希望煤矿东六采区W1651采煤工作面采煤工艺设计(终稿).doc
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1、东北大学继续教育学院毕业设计(论文)东北大学毕业设计(论文) 东北大学继续教育学院教务处 毕业设计(论 文) GRADUATE DESIGN (THESIS) 设计(论文)题目 希望煤矿东六采区W1651采煤工作面采煤工艺设计 学 生 白玉龙 学习中心 太原理工大学 专 业 采矿工程 指导教师 张维国 二一四年 九 月 十一 日毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)题目: 希望煤矿东六采区W1651采煤工作面采煤工艺设计 基本内容: 本采煤工作面位于1水平西六采区,工作面的编号为W1651。 本采煤工作面南边为未开采的工作面,北边为未开的W1631工作面,西边为本矿的八采区,东边为本采区的中央
2、上山和保护煤柱。指导教师:张维国2014年9月11日指 导 教 师 评 语从设计 (论文)的选题、内容、论点、论据、结论、实验数据的可靠性、方法的运用、工作量、图件的质量、创新性、科学态度、环境保护、外文资料和计算机应用等方面予以评述:指导教师签字: 指导教师职称:评阅时间 年 月 日东北大学继续教育学院毕业设计(论文)指导记录教学中心: 年级专业: 学生姓名:指导日期指 导 内 容指导教师签字东北大学继续教育学院毕业设计(论文)开题报告 设计(论文)题目:希望煤矿东六采区W1651采煤工作面采煤工艺设计 姓名: 白玉龙 学 号: 417N12091321 专业: 采矿工程 学习中心: 太原理
3、工 住址: 山西省朔州市平鲁区 电话: 13994908351 Email: baiyulong 开题日期: 2014 年 7 月 18 日 指导教师: 张维国 1. 课题主要研究内容:本采煤工作面位于1水平西六采区,工作面的编号为W1651。本采煤工作面南边为未开采的工作面,北边为未开的W1631工作面,西边为本矿的八采区,东边为本采区的中央上山和保护煤柱。2课题的研究意义:经过三年的学习,我们已经对煤矿理论知识进行了系统的了解,加上对地质、测量、机电、安全等煤矿相关专业的学习,使我们掌握煤矿生产的各个环节,对煤矿生产有了整体概念。通过本次毕业设计,使我们对所学的理论知识进行一次系统的训练,
4、综合运用所学的理论知识,使得各学科的知识得以融会贯通。巩固和扩展所学的知识理论,使理论与实践相结合,锻炼实际工作能力,培养我们的分析和解决问题的能力。自己亲自搞毕业设计,加深了所学的知识,解决了以前学习中遇到的难题,锻炼了自己的动手能力,扩展了自己的知识面。对已经将踏入工作岗位的我们来说是一次很好的锻炼机会,为我们将来工作打下坚实的基础。国内外现状:采区是组成矿井的基本单位,采区生产以采煤为核心,同时又包括运输、通风、供风、供、排水等环节。研究掌握采区准备方式及技术的有关知识及规律,就能更好地运用采煤方法及为生产创造良好的条件。有利于矿井的开采。国外一些国家像澳大利亚,美国一些发达国家,采矿技
5、术成熟,设备先进,达到了世界一流水平。我国也非常重视采煤科学技术的发展,狠抓安全生产和技术革新,生产技术指标有了明显改善。在确保安全的前提下,科学设计,提高了产值,为公民经济的发展做出了重大的贡献。在今后我们继续依靠科学技术的发展,贯彻安全生产的原则,提高经济效益,总结正反两方面得经验教训,结合国情不断进行采煤技术的改革和创新,为早日达到一流水平而奋斗。3课题难点和拟解决的关键问题:随着社会的发展和进步,各行各业都在采用新技术、新工艺,而在煤炭行业中,综合机械化采煤能够提高劳动生产率和产量;本采区开采的7煤煤层厚度为3.1m,属中厚煤层,倾角为平均22,为缓倾斜煤层,直接顶板为砂质泥岩,较坚硬
6、,适宜割煤机割煤、自移式液压支架进行支护,进行一体化作业;从安全角度看,用自移式液压支架支护顶板更能够有效地保证采煤工作面人员和设备的安全。根据希望煤矿东六采区的地质构造、煤层赋存条件等因素,W1651采煤工作面的采煤工艺选用综合机械化采煤。 拟采取的研究方法及其可行性:工作面发生灾害事故,工作面所有人员必须听从当班班长和值班队长的统一指挥,沉着冷静、快速地沿避灾路线撤到安全地点,随后要及时清点人数,并将事故性质、地点、危害程度、人员伤亡等情况向矿调度室汇报。4参考文献:1国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程.煤炭工业出版社.2009年2徐永坅.煤矿开采学.中国矿业大学出版社.1999年3卢义玉、
7、王克全、李晓红.矿井通风与安全.重庆大学出版社.2006年4东兆星、吴士良.井巷工程.中国矿业大学出版社.2004年5张国枢.通风安全学.徐州:中国矿业大学出版社.2000年6岑传鸿.采煤概论.徐州:中国矿业大学出版社.1989年7董方庭、姚玉煌等.井巷设计与施工徐州:中国矿业大学出版社.1989年8张小平. 我国高产工作面的开采条件及发展前景. 煤炭科学技术,1995(1) 9侯朝炯,郭励生. 煤巷锚杆支护. 徐州: 中国矿业大学出版社,1999 10付国彬,姜志方. 深井巷道矿山压力控制. 徐州: 中国矿业大学出版,1996 11邢福康,蔡坫. 煤矿支护手册. 北京: 煤炭工业出版社,19
8、93 12 徐永圻. 短壁开采技术. 徐州: 中国矿业大学出版社,1987 13王玉浚. 采矿系统优化与模拟. 徐州: 中国矿业大学出版社,1989 14林在康等. 采矿CAD开发及编程技术. 徐州: 中国矿业大学出版社,1998 摘 要随着社会的发展和进步,各行各业都在采用新技术、新工艺,而在煤炭行业中,综合机械化采煤能够提高劳动生产率和产量;本采区开采的7煤煤层厚度为3.1m,属中厚煤层,倾角为平均22,为缓倾斜煤层,直接顶板为砂质泥岩,较坚硬,适宜割煤机割煤、自移式液压支架进行支护,进行一体化作业;从安全角度看,用自移式液压支架支护顶板更能够有效地保证采煤工作面人员和设备的安全。根据希望
9、煤矿东六采区的地质构造、煤层赋存条件等因素,W1651采煤工作面的采煤工艺选用综合机械化采煤。关键词:W1615 采煤工艺目 录摘 要11、概述51.1采煤工作面位置及开采范围51.1.1位置51.1.2开采范围51.2采煤工作面与相邻煤层及相邻已采采区的关系51.2.1与相邻煤层的关系51.2.2与相邻已采区的关系61.2.3采煤工作面与地面相对位置的关系62、地质概况72.1煤层赋存情况72.2围岩的性质及其对采煤的影响72.3地质构造及水文地质情况92.3.1地质构造92.3.2火成岩侵入情况92.3.3水文地质情况92.4瓦斯、煤尘和自然发火情况103、可采储量及可采期103.1W16
10、51工作面的可采储量计算:113.2采煤工作面可采期计算114、巷道布置与生产系统124.1巷道布置134.2生产系统134.2.1运输系统134.2.2排水系统144.2.3供电系统144.2.4通风防尘系统154.2.5管路系统184.2.6照明及通讯系统185、采煤工艺195.1采煤工艺的选择205.2采煤工艺205.2.1破煤205.2.2装煤215.2.3运煤215.2.4工作面支护235.2.5采空区处理246、生产技术管理246.1循环方式256.2作业形式256.3工序安排256.4劳动组织256.5工人出勤表266.6采煤工作面技术经济指标277、安全技术措施287.1一般要
11、求297.2顶板管理措施297.2.1控顶距的规定297.2.2循环进度297.2.3推移支架及溜子的规定307.2.4倒架与防滑处理办法317.2.5悬顶距的规定327.2.6备用材料的规定327.2.7端面距范围的处理措施337.2.8监测监控337.3一通三防管理337.3.1通风337.3.2防治火灾347.3.3防自燃发火357.3.4防尘357.3.5防治水灾367.4机电运输管理367.5其它安全技术措施387.5.1下煤眼安全事项397.5.2采区轨道上山事项397.5.3工作面上、下端头各三角煤的措施407.5.4工作面处理液压支架背矸的技术安全措施417.6安全组织保障措施
12、427.6.1顶板安全保障427.6.2“一通三防”安全保障437.6.3地质测量安全保障447.6.4机电运输安全保障447.6.5生产组织安全保障447.6.6规程的监督保障457.6.7物质供应保障457.6.8医疗设施保障457.7灾害应急及避灾路线46致 谢47参考文献481、概述1.1采煤工作面位置及开采范围1.1.1位置本采煤工作面位于1水平西六采区,工作面的编号为W1651。1.1.2开采范围本采煤工作面的上边界为本矿南边的未布置工作面,下边界为+150m标高,开采起始位置为西六采区西边界,采止线位置为运输上山西30m。该工作面斜长为154m,走向长为1200m。1.2采煤工作
13、面与相邻煤层及相邻已采采区的关系1.2.1与相邻煤层的关系本采煤工作面开采宣威组1号煤层,本采煤工作面上方为未布置工作面,下方为未开工作面W1631,对本工作面的回采无大的影响。1.2.2与相邻已采区的关系本采煤工作面南边为未开采的工作面,北边为未开的W1631工作面,西边为本矿的八采区,东边为本采区的中央上山和保护煤柱。1.2.3采煤工作面与地面相对位置的关系本采煤工作面开采范围与对应的地表范围内均为山地及树木,无建筑物、水体和铁路。2、地质概况2.1煤层赋存情况W1651采煤工作面开采煤层为1号煤层,其走向为东西向,倾向北,煤层倾角平均为1518,平均16,煤厚2.8m3.2m,平均3.0
14、m。经过化验分析得出1号煤的容重为1.5t/m3。硬度较软,普氏硬度为23。属于中、高硫无烟煤,可作为良好的动力用煤。主要煤质指标见表2-1-1。表2-1-1煤层的主要煤质指标2.2围岩的性质及其对采煤的影响1号煤的直接顶为泥质粉砂岩,厚约6m,老顶为粉砂质。厚度2050m,较坚硬。1号煤的直接底为砂质泥岩、泥岩,老底为细砂岩。地质综合柱状图详见图2-1。图2-1地质综合柱状图2.3地质构造及水文地质情况2.3.1地质构造本井田是一个北东、西、南边界断层包围的相对独立的、完整封闭的地质构造单元,为一向北倾斜的单斜构造,煤岩层倾角一般在1419左右,井田内以正断层4条。主要断层特征见表2-3-1
15、。表2-3-1断层特征一览表2.3.2火成岩侵入情况本区域内无岩浆岩活动。2.3.3水文地质情况本井田第三层隔水层以粘土和砂质粘土为主,厚度1993米,平均为52米,其中粘性土平均为46米,从东向西变厚。经Z25孔抽水,第二层与第三层间无水力联系,为第四纪下部良好的隔水层。在1煤露头处与本层厚度在4060米以上。1煤上部有平均厚19米的砂岩,钻进中有两孔漏水,据抽水资料含水性微弱,1煤下部单位涌水量和渗透系数近似于零,基本无水。1号煤四周均未开采,无采空积水的影响。2.4瓦斯、煤尘和自然发火情况根据勘探资料,W1651采煤工作面绝对瓦斯涌出量为4.5m3/min,相对瓦斯涌出量为1.95m3/
16、t,根据2010版煤矿安全规程,该矿属于低瓦斯矿井。煤尘爆炸指数为43.01,属于有煤尘爆炸危险性煤层。1号煤属于易于自燃的煤层,发火期为36个月。该采煤工作面无冲击地压危险。根据勘探资料数据可知:由于矿井开采深度大,温度较高。75-13孔的井温测定成果见表如下:表2-4-1井温测定表3、可采储量及可采期3.1W1651工作面的可采储量计算:Z=LSmK式中:L采煤工作面倾斜长度,本工作面斜长154m;S采煤工作面走向长度,本工作面走向长度为1200m;m采高,本工作面为3.0m;煤的容重,t/m3,1号煤为1.5t/m3;K工作面采出率,取95%。则Z=15412003.01.595%=79
17、0020(t)=79.002(万t)3.2采煤工作面可采期计算式中:T采煤工作面可采期,a;Z采煤工作面可采储量,万t;A工作面生产能力,万t/a;T=79.002/120=0.66(a)4、巷道布置与生产系统4.1巷道布置本采区位于矿区西北侧,采用自上而下、两翼同时布置的开采顺序,W1651工作面位于该采区上区段西翼。在+100m岩石大巷顶板作采区下部车场,顺煤层自下向上作采区轨道上山和回风上山,两上山相距20m。本采区划分为三个区段,分别在+175m、+250m、+325m和+400m标高处作区段运输巷、采区回风巷和中部车场、上部车场,在每个区段运输巷作开切眼与回风巷贯通形成工作面。区段运
18、输巷为梯形断面,锚杆支护,断面规格为3.03.0m,作为本区段运输、行人、通风用;开切眼断面为矩形,单体液压支柱支护,断面规格为1.5m(高)4.0m(宽),开采前用支架替换。 4.2生产系统 4.2.1运输系统本工作面采用刮板运输机运输,运输上山、主要运输大巷均采用皮带运输机运输。原煤运输线路为:W1651采煤工作面-区段运输巷-运输上山-+100m岩石大巷-井底车场-地面表4-2-1运输设备配备表材料运输线路:地面-井底车场-+100m岩石大巷-辅助上山上山-区段运输巷-W1651采煤工作面。4.2.2排水系统W1651工作面的水排至区段运输巷,经采区辅助上山、采区下部水仓沉淀,经+100
19、m岩石大巷自流至井底车场主水仓,经副井排出地面。4.2.3供电系统来自井下中央变电所电源送入采区下部车场的采区变电所,经变压后分别向采煤工作面、运输上山中的皮带运输机、泵房、照明等供电,掘进工作面采用“三专”;东西两翼工作面分开供电,供电线路经辅助上山至区段运输巷。每个工作面的割煤机组采用专线单独供电,其他辅助设备另设一条供电线路。表4-2-2采煤工作面用电设备负荷统计表4.2.4通风防尘系统一、 确定工作面风量(一) 、风量计算1、 按瓦斯涌出量计算式中:Q为采煤工作面所需风量,m3/min;q工作面绝对瓦斯涌出量,m3/min; K工作面通风不确定系数,取1.5。2、 按工作面温度计算 Q
20、=60VSK=601.35.251.0=409.5m3/min式中:Q为采煤工作面所需风量,m3/min;V工作面适宜风速,m/s;S工作面平均断面积,5.25m2;K工作面通风不确定系数,取1.0。(二)、风速验算1、按最低风速验算Q600.25S=600.255.25=78.75m3/min式中:S工作面平均断面积,5.25m22、按最高风速算验Q604S=6045.25=1260m3/min通过验算可以看出:78.75Q(409.5)+100mm岩石大巷-采区下部车场-辅助上山-区段运输巷-W1651采煤工作面-回风巷-回风上山回风石门-东风井回风大巷-东风井-地面2、通风、瓦斯监测在工
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