煤矿开采毕业论文-11采区规程设计.doc
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1、郑州工业安全职业学院毕业论文(设计)题 目 11采区规程设计 姓 名 系 别_资源环境与工程系 专 业_煤矿采技术 年 级 08级三(1)班 指导教师 2011年5月 20日毕业论文(设计)成绩评定表学 生姓 名学生所在系专业班级毕业论文(设计)课题名称指导教师评语(应包括选题是否恰当、是否理论联系实际、论点是否正确、论证是否充分、语言是否通顺、结构是否合理、行文是否规范):成 绩:指导教师签名: 年 月 日系学术委员会意见(同意给优、良、及格、不及格等次)签名: 年 月 日25目录第一章、煤层的地质特征3第一节、煤层地质构造及特征3第二节、煤质3第三节、煤层顶、底板特征3第四节、煤层水文地质
2、特征4第五节、瓦斯5第六节、煤尘与煤层自燃5第七节、地温、地压6第二章、采煤方法和回采工艺6第一节、采煤方法6第二节、回采工艺 及设备选型6第三节、采区下山运煤方式及装备7第四节工作面顶板管理方式、支架设备选型7第五节、工作面回采方式7第六节、采煤工作面长度、年进度及工作面生产能力7第七节、劳动组织及正规循环图表8第八节、设备配备表9第九节、安全技术措施10第三章、采区巷道和生产系统14第一节、采区位置、范围14第二节采区储量及服务年限14第三节采区生产能力14第四节采区巷道布置方案15第五节、采区生产系统15第四章、采区车场设计及硐室17第一节、采区车场17第二节、采区配电室17第三节、采区
3、泵房及水仓18第四节、采区下山躲避硐18第五节、采面避难硐室18第五章、采区风量计算与分配18第一节、按采区同时工作的最多人数计算18第二节、采煤工作面需要风量19第三节、煤巷掘进工作面需风量20第四节、硐室需风量20第五节、采区总需风量21第六章、防止特殊灾害的安全措施21第一节防止瓦斯事故21第二节、防止粉尘灾害23第三节防止水灾24前 言 新密市宝联煤业有限公司,位于新密市、牛店镇、宝泉村境内,处于新密煤田、米村井田西北部,距新密市城区约10km。 本矿区面积为0.4595km2,主采煤层为二叠系山西组二1煤层,矿井设计能力为15万吨/年,矿井保有储量为156.1万吨,可采储量117.1
4、万吨,服务年限5.6年。 矿井采用三个立井单水平上下山开采的开拓方式,副井井底水平标高+90m,主井井底水平标高+39m,风井井底水平标高+43.5m,矿井水平标高定位+39m。 根据井田的自然形态,划分11、12两个采区,浅部为12采区,深部为11采区。开采顺序有深部到浅部后退开采。 矿井通风方式为机械抽出式,矿井通风系统为中央并列式。回采工作面采用“u”型全负压上行通风。11采区为11运输下山进风,11轨道下山回风。第一章、煤层的地质特征第一节、煤层地质构造及特征 11采区地质构造简单,采区范围内没有大的断层和褶曲,仅在采区南部边界有一落差30m50m的后高村正断层,断层走向1100,倾向
5、1950,倾角500。 本采区内二1煤层全区发育,结构简单,层位稳定,未见夹矸。二1煤层厚度2.5m8.5m,平均厚度4.5m,11采区煤层底板为+20m+50m,埋深250m280m。煤层走向1050,倾向1950,平均倾角100。第二节、煤质 (一)二1煤为灰黑至黑色,视密度1.40t/m3,条痕色为灰至棕黑色,呈粉状,半亮至全亮型,玻璃、油脂光泽,性脆易碎。 (二)二1煤层原煤水份(Mad)0.76%,灰份(Ad)平均11.43%,干燥无灰挥发份(Vdaf)平均9.81%,全硫含量(St,d)平均0.31%,干燥基低位发热量(Qgr,d)平均34.5MJ/kg,CRC为12。浮煤水分平均
6、1.17%,灰份平均7.4%,干燥无灰挥发份平均9.71%,全硫含量平均0.31%,CRC为12,干燥基低位发热量平均36.47MJ/kg。 (三)胶质层指数的收缩度(X)值为8,胶质层厚度(Y)为0,曲线为平滑下降型,坩锅粘结性12级。 (四)二1煤层浮煤Vdaf(%)平均9.71,Hdaf(%)3.98,按照“中国煤炭分类标准(GB5751-86)”,煤类为无烟煤。 该区二1煤,含水分少,低灰份,硫量特低,呈粉状,属一级发电煤粉锅炉用煤,并可作为钢铁工业高炉喷吹用煤,是良好的工业用煤。燃烧时无烟无味,也是良好的民用煤。第三节、煤层顶、底板特征 一、二1煤层伪顶为灰黑色炭质泥岩,仅居部可见,
7、不发育,一般厚0.20m,随采随落,不易維护。 二、二1煤层直接顶为深灰色或灰黑色粉砂岩、砂质泥岩和泥岩,局部为细粒砂岩,平均厚度11.70m。岩石比重为2.632.81g/cm3,容重为2.332.66g/cm3,岩石级别为45级,普氏硬度系数23级,岩石内摩擦角63026/710,垂直抗压强度25.2N/m2,抗拉强度2.465.74N/m2,软化系数为0.420.48。 三、二1煤层老顶为灰白色,含白云母较多的细至中粒长石石英砂岩,俗称大占砂岩,普氏硬度系数812,岩石内摩擦角82053/84048/。 四、二1煤层底板为黑色炭质页岩,质软,区内局部可见,一般厚约0.4m。 五、二1煤层
8、直接底板为黑色细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩,平均厚度8.78m。 六、二1煤层老底为石炭系太原组的L7-8石灰岩,平均厚度14.49m,质硬性脆。 综上所述,本区煤层为“三软”煤层,生产时要加强顶板管理,防止顶板事故发生。 第四节、煤层水文地质特征 一、含水层 (一)奥陶系、上寒武系石灰岩岩溶裂隙承压含水层:奥陶系岩性为厚层状微晶灰岩或泥灰岩;上寒武系为白云质灰岩、泥质灰岩。该含水层全区发育,厚度大,含水性强,岩溶发育规模不均衡。单位涌水量为0.0033升/秒.米,渗透系数k=0.0196米/日,静水位+130米。该含水层上距二1煤层约75m,为开采二1煤层间接充水含水层,正常开采期间隔水层足以
9、抵抗其水头压力。 (二)太原组下段灰岩含水层:主要有L1-L4灰岩组成,平均厚28.01m,与下部奥陶系灰岩含水层有密切水力联系,为二1煤层间接充水含水层,但其距二1煤层较远(40m左右),对二1煤层开采无影响。 (三)太原组上段灰岩含水层:主要有L7-8灰岩组成,全区发育,分布稳定,厚度10.50m23.16m,平均10.98m,上距二1煤层10m左右,为二1煤层直接充水含水层。渗透系数k=0.884米/日,单位涌水量q=0.163升/秒.米,经米村矿长期疏干,水位降至0m左右,对矿井开采已无影响。 (四)二1煤层顶板砂岩裂隙孔隙含水层:它由45层灰白色中细粒、中粗粒砂岩组成,含水性较弱。单
10、位涌水量q=0.0206升/秒.米,渗透系数k=0.0296m/日。该含水层为二1煤层顶板直接充水含水层,径流条件差,水源不丰富,不足以对二1煤层开采构成危害。 (五)第四系冲积层含水层:主要为第四系砂砾石层组成,平均厚度20.00m,属潜水含水层,主要靠大气降水补给,水量不丰富,对二1煤层开采影响较小。二、隔水层 (一)第四系粘水层:区内广泛分布,主要为粘土、黄土组成,对阻止降雨下渗和阻隔第四系孔隙水与下伏基岩水的水力联系均有较大的实际意义。 (二)二叠系泥岩及砂质泥岩隔水层:广泛分布于二1煤层的顶板岩层中,厚度稳定,与二叠系砂岩含水层相间分布,可阻隔各含水层间的水力联系,并可阻隔砂岩含水层
11、向二1煤层充水。 (三)二1煤层底板隔水层:L7-8灰岩至二1煤层底板间砂泥岩隔水层,平均厚度10m左右,主要为灰色泥岩及砂质泥岩组成。 (四)太后群中段砂泥岩隔水层:由太厚组上、下含水层中间砂泥岩组成,平均厚22.26m。 (五)本溪组铝土岩隔水层:平均厚度7.69m,为灰白至深灰色铝土岩,分布稳定,具良好的隔水性。三、断层水 本区南部边界有一落差3050m的后高村正断层,为11采区充水边界,开采时要留足断层保护煤柱。第四节、瓦斯 该区二1煤层相对瓦斯涌出量4.78m3/t,绝对瓦斯涌出量2.3 m3/min,属低瓦斯煤层。第六节、煤尘与煤层自燃 二1煤煤尘爆炸指数为13.69%,有煤尘爆炸
12、性危险。二1煤自燃发火倾向性为III类,属不易自燃煤层。第四节、地温、地压 本区地温梯度约1C/100m,属地温正常区,无低温危害。本区属地压正常区。第二章、采煤方法和回采工艺第一节、采煤方法 根据采区内煤层赋存条件、地质构造及矿井生产能力等因素,结合豫西地区采煤经验,确定采用走向长臂式放顶煤后退采煤法,全部冒落法管理顶板。工作面采用手镐落煤或爆破落煤采煤工艺,选用单体液压支柱、配型钢梁支护顶板。 第二节、回采工艺 及设备选型 首采面为11011回采工作面,采面采用手镐或爆破落煤,人工装煤,单腿交替迈步回采工艺,采用可弯曲型刮板运输机运煤。 回采工艺流程:手镐落煤或爆破落煤人工装煤刮板运输机运
13、煤支护移梁移刮板运输机放顶。 回采工作面最大控顶距为3.4m,最小控顶距为2.4m,采高为1.9m。 回采工作面顺槽运输设备,选用一台可弯曲刮板运输机和两台可伸缩皮带机以及一台下山皮带机运送煤炭。 回采工作面运输设备选型如下: 工作面刮板运输机选用一台SGB-420/237型可弯曲型刮板输送机,功率为34KW,输送能力为150t/h。顺槽选用一台SGB-420/237型可弯曲刮板输送机和两台SSJ650/222型可伸缩皮带机。第三节、采区下山运煤方式及装备 因煤层倾角较小,采取运输下山选用一台SSJ650/222型皮带机。 第四节工作面顶板管理方式、支架设备选型 根据煤层赋存条件及顶底板岩层情
14、况,顶板管理方式采用全部跨落法。 支架选用DZ22-30/100单体液压支柱,本支柱适用于炮采工作面。其主要技术参数为:支护高度1440mm2240mm,额定工作阻力300KN,额定工作压力38.2MPa,初撑力118KN157KN。顶梁选用HDC-2240型型钢梁。 上下安全出口选用3.4m长型钢梁,配DZ22-30/100单体柱。 根据支护强度要求,工作面支柱排距为1m,柱距为0.5m,采用两梁五柱控顶方式。下安全出口3m,上安全出口2m,柱距0.5m,采用两梁六柱控顶方式。第五节、工作面回采方式 回采工作面采用后退式开采,工作面下顺槽沿空留巷,上下区段间接替采用顺序开采。第六节、采煤工作
15、面长度、年进度及工作面生产能力 根据有关规定和实际经验,确定炮采工作面长度为60m,工作面年推进度450m,工作面生产能力为每年16.6万吨左右。第七节、劳动组织及正规循环图表一、劳动组织 (一)循环方式:循环进度1.0米,昼夜1.5个循环,日进度1.5米。 (二)作业方式:正常生产为“三班采放煤边采边准”的三八制综合作业方式。劳动组织表 2-1工种人数工作内容采煤工310工作面采煤支护打眼工31工作面大眼、注水送馍工31给井下职工送馍及修工具工程验收、准备组35负责工程验收及两巷替棚拣矸工31运输巷拣矸石运料工32供应采面支护材料设备司机37操作运输设备及维护、清运输巷煤机电修理工31负责设
16、备维修、管理班长32负责采面安全生产及机电运输管理跟班队长31负责全面工作跟班安全员31负责工作面安全工作合计99 二、循环作业图表 2-2零 点八 点四 点工作面长度(米)图 例打眼、装药、注水、 放 炮 攉煤移主梁检修移副梁 放 煤 移 溜第八节、设备配备表 2-3 序号设备名称型号及规格功率单位数量1可弯曲刮板运输机SGB-420/2734kw 台22单体液压支柱DZ22-30/100 根6253型钢梁2.4m、3.4m根2504煤电钻ZMS-12A1.2kw台35回柱绞车JH-88kw台16注水泵5D-2/15011kw台17污水泵80WG5.5kw台38局部通风机JBT52-211k
17、w台29乳化液泵站XRB2B-80/200237kw 套210探水钻机MYZ-1507.5kw套211可伸缩皮带机SSJ650/22244kw台3第九节、安全技术措施 一、顶板管理措施 (一)开工前,认真检查工作面工程质量,处理各种不安全隐患,为回采做好各项准备工作。工作面移溜后,要对所有支柱实行单枪多次注液,工程质量验收员应携带压力表,对工作面支柱初撑力进行检查,确保初撑力达到要求。 (二)工程管理人员及时调整采面棚距,严禁出现旋棚。严禁出现0.6m以上的大棚距和0.4m以下的小棚距,保证采面棚距均匀,确保工作人员退路畅通。 (三)放炮钱前在工作面煤壁侧打上一梁两柱临时抬棚,要求支柱迎山适中
18、,逐棚背紧背牢,严禁空棚,保证支架稳定性。 (四)只准放底炮,严禁放腰炮、顶炮、拉通炮、放大炮。严禁工作面煤墙片帮、脱耳及顶空,确保梁头抓帮。 (五)煤壁较活或片帮超过0.3m,必须超前移梁护顶,顶帮打严打实。 (六)工作面拔梁时,舍帮梁头严禁过长(不超过2个齿)梁头必须拔齐。 (七)顶板不及时垮落时要留有足够的顶煤,充填老塘,保证老塘充填高度高出梁头100mm。 (八)机道梁端冒落高度不大于200mm,否则必须用坑木填实,工作面控顶范围内,顶底板移近量按采高不大于100mm/m,严禁顶板出现台阶,采高最大不超过1.9m,最小不低于1.7m。 (九)严格执行敲帮问顶制度,严禁空顶作业,每一名职
19、工作业前都必须认真检查各自工作地点的安全情况,发现不安全因素及时解决。 (十)加强单体柱管理,采面失效柱及时更换,严禁出现空载支柱,确保支柱的完好性。 (十一)采面必须使用防倒链,保证支柱和型钢梁为一体,严防倒柱伤人。 (十二)上下安全出口长梁要及时迈步前移,保证上下安全出口符合规程要求。 (十三)工作管理人员要坚持班班拉线,逐棚验收,消灭不合格工程。 二、放顶煤安全技术措施 (一)为保证放顶煤时的安全,提高顶煤回收率,放顶煤人员应专业化,必须经过培训,考试合格后方可上岗。 (二)放煤前,不合格工程必须返工,基本柱必须站齐。放煤时,严格按照从机尾到机头顺序进行,不放煤段用竹笆,椽子打严,不得漏
20、煤。 (三)放顶煤一定要按工艺要求进行多轮次低位放煤,严禁在中排巷解顶放煤,严禁摘舍帮柱放煤。 (四)全工作面只准一个口放煤,不准多开口。 (五)放煤时,跟班领导,瓦检工都必须亲临现场,加强现场管理,发现异常情况要立即停止作业,进行处理,处理好后,方能继续工作。 (六)放顶煤时,梁头见矸,立即封门,用竹笆、椽子把放煤口背实打严。 (七)工作面支架不完整,有歪扭现象时,不准放顶煤;出现空帮空顶,压力增大时不准放顶煤;瓦斯及其主要有害气体超限时不准放顶煤;有出水征兆时不准放顶煤;单体柱初撑力达不到要求时不准放顶煤;溜子不开不准放顶煤;跟班领导不在现场不准放顶煤。初次放顶后至少推进10m,方可视情况
21、进行放顶煤。 (八)工作面放顶煤严禁与采煤平行作业 三、强制放顶措施 (一)舍帮控顶面积大于10m2;必须强制放顶煤。 (二)舍帮顶板打眼前瓦检工必须认真检查打眼附近的瓦斯含量,确保在瓦斯不超限的情况下进行打眼。 (三)顶板打眼时,打眼工必须站在支架完整的棚梁下工作,打眼角度45,严防炮眼裸露,炮眼最小抵抗线不得小于0.5m,否则不准装药。 (四)打眼间距1.52m,眼深不小于1.5m,每眼装药量由放炮员、跟班队长视情况而定,最多不超过4卷,使用水炮泥。 (五)强制放顶放炮前,舍帮侧打上一梁两柱连续抬棚,打紧打牢,严防崩倒支架造成冒顶。同时对单体柱进行多次注液,并加固强制放顶段前后5m支架,确
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