大学毕业论文-—采区设计煤矿开采专业说明书.doc
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1、江西理工大学江 西 理 工 大 学毕 业 设 计说 明 书题 目: 采区设计 专 业: 煤矿开采技术学 号: 036811100028姓 名: 余 强指导老师: 李 嘉 豪 完成日期:2014-3-15毕 业 设 计 任 务 书 专业班级 姓名 设计题目 设计条件及要求: 设计时间:自 月 日至 月 日设计指导人: 专业科主任: 年 月 日指导人语:指导人 年 月 日毕业设计答辩委员会毕 业 设 计 成 绩 评 定 书专业班级 姓名 毕业设计题目 经毕业设计答辩,评定 同学的毕业设计成绩 毕业设计答辩委员会(答辩小组)主任(组长) 副主任(副组长) 日期 年 月 日目录第一章概况 0第一节工作
2、面位置及井上下关系 0第二节煤层 1第三节煤层顶底板 2第四节地质构造 3第五节水文地质 3第六节影响回采的其它因素 4第七节储量及服务年限 5第二章采煤方法 6第一节巷道布置 6第二节采煤工艺 6第三章顶板管理 7第一节支护设计 7第二节工作面顶板管理 7第三节两巷及端头顶板管理 8第四章生产系统 10第一节运输系统 10第二节通防与监控系统 10第三节排水系统 17第四节供电系统 19第五节通讯系统 19第五章劳动组织和主要经济技术指标 21第一节劳动组织 21第二节主要经济技术指标 24第六章 煤质管理 25第七章安全技术措施 25第一节一般规定 25第二节顶板管理 28第三节防治水 3
3、7第四节爆破管理 38第五节通防及安全监测 42第六节运输管理 45第七节机电管理 49第八节其他 52第八章灾害预防及避灾路线 52第一章概况第一节工作面位置及井上下关系-250m采煤工作面位于三水平,整个工作面呈近南北方向布置。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水平名称-250水平采区名称-250南翼采区地面标高+140+200m井下标高-250m地面相对位置对应地表为山林。回采对地面设施的影响回采后地表不会出现裂隙、塌陷。目前工作面上部地表基本为山林,回采范围内无任何建筑和设施。井下位置及相邻关系该工作面东部为B4采区,南部、北部为现有巷道,西部为原C16采区。
4、顺槽长度(m)200面宽(m)80面积(m2)7000第二节煤层该工作面开采煤层为C16煤层,根据本工作面掘进巷道揭露的实测地质资料可知,本工作面煤层厚度较为稳定,均可采,平均纯煤厚度1.2m,具体情况见表2。表2 煤层情况表煤层厚度(m)0.51.8煤层结构简单煤层倾角5570开采煤层C16硬度煤种无烟煤稳定程度稳定煤层情况描述C16煤层厚度较稳定,平均厚度1.2m,基本呈南北走向,倾向东西、倾角为60左右。C16煤层呈黑色,透镜状,均一块结构,煤多呈粉末状、细鳞状,局部为块煤。煤层以亮煤为主,暗煤次之,性脆,条痕褐色,多呈金刚光泽,染手。第三节 煤层顶底板附图1工作面煤(岩)层综合柱状图第
5、四节 地质构造一、断层情况以及对回采的影响:无二、褶曲情况以及对回采的影响:无三、其他因素对回采的影响(陷落柱、火成岩等)在巷道掘进过程中,没有发现陷落柱、火成岩及其他的影响,预计本工作面无陷落柱、火成岩及其他因素的影响。第五节 水文地质本矿区处于亚热带湿润季风气候区,位于杨林河之西,为山地丘陵区,受季风影响,降水多集中每年46月份,年平均降水量16001800毫米。地表水系较发育,主要有矿区内一条小河,从西向东横穿矿区为常年性河流,造成地下的补给。最主要是地下水的补给来自于大气降水,通过断层及破碎带直接补给。同时,在雨季时,第四系由于上部松散的潜水也间接地补给风化带的基岩地下水;其次就是地表
6、老窿及采空区较多,地表水通过老窿及采空区直接汇入到井下,造成井下水量加大,对开采带来一定的影响。矿区水文地质类型:主要是以裂隙充水为主,类型比较简单。主要含水层的一般特征:1、第四系冲洪积层的孔隙水,主要分布于第四系亚砂土砾质亚粘土、亚粘土、砂砾岩层中总厚度020m,其中粘土质砾石层、亚砂土层含水较好,亚粘土次之。2、砂岩裂隙孔隙水:雾霖山组下段上下部多为砂岩、细砂岩。总厚度约106m,均为弱含水层,对矿井起到一定的隔水作用。特别是砂岩、细砂岩的稳定性相对较好,抗压强度较高,对矿床的开采,一般不会有较大的影响。但是由于区内构造发育,局部岩破碎裂隙水发育,导致岩石的稳定性相对变差,开采时应注意。
7、3、断层导水:主要是矿区范围内有一条F4走向正断层,沿煤层走向穿插造成了一定的补给水,给-150水平以上开采带来了一定的影响。4、老窿开采及储水情况:根据本矿初步老窿调查在区内共有11对老窿,但是开采最深的为+20米水平标高,但是靠近矿区南翼有四对老窿开采比较深,最低深度达+8米水平标高以上。所在本矿开采+8水平时老窿穿水过,所以本矿对-75米水平以上严禁开采,并按照水患论证报告严格执行。但是本矿目前开采水平在-124米水平以下,-250米水平以上,对开采无多大的影响。-250水平北翼采区(C16)布置在二迭系上统雾霖山段,水文地质简单,含水层距本巷道较远,而且有良好的隔水层保护,因此对施工无
8、影响。二、矿井涌水量:杨林煤矿根据历年来开采情况-124水平正常涌水量为5 m3/h,但雨季来临时,最大涌水量为16 m3/h,但在-250水平开采时水量比较小,正常涌水量为1.5 m3/h,雨季时最大涌水量为5m3/h,对开采无大的影响。第六节影响回采的其它因素一、影响回采的其它地质情况见表3。二、冲击地压和应力集中区:无表3 影响回采的其它地质情况表瓦斯低瓦斯矿井,瓦斯相对涌出量8.07m3/t,绝对涌出量0.56 m3/min。CO2低CO2矿井,CO2相对涌出量19.77/m3/t,绝对涌出量1.5195 m3/min。煤尘爆炸指数煤尘无爆炸性。煤的自燃倾向性煤层不易自燃。地温危害无冲
9、击地压危害无第七节储量及服务年限一、储量工业储量:2.8万吨可采储量:2.2万吨(工作面回采率:97%)二、工作面服务年限工作面的服务年限可采推进长度设计月推进长度200(0.812590)11(个月)第二章 采煤方法第一节 巷道布置一、采区巷道布置概况采区两条主要巷道:-250水平C16南石门平巷、-124m水平回风巷,作为采区的进风巷和回风巷。二、工作面运输巷运输巷在C16煤层中布置,沿煤层顶板掘进。巷道断面为矩形,基本为裸巷。巷道净宽2.4m,净高2.2m。主要用于该工作面进风、运煤、行人。在巷道内设置防尘管路、压风管路、排水管路、安全监测设备、动力供电电缆。三、采煤面切眼工作面切眼为矩
10、形巷道,布置C16煤层中,矩形断面,净宽1.8m,净高1.8m,木支护。第二节 采煤工艺一、采煤方法-250m水平采煤工作面采用倾斜长壁后退式采煤法,全部垮落法管理顶板,采高2.5m,循环进尺0.8m。二、采煤工艺人工手镐或炮采落煤人工装煤1吨矿车轨道运输地面。工作面采用木支护、人工支护、回柱。三、工作面正规作业循环生产能力工作面正规循环生产能力WLShrc802.50.61.50.97174.6(吨)式中:W工作面正规循环生产能力,t L工作面平均长度, 按142m; S工作面循环进尺, 0.8m h工作面设计采高, 2.5m; r煤的容重, 1.6 t/m3 ;c工作面回采率, 97%;日
11、产煤量802.50.611.50.97174.6(吨)月产煤量174.630904714(吨)第三章顶板管理第一节支护设计一、工作面支护设计:目前暂采用木支护。第二节工作面顶板管理本工作面的顶板管理采用全部垮落法。一、正常工作时期顶板支护方式1、最大控顶距3.2m,最小控顶距0.8m,放顶步距0.8m,支护方式为顺槽上山梯形木支护,回采工作面采用顺山一排三柱支护,排距0.60.8m。2、工作面基本支架:排距0.8m,柱距0.65m,偏差为50mm。3、为防止长时间空顶,采煤后,要及时挂梁,梁端要接顶,不得在无柱悬臂梁上再挂悬臂梁,挂梁必须用水平楔。4、支护要求工作面应达到动态的质量标准化标准,
12、确保“三直、一平、三畅通”的质量要求。(2)工作面所有的支柱都必须支设牢固,系牢防倒绳;柱、排距必须严格按照规程。(3)支柱要做到垂直于顶、底板支设,迎山有力,并支设在实底上,在底板打滑的地方必须刨出柱窝,严禁支设在浮煤、浮矸上。底板松软时或支柱钻底大于100mm,必须穿铁鞋,铁鞋规格为300mm。(4)工作面施工中严禁空顶作业,严禁铁木混用。二、正常工作时期的特殊支护形式1、贴帮柱若煤帮存在顶板破碎或有不易找掉的悬矸以及煤壁有折帮危险时,必须支打贴帮柱;在最小控顶距状态下,倒悬臂挂梁后端面距大于0.3m时,必须支打贴帮柱,贴帮柱为带帽点柱,贴帮柱柱距不大于1.3m。2、木垛工作面压力集中区、
13、构造带、断层上、下盘及工作面初次来压时,根据现场条件进行支设,木垛架设要四面见线,且垂直于顶底板,木垛规格:1.2m1.2m。3、对柱为加强切顶排顶板管理,避免压力过大,压断顶梁,工作面切顶排必须棚棚支设对柱,正悬臂支架支设于切顶排梁端头600mm处,倒悬臂支架支设于切顶排梁端尾600mm处。(支设的角度根据底板变化情况为9080,底板不平整处可支设成戗柱,以确保支柱稳固有力。)严禁提前摘卸对柱支设其它支柱。4、密集工作面在最小控顶距状态下切顶排必须棵棵支设密集,支设在两切顶柱的中间位置,与切顶柱支设在一条直线上,作为支设临时柱所用,并起到切顶、挡煤和挡矸的作用。5、端头支护:上、下端头采用四
14、对八架长钢梁严格按标准支设。三、工作面来压、过断层等条件发生变化时,严格按本作业规程第七章安全技术措施的规定执行。第三节运输巷及端头顶板管理一、运输巷的顶板管理1、运输巷的超前支护运输巷超前支护均采用单体支柱配合铰接顶梁的形式进行支护,单体支柱与铰接顶梁均成前八后四正悬臂使用,柱距110m,运输巷支护距离不少于20m,压力增大时,超前支护随时加长。运输巷的正巷关门柱要及时与工作面切顶排回齐,运输巷关门柱滞后切顶排的距离不得大于1.0m。2、支护质量控制标准:支柱纵横成线,偏差不大于50mm。支柱要支到实底,钻底量不大于100mm,否则必须穿铁鞋,单体支柱初撑力不低于90KN(11.5MPa)。
15、铰接顶梁之间要用马钉联好,并保持平直。巷道超前支护的支护净高不得低于1.6m,单体支柱活柱行程不得小于200mm。二、工作面端头支护工作面上、下端头采用四对木支护进行支护,梁长2.0m,一梁三柱,对距0.8m,棚距0.3m,偏差不大于50mm,成对使用,交替迈步前移,步距1.2m。第一架大棚距正巷超前支护的距离不大于0.5m。三、支护材料的使用数量和存放管理1、按工作面正常使用量的10准备备用支护材料,备用支护材料存放在距工作面30100m之间,材料应放置在无淤泥、无积水、无淋水、顶板完好的地方,距轨道距离不少于0.5m,且有1.0m以上宽度的人行道和必需的运输通道。2、材料分类摆放整齐,实行
16、挂牌管理,并由专人负责。3、为搞好柱、梁的管理工作,防止丢失。表8 工程质量规定表项目小项名称单位质量规定标准备 注基本支架排 距m0.80.05柱 距m0.650.05端面距m不大于0.3特殊支架上下端头大棚数量架各8架对距m0.9棚距m0.3钢梁长m2.8木垛规格m1.21.2上下出口超前支护m运输巷20材料道30上下出口压力增大时应加强支护,保证出口安全畅通。高 度m1.6宽 度m1.2柱 距m1.2回柱放顶最大控顶距m3.2最小控顶距m0.8回柱错距m15放顶步距m1.2第四章生产系统第一节运输系统一、运输设备及运输方式:采用人工装载,1吨矿车轨道运输方式。三、运煤路线-250北翼采煤
17、工作面-250水平C16北沿煤平巷-250m井底车场-124下山-124水平运输大巷主井地面。第二节通防与监控系统一、通风系统(一)风量计算1、按气象条件确定需要风量:Q采Q基本K采高K采面长K温3.21.50.71.160111221.8m3min式中:Q采采煤工作面需要风量,m3min Q基本工作面控顶距工作面实际采高工作面有效断面70适宜风速(不小于1.1ms) m3min K采高回采工作面采高调整系数,取1.0。 K采面长回采工作面长度调整系数,取1.0。 K温回采工作面温度调整系数,取1.0。2、按回采工作面回风流中瓦斯浓度计算:Q采100q瓦采K采通1000.0428 m3min式
18、中:Q采采煤工作面需要风量,m3min q瓦采回采工作面回风流中瓦斯的平均绝对涌出量,取0.04m3min K采通工作面瓦斯涌出不均衡通风系数,取2。3、按回采工作面回风流中二氧化碳浓度计算: Q采67qco2采K采通670.15220.1 m3min式中:Q采采煤工作面需要风量,m3min qco2采回采工作面回风流中co2的平均绝对涌出量,取0.15m3min K采通工作面二氧化碳涌出不均衡通风系数,取2。4、按回采工作面同时作业人数计算:Q采4N4936m3min(最多工作人员9人。) 式中:Q采采煤工作面需要风量,m3min N 回采工作面同时作业人数,取9人。5、按风速验算:按最低风
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