煤矿开采毕业设计

平顶山工业职业技术学院成人教育学院毕业设计1目 录第一章 矿井概况 .31.1 矿井基本情况 .31.2 矿井生产概况 .41.3 矿井主要生产系统 .41.3.1 矿井煤炭运输方式与主要系统 .41.3.2 材料运输系统 .41.3.3 矸石运输系统 .41.3.4 矿井通风系统 .41.3.5 矿井排水系统 .4第二章 采区生产能力与区段划分 .52.1 采区煤层条件 .52.2 采区生产能力确定 .62.3 采区区段数目划分 .6第三章 采区生产能力与区段划分 .103.1 采区上（下）山布置 .103.2 采区车场形式 .103.3 区段平巷布置 .113.3.1 首采面位置、数目及技术参数 .113.3.2 采煤方法的选择 .113.3.3 工作面采、装、运方式及设备选型 .11ZH1600/16/24ZL 型顶梁组合悬移液压支架技术参数表 .113.4 采区主要洞室布置 .123.4.1 采区变电所 .123.4.2 采区煤仓 .133.4.3 采区上山绞车洞室 .143.5 采区通风设计 .153.6 采区主要生产系统 .163.7 采区内的开采顺序 .17第四章 采煤工作面回采工艺设计 .174.1 工作面基本条件 .174.1.1 井巷围岩工程地质特征 .174.1.3 煤层顶、底板 .174.1.3 瓦斯 .184.1.4 煤尘 .184.1.5 煤的自燃性 .184.1.6 地温 .184.2 工作面回采方式 .184.3 采煤工作面质量管理 .184.3.1 工作面顶板管理： .184.3.2 机头、机尾顶板管理： .184.3.3 机、风两巷的顶板管理： .194.3.4 阻力监控法管理顶板： .19平顶山工业职业技术学院成人教育学院毕业设计24.3.5 八倍采高岩性分析 .194.3.6 护底设计： .19第五章 工作面生产技术管理 .205.1 采煤工作面生产技术组织管理 .205.1.1 循环方式 .205.1.2 作业方式 .205.1.3 劳动组织 .205.2 掘进工作面生产组织 .215.2.1 劳动组织表 .215.2.2 爆破作业循环图表 .21第六章 安全技术管理措施 .216.1 采煤工作面安全技术管理 .216.1.1 顶板管理技术措施 .216.1.2 采面采斜子安全措施 .226.1.3 处理冒顶的安全技术措施 .226.1.4 进入煤墙侧作业及防片帮事故措施 .236.1.5 运送大件的安全技术措施 .236.1.6 单体液压支柱使用管理措施 .236.1.7 煤质管理措施 .246.1.8 采面文明生产措施 .246.1.9 工作面顶板周期来压的预防和支护措施 .256.1.10 过上分层老巷措施 .256.1.11 工作面一般安全注意事项 .266.2 灾害防治措施及避灾路线 .266.2.1 防灭火措施 .266.2.2 防治水灾措施 .276.2.3 综合防尘措施 .286.2.4 防治瓦斯安全措施 .28第七章 采区主要经济技术指标 .29矿井设计主要技术经济指标表 .29矿井设计主要技术经济指标表 .29矿井设计主要技术经济指标表 .30矿井设计主要技术经济指标表 .31平顶山工业职业技术学院成人教育学院毕业设计3第一章 矿井概况1.1 矿井基本情况宝丰县宇祥煤业位于平顶山市西部，距市区四十公里，其地理坐标为东径11252361125259，北纬 335133335207，属平顶山市鲁山县管辖。距焦枝铁路鲁山站 20 公里，位于鲁山梁洼公路西 3 公里，有简易公路通向本矿，交通十分方便。井田东部和南部为低山丘岭，地面标高+180-+230 米，北部为丘陵及山地，由花钢岩和灰白色砂岩组成，呈南北走向，标高+200+260 米，相对高差 10-30 米，最大坡度 60，山区沟谷发育，地形复杂，呈西北高东南低的地势。宝丰县宇祥煤业位于韩梁煤田南部，井田范围南至年沟自然村，北至临颖大庄矿，东部以各煤层露头线为界；西部为荒山丘岭。井田东西走向 1.4 千米，倾斜1.8 千米，面积 0.9547 平方公里。地层倾角 0-17，平均 8,煤系地层的基底为二叠统下石盒子组，平均厚度为 99 米左右；石炭系上统太原组，厚度 17-20 米，一般 18 米左右，为一套砂质泥岩、中细砂岩、泥岩中夹薄煤层及页岩地沉积；二叠系厚平均约 220 米，主要为细粒长石石英砂岩为主，本组在井田北部出露较好，但全组底层不全，仅保留己组煤以下层位，下界起于砂岩底面与下石盒子组呈连续沉积，岩性以灰白色中细粒长石石英砂岩、灰色、黑色粉沙质泥岩组成。煤系地层主要形成于白垩系和二叠系，整套含煤地层成因主要为海陆交互相、海陆过度相、海陆相沉积。井田处于双头山正断层和泉上正断层以北，老沟逆断层以西，总体构成形态呈单斜构造。本区煤层分别贮存于二叠系山西组，二叠系下石盒子组，含煤地层总厚度约390 米，含煤 13 层，煤层总厚度为 18.7 米，含煤系数 2.01%。共分九个煤组，其中井田内主要可采煤层有五 、四 、四 三层。四层主采煤层总厚度为 11.3米。可采系数 1.4%。五 煤层及四 、四 煤层，煤岩类型为半光亮型，全井田范围普遍可采以粉末状及碎块状为主，煤层较硬。矿井可提供采掘设计依据的储量各煤层如下：五 为 50 万吨、四 为 56 万吨、四 为 41.6 万吨。五 煤层属中富灰、低硫、低磷的 1/3 焦煤，四 煤层为中富灰、低硫、低磷的高发热量无烟煤。四 煤层，为低灰、低硫，可选性较好的高发热量无烟煤，属优质无烟煤。其中动用资源储量 100.23 万吨，保有资源储量 254.51 万吨，剩余可才储量114.78 万吨。矿井现有主井、副井，风井共有 3 个立井井筒，其中 2 个进风井、1 个回风井。主井井筒：净直径 2.6 米。安装焦作前牛矿山机械厂 JT-2.0 单钩提升机配 24.5钢丝绳配单钩箕斗，箕斗容重 2.0 吨，配钢丝绳罐道。副井井筒：净直径 3.5 米。安装焦作前矿山机械厂 JT-2.0 单钩提升机配 24.5 钢丝绳配单钩罐笼，配钢丝绳罐道。配套 0.6 吨底卸式矿车，主要为提矸和升降人员，地面进出车主要在+227 标高。矿井为分区抽出式通风。风井安装 FBCDZ-6-N016 型 75KW2 对旋轴流通风机2 台。副井底主排水泵房安装 D85-505 型水泵 3 台，108 排水管路 2 趟。矿井原煤随采随运，大巷采用 1 吨自卸式矿车，人力推运。辅助运输 JT-11.4 绞车，配平顶山工业职业技术学院成人教育学院毕业设计4有平板车和材料车，轨距 600 毫米。原煤直接进入主井底煤仓。地面生产系统实现扬煤皮带及汽车运输。矿井电源引自岗窑和孙岭变电站，双回路供电。1.2 矿井生产概况宝丰县宇祥煤业系资源整合技术改造矿井，井田面积 0.9547 平方公里，矿井采用立井开拓，批准开采五 、四 、四 煤层，矿井保有地质储量 256.6 万吨，矿井可采储量 156.6 万吨，设计年生产能力 15 万吨，服务年限 7.7 年，采煤方式为走向长壁采煤法，爆破落煤工艺，全部垮落法管理顶板。矿井已形成了一个采区一个工作面，一个准备工作面，两个掘进工作面。车场、煤仓、变电所、泵房等井巷工程已全部完工。主要生产系统如：采掘系统、运输提升、通风、排水、供电系统、安全监控等系统均已完成且运行正常。辅助生产系统、井上下消防、洒水防尘、防爆设施等系统安装到位。1.3 矿井主要生产系统1.3.1 矿井煤炭运输方式与主要系统工 作 面 选 用 SGD-420/30 刮 板 输 送 机 ， 运 输 顺 槽 铺 设 SGB320/22 型 刮 板 输 送 机和 DTL65/10/30 型 胶 带 运 送 机 ， 运 至 二 1一 采 区 运 输 下 山 皮 带 的 DTL65/10/30 型 胶带 输 送 机 ， 再 转 运 到 原 2106 机 巷 DTL65/10/30 胶 带 运 输 巷 皮 带 至 采 区 一 部 皮 带 卸入 主 井 底 煤 仓 ， 由 主 井 箕 斗 提 升 至 地 面 。1.3.2 材料运输系统材料和设备主要采用 1 吨非标矿车运输，经副井井底车场东 运 输 巷 采掘工作面。1.3.3 矸石运输系统掘进工作面掘进煤炭选用 1 吨 非 标 矿 车 ，经二 1一 采 区 轨 道 下 山 、 东 运 输 巷 直接输送至副 井 ， 由 付 井 罐 笼 提 升 至 地 面 。1.3.4 矿井通风系统根据矿井采掘布置方式和煤层赋存条件，矿井通风方式为抽出式，通风系统为中央边界式，主、副井进风，风井回风。风井安装两台型号为 BK54-4-11 轴流式通风机，配用电机功率为 30kw，风量 5401380m3/ min，风压 2001080pa，转速 1470 V/min，电压 380V。矿井实现分区通风，采掘工作面实行独立通风，无不合理的串联通风和扩散通风现象，通风系统合理可靠，通风设施位置合理、齐全可靠符合规定，局部通风机的安装和使用以及矿井瓦斯管理符合有关规定。风井主要通风机均采用双回路供电，风压、电参数、检测等仪表齐全，风机工作点经济合理，且按要求进行校验。平顶山工业职业技术学院成人教育学院毕业设计51.3.5 矿井排水系统矿井排水系统采用一级排水，主排水泵房位于副井底中央泵房，主排水泵通过敷设在副井井筒的排水管路将井下涌水排至地面。主排水泵房排水设备设计依据：矿井正常涌水量：30m 3/h 矿井最大涌水量：60m3/h；井深：261 米，瓦斯等级：低瓦斯矿井。选型计算：水泵 正常涌水量时水泵必须排量：QB 1.230=36m3/h 最大涌水量时水泵必须排量：QBM 1.260=72m3/h 水泵必须的扬程：)aHcBsin12.0(=266(1.11.12)=292.6297.92(m)式中：Hc-排水高度Hc=261+5=266(m)5-吸水高度-井倾角，竖井 90，Sin=1该矿副井底中央泵房现已安装三台 D46-506 型主排水泵，额定流量分别为Qe1=46m3/h，单级额定扬程 50m，转速 2950rpm.三台水泵，一台工作 ,一台备用,一台检修。管路及管路布置：选用两趟排水管路，即正常涌水期和最大涌水期均为一台泵对一趟管路。该矿副井井筒已安装两趟排水管路，吸水管为 1335 无缝钢管。排水管 1085 无缝钢管。排水管长度为：Lp=Hc+50=266+50=316 米 第二章 采区生产能力与区段划分2.1 采区煤层条件矿区内含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组，上部地层因剥蚀缺失。据河南省鲁山县韩梁矿区段店井田详查(最终)地质报告书资料，本井田可采煤层 3 层(二 1、四 1-2（原三 9-10 煤层） 、一 4)，而一 6 煤层没有揭露到，总厚度 8.1 米，含煤地层保留厚度约 301 米，可采煤层含煤系数为 2.69%。二 1 煤层为本矿全区可采煤层。矿区现主要开采二 1 煤层，煤层倾角为 814左右，地层沿走向、倾向变化不大。可采煤层及其顶底板特征：平顶山工业职业技术学院成人教育学院毕业设计6(1)二 1 煤层：直接顶板为岩浆岩，厚度一般 1.003.00m,分布较稳定，岩浆岩项板强度大，易管理，有时还需人工放顶：当顶板为细粒砂岩时，常有 0.10.4m黑色薄层泥岩伪顶随煤层开采而脱落。因此顶板岩体质量分类为 II 类，属稳定岩层。直接底版为深灰色砂质泥岩夹细砂岩条带，厚 10.00m 左右，分布稳定，岩体质量为 III 类，属中等稳定岩层。(2)四 1-2 煤层：该煤层赋存于二叠系下统下石盒子组中部，在矿区埋深约51.6092.00m，下距二 1 煤层约 170m，顶板为泥岩，砂质泥岩、底板为砂岩、泥质砂岩。煤层厚度 0.981.48m，平均厚度 1.19m。(3)一 4 煤层：赋存于石岩系太原组下部，在矿区埋深约 64.60121.35m，下距石灰岩顶面 20m，顶板为细砂岩没，底板为砂质泥岩，煤层厚度一般为0.751045m，平均厚度 0.95m，井田内煤层倾角约 13，分布稳定，局部在可采厚度以上，煤层结构较简单，有夹矸 13 层，属较稳定的局部可采煤层。(4)二 1 煤层：矿井内及附近钻孔和本矿开采揭露煤层伪厚度 0.62-8.96m,平均厚 1.86 m，二 1 煤层全矿井可采，煤层结构较简单，多含一层夹矸，夹矸厚度0.100.20m，但因其厚度变化较大，应属于不稳定煤层。井田内煤层倾角约 814，平均 10 左右，分布稳定，均在可采厚度以上，煤层结构简单，为本区主要可采煤层。(5)四 1-2 煤层：煤层厚度 0.98-1.48m，平均厚度 1.19m，井田内煤层倾角约10，分布比较稳定，煤层结构比较简单，常含夹矸一层，夹层多为炭质泥岩，少数为泥岩，厚 0.10-0.20m。为本区主要可采煤层。(6)一 4 煤层：煤层厚度一般为 0.75-1.45m，平均厚度 0.95m，井田内煤层倾角约 13，分布稳定，局部在可采厚度以上，煤层结构较简单，有夹矸 1-3 层，属较稳定的局部可采煤层。2.2 采区生产能力确定矿井年工作日为 330 天，日净提升时间 16 小时。每天三班作业，两班出煤，一班准备。根据本井田可采储量，煤层赋存条件、开采技术条件和矿井通风能力设计井型为 15 万吨/年。根据计算的可采储量和矿井设计生产能力，考虑 1.4 的储量备用系数，则矿井服务年限： )(8.641579.3aCAZTK式中：T矿井服务年限，a。Zk煤层可采储量，143.79 万 t。A矿井设计生产能力，15 万 t/a。平顶山工业职业技术学院成人教育学院毕业设计7C储量备用系数，取 1.4。2.3 采区区段数目划分矿井采用三立井，二水平开拓，由于矿井走向只有 800m，副井工业广场基本位于井田的西部，主井工业广场基本位于井田的东部，且矿井生产规模不大。巷道布置方便，系统简单，四 1-2 煤层与二 1 煤层层间距较大 170 多米，由于一 4 煤层与四 1-2 煤层无压茬关系，一 4 煤层北半部无煤，四 1-2 煤层南半部无煤，矿井首先开采二 1 煤层，再采一 4 煤层，最后采四 1-2 煤层。故设计将整个矿井划分为二个两个水平三个采区开采。即一水平四 1-2 一采区；二水平二 1 一采区、一 4 一采区。矿井有主井、副井、风井共有 3 个立井井筒，其中 2 个进风井、1 个回风井主井井筒位于井田东部，井口标高+173 米，井底标高-27 米，井深 200 米，设计为圆形断面直径 2.6 米，装备一个 1.8 吨非标箕斗,担负矿井提煤任务和部分通风。副井位于井田西部，井口标高+196 米，井底标高-65 米，井深 261 米，设计为圆形断面，直径为 3.6 米，装备一个 1.0 吨单层单车非标罐笼，安设有梯子间，担负矿井进风、提矸和下材料、升降人员、兼作安全出口。风井位于井田东部，井口标高+159 米，井底标高 +19 米，井深 178 米，设计为圆形断面，直径为 2.4 米，担负矿井回风、安设有梯子间、兼作安全出口。工作面为二 121070 工作面，在井田一采区，二 12