采矿工程课程设计

《煤矿开采方法》课程设计适用专业：煤矿开采技术专业入学文化：中专设计周数：二周设计人：张雷潞安职业技术学院采矿工程系采矿教研室二〇一〇年八月2目录第一章工作面概况........................................................3第二章地质情况..........................................................3第三章采煤方法及其工艺流程..............................................5第四章顶板控制管理及支架说明书..........................................7第五章工作面矿压监测...................................................13第六章生产系统.........................................................13第七章劳动组织及循环图表...............................................18第八章工作面主要技术经济指标...........................................19第九章安全技术措施.......................................................20第十章工作面避灾路线.....................................................363第一章工作面概况第一节工作面概况1501工作面地面相对位置位于某村南800米的林区，采区为15#采区，地面标高1320～1380m，井下标高1080～1160m。第二节工作面四邻情况、采掘情况及影响范围1501工作面井下位置及与相邻的关系：工作面位于15#采区，东临1501运输顺槽，西邻1501回风顺槽，西北为老空区，南为15#运输大巷，该采面与四邻均留设足够的保安煤柱。回采对地面设施的影响：地面是高原山林区，无任何建筑，保护设施，采面覆盖厚度在200m以上，而且岩层稳定，所以该区采煤对地表无较大影响。第三节工作面参数及储量1501工作面走向长度2100米，倾向长140米，煤层平均厚度2.5～3.5米，采高3.1米，煤体容重1.43吨／米3，循环进度0.5米，回收率95%,据此计算：(单位：万吨)采煤工作面储量：A=140×2100×3.1×1.43＝130.3万吨可采储量：B=140×2100×3.1×1.43×0.95＝123.8万吨工作面的服务年限（C）=可采储量(B)/设计月产（工作面设计月产按5.58（万吨）C=123.8/5.58=22个月第二章地质情况第一节煤层赋存特征煤层厚度m2.5～3.53.1煤层结构简单煤层倾角（度）6-10开采煤层15硬度2煤种贫煤稳定程度稳定煤层情况描述煤层情况描述1、煤层发育情况：1501工作面回采的煤层为15＃煤，该煤层结构复杂，含有夹石，层位属太原组下部，上距14＃煤44m,光泽较强，断口参差状和贝壳状，内生裂隙较发育，主要为半亮煤，与夹于其中的镜煤暗煤与丝炭的薄层交替而成，条带状结构明显，煤质较好2、煤层类型及煤质：15#煤的可采系数为0.95，煤厚变异系数为20％，其类型为稳定性煤层，煤质牌号为PM，宏观煤岩类型为半亮型煤，复硫中灰煤。3、煤层厚度：该工作面范围内，15＃煤赋存稳定，全区可采，煤层的厚度在2.5～3.5m之间，平均3.1m。第二节地质构造情况一、断层情况以及对回采的影响根据本区的A25钻孔综合资料及临近的暗斜井上下车场及8-15煤运输上山、15#煤运输大巷掘进，探明地质结构较简单，煤层赋存稳定，揭露无较大断层、无炭柱和褶曲开采时对工作面无较大的影响。1501工作面预计断层情况表表四4名称性质落差（ｍ）走向（度）倾角（度）对回采影响备注F1正0.48285影响较小实见二、褶曲情况以及对回采的影响根据1501工作面上、下顺槽和相邻工作面的实际揭露，工作面范围内为一单斜构造，煤层走向变化较小。工作面无褶曲影响。三、其他因素对回采的影响根据已掘1501工作面工作面范围内无陷落柱和火成岩的侵蚀第三节围岩及其特征煤层顶底板情况见下表：柱状厚度（m）岩性描述8.60灰色泥质页岩，砂页岩互层8.40泥质细砂岩，碳质页岩互层0.20碳质页岩，松软3.1褐黑色、半亮煤，中部夹厚两层0.030.05泥岩4.20灰色砂质泥岩，细砂岩互层，坚硬7.80灰色砂质泥岩3.0页岩第四节瓦斯、火、煤层情况瓦斯低瓦斯矿井，瓦斯绝对涌出量0.5m3/t，相对涌出量1.01m3/tCO2低CO2矿井，CO2绝对涌出量0.2m3/t.煤尘爆炸指数煤尘具有爆炸性，爆炸指数4.482mpm/s。煤的自燃倾向性煤尘吸氧量为1.0118ml/g,自燃等级为Ⅲ，属不易自然煤层。地温危害无冲击地压危害无5第五节水文情况一、涌水量正常涌水量为0.3~0.5m3/h最大涌水量为1.0m3/h。二、含水层（顶部和底部）分析该面水文地质条件简单，15＃煤直接顶砂岩厚2～3m，孔隙式胶结，含有少量的水，具导水性；老顶灰白色中砂岩厚5.62m，泥质胶结，顶板垮落时裂隙中会有少量的淋水，对回采影响不大。相邻采区内开采时基本无水，上覆层是黄土层，故对15层煤的开采基本无影响。15层煤顶板砂岩局部少量含水是影响工作面开采的主要因素，开采时顶板有时出现滴水或淋水，一般出现在断裂构造处，水量非常小，范围仅在断裂构造周围，对工作面开采影响不大。第三章采煤方法及其工艺流程第一节工作面巷道及设备布置一、采区设计、采区巷道布置概况该采区为15#采区，位于＋1170水平矿井东南部。工作面由进风顺槽、回风顺槽、15#运输大巷、及15#回风大巷组成。附图1:1501工作面平面图二、采煤工作面进风、回风顺槽1、1501轨道回风顺槽为矩形断面，采用锚带网支护。巷道净宽3.8m，净高3.1m。顶板布置5棵锚杆（采用直径18mm，长度2000mm等强度全螺纹钢树脂锚杆），上帮布置4棵，下帮布置4棵锚杆（采用直径18mm，长度2000mm等强度全螺纹钢树脂锚杆），每2米顶板打2颗4-5米锚索。周圈挂铁丝网（顶板破碎时挂机制金属菱形网并使棚支护），M钢带，铸铁托盘。锚杆排间距顶板为900×1000mm，两帮为1000×1000mm。2、1501运输进风顺槽为矩形断面，顶板布置5棵锚杆，（采用直径18mm，长度2000mm等强度全螺纹钢树脂锚杆），上帮布置4棵，下帮布置4棵锚杆（采用直径18mm，长度2000mm等强度全螺纹钢树脂锚杆）。周圈挂铁丝网（顶板破碎时挂机制金属网菱形网），M钢带，铸铁托盘。锚杆排间距顶板为800×1000mm，两帮为1000×1000mm。3、遇断层或顶板破碎时，采用半圆挂菱形网带（钢带安插到拱基线以下）支护，净宽3.8m，净高3.1m，周圈挂机制金属菱形网，锚杆间排距为800×800mm，采用直径18mm，长度2000mm等强度全螺纹钢锚杆。锚网带不能有效支护顶板时，在巷道正中加打1-2颗锚索，间距2m，M钢带，M铸铁托盘。4、切眼：为矩形断面，采用锚网带支护。巷道断面呈矩形，净高2.8m,宽6.5m断面19.04m2，用于安装综采设备。三、工作面设备布置及技术特征1、移动变电站峒室，设置于靠近该工作面的1501联络巷中，峒室宽3.6米，净高2.8米，采用锚网带支护。2、工作面布置：支架、机组、刮板运输机。第二节采煤方法1501综采工作面采用MG160/375-W型双滚筒液压无链牵引采煤机落煤。采用采煤机上下滚筒割装煤和工作面运输机铲煤板前移配合装运底板煤。工作面采用SGZ630/220型中双链全封底式刮板输送机运煤，运6输顺槽采用SZD730/110转载机及SD-80带式输送机运煤。本工作面采用走向长壁综合机械化采煤方法，全部垮落法管理顶板，平均煤厚为3.1米,工作面采高为3.1米，循环进尺0.5米。第三节采煤工艺一、采煤、循环工艺（附图2：采煤机端部斜切进刀双向割煤示意图）该工作面采用走向长壁后退式采煤法，综采一次采全高。使用双滚筒采煤机割煤，采高平均3.1米，后退式回采，全部垮落法管理顶板，割煤深度0.5米，循环进尺0.5米，采煤机上（下）行割煤，追机移架。采用端部割三角煤的斜切进刀方式，采煤工序为：采煤机到达工作面上端头割透煤壁后，下行斜切进刀推移运输机尾，上行割三角煤，返向正常下行割煤，追机移架移溜;下部割透煤壁后上行斜切进刀，移运输机头，下行割三角煤，返向上行正常割煤，追机移架移溜。采煤机的进刀距离为20～30m。二、工艺详细说明及要求：A、采煤机割煤：采煤机滚筒直径1.6米，有效截深0.5米，牵引方式为无链牵引，牵引速度为0~5m/min。1、操作程序：⑴、输送机运转平稳后，打开供水截止阀，启动采煤机，待滚筒转起来后，再行牵引，速度应由小逐渐加大到所需的牵引速度，然后匀速牵引。⑵、采煤机运行时，司机应随时注意设备有无异常声音，各部温度、仪表显示、电缆拖移，输送机内有无大块矸石、物料等带动采煤机强迫运行等情况，发现问题要及时停机处理。⑶、主司机站在规定位置，身体距机身500mm左右，随机组运动前移，随时观察刮板输送机、电缆拖移装置、机组声音，各部温度是否正常。根据煤层顶板情况及大溜运载情况，随时调整机组割煤速度，严格控制采高在3.1米范围以内。⑷、前滚筒司机站在截割部或端头处进行操作，调整好滚筒的高度后，要在支架立柱之前行走。随时注意前滚筒运转情况，根据实际及时调整前滚筒的高度，保证顶板平直，发现电缆槽中有大块煤矸时，要及时处理。⑸、后滚筒司机根据底板情况调整后滚筒的高度，保证割出的底板平直。随时注意电缆、刮板输送机的运行状况，发现挤卡、堵涌煤或出现特殊紧急情况，立即向主司机发出紧急停机信号，及时闭锁刮板输送机或停机防止事故发生及扩大。⑹、机组距端头（尾）5m时，降低牵引速度，一名副司机操作调速健，另一名副司机负责操作前滚筒调高手把，正司机站在端头架间观察指挥，当前滚筒深入巷道半个滚筒，停止牵引。2、割煤质量要求：a．严格控制采高，最高不能超过3.1m，最低不能低于1.8m，最低采高要保证支架立柱有足够的行程。b．控制采煤机牵引速度，防止压溜、涌煤事故发生，保持割煤过程中的顶底板平整。c．采煤机割过后，必须及时移架，防止架前冒顶、片帮。d．采煤机割煤时，必须严格按照采煤机安全操作规程的要求进行操作。e、司机要根据底板变化情况及时调整采高，防止采高过低造成机组无法通行。B、装、运煤：落煤主要靠滚筒螺旋叶片装入，推溜后底板上的浮煤由人工用铁锨装入运输机。7工作面运输机运煤—1501进风顺槽转载机运煤—15#运输大巷皮带机运煤—15#煤仓C、移架：采用追机作业、及时移架的方式，正常情况下，移架滞后采煤机后滚筒3—5架，一般不超过6架（特殊情况例外），顶板破碎及煤壁片帮时，可及时采取拉超前架带压移架的方法控制顶板，本架操作，拉架步距0.5米，割煤后先移架管理顶板，后推溜。移架过程中应使用好支架防倒防滑机构，防止移架期间倒架、滑架、咬架，要保持支架垂直煤壁及运输机。①移架操作程序：移架时要带压擦顶移架，其移架的操作程序是：降支架立柱→以输送机为支点，用移架千斤顶移架0.5m的距离→升起支架立柱，并在升柱手把位置保持3～5秒钟使支架达到额定的初撑力后将手把回零。②移架质量要求：（1）必须严格按移架安全操作规程进行移架。（2）为保证拉架时不致将输送机后拉，在移架时，应将邻架的推移千斤顶打在推溜位置。（3）当煤壁片帮或顶板碎破时，应在采煤机前滚筒割煤后及时移架护顶。（4）移架时，必须使工作面支架保持成一条直线，其直线误差在±50mm。（5）工作面应达到动态的质量标准化要求,确保“三直、二平、一净、二畅通”的质量要求。“三直”：煤壁直、运输机直、支架直，“二平”：顶、底板平，“一净”：人行道浮煤清理干净，“二畅通”：人行道、上下出口畅通。（6