四川科技职工大学(论文题目)一采区设计

四川科技职工大学毕 业 论 文 论文题目： 泸州市威鑫煤业有限责任公司一采区设计指导老师：杨 刚 职 称： 采矿工程师 学生姓名：罗建忠 年 级 2006级威煤教学点 专 业： 安 全 技 术 管 理 二年六月三十日摘要 本设计开采+980m标高以上C19煤层，开采深度为+980+1100m，采区上山均布置在C25煤层底板1520m岩层中，通过石门揭穿各煤层，沿煤层走向布置工作面运输巷和工作面回风巷并沿煤层倾向贯通后形成回采工作面，以此形成完整的开采、通风、运输、排水等系统。采用走向长壁采煤法，投产为两个回采工作面。工作面采用后退式开采；单体液压支柱配金属铰接顶梁联合支护顶板，全部冒落法管理顶板。煤巷掘进工作面采用采用电动凿岩机或煤电钻掘进，岩石掘进工作面采用风动凿岩机掘进。 关键词 采区设计，巷道布置，开采方法。目 录第一章 前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4第二章 井田概况及地质特征. . . . . . . . . . . . . . . 5 第一节 井田概况. . . . . . . . . . . . . . . . . .5第二节 地质特征. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 第三章 一采区布置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6第一节 工作面生产能力计算 . . . . . . . . . . . . .6第二节 采区尺寸、开采顺序及方式 . . . . . . . . . . .8第三节 采区尺寸及巷道布置 . . . . . . . . . . . . . .8第四节 采区车场、装车点及硐室 . . . . . . . . . . . .11 第五节 巷道掘进. . . . . . . . . . . . . . . . . . .11第六节 采区运输、通风和排水. . . . . . . . . . . . . 13第四章 采煤方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14第一节 采煤方法的选择 . . . . . . . . . . . . . .14 第二节 工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型. . . . . 14 第三节 工作面支架与顶板管理方式. . . . . . . . . .14 第四节 主要经济指标. . . . . . . . . . . . . . . .14第一章 前 言一、编制设计的依据 1.四川省威远煤矿叙永二井矿区范围占有储量说明书、四川省叙永县川南煤田古叙矿区沈家山井田勘探（精查）地质报告； 2.煤矿安全规程及相关规定； 3.其它相关法律、法规；二、设计指导思想 结合矿井生产实际情况，尽量采用相适应的技术、工艺、设备，做到布局合理、系统完善、环节畅通，达到正规、安全、稳定生产。以达到安全好，投入少，产出多，获取最佳效益的目的。3、 设计简况本采区开采+980m标高以上C19、C20、C24下等三煤层，开采深度为+980+1100m，各煤层均为缓倾斜薄煤层，煤层赋存条件较好，储量稳定可靠，开采技术条件相对比较简单。采区上山均布置在C25煤层底板1520m岩层中，通过石门揭穿各煤层，沿煤层走向布置工作面运输巷和工作面回风巷并沿煤层倾向贯通后形成回采工作面，以此形成完整的开采、通风、运输、排水等系统。采用走向长壁采煤法，投产为两个回采工作面。工作面采用后退式开采；工作面采用MG100-TP型薄煤层采煤机落煤；SGD-420/22型刮板输送机运输；单体液压支柱配金属铰接顶梁联合支护顶板，全部冒落法管理顶板。煤巷掘进工作面采用采用电动凿岩机或煤电钻掘进，岩石掘进工作面采用风动凿岩机掘进。 四、存在的问题及建议1.地质报告提供的各煤层瓦斯涌出量和煤尘爆炸性资料，系根据相邻生产矿井四川省叙永煤矿的鉴定资料所得；由于目前本矿井范围内各煤层尚未揭露，应尽快组织矿井瓦斯等级和煤尘爆炸危险性以及自然发火性鉴定。2.根据四川省叙永煤矿的开采情况看，矿井内溶洞比较发育，井下茅口灰岩为富含水层，在生产过程中一定要探明其具体位置，并采取措施，保证安全生产。3.由于本矿为高瓦斯矿井，且井下构造相对较复杂，矿井在开采期间遇断层、裂隙等处可能瓦斯问题难以解决。4.由于是跨越式开采，巷道的维护存在一定的难度。第二章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、交通位置矿区位于叙永、古蔺两县交界部位，行政区划隶属叙永县震东、三合乡和古蔺县乌龙、大寨乡。地理坐标：东经105o3309105o3652，北纬28o042128o0749。矿区靠近321国道（川云公路）和大（方）纳（溪）公路，往南可达贵州、云南等省，往北直通泸州、隆昌等地，与长江航道和成渝铁路相接。隆（昌）黄（桶）铁路的隆（昌）泸（州）段已建成通车，隆（昌）纳（溪）高速公路也已经已建成通车。矿井位于叙永县城145方向，距叙永县城直距21km，距大纳二级公路5km，矿井属叙永县震东乡高村所辖。第二节 地质特征矿区位于四川盆地与云贵高原过渡地带，按四川地貌分区属于川南山地。地势北高、南低，最高点为赵家营，海拔+1437.67m；最低点为南端的震东河谷，海拔+691m。相对高差一般200400m，最高达740多米，属于低中山高中山地形。矿山地貌因地层岩性不同而异，大致可分为两类：飞仙关组龙潭组地层出露区，山峦和沟谷相架，浑圆形山丘与脊状的长梁山脊，纵横罗列有序，山高谷深，地形陡峻，为构造剥蚀地形；而茅口组、栖霞组、嘉陵江组的碳酸盐地层出露区的山间平坝内，溶蚀洼地与溶蚀残丘、石笋、石芽、溶洞、漏斗十分发育，为典型的岩溶地貌景观。矿区内褶皱不发育，断裂稀少。构造对煤层影响不大，矿区构造类型为中等类型。矿区水文地质类型属简单型，矿区所处区域稳定性属较稳定型。一采区开采标高为+980m+1100m，开采C19、C20、C24下等煤层。各煤层平均厚0.511.35m，倾角1525o，属缓倾斜煤层群。根据邻近矿井四川省叙永煤矿开采的鉴定资料，本矿为高瓦斯矿井；除C25煤层为自然发火煤层外，其余均为不易自燃煤层；各煤层之煤尘均无爆炸性。总体来讲，本矿开采技术条件相对较简单，但灾害比较严重，在生产过程中一定要采取积极的措施，防止瓦斯等事故的发生。第三章 一采区布置 第一节 工作面生产能力计算该矿井投产后井型为210kt/a。根据矿井煤层赋存情况、开采技术条件和开采现状，形成工作面生产时，布置1个采区、2个工作面达到210kt/a设计生产能力。根据煤层赋存情况，本着减少井巷工程量、节省投资、缩短工期和使矿井快出煤、早达产的原则，设计在一采区C 19煤层中布置2个普采工作面开采。详见矿井开拓方式平面图C1496-109-1；采区巷道布置及机械设备配备平面图C1496-163-1。形成工作面生产时，布置2个回采工作面保证210kt/a设计生产能力。A采=LMLrCA采1191 =nLMLrC=11000.6310001.400.9710-3=86kt/aA采1192 =nLMLrC=11000.9010001.400.9710-3=122kt/aA采= A采1191+A采1192=86+122=208kt/a式中：n 工作面个数；L 面斜长，m； M 煤层平均厚度，m； L工作面年推进长度，m； r煤层容重，t/m3； C工作面回采率；考虑3的掘进出煤，矿井移交生产时的生产能力为： A1.03A采 1.03208214kt/a根据计算，2个回采工作面能够达到210kt/a的矿井设计生产能力。主要设计参数为，工作面总长200m，平均长100m，年推进度1000m。第二节 采区尺寸、开采顺序及方式一、采区尺寸根据地质条件等情况，一采区设计开采标高为+980m+1100m，采区倾斜宽度约450m，走向长度约1800m，详见采区巷道布置及机械设备配备平面图C1496-163-1。二、开采顺序设计一采区投产，共布置2个工作面回采。各水平间采用自上而下开采，即先采+980m水平，然后开采+850m水平。各煤层间采用“先上后下”开采；三、回采方式根据矿井煤层赋存情况，C19煤层为薄极薄煤层，平均厚度0.58m，设计采用目前较为成熟的薄煤层采煤机机组对其进行开采，提高机械化程度，以提高单产。回采工作面采用MG100-TP型单滚筒采煤机（功率100kw，电压660v）落煤，配套刮板输送机为SGD-420/22型（功率22kw，电压660v）运煤。第三节 采区尺寸及巷道布置一、采区上山布置1.本采区开采薄煤层近距离煤层群，各煤层顶板为细砂岩、砂质泥岩、粉砂岩，采煤后庚即来压，极易冒顶；底板为灰色粘土岩，遇水易膨胀和底鼓。基于上述煤层情况，并结合类似矿区生产经验，采区布置设计推荐采用集中联合布置。根据煤层赋存情况，设计就上山布置方式提出两种方案进行对比，即方案：各上山平行于煤层沿C25底板以下1520m布置；方案：各上山穿层布置。现对两方案进行对比分析，由于矿井范围内各煤层顶底板均为泥岩或粘土岩，且各煤层为近距离煤层群，可将各煤层连同其顶底板视为一破碎岩体，其厚度约为25m左右。若为穿层布置，上山倾角按25o计，则将约有179m上山巷道布置在这一破碎岩体里，将近1/2上山部分在破碎带里，施工难度大，且在生产期间维护相当困难。其次，若为穿层布置，虽各中部车场石门较短，但上下石门增长，总体工程量大，多数石门穿煤层，难于维护。综合分析，设计将轨道上山、回风上山、行人上山、运输上山等平行于煤层集中布置在煤系地层C25煤层底板以下1520的茅口灰岩中，从上山利用各区段的轨道石门、回风石门揭穿各煤层，布置顺槽，形成回采工作面开采。既可以减少上山数、上山之间的联系巷道，节省初期工程量省，又利于矿井施工建设。但若实际揭露的煤层顶底板岩层的岩性变化较大，各条上山的布置层位应作因地制宜地调整。2.从有利于生产安全、便于管理出发，设计以运输单一化，采区内人员升降、材料设备的升降、煤炭运输各自分开作为采区上山布置的原则，人员升降采用架空人车。以该原则，对于投产采区上山的条数，设计认为布置四条上山（轨道上山、回风上山、行人上山、运输上山）是可行的，满足煤矿安全规程要求。3、为有利于巷道维护和安全，设计考虑在行人上山、运输上山、回风上山、轨道上山之间根据实际情况留安全煤柱。二、各上山简述1.一采区运输上山采区运输上山主要担负采区的煤炭运输、辅助进风任务。上部通过溜煤眼与运输石门和回采工作面运输顺槽相连，下部通过采区煤仓与+980m水平运输大巷相连。采区运输上山倾角为12，斜长284m。2.一采区回风上山采区回采区风上山担负采区的回风任务，通过回风石门与回采工作面回风顺槽、轨道上山上车场相连。采区回风上山倾角为17，总斜长334m。 3.一采区轨道上山一采区轨道上山主要担负矿井的矸石、材料设备运输及部分进风任务。轨道上山通过中部车场和石门与回采工作面运输顺槽相接。采区轨道上山倾角为1820，连同上下车场总长382m。4.一采区行人上山采区行人上山主要担负采区的部分进风、行人任务，安设架空乘人器。通过行人联络巷与轨道石门和工作面运输巷连。采区行人运输上山倾角为1720，斜长365。三、顺槽布置为提高煤炭回收率，减少采区巷道的岩石工程量，工作面运输巷、工作面轨道巷、工作面回风巷均沿煤层掘进，顺槽断面为梯形（详见巷道断面图册）。利用工作面运输巷安设可伸缩带式输送机，担负工作面的煤炭运输、行人和部分进风任务；利用工作面轨道巷铺设15kg/m钢轨，担负工作面的材料、设备等运输和主要进风任务；利用工作面回风巷担负回采工作面的回风任务，并兼作安全出口。矿井为高瓦斯，但其顶底板条件较差，多为泥岩或粘土岩，难于维护，设计运输顺槽采用双顺槽布置，即将工作面运输巷和工作面轨道巷分列平行布置，其间留设810m煤柱，使上区段的工作面轨道巷用做下区段的工作面回风巷。如果实际揭露煤层顶底板条件较好时，则可采用“机轨合一”布置，将胶带运输机和钢轨同时敷设在一条断面较大顺槽即工作面运输巷里，并采用沿空留巷或沿空掘巷等形式加以维护，用作下区段的回风用，以减少煤柱损失。第四节 采区车场、装车点及硐室1.在工作面材料巷设有材料车场。2.在行人运输上山下端设有装车场，并设有空重车线。3.在采区轨道上山上下设有采区上车场和采区下车场，在采区轨道上山与各区段巷连接处设有采区中部甩车场。4.在采区轨道上山上部设有绞车硐室，并在采区下端设有采区变电所，采区变电所满足采区机电设备供电的需要。第五节 巷道掘进一、巷道断面和支护形式巷道断面根据各巷道围岩性质、服务年限、运输、行人、通风等因素综合考虑确定。各上山巷道岩巷采用喷浆方式支护；工作面回风巷以及工作面运输巷等为矩形，采用金属支架支护。详见巷道断面图册C1496-122。二、巷道掘进进度指标根据规范及实际情况，确定巷道掘进进度指标如下：岩石平巷 120m/月岩石斜巷 100m/月半煤岩平巷 140m/月半煤岩斜巷 120m/月煤巷 150m/月三、掘进工作面个数、掘进机械设备配备采区投产时，共布置两个回采工作面，两个掘进工作面，掘进工作面均为半煤岩巷掘进工作面。各掘进工作面配备1台YD-2A型电动凿岩机，1台MZS-12A型煤电钻，2辆矿车，1台YBT-11型局部通风机。后期当掘进主要大巷岩石掘进工作面时，则采用7655型风动凿岩机掘进。详见采区巷道布置及机械设备配备平面图C1496-163-1。四、采掘比例关系和矸石率预计矿井达产时，共布置2个回采工作面回采和2个掘进工作面掘进。预计矿井掘进出矸率为15%。五、巷道工程量井巷工程量汇总井巷工程量汇总表序号巷道类别井 巷硐 室合 计长度(m)体积(m3)长度(m)体积(m3)长度(m)体积(m3)1一采区710347348302887133742123第六节 采区运输、通风和排水一、煤炭运输回采工作面出煤经工作面运输平巷、区段运输石门运至溜煤眼，由采区运输上山带式输送机运至采区煤仓，然后经+980m水平运输大巷带式输送机运至集中运输上山溜煤眼，经集中运输上山带式输送机运至下部煤仓后，在+850m装车场装车，然后由蓄电池机车牵引外运。二、矸石运输采区矸石矿车经采区提升绞车由轨道上山下放至下部车场，由蓄电池机车牵引至集中轨道上山上车场，然后下放至+850m水平外运。三、辅助运输各采掘工作面所需材料和设备先由采区提升绞车提升至车场，由人工推车运至工作面。四、采区通风回采工作面和掘进工作面均为独立通风。但该矿为高瓦斯矿井，在生产中要时刻注意监测瓦斯浓度，严格将其控制在允许范围内。五、采区排水采区内各水平巷道均布置有向井口倾斜35坡度的水沟，采区涌水由巷道水沟自流排出。第四章 采煤方法第一节 采煤方法的选择该采区有可采煤层三层，分别为C19、C20、C24下煤层，各煤层间间距小，倾角1425，为近距离缓倾斜煤层群。C19煤层：俗称“大白煤”，位于含煤岩系中下部，上距C17下煤层平均2.98m。该煤层结构简单，不含夹矸，厚0.131.01m，平均0.58m。C20煤层：全区大部分可采，俗称“小白煤”，位于含煤岩系下部，上距C19煤层平均5.76m。煤层结构简单，厚01.35m，平均0.78m。C24下煤层：俗称“三层炭”，全区大部分可采，位于含煤岩系下部，上距C20煤层平均9.09m。煤层结构多数复杂，少数简单，厚0.121.35m，平均0.71m，含矸石13层，一般2层，夹矸厚00.32m。矿井为高瓦斯矿井；除C25煤层为自然发火煤层外，其余均为不易自燃煤层；所采各煤层之煤尘均无爆炸性。根据该矿井煤层开采技术条件，设计确定采用走向长壁采煤法。第二节 工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型根据矿井煤层赋存情况，由于C19煤层为极薄煤层，平均厚度0.58m，设计采用目前较为成熟的薄煤层采煤机机组对起进行开采，提高机械化程度，以提高单产。设计一采区开采C19煤层，回采工作面采用MG100-TP型单滚筒采煤机（功率100kw，电压660v）落煤，配套刮板输送机为SGD-420/22型（功率22kw，电压660v）运煤。第三节 工作面支架与顶板管理方式一、C19煤层厚0.131.01m，一采区南翼平均厚0.58m，北翼平均厚0.90m；煤层顶板为细砂岩、砂质泥岩、粉砂岩。根据C19煤层赋存情况，回采工作面选用DZ12-30/10