煤矿生产实习设计报告(编辑修改稿)

煤矿生产实习设计报告(编辑修改稿)内容摘要：

员，提高劳动效率，安全性高。 （ 2） 刨煤机为静力破煤定高开采，其行走速度一般在 ，小于滚筒截齿线速度 4m/s，工作面粉尘浓度低。 （ 3） 刨煤机落煤工艺是浅截深多循环，对顶板振动小，有利于顶板管理。 但是刨煤机工作面具有如下缺点： （ 1） 刨煤机生产厂家少，功率大、能力强的产品需要引进，维修和更换配件不方便，价格昂贵。 （ 2） 设备投资高，按主要设备进口，配备支架国产，工作面投资约为 8000~10000 万元；滚筒薄煤层综采工作面按引进采煤机考虑，设备投资在 4000 万元左右。 （ 3） 由于半煤岩巷掘进速度慢，不能发挥刨煤机系统快速推进的特点，将影响矿井年产量； （ 4） 刨煤机工作面对煤层构造及顶底板要求比较高。 （ 5） 设计调研国内刨煤机使用现状，月产量较高，但是没有年产量的统计数据，一方面说明掘进设备不配套，另一方面说明国内刨煤机的使用并不成熟。 通过上述比较： 从煤层赋存条件分析：虽然本矿井可采区域薄煤层赋存稳定，但构造相对复杂 ，从目前井下回采的情况揭露，局部有隐伏小断层和陷落柱，且煤层顶底板条件较差，均以泥岩、砂质泥岩为主。 比较适合采用滚筒综采工艺。 从工作面单产分析：两种工艺基本相当，但刨煤机工作面投资高，顺槽掘进速度限制了设备性能，而滚筒综采设备应用可靠，经验丰富，投资低的优点，设计推荐采用滚筒综采工艺。 根据上述采煤工艺的比选并结合目前中兴煤矿井下一、二采区回采工作面采煤工艺，矿井产业升级投产时维持一采区中厚煤层综采工作面，二采区普采升级为薄煤层综采工作面，同时在三采区增加一套 2 号煤薄煤层综采工作面。 井下初期以三个综采工作 面来保证 300 万 t 年生产能力，中后期当回采 5（ 4+5）号煤层或 8 号煤层时， 2 个综采工作面即能满足 300万 t/a 能力。 采区划分 目前井下有两个生产采区（即一采区和二采区），均布置于在现井底车场附近，一采区布置有一个普采面，二采区布置一个综采工作面，两采区尺寸较小，东西长约 ，南北宽不足 1km。 本次改造对上煤组开拓维持这两个采区生产现状，下煤组统一划分采区。 对其它区域，考虑到井田构造简单，为适应产业升级开采的需要，应加大采面推进长度，减少采面搬家次数，提高生产效率。 除现生产的一、二采区外，全井田上 煤组划分为两个采区：三采区（单翼采区）和四采区（双翼采区）；全井田下煤组共划分为两个双翼采区：五采区（东翼采区）和六采区（西翼采区）。 12 即全矿井共划分为六个采区：上煤组四个采区，下煤组两个采区。 （三） 矿井通风 通风方式 矿井通风方式采用抽出式。 根据井下开拓部署，确定矿井通风系统为混合式，其中：中兴行人斜井、中兴副斜井、峁上主斜井进风，峁上回风斜井、马庄立井回风。 通风系统 通风系统的设计满足下列要求： （ 1） 将足够的新鲜空气有效的送到井下工作场所，保证安全生产和良好的劳动条件 . （ 2） 通风系统简单 ，风流稳定，易于管理，具有抗灾能力。 根据矿井开拓部署，达到设计产量时矿井通风系统为：新鲜风流从中兴副斜井、中兴行人斜井、峁上主斜井进入，经原井底车场 /峁上主斜井与上煤组轨道大巷联络巷、上煤组轨道大巷（胶带输送机大巷）、工作面中部车场、工作面运输顺槽至采煤工作面。 乏风风流经工作面回风顺槽、回风联络巷、回风大巷、上煤组回风大巷、至峁上回风斜井 /马庄风井排至地面。 矿井达到设计产量时通风系统见图 521。 矿井中后期最大负压时，主要通风系统为：新鲜风流从峁上主斜井、中兴副斜井、中兴行人斜井进入，经原井底车场 /峁 上主斜井与上煤组轨道大巷联络巷、上煤组轨道大巷（胶带输送机大巷）、工作面中部车场、工作面运输顺槽至采煤工作面。 乏风风流经工作面回风顺槽、回风联络巷、回风大巷、回风下山、至马庄风井 /峁上回风斜井排至地面。 矿井中后期最大负压时通风系统见图 522。 矿井风量 根据《煤矿安全规程》及设计规范有关规定，参考邻近生产矿井实际配风经验，矿井总风量采用两种方法计算，进行比选。 （ 1） 按井下同时工作的最大班下井人数计算 Q=4NK=4234。 式中： N— 井下同时工作最多人数； K— 矿井通风系数（包括矿井内部漏风和配风不均等因素），根据 《煤炭工业矿井设计规范》，混合式通风， K=。 （ 2） 按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要的风量的总和计算： Q=（ ∑Q 采 +∑Q 掘 +∑Q 硐 +∑Q 备 +∑Q 其它 ） K 式中： ∑Q 采 — 采煤工作面实际需要风量的总和， m3/s。 ∑Q 掘 — 掘进工作面实际需要风量的总和， m3/s。 ∑Q 硐 — 硐室实际需要风量的总和， m3/s。 13 ∑Q 备 — 备用采煤工作面实际需要风量的总和， m3/s。 ∑Q 其它 — 矿井除了采煤、掘进、硐室和备用采煤工作面以外，其 它井巷实际需要风 量的总和， m3/s。 采煤工作面实际需要的风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、工作面温度、炸药用量、人数等分别计算，取其中最大值，并用风速验算。 掘进工作面实际需要的风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、局部通风机实际吸入风量、工作面温度、炸药用量、人数等分别计算，取其中最大值，并用风速验算。 独立通风的硐室实际需要的风量，应根据不同类型硐室分别计算，机电设备散热量大的硐室，应按机电设备运转的发热量计算，其它硐室按经验配风。 其它井巷实际需要风量，应按瓦斯涌出量和最低风速分别计算，取其中最大值。 抽放瓦斯 的矿井，应按抽放瓦斯后煤层的瓦斯涌出量计算风量。 计算基础资料： 各工作地点最大工作人数：综采工作面 16人；综掘工作面 14人；普掘工作面 14 人。 普掘工作面一次最大炸药消耗量：。 普掘工作面最大净断面：。 风量计算： 1）按炸药用量计算： 普掘工作面使用炸药，按掘进最大断面配风。 Q=Ab/t/c （ m3/min） 式中： A— 次起爆最大炸药消耗量， ； b— 每公斤炸药爆破后生成的当量 CO的量，根据炸药有毒气体国 家标准，取 b=； t— 吹散炮烟时间，取 30min； c— 爆破经通风后，允许工人进入工作面的 CO 浓度，取 c=%。 计算结果： Q 普掘 =2）按工作地点最大工作人数计算 综采工作面： Q 综采 =164=84 m 3/min= m3/s； 普掘工作面： Q 普掘 =144=64 m 3/min= m3/s； 综掘工作面： Q 综掘 =144=64 m 3/min= m3/s。 3）按工作地点风温计算 工作地点的气温预测采用改进型 “ 平松良雄实用近似计算法 ” ，以井巷通风网络为基础，以井口年平均气象参数为依据，自井口至采掘工作面终端，逐段进行数次迭代，求出井巷通风网络各节点和终端年平均气温，加上对应的气温年变化波辐值，并用地面最高月平均气象参数直接计算进行校核。 根据井田地质资料，区内地温梯度 3℃ /100m，属地温正常区。 矿井首采区工作面温度低于 26186。 C，满足《煤矿安全规程》第一百零二条的规定，故工作地点风温对风量计算没有要求。 但随着开采深度的增加，地温增加，由于矿井无二级高温区，在这种情况下，可以采取措施，人为地加大工作地点的风量，以达到降温效果。 14 4）按瓦斯 和二氧化碳涌出量分别计算 产业升级初期 2号煤层综采工作面最大相对瓦斯涌出量为 ，绝对涌出量 ，生产后期 8 号煤层综采工作面最大相对瓦斯涌出量为 ，绝对涌出量 ；。 根据《煤矿安全规程》第一百四十五条规定，当 1个采煤工作面瓦斯涌出量大于 5m3/min 或 1 个掘进工作面瓦斯涌出量大于 3m3/min 时，用通风方法解决瓦斯问题不合理。 根据以上工作面瓦斯涌出量的预计，本煤层瓦斯抽放率达到 40%以上，邻近层抽放率达到 60%~70%，采空区瓦斯抽放量达 到采空区瓦斯涌出的 40%以上。 中兴煤矿回采工作面抽放率取 60%。 Q=100qK c 式中： q— 工作面绝对瓦斯涌出量（经瓦斯抽放后剩余量）； Kc— 工作面瓦斯涌出不均匀备用风量系数，即工作面瓦斯涌出绝 对量的最大值与平均值之比。 综采取 ，综掘取 ，普掘取。 初期 2 号煤层综采工作面： Q 综采 2=100 =。 取 35 m3/s； 后期 8 号煤层综采工作面： Q 综采 8=100= 3/min=。 取 55 m3/s； 综掘工作面： Q 综掘 =100=783m 3/min=。 取 15 m3/s； 普掘工作面： Q 普掘 =100=264m 3/min=；取 10 m3/s。 5）各用风地点风量取值 根据上述计算，可以看出，由于该矿井为高瓦斯，决定各用风地点风量的主要因素为瓦斯涌出量，综合上述计算，设计取值如下： A、初期 a、综采工作面 综采工作面： 3 个， 335=105m 3/s ； 备用工作面： 1 个，取 20m3/s； ΣQ 采 =105+20=125 m3/s。 b、掘进工作面 综掘工作面： 3 个， 315=45m 3/s； 普掘工作面： 3 个， 2 条岩巷机械化作业线， 1 个煤岩巷混合普通钻爆法掘进头。 310=30m 3/s； ΣQ 掘 =45+30=75m3/s。 c、硐室风量 独立通风的硐室风量按有关规程规定和生产矿井的经验数据配风： 井下爆破材料库 14= 4m3/s； 中央变电所 24=8m 3/s； 采区变电所 3 3=9m3/s； ΣQ 硐 =4+8+9=21m3/s。 e、其他用风 量 Q 其它 =（ ΣQ 采 ＋ ΣQ 掘 ＋ ΣQ 硐 ） 5 ％ =（ 125＋ 75＋ 21） 5 ％ 15 =； f、矿井总风量： Q=（ ΣQ 采 ＋ ΣQ 掘 ＋ ΣQ 硐 +Q 其它 ） =（ 125＋ 75＋ 21＋ ） =根据上述计算结果，考虑到矿井开采边角煤，增加残采工作面及相应的掘进工作面，确定矿井总风量为 300m3/s。 B、后期 矿井开采进入后期由两个 8 号煤层综采工作面保证 300万 t/a 矿井产业升级设计生产能力，考虑到矿井开采边角煤，必要时增加残采工作面及相应的掘 进工作面。 此时，风量分配如下： 综采工作面： 2 个， 552=110m 3/s； 备用工作面： 1 个， 55m3/s； ΣQ 采 =110+55=165m3/s。 综掘工作面： 2 个， 215=30m 3/s； 普掘工作面： 2 个， 210=20m 3/s。 ΣQ 掘 =30+20=50 m3/s。 硐室风量： 井下爆破材料库 14= 4m3/s； 中央变电所 24=8m 3/s； 采区变电所 23= 6m3/s； ΣQ 硐 =4+8+6=18m3/s。 a、 其它用风量 Q 其它 =（ ΣQ 采 ＋ ΣQ 掘 ＋ ΣQ 硐 ） 5 ％ =（ 165+50+18） 5% =。 b、矿井总风量 Q=（ ΣQ 采 ＋ ΣQ 掘 ＋ ΣQ 硐 ＋ Q 其它 ） =（ 165＋ 50＋ 18＋ ） =根据上述计算结果，考虑到矿井开采边角煤，增加残采工作面及相应的掘进工作面，总风量亦取 300 m3/s。 矿井通风负压及等积孔 （ 1） 通风负压 矿井通风负压采用下式计算： )( 2 PaS QPLh   式中： α — 通风阻力系数（ kgS 2/m3）； L、 P、 S— 分别为巷道长度（ m）、周边长（ m）、净断面积（ m2）； Q— 通过巷道的风量（ m3/s）。 计算结果， 矿井 产业升级初期 通风负压为： 峁上风井的通风负压为，马庄风井的通风负压为 ； 后期峁上风井通风负压为，马庄风井的通风负压为。 16 （ 2） 自然风压 矿井井深大于 100m，按经验公式： Hn=P0H。