开采专业毕业论文21463.doc
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1、中国矿业大学(北京)开采103302班专科生毕业设计(论文)第一章 概 况 第一节 工作面位置及井上下关系1110回采工作面位于井田中东部,该面运输顺槽底板标高1152-1196m回风顺槽底板标高1161-1193m,具体位置及井上下关系见表1表1 工作面位置及井上下关系表地面标高1320-1400开采标高1152-1196地面相对位置 工作面顺槽口70m处地面为静压水池,20m处为主立井,其他范围地表为山体;井口标高为1349m,满足防洪要求。回采对地面设施的影响工作面顺槽口70m处地面为静压水池,20m处为主立井,留设保安煤柱80m。其他范围地表为山体,对回采无影响;井下位置及四邻关系本工
2、作面北部为1104排水点,南部为实体煤,西部为运输大巷、回风大巷,东部为井田边界。工作面长度/m182顺槽长度/m410面积/m274620 第 二节 煤 层我矿批准开采11煤层,通过已掘成的1110运输顺槽和1110回风顺槽证实,该工作面范围内,煤层赋存稳定,煤层厚度在2.4-2.8m之间,具体情况见表2表2 煤层情况表煤层厚度/m2.4-2.8煤层结构单斜构造煤层倾角/()3-10开采煤层11硬度/f2-4稳定程度稳定煤层情况描述煤层平均厚度为2.6m,赋存稳定,煤层结构简单。煤层中等发育,波状层理,容重为1.35t/m3, 煤层硬度2-4,根据煤质化验报告,煤质为:灰分(Ad)34.65
3、%;水份(Mad)1.2%;硫分(S)0.61%;挥发分(V)34.78%;属低灰、特低硫、特低磷、中高发热量、中等粘结指数1/3焦煤;第三节 煤层顶底板表3 煤层顶底板情况表顶底板名称岩石类别厚度(m)硬度岩性特征基本顶细粒石英砂岩7.4灰白色,石英为主,硅质胶结,含少量有机质,坚硬直接顶粉砂岩、炭质泥岩0.72.1m深灰色、水平纹理、含少量黄铁矿结核伪 顶泥岩0.20.6m黑灰色伪 底泥岩0.20.7m较破碎直接底铝质砂岩1.82.0m灰色,含丰富的植物化石及“瘤状”黄铁矿结核 第四节 地质构造1、地层:根据公司地质测量部提供的关于1110工作面电磁波坑透探测报告,我矿1110回采工作面异
4、常区情况说明:位于1110工作面运输顺槽040米,回风顺槽030米范围内的条带。根据异常区内接收的数据来看,该区域电磁波衰减值在20dB,结合该区域的地质情况推测,该异常区可能是由于中央水泵房、主立井等引起的。1110回采面范围内未发现断层、陷落柱等地质构造。2、构造:1110工作面地质构造简单,在1110运输顺槽、1110回风顺槽掘进过程中,均未发现断层等地质构造。 第五节 水文地质一、水文:11#煤层主要以底板石灰岩溶隙水,富水性弱一中等,下伏奥灰岩溶水位标高(955m)低于11#煤层底板标高,因此11#煤层水文地质条件属于简单类型;根据掘进过程中涌水量情况,预计回采时涌水量在5 m3/h
5、10 m3/h,在顺槽内安设7.5KW水泵进行排水,对回采无影响;地表水只在雨季才会出现洪水,而井口标高高于洪水线以上,不会对开采造成威胁。二、地质:1110工作面开采煤层属石炭系上统太原组11#煤层,该煤层赋存稳定,煤厚变异较小,煤层结构较简单。煤体以黑色、块状为主,粒状次之,煤质为肥煤。伪顶为黑灰色泥岩,厚0.20.6m,较破碎,随采动过程冒落,直接顶为粉砂岩或炭质泥岩,厚约0.71.4m,水平纹理,含丰富的植物化石。伪底板为泥岩,破碎,厚0.20.7m,直接底为铝质砂岩,厚约1.82m。第六节 影响回采的其它因素根据地质报告及井下实测,该工作面相对瓦斯涌出量为3.68 m3 /t,绝对涌
6、出量为1.15m3/min,属低瓦斯工作面;根据煤尘爆炸性检验报告和煤自燃倾向性检验报告显示,本工作面煤尘具有爆炸危险性;煤层具有自燃倾向性, 自燃倾向等级为级。第七节 储量及服务年限一、 储量:1、 工业储量:ZLSM4101822.61.35261916T式中: Z-工业储量,TL-工作面倾向长度,182mS-工作面走向长度,410mM-工作面采高, 2.6m-煤的容重, 1.35 T/M32、可采储量计算: Zk(ZGP)C261916(182802.61.35) 95%200270T式中: Zk-可采储量,T ZG-工业储量,T P-保护煤柱储量,TC-工作面回采率,95二、可采期计算
7、:1、 TZk/A/H 200270218425 3.7月式中:T:工作面可采期,月A:工作面日生产能力,吨/日 H:每月按正常生产25天计算 第二章 采煤方法采煤方法:该工作面采用倾斜长壁式综合机械化采煤,全部垮落法管理顶板。第一节 巷道布置一、 巷道布置:1110工作面由运输顺槽、回风顺槽、回风补巷及工作面开切眼组成,顺槽沿倾向布置长410m,工作面沿走向布置长182m,工作面巷道布置图详见附图二、 巷道特征:该工作面巷道均为矩形断面,沿煤层顶板掘进,运输顺槽宽3.5m,采用锚网梁与6m锚索联合支护。回风顺槽宽3.5m,采用锚网梁支护与6m锚索联合支护,切眼宽6m,采用锚网梁支护与锚索联合
8、支护。第二节 采煤工艺一、回采工艺:进刀割煤移架移溜(一) 割煤: 1、采用MGTY200/500-1.1D型双滚筒采煤机端部斜切进刀割煤,采煤机往返一次为两个循环,循环进度为0.6m,平均采高2.6m 。2、进刀方式采用工作面端部斜切进刀。(1)当采煤机割至工作面端头时,调整滚筒位置,前滚筒降下,后滚筒升起,沿刮板机弯曲段返向割入煤壁,直至刮板机直线段为止。然后将刮板机移直。(2)调整滚筒位置,前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤,重新返刀割煤至刮板机机头处。(3)将三角煤割掉,煤壁割直后,调整滚筒位置,前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤,返程正常割煤,就这样循环往复工作。 3、安全注意事项:(1)开机前先检
9、查各部件完好情况,内外喷雾冷却系统是否正常,确认无问题后,采煤机空转23分钟,升降滚筒,如发现问题,必须查明原因进行处理,严禁带病作业。(2)开机前先供水,无水或水压不足时不得开机,操作时要稳,不得盲目开快车。(3)开机前,必须发出开机信号,巡视采机四周,确认对人员无危险时方能开机,采机司机必须保证三人协同作业。(4)工作面正常割煤速度应保持在2.53m/min,停机后要切断电源,将开关闭锁。(5)割煤过程中,司机应随时注意观察顶板、煤壁、支架的安全情况以及大块煤、矸石卡阻等情况,发现异常立即停机处理。(6)采煤机司机必须严格掌握采高,随时观察顶底板变化,严禁割顶板。(7)采煤机割煤后,必须及
10、时移架支护。正常情况下,必须做到煤壁直、底板平,不留伞檐、危顶;停机交接班时采煤机滚筒应降到最低位置,切断电源,开关闭锁,打开离合器,并清扫采煤机上的浮煤。 (二) 移架:采用ZY2800/14/32型掩护式液压支架,移架采用本架操作,按顺序逐架移架的操作方式。机组割煤时,将采煤机滚筒前方三架的伸缩梁收回,并随机组的牵引依次收回。采煤机过后及时移架打出伸缩梁,移架在采煤机过后35架进行,但移架时必须使相邻支架的推移千斤顶处于供液状态,操作降柱手把降柱使顶梁离顶板150200mm即可进行移架操作,支架移到位后,再操作升柱手把,支架升紧。支架接顶不好,可操作平衡千斤顶,使支架顶梁接顶严实,并符合以
11、下要求: (1)支架初撑力不低于24Mpa(规定值的80%)。(2)支架成一直线,其偏差不超过50mm ;支架中心距1.5m,其偏差不超过100mm,相邻支架不能有明显交错 。(3)支架顶梁平行于顶板支设,其最大仰俯角应小于7度。(4)支架移过后,及时伸出前护板,防止煤壁片帮。(5)相邻支架间不能有明显错差(不超过顶梁侧护板高的2/3),支架不挤、不咬,架间隙应小于200mm。(6)支架端面距不超过340mm。(7)采煤机割过煤后,要及时移架,移架与采煤机的距离一般不超过6m;否则必须停机移架;如果顶板破碎,悬顶面积大时,滞后机组两架即3m必须移架,必要时可采用少降多移,带压移架的办法,同时将
12、支架伸缩梁及伸缩梁伸出,保证有效控制顶板。(8)支架操作要做到:快、够、正、匀、平、紧、严、净。(快移架速度快;够推移步距够;正操作正确无误;匀平稳操作;平推溜移架要确保三直两平;紧及时支护紧跟采煤机;严接顶挡矸严实;净架前架内浮煤碎矸,及时清除。(三) 移溜:采煤机过后,距采煤机1015m开始推溜,推溜时必须多架支架同时操作,溜子不得出现急弯或弯度太大,并符合下列要求 : (1)推溜前认真检查推移杆与刮板机的连接情况,煤帮的矸石、杂物清理后方可进行推溜。(2)推溜必须按同一方向依次推移,严禁两头向中间推移。(3)推移后的溜子必须成一直线,其偏差不超过150mm,最大弯度不大于3度,达到溜子平
13、、直、稳的要求。(4)推移工作面刮板输送机与拉架应保持612m的距离,弯曲段不小于15m,以防溜子脱节。(5)移机头、机尾时,要由专人指挥,专人操作。(6)移设后的刮板输送机要做到机头、机尾和机身平直,电动机和减速器轴的水平度符合要求,机头与转载溜子搭接合理,一般为200mm300mm。(7)溜子出现弯曲后,必须进行返刀处理,保持溜子平直。(8)刮板输送机移到位后,将各操作手把扳到中间位置。二、其它工艺:1、清浮煤:推溜后,及时将支架与溜子间浮煤、碎矸清理干净,及时清理机头、机尾浮煤,保证2m2 内浮煤平均厚度不超过30mm。三、 工作面正规循环生产能力:W=LShrc=1820.62.61.
14、350.95=364t式中: W-正规循环生产能力,tL-工作面长度,mS-循环推进长度,mh-采高,mr-煤的容重,t/m3c-工作面回采率,95第三节 设备配置表4 机电设备配备情况表名称规格型号额定电压(V)额定功率(kw)安装台数(台)额定电流(A)负荷统计(KW)采煤机MG200/500-WD114050011150刮板机SGZ-764/4001140220012125乳化泵BRW-200/31.511401252280桥式转载刮板机SZB-730/4066040146303.4回柱绞车SJDB-1366022125伸缩式皮带输送机DSJ 80/406602551263调度绞车JD-
15、25660252228调度绞车JD-11.466011.4113喷雾泵BRP-6.3660552263小水泵BQS20-506607.5229照明、信号综保ZBZ-4.0M660V4KVA2干式变压器KBSG-T-500/1010/0.693KV500KVA1-移动变电站KBSGZY-630/1010/1.2KV10/1.2KV630KVA1-移动变电站KBSGZY-500/1010/1.2KV10/1.2KV500KVA1-真空馈电开关KBZ-6301140V-2-真空馈电开关KBZ-400660V-1-真空开关QJZ-22001140V-2-真空开关QJZ-4001140V-2-真空开关Q
16、BZ-200660V-1真空开关QBZ-120660V-3-真空开关QBZ-80660V-7-第三章 顶板控制第一节 支护设计一、液压支架选型设计:该工作面采用ZY2800/14/32型掩护式液压支架支护顶板,支护设计即为液压支架的选型设计。(一)工作面支护设备及技术参数(表5)项目参数项目参数支架型号ZY2800/14/32工作液介质3%-5%乳化液支架宽度/mm1430-1600额定供液压力/MPa31.5重量/t112支架中心距/m1500工作阻力/kN2800(p=40.4 MPa)操作方式右邻架底座前端比压/MPa1.9-2.4初撑力/kN2182支撑高度/m1.4m-3.2m推移步
17、距/m0.6支护强度/MPa0.51泵站流量L/min200适应倾角15度操纵方式本架控制(二)工作面支护强度计算 : 按采煤工作面质量标准规定,1110工作面支架需要承受的载荷为6倍采高的岩石重的顶板压力:Q=6采高岩石重力密度工作面长支架最大控顶距 =(62.6251824.2)N =298116N工作面共需123架ZY2800/14/32型支架 工作阻力F=(2800123)N =344400N可见FQ,所选支架的工作阻力符合要求。二、乳化液泵站:1、泵站选型、数量:管内流速: V=Q/(d2/4)=3.33/(3.140.0322/4)=4.143m/s沿程阻力系数: =0.021/d
18、0.3= 0.05897式中,d为管径,取d=32mm沿程阻力损失 : hw=L/(d22g) =0.05897400/(0.0324.143219.6)=2.191m局部阻力损失 :hJ=G2/(2g) =101132.671.54.1432/19.6 =132.67m式中,G为局部阻力损失系数,取1.5泵站压力损失: h= hwwhJ wh2 wh3=2.191+132.67 w13w8=129.861mh2 w泵站到切眼高差;h3上下巷高差支柱工作压力hZ=1308/(1/40.3223.14)=16.273MPa泵站所需压力:hb=h+ hZ=1.3+16.273=17.573 MPa
19、通过计算设计,并对照采煤工作面质量标准,确定1110工作面泵站压力最小值18 MPa,BRW -200/31.5型液压泵站额定值为31.5 MPa。选用BRW -200/31.5型液压泵站一台能满足工作面需要,但是为保证工作面正常运转,因此再备用一台液压泵以供使用。2、泵站使用规定:(1)开泵前,检查乳化液箱的液量大于箱体1/2,用浓度计检查乳化液浓度在3%5%之间,每次加水和加油后,都必须检查一次乳化液浓度。(2)开泵时,时刻注意泵的声音,正常时,声音清晰,压力大于或等于30MPa;若发现异常,立即停泵处理。(3)泵站及液压系统完好,不漏液。(4)必须设专人开泵,不得随意更换。乳化液配制方法
20、为每9597kg水加乳化油35kg,并每次配制后用浓度计检测,要做到管路不漏液,泵站压力正常。(5)在泵箱附近挂牌管理,明确配比方法、用液比例、责任者等,有维修保养制度,并有专人维护,保证设备性能良好。第二节 工作面顶板控制一、正常工作时顶板支护方式:依据我矿已采工作面顶板情况,确定采用全部垮落法控制顶板,采空区顶板随支架前移自行垮落充填。最大控顶距为4200mm,最小控顶距3600mm,放顶步距为0.6m,机道宽1.4m,采用追机移架的方式对顶板进行及时支护,即割煤移架移运输机;采用带压移架的方式移架。正常移架要滞后采煤机后滚筒35架,顶板破碎时要紧跟前滚筒移架或人工操作超前移架,即:当发现
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