狮子山煤矿可研说明书1

5 2 井下开采井下开采 5 2 1 首采区位置首采区位置 本着工作面的布置尽量靠近井筒 以减少初期工程量 缩短建井工期 节约投资和降低生产成本并加快投资回收 将首采区的布置选用勘探程度 高 煤层厚度稳定 储量丰富可靠 开采技术条件较好的原则 设计确定 一采区为首采区 以利于矿井尽快建成 尽快达产并稳定生产 5 2 2 首采区位置首采区位置 由于各个煤层均为中厚煤层 煤层的倾角也较小 赋存稳定可靠 根 据矿井的生产能力 设计确定本矿井达产时安排一个采区 一个工作面来 达产 实现集中化生产的目的 采煤方法 工作面长度及主要设备选型与配置采煤方法 工作面长度及主要设备选型与配置 一 采煤方法的确定一 采煤方法的确定 本矿井地质构造位于镇雄复式向斜南翼中段 为一北东 南西向 延伸的单斜构造 地层总体倾向南东 倾角1 5 区内主要有发育于矿 区东南边部的F1断层 对矿井开采无影响 矿区地质构造复杂程度属简单 类型 井田范围内有主要可采煤层一层 即C5b煤层 煤层厚度 1 85 2 08m 属稳定的近水平中厚煤层 本区水文地质条件属以裂隙充水为主的简单类型 煤矿属高瓦斯矿井 煤尘无爆炸危险 煤层无自然发火倾向 煤 层顶底板岩性以泥岩 砂质泥岩和粉砂岩为主 根据煤层赋存条件及国内目前技术装备水平和省内类似条件的生产经 验 结合矿井的开拓方式 本矿井宜采用倾斜长壁采煤法 全部陷落法管 理顶板 二 采煤工作面长度的确定二 采煤工作面长度的确定 本矿井为高瓦斯矿井 工作面长度应按通风能力确定 L 60VBmCf qbSNP 式中 V 工作面允许最大风速 4 0m s B 工作面最小控顶距 3 2m m 工作面采高 2 08m Cf 风流收缩系数 取0 9 qb 生产吨煤所需风量 取1 6m3 min SN 循环进度 取0 6m P 煤层生产率 t m2 P mc 式中 煤的容重 t m3 c 工作面回采率 取0 95 则P 2 08 0 95 1 5 2 96 t m2 昼夜循环数 取4 则L5 60 4 3 2 2 08 0 9 1 6 0 6 2 96 4 126m 本次设计工作面暂按100m考虑 待矿井建成后 可根据 开采的实际情况适当调整工作面长度 三 三 采煤工作面装备采煤工作面装备 本矿井设计生产能力为 30 万 t a 根据煤层赋存及开采条件较好的特 点 应提高采煤机械化程度 提高采面的单产水平 合理集中生产 确保 矿井安全 稳产 高产 设计考虑装备普通机械化采煤工作面 用双滚筒 采煤机采煤 可弯曲刮板输送机运煤 用整体顶梁机采液压支架支护顶板 本矿井首采一采区的 C5b煤层厚度 1 85 2 08m 设备选型考虑所选设 备性能匹配 生产能力配套的原则 工作面机械设备的选型和配备如下 采煤机选型 1 选型原则 适合特定的煤层地质条件 采煤机采高 截深 功率 牵引方式 等主要参数选取合理 有较大的适合范围 满足工作面生产能力的需要 采煤机实际生产能力要大于工作面 的设计生产能力 采煤机技术性能良好 工作可靠性高 各种保护功能完善 采煤机检修 维护等方便 2 选型 根据经验 设计采用无链牵引双滚筒采煤机 3 采煤机参数的确定 设计考虑在C5b煤层布置一个采煤工作面达到设计生产能力 采煤 机应具有的生产能力按下式计算 Qh Qy D T K 式中 Qh 设备小时生产能力 t h Qh 要求的工作面年产量 t D 年工作天数 T 每日生产小时数 h K 总时间利用系数 取0 4 则 Qh 300000 330 16 0 4 142t h 为满足Qh所需的采煤机工作牵引速度按下式计算 Vc Qh 60 B H C K 式中 Vc 采煤机割煤速度 m min B 截深 m H 采高 m 煤的密度 t m3 C 工作面回采率 K 总时间利用系数 取0 4 则 Vc 142 60 0 6 2 08 1 5 0 95 0 4 3 33m min 采煤机的滚筒直径D 一般按煤层平均采高 H 的一半确定 D H 2 2 08 2 1 04m 则根据采煤机的选型标准 C5b煤层选取滚筒直径为D 1100mm 截深B 根据煤层顶底板条件 瓦斯含量及生产能力等方面因素 并参考现有采煤机标准截深以及支架型号 确定B 0 6m 采煤机实际生产率 Q 60 M B V K 式中 Q 采煤机生产率 t h M 采高 m B 截深 m V 采煤机截煤时的实际牵引速度 考虑到国内高档普采工 作面采煤机的实际使用经验 取3 0m min 煤的密度 t m3 K 工作面回采率 0 95 则Q5 60 2 08 0 6 3 0 1 5 0 95 320t h 采煤机装机功率P 装机功率包括割煤电动机 牵引电动机 液压泵电动机 机载增压喷 雾泵电动机等所有电动机功率 a 用单齿比能耗法计算 P Qmax Hw 式中 Qmax 采煤机理论生产率 t h Hw 切割比耗能 取0 65kwh h 则P 277 0 65 180Kw b 根据截割阻抗选取 本矿井煤层普氏系数在2 4之间 截割阻抗为2 4 3 3kN cm 按照 高产高效综采工作面设备选型与配套 中装机功率推荐值 采煤机装机 功率P应为300kW 400kW 根据上述参数计算 考虑到矿井开采技术条件的复杂性以及采煤机的 通用性 并与现有采煤机类比 达产时工作面选用MG375 AW型双滚筒无 链牵引采煤机 该采煤机主要技术特征详见表5 2 1 表 5 2 1 MG375 AW 型采煤机主要技术特征表 采高 m f 煤层倾 角 截深 mm 滚筒 直径 m 牵引 方式 牵引力 KN 牵引 速度 m min 电动机 功率 台数 Kw 电压 V 总重 t 卧底量 mm 电动机 功率 台 数 KN 控顶距 mm 最大不可拆卸件 长 宽 高 mm t 总重 t 1 2 2 62 4 306001 1无链2 2250 6 1375 1114035 158 288 338 250 120003139 850 48021 支架选型 1 支架支撑强度计算 采用估算法计算支架的支撑强度 单位面积支架承受的荷载按6倍采 高的岩柱重量估算 即 P 6 9 8 Mcos 式中 P 每台支架承受的支撑强度 KN m2 顶板岩石的视密度 2 5t m3 M 采高 m 煤层倾角 取1 则 P 6 9 8 2 5 1 85 2 08 cos 1 272 306KN m2 0 272 0 306MPa 2 支架阻力计算 每台支架工作阻力按下式计算 P q b L B 式中 P 每台支架承受的阻力 KN b 顶梁距 取0 3m L 顶梁长度 取3 2m B 支架中心距 取1 0m 支撑效率 取0 95 则 P 272 306 0 3 3 2 1 0 0 95 1002 1127KN 3 支架高度 支架的最大高度Hmax 最小高度Hmin按下式计算确定 Hmax Mmax c b e Hmin Mmin s b a 式中 Mmax 工作面最大采高 2 08m Mmin 工作面最小采高 1 85m c 伪顶厚度 根据煤层顶板情况取0 05m b 顶梁厚度 取0 2m e 为了避免支柱在完全抽出状态下予留的活柱富裕行程 取 0 1m a 支柱卸载高度 取0 05m s 顶板在最大控顶距处平均最大下沉量0 22m 由估算法 s MminR 式中 系数取0 03 R 工作面最大控顶距 m 经计算 支柱最大 最小高度应为Hmax 2 03m Hmin 1 38m 结合 经验确定 支架的最大高度比最大采高大200mm 最小高度比最小采高小 250mm 4 支架选型 根据以上计算的支架支撑强度 支架阻力和工作面采高 工作面支架 选用 ZH2000 16 24Z 型整体顶梁组合悬移机采液压支架 该支架主要技术 参数见表 5 2 2 表 5 2 2 整体顶梁组合机采液压支架技术参数表 名 称单 位参 数备 注 支架高度mm1600 2400 支架长度mm3200 支架中心距mm1000 支柱直径mm125 支柱数量根4可增加一根切顶 柱 移架步距mm600 1000 工作阻力KN2000 初撑力KN931 支护强度MPa0 59 泵站压力MPa19 6 工作液M10 乳化液浓度 3 5 可弯曲刮板输送机 1 输送机能力 Q运 按下式计算 Q运 K余 Q采 式中 K余 富裕系数 1 1 1 15 取1 15 Q采 采煤机实际生产能力 t h 则 Q运 277 1 15 319t h 工作面刮板输送机选型 根据计算的输送机能力 采煤机选型 并考虑工作面长度 采煤工作 面选用 SGB630 220 型可弯曲刮板输送机 输送量 450t h 装机功率 2 110kW 二 采区巷道布置及回采方式二 采区巷道布置及回采方式 采区巷道布置 如前所述 根据煤层赋存情况 开采技术条件 设计一采区采煤工作 面采用高档普采回采工艺 倾斜长壁采煤法开采 根据矿井开拓布置 主斜井 标高 1683 98m 掘至井底标高 1610m 在 1625m水平沿C5b煤层倾向布置胶带运输大巷 运输大巷 内铺设800mm可伸缩式胶带输送机运输煤炭 运输大巷与主斜井之间通过 井底煤仓及联络巷连通 副斜井 标高 1682 78m 掘至 1610m水平后开 掘井底车场 1610m轨道大巷 回风斜井掘至 1625m水平标高后沿C5b煤 层倾向布置 1625m回风大巷 根据倾斜长壁采煤法的特点以及矿井的开采技术条件 沿煤层倾向划 分区段 回采工作面长度100m 工作面巷道系统包括一条回风巷 一条运 输巷和一条轨道巷 回风巷与回风大巷直接连通 运输巷与运输大巷通过 皮带搭接连通 轨道巷与轨道大巷之间通过轨道石门 轨道斜巷连通 运 输巷与轨道巷之间通过联络巷相连通 矿井投产时在离井筒最近的C5b煤层 布置一个首采工作面 即1051工作面 一个1052预抽预面 工作面回风 巷担负工作面回风等任务 工作面运输巷内铺设可伸缩胶带输送机 担负 工作面产出原煤的运输 工作面轨道巷内铺设轨道 担负工作面的辅助运 输任务 同时可以存放设备列车 还可作为下区段工作面的回风巷 回采方式 工作面采用综合机械化采煤工艺 工作面的推进采用后退式 即从采 区边界边缘向大巷方向推进 三 采区位置 移交生产及达产时的采区数目三 采区位置 移交生产及达产时的采区数目 本着工作面的布置尽量靠近井筒 以减少初期工程量 缩短建井工期 节约投资和降低生产成本并加快投资回收 将首采区的布置选用勘探程度 高 煤层厚度稳定 储量丰富可靠 开采技术条件较好的原则 设计确定 一采区为首采区 以利于矿井尽快建成 尽快达产并稳定生产 由于各个煤层均为中厚煤层 煤层的倾角也较小 赋存稳定可靠 根 据矿井的生产能力 设计确定本矿井达产时安排一个采区 一个工作面来 达产 实现集中化生产的目的 四 矿井移交生产时及达到设计生产能力时 回采工作面的总数目 四 矿井移交生产时及达到设计生产能力时 回采工作面的总数目 总长度 总产量总长度 总产量 矿井达产在 C5b煤层布置一个采煤工作面生产 采煤工作面生产能力 按下列公式计算 A NLSMC 式中 L 工作面长度 100m S 截深 0 60m M 采高 2 08m C 工作面回采率 取0 95 煤的容重 1 5t m3 N 采煤机日进刀数 N 60k1 24 t1 td 式中 k1 事故响应系数 取0 6 t1 准备时间 h td 截割一刀所需时间 min td k2 L l V1 t2 式中 k2 每刀辅助时间系数 取1 4 l 缺口长度 m t2 进刀时间 取65min V1 采煤机工作面速度 m min td 1 4 100 6 3 0 65 103min N 60 0 6 24 6 108 9 5 95 取6 A 6 100 0 6 2 08 0 95 1 5 1067t d 则 Q 100 950 2 08 1 5 0 95 282kt a 掘进出煤量按 8 考虑 则矿井年产量为 30 5 万 t a 可保证年产量 30 万 t a 的能力 矿井开工以后 31 个月 矿井全部建成达产 矿井布置一个普通机械化 采煤工作面 完全可以保证 30 万 t a 的生产能力 五 掘进工作面的个数及装备五 掘进工作面的个数及装备 为了保证矿井正常的采掘关系 防止采掘失衡 矿井达产时共布置了 二个掘进工作面 其中一个为准备工作面的回采巷道用 一个掘进面为开 拓巷道用 回采巷道的掘进工作面及开拓巷道的掘进面为炮掘工作面 六 矿井移交达产时的井巷工程量六 矿井移交达产时的井巷工程量 矿井移交达产时的井巷工程总量为 7163 59m 其中 煤巷 4888m 岩巷 2275 59m 掘进率为 238 8m 万 t 矿井达产时的井巷工程量见表 5 2 3 七 矿井移交达产时的七 矿井移交达产时的 三量三量 及可采期及可采期 矿井移交生产时 三量 及可采期估算如下 开拓煤量 2126 6kt 可采期 7 1a 准备煤量 692 18kt 可采期 2 2a 回采煤量 186 22kt 可采期 7 5 个月 上述煤量均符合有关规定 表 5 2 3 矿井移交生产及达产时井巷工程量 长度 m 掘进体积 m3 序 号 工程名称 岩巷煤巷小计岩巷煤巷小计 1井 筒6826829014 669014 66 2车场及硐室869 59869 5911203 6611203 66 3 主要运输巷及回 风巷 439118016193718 3310990 614708 93 3采 区285370839932025 4524044 926070 35 合 计2275 5948887163 5925962 135035 560997 6 12 煤矿建设规划煤矿建设规划 12 1 建井工期建井工期 一 施工准备内容一 施工准备内容 矿井施工准备是保证矿井建设顺利进行的一项重要工作 由于准备工 作的内容较多 且涉及面宽 关系复杂 因此应根据矿井的实际情况对各 项工作进行统筹安排 综合平衡 以协调各项工作关系 针对薄弱环节 采取有效措施 做到既缩短施工准备期 又能使以下各项工作做好充分准 备 求得最佳效益 施工准备工作只有在完成征地工作以后才能进行 建设单位应根 据土地征购图一次办完土地征购 以保证施工人员及时进场进行准备工作 避免延误施工准备期 搜集资料 学习有关技术文件 熟悉设计图纸 弄清设计意图 编制矿井单项工程施工组织设计 根据矿区三角网 实测工业场地地形图 完成工业场地测量基点 的基桩标定 包括导线和高程 并设置井筒十字基桩点 完成施工需要的 五通一平 工作 即完成矿井开工前须形成的供水 供电 道路 场内 场外 通信 场内外排水设施及场地平整工作 完成食堂 宿舍 浴室等必要的生活设施 以及提升 运输 排 矸 压风 机修 预制厂 锅炉房 材料设备仓库 临时炸药库等施工需 要的工业设施 完成必要的临时工程 并促使永久工程尽早开工 凡有条件的应 尽可能利用永久建筑物 落实施工所用的三材和其它地方材料 搞好防洪设施工程 按矿井施工准备工作计划及井筒开工需要 编制劳动力计划 并 做好调配 培训工作 施工准备工程多 各工程 工序 工种相互交叉 三类工程均有大量 的准备工作要做 因此应采取统筹排队方法 紧紧抓住施工准备期的关键 环节 一环扣一环地进行 以缩短准备期 二 井巷工程成巷进度指标二 井巷工程成巷进度指标 根据原煤炭部制订的 矿井建设工期定额 和其它有关规定 并参照 目前的生产矿井巷道施工的实际指标 按照不同的断面 不同的支护方式 设计确定本矿井井巷工程平均进度指标如下 岩石斜巷 70m 月 岩石平巷 100m 月 半煤岩巷 150m 月 煤层斜巷 200m 月 煤层平巷 250m 月 三 井巷主要联锁工程的确定三 井巷主要联锁工程的确定 根据煤矿实际情况和矿井的开拓方式 当施工准备工作就绪后 即进 行开掘主 副斜井及回风斜井 矿井的主要联锁工程如下 主斜井 皮带运输大巷 回风联络巷 回风大巷 回风斜井 联锁工 程量 1772m 贯通工期 7 5 个月 副斜井 井底车场 轨道大巷 轨道石门及斜巷 回风联络巷 回风 大巷 回风斜井 联锁工程量 591m 贯通工期 5 6 个月 四 三类工程施工组织的主要原则四 三类工程施工组织的主要原则 以井巷施工为中心 保证主要联锁工程的连续施工和主要贯通工 程重点配备 同时作好回风井的外部工程 保证其按时开工 充分发挥其 在加快矿井建设中的作用 井下多点施工 抓住主线 以缩短建设工期 并保持相对稳定 使建设期的劳力 物力 财力得以均衡使用 井巷工程坚持一次成巷 并在施工过程中探索快速成巷的施工工 艺和支护方法 做到施工速度快 支护质量好 井下管线工程随井巷工程 相应进行 不留收尾工程 优先安排永久性生活设施和生产设施 尽可能利用永久建筑 减 少大临时工程 节约投资 缩短建设工期 地面建筑工程中 关键工程是地面生产系统 应创造条件优先安 排 保证在矿井投产前建成 做好设备器材的订货和采购工作 设备采购和订购工作尽量由专 业人员完成 保证按期安装使用 使之一次试运转成功 按照上述原则 三类工程综合进度见表 12 1 1 五 建井工期五 建井工期 根据矿井建设方案和移交标准 全部建成达产期为 31 个月 含施工 准备期及系统联合试生产 12 2 产量递增计划产量递增计划 根据井巷工程综合进度表 矿井建设移交生产时间 采区布置及开采 接替 矿井仅布置一个 C5b煤层普采工作面投产 能力 30 万 t a 此时矿井 全部建成 矿井产量递增计划为 开工后 28 个月时 1051 工作面投产 经 3 个月的设备安装 调试及试生产 1051 工作面的生产能力逐步提高 最 终达到设计能力 15 表 12 1 1 三类工程综合进度 2011 12111098 2010 76 52 600 70 291 45 250 57 200 井底车场 17 16 2 3 15 0 3 200 2001 3 0 870 152801 9 1052工作面瓦斯抽放巷 轨道大巷3 7100369 3 0皮带大巷 3 7主斜井 6 3200 1256 21121110987654321 施工准备期 20 19 18 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 1