同煤集团同家梁矿412盘区95万吨设计采煤专业毕业设计.doc
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1、前 言毕业设计是采矿工程专业最后一个教学环节,其目的是使本专业学生运用大学阶段所学的知识联系矿井生产实际进行矿井开采设计,并就本专业范围的某一课题进行较深入的研究。以培养和提高学生分析和解决实际问题的能力,是学生走上工作岗位前进行的一次综合性能力训练,也是对一个采矿工程技术人员的基本训练。本次设计的内容是同家梁矿12-1#、14-3#号煤层初步设计。是在同家梁矿井田概况和地质特征的基础上,结合搜集到的其它相关原始资料、运用所学知识、参考采矿学、煤炭工业矿井设计规范、采矿工程设计手册等参考资料,在辅导老师深入浅出的精心指导下独立完成。在设计的过程中我受益非浅。此次毕业设计是根据国家煤炭建设的有关
2、方针、政策,结合设计矿井的实际情况,遵照采矿专业毕业设计大纲的要求,在收集、整理、查阅大量资料的前提下,运用自己所学的专业知识独立完成设计的。通过本次设计,我看到了许多以往自己欠缺的地方,提高了综合能力,知识水平有了很大的提高,由于本人的初次设计,错误难免,恳请各位老师指正。本次设计的指导老师为常勇老师,同时还得到了于显生、王斌等老师的悉心指导,他们在许多方面给予了宝贵意见,为了帮助我们顺利、正确地完成毕业设计,经常加班加点,牺牲了大量的工作时间和业余时间,在此表示衷心的感谢和深深的敬意!由于本人水平有限,设计中难免存在错误和不足,恳请各位老师指正。 学生: 2011年3月10号摘 要本次设计
3、是开采同家梁矿412盘区的12#、14#煤层,它位开同家梁井田的西南地区,因在井田的最末端,形状像三角形,又称后三角。煤层厚度分别为1.2-2.6m和0.8-4.76m,平均1.7m和2.7m,层间距平均最大为16.4m,最小6.4m,平均为9m。据盘区外围资料调查该盘区为低瓦盘区,瓦斯涌出量平均为2.04m3/t,煤层有爆炸危险性。煤的自然倾向等级为易自燃。根据盘区涌水量预测,该盘区正常涌水量为0.8m3/min,最大涌水量为0.2 m3/min。大同矿区位于晋北,地跨大同、左云、右玉、山阴等五个县市。同家梁矿位于大同煤田东北端,距大同市17.5Km,距口泉站5.3Km。本矿属于低瓦斯高CO
4、2矿井,通风方式为混合式,主扇工作方式为抽出式,采用立井单水平开拓,共开掘有三个进风井(副立井、八号斜井及碾子沟立井),总入风量12293M3/min,和二个回风井(西二风井和西三风井),矿井总排风量13147M3/min, 总有效风量10542M3/min, 有效风量率为80.2%。主、副及一号斜井及两个风井的断面分别为33.2m2、18.8 m2、19.63 m2和19.63m2。矿井为立井单水平开拓方式,生产水平为1013水平。井田采用前进式开采方式,采用“盘区前进,区内后退”开拓方式,回采工艺采用一次采全高综合机械化采煤法,采用“四六”制作业制度。采空区采用全部跨落法管理顶板。盘区由东
5、向西开采,井田东部盘区开采已基本结束, 西部盘区正在开采。该井田共划分为十二个盘区,即:301、303、305、307、309、310、404、406、408、410、412、414盘区,目前正在开采的是410盘区,准备设计的是412盘区,还有一个414盘区未开拓,其余的已开采完毕,目前矿井生产区队置有:二个综放队和四个机掘队。关键词:矿井;采煤方法;盘区;安全设计人:柴 广、张小潞、吴鹏、张文权、王云 第一章 盘区地质概况 一、盘区概况1013水平412盘区位于同家梁矿井田西部地区,410盘区的西北角,盘区对应地面为张家沟左侧的山坡、山梁及平地。地面标高为1358.31413.0米,其西北相
6、邻燕子山矿,西南相邻四老沟矿,东南相邻410盘区,东北为大西沟南井区,其形状近似三角形状,面积为1075200,走向长1680m,倾向长1150m,在此区域11#层已采结束,12#层及14#层未采。根据我矿采掘现状及煤层赋存状况,对该盘区进行设计布置,开采12#层及14#层两层煤。 表1 11#、12#、14#煤层距地表深度:层号最大最小11#313.1265.412#337.7281.414#346.0308.3表2 盘区位置及井上下关系表:水平名称同矿1013水平盘区名称14#层412盘区地面标高1358.31413.01359.1盘区标高1041.41065.31053.4地面的相对位置
7、地面位于达子沟东北部的山沟及高山、平地上。回采对地面设施的影响对应地面无设施。井下位置及与四邻关系井下位于410盘区西部,南部为已采完的81019和81021工作面,西部和北西部分别与四老沟矿和城区达子沟矿毗邻,其余未开拓。走向长度M1680倾斜长度M1150可采面积M2表3 煤层情况表煤层厚度M2.104.053.08煤层结构0.70(0.06)1.712.92(0.27)0.55煤层倾角()232.5煤层硬度开采煤层14#层煤种2#弱粘结煤稳定程度稳定煤层情况描述该盘区煤层为14-2#与14-3#合并煤层,其最小煤层厚度为2.10M,最大煤层厚度为4.05M,平均煤层厚度为3.08M。 煤
8、层可采指数1,变异系数为12%,容重为1.34T/M3. 二、盘区煤层及其顶底板特征11#层412盘区为11-1#与11-2#分叉全并区,11-1#煤层厚度为0.3-0.6米为不可采层,11-2#层煤层厚度为1.7-3.39米,平均厚度2.6米,煤层中含一至两层夹石,夹石厚度为0.05-0.4米。该盘区12#层为12-1#与12-2#分叉合并区,主采层为12-1#层,煤层厚度为1.2-2.6米,平均厚度为1.7米,局部含两层夹石,夹石厚度为0.05-0.42米;12-2#层煤层厚度为0.5米左右,为不可采层。该盘区14#层为14-2#与14-3#分叉合并区,主采层为14-3#层,煤层厚度为0.
9、8-4.76米,平均厚度为2.7米,煤层中含在一至两层夹石,夹石厚度0.05-0.27米;14-2#层不可采。该盘区11#、12#、14#层,伪顶为深灰色粉砂岩,局部为细砂岩或无伪顶,厚度为0-0.35米,层理、节理发育,结构松散,易塌落。直接顶为灰色粉细砂岩互层,局部为中砂岩,以细砂岩为主,厚度为1.5-4.5米,层理、节理发育,结构致密,胶结坚硬,成分以石英为主,层面含植物碎屑化石及炭线。老顶:11#层为灰色粉细砂岩互层,厚度大于10米;12#层为中砂岩与细砂岩;14#层为细、中砂岩,厚状层理,胶结致密,含黄铁矿结核。各层层间距情况见下表:表4层号最大最小平均11#-12#20.812.7
10、19.412#-14#16.46.49.011#、12#、14#煤层层间距表盘区煤系地层综合柱状图(见附图1): 三、盘区地质构造12#层以矿界、1.3m煤厚线,盘区界线为设计开采范围,处于盘区的东北翼,面积为856800;14#层以矿界、1.3m煤厚线,410盘区已采空,工作面边界线为设计开采范围,在410盘区与412盘区之间有一条断层(H=4.56.5m),将该断层作为两盘区的开采界线,面积为850200。该盘区内有两组正断层,走向长为NE向,倾向分别为南东、西北向,落差为0.3-0.4米和1.4-4.0米,断层破碎带较发育,影响煤层的开采速度。 四、煤质、瓦斯、煤尘煤质情况:全区范围内所
11、有钻也无煤质化验资料,故在此只有参考同家梁矿煤质工业分析成果(见下表)表5层号M%A%V%S%Q11#7.515.732.410,8808712#1.2512.029.770,8807914#2.18.2932.920.858225上表为矿煤质工业分析结果瓦斯情况:该盘区西部部分地段被城区达子沟煤矿破坏,采空区内瓦斯含量较高。盘区内瓦斯含量一般为3.5M3/t左右,在断层附近可能增大。盘区煤尘爆炸指数为31.17-35.76%之间。表6 其它地质情况瓦斯绝对涌出量:0.12M3/min 相对涌出量:0.18M3/T 瓦斯等级:低瓦斯二氧化碳绝对涌出量: 0.15M3/min 煤尘爆炸指数31.
12、1735.76%煤的自燃倾向性煤层自燃发火期为36个月。地温危害常温,对回采无影响。地压危害常压 五、盘区水文地质特征该盘区对应中部2#层为大斗沟南井采空区,通过地面打孔,控测采空区积水量为35.6万M3,面积为23.8万M2,西部的11#层部分被城区达子沟煤矿破坏,预计采空区低凹处有积水。相邻盘区实见地质、水文地质情况:该盘区东部的410盘区在11#层21017巷与21021巷揭露出一条H=4.5-6.5米的正断层,断层较破碎;在51007、21009巷通过巷探揭露出一条H=5.0米的正断层,故以该组断层划分410盘区与412盘区界线。根据城区达子沟煤矿和2#层大斗沟南井区资料,推断将有两条
13、正断层穿越该盘区中部,一条为H=1.4-2.4米,另一条为H=4.0米。将会影响该盘区工作面正常布置。该盘区北西部为南郊区小南头乡碾子沟煤矿正在开拓。在2004年6月,该盘区打了一个地面孔,探测结果大斗沟南井区2#层积水面积为23.8万M2,水量为35.6万M3。该盘区对应上部为12#层未采区和11#层达子沟矿破坏区,对应11#层已施工6个放水孔,均无水,另外,针对2#层施工了3个地面探放水孔,均无水,但为以防万一,工作面应安装大功率水泵和相应的排水系统。11#层-14#层间距为3038米。工作面最大涌水量0.11M3/min,正常涌水量0.07M3/min。第二章 盘区储量与产能力 第一节
14、盘区储量1、面积计算:因煤层赋存不规则,帮采用求积仪计算。2、各煤层厚度采用算术平均法计算。3、该盘区11#层为11-1#与11-2#煤层分叉区;12#层为12-1#与12-2#分叉区,故计算储量11#层在11-2#层内计算,12#层在12-1#内计算。14#层为14-2#与14-3#分叉合并区,以14-3#层为主采层,故计算储量在14-3#煤层内计算。4、与410盘区以断层为界煤柱为20米,矿界煤柱为20米。5、各煤层容重按我矿一九八二年测定值计算。6、盘区内可采储量按国家规定的回采率薄、中厚、厚煤层分别按85%、80%、75%计算。7、储量情况见下表表7:层号容重(T/M)面积(M2)工业
15、储量(万吨)可采储量(万吨)12-1#1.35856800219.7173.814-3#1.34850200298.8224.1 表8:层 别工 业可 采回 采12#219.7175.838.814#298.8224.157.1合计518.5399.995.9盘区设计回采率:23.9%第二节 采区生产能力及服务年限 一、工作制度依照煤矿设计规范,年工作日数按350天计算,“四、六”制作业方式,每天三班生产、一班检修。二、盘区生产能力本区按综采面设计,分煤层布置,安排一个队生产,先采下层,后采上层按生产衔接计划执行,保持一个待采的备用工作面,工作面长125150m,采高2.32.6m,日推进5.
16、5m,日产2500吨,年产86万吨。核定盘区生产能力:A=KA1=1.186=95万吨K:掘进出煤系数确定盘区设计生产能力为95万吨/年 三、盘区服务年限 其中:T盘区服务年限 Z盘区可采储量 C盘区设计回采率 A核定盘区生产能力 第三章 盘区巷道布置 一、采煤工作面长度及区段长度表9 回采工作面参数层别工作面巷道长(m)面长(m)推进长(m)采高(m)可采储量(万吨)开采期(天)12#8120215511254202.416.4668120413681256002.322.410614#8120120421507722.839.11598120310551504002.617.971合计60
17、2695.8412-2回风巷、412辅助皮带巷巷间煤柱宽度为30M;412辅助皮带巷、412-1轨道巷巷道间煤柱宽为15M。 二、盘区形式准备巷布置3条,由14#层410盘区的81013面对应位置平行顺槽巷沿14-3煤层向开掘,进入本盘区,在本盘区内分煤层布置各煤层的盘区准备巷,两层煤开采用暗斜井,溜煤眼的方式连接,形成联合布置的生产系统,两翼开采,西南翼采14#层,东北翼采12#层,在14#层布置有两个工作面,即81201和81203面。在12#层布置有两个工作面,即81202和81204面。 三、盘区巷道的数目及位置该盘区准备巷布置3条,即412巷、4121巷、4122巷,分别用作皮带运输
18、巷、轨道运输巷、专用回风巷,12层与14层联合布置,形成两翼开采的布局。盘区内布置有14#层412-2回风巷、412辅助皮带巷、412-1轨道巷共三条盘区巷道,三条巷道平行布置,其中412-2回风巷、412辅助皮带巷、412-1轨道巷三条巷道间煤柱,煤柱宽分别为30M、15M。盘区准备巷道间煤柱净留1630m,区段煤柱净留20m,断层煤柱净留10m,矿界煤柱净留20m,距已采空边界线净留20m煤柱,停采线煤柱距回绕口净留15m,在14#层盘区中布置变电所及水仓泵房。四、区段平巷的布置1、巷道布置原则(1)要考虑尽量减少工程量的原则进行布置巷道; (2)巷道尽量少掘岩巷,多掘煤及半煤岩巷道;(3
19、)巷道本着运输方便的原则进行布置;(4)考虑开拓期间生产系统的方便。 五、盘区主要巷道断面的确定表10 盘区巷道工程量(m)层别开拓巷准备巷回采巷总计12#110029201234414#337314003100变电所75水仓泵房270溜煤眼9.6暗斜井62回风眼9.6回风斜井25合计339829446020六、盘区万吨掘进率:其中:M盘区准备巷道和回采巷道的总长 Q盘区核定生产能力七、生产系统(一)、12#层的生产系统:1、运煤:工作面12#层412巷溜煤眼14#层412巷14#层311巷14#层集中溜煤眼1013强皮矿井运煤系统。2、运料:1013大巷14#层3111巷14#层4121巷4
20、12材料暗斜井12#层4121巷工作面。3、排水:工作面14#层412集中水仓泵房1013大巷水沟。4、供水:静压水由1013大巷14#层3111巷12#层4121巷工作面。5、供电:由14#层412盘区变电所向各采掘面供电。6、供压风:采用移动压风机向用压风作业点供用。7、供液:由14#层311盘区的加压泵站向本区供液。8、通风:进风由14#层410盘区进风巷14#层4121巷12#层4121巷工作面。回风由工作面12#层4122巷回风眼14#层4122巷14#层4102巷总回风巷西三风井。(二)、14#层的生产系统1、运煤:工作面14#层412巷14#层311巷14#层集中溜煤眼1013强
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