采区设计说明书示例.doc

目 录1. 采区概况及地质特征11.1采区概况11.2采区地质概况12. 采区储量及服务年限22.1储量22.2采区生产能力及服务年限23. 采区巷道布置与采煤方法的选择33.1采准巷道布置方案的提出33.2采准巷道布置方案比较34、采煤方法及回采工艺54.1采煤方法54.2回采工艺65、采区生产系统和主要机械设备选型85.1、液压支架85.2、采煤机85.3、刮板输送85.4、转载机95.5、破碎机95.6、可伸缩胶带输送机95.7、乳化液泵95.8、回柱绞车105.9、水泵105.10、移动变电站106、通风与安全106.1、回采工作面所需风量计算106.2、掘进工作面所需风量计算116.3、硐室所需风量的计算12216.4、采区总需风量127、巷道断面的选择147.1、煤层运煤平巷147.2、煤层运料平巷157.3、阶段运输斜巷157.4、阶段回风斜巷167.5、采区煤仓178、采区生产系统189、采区的主要经济指标及劳动组织表191.带区概况及地质特征1.1采区概况本带区为某矿的一个接替采区，采区走向长1520m，倾斜长度980m，其面积为2430000m2。该带区东以井筒煤柱为界，西以平安二号断层为界，上部水平是+420m，下部水平为+300m。1.2采区地质概况1.2.1地质构造地质构造简单，无褶曲、断层和火层岩侵入。煤层顶底板岩性稳定。该带区的煤层平均倾角为6，为进水平煤层。1.2.2煤层本采区可采煤层为两层煤，第一层煤厚4.3米，顶板为砾页岩，底板为砂页岩；第二层煤厚4.2米,顶板为页岩，底板为中砂岩。两层煤均属于厚煤层，煤层在井田范围内是比较稳定的，变化较小，规律性强。如图：1.2.3煤质及瓦斯情况采区内煤变质程度高，煤质好，瓦斯绝对涌出量为5/t，属于低瓦斯矿井。发火期4-6月。容重平均为1.35t/m3。1.2.4水文地质该采区内的煤层含水量均较小.2.采区储量及服务年限2.1储量1.采区工业储量zg=1207500（1.82+1.52+1.58）1.35=802万t2.煤柱损失量：采区边界煤柱损失量p1=201200（1.82+1.52+1.58）1.35=16万t。采区断层煤柱损失量p2=201150（1.82+1.52+1.58）1.35=15.3万t。采区阶段煤柱损失量p3=301200（1.82+1.52+1.58）1.35=24万t。工作面落煤损失量p4=（802-16-24）5%=38万t。所以,采区可采储量zk=(zg-p)k=(802-15.3) 80%=629.36万t。开采损失：p1+ p3+ p4=16+24+38=78万t。采区回采率：（zg-开采损失）/zg=（802-78）/802=90%2.2采区生产能力及服务年限2.2.1工作制度本矿井设计工作日为330天，每天四班作业，其中三班生产，一班准备。每班6小时，每日提升为18小时。循环进度：各回采工作面开采循环进尺为0.6米循环产量：17090.61.35=1239.3吨日产量： 式中：工作面单产，吨/日l 工作面长度，米日推进度，米采高，米r 容重c 工作面的回采率，95%所以，=1705.41.821.3595%=2142.75吨/日月产量：2142.7527=57854.25吨采区年生产能力：a=1.05330=1.052142.75330=74.2万吨采区服务年限：可采储量/采区生产能力=629.36万吨/（74.2万吨/年）=8.5年3.采区巷道布置与采煤方法的选择3.1采准巷道布置方案的提出根据该盘区的地质及煤层赋存条件，可提出两种巷道布置方案：1.走向长壁采煤法中的上山盘区布置；2.倾斜长壁采煤法巷道布置方案。方案一、上山盘区巷道布置，如图：盘区巷道采用联合布置盘区走向长1100m，双翼开采，倾斜长为1150m，划分为5个区段。方案二、倾斜长壁巷道布置，如图：将采区划分为5个分带，工作面长为170m。运输大巷和回风大巷布置在第三层煤底板岩层中，分带煤层斜巷为单巷布置，采用沿空留巷工艺，分带运输斜巷与一条带区煤层运煤平巷相连，通过带区煤仓和进风行人斜巷与运输大巷相连，分带回风斜巷与一条带区煤层运料平巷相连，运输大巷与回风大巷之间开掘一条运料斜巷，用于辅助运输。3.2采准巷道布置方案比较3.2.1技术比较方案二与方案一比较有以下优点：1.巷道掘进量少，投产早，倾斜长壁采煤法回采工作面两端的巷道直接与运输大巷和回风大巷相连，取消了盘区上山或石门等巷道的掘进，颗节省巷道15%20%，因此不但降低了生产成本，而且缩短了采煤工作面的准备时间，有利于采掘接续。2.系统简单，占用设备少，运输效率高，运输费用低。3.通风系统简单，成本低。由于上述优点，大量减少了生产签准备工作量和所需的人员设备，减少了生产过程中的辅助人员。3.2.2经济比较方案一：顺序工程项目单位总工程量（米）单价（元）费用（万元）一掘进项目运输上山m30001400420轨道上山m31501600504运输平巷m6200980607轨道平巷m62001020632材料斜巷m90135012.15联络巷m260124032.24溜煤眼m31503500.45小计二巷道维护费用盘区上山am165018029.7运输平巷am520011559.8轨道平巷am620010565.1材料斜巷am2701052.84联络巷am900908.1全部费用总和2373.38方案二：顺序工程项目单位总工程量（米）单价（元）费用（万元）一掘进项目分带运输斜巷m3400980333.2分带运料斜巷m34601020352.9煤层运煤平巷m5400980529.2煤层运料平巷m54001020551进风行人斜巷m270140037.8回风斜巷m270140037.8岩石大巷计二巷道维护费用分带运输斜巷am370010538.85分带运料斜巷am40009036进风行人斜巷am270802.1煤层运煤平巷am360010537.8煤层运料平巷am36009032.4岩石大巷am180012021.6全部费用总和2224.88经过技术、经济比较后，方案二较优。因此，最后确定方案为倾斜长壁巷道布置。4、采煤方法及回采工艺4.1采煤方法本采区内共有三层煤，均采用多分带倾斜长壁采煤法，采用综合机械化回采工艺。回采工作面长度为170米，工作面推进度为5.4米。采用三采一准的四六工作制度，一班割三刀煤。根据标高、走向长度、生产能力将每个煤层划分为5个条带，采用沿空留巷工艺进行顺序开采。4.2回采工艺4.2.1、回采工艺的确定回采工艺是人们根据回采工作面煤层的赋存条件，运用某种技术装备进行的生产方式，在回采工作面进行破煤、装煤、运煤、支架及处理采空区等各种工艺。回采工艺选择的原则： （1）尽可能使用机械采煤，达到工作面高产高效。（2）劳动安全条件好。（3）煤炭损失少，回采率高。（4）材料消耗少，成本低。4.2.2、工艺顺序割煤移架推溜割煤：割煤方式为双向割煤，往返一次割两刀。端头自开切口斜切进刀，螺旋滚筒自动装煤，割煤时，必须保证顶底板平整、煤壁齐直，不得出现割底煤留伞檐现象。移架支护顶板：采煤机割过煤后，清净架前浮煤，随之把护帮板、伸缩梁收回移架支护顶板，移架滞后采煤机后滚筒3米到5米，最大不超过9米，采煤机过后必须及时推出护帮板及伸缩梁来控制帮顶，移架步距为0.25米。推溜：在支架移完后，顺序推移，滞后移架1015米左右，运输机弯曲段保持在15米左右，不得将运输机推成急弯，采煤机斜切进刀退出后，将机头（机尾）推上去。严禁相向操作，推溜后，溜子必须保证平直。顶板管理：根据以往矿压观测资料，预计本面直接顶初次跨落步距为1520米。周期来压步距为1320米。顺槽支撑压力超前影响范围预计为6090米。采区内同时生产的采煤工作面数目为一个，其他工作面准备。采区内共有工作面5个，因使用沿空留巷工艺所以采用顺序开采。工作面产量为：11501701.821.35=48034.35t。4.2.2.1、滚筒的位置采用双滚筒采煤机，在运行过程中为了司机操作安全，煤尘少，装煤效果好，前滚筒沿顶板割煤，后滚筒沿底板割煤，并有一定的卧底量，以增加采煤机对底板平整性及输送机槽歪斜的适应能力，避免采煤机和输送机因底板鼓起或浮煤垫起而向采空区倾斜。4.2.2.2、采煤机割煤方式采煤机的割煤方式：双向割煤，端头斜切进刀。进刀过程如下：a 当采煤机割煤至工作面 端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机身处尚有一段下部煤，如图a所示。 b调整滚筒位置，前滚筒下降，后滚筒上升，并沿输送机弯曲段反向割入煤壁，直至输送机直线段为止，然后将输送机移直，如图b所示。c 再调换两个滚筒上下位置，中心返回割煤至输送机机头处，如图c所示。d 将三角煤割掉，煤壁割直后，再次调换上下滚筒位置，返程正常割煤，如图d 所示。5、采区生产系统和主要机械设备选型5.1、液压支架综采工作面选型的重点石工作面的“三机”配套，其中液压支架是核心。而液压支架选型实质上是研究支架与围岩相互关系，因此液压支架选型涉及顶板分类，要根据工作面矿压特性选定液压支架支护阻力，并要考虑每层赋存条件对支架结构的要求进行选型。本采区第一层煤的顶板为15米厚的沙砾岩，极为坚硬。采煤方法为倾斜长壁的俯斜开采，采空区的矸石容易涌向工作面。因此选用切顶能力强，工作阻力为5600kn的强力型支撑掩护式支架。 型号：zz5600/12/19 工作阻力：5600kn 支撑高度：1.21.9m5.2、采煤机采煤机的选型通常是要符合煤层赋存条件对生产能力的要求，以及刮板输送机和液压支架的匹配要求，综合以上选用鸡西煤机厂生产的有链牵引采煤机。 型号：mls3-170 截深：0.6m 电机功率：170kw 最大牵引速度：9.3m/min 滚筒直径：1300mm、1600mm5.3、刮板输送与采煤机配套使用时，其输送量应为采煤机最大生产能力的1.2倍。为了配合滚筒采煤机自开切口，应优先选用短机头和短机尾。为了配合采煤机有链牵引的需要，在机头和机尾部设采煤机牵引链的张紧装置及固定装置。根据工作面的生产能力选择与液压支架和采煤机配套的边双链刮板输送机。 型号：sgb-764/264 链速：1.12m/s 输送量：700t/h 电机功率：2132kw5.4、转载机所选转载机的运输能力要大于工作面输送机的运输能力，它的链速一般dayu 工作面输送机。 型号：szz-764/160 链速：1.44m/s 运输能力：1000t/h5.5、破碎机破碎机的类型和破煤能力，应满足工作面生产可能出现的大块煤、岩等状况的需要。 型号：lps-1000 破碎能力：1000 t/h 电机功率：110kw5.6、可伸缩胶带输送机 胶带输送机的带宽及其传动功率的选择，必须大于转载机的运输能力，一般应为1.2倍；胶带输送机单机铺设长度要与综采面推进长度相适应。 型号：dsp-1063/1000 带宽：1200mm 电机功率：3160kw 运输能力：1200 t/h 带速：2.5m/s5.7、乳化液泵乳化液泵站输出的液流压力，应满足液压支架额定工作压力的需要。 型号：mrb-125/320 流量：315l/min 压力：31.5mpa 电机功率：132kw5.8、回柱绞车 型号：jm-145.9、水泵 型号：zba-6 流量：315 l/min 压力：10mpa 电机功率：160kw5.10、移动变电站 型号：zykb-500采区煤层赋存条件稳定，地质构造简单，煤层倾角较小，变化不大。根据所选的技术设备可以完成计划任务。6、通风与安全6.1、回采工作面所需风量计算1） 按瓦斯涌出量计算根据规程规定，按回采工作面回风巷风流中的瓦斯浓度不得超过1%的要求计算，即： qai=100qk (m3/min) 式中： qai 工作面需要风量， m3/min ； q瓦斯瓦斯绝对涌出量，取 5 m3/min； k瓦斯涌出不均衡备用风量系数，取值为：k=1.5 则，需风量：qai=10051.5=750 m3/min2） 按工作面气温与风速关系计算，根据工作面的空气温度、回采工作面的所需风量：qai=60vsk式中：qai工作面需要风量，m3/min v工作面合理风速，取v=1.6m/min s有效通风断面，取s=12m2 k采煤工作面面长调整系数，取k=1.1 则，工作面配风量： qai=601.6121.1=1267 m3/min3） 按人数计算： qai=4nai 式中：n采煤工作面同时工作的最多人数取 4以人数为计算单位的供风标准是对每人每分钟供给4 m3的规定风量。则，需风量：qai=423=92m3/min4） 经按风速进行验算：根据规程规定，回采工作面最低风速为0.25m/s，最高风速为4m/s，要求进行验算，即每个回采工作面的风量qai为：qai0.256012=180 m3/minqai46014=3360 m3/min 经按瓦斯涌出量，采煤工作面同时工作的最多人数验算。工作面风量最大值，即，qai=1267 m3/min，取风量为1300 m3/min。6.2、掘进工作面所需风量计算1） 按瓦斯涌出量计算qbi=100qbikbi式中：qbi第i个掘进工作面所需风量 qbi该掘进工作面回风流中瓦斯的绝对涌出量 kbi该掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数，一般取1.52.0，取2.0.则： qbi=10052.0=1000 m3/min2） 按局部吸风量计算qbi=qfiii 式中：qfi第i个掘进工作面局扇的吸风量，常用的4、11、28kw的系列局扇，每台吸风量分别为100、200、350，安设局扇的巷道中的风量，除了满足局扇的吸风量以外，还应该保证局扇的吸入口至掘进工作面回风流之间的风速不小于0.15m/s，以防止局扇吸入循环风和这段距离内风流停滞。 ii该掘进工作面同时运转的局扇台数，取i=2 则： qbi=2002=400 m3/min3） 按人数计算qbi=4nbi式中：nbi掘进工作面同时工作的最多人数则： qbi=423=92m3/min4） 按风速进行验算每个煤巷或半煤岩巷掘进工作面的风量为：qbi0.2560sbi式中：sbi掘进巷道断面面积则： qbi0.256012=180 m3/min经按瓦斯涌出量，同时工作面的最多人数，局部风机台数进行计算，风量取最大值qbi=400 m3/min.6.3、硐室所需风量的计算1） 带区绞车房qmo=6080 m3/min2)发热量大的机电硐室所需风量 qgc=(ang)/(60 cpt) m3/min 式中：a一个kwh的电量变为热量的当量，a=3600kj/(kwh)。 ng某类硐室中机电设备运转的总功率，kw 该硐室中机电设备运转的发热系数，应该从实测中得出，一般可取水泵房的=0.020.04，压气机房的=0.020.23 601小时等于60分钟 空气的密度，一般取=1.2kg/ m3 cp空气的定压比热，一般可取cp=1.0006kj t该硐室回风与进风的温差，t=t1-t2则： qgc=(36001600.04)/(601.21.00062)=160 m3/min采区硐室及其他设备总风量： qgc=160+80=240 m3/min6.4、采区总需风量 q= qgc+qbi+qai=160+400+1300=1860 m3/min考虑到漏风关系，采区总需风量：qwz=(qai+qai +qgc+qdi) kwz式中：qai各回采工作面和备用工作面所需风量之和 qai各掘进工作面所需风量之和 qgc各硐室所需风量之和 qdi除上述各用风地点之外，其他巷道所需风量之和 kwz采区风量备用系数，包括采区漏风和配风不均衡等因素，该值应该从实际测量中和统计中求得，一般取1.21.5则： qwz=18601.25=2325 m3/min7、巷道断面的选择7.1、煤层运煤平巷煤层运煤平巷内采用胶带输送机运输煤炭，断面形状为梯形，如图：巷道净高3300mm净断面积：11.9m2掘进断面积：12.8m27.2、煤层运料平巷运料平巷中采用1.5吨矿车运输，断面形状为梯形，如图：巷道净高：3000mm净断面积：9.8m2掘进断面积：11m27.3、分带运输斜巷条带运输斜巷内采用胶带输送机运输煤炭，顶板为15厚的砂砾岩，故支护采用带帽木点柱和单体液压支柱。条带的可采煤层厚为1.82m，为了保证运输斜巷的断面积达到12m2的要求，巷道设计采用挑顶并卧底，断面形状为梯形。如图：7.4、分带回风斜巷此采区的瓦斯涌出量较低，因此在回风斜巷内布置轨道，设置配电箱、软化液泵站、设备列车和移动变电站。由于煤层较薄，为了满足巷道断面不小于10m2的要求，采用挑顶和卧底。具体尺寸如图所示：7.5、带区煤仓煤仓可以保证采掘工作面正常生产、充分发挥运输系统的潜力和保证连续均衡生产。按煤仓的中轴与水平面夹角分为垂直煤仓、倾斜式煤仓和混合式煤仓。根据煤层赋存、地质构造和带区内巷道布置情况，带区煤仓多采用倾斜煤仓，倾斜煤仓虽颗增加煤仓的长度和容积，便于与大巷连接，且仓口简单，附加工程量小，但是施工不方便。煤仓断面少数为方形，多数为圆形和拱形。本采区的布置中煤仓的垂直高度为60米，为了减小煤下落时的冲击，采用混合式煤仓，倾斜段倾角为65，垂直段长度为20米左右。按按采煤机连续作业割一刀煤的产量计算煤仓容量qq =q0+lmbc0k 式中： q0防空仓漏风留煤量，一般取510t；l工作面长度，米； m采高，米；b截深，米； 煤的容重，1.35吨/立方米；c0工作面采出率；k同时生产工作面系数，取1.25.所以q =10+1701.820.61.350.951.25=308吨综上，设计煤仓垂直段高度为20米。8、采区生产系统运输系统：采煤工作面采出的煤条带运输斜巷煤仓大巷装车外运。通风系统：新鲜风流由运输大巷进入进风行人斜巷条带运输斜巷冲