采煤工艺设计.doc

采煤工艺设计目 录采煤工艺实验报告设计1第一章 概述1第一节 采煤工作面位置及开采范围1第二节 采煤工作面与相邻煤层及相邻已采采区的关系1第二章 地质概况2第一节 煤层赋存情况2第二节 围岩的性质及其对采煤的影响2第三节 地质构造及水文地质情况3第四节 瓦斯、煤尘和自然发火情况3第三章 可采储量及可采期3第一节 可采储量3第二节 设计可采储量3第三节 采区服务年限4第三章 采煤方法工艺4第一节 采煤方法的选择4第二节 采煤工作面布置4第三节 采煤方式6第四节 装煤6第五节 运煤7第六节 采空区处理8第五章 生产技术管理8第一节 回采工艺8第二节 循环工艺流程8第三节 劳动组织形式9第六章安全技术措施11采煤工艺实验报告设计第一章 概述第一节 采煤工作面位置及开采范围1、位置采煤工作面的采区有可采和局部可采煤层3层，从上到下编号为k5、k6、k7煤层，其中k5、k6煤层基本全区可采，k7煤层局部可采。其中k5煤层离地面离地面200m、k6煤层离地面250m、k7煤层离地面300m。其中地面的标高为+0，k5、k6、k7煤层的标高分别为-200，-250，-300。2、开采范围根据取得的采矿权范围，西与A井田为邻，东以B村庄为界，南至C山，北到该D的边界。K5煤层综合柱状图柱 状厚度(m)岩性描述 性 描 述 9.0灰色泥质页岩，砂页岩互层-4.40泥质细砂岩，碳质页岩互层4.2K煤层，=1.30t/m3-2.20灰色砂质泥岩，细砂岩互层，坚硬-5.30灰色砂质泥岩第二节 采煤工作面与相邻煤层及相邻已采采区的关系1、与相邻煤层的关系开采煤层群的矿井，本采煤k5-1工作面所开采的煤层与上下煤层k5-2 和k5-3间距都为20m左右，各煤的厚度均为3.5m4.5m。上下开采情况及对本工作面的影响不大，若上下煤层工作面同采，应写明两工作面的错距为10m。2、与相邻以采采区的关系本采煤工作面与相邻已采采区有隔离煤柱，煤柱的宽度为15m；采空区内有少量的积水和瓦斯，对本工作面采煤工作面的工作条件和通风有影响。三、采煤工作面与地面相对位置的关系采煤工作面开采范围与地面相对位置的范围全部为山坡，无建筑物、水体、铁路等。第二章 地质概况第一节 煤层赋存情况开采范围设定如下东西长10.0km，南北平均宽约3.0km，井田面积30.0km2，煤层厚23m，平均厚度为4m，平均埋深251m。煤层的倾向由东向西成12的倾角。其中地面的标高为+0，k5、k6、k7煤层的标高分别为-200，-250，-300。煤层水分（Mad）：各煤层原煤水分（Mad）为1.591.91%，平均1.76%；灰分（Ad）：各煤层原煤灰分(Ad)为17.4232.61%，以中灰分煤为主，次为中高灰、低中灰煤；煤层硫分（St,d）：各煤层全硫（St，d）原煤为0.132.61%，属特低中高硫煤；固定碳含量：各煤层固定碳(FCd)原煤为58.3976.02%，浮煤为79.3283.54%；煤层挥发分：各煤层挥发分原煤（Vd）为5.5310.23%，浮煤（Vdaf）为7.108.83%，差别不大；发热量：计算各煤层的低位发热量为22.0528.13MJ/kg。第二节 围岩的性质及其对采煤的影响围岩中节理的发育程度较好，原岩应力比较分散，附近的岩石多为泥浆岩和灰岩，围岩应力较小，自稳性较强，煤层赋存平缓 ，顶板稳定。第三节 地质构造及水文地质情况地质构造简单，无断层和破坏带及褶曲的存在。因地理等因素，工作面顶板层的部分临河地区含水较多，但大部分地区很少，有一定的涌水量，井下工作面涌水量最大才达到了0.9m3每小时，涌水不严重。第四节 瓦斯、煤尘和自然发火情况绝对瓦斯排放3m/min，属于低瓦斯矿。依据井田勘探地质报告，各煤层采样试验结果均无火焰，结论是无爆炸性危险。据分析，煤尘爆炸与煤层的挥发分、灰分、煤尘的粒级等有关，本井田挥发分小于10%，灰分小于35%，因此煤尘基本上无爆炸危险。详查时对k5、k6、k7煤层进行了采样试验，结论是不具自燃发火倾向。据分析，煤的自燃与含硫量有关，当煤层含硫量较高时，容易自燃，反之不自燃。第三章 可采储量及可采期第一节 可采储量 Zg=HLk (公式1-1) 式中：Zg- 采区工业储量，万t； H- 采区倾斜长度，1100m； L- 采区走向长度，3000m； - 煤的容重 ，1.30t/m3； k- K煤层煤的厚度，为4米；Zg=1100300041.3=1716万t/a第二节 设计可采储量ZK=(Zg-p)C (公式1-2)式中：ZK- 设计可采储量, 万t； Zg- 工业储量，万t； p- 永久煤柱损失量，万t；C- 采区采出率，厚煤层可取75%，中厚煤层取80%，薄煤层85%。本设计条件下取80%。Pm1=302300041.3+152(1100-302)41.3=109.8万tP- 上下两端永久煤柱损失量，左右两边永久煤柱损失量，万t；ZK1=( Zg1-p1) C=(1716-109.8)0.8=1284.96万t第三节 采区服务年限T = Z/A式中， T采煤工作面可采期，a；Z采煤工作面可采储量，万t；A工作面生产能力，万t/a。可采期为T=1285/100=12.85年。第三章 采煤方法工艺第一节 采煤方法的选择由于k1煤层厚度为4m，属于中厚煤层，硬度系数f=2，结构简单，无断层，故可用综合机械化采煤工艺，因而采煤工艺选取的是走向长壁法采煤法的综采。综采放顶煤工作面“三八”制作业形式，即两班采煤，一班准备。采煤机截深为0.6m，割两刀放一次顶煤，放煤步距为1.2m。采煤机割煤高度为2.6m放煤高度平均为4.3m，采放比为1：1.65。工作面回采工艺流程为：采煤机向上割煤、移架采煤机向下装煤推移刮板输送机斜切进刀推移刮板输送机。放顶煤河割煤交叉作业，同时进行。第二节 采煤工作面布置本工作面所在采区的采煤工作面采面单一长壁采煤法的综采后退式进行开采，由采区边界附近向采区上山方向推进采煤。该采区开采一层煤k5, 煤层厚度为4m，地质构造简单，采面周围无采空区，其布置示意图如下：1采煤机；2刮板输送机；3液压支架；4下端头支架；5上端头支架；6转载机；7可伸缩胶带输送机；8配电箱；9移动变电站； 10设备列车；11泵站；12喷雾泵站；13绞车；14集中控制台图5-1 综采面设备平面布置示意图图5-12工作面布置图第三节 采煤方式(1)落煤方式与采煤机的选择采用综合机械化采煤，双滚筒采煤机直接采煤。依据采区的设计生产能力确定工作面每天的推进度为：选择采煤机的滚筒截深为600mm，每天正规循环推进六刀，每个循环0.600m，可满足每天至少推进16.74米的要求。根据煤层的实际情况，经查采矿设计手册，选用采煤机。采煤机的型号为：MXP240W采高 1.352.84m适应煤层硬度 13煤层倾角 25截深 600mm滚筒直径 1.4m卧底量 140 mm牵引方式 液压无链牵引力 196KN牵引速度 07.5 m/min滚筒中心距 6120 mm电机功率 2100kw总质量 15吨 (2)进刀方式： 为了合理利用工作时间，提高效率。采用端头斜切割三角煤进刀方式，双向割煤。 (3)放顶步距：割两刀放一次顶煤，放顶步距0.62=1.2m。据采矿工程设计手册，一般情况下，当采用小截深(0.50.6m)时，割两刀放一次顶煤，放煤步距为2倍的采煤机截深。第四节 装煤使用滚筒采煤机的工作面，采煤机在割煤的同时，约90%的煤靠档煤板及螺旋叶片将煤推向输送机，完成装煤工序。其余少量浮煤由安装在输送机上的产煤板在移输送机时铲入输送机内，或由人工清理。第五节 运煤(1)工作面采用可弯曲刮板输送机运煤，运输平巷采用转载机和胶带运输机运煤。1、工作面可弯曲刮板输送机型号：SGD630/180适用条件： 缓斜2.84.5m综采工作面出厂长度： 200米运输能力： 400吨/h刮板链形式： 双边链电动机型号： DSB90电机功率： 290kw电机电压： 1140V总质量 117.31吨2、转载机型号 SZD730/160适用条件： 中厚煤层出厂长度： 40米运输能力： 700吨/h刮板链形式： 中双链电动机型号： YSB160电机功率： 160kw电机电压： 1140V总质量： 25.6吨(2)工作面支架架型选择必须考虑支架的相关尺寸、结构特征，支护性能必须与煤层地质条件、矿压显现规律以及工作面配套设备相适应。煤层地质条件：根据部颁标准MT553-1996煤层顶底板分类标准，该煤层直接顶为I类，基本顶为类，底板为类。矿压显现规律：矿压特征是老顶破断运动直接波及地表顶板一般情况下会形成稳定的结构，压力较适中。 工作顶板岩层基本为冒落带和裂隙带。因而采用自移式液压支架支护支架型号 ZFS3200 /16/28支撑高度 1.62.8 m工作阻力 3126 KN初撑力 2488 KN支架中心距 1500 mm 支护强度 0.55 Mpa移架步距 700 mm支架重量 13.9吨 (3)移架方式由于采用及时支护方式，而且工作面每天推进五刀，所以选择顺序移架方式。顺序式移架速度快，能满足采煤机快速牵引的需要，适用于顶板比较稳定的高产工作面。(4)支护方式：由于k1煤层f = 2，顶煤厚度较小，选用及时支护第六节 采空区处理由于该采区使用走向长壁全部垮落一次采全高综采放顶煤采煤法，采空区采空区处理方法采用全部垮落法。第五章 生产技术管理第一节 回采工艺综采回采工艺过程中，破、装、运、支、处五项工序全部实现机械化第二节 循环工艺流程工作面采用分段追机作业，全工作面分为三段，移架滞后采煤机割煤，推移输送机滞后移架，具体流程为：采煤机端头进刀割煤移架推移刮板输送机采煤机在机尾进刀割煤移架推移刮板输送机。第三节 劳动组织形式设计采用“三八制”作业方式，即每日三班，两班采煤、一班准备，每班工作8h。 1、工作面布置图5-1、劳动组织表5-2、技术经济指标表5-3循环作业图5-4。2、有关工种及出勤人数，可根据现场实际酌情安排。表5-2工作面劳动组织表序号工种早班中班夜班合计1班长11132采煤机司机33393输送机司机334104转载机司机11355胶带输送机司机11136放煤工22267端头维护工22268跟班电工33289运料工44101泵站工111311跟班机修工225912技术员111313送饭工1113合计21213173表5-3工作面主要技术经济指标序号项目单位数量1煤层厚度m6.92煤层倾角163采放比1：1.654日产