毕业设计（论文）-武甲煤矿0.90Mta采区布置及装备设计.doc

山西煤炭职工联合大学太原分校 09 级成人大专机电班毕业设计 第 1 页 目目 录录 1 引言 2 1 1 设计的指导思想 2 1 2 设计的主要特点 2 2 采区布置及装备 4 2 1 采煤方法 4 2 1 1 采煤方法选择 4 2 1 2 工作面采煤 装煤 运煤方式及设备选型 4 2 2 采区布置 8 2 2 1 移交生产和达到设计生产能力时的采区数目 位置和工作面生产能力计算 8 2 2 2 采区尺寸 巷道布置 10 2 2 3 采区煤炭运输 辅助运输 通风及排水系统 11 2 3 巷道掘进 12 2 3 1 巷道断面和支护形式 12 2 3 2 掘进工作面个数及装备 13 2 3 3 矿井达产时采掘比例关系及矸石量预计 13 3 参考文献 15 山西煤炭职工联合大学太原分校 09 级成人大专机电班毕业设计 第 2 页 武甲煤武甲煤矿矿 0 90Mt a 采区布置及装采区布置及装备备设计设计 1 引言 武甲煤矿位于山西省阳城县北西部 距县城约 30km 隶属于山西晶鑫实 业股份有限公司 阳城县地方国有煤矿企业 井田处于沁水块坳的南部 面积 15 7236km2 主采 3 号煤层 该煤层厚 度 3 30 6 43m 平均 4 96m 属全井田稳定可采的厚煤层 该煤层赋存平 缓 结构简单 顶底板岩性良好 地质及水文地质条件简单 属高瓦斯矿井 煤尘无爆炸危险性 属不自燃煤层 其地质储量为 99 05Mt 设计可采储量 54 70Mt 综观全井田开采技术条件优越 适宜于综采放顶煤开采和建设大 中型矿井 1 1 设计的指导思想 以市场经济为导向 加大矿井设计改革的力度 在保证矿井设计规模和 安全生产的前提下 尽量简化环节 减少行政福利设施 设计方案充分体现 市场经济的特点 因地制宜选择生产工艺 系统设计简单实用 设备选型先 进合理 力争通过精心设计和科学管理 将该矿井建设成规模合理 安全条 件好 机械化装备水平高 见效快 效益好 符合煤矿发展趋势的新型地方 矿井 1 2 设计的主要特点 1 矿井设计生产能力为 0 9Mt a 矿井采用一次设计 一次建成投产的 山西煤炭职工联合大学太原分校 09 级成人大专机电班毕业设计 第 3 页 移交方式 2 矿井初期布置主斜井 副斜井和中央回风立井三个井筒 主斜井装 备大倾角带式输送机和胶带检修轨道 担负煤炭提升任务 副斜井铺设双轨 担负矿井矸石 材料设备和人员等所有辅助提升任务 中央回风立井担负矿 井初期回风任务 兼做矿井安全出口 3 在开采水平划分和开拓巷道布置上 依据综采面的连续推进长度 结合永久煤柱条带的位置和走向来进行井田水平划分和开拓巷道布置 比较 符合本井田的实际 4 井下大巷主运输采用胶带输送机 可实现自回采工作面至地面胶带 一条龙连续运输 用人少 效率高 故障率低 安全性好 利于实现集中管 理与控制 大巷辅助运输初期采用调度绞车牵引 1 0t 系列矿车运输 后期 改用无极绳绞车牵引 1 0t 系列矿车运输 既满足矿井前后期对井下辅助运 输的要求 又最大限度地减少了矿井初期投资 5 矿井以一个生产采区 一个轻型综采放顶煤工作面保证矿井设计生 产能力 工程量少 运输环节简单 符合高产高效矿井 一井一面 的模式 2 2 采区布置及装备采区布置及装备 2 1 采煤方法 2 1 12 1 1 采煤方法选择采煤方法选择 井田内 3 号煤层厚度 3 30 6 43m 平均 4 96m 倾角 6 左右 为全区 山西煤炭职工联合大学太原分校 09 级成人大专机电班毕业设计 第 4 页 稳定可采的近水平厚煤层 常含夹石 1 2 层 属简单 较简单结 构 顶底板多为泥岩及砂质泥岩 局部为粉砂岩 岩性良好 适合于综合机 械化开采 根据 3 号煤层的赋存状况和井田开拓特征 结合矿井设计规模和晋城地 区轻型综采放顶煤开采 3 号煤层的成功经验 确定矿井采用长壁轻型综采放 顶煤一次采全高的采煤方法 顶板采用全部垮落法管理 2 1 22 1 2 工作面采煤 装煤 运煤方式及设备选型工作面采煤 装煤 运煤方式及设备选型 矿井以一个生产采区 一个轻型综采放顶煤工作面保证矿井设计生产能 力 在此前提下 结合工作面采高 放煤高度 3 号煤层的煤质特征和晋城 地区各生产矿井轻型综采放顶煤机组设备配套情况 对工作面采煤 装煤 运煤方式进行确定和设备选型 工作面采煤设备 选用 4MG200 W1型无链双滚筒采煤机 最大采高 3 0m 截深 0 6m 电机功率 200kW 工作面运煤设备 前部采煤运输设备和后部放煤运输设备均选用与采煤 机配套的 SGB 630 220 型可弯曲刮板输送机 铺设长度 150m 运输能力 450t h 电机功率 2 112kW 根据工作面运煤设备的运输能力 回采工作面胶带顺槽运煤设备选用 SSJ 1000 160 型可伸缩胶带输送机 铺设长度 1080m 运输能力 800t h 电 功功率 160kW 破碎机选用 PEM1000 1000 型颚式破碎机 破碎能力 700t h 电机功率 山西煤炭职工联合大学太原分校 09 级成人大专机电班毕业设计 第 5 页 55kW 转载机选用 SZD 630 75 型刮板转载机 输送能力 450t h 电机功率 450kW 工作面主要设备配备详见表 1 1 表 1 1 轻型综采放顶煤工作面主要机械设备配备表 数量 设备名称设备型号 功率 kW 单位 总量 其中 备用 备 注 双滚筒采煤机 4MG200 W1200 台 1 前部可弯曲刮板输送机 SGB 630 220112 2 台 1 后部可弯曲刮板输送机 SGB 630 220112 2 台 1 颚式破碎机 PEM1000 100055 台 1 刮板转载机 SZD 630 7575 台 1 可伸缩胶带输送机 SSJ1000 160160 台 1 轻型放顶煤液压支架 ZFZ2600 16 24 架 11010 乳化液泵站 MRB 125 31 590 台 1 喷雾泵站 ZPB250 5 530 台 1 1 液压支架中 含 4 架过渡支架 并要求有放煤功 能 能与中间支 架配套 2 轻型综采放 顶煤工作面配套 设备由支架生产 厂家提供 单体液压支柱 DZ25 25 100 根 14424 型钢梁 HDL 3000 根 5010 山西煤炭职工联合大学太原分校 09 级成人大专机电班毕业设计 第 6 页 回柱绞车JH 8 11 台 22 三 工作面支架选型 本矿为新建矿井 回采面顶板压力尚无实测数据 据调查 邻近竹林山 等矿开采 3 号煤层时的工作面顶板压力一般为 1800 2500kN 设计暂以此为 依据 并结合 3 号煤层底板岩性和工作面机采高度 轻型综采放顶煤工作面 液压支架初选 ZFZ2600 16 24 型低位插板式轻型放顶煤液压支架 支撑高度 1 6 2 4m 放煤方式为摆动尾梁及低位插板 工作阻力 2648 2836kN 支 架重量 8 2t 轻型综采放顶煤工作面端头支护配备 4 架与工作面放顶煤支架相配套的 过渡放顶煤支架 并配备了 DZ25 25 100 型单体液压支柱 120 根和 型钢 梁 40 根 待矿井实施时随工作面端头支护水平的提高进一步完善端头支护 设计 四 采煤工作面采高 长度及年推进度 1 采煤工作面采高 井田内 3 号煤层平均厚度 4 96m 依据 3 号煤层厚度 设计确定采煤机 割煤高度 2 20m 放顶煤高度 2 76m 采放比为 1 1 255 2 采煤工作面长度 矿井首采区为一采区 依据首采区煤层赋存特征和矿井设计规模 参照 煤炭工业矿井设计规范 的有关规定 并结合晶鑫实业股份有限公司的生 产和管理水平 综合确定轻型综采放顶煤工作面长度为 150m 山西煤炭职工联合大学太原分校 09 级成人大专机电班毕业设计 第 7 页 3 放煤步距和放煤方式 根据设计所要求的工作面单产能力 借鉴晋城 潞安等地区 3 号煤层轻 型综采放顶煤开采的成功经验 确定放煤步距为 1 2m 即 两采一放 根据 3 号煤层开采时的放煤高度和采高 本着提高资源回收率的宗旨 暂确定工作面采用单轮顺序放煤方式 同时放煤支架以两架为宜 矿井生产 时应根据具体条件 对设计确定的放煤步距和放煤方式进一步实验 以确定 适合本矿井的合理放煤步距和放煤方式 4 采煤工作面年推进度 采煤工作面采煤机截深为 0 6m 设计采用 两采一放 的作业方式 采 煤 放煤平行作业 即采煤机割两刀进 2 0 6 1 2m 放顶煤液压支架放一 次顶煤 工作面每个循环进两刀 放一次顶煤 循环进度为 1 2m 日循环次 数为 3 次 则日循环进度为 1 2 3 3 6m 采煤工作面年推进度按下式计算 年推进度 日循环进度 年工作日 循环率 采煤工作面年推进度 3 6 300 0 9 972 m 五 工作面回采方向 采煤工作面采用后退式回采 相邻工作面间采用跳采 六 采区及工作面回采率 井田内 3 号煤层为厚煤层 依据 煤炭工业矿井设计规范 采区回采率 取 75 工作面回采率为 机采回采率 95 放顶煤回采率 80 山西煤炭职工联合大学太原分校 09 级成人大专机电班毕业设计 第 8 页 2 2 采区布置 2 2 12 2 1 移交生产和达到设计生产能力时的采区数目 位置和工作面生产能力移交生产和达到设计生产能力时的采区数目 位置和工作面生产能力 计算计算 一 采区数目和位置 根据矿井开拓部署 结合矿井规模和采煤工作面装备水平 矿井移交生 产和达到设计生产能力时 共布置一采区一个生产采区 一采区位于 450m 水平井底车场附近 采区内 3 号煤层赋存稳定 储量可靠 地质构造及水文 地质条件简单 对矿井及早达产和稳产高产均十分有利 二 矿井生产能力计算 1 采煤工作面生产能力计算 采煤工作面生产能力按下式计算 A采 M1 l L r C1 M2 l L r C2 式中 A采 采煤工作面年产量 t a M1 采煤工作面机采高度 M1 2 2m M2 采煤工作面放煤高度 M2 2 76m l 采煤工作面长度 l 150m L 采煤工作面年推进度 L 972m r 煤的容重 r 1 41t m3 C1 采煤工作面机采回采率 取 0 95 山西煤炭职工联合大学太原分校 09 级成人大专机电班毕业设计 第 9 页 C2 采煤工作面放顶煤回采率 取 0 80 则 A采 2 2 150 972 1 41 0 95 2 76 150 972 1 41 0 80 883574 t a 883 57kt a 2 掘进工作面掘进煤量计算 矿井移交生产及达到设计产量时 井下共装备两个煤巷掘进工作面 掘 进断面平均 9 60m2 掘进工作面年总推进度为 2800m 则掘进工作面掘进煤 量计算如下 A掘 2800 9 60 1 41 37901t a 37 90kt a 3 矿井生产能力计算 A矿 A采 A掘 883 57 37 90 921 47kt a 可满足矿井 0 90Mt a 设计生产能力的要求 矿井达到设计生产能力时采区回采工作面特征见表 2 1 表 2 1 达到设计生产能力时采区工作面特征表 采煤工作面 采区名称 个数装 备 煤层平均 厚度 m 机采高 度 m 放顶煤 高度 m 年推 进度 m 生产 能力 Mt a 一采区 1 轻型综采放顶煤 4 962 202 769720 92 山西煤炭职工联合大学太原分校 09 级成人大专机电班毕业设计 第 10 页 2 2 22 2 2 采区尺寸 巷道布置采区尺寸 巷道布置 1 采区尺寸 矿井移交生产及达到设计生产能力时 布置一采区一个生产采区 一采 区南北走向长 1 27 2 60km 东西倾斜宽 2 44 2 50m 面积 6 43km2 3 号 煤层可采储量 22 38Mt 采区设计生产能力按 0 90Mt a 考虑 可服务 17 7a 2 采区巷道布置 一采区设轨道 胶带 回风三条集中上山 均相互平行 间距 40m 其 中集中轨道 胶带上山沿 3 号煤层底板布置 集中回风上山沿 3 号煤层顶板 布置 一采区采用双翼布置工作面 走向长壁开采 在西一集中上山巷道的 两侧布置回采工作面 回采面采用走向长壁开采 回采工作面胶带 轨道顺 槽均沿 3 号煤层底板布置 胶带顺槽 兼进风 直接与西一集中胶带上山相接 并通过顺槽联络巷与西一集中轨道上山沟通 轨道顺槽 兼回风 直接与西一 集中回风上山相连 并通过顺槽联络巷与西一集中轨道上山相接 形成回采 工作面完善的运输 通风 排水 供电及井下消防洒水系统 首采区巷道布置详见图 4 2 1 回采方式为采区内采用前进式开采 工作面采用后退式开采 同一翼相 邻工作面间采用跳采 2 2 32 2 3 采区煤炭运输 辅助运输 通风及排水系统采区煤炭运输 辅助运输 通风及排水系统 1 运煤系统 山西煤炭职工联合大学太原分校 09 级成人大专机电班毕业设计 第 11 页 采煤工作面 可弯曲刮板输送机 胶带顺槽 可伸缩胶带输送 机 西一集中胶带上山 强力带式输送机 井底煤仓 主斜井 大倾角带式 输送机 地面 2 材料设备 矸石等辅助运输系统 地面材料设备 副斜井 双滚筒提升机提升串车 450m 水平井底车场 西一集中轨道上山 调度绞车 顺槽联络巷 调度绞车 工作面轨道顺槽 无极绳连续牵引车 回采工作面 一采区掘进头矸石 调度绞车牵引矿车 西一集中轨道上山 调度绞车 牵引矿车 450m 水平井底车场 副斜井 双滚筒提升机提升串车 地面排 矸系统 3 通风系统 地面新鲜风流 副斜井 主斜井 450m 水平井底车场 主井井底清理撒 煤巷道 井底煤仓上部联络巷 西一集中轨道上山 西一集中胶带上山 顺槽联络巷 胶带顺槽 回采工作面 乏风 轨道顺槽 西一集中回风上山 中央回风立井 主扇风机 地面 4 排水系统 工作面顺槽 小水泵 顺槽联络巷 小水泵 西一集中轨道上山 水沟 井底水仓 主排水泵房 主排水泵 管子道及副斜井排水管 地面 井 下水处理站调节池 山西煤炭职工联合大学太原分校 09 级成人大专机电班毕业设计 第 12 页 2 3 巷道掘进 2 3 12 3 1 巷道断面和支护形式巷道断面和支护形式 西一集中轨道 胶带上山均采用半圆拱形断面 煤巷段采用锚网喷支护 岩巷段采用锚喷支护 西一集中回风上山采用矩形断面 锚网喷支护 胶带 和轨道顺槽采用矩形断面 锚杆挂钢带支护 并且每隔 3m 采用锚索补强支 护 开切眼采用矩形断面 戴帽木点柱支护 巷道断面详见图 C1456 122 1 2 3 22 3 2 掘进工作面个数及装备掘进工作面个数及装备 根据采煤工作面年推进度 本着以保证矿井正常生产时合理的采掘关系 为原则 矿井移交生产及达到设计生产能力时 共布置两个煤巷掘进工作面 其中一个西一集中上山普掘工作面 一个顺槽综掘工作面 掘进工作面主要设备配备见表 3 1 2 3 32 3 3 矿井达产时采掘比例关系及矸石量预计矿井达产时采掘比例关系及矸石量预计 矿井移交生产时 共布置两个煤巷掘进工作面 采掘比为 1 2 矿井投产后 新掘巷道绝大部分为煤巷 矸石量很少 预计井下矸石量 为 10kt a 表 3 1 掘进工作面主要设备表 煤巷普掘工作面煤巷综掘工作面 设备名称 型 号功率 kW 台数型 号功率 kW 台数 山西煤炭职工联合大学太原分校 09 级成人大专机电班毕业设计 第 13 页 煤巷掘进机 ELMA 40801 可伸缩胶带输送机 SSJ 800 90901 胶带转载机 JZP 100A10