采矿工程毕业设计论文 .doc
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1、目录一 回采工艺方式及机械技术特征21、回采工艺方式22、主要技术特征2二 采煤工艺61、落煤方式62、装煤方式63、运煤方式64、工作面支护式65、采空区处理方式66、循环进度、控顶距、采高、端面距及支架中心距67、采煤机牵引方式7三 顶板管理91、支护设计92、工作面顶板管理12四 回采工作面生产技术管理151、作业方式152、采取双向割煤时,循环方式为153、劳动组织16五 采区上部车场及交叉点设计181 采区上部车场的类型及形式选择182 车场的选择183 单道起坡上部逆向平车场设计194 外轨抬高或轨距加宽的递增距离215 选用道岔及线路有关参数236 采区上部车场储车线线路设计24
2、7交叉点设计24二 采区地质情况1 、采区位置、范围、四邻关系、地表及已有勘探钻孔(1)、位置与范围西一采区位于雁南矿井田内第2027勘探线之间。该采区东起F20断层20勘探线,西至第27勘探线;南起18号煤层550水平等高线以下,北至18煤层+350水平等高线。该采区平均走向长3.70km,平均倾向宽1.20km,面积4.44km2。(2)、四邻关系雁南矿西一采区东部与三矿一井(已报废)相邻;西部与一矿接续区未开采煤体相邻;南部与各小井开采17、18号煤层相邻;北部为深部未开采煤体相邻(附雁南矿各采区范围图2-1)。图2-1 雁南矿采区划分平面图(3)、地表情况采区对应地表标高变化于+655
3、+705米之间,地貌单元属山地、丘陵类型。地表有部分耕地和雁南矿西二风井井筒、景气井、兴旺井、矿二西井、矿产品劳服公司井、三矿二井各小井,现各小井井筒均已封填,具体位置详见“西一采区”。2 、采区地质根据勘探资料西一采区内的地层有中生界白垩系下统梅勒图组的酸性熔岩和碎屑岩,大磨拐河组的凝灰碎屑岩、泥岩、砂岩、煤层;新生界第四系的松散沉积物。该采区内无伊敏组地层。3 、 采区地质构造西一采区的构造以断裂为主,其北部和中部有F20和F3断层为较大断层,F10断层赋存于雁南矿井田中部13-31勘探线间,分布长度6000.0m,走向北东,倾向南东,倾角13-53,落差最大150.0-250.0m,平均
4、210.0m,断层面是呈上陡下缓的波状。本区地质构造有如下特点:(1)、本区煤层为近东西走向的狭长块段,煤层倾向变化于238-248之间;(2)、在F12断层和F10断层附近可能伴生或派生小型断层或褶曲;(3)、本区构造以断裂为主,褶曲构造简单;(4)、本区断层有逢断必正的规律;(5)、本区内无岩浆岩侵入体、无古河床冲刷等情况;4 、煤层及顶底板本采区内煤层及围岩层均属于白垩系下统大磨拐河组上部含煤岩段,煤种牌号为褐煤(HM)。采区内17、18号煤层为全区发育较稳定的可采煤层; 17号煤层为大部可采煤层。现将各煤层情况分述如下:17号煤层在井田内全区发育,为大部可采煤层,在23勘探线以西的浅部
5、与18号煤层合并,煤层厚度变化较大,变化于0.725.34m之间,含有0-3层夹矸。煤层顶板多为粉砂岩,细砂岩次之,泥岩少见;煤层底板为泥岩。 18号煤层在井田内全区发育,为局部不可采煤层,在23勘探线以西的浅部与17号煤层合并,厚度剧增,煤层厚度及结构变化较大,含有0-3层夹矸,煤厚变化于0.308.49米之间,煤层顶板为薄层泥岩,往上为17煤层,煤层底板以粉砂岩为主,细砂岩次之,泥岩少见。5 、采区的沼气、煤尘情况三矿井田煤层瓦斯为低沼气矿井,有煤尘爆炸危险和自燃现象。具体叙述如下:(1)、瓦斯含量:根据通风队2003年对三矿一井的瓦斯含量实际测定,平均日产一吨煤的沼气涌出量最大为1.02
6、m3,最小为0.42m3,属于低沼气矿井,但参考一、二矿个别煤层有超限现象。(2)、煤尘:目前三矿未进行煤尘爆炸指数的测定工作。(3)、煤的自燃:三矿井田煤样的燃点试验结果为原样燃点为253、还原样燃点为265、氧化样燃点256,说明煤的燃点比较低。三矿井田煤种为褐煤,煤化程度低、燃点比较低,极易风化成粉末和碎块,煤层含水分又较高,煤炭采出后堆积在一起,因湿度较大,煤堆很容易发热,当温度达到临界值时,就会发生煤的自燃。煤层自燃发火期一般为36个月。四、地温:三矿井田未进行过专门的地温测试,但目前井下温度一般在15-25之间,对采掘生产无影响。一 回采工艺方式及机械技术特征1、回采工艺方式综采放
7、顶煤后退式走向长壁综合机械化采煤法,即综放。2、主要技术特征(1)采煤机采用MGTY400/930-3.3D型双滚筒电牵引采煤机适应煤层采高范围:2.453.5m煤层倾角:25煤层硬度:f4采煤机总体装机功率:2250+250+18.5+55=673.5KW机面高度:1465mm机身宽度:1380mm整机重量:51.1T滚筒直径:1800mm摇臂回转中心距:7070mm摇臂回转中心距底板高度:1335mm滚筒水平中心距:1139mm两牵引中心距:5666mm过煤高度:600mm卧底量:352mm摇臂摆角:上摆27;下摆21.4最大生产能力:1400T/h操纵方式:中部手动、两端操作站集中控制,
8、可实现无线离机遥控牵引牵引方式:交流变频调速啮合方式:摆线轮销轨式牵引速度:07.1m/min牵引力:687KN截割摇臂形式:整体弯摇臂冷却形式:壳体水套冷却截 深:800mm滚筒转速:42r/min截割速度:3.96m/s(2)液压系统调节泵型号:CBTL-F416/F404-AFP双联齿轮油泵调节系统压力:23Mpa流 量 :23.6L/min过滤精度:20m电动机截割电动机:型号:YBC3 -200/250/300额定功率:250Kw 额定电压:1140V 额定电流:162A牵引电机: 型号:YBQS3-50 额定功率: 50Kw 额定电压:380V 额定电流:94A泵站电机:型号:YB
9、RB-18.5额定功率: 18.5Kw额定电压:1140V额定电流:12A(3)前、后部可弯曲刮板输送机 采用SGZ-764/630型中双链整体铸焊刮板输送机。基本参数:设计长度:200m输送量:900 T/h刮板链速度:1.03m/s紧链方式:闸盘紧链冷却方式:水冷整机弯曲性能:水平弯曲1.1垂直弯曲2电动机 型号:YBSD-315/160-4/8功率:315KW转速:735/1480 r/min电压:1140V减速器传动比:33.16 :1刮板链形 式:中双链圆环链规格:30108mm最小破断负荷:1103KN刮板间距:1080mm中部槽规格尺寸:1500764317mm联接方式:哑铃销联
10、接转载机采用SZZ-830/315型中双链桥式转载机主要技术参数:设计长度:70 m出厂长度:45.8m输送量:1500T/h刮板链速:1.46m/s爬坡角度:10爬坡高度:1.30m减速器型式:圆锥圆柱行星减速器 型号JS-315减速器传动比:29.858:1减速器冷却形式:水冷链条间距:180mm刮板间距:756mm紧链型式:闸盘紧链悬空段中部槽:1750770707mm落地段中部槽:1750770970mm电动机型号:YBSD-315/160-4/8转速:1480r/min电压:1140V(4)破碎机采用PLM-1800(200W)型轮式破碎机。主要技术参数:破碎能力:1800T/h最大
11、入口断面:1000900mm出口粒度:300mm以下破碎轴转速:466r/min刀齿顶圆线速度:22.6m/s传动速比:1:3.15电动机型号:YBKYS-200功率:200Kw转速:1475rpm电压:660/1140V喷雾水压:6Mpa液压支架中部支架采用ZF520015.5/34La型普放两用支撑掩护式液压支架。主要技术参数:支架高度:1.553.40m工作高度:2.503.3m支护宽度:1.431.60m支架中心距:1.50m初撑力:P28.0Mpa 4652KN工作阻力:P31.3Mpa 5200KN支护强度:0.890.905MPa对底板比压:平均1.738MPa适应煤层厚度:2.
12、4015m适应煤层倾角:25泵站工作阻力:28.0MPa操纵方式:本架控制主立柱:数量4根,行程760780mm支架重量:20.476T过渡支架采用ZFG520022/34H型放顶煤过渡支架。主要技术参数:支架高度:2.203.40m工作高度:2.503.4m支护宽度:1.421.59m支架中心距:1.50m初撑力:P28.0Mpa 4652KN工作阻力:P31.3Mpa 5200KN支护强度:0.7340.7545MPa底板比压:平均1.30MPa适应煤层厚度:2.4015m适应煤层倾角:25(15时,设防滑防倒装置)泵站工作阻力:28.0MPa操纵方式:本架控制支架重量:19.87T(5)
13、乳化液泵站采用LRB-400/31.5(250KW)型五柱塞泵,由两泵一箱组成。主要为中厚煤层综采液压支架提供动力源。主要技术参数:规格尺寸:321012351270mm电机功率:250KW润滑油泵工作压力:0.20.5MPa工作液:35%乳化液(清水)配套液箱:RX315/25型,组成乳化液泵站。公称压力:31.5MPa公称流量:400L/min进液管路:32 mm 高压胶管回液管路:38 mm 高压胶管(6)移动变电站工作面设置KBSGZY型移动变电站3台。其中:KBSGZY-1600KVA/6型1台,采煤机、刮板输送机;KBSGZY-1600KVA/6型1台,破碎机、转载机、乳化液泵;K
14、BSGZY- 500KVA/6型1台, 工作面上、下顺槽的低压电气设备(如喷雾泵、污水泵、煤电钻、照明信号综保、回柱绞车、等)。乳化液泵站 泵站选型、数量选用两台GRB315/31.5型五柱塞泵,与RX315/25型乳化液箱组成乳化液泵站,该泵站由两泵一箱组成。选用32mm高压管为进液管路,38mm高压管为回液管路。泵站设置位置 泵站安设在上顺槽上帮距离采煤工作面70m的位置。 泵站使用规定安装时,泵应水平放置,以保证良好的润滑条件。保证泵站压力不低于30MPa,乳化液浓度3-5% 。当泵站压力达不到时,应立即停泵。并通知有关人员进行检查,无误后,方可重新启动。油位在泵运转时,不应低于油标玻璃
15、的下标或上标。要注意箱体温度不宜过高,油温应低于80;箱液的液位不得过低,以免吸空,液温不得超过40。加强支架与泵站得维修,杜绝液压系统窜、漏液现象发生。二 采煤工艺1 落煤方式工作面采用MGTY400/930-3.3D型双滚筒电牵引采煤机割煤。2 装煤方式工作面前部主要利用采煤机滚筒上螺旋叶片的旋转以及推移刮板输送机时,利用铲煤板来装煤。工作面剩余的少量浮煤,由人工装入刮板输送机内。3 运煤方式工作面采用SGZ-764/630(2315kw)型可弯曲刮板输送机运煤,运输能力为900吨/小时。下顺槽采用SZZ-830/315型桥式转载机运煤,运输能力为1500吨/小时。4 工作面支护方式正常回
16、采时工作面中部采用128部ZF5200-15.5/34La型支撑掩护式综采液压支架支护顶板;工作面前后排头、排尾各采用3部ZFG5200-22/30H型过渡支架支护顶板;当工作面伪斜时,工作面中部中部采用134部ZF5200-15.5/34La型支撑掩护式综采液压支架支护顶板;工作面前后排头、排尾各采用3部ZFG5200-22/30H型过渡支架支护顶板。工作面上、下出口及上、下顺槽均采用单体液压支柱配合型钢梁支护巷道顶板,棚距为0.8m。同时,上、下顺槽超前支护的距离不得小于20m。自工作面硬帮煤壁向外10m范围内中心柱为双柱,即一梁四柱支护;1020m范围内,中心柱为单柱,即一梁三柱支护。5
17、 采空区处理方式采用全部跨落法管理顶板。夹矸处理总体来看全采区夹矸较薄,而且夹矸岩性为泥岩或粉砂质泥岩,可有采煤机直接截割,同时要加强煤质管理。6 循环进度、控顶距、采高、端面距及支架中心距循环进度:1.60m。最大控顶距:4510mm;最小控顶距:3910mm。平均采高3. m。工作面要及时移架,前梁接顶严密,端面距最大值340。工作面支架中心距为1.50m,偏差不超过100。7 采煤机牵引方式MG250/675-QWD型双滚筒采煤机牵引方式为电牵引。靠采煤机本身齿轮与刮板输送机上的销排咬合产生动力来运行。附图工作面布置图5-1。(1)、采煤方法 综采放顶煤后退式走向长壁综合机械化采煤法,即
18、综放。(2)割煤方式 采取双向割煤。采煤机从斜切进刀处上行割煤至上出口,再返刀由上往下割煤;割煤至下出口,再返刀上行斜切进刀。然后下行割煤至下出口后,再返刀上行割煤至上出口。采高平均3. m,截深0.8m。采煤机下行割煤时,采用下滚筒割顶煤,上滚筒割底煤的方式,其牵引速度不得超过10m/min。采煤机上行割煤时,采用上滚筒割顶煤,下滚筒割底煤的方式,其牵引速度不得超过7.7m/min。(3)进刀方式采煤机进刀采取上、下端头自开缺口,双向穿梭斜切进刀。斜切进刀段长度为200-250m,进刀深度为0.8m,采煤机往返一次进两刀,然后放顶煤。具体操作如下:采煤机位于进刀位置下行斜切进刀;采煤机位于吃
19、刀位置上行割三角煤至上出口;采煤机下行割煤至下出口;采煤机上行牵引,位于进刀位置斜切进刀;采煤机位于吃刀位置下行割三角煤至下出口;采煤机上行割煤。回采过程割煤移架移前溜放煤移后溜割煤整个工序以移架作为循环结束的标志。(4)移溜、移架方式工作面采用追机移溜、移架作业。移溜作业距采煤机机尾滚筒不小于15m移架作业距采煤机尾滚筒不得小于3部液压支架。特殊情况下,可采取分段追机移架方式。见图采煤机斜切进刀方式与循环示意图5-2。图6-1 工作面端部割三角煤斜切进刀(a)起始 (b)斜切并移直输送机 (c)割三角煤 (d)开始正常割煤1-综采面双滚筒采煤机;2-刮板输送机三 顶板管理1、支护设计(1)液
20、压支架强度计算经验计算支护强度P=NHF式中:P -顶板压力 KN/架H-采煤机割煤高度 取3.0mN-顶板压力系数 48 取 8-顶板岩层平均容重 取2.5T/m3 即24.5KN/m3F-支架支护面积 1.5(3.57+0.34)m283.01.5(3.57+0.34)24.53448.62KN5200KN(2)、液压支架规格的选择估算顶板下沉量: SLmL 式中: -顶板下沉系数 取0.04 m-采高 3.0 m L-控顶距,支架前大柱处为2.24m0.043.02.240.27m 则支架的最大高度:H大m大SL3.10.272.83m支架的最小高度:H小m小SLa2.80.270.12
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