證礦井的正常通風(fēng)。第二章 采區(qū)基本開采條件第一節(jié) 采區(qū)基本條件一、 采區(qū)開采范圍，四鄰關(guān)系及開采情況（一）采區(qū)開采范圍： 走向長度 4198米 傾斜長度 1187米 采區(qū)面積 4983026平方米（二）四鄰關(guān)系及開采情況本采區(qū)東部有部分陷落柱密集區(qū)，南部至新景礦、三礦井田，

22、西部尚未布置采區(qū)，北部至+560水平大巷；上方為三礦3#煤層19采區(qū)和二十一采區(qū)，均回采完畢，此外上方還有一礦北丈八井3#煤層七尺二采區(qū)和三采區(qū)，其中7204工作面正在掘進(jìn)，所有工作面均未回采。二、采區(qū)儲(chǔ)量（一） 地質(zhì)儲(chǔ)量：4756.7萬噸（二）各類損失：地質(zhì)構(gòu)造及保護(hù)煤柱影響損失：139.4萬噸 順槽煤柱損失：301.34萬噸停采線和準(zhǔn)備巷煤柱損失：246.6萬噸（按50%回收）放煤損失：502萬噸（工作面按87%回收）（三）可采儲(chǔ)量：工作面可采儲(chǔ)量3275.3萬噸，掘進(jìn)煤126萬噸，煤柱回收123.3萬噸，采區(qū)合計(jì)可采儲(chǔ)量3524.6萬噸。三、采區(qū)生產(chǎn)能力，服務(wù)年限計(jì)算確定 （一）工作制度

23、：采掘隊(duì)均為“二九·一六”制，二班生產(chǎn)一班檢修。（二）年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力：本區(qū)安排一個(gè)綜放隊(duì)，兩個(gè)綜掘隊(duì)，回采每班截四刀煤，截深按0.8米計(jì)算，日推進(jìn)度為6.4米，工作面采長按220米計(jì)算，回采日產(chǎn)量為11781噸，綜掘隊(duì)每天按10米進(jìn)度計(jì)算，日出煤量為168噸，其詳細(xì)計(jì)算如下：1）工作面生產(chǎn)能力：（以S8401工作面為例）日產(chǎn)量：A日=L·m·h·r·c =220×6.4×6.87×1.4×0.87 =11781噸年產(chǎn)量：A年= A日·t =11781×300 350萬噸2）進(jìn)工作面生產(chǎn)

24、能力：日出煤量：A日=n·m·q =2×10×168 =336噸年出煤量：A年=A日·t =336×300 =10萬噸3）采區(qū)設(shè)計(jì)能力：A采=綜A年+掘A年 =350+10 =360萬噸取A采=360萬噸式中：L=工作面采長220米； m=工作面日推進(jìn)度6.4米； r =煤層容量1.4噸/立方米； c =工作面回收率 取87%； t =回采面年工作日數(shù)300天 n =掘進(jìn)頭數(shù)2個(gè)； m =掘進(jìn)單頭日進(jìn)度10米； q =掘進(jìn)每米進(jìn)尺平均出煤量16.8噸/米； t =掘進(jìn)年工作日數(shù)300天。（三）采區(qū)回采率：采區(qū)回采率= ×10

25、0% =× 100% =76.3%（四）采區(qū)服務(wù)年限：T= = 10年第二節(jié) 采區(qū)開采煤層條件一、采區(qū)內(nèi)煤層賦存特征本采區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度變化較大，采區(qū)中南部較厚，北部較薄，最大厚度9.50米，最小厚度5.95米，平均厚度7.12米，在煤層的中下部含夾石03層，分布極不穩(wěn)定，且厚度變化較大，僅個(gè)別鉆孔揭露，該區(qū)煤層最大傾角15°，最小2°，平均5°。15#煤層直接頂為黑色泥巖，平均厚度1.50米，易碎、性脆、含少量黃鐵礦晶體，至采區(qū)中有變薄，尖滅趨勢；老頂為灰色石灰?guī)r，平均厚度13.64米，堅(jiān)硬致密，灰?guī)r中夾兩層泥巖，含動(dòng)物化石。直接底為灰黑色泥巖

26、，厚度3.72米，致密，節(jié)理發(fā)育，局部地段夾不穩(wěn)定煤線；老底為灰色細(xì)砂巖，厚度5.87米，泥質(zhì)膠結(jié)，含植物化石及黃鐵礦晶體。二、采區(qū)內(nèi)主要地質(zhì)狀況，以及對采區(qū)設(shè)計(jì)影響本采區(qū)水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，采區(qū)地表有蘆湖溝河、南河溝河、窯河，屬于季節(jié)性河流，此外有15#煤層上方四節(jié)石灰?guī)r、怪砂巖、錢石灰?guī)r和猴石灰?guī)r局部裂隙含水層水及上方3#煤層采空區(qū)積水，預(yù)計(jì)最大涌出量40m3/h，正常涌出量10m3/h，由于地表水，含水層水及上方采空區(qū)積水的影響，預(yù)計(jì)本采區(qū)在開采過程中會(huì)出現(xiàn)頂板淋頭水和落山涌水現(xiàn)象，建議在開采過程中做好防排水工作。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，陷落柱發(fā)育較多。其它地質(zhì)因素： 1）瓦斯預(yù)計(jì)絕對瓦斯涌出量

27、1.5m3/min；相對瓦斯涌出量15m3/t。 2）煤塵 無煤塵爆炸危險(xiǎn)性。3）自燃具有自燃傾向性。4）地溫 地溫為15°21°，屬正常狀態(tài)。三、煤質(zhì)狀況15號原煤灰分為5.7732.88%，平均為14.32%，洗后顯著下降，平均為6.06%。灰成分SiO2平均為42.64%，Al2O3平均為31.53%，F(xiàn)e2O3平均為10.59%，灰熔點(diǎn)T2平均為1389，屬難熔灰分。原煤揮發(fā)分為5.51一12.27%，平均為9.64%，洗后為5.249.93%，平均為8.38%。原煤全硫?yàn)?.264.55%，平均為2.29%。有機(jī)硫在各硫中含量最高，為1.142.06%，平均為1.

28、55%。精煤全硫?yàn)?.73%，降硫率為24%。原煤磷為0.0060.066%，平均為0.024%。精煤氫含量平均為3.79%，原煤發(fā)熱量為34.2636.13MJ/kg，平均為35.35MJ/kg。煤層樣化驗(yàn)結(jié)果為原煤灰分為4.7624.95%，平均為15.04%，原煤揮發(fā)分為6.2912.58%，平均為9.29%。原煤全硫?yàn)?.842.03%，平均為1.57%，原煤發(fā)熱量為30.1132.51MJ/kg，平均為31.33MJ/kg。一礦15號煤層煤芯樣分層化驗(yàn)指標(biāo)如下：上分層原煤灰分平均為15.11%，硫分平均為2.12%，發(fā)熱量平均為35.29MJ/kg，中層原煤灰分為13.45%，硫分平

29、均為2.15%，發(fā)熱量平均為35.45MJ/kg，下分層原煤灰分平均為16.74%，硫分平均為3.49%，發(fā)熱量平均為35.24MJ/kg。中層質(zhì)量好。綜上所述，本井田15號煤屬低灰、中硫、低磷、高發(fā)熱量的無煙煤，煤質(zhì)較好。采區(qū)煤質(zhì)指標(biāo)表煤層編號原 煤 %精 煤 %AgVr（MJ/kg）AgVrHr155.77-32.885.51-12.270.26-4.5534.26-36.133.44-8.985.24-9.930.98-2.363.12-4.3514.329.642.2935.356.06(51)8.381.73(40)3.79(38)第三章 采區(qū)巷道布置第一節(jié) 采區(qū)上山布置方案一、巷道

30、布置方案選擇（一） 考慮到該采區(qū)走向較長，儲(chǔ)量豐富，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，陷落柱發(fā)育較多，為使采區(qū)的生產(chǎn)準(zhǔn)備靈活多變，并兼顧采區(qū)的通風(fēng)、瓦斯問題處理，以及防止煤層自燃發(fā)火，且該區(qū)為綜五隊(duì)350萬噸的銜接采區(qū)，因而在采區(qū)的巷道布置上必須具備生產(chǎn)系統(tǒng)靈活可靠，對開采設(shè)備適應(yīng)，在技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理的條件，為此我們在采區(qū)的巷道布置上考慮了兩種方案。方案一、采區(qū)巷道沿采區(qū)傾向布置，工作面采用走向開采，準(zhǔn)備巷東副巷、軌道巷、皮帶巷、西副巷，該方案的優(yōu)缺點(diǎn)如下： 優(yōu)點(diǎn)：1）工作面走向較長，適應(yīng)高產(chǎn)高效的要求； 2）采區(qū)準(zhǔn)備巷位置合理，系統(tǒng)靈活可靠； 3）有利于采區(qū)和工作面的銜接，有利于采空區(qū)側(cè)巷道的施工和維護(hù)；

31、 4）與方案二相比，工作面拆除、安裝搬家次數(shù)較少。 缺點(diǎn)：采區(qū)巖巷較多，工作面布置受陷落柱的影響較大，采區(qū)采出煤量少。 方案二、采區(qū)巷道沿采區(qū)走向方向布置，工作面開采方式為傾斜長壁式。該方案的優(yōu)缺點(diǎn)如下：優(yōu)點(diǎn)：1）采區(qū)下料系統(tǒng)利用了三采區(qū)的系統(tǒng)，節(jié)省大量巖巷，采區(qū)采出煤量較多；2）工作面布置受陷落柱、大巷保護(hù)煤柱的影響較小。 缺點(diǎn)：1）工作面推進(jìn)長度較小，不利于工作面的高產(chǎn)高效；2）不利于采區(qū)和工作面的銜接，不利于采空區(qū)側(cè)巷道的施工維護(hù)； 3）采區(qū)運(yùn)輸距離較長；4）與方案一相比，工作面拆除、安裝搬家次數(shù)較多。（二）兩方案工程量比較：項(xiàng) 目方案一方案二 比 較采區(qū)采出煤量（萬噸）3524.634

32、09.9+114.7準(zhǔn)備巷巖巷（米）39840+358準(zhǔn)備巷煤巷（米）518668461660準(zhǔn)備巷總進(jìn)尺（米）558468861302采區(qū)巷道總進(jìn)尺（米）8902687421+1605萬噸掘進(jìn)率（米/萬噸）25.2525.640.39（三）方案確定：通過比較，以上兩種方案，各有利弊，但總體上講，雖然方案一巖巷進(jìn)尺較多，但考慮到方案一具有巷道布置簡單，工作面走向較長，能夠滿足高產(chǎn)高效的要求，有利于采區(qū)和工作面的銜接，有利于采空區(qū)側(cè)巷道的施工和維護(hù)，經(jīng)研究后，確定方案一為該采區(qū)的布置方案。（四）采區(qū)準(zhǔn)備巷詳細(xì)布置1）采區(qū)軌道巷 以+560水平軌道大巷c11測點(diǎn)以東15.3米為開口中，與+560水

33、平軌道大巷成45°夾角，并以4的坡度掘進(jìn)121米，再走曲線15.7米與大巷平行，再以4的坡度掘進(jìn)30米，然后以13°上坡找15#煤頂板，預(yù)計(jì)掘進(jìn)199.7米，然后做上部車場40米，再走曲線31.40米，至與大巷成90°夾角，然后沿煤層頂板掘進(jìn)至采區(qū)南邊界。2）采區(qū)皮帶巷 在+560水平皮帶大巷皮中測點(diǎn)以西93.3米處開口，與皮帶大巷成90°夾角，沿15#煤層頂板平行于三采區(qū)軌道巷掘進(jìn)至采區(qū)南部邊界。3）采區(qū)回風(fēng)巷 采區(qū)東副巷由+560水平南回風(fēng)大巷施中測點(diǎn)以東34.5米處開口與南回風(fēng)大巷成60°夾角，沿15#煤頂板掘進(jìn)123.3米后，與采區(qū)軌道

34、巷平行，然后繼續(xù)沿煤層頂板掘進(jìn)采區(qū)南邊界；采區(qū)西副巷由+560水平南回風(fēng)大巷回轉(zhuǎn)測點(diǎn)以西92.8米處開口與南回風(fēng)大巷成90°夾角，沿15#煤層頂板掘進(jìn)至采區(qū)南邊界。 準(zhǔn)備巷道均為錨噴支護(hù)，巷道斷面形狀見（另附巷道斷面冊）二、回采工作面布置 整個(gè)采區(qū)共布置10個(gè)走向長壁式綜放工作面，為雙翼采區(qū)，工作面均采用一進(jìn)一回、內(nèi)錯(cuò)尾巷加走向高抽巷的布置方式，工作面之間凈留20米煤柱，工作面進(jìn)回風(fēng)順槽除開口20米沿煤層頂板布置外，其余全部沿煤層底板布置，內(nèi)錯(cuò)尾巷沿煤層頂板布置，走向高抽巷均沿12#煤層掘進(jìn)布置考慮，巷道斷面形狀見（另附巷道斷面冊）主要巷道規(guī)格及支護(hù)表斷面序號名 稱S荒（m2）S凈（

35、m2）支護(hù)方式1軌道巷車場14.63913.644錨噴2采區(qū)準(zhǔn)備巷巖巷10.2569.56錨噴3下料車場入口9.808.93錨噴4采區(qū)皮帶、回風(fēng)巷煤巷11.6110.40錨桿、網(wǎng)、錨索、刷漿5采區(qū)軌道巷煤巷13.5012.18錨桿、網(wǎng)、錨索、刷漿6工作面進(jìn)風(fēng)14.4012.60錨網(wǎng)、錨索7工作面回風(fēng)12.6011.20錨索8工作面切巷24.9022.40錨網(wǎng)、錨索9內(nèi)錯(cuò)尾巷9.108.25錨桿、網(wǎng)、錨索10走向高抽巷54.75錨桿第二節(jié) 采區(qū)主要生產(chǎn)系統(tǒng)一、回采工作面（一）出煤系統(tǒng)工作面的煤進(jìn)風(fēng)順槽采區(qū)皮帶巷+560水平皮帶大巷西大巷皮帶巷2#主斜井地面（二）下料系統(tǒng) 西大巷軌道大巷+560水

36、平材料暗斜井+560水平軌道大巷南條帶15#煤四采區(qū)車場四采區(qū)軌道巷工作面回風(fēng)巷工作面（三）通風(fēng)系統(tǒng)新鮮風(fēng)流+560水平軌道大巷（皮帶大巷）南條帶15#煤四采區(qū)軌道巷（南條帶15#煤四采區(qū)皮帶巷）工作面進(jìn)風(fēng)順槽工作面回風(fēng)順槽采區(qū)回風(fēng)巷+560水平南回風(fēng)大巷（四）瓦斯抽放系統(tǒng)工作面瓦斯內(nèi)錯(cuò)尾巷采區(qū)回風(fēng)巷+560水平南回風(fēng)大巷鄰近層瓦斯工作面走向高抽巷采區(qū)回風(fēng)巷+560水平南回風(fēng)大巷二、掘進(jìn)工作面(一)出煤系統(tǒng)掘進(jìn)頭的煤采區(qū)皮帶巷+560水平皮帶大巷西大巷皮帶大巷2#主斜井地面（二）下料系統(tǒng) 西大巷軌道大巷+560水平材料暗斜井+560水平軌道大巷南條帶15#煤四采區(qū)車場四采區(qū)軌道巷掘進(jìn)頭第三節(jié)

37、采區(qū)開采順序工作面接替順序表序號工作面名稱面長生產(chǎn)能力備注mm萬t/a1S84012203502S84022203503S84032203504S84042203505S84052203506S84062203507S84072203508S84082203509S840922035010S8410220350第四章 采煤工作面采煤工藝及勞動(dòng)組織第一節(jié) 采煤工作面采煤工藝一、本采區(qū)選用采煤方法因本采區(qū)工作面煤層賦存穩(wěn)定，走向及工作面長度都較大，有利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，故本采區(qū)按照綜采低位放頂煤進(jìn)行設(shè)計(jì)。二、工作面設(shè)備選型 根據(jù)綜采低位放頂煤工藝的成功經(jīng)驗(yàn)，本區(qū)工作面綜放設(shè)備選型為 采煤機(jī) MGTY

38、 650/16003.3D 前工作溜選用 SGZ 1000/1400型 后工作溜選用 SGZ 1000/1400型 轉(zhuǎn)載機(jī)選用 SZZ 1000/400型工作面支架為 ZF56001.7/3.0H型 本采區(qū)按一次采全高，綜采低位放頂煤進(jìn)行設(shè)計(jì)，按布置一個(gè)綜放工作面，兩個(gè)綜掘頭，考慮高產(chǎn)高效及生產(chǎn)不均衡的影響，按年產(chǎn)360萬噸計(jì)算運(yùn)輸能力。 Q=K=×1.25=1071.4噸/小時(shí)采煤運(yùn)輸能力設(shè)計(jì)為1100噸/小時(shí)，掘進(jìn)機(jī)使用S100綜掘機(jī)，要求每個(gè)掘進(jìn)頭日進(jìn)10米，工作日為300天，日工作14小時(shí)計(jì)算，考慮生產(chǎn)不均衡因素，要求小時(shí)生產(chǎn)能力為25立方米/小時(shí)，而該綜掘機(jī)技術(shù)生產(chǎn)能力為1

39、00立方米/小時(shí)，完全能滿足生產(chǎn)需要。（一）采煤、運(yùn)輸設(shè)備選型：1）采煤設(shè)備選型選用MGTY650/16003.3D采煤機(jī)一臺，功率為1600 KW，前后工作溜均選SGZ1000/1400型刮板輸送機(jī)，功率為2×700KW；轉(zhuǎn)載溜為SZZ1000/400，功率為400KW，支架選ZF56001.7/3.0H型支架143架，過渡支架選ZFG64001.7/3.0H型支架4架。 2）皮帶選型 用逐點(diǎn)張力法計(jì)算，選型如下： （1）采區(qū)皮帶選型選SSJ1200/3×315型可伸縮帶式輸送機(jī)一部，長度1300米，帶速3.5m/S，最大輸送坡度5°，輸送量為1600噸/小時(shí)，

40、功率為945KW，膠帶選阻燃抗靜電八級帶，抗拉強(qiáng)度為1400KN/m，供貨長度2800米。 （2）工作面順槽皮帶（以S8401為例） 平均坡度為5°（運(yùn)煤下坡），水平長1835米，選SSJ1200/3×315型可伸縮帶式輸送機(jī)一部，長度為1835米，帶速3.5米/秒，實(shí)際運(yùn)輸能力1765噸/小時(shí)，功率945KW，膠帶選抗拉強(qiáng)度為1400KN/m的阻燃抗靜電八級帶，供貨長度3900米。 3）其它運(yùn)輸設(shè)備選型 采區(qū)軌道巷平均坡度5°，長度1240米，最大載重22噸（為安全考慮，支架與支架車總重量按22噸計(jì)算）則： 擬選WJ1600/80型無機(jī)繩絞車一部，牽引力為600

41、0Kgf，功率為75KW，選直徑為28mm鋼絲繩，破斷力總和為53704.4Kgf，每百米鋼絲繩重量為303.4Kg。S最大=22000×sin5°22000×cos5°×0.0122×303.4×1430/100×cos5°×0.2 =3909.3Kg6000Kgf 故，選WJ1600/80型無機(jī)繩絞車一部，選直徑28mm鋼絲繩，破斷力總和為53704.4Kg。 驗(yàn)算：3909.3×6.5=25410.253704.4Kg；安全。 同理，回風(fēng)順槽經(jīng)計(jì)算選JD25型調(diào)度絞車各10部，采

42、區(qū)皮帶巷選JD11.4絞車3部。 軌道巷上部車場，最大坡度13°，全長按199.7米計(jì)算，選YBK2280M8型回柱絞車一部，牽引力為36734.7Kgf，功率為45KW，選直徑為31mm鋼絲繩，破斷力總和為70147.5Kgf，每百米鋼絲繩重量為396.3Kg。S最大=22000×sin13°396.3×199.7/100×sin13° 22000×cos13°×0.012396.3×199.7/100 ×cos13°×0.2 =5538.4Kgf36734.7K

43、gf 選YBK2280M8型回柱絞車，功率45KW，牽引力為36734.75538.4Kgf；選直徑31mm鋼絲繩，其破斷力總和為70147.5Kgf。 驗(yàn)算：5538.4×6.5=35999.670147.5Kgf，安全。故在運(yùn)輸支架、過渡支架等大型設(shè)備時(shí)，選用YBK2280M8型回柱絞車一部；平時(shí)可長期安裝JD40型調(diào)度絞車一部，用于日常材料的運(yùn)輸，經(jīng)計(jì)算每鉤重量不得超過12000Kg。4）掘進(jìn)運(yùn)輸設(shè)備選型 選用SSJ800/2×40可伸縮帶式輸送機(jī)四部，用于采區(qū)運(yùn)輸掘進(jìn)煤,每部功率80KW，鋪設(shè)長度均為1000米，膠帶選抗拉強(qiáng)度為1400KN/m的阻燃抗靜電八級膠帶，

44、供貨長度2000米，選SGW80T刮板輸送機(jī)兩部，每部功率80KW，另選JD11.4絞車8部用于掘進(jìn)運(yùn)輸。（二）通風(fēng)設(shè)備選型： 根據(jù)通風(fēng)區(qū)提供選FBS7.5型（2×45kW）型對旋式局扇兩部，風(fēng)量800m3/min，功率2×45KW。（三）采區(qū)排供水、供液選型： 采區(qū)供水采用靜壓供水系統(tǒng)。 本采區(qū)最大涌水量為40立方米/小時(shí)，正常涌水量為10立方米/小時(shí)，通過計(jì)算選型如下： 回進(jìn)風(fēng)順槽選4DA8×4水泵三臺，流量為3672立方米/小時(shí)，揚(yáng)程56.868.8米，功率22KW，其中一臺備用。供液泵選4DA8×4泵一臺，流量為3672立方米/小時(shí)，揚(yáng)程為56.

45、868.8米，功率22KW。乳化液泵選GRB315/31.5乳化液泵三臺，功率200KW。 噴霧泵選KPB315/16A泵兩臺功率110KW。（四采區(qū)設(shè)備明細(xì)表4-1）四 采 區(qū) 設(shè) 備 明 細(xì) 表序號名 稱規(guī) 格數(shù) 量備 注1采煤機(jī)MGTY650/1600-3.3D12工作溜SGZ-1000/140023轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ-1000/40014液壓支架ZF5600-1.7/3.01435過渡支架ZFG6400-1.7/3.0H45膠帶輸運(yùn)機(jī)SSJ-1200/3×31526膠帶輸運(yùn)機(jī)SSJ-1000/2×4047破碎機(jī)PLM300018探水鉆ZY-65029局扇FBS7.5210

46、掘進(jìn)機(jī)S-100211煤電鉆MN2-1.2412乳泵GRB-315/31.5313噴霧泵KPB315/16A214回柱絞車JM-14215回柱絞車YBK2280M-8116調(diào)度絞車JD-251017調(diào)度絞車JD-11.41118無極繩絞車WJ1600/80119排水泵4DA-8×4320供液泵4DA-8×4121刮板輸運(yùn)機(jī)SGD-80T222注水泵BP-75/12123巖石鉆KHYD401回采工作面生產(chǎn)能力：（以S8401工作面為例，回采每班截四刀煤，截深按0.8米計(jì)算，日推進(jìn)度為6.4米，工作面采長按220米計(jì)算）日產(chǎn)量：A日=L·m·h·r

47、·c =220×6.4×6.87×1.4×0.87 =11781噸年產(chǎn)量：A年= A日·t =11781×300 350萬噸三、進(jìn)行工作面采煤機(jī)進(jìn)刀方式選擇，及工作面支護(hù)阻力的確定（一）由于采區(qū)內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，傾角較小，所以采用采煤機(jī)雙向割煤，追機(jī)作業(yè)；前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤；在工作面端部斜切進(jìn)刀，上行下行均割煤，往返一次進(jìn)兩刀；每刀截深0.8米；采煤機(jī)過后先移架后推移刮板運(yùn)輸機(jī)。兩工序分別滯后采煤機(jī)后滾筒510m和1218m。采用割三角煤工作面端部斜進(jìn)刀方式。如圖4-1進(jìn)刀過程如下：1)當(dāng)采煤機(jī)割至工作面端頭時(shí)，其后的

48、運(yùn)輸機(jī)槽移近煤壁。 (見圖（a）)；2)調(diào)換滾位置，前滾筒降下、后滾筒升起、并沿運(yùn)輸機(jī)彎曲段返向割入煤壁，直至運(yùn)輸機(jī)直線段為止。然后將運(yùn)輸機(jī)移直(見圖（b）)；3)再調(diào)換兩個(gè)滾筒上、下位置，重新返回割煤至運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭處(見圖（c）)；4)將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上、下滾筒位置，返程正常割煤(見（d）)。計(jì)算，上覆巖層所需的支護(hù)阻力按下式計(jì)算： (4-1) 其中： H工作面采高，2.5m R上覆巖層密度，2.3×103kgm3 S支護(hù)面積，7.85m2 F計(jì)算工作阻力，kN則： F8×2.5×2300×9.8×7.85=3538 kN根據(jù)

49、支架說明書提供的支架工作阻力為6526KN大于8倍采高驗(yàn)算所需的工作阻力，所以該支架能夠滿足支護(hù)要求。第二節(jié) 工作面勞動(dòng)組織一、勞動(dòng)組織表序 號工 種一 班二 班三 班檢修班小 計(jì)1工 長111142副工長111143機(jī)組司機(jī)3332114拉架移溜工222285放煤工22266泵站工111147運(yùn)輸機(jī)司機(jī)4444168端頭維護(hù)工3333129清理工222610下料工3311備件庫工1111412送飯工1111413記錄工1111414電器維護(hù)工1113615材料員1116成本員1117合 計(jì)2323232594二、確定工作面循環(huán)方式，作業(yè)形式，進(jìn)行采煤工作面循環(huán)圖表編繪實(shí)踐證明，實(shí)行正規(guī)作業(yè)是工作面合理的生產(chǎn)組織方式，是提高單產(chǎn)獲得良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的一種重要措施?；夭晒ぷ髅娴难h(huán)，就是完成“破、裝、運(yùn)、支、回”這樣周而復(fù)始的采煤過程，一般以放頂工序?yàn)闃?biāo)志，即采煤后（一次進(jìn)刀，按規(guī)定步距放一次頂煤，就是完成一個(gè)循環(huán)）。按晝夜放頂次數(shù)分單循環(huán)和多循環(huán)，隨著支架回采平行作業(yè)的采用，割煤刀數(shù)與移架次數(shù)將是一致的，均可作為循環(huán)標(biāo)志。（一）循環(huán)方式循環(huán)方式就是循環(huán)進(jìn)度和晝夜循環(huán)數(shù)的總稱。循環(huán)進(jìn)度在綜采工作面就是截深。機(jī)采工作面應(yīng)積