采矿工程专业煤矿西六采区设计说明书.doc
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1、采矿工程专业课 程 设 计 说 明 书题目:双鸭山新安煤矿西六采区(6、7)1.2Mt/a 姓 名: 郭建龙 班 级: 采矿10-5 学 号: 36 指导教师: 金珠鹏 设计时间: 2013 年11月 日 黑龙江科技大学课程设计任务书一、设计题目:双鸭山新安煤矿西六采区(6、7)1.2Mt/a采区设计 二、已知技术参数和设计要求: 根据已知的采区的地理交通位置、采区地质资料、煤层赋存条件、煤层厚度及倾角情况来完成设计,从而达到设计的目的。 三、设计的主要内容: 确切认识采区地质资料,根据所给资料设计采区。首先确定采区煤田面积,设计计算采区储量和生产能力以及采区的服务年。其次合理选择采煤方法和巷
2、道的布置,采区回采工艺设计及合理选择生产设备,选型要符合采区生产能力的验算。最后设计采区生产系统,通风系统,并对采区进行严格的风量验算。设计采区达到实行高产、高效、安全生产。 四、工作量: 采区平面图、采区剖面图 、设计说明书、采掘进规程, 五、工作计划: 通过采区的设计内容,合理完成采区的工作面布置以及各设备选型,正确进行风量验算等内容。保证矿井的高产、高效、安全。 指导教师: 金珠鹏摘要黑龙江省双鸭山新安煤矿西六采区设计,本采区内共有2层可采煤层,煤层平均厚度2.7m。设计采区的工业储量为1675wt,可采储量1235wt,服务年限7.3年。本采区形式为单翼开采,采用走向长壁采煤法,工作面
3、采用走向长壁后退式综合机械化采煤,一个工作面达产。“四、六”工作制,三班采煤,一班准备,每天进6刀,截深0.8m,工作面长216m,采空区处理方法为全部垮落法。关键词: 走向长壁 循环方式 采空区处理目录课程设计任务书I摘 要II目 录III第一章 采区地质情况11.1井田概况11.1.1 矿区情况11.2地质特征11.2.1 地层情况11.2.2地质构造21.2.3水文地质情况31.2.4沼气、煤尘及煤的自燃性31.2.5煤质、牌号及用途4第二章 采区储量与生产能力42.1采区储量42.1.1井田境界确定的依据42.1.2井田周边情况52.1.3 采区储量计算52.1.4保安煤柱52.2储量
4、计算方法62.2.1储量计算的评价62.3采区工作制度、生产能力、服务年限62.3.1采区工作制度62.3.2采区生产能力72.3.3采区服务年限7第三章 采区方案设计73.1 采煤方法的选择83.2 采区巷道布置93.3 巷道断面设计103.3.1 巷道断面设计应满足的条件103.3.2 巷道断面设计113.3.1 巷道断面确定12第四章 回采工艺144.1落煤144.2支护16 4.2.1支架选型及规格的确定17 4.2.2工作面支架的布置方式184.3采空区处理方法194.4采煤工艺204.5生产技术管理224.5.1循环工艺流程224.5.2工作形式224.6采煤方法图的设计及绘制22
5、4.6.1劳动组织形式的选择234.6.2劳动组织表 经济指示表 循环图标244.7安全技术措施25第五章 采区生产系统265.1采区运输265.1.1选择矿井运输方式应满足的要求275.1.2 本设计采区运输方式的选择275.1.3 运输系统的确定275.2 采区通风305.2.1.采区通风系统305.2.2.通风方式305.2.3.主扇工作方式的确定305.3 风量计算和风量分配315.3.1 采煤工作面所需风量计算315.3.2 掘进工作面所需风量的计算335.3.3硐室所需风量的计算.335.3.4 采区总供风量335.3.5 风量分配365.3.6 风量的调节方法与措施365.3.7
6、风速验算37致谢:39参考文献:40第一章 采区地质情况1.1井田概况1.1.1 矿区情况 新安煤矿位于黑龙江省友谊县(三师十八团八营)境内,地理坐标为北纬462600462700,东经13140001314100,坐标系统采用1954年北京坐标系统。行政区划隶属于黑龙江省双鸭山市宝山区。井田范围东以F3和F4断层为界,西以3勘探线为界,北以煤层露头为界,南抵南部断层,东西长4.5km ,南北宽4.3km,面积:15.4km2。(1) 地形地势区内地势平坦,海拨标高41.575.6m。(2) 气象及地震情况(3) 本区属大陆性气候,温差较大,最低温度达-39,一般-2030,每年11月至4月为
7、结冻期,冻土带深度达20米左右,夏季最高温度零上38,雨季集中在7、8、9月份,平均降雨量约452737mm。新安矿区无地震史。(4) 水文地质情况区内有人工河流三条,自北向南流,与该区东侧七星河汇合,流入绕力河注入乌苏里江。(5) 煤田开发史新安矿为新开发的煤田,所以无开发史。(6) 工农业及原料供应状况(7) 县勘探区所在友谊,是黑龙江省主要农产品基地之一,该县在2004年约有人口20万余人,耕地面积18万7千余亩,县办工业较发达,有煤、铁、拖拉机配件、农机制造、制酒、面粉、大米等大中型工厂数拾处。井区西南约20km处是原始森林,木材蓄积量较大。(6)水源及电源新安矿区水源来自开采地下水,
8、能够满足生产与生活需要.生产与生活用电均来自双鸭山市供电局。1.2地质特征1.2.1 地层情况从老至新有元古界麻山群,中生界下白垩统,以及新生界第三、第四系。分别表述如下: 1、元古界麻山群:主要分布在煤田外围,由拓榴石片岩,石英黑云母片岩及花岗片麻岩等 组成的变质岩系,厚度不清。2、下白垩统鸡西群城子河组:城子河组为主要含 煤地层,不整合覆于麻山群及古生代花岗岩之上,为陆相沉积,以灰白色砂岩与粉砂岩组成夹泞灰岩层10余层。含煤59余层,其中可采者17层,集中分布于城子河组中段,总厚度878m。3、穆棱组:由 深灰色、浅灰绿色及灰色的粉砂岩、泥岩组成,夹灰白色粉砂岩及薄层泞灰质岩石。含煤性差,
9、与下覆的城子河组地层为整合接触。总厚度558m。4、下白垩统桦山群:见于向阳南部,由一套陆相碎屑岩类及中性火山碎屑岩类组成。厚度达400m。5、第三系:见于向阳区南部及新安区东南部,以浅绿色细、中、粗粒泥质胶结的砂岩为主,夹黄绿色粉砂岩,呈半胶结状。下部砾岩层与城子河组地层不整合接触,其上被第四系所覆盖。厚度280m。6、第四系:分布近代河床及低洼湿地,主要由腐植土、砂、砾、亚粘土及玄武岩等组成。厚度80米。1.2.2地质构造构造:该区为双鸭山煤田东端,由德发向斜,保安背斜及向阳向斜组成一不对称煤盆地,而新安向斜则为双鸭山煤田北部兴隆凸地,东侧由于断裂而保存下来的煤盆地,地层走向受基盘控制,多
10、为NE及NNE向、倾向S,一般倾角1418。岩浆岩:该区分布着不同时代及不同类型的 侵入岩类和喷出岩类,据现有资料,侵入岩可分为元古界侵入岩类,燕山期侵入岩类,喷出岩类有燕山期喷出岩及喜山期喷发岩以及新构造期喷发岩。1.2.3水文地质情况本区地形西部高,东部平缓,七星河阶地绝对标高为4355m,河漫滩绝对标高为5358m, 下白垩统煤系被很厚的第四系冲击层所复盖.七星河从区外东南部流过,河床蛇曲,据杨家围子河流观测站资料,最大流量达569m3/s,冬季流量很小,几乎断流。七星河最高洪水位淹没范围为七星河以东,洪水位标高为5059m。1.2.4沼气、煤尘及煤的自燃性1、瓦斯:新安煤矿属于低瓦斯矿
11、井,在地质条件简单,开采深度浅,-550米水平以上,瓦斯涌出量非常小。随着深度增加,瓦斯涌出量逐渐增加,不同煤层瓦斯含量也有不同。根据勘探资料10号煤层瓦斯含量较高,其它各煤层含量较小。 主要可采煤层CH4平均含量为0.15m3/t,可燃质、CO2各煤层平均含量为0.5m3/t,可燃质各主要可采煤层瓦斯自然成分以N2为主,CO2次之,CH4最少,本矿瓦斯相对涌出量为0.547m3/t,属于低瓦斯矿井。2、煤尘:根据煤尘爆炸性试验指标,煤尘爆炸指数45-53%之间,该矿开采的煤层属于易发生爆炸危险的煤层。3、煤的自燃:根据邻近矿井资料该矿井9#有自燃发火的倾向,煤层的自然发火期为36个月,矿井总
12、体为级自然发火矿井。4、地温特征:本区恒温深度1626米,温度6,从地温测量成果计算分析,本区平均地温梯度为2.7 /100m, 平均地热增温率为38.2m/1,地温梯度小于3。本区基本属于地温正常区。但随着开采深度的增加,地温将有所升高。给生产安全带来负面影响。5、地压特征:根据地压观测资料,煤岩层在断层附近特别破碎,特别是在大断层附近表现的尤为明显。随着开采深度的增加,地压增大。 1.2.5煤质、牌号及用途根据中国煤炭的分类方案,本区以长焰煤为主,无烟煤、贫煤、弱粘结煤、气煤1号等次之。各层煤的牌号分布与煤的原始质料及其转变、聚积环境及后期变质因素有关。6、7号煤层为无烟煤、贫煤,由于煤层
13、受侵入岩影响程度的不均一性,上述各煤层的牌号分布规律不明显。根据大量煤的工业分析,结焦性试验,6线以东挥发分大于35%,胶质层3-5m/m,6线以西挥发分小于15%,胶质层为零。根据上述主要煤质指数,6线东侧长焰煤可作动力煤,6线西侧无烟煤亦可作动力煤。而其它煤种可作动力煤或民用煤。灰份:9、10层煤基本一致,8层基本接近,其它层勘探灰份偏低,而生产煤样灰份均偏高。其原因,生产煤样包括夹石,而钻探煤样剔除0.05m以上的夹石,因此灰份偏低。挥发份:多数相差1左右,个别层相差2。发热量:发热量相应较高。第二章 采区储量与生产能力2.1采区储量2.1.1井田境界根据确定井田境界的依据及邻近矿区井田
14、的实际情况,邻近井田境界确定为:东经1317- 13113,北纬4544 4548。南界分大丰洋终区相邻,东界(F12断层)与东方红精查勘探区相邻,西界(F7断层)与北岗矿深部区相邻,北界和西北界新安详查区相邻。2.1.2井田未来发展情况 该井田东部以F12断层为界,西部以 F7断层 采掘范围,随着技术的进步和勘探水平全面的提高,井田范围内的探明储量会越来越精确,可能在更深部发现可采煤层.2.1.3 采区储量计算 井田范围内计算的煤层有 6 、 7、 两层,各煤层储量计算边界与井田境界基本一致.矿井储量是指矿井内所埋藏的数量,具有工业价值的煤炭数量.它不仅包含着煤炭在地下埋藏的数量,而且还表示
15、煤炭的质量,反映井田的勘探程度及开采技术条件.矿井储量可分为矿井地质储量,矿井工业储量和矿井可采储量.采区设计储量是采区工业储量减去设计计算的断层煤柱,防水煤柱,井田境界煤柱和已有的地面建筑物,构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量。采区可采储量是指采区设计储量减去保护煤柱,矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱煤量后乘以采区回采率的储量。2.1.4保安煤柱 为了安全生产,按照矿井依据规程规定,留设保安煤柱如下:1.各煤层在露头处留设20m保安煤柱。2.边界断层留设40m煤柱。3.井田内部断层留设25m煤柱。4.河流两侧各留设25m煤柱。5.地面留设50m煤柱。按以上计算方法得:采区永久煤
16、柱损失为:万吨2.2储量计算方法2.2.1储量计算的评价本设计采区的各类储量计算严格执照有关规定执行。由于技术水平所限,储量的计算设计所得到的各种储量与实际可能有一定误差。储量计算公式为:Q储量(万吨)S面积(m2)M厚度(m)d容重(t/m3)万吨 万吨万吨2.3采区工作制度、生产能力、服务年限2.3.1采区工作制度该设计矿井年工作日确定为330d,矿井每日净提升时间为14h采用四班六小时工作制制度。2.3.2采区生产能力2.3.2.1回采工作面年生产能力万吨/a式中:A0回采工作面年生产能力,吨;L工作面推进度,米年;l工作面长度,米; m煤层厚度,米; r煤的容重,t/m3;K3工作面回
17、采率,取0.93-0.97。2.3.2.采区生产能力采区生产的煤主要来自回采工作面。掘进出煤一般为 510%。万吨/a式中:A采区生产能力,万吨/年;n采区同时生产的工作面个数;A0每个工作面的生产能力,万吨/年;B掘进出煤率,取1.05-1.1;K工作面产量不均衡系数,(沿空留巷取下限,其余取上限,区内单工作面取1;两个工作面时取0.95;三个工作面时取0.9。2.3.3采区服务年限采区服务年限与采区生产能力的关系如下:式中:Z-采区设计可采储量,t-采区工业储量,tP-永久煤柱损失,tK-采区采出率,0.80 结合本设计采区的具体情况,按以上方法计算可得到,煤柱的损失为131万吨 所以可采
18、储量为: 万吨采区服务年限:年回采要求:中厚煤层不应小于80%,薄煤层不应小于85%。 第三章 采区方案设计3.1 采煤方法的选择 采区边界无明显地质构造,采区煤层为低涌水量、低瓦斯煤层。根据采区煤层的地质情况,倾斜长壁采煤方法不适合该采区(倾斜长壁采煤煤层倾角必须小于12度),故采用走向长壁这种方法技术成熟,设备的选型多样,使巷道掘进、辅助运输、行人都比较容易,通风线路布置简单,可靠。综上所述,可确定本采区的采煤方法为走向长壁采煤法,一次采全高。 3.2 采区巷道布置 一、此设计的采区是6#,7#号煤,走向长度是1600 m,采区内划为7个区段,每个区段斜长220m二、由于本采区是采用走向长
19、壁采煤法,故沿走向将采区划分为7个区段,区段长是220m。 三、采区形式采用双翼后退式采煤方法,这种采煤方法煤炭损失少,劳动成本低,劳动条件好,容易实现集中生产和高产高效,便于管理。四、采区上山布置,受煤层厚度、采区服务年限及产量、瓦斯涌出量、煤层顶底板岩性等因素的影响,应综合考虑上述因素,使上山布置方案在技术上可行,在经济上合理。五采区上山的布置1.上山条数的确定在一般情况下,布置两条上山(一条运输上山,一条轨道上山),就可以满足采区运输、通风和行人的需要,但在下列情况下还需要布置一条回风上山。1)生产能力很大的厚煤层采区,集中联合布置采区、分组联合布置采区。2)产量较大,瓦斯涌出量很大的采
20、区特别是下山采区。3)产量较大,经常出现上、下分阶段同时生产、需要简化通风系统的采区。4)运输和轨道上山均布置在底板岩石中,需要弄清煤层情况或为提前掘进其他采区的巷道以及需要泄水的采区。考虑该矿井为低瓦斯矿井且产量较大,拟布置三条上山,分别为轨道上山,运输上山和回风上山,为了实现生产均衡的要求,三条上山大致布置位于采区右侧边界,各条上山间距大致留设为25m。通过经济比较,得出三条煤层上山布置方案在经济上合理,故本设计采区选用三条煤层上山布置在7#煤层中。上山倾角都为14,在煤层底板起坡。轨道上山内用串车提升,运输上山内铺设普通胶带输送机运输,通风上山通达回风大巷,采用分区式抽出式通风方式。六、
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