毕业设计普定县猴场乡民族煤矿采区设计方案.doc
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1、普定县猴场乡民族煤矿采区设计方案设 计: 任 刚二0一0年二月第一章 矿井概况1交通位置 隶属关系都格河边煤矿位于贵州省六盘水市北东部,矿区地理坐标:东经10559391060024,北纬262203262308,直距六盘水市区约28Km,煤炭运输十分方便。行政区划属六盘水市水城县都格乡管辖。(见交通位置图)都格河边煤矿行政区划属六盘水市水城县都格乡所辖;为私营企业。2矿井现状都格河边煤矿于1997年开始进行矿山建设,设计年产原煤3万吨/年。煤矿矿区范围由8个拐点组成,面积1.1756K,准采标高由13851330m。矿井采用斜井开拓,矿井共掘有三条井筒,一条主斜井、一条副斜井一条回风斜井。主
2、井井口坐标:X:1988,风井井口坐标:X:1985,主要开采1#、9#、18#、26#煤层,走向长壁采煤法开采。3开采的指导思想 根据现场的实际情况,从经济、科学、安全的角度去考虑,使得矿井的投入小,见效快,收益高。设计重点是:规范工艺、优化系统、提高工效、强化安全、注重职业卫生、注重环保、使用先进的设备和仪器。第二章 采区地质概况一、地形地貌1地形地貌采区地表属中山斜坡地形,溶蚀侵蚀沟谷地貌,地形起伏较大。多为林地及灌木林,冲沟较开阔。地势呈西高东低,采区内最高标高1616m,最低标高为1339m相对高差277m左右。2、地质概况 (1)地层区内出露地层从上至下分别为:第四系(Q):零星分
3、布于老地层上部或地势低凹处,不整合于老地层之上,为残坡积土、冲积粘土及表层土,厚03m。上二叠统龙潭组(P3L):为本区含煤地层,由灰、浅灰,灰黑色薄至中厚层粉砂岩,泥质粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、夹燧石灰岩,泥灰岩,炭质页岩及煤层等组成。厚约348m。本区龙潭组(P3L)共含煤10-15层,全区可采煤层为1#、9#、18#、26#煤层,另有数层为不可采或局部可采煤层。1#、9#、18#、26#煤层为本矿区准采煤层。A、黄金段(C1d1):分布在矿区外围的西部,岩性为深灰、灰黑泥岩夹少量泥灰岩及钙质泥岩。地层厚约2225M。(2)构造矿井位于蔡官向斜北西翼。在矿区西北部有一区域性大断层F
4、1通过,倾向北西,倾角50,为逆断层,断距约200米,对矿山开采影响不大。地层产状:倾向南东,倾角2530,平均28。矿区内未发现破坏性断层,构造复杂程度为中等类型。无陷落柱和火成岩侵入现象。3)煤层及煤质(1)煤层A、含煤岩系特征上二叠统龙潭组(P3L)为本矿区的含煤地层,厚约348m左右,含煤1015层,可采煤层目前得知为1#、9#、18#、26#煤层,属较稳定型煤层,总体倾向南东,倾角2530,平均28。1#、9#煤层变化不大,全矿区范围内均可采,含煤地层自上而下为:龙潭组(P3L)含煤地层:上部:以粘土岩为主,夹燧石灰岩,泥质灰岩,泥灰岩以及少量粉砂岩,炭质粘土岩;中部:以中细粒岩屑砂
5、岩,粉砂岩为主,夹粉砂质粘土岩,炭质页岩及煤层;下部:以燧石灰岩,粉砂岩、粘土岩及少量炭质页岩为主。B、可采煤层矿区内主要可采煤层1#、9#、18#、26#煤层,现分别叙述如下:、18#煤层:位于龙潭组(P3L)中部,距上覆地层长兴组(P3c)底部燧石灰岩120130m,下距9#煤层20m左右。是矿区内的可采煤层,据邻近矿区永顺煤矿地质资料,18#煤层3.5m,平均厚3m,无夹矸,厚度变化不大,属较稳定性煤层。煤层直接顶板为粘土岩、炭质粘土岩等较软岩石,厚03.4m,其上覆老顶燧石灰岩厚3.5m,部分地区灰岩直接与煤层接触。底板为粉砂质粘土岩。在矿界内,地表出露高程为1470m左右,深部埋深高
6、程1305m,相对高差165m左右。、1#煤层:位于龙潭组(P3L)中部,上距9#煤层20m左右,据邻近矿区,同厂沟煤矿地质资料,9#煤层厚2.52.8m,平均厚2.6m,局部有0.25m的夹矸,煤层直接顶板为粉砂质粘土岩,粉砂岩,厚02.7m,上覆老顶为灰岩,厚3.55m,大部分地区煤层直接与老顶接触。煤层直接底板为粘土岩,粉砂质粘土岩,粉砂岩,厚4.5m。稳固性较好。全区可采煤层。在矿界范围内,地表出露高程为1445m左右,深部埋深高程1280m左右,相对高差165m左右。、9#煤层:位于1#煤层之下,上距9#煤层约55m左右,煤层厚2.53.0m,平均厚度2.7m。有二至三层夹矸,平均每
7、层夹矸厚0.05m左右。向煤层倾斜方向深处,夹矸层数逐渐减少。煤层较稳定。直接顶板为泥灰岩及粉砂岩,直接底板为粉砂岩,泥质粉砂岩。在矿界范围内,地表出露高程为1405m左右,深部埋深高程1240m左右,相对高差165m左右。可 采 煤 层 特 征 表 表11煤层编号煤层稳定性厚度(m)层间距倾角结构顶底板岩性(m)()顶板底板M8较稳定1.5-1.65无夹矸粘土岩、碳质粘土岩粉砂质粘土岩1.5M9较稳定0.8-0.9上距M8煤层20m5局部有0.25m的夹矸粉砂质粘土岩、粉砂岩粘土岩、粉砂质粘土岩、粉砂岩0.8M14较稳定1.0-1.5上距M9煤层55m5有0.1-0.15m的夹矸泥灰岩、粉砂
8、岩粉砂岩、泥质粉砂岩煤层编号分析水灰分挥发分(Vdaf%)硫分发热量(Wf%)(Ad%)(Sqg%)(MJ/kg)M81.717.357.822.62-2.8326.72.72 M91.817.688.082.84 21.1M140.8517.868.082.4330.614)瓦斯、煤尘爆炸性和煤的自燃倾向性瓦斯:根据贵州省煤炭管理局文件(黔煤生产字(2007)488号),“对六盘水市煤矿2007年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”,六盘水市都格河边煤矿全矿井绝对瓦斯涌出量为1.06m3/min,相对涌出量为8.87 m3/t;二氧化碳全矿井绝对涌出量为0.29 m3/min,相对涌出量为2.43
9、 m3/t。煤层自燃和爆炸性:根据贵州省煤田地质局实验室2005年10月24日提交的贵州省煤田地质局实验室六盘水市西秀区都格河边煤矿自燃倾向性、煤尘爆炸性鉴定报告,该矿井煤层自燃等级为类,属不易自燃煤层;煤尘无爆炸危险性。井田内无地温异常现象,属地温正常矿井。5)采区水文地质特征矿井涌水量因该采区为本煤层第三个采区,上有两个采空区,上覆开采煤层采空区水有隔水层且距离较远,所以本采区主要水源为断层裂隙水和顶板基岩裂隙水。根据临近矿井经验估计,最大涌水量为10 m3/h,最小涌水量2 m3/h,正常涌水量在5 m3/h。第三章 采区储量及生产能力第一节 矿井工作制度由于本采区全部设计为走向长壁采煤
10、后退式采煤方法,运输采用机械运输(皮带和刮板输送机),所以主要生产系统工作制度同回采工作面和掘进工作面而定,采煤工作面采用“三。八”制,即三班生产,三班准备。掘进分三班,循环掘进。辅助工种同采煤作业同时进行。第二节 采区储量采区设计可采储量(1)、地质资源量:(122b)+(332)+(333)=107.5万吨;(2)、工业资源/储量(122b)+(332)+(333)0.8=86万吨(3)设计资源/储量工业资源/储量永久煤柱损失永久煤柱损失包括防水煤柱、井田井境煤柱、公路煤柱及地面建(构)筑物煤柱等。根据采区开采技术条件及建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程的有关规定,采区边界
11、留设20米保护煤柱;主要井巷保护煤柱取20米;公路煤柱留设20米。永久煤柱损失(122b)2.19万吨,(333)24.05万吨。采区设计资源/储量工业资源/储量永久煤柱损失=86-9.476.6万吨本采区开采范围内M14煤层为薄煤层,设计采区回采率85%。采区内大巷煤柱在采区收尾后予以回收。煤柱损失及储量计算汇总表煤层资源、储量类别资源、储量(万吨)永久煤柱(万吨)保护煤柱(万吨)工业资源量(万吨)设计利用资源量(万吨)采区回采率可采储量(万吨)境界煤柱公路煤柱村寨保护煤柱工业场地井巷煤柱M14合计122b209.433356107.58676.685%65.11第三节 采区生产能力 根据煤
12、层赋存条件,采煤工作面可以采用普通机械化采煤一、采煤工作面长度采用100米,方对拉面的形式同时推进,日进尺3米。二、采煤工作面的生产能力=100(面长)*3(日进尺)*1.2(煤厚)*1.4(容重)=504吨/日。三、采区生产能力,包括采煤工作面能力和掘进工程煤,掘进出煤一般为采面的10%,即采区生产能力为504*25*11+50.4*25*11=15.246万吨/年。 第四节 采区服务年限 采区服务年限为:采区可采储量*采区采出率/采区生产能力,该采区的服务年限约在4年。 第四章 采区方案设计 第一节 采煤方法的选择 采煤方法的确定煤层倾角6,无大的断层影响采区布置,顶板条件较好,根据过去的
13、经验,故采用成熟的应用较广泛的采煤方法,即采用走向长壁后退式采煤方法。第二节 采区巷道布置1、 主下山布置:因地层倾角较缓,走向长度约在1100米,采区内还有一村庄需留煤柱,故采用分两翼开采,主运输和回风下山布置在采区中部。2、 联络巷:因分两翼,联络巷根据运输方便,每个工作面上下道分别和主副巷连接,便于通风和运输管理。3、 工作面长度:两翼工作面长度各为450500米。第三节 经济技术方案比较 该采区有两种方案可供选择,即单翼和双翼开采,根据技术和经济分析,采用两翼开采比较合理。 方案技术经济比较表 表2-3-1序号项目方案一(两翼)方案二(单翼)工程量投资(万元)工程量投资(万元)一掘进准
14、备工程11046米85012246930二优点两翼开采,运输系统距离短,机械事故率低,采掘接续连续,风量配置容易,电耗少。单翼开采,系统简单,工作面走向长,服务年限长。三缺点通风系统复杂,工作面服务年限短,掘进率高。通风距离长,风量配置难度大。运输战线长,事故率高。五结论通过技术经济比较分析认为,推荐方案一。第四节 巷道掘进 一、巷道断面 本采区均为全煤岩巷,主要大巷采用半圆拱型,工作面上下巷为矩形 主运输巷为3*2.2m2,回风巷为2.6*2.0m2,工作面运输巷为2.8*1.8m2,工作面回风巷2.6*1.8m2。 二、掘进施工 掘进速度,根据巷道岩性为半煤岩,正常工序打眼-放炮-出矸-支
15、护-延溜,掘进每班可进行两个循环,3米,日进尺平均在8米,每月可进200米。掘进安排,两条主巷一次施工到底,然后后退式方面回采 三、支护形式 因顶板岩性较好,主副巷和工作面均采用锚杆支护,间排距可以放宽至1 .5米。 四、采区工程量和投产工期计算表 工程名称工程量/m施工天数工期备注主巷开拓10231531月1日6月5日回风巷10231531月1日6月5日首采面布置11001656月7日8月20日两道同时掘进即该采区在施工八个半月后可进行试采,进而投入生产。第五章 采煤工艺第一节 落煤、装煤、运煤落煤及运输方式回采工作面采用爆破落煤配电煤钻(MZ1.5型)打眼,3#煤矿安全许用炸药爆破,瞬发电
16、雷管进行起爆。工作面使用刮板运输机运输;运输斜巷采用皮带运输机运输,运料采用调度绞车提升矿车运输。第二节 工作面支护1. 支护形式。单体液压支柱(柱高2.5米)配合金属铰接顶梁,齐梁齐柱形式,一梁一柱后定位700/300进行支护顶板。单体支柱支护强度验算1.)采用经验公式计算支护强度。Pt=9.81*h*r*k =(9.81*1.2*2.5*4)Kn =117.72Kn/式中Pt-工作面合理的支护强度Kn/ h采高 r顶板岩石的密度k工作面支柱应支护的上覆岩层厚度与采高之比,一般为4-82).参考临近工作面观测资料,最大平均支护强度208.5Kn/。3).选择工作面支护强度。根据以上计算和观测
17、数据,208.5220.725,因此工作面支护强度应大于220.725kN/。4).支柱实际支撑能力。Rt=kg*kz*kb*kh*ka*R =(0.99*0.95*0.9*1.2*.10*250)Kn =268.04kN式中Rt支柱实际支撑能力 Kg工作系数 Kz增阻系数 Kb不均匀系数 Kh采高系数 Ka倾角系数 R支柱额定工作阻力5).工作面合理的支护密度 n=Pt/Rt =117.72/268.04 =0.44棵/式中n支柱的支护密度,棵/取基本支架的柱距1.0m。符合要求2. 支护质量和布置。支护打成一直线,排距1000、柱距1000,偏差均不超过100;端面距不大于300.新暴露的
18、顶板要及时支护。支柱钻底量大于100时要穿铁鞋,初撑力不得低于90KN,不足的要进行二次补注液。煤层变化时,必须及时更换适应采高的支柱,防止支柱超高或压死。不得使用折损的坑木,损坏的顶梁和失效的支柱,一旦发现立即更换。第三节 采空区处理 工作面采空区采用全部垮落法处理。具体步骤正常生产期间采用“三.四”排管理,即“见四回一”。顶板管理参数表项目阶段控顶距/m初撑力/(kN.棵-1)放顶步距/m顶底板移近量/(mm.m-1)端面距/mm最大最小初次放顶43901100300正常回采43901100300 回柱放顶方法(一)回柱方式采用人工的方法进行回柱。(二)回柱顺序 打水平销卸载拉柱回收铰接顶
19、梁。(一) 操作方法1. 准备工作。(1) 备齐回柱工具(卸载把手、手锤、水平销、牵引绳等)。(2) 认真检查从煤壁到采空区顶板支护情况,改正不正规支架。(3) 清理维护好后路,连续打紧35棚水平销。2. 技术要求。(1) 回柱顺序由下向上,从采空区向煤壁逐棚回收,严禁提前摘梁盗柱或进入采空区作业。(2) 分茬时,尽可能将断层或顶板破碎带分一茬,拉茬应尽可能在顶板条件较好、支护较可靠的安全地带,并注意移溜补齐柱后方可回柱;如回柱顶板,支护歪斜,需先进行维护,确认安全后,方可回柱。(3) 正常回柱放顶,拉茬距离不得小于15m;回柱与打眼平行作业最小安全距离不得小于15m;回柱与移溜平行作业最小安
20、全距离不得小于30m,回柱与装药爆破不得平行作业。(4) 回柱放顶至少两人一茬,一人回柱放顶,一人观察顶板及支护情况,两人都应站在支架牢固的斜上方安全地点作业。(5) 实行全承载支护,回出的支护及时垂直顶底板整齐的支撑在材料道采空区侧顶板处,顶梁站靠整齐,材料码放整齐,确保人行道畅通。回柱后局部悬顶超过沿走向5m、倾向20m(面积大于100)不落冒时,必须进行强制放顶。第四节 生产技术管理劳动组织和主要经济技术指标 一.循环作业:(一)循环方式:1.每循环进度1.0m; 2.一昼夜一循环。(二)作业形式:两采一准 (三) 循环作业图表(见图表)。 二.劳动组织:1.综合作业组2.劳动组织表劳动
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