毕业设计煤矿巷道设计与施工

河北XX职业技术学院毕业设计（论文）系部：05矿建专业班级：矿物资源姓名：XX2007年12月30日毕业设计任务书专业班级：05矿物资源姓名：XX设计题目：XX矿一水平六采区设计条件及要求：按区域地质说明书给定条件进行采区苍道布置方案设计，7煤层回采工艺设计，通风、运输及主要设备选型。设计图纸：采区巷道布置平、剖面图采煤方法图设计时间：自2007年9月1日至2007年12月30日设计指导人：专业科主任：年月日目录第一章采区地质情况………………（1）第二章采区储量与生产能力………（4）第三章采区方案设计………………（7）第四章采区生产系统……………（15）第五章回采工艺………………（16）第六章采区施工设计………………（23）第七章安全技术措施………………（24）第八章采区经济指标……………（27）第一章采区地质情况采区位置：XX矿西翼六采区，位于井田第一水平，－600m以上，－344m以下，西以六、九采区技术边界线为分界，东部以五、六采区技术边界线为界，走向长度为2600米。倾斜长度平均为670米。六采区有7槽、8槽、9槽和12槽四个可采煤层，地表地层较为平坦，标高为15.36米左右，沙河虽在本地区地表流过，但有较厚的沉积岩阻隔，对井下基本无影响。区域各煤层开采后，将会波及地表，村庄、农田、林木、沙河、钢铁厂、水泥厂，及时采取措施。煤层及顶底板性质：见附表1－1，采区煤层特殊表地质构造该区位于XX井田中部单斜区内，煤层走向及倾角较稳定，地质构造简单。深部由地面钻孔揭露F19、F20两条张性正断层，落差均小于10米。钱补3、钱19、钱5三孔揭露有火成岩侵入，岩性为辉绿岩。钱补3孔火成岩见于冲积层内，厚约30米；钱19孔、钱5孔火成岩厚度为0.32米和0.10米，侵入于煤7顶板。目前分析，侵入的火成岩形态为岩墙状，对生产有一定影响，顺煤层侵入也有岩床的可能，有待今后采掘开工程进一步查清。采区煤层特特征表表表1－1煤层名称煤层厚层间距倾角走向倾向硬度(f)容重围岩情况煤层结构及稳定性最大－最小可采厚顶板底板平均7s0.97～5.11716°N68.5°EN21.5°W1.51.4泥岩粉砂岩复杂结构较稳定3.528s0.67～2.66716°1.01.4粉砂岩粉砂岩单一结构较稳定1.889s0.66～2.99216°1.01.4泥岩炭质泥岩单一结构较稳定2.0212s-10.55～5.44717°1.01.3腐泥质粘土岩粉砂岩单一结构不稳定2.52备注：本区域为低低瓦斯区域，其其煤尘爆炸指指数在30％以上，属属于有煤尘爆爆炸危险的采采区，12煤层有自然然发火现象，一一般自然发火火期为8――12个月，应考考虑防火和灭灭火。水文地质本区从构造造上及勘探时时期水文地质质资料分析，水水文地质条件件比较简单，但但勘探时期水水文地质资料料很少，又是是一个新的开开发区。预计计涌水量4..05（m3/miin）。因而对水文文工作不可忽忽视，应加强强资料的收集集、分析研究究，预防水患患。本区对煤层开采有有直接影响的的含水层有煤煤5顶板砂岩裂裂隙含水层，煤7顶板砂岩裂隙含水层，煤12-14砂岩裂隙含水层。冲积层含水层覆盖在煤系地层之上，主要是顺层补给，垂直补给很弱。奥灰岩溶裂隙含水层现藏在煤12以下170-180米，对煤层开采一般影响不大。当遇到大的断层或导水陷落柱时，将对矿井安全生产有一定威胁。各种影响回采的地质因素分析1、预测本区内属I级沼气，II级二氧化碳，位于井田的低沼区内。2、积存煤尘爆炸指数为30%左右，具有爆炸危险，应高度重视。3、12-1煤层有自燃发火倾向，应加强通用和回采工作面煤层注水工作。4、本区内地温由浅水深呈逐渐增高趋势，一般为20°左右，深部可达26°。5、地压：15-20t/m2。第二章采区储量与生产能力一、采区储量因本煤层赋存条件稳定，形状较规则，所以采区储量是根据提供的资料、图纸直接测得各煤层走向长度、倾斜长度及平均煤层厚度计算出来的。采区工业储量工业储量单位：万吨项目煤层平均走向长度平均倾斜长度平均煤厚煤层容重工业储量mmmt/m2Q=S*m*d7s26006703.521.4858.08s26006701.881.44589s26006702.021.449212s26006702.521.4614.5总计2422.5式中：Q-----工业储量S――采区面积M―――煤层厚度d―――煤层容重采区可采储量第六采区煤柱损失包括60米冲积层防水煤柱，其它地方可不留煤柱。可采储量：Z＝（Zc-P）*C1采区回收率：C1＝(Z/Zc)*100%落煤损失：Cˊ=Zc-Z-P式中：Z――可采储量Zc――工业储量P――煤柱损失C1—工作面回采率，薄煤层为97％，中厚煤层为95％，厚煤层为93％C1ˊ－―煤层回采率薄煤层为85％，中厚煤层为80％，厚煤层为75％二、生产能力本采区内地质条件较简单，储量大，采用专用皮带巷运煤，各环节通过能力大，运输能力大，故六采区生产能力为：采煤工作面日生产能力为:A01＝L1V0MΎC0=180*8*0.5*3.5*1.4*93%=3281(t)采区生产能力为：AB＝K1K2∑A0＝1.1×0.95×3245×300＝102.8（万吨）式中：L――采煤工作面长度，mV0---工作面日推进度，m/dM----煤层厚度或采高，mΎ----煤层容重，t/m3C0----工作面采出率，0.93～0.97AB――工作面生产能力，万吨/年K1----采区掘进出煤系数，取1.1左右K2―――工作面间出煤影响系数，n=2时取，0.95,n=3时取0.9三、服务年限：T＝Z/A=2101.5/102.8≈20年式中：T――采区服务年限Z――－采区可采储量A――采区生产能力可采储量表2－1 煤层项目7S8S9S12S合计采区边界煤柱走向2×102×102×102×10倾向670670670670损失734519两巷间煤柱走向4×104×104×104×10倾向670670670670损失1377936煤柱损失2011111456工作面采出率（％％）93959595煤层回采率（％）95808080落煤损失量135105113134可采储量818437470558.52283.5注：采区边界煤柱柱、两斜巷间间煤柱为：走走向长度×倾斜长度×煤厚×容重采区采出率＝22283.5//2422..5×1000％＝94.26＞80％（中厚煤煤层）所以，计算合理第三章采区方案设计采煤方法的选择六采区煤层赋存稳定，地质构造简单，煤层倾角为16°，为近水平煤层，储量较大，XX矿又是特大型综合性矿井，适合机械化回采工艺，工作面为带区内后退式布置，采煤方法为倾斜长壁仰斜开采，顶板处理为全部垮落法。采区巷道布置采区设计方案的选择及采区参数的确定本采区共有四个可采煤层，均很稳定，地质构造简单，为减少开拓工程量，降低掘进率，做到生产集中，便于管理，适应综合机械化采煤的要求，本采区采取带区式布置，在12S煤层底板开掘一条机轨合一的运输大巷，采区石门沿煤层倾斜方向穿过12S9S8s煤，掘至7S煤，沿倾斜布置分带运输斜巷及分带回风斜巷。根据该采区的地质条件，煤层赋存条件情况和本矿的机械化生产程度及技术条件，本着能够满足采区生产能力，有利于先进设备和切实可行的先进技术的使用以及工程量小、掘进费用低、投产快、巷道维护费用低，工人做业环境好、便于集中生产管理等方面因素，经过分析，提出以下两个技术上可行的采区巷道布置方案。（见附图）方案一：在采区中央的12S－1煤层底板岩石中开掘一条轨道上山，与上部回风大巷相连，作为六采区专用回风巷，上部用一条平石门与各煤层联系，其作用主要用于上部的运料和回风，中部用一条平石门与各煤层联系，主要用于中部运料回风，下部用一条平石门与各煤层联系，其作用主要用于下部的运料和回风，在采区中央布置两条平石门，其一为运煤平石门，安装一条1.2m的强力皮带与采区各煤层用溜煤眼联系，另一条平石门为轨道平石门与各煤层联系，同时在各煤层中布置双上山系统，主要用于各煤层的进风和运煤。方案二：大联合布置方式在采区中央12S－1煤层底板岩石中开掘一条轨道上山和一条运输上山，由轨道上山和输送机上山各开掘5条倾角为了15°的斜石门与各煤层联系，轨道斜石门用于运料回风，皮带斜石门用于运煤和进风，石门与皮带山用溜煤眼联系，不设本煤层上山。方案一：平面布置图方案一：剖面图注：1－600东轨道大巷2――600东皮带大巷3－六采区集中回风上山4－－450回风大巷5－回风上山上部平石门6－回风上山中部平石门7－回风上山下部平石门8－风道9－运道10－煤层轨道上山11－煤层皮带上山12－运煤小川13－六采下部平石门方案二：平面布置图方案二：剖面布置图综合考虑六采区的生产条件，本着生产系统简单、通风可靠及能尽快形成生产能力等诸多因素，六采区的采区设计采用第一种方案进行。第四章采区生产系统采区系统煤的运输系统：各分带的煤由工作面→下运皮带9→7煤层皮带上山皮带11→7煤层运煤小川→六采下部运煤石门14→煤仓装车→－600西皮带大巷皮带2→井口下部煤仓。材料的运输系统：料或设备由运输大巷1→六采下部平石门13→7煤层见点小川→7煤层轨道上山10→71工作面风道8→工作面。采区通风系统：采区所需要新鲜风流由运输大巷1→六采下部平石门13→7煤层见点小川→7煤层轨道上山10（7煤层皮带上山11）→71工作面下运道9，清洗工作面后→71工作面风道8→六采集中上山上部斜石门5→六采集中上山4→－450回风大巷3。第五章回采工艺回采工艺的选择：根据该采区煤层赋存条件较好，7煤层为稳定的细沙岩，底板为粉沙岩顶底板较稳定的Ⅱ级顶板，煤层斜倾角为16°，煤层厚度为3.52米，为中厚煤层，适合一次采全高，采区走向长度为2600米，年推进度为900～1200米，决定采用综合机械化回采工艺，一次采全厚3.52米，用双滚筒采煤机割煤，用刮板输送机及胶带输送机运煤，液压支架支护工作面顶板。全部垮落法管理顶板。落煤截割方式：采用机械落煤，割煤机一次割两刀的方式。过程：采煤机由下而上，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，机后3～5米移支架，机后15－20米移溜，至工作面上切口，采煤机翻转挡煤板，调整前后滚筒高度，返向割煤，重复上述过程，往返一次进两刀。进刀方式：该采面工作面端部割三角煤斜切进刀方式。过程如5－1所示。双滚筒采煤机，前滚筒在上割顶煤，后滚筒在下割底煤，至岙端部，机后15米停止移溜，形式大约25米左右的弯曲段。翻转挡煤板，调整前滚筒高度，返向割煤，沿输送机弯曲段，滚筒逐渐切入煤壁，一直到线段为止，移端部输送机成直线，形成三角煤再次翻转挡煤板，调整滚筒高度，向端部运行，割三角煤。采煤机在端部再次翻转挡煤板，调整前后滚筒高度，返向割煤至斜切进刀位置，写成割三角煤斜切进刀过程。继续向前正常割煤。综采面斜切进刀，要求运输及回风巷有足够宽度，工作面输送机头（尾）尽量伸入平巷内，以保证采煤机滚筒能割至平巷的内侧帮并尽量采用侧卸式机头煤层中部有硬夹矸时，可使用左螺旋的右滚筒，逆时针旋转，右滚筒则为右螺旋，顺时针旋转。运行中前滚筒割底煤，后滚筒割顶煤，在下部采空的情况下，中部硬夹矸容易被后滚筒破落下来。根据采区地质情况以及煤层赋存情况和采煤机的技术特点，选用MGTY-710采煤机螺旋滚筒截割落煤，滚筒截深0.8m。（附表5－1）装煤和运煤采煤机采下的煤由滚筒叶片装煤，剩下一部分浮煤利用输送机安装的铲煤板装载。采煤机装煤至工作面输送机，由工作面输送机运至分带斜巷皮带输送机上，转至石门皮带到运输大巷装车站。装煤运煤机械的选取工作面的倾角为16°，小于25°，所以回采工作面采用SGZ-800/800可弯曲刮板输送机配合采煤机进行运输，顺槽安装SZQ-730/75×2型桥式转载机，在工作面运输巷一侧将工作面的煤运出到带式输送机上，运输巷上安装SDJ－150型皮带运输机，皮带输送机头安装一部SZQ-730/75×2型桥式转载机将煤转运至7煤层运输上山的SDJ－150型皮带运输机上，其下部安装一部SZQ-730/75×2型桥式转载机至7煤层小井至六采下部运煤皮带至六采五井。移动变电站及乳化液泵站均设置在回风巷中，移动变电站为KSGZY-500/0.693型，乳化液泵配合采面支架采用MRB-400/31.5，数量为2台型。顶板管理工作面支架形式的选择根据该矿现有设备及地质条件和煤矿顶底板岩性，选择ZY4800-19/40型液压支架。支架布置的形式的确定顶板较稳定，截深和顶梁长度相同0.8米以下），用齐梁直线布置方式。综采工序配合方式的确定该工作面长度为180米，液压支架的间距为1.5米，工作面布置液压支架122组，工作面自移支架的移架方式为及时支护方式。采煤机割煤后，支架依次或分组立即瓣移支护顶板，输送机随移架逐步移向煤壁，推移步距为采煤机的截深。采煤工作面布置图注：1－液压支架，2－可移动刮板输送机。3－采煤机，4运道转载机，5－皮带，6－十字顶梁7－综合控制台，8－移动变电站9－泵站，10、11－回柱绞车采设备主要技术特征表采煤机型号生产能力（吨/小时）采高（米）滚筒直径（米）截深（米）牵引力（KN）牵引速度（米/分）牵引链规格（mm）装机功率（KW）牵引方式主要特征12002.3～4.520000.82040～7节距1.25930无链电牵引变频采煤机机电压1140v刮板运输机型号运输能力（吨/小时）出厂长度（米）刮板链速（米/分）规格（米）破断拉力（KN）电机型号功率（KW）转速（r.min）电压（v）中部槽尺寸mmSGZ-800//8002×400kW1700.92∮18*64850DSB-902×400kW147511401500*10000*2200掩护支架型号支架高度（米）支架间距（米）工作阻力（t）初撑力（t）支护强度（tn/m2）外形尺寸（mm）电压（v）对底板比压（Kgn/m2）11.54803805978*14116*23335114023.2工作面上下出口支护方式本采面采用十字铰接顶梁支护端头。控顶距的确定最大控顶距为：支架长度＋端面距＋滚筒截深＝5.9＋0.34＋0.68＝6.92米最小控顶距为：支架长度＋端面距＋5.9＋0.34＝6.24米6、巷道支护方式采区的运输大巷、回风大巷以及为整个采区服务的巷道采用锚喷支护，保证巷道的使用年限，分带运输斜巷及回风斜巷采用锚网或拱形棚进行支护，以便有利于正常回采，减少工程量。五、回采工作面的再生产技术管理1、循环方式：本采面采用一日多循环的方式，循环进度为0.6米，日循环为6刀，日进3.6米，，日产3619吨，（附图5－2）2、作业方式：采用两采一准，即六点班两点班采煤，十点班准备。3、劳动组织（见附表5－2）。因采用一日多循环的方式，故劳动组织采用综合工种分段作业的劳动组织形式，即将采面按长度划分为若干段，每段由一个采煤小组负责，小组内工人均为综合工种，共同完成该段内的所有工作。这种劳动组织形式有利于劳动力的搭接和培养一职网能，工人熟悉工作地点情况，有利于安全生产，适应于日进多刀的综采工作面。①①②③④⑤⑥⑦⑧割煤斜切进刀班末验收移架移溜六、技术经济指标（附表5－3）技术经济指标表5－3序号项目单位数据序号项目单位数据1工作面长m1809工作面个数个12平均煤厚m3.110工作面效率吨/工3煤层倾角度1611坑木消耗米3/万吨4容重吨/米21.412乳化液消耗Kg/万吨5作业方式两采一准13昼夜循环数个86日进度m414落煤方法滚筒落煤7每刀产量吨/刀39015采煤方法倾斜长壁8日产量（单面）吨328116在册人数人劳动组织表序号工种点班合计序号工种点班合计六两十六两十1班长5451412区愉管理人员992采煤机司机332813维护工5523333联网工661214皮带司机66124支架工5551515面溜检修225面溜司机111316储皮带226端头支护1061617事务员117泵站司机111318核算员118清架箱4431119设备员119运料工101020电溜司机5510看工具房111321采面检修8811点柱工1113合计755443172综采工作面循环作业图表采区施工设计采区上部车场：采区上部运料采用平台转车的形式，所以不设平车场，矿车或材料车由运输大巷提至煤层轨道上山下口的平台，停车摘钩，直接送至煤层运料平巷口的转车平台后至风道用料地点。安全技术措施采区防水本采区最大涌水量4.53/分，，7s煤层有顶板水，12s－1煤层有底板水及奥陶纪石灰岩含水层，此外还有断层水及导水陷落柱的可能性，因此，在开拓掘进及回采过程中，要坚持“有疑必探”的原则，避免事故的发生。当采区发现可疑水源时，要先探后掘，探水点必须在离可疑水源75～150米以外的地点打探水钻，必要时在200米以外打探水钻。采用边探边掘时，其超前距离不小于20米，薄煤层可适当缩短，但最小不得小于5米，岩层中的探水钻孔，其超前距离5～10米，钻孔深度40米左右，每打一钻可经连续掘进20～30米，为了能保证遇到水时能安全加以控制，故探水钻孔以不大于75mm为宜，钻孔不得少于3个，一个中心孔，两个帮孔，其方向应能保证在工作面前方的中心和上下左右都能起到探水作用。探水时，在安探水钻时，必须遵守《煤矿安全规程》第248条规定。为了使局部地点的滴水不至波及其它地区，可在滴水的巷道内打水闸墙的安水闸门。二、防止瓦斯爆炸加强通风管理，避免瓦斯积聚。所有采掘