采区的巷道布置以及采煤工艺的设计计划书

0 采区的巷道布置以及采煤工艺的设计 计划书 第一章 采（盘）区或带区巷道布置 第一节 采（盘）区或带区概况 第二节 采（盘）区或带区储量与服务年限 1. 采区（盘区）或带区生产能力， 150万吨 /年 设计可采储量 采区工业储量，万 t； H 采区倾斜长度， 1150m； L 采区走向长度， 2400m； M 煤的厚度， 煤的容重， m； 1150 2400 t 2150 2400 t t )( 式中： 设计可采储量 , 万 t； 工业储量，万 t； P 永久煤柱损失量，万 t； C 采区采出率，厚煤层可取 75%，中厚煤层取 80%，薄煤层 85%。 分别取左右边界煤柱各 5m，上部防水煤柱与下部护巷煤柱各 30m，中部留 60 1 1P =2330 4 5+2400 30 2 090 5 2 090 60 t 2P =2400 30 2+(11502) (20 2+50) t 80%= t 75%= t t ）区或带区的服务年限 k式中： T 采区服务年限， a; A 采区生产能力， 150万 t； 设计可采储量， t； K 储量备用系数 ，取 0 2 6 4 5 6 取 T=13年 )( 式中： C 采区回采率， % ； 煤层的工业储量，万 t ； P 煤层的永久煤柱损失，万 t； 对于 2#煤层 : %80% 5 5/)0 1 5 5 . 8(/)(1111 #煤层 : %75% 5 2/)8 8 5 2(/)(2222 #、 3#均满足采区回采要求。 2 第三节 采区或带区内的再划分 一、确定工作面长度 煤层左右边界各有 20m 的边界煤柱，上部留 30m 防水煤柱，下部留 30m 护巷煤柱。因为该矿地质构造简单，煤层附存条件较好，瓦斯涌出量小，另外现代工作面长度有加长趋势，且采煤工艺选取的是较先进的综采。结合我国实际情况以及考虑到设备选型及技术方面的因素，综采工作面长度一般为 150 240m，巷道宽度为 4m 采区选取 采区生产能力为 150万 t/a，一个中厚煤层的一个工作面便可以满足生产要求。采用沿空掘巷方式 ,巷道间留较小煤柱，取 5米。 采煤工作面长度为： 2)1(2 21 式 中： 1L 工作面长度， m； 2L 区段平巷宽度， m； H 采区倾向长度， m； q 采区上下边界预留煤柱宽度， m； P 护 巷煤柱宽度， m； n 区段数目，个； 1L =115030(2 n/n (150,240) 因为 4.3n n=5，则 1L =205m。 二、确定采区内的区段数目或带区内的分带数目 三、确定采煤工作面生产能力 A/(T 式中 A 采区生产能力， 150万 t/a ； 工作面生产能力， t /天； T 每年正常工作日， 330天。 则： A/（ T =1500000/(330 = 、确定采（盘）区或带区内同采工作面数目及工作面接替顺序 3 20 N 工作面数目，个； H 采区倾向长度， m； S 边界煤柱宽度， m； L 工作面长度， m； 0L 区段回采巷道宽度， m； 带入数值得， 22011 50 ，所以工作面数目为 5个。 目前，煤炭企业生产系统向高产高效集中化生产的方向发展，新建大型化矿井均朝“一矿一井一面”的设计思想改革，提高工作面单产，用一个工作面的产量来保证整个矿井的设计生产能力。为适应现阶段煤炭行业的指导规范，本采区设计一个采煤工作面。其工作面接替顺序为左右两翼跳采方式。 工作面接替顺序图 对于 2#煤层： 1101 停 采 线 50m 1102 1103 1104 1105 1106 1107 1108 1109 1110 1101 1102 1103 1104 1105 1106 1107 1108 1109 1110 对于 3#煤层： 2101 停 采 线 50m 2102 2103 2104 2105 2106 2107 2108 2109 2110 4 2101 2102 2103 2104 2105 2106 2107 2108 2109 2110 对于 3101 停 采 线 60m 3102 3103 3104 3105 3106 3107 3108 3109 3110 3101 3102 3103 3104 3105 3106 3107 3108 3109 3110 注：箭头表示回采工作面的接替顺序。 第四节 确定采（盘）区或带区内准备巷道布置及生产系统 一、根据设计题目条件，完善开拓巷道 为了缩短采区准备时间并提高经济效益，根据所给地质条件， 在第一开采水平中，把为该采区服务的运输大巷和回风大巷均布置在 3#煤层底板下方 15 二、确定采（盘）区或带区巷道布置系统 布置方案分析比较 首先确定回采巷道布置方式，由于地质构造简单，无断层 ,煤层赋存条件好，瓦斯涌出量较小，无自然发火倾向 ,2#煤层 直接顶为砂页岩， 3#煤层直接顶为较厚的页岩 。同时为减少煤柱损失，提高采出率，降低巷道维护费用等，采用沿空掘巷的方式。因此采用工作面布置图（见下文）所示工作面接替顺序，就能弥补沿空掘巷时工作面接替复杂的缺点。 根据相关情况初步制定以下两个 采区上山 布置 方案进行比较： 方案一： 两条 岩石上山 将两条上山都布置在 3#煤层底板岩石中，轨道上山布置在距离底板 10m 处，运输上山布置在距离底板 15两上山分别联结两翼的区段，平巷不交叉。 其布置特点为，岩石工程量大，掘进费用高，联络石门长。但维护条件好，维护费用低，有利于通风，运输能力大。 - 方案二：一岩一煤上山 将两条上山分别布置在 3#煤层的底板和煤层中，运输上山布置在距离 3#底板 105 轨道上山布置在 3#煤层中。这样节省了一条岩石上山，相对减少了岩石工程量。但轨道上山不易维护，维护费用高，需要 保护煤柱。 技术经济比较： 掘进费用表 工程名称 方案 方案一 方案二 单价 (元 ) 工程量 费用 (万元 ) 单价 (元 ) 工程量 费用 (万元 ) 上山 (m) 1578 1100 2 578 1284 1100 1100 络巷 (m) 1152 20 4 152 20 4 计 2730 护费用表 工程名称 方案 方案一 方案二 单价(元 ) 工程量 费用 (万元 ) 单价(元 ) 工程量 费用 (万元 ) 上山 (m) 40 1100 2 22 0 90 1100 22 1100 22 络巷 (m) 80 20 4 22 0 20 4 22 计 护费用表 工程名称 方案 方案一 方案二 单价(元 ) 工程量 费用 (万元 ) 单价(元 ) 工程量 费用 (万元 ) 上山 (m) 40 1100 2 22 0 90 1100 22 1100 22 6 联络巷 (m) 80 20 4 22 0 20 4 22 计 用汇总表 总费用 方案 方案一 方案二 掘进 (万元 ) 护 (万元 ) 巷辅助费 (万元 ) 计 (万元 ) 者费用相差不大，经济上认为两者相同。 综合其他因素，选择双岩巷上山采区联合布置方式，巷道布置情况 见采区巷道平面图、剖面图。 三、确定工作面回采巷道布置方式 由于 采区内煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，各煤层瓦斯涌出量较低。结合 综放面特点，故采用双沿空掘巷掘进方式。但由于巷道断面较大，要求采用强度较高的支护材料。 四、工作面推进位置的确定 在采区布置平面图内、工作面布置及推进到的位置应以达到采区设计生产能力为准，工作面应推进到距上山 20m 停采线位置处，即为避开 采掘超前影响 而留设的护巷煤柱处。 五、带区内相邻两工作面交替期间同时生产的通风系统 采区通风路线 : 新风从阶段运输大巷 采区主石门采区下部车厂轨道上山中部甩车场区段运输平巷采煤工作面区段回风平巷回风石门阶段回风大巷。 六、采区上部和下部车场选型 (1)考虑到采用采区上部平车场有车辆运行顺当、调车方便等优点，确定采用上部平车场。 (2)由于采区生产能力大，故下部车场选用大巷装车式下部车场，装车站采用折返式 调车。辅助提升下部车厂采用底板绕道式。 7 第五节 采区中部甩车场线路设计 一、大巷（双轨），采区轨道上山（单轨），区段石门（单轨），均为 600 距。 二、轨道上山作辅助提升时，一次提升 一吨矿车 3 个 。 三、 中部车场线路平面图 四、采区装车站及材料上山布置。 第二章 采煤工艺设计 第一节 采煤工艺方式的确定 一、采煤工艺选取 选取 3#煤层为对象，进行采煤工艺设计。由于 3#煤层厚度为 6米，属于厚煤层，结构简单，无断层，瓦斯涌出量较低，故可用综合机械化采煤工艺，进行综采放顶煤开采。 二、综采工作面的设备选用国产设备。 三、采煤与装煤 （一）确定落煤方式 采用综合机械化放顶煤开采，双滚筒采煤机直接落煤装煤。 （二）确定截深 211 0L 式 中： L 日推进度， m/天； 0A 工作面设计生产能力， t/天 ； 1L 工作面长度， m； 1h 采煤机割煤高度， m； 2h 放煤高度， m； 顶煤放出率 ,取 工作面采出率 ,对于厚煤层取 8 煤的容重 ,t/ 3m ; 而 A/(330 1500000/363=t/天 将数据带入可得 : 5 3 2L m 选择滚筒截深 600进 6刀 ,采用“四六工作制”，即三采一准的工作制度。 (三 )确定进刀方式 为提高煤炭采出率，选取端部斜切进刀方式，如图所示： A( a )( b )( c )( d )(四 )采放比：割煤高度为 采放比为 (1 2。 (五 )确定放顶步距 为使放出范围内得顶煤能充分破碎松散，提高采出率，降低含矸率，此工作面放顶步距选用“两采一放”，即 割两刀放一次顶煤。据采矿工程设计手册，一般情况下，当采用小截深 (，割两刀放一次顶煤，放煤步距为 2倍的采煤机截深，则放顶步距 2= (六 )确定放煤方式 选用单轮，间隔，多口放煤。实践证明，这种方式丢煤少，混矸少，又易于实高产高效，是一种较好的放煤方式。 9 四、运煤 (一 )工作面采用可弯曲刮板输送机运煤，运输大巷采用 3吨底卸式矿车运煤。 刮板输送机参数 刮板输送机型号 50C 电动机型号 90 适用条件 倾缓斜工作面 电机功率 2 90厂长度 200米 电机电压 1140V 运输能力 250吨 /h 总质量 刮板链形式 双边链 制造厂 郑煤机 装载机参数 五、支护 （一）液压支架参数 （二） 支护方式 由于 顶煤厚度较小，选用及时支护。 转载机型号 动机型号 160 适用条件 中厚煤层 电机功率 300厂长度 50 电机电压 1200V 运输能力 1200吨 /h 总质量 27吨 刮板链形 式 中双链 制造厂 郑煤机 型号 6/28 中心距 1500式 支撑掩护式 外形尺寸 4470 1430 1600煤形式 低位放煤 支护强度 煤方式 双输送机运输 适应煤层倾角 25 高度 液泵压 作阻力 4315 架重量 撑力 3922 计单位 北京开采研究所 10 （三）移架方式 因为此采区顶板不稳定，所以选用单架依次顺序式的移架方式。这种方式容易保证移架和支护质量，操作简单，但是移架得速度慢，适用于顶板不稳定的采煤工作面。 （四）确定端头支架 根据工作面条件，选用工作面液压支架支护端头。 （五）确定超前支护方式和距离 由于采用综采开采，支撑压力分布范围为 20 30米，峰值点距煤壁前方 5以超前支护的距离为 20米。选用单体支柱和金属铰接顶梁支护。铰接顶梁的长度为 1000 （六）支架高度与强度校 核 在实际使用中，一般所选用的支架的最大结构高度比采高大 200小高度比 最小采高 小 200 300 已知所选用得支架 6/28的最大结构高度为 高为 有 1=00200足要求； 2=00200足要求； 故所选支架高度满足工作要求。 强度校核公式如下： P=k 10中： P 顶板对支架的作用力， k 顶板高度系数，一般取 4 8，取 k=6； 工作面采高， m； 岩石密度 , kg/ 将各参数值代入则有： P=6 10于 护强度 )，因此支架选型满足工作要 求。 (八 )确定工作面支架的数量 11 由于端头支架中心距 道宽度 所需端头支架数量为： 2/ 架； 即需要 6架端头支架。 工作面所需支架数量为： 05/ ,取 37架； 则一个工作面共需要液压支架的数量为： N=2=6+137=143 架。 (九 )采空区处理 一般采用全部跨落法处理采空区。 第二节 工作面合理长度确定 一、煤层地质条件 该采区上山阶段煤层埋藏稳定，地质构造简单，无断层煤层 瓦斯涌出量低， 2#和 3#煤层属简单结构煤层。一般综采工作面取 150 240m，由于采区的地质条件好，故工作面可适当取长一些，约 200m。 二、工作面生产能力 工作面设计生产能力为 150万吨 /年，正规循环采用每天进 6刀，两采一放。每刀进600个工作面就可满足采区设计生产力要求。 三、运输设备及管理水平 采区工作面生产所选用的设备均为国内先进的生产设备，工作面选用 200m 的刮板输送机能满足工作面的运输要求。 四、顶板管理及通风能力 该采区顶板较稳定，两采一放，采用及时支护，可有效控制顶板 冒落等不安全因素，采用全部垮落发处理采空区，如长距离顶板不垮落，可采用人工强制放顶的方法处理顶板问题。 另外，工作面的瓦斯涌出量较低，通风问题能够解决。 五、经济合理的工作面长度 工作面的合理长度、地质因素和技术因素的关系十分密切，直接影响工作面的生产效率，现在煤矿都向 “一矿一井一面”的高产高效集中化方向发展，一个工作面就可满足 12 采区，甚至是一个矿井的设计生产能力需要。合理的工作面长度不仅生产成本低，而且易管理，可以加快工作面的推进速度，减少巷道的维护时间，降低回采成本，以达到最优的技术经济效益。 第三 节 采煤工作面循环作业图表的编制 一、工作面布置层面图 (见图纸 )、循环作业图表 二、劳动组织表 序 号 工 种 夜班 早班 中班 检修班 合 计 1 班长 2 2 2 2 8 2 采煤机司机 2 2 2 3 9 3 输送机司机 1 1 1 1 4 4 转载机司机 1 1 1 1 4 5 胶带机司机 2 2 2 6 12 6 移架工 2 2 2 2 8 7 端头工 4 4 4 4 16 8 超前支护工 4 4 4 0 12 13 9 跟班电工 1 1 1 2 5 10 安全质 量员 1 1 1 1 4 11 跟班机修工 2 2 2 5 11 12 放煤工 2 2 2 0 6 13 泵站工 1 1 1 2 5 14 送饭工 1 1 1 1 4 合 计 26 26 26 30 108 三、技术经济指标表 序 号 项 目 单 位 数 量 备 注 1 煤层厚度 m 2 煤层倾角 3 平均采高