肘骨湾煤矿技改初步设计设计说明书(编辑修改稿)

肘骨湾煤矿技改初步设计设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

系统。 二 、开拓方案 根据建设单位提供井田内煤层赋存资料情况， 可采煤层 4 号煤层与 7 号煤层均在地表出露， 4 号煤层与 7 号煤层层间距较小，由西部的 45m 到东部的 17m 逐渐变小 ，平均 31m。 确定全井田布置成一个采 21 区开采， 7 号煤层开采采用联合布置方式，在矿井中央沿煤层布置三条斜井。 其中：一条为主斜井，布置在 7 号煤层中，担负煤炭运输；一条为副斜井，布置在 7 号煤层中，担负运料、行人；一条为专用回风井，布置在 4 号煤层中。 （详见设计 方案 开拓平面图 ） 以上方案已经由设计单位、建设单位及其上级主管部门多次讨论确定，不再提出其他方案进行比较。 第二节 开采水平、采区的划分及开采顺序 一 、水平划分及水平标高的确定 根据井田内主采煤层 4 号、 7 号赋存状况，采用单水平开拓方式。 水平标高 +1619m。 二 、采区划分及开采顺序 整个井田范围作为一个下山采区开采。 因井田内原有小煤窑开采，预计浅部煤层已被破坏。 所以首采工作面布置在采区的最深部，即同一煤层按照从下向上工作面后退式顺序开采。 先采上 部 4 号 煤层，后采下 部 7 号 煤层。 第三节 主要巷道布置 根据建设单位提供资料情况看，全井田为一单斜构造，且井田面积不大。 所以可以利用矿井的三条井筒作为采区的三条下山，掘进至采区最低水平（ +1619m）后布置变电所及水仓、泵房等硐室。 在副井 7 号层布置各工作面车场，工作面车场作为 4 号煤层的轨道运输和进风，作为 7 号煤 层西部工作面的回风巷；在工作面车场以 22 25 度坡度掘进轨道联络斜巷到 4 号煤层，作为 4 号煤层工作面的进风和运输巷，作为 7 号煤层西部工作面的回风巷。 在主井 7 号煤层向上穿层至 4 号煤层， 布置 4 号各采面煤仓， 煤仓形式为直立园形。 煤层中巷道均采用矩形断面，锚梁网喷浆支护方式。 岩巷采用半圆拱形断面，锚喷支护。 断面积根据通过设备型号、尺寸及通风能力确定。 第 四 节 井筒 一、 井筒布置 主斜井口 布置在 7 号煤层中， 坐标 X=4419828， Y=38515976，Z=+， 井底标高为 +1619m 水平，井筒坡度 2176。 30′ ，斜长 498m，矩形断面， 锚网喷 支护 ， 净断面 ㎡。 副斜井口 布置在 7 号煤层中， 坐标 X=4419822， Y=38515930，Z=+， 井底标高为 +1619m 水平，井筒坡度 2176。 30′ ，斜长 495m，矩形断面， 锚网喷 支护 ， 净断面 ㎡。 回风斜井 布置在 4 号煤层中， 坐标 X=4419736， Y=38515960，Z=+， 井底标高为 +1619m 水平，井筒坡度 2176。 ′ ，斜长 415m，矩形断面， 锚网喷 支护 ， 净断面 ㎡。 二、 井筒用途及装备 主斜井 为 煤炭提升兼进风 井。 提升 设备 为 STJ800 固定带式输送 23 机 ,输送量 200t/h，带速 ，带宽 800cm，传动滚筒直径 500mm，电动机功率 90KW,运距 498m。 同时设置行人台阶及扶手 ，作为矿井的一个安全出口。 副斜井担负 辅助运输任务，采用 8T 柴油卡轨机车牵引矿车运输。 同时设置行人台阶 ，作为矿井的另一个安全出口。 作为矿井的专用回风井，井口安装两台 FBCZ— 4— NO12A 轴流风机 ，抽出式通风。 同时设置行人台阶 ，作为矿井的另一个安全出口。 三、 井筒特征表 肘骨湾煤矿井筒特征表 序号 主筒特征 主斜井 副斜井 回风 斜 井 1 井口座标 X=4419828 Y=38515976 Z=+ X=4419822 Y=38515930 Z=+ X=4419736 Y=38515960 Z=+ 2 断面规格 矩形 矩形 矩形 3 净断面 (㎡ ) 5 井壁 锚网喷 锚网喷 锚网喷 6 提升容器 皮带机 矿车 —— 7 井筒装备 8 井筒长度（ m） 498 495 415 24 第 五 节 井底车场及硐室 一 、井底车场形式：主斜井采用皮 带运输机运输不设置车场，副斜井为辅助运输，在 +1619m 设置井底车场。 由于井下煤炭运输和辅助运输车场相互独立，各类运输互不干扰，其各自通过能力均能满足生产需求。 二 、主要硐室： ：采用联合布置，支护形式为锚喷。 支护断面： 179。 ：在副斜井车场设消防材料库 、打点硐等。 第四章 井下开采 第一节 采区巷道布置 矿井用以一个综采工作面，三个掘进工作面保证矿井技改设计产量。 一、采区巷道布置 井田内可采煤层两层，即 4 号煤层和 7 号煤层 ， 煤层层间 距较小。 7 号煤层开采采用联合布置方式，开采顺序为先采 4 号煤层后采 7号煤层，采区由下而上进行开采，回采工作面后退式开采。 、轨道巷布置方式： 采区构造简单，煤层赋存较稳定，采区内煤层倾角在 25176。 左右，确定工作面皮带、轨道巷沿煤层的近走向布置。 25 根据采区走向及倾向长度及井田边界形状，确定采区以三条井筒为中心分为采区两翼联合布置。 在副井 7 号层布置各工作面车场，工作面车场作为 4 号煤层的轨道运输和进风，作为 7 号煤层西部工作面的回风巷；在工作面车场以25 度坡度掘进轨道联络斜巷到 4 号煤层，作为 4 号煤层工作面的进风和运输巷，作为 7 号煤层西部工作面的回风巷。 在主井布置 4 号各采面煤仓，在主井 7 号煤层做 4 号煤层煤仓，煤仓形式为直立形。 轨道联络巷揭露 4 号煤层后，沿近似井田边界保护煤柱线向东布置 401 首采面皮带运输平巷，和皮带巷平行向上布置首采面轨道运输回风平巷。 皮带、轨道运输巷之间距 100 米。 第一采面开始，由于回风井下部没有和最下部采面运输巷联通，所以布置一条皮带巷和轨道巷的联络巷，以便在 401 采面准备时作为采面皮带运输平巷的回风巷和采面轨道回风平巷的运输巷。 采面皮带运输平巷和轨道回风平巷 掘进到井田边界保护煤柱后，掘进回采工作面切割巷，切割巷掘进完成后，就形成 401 首采工作面。 轨道联络巷揭露 4 号煤层后，沿近似井田边界保护煤柱线向西布置 40 40 404 采面皮带运输平巷，和皮带巷平行向上布置采面轨道运输回风平巷，皮带、轨道运输巷间距 100 米。 皮带运输平巷掘进到井田边界 8﹟点的井田边界煤柱线时，沿煤柱线的方向掘进皮带运输平巷到井田边界 10﹟点的井田边界煤柱线上，作为 402 回采工 26 作面皮带运输平巷。 和皮带巷平行向上布置采面轨道运输回风平巷，皮带运输巷和轨道运输巷间距 100 米。 和在井田边界煤 柱线 10﹟两点的皮带运输巷平行 20 米做 402 轨道回风巷， 402 轨道回风巷在403 轨道回风巷汇合点再向北掘进和 404 轨道回风巷联通，作为 40403 回采工作面的公共回风巷。 皮带运输、轨道运输回风巷掘进到井田边界后，做 402 回采工作面切割巷，切割巷掘进完成后，就形成 402 回采工作面。 回采工作面与回采工作面要留设 10 米隔离的煤柱。 7 号煤层的巷道布置基本同 4 号煤层，所不同的是东部采面为减少巷道岩石工程量，在工作面轨道回风巷距主井平面距离 20 米处，做坡度 30 度上山 10 米，后做平巷和 4 号煤层煤仓掘透，作为 7 号煤层东部回采工作面的回风巷。 附： 采区巷道布置及机械配备平面图， 比例 1： 2020 回采方式 根据矿井开拓方式及采区布置，确定采区内后退式，回采工作面为后退式回采。 回采工作面衔接，采区 4 号煤层东翼最下边 401 回采工作面定为矿井首采回采工作面，采区西翼最下边 402 回采工作面定为接替工作面后采 40 404 回采工作面， 404 回采工作面回采结束后，区段接续采用倒替接续。 采区 7 号煤层回采工作面衔接和采区 4 号煤层回采工作面衔接相同。 27 二、采区各主要系统 工作面→运输顺槽→ 煤仓→主斜井→地面。 辅助运输采用 1t 固定箱式矿车及材料平板车，工作面所需材料、设备，由副斜井 8 吨柴油卡轨机车运输到工作面车场，经轨道运输斜巷到轨道运输巷、采面轨道运输巷运至工作面。 新鲜风流由地面→主斜井、副斜井→工作面车场→轨道运输斜巷→工作面皮带运输平巷→工作面；乏风由工作面→工作面轨道运输回风平巷→回风井→地面。 采区排水由采面皮带运输平巷较低处建临时水仓，安设潜水泵排入井底水仓后回风井排至地面。 第二节 采煤方法及工艺 一、 采煤方法 选择 井田内煤层倾角一般在 25 度，属近水平煤层，本矿井 4 号煤层顶板岩性为砂岩、泥岩及粉砂岩，水平层理清晰，细腻致密，其抗压强度平均为 290kg/cm2，普氏系数 34 之间，属较坚硬岩石。 为较稳定，局部不稳定顶板。 底板粘土岩为主，属半坚硬岩石，稳固性较好， 28 裂隙不甚发育，故工程地质条件属简单型。 根据井下煤层赋存条件及顶底板岩性，确定采用长壁式采煤法。 由于井田内煤层倾角一般在 25176。 左右，工作面推进方向确定沿煤 层走向布置，采煤方法选用走向长壁采煤法。 4 号煤层顶板岩性为砂岩、泥岩及粉砂岩，水平 层理清晰，细腻致密，其抗压强度平均为 290kg/cm2，普氏系数 34 之间，属较坚硬岩石。 为较稳定，局部不稳定顶板。 底板粘土岩为主，属半坚硬岩石，稳固性较好，裂隙不甚发育，故工程地质条件属简单型。 巷道施工采用锚网梁支护巷道。 回采工作面采用液压支架支护顶板。 从矿井所采煤层厚度分析， 4煤层平均厚度 ，煤层结构简单，赋存较稳定，煤层开采适合采用综合机械化回采。 所以确定采用综合机械化采煤法，液压支架支护顶板，采煤机落煤。 二、 采煤工作面设备选型 井田内煤层倾角一般在 25 度，属 近水平煤层，煤层顶板岩性为砂岩、泥岩及粉砂岩，水平层理清晰，细腻致密，其抗压强度平均为290kg/cm2，普氏系数 34 之间，属较坚硬岩石。 为较稳定，局部不稳定顶板。 底板粘土岩为主，属半坚硬岩石，稳固性较好，裂隙不甚发育，故工程地质条件属简单型。 根据本地区顶底板岩性、煤层埋藏浅的特点，以及国内外长壁工作面生产经验，液压支架是工作面装备中对生产能力影响最大的设 29 备，因此必须把支架的可靠性放在首位，不但要稳定可靠，故障率低，而且要使用寿命长，近年来液压支架逐步重型化，结构简单，工作阻力增大。 支架支护高度和强度 的确定： 矿区范围内 4 号煤层厚度由西向东逐渐变厚，厚度从 ，由北向南逐渐变厚，厚度从 ，煤层厚度总体从翼部到轴部逐渐变厚。 煤层最小厚度为 ，最大厚度 ，平均 ，属较稳定的中厚煤层。 7 号煤层平均厚度 ，为较稳定的中厚煤层，煤层结构简单。 根据经验，通常所选用的支架最大结构高度比最大采高大 200mm，最小结构高度比最小采高小 250～ 350mm，因此最大结构高度为 ，最小结构高度为。 根据地质资料显示， 煤层顶板岩性为砂岩、泥岩及粉砂岩， 按倍数岩重法 计算液压支架的支护强度，公式如下： q＝ n178。 m178。 γ 式中： q— 液压支架的支护强度， t/m2； n— 岩重倍数，按中等稳定以下顶板考虑，取 6～ 8； m— 采高，按最大采高考虑， ； γ — 顶板岩层的容重，取。 则： q＝ (6～ 8)179。 179。 ＝（ ～ ） t/m2， 即不小于。 支架选择： 液压支架是综采工作面主要设备之一，其关系到工作面的安全生 30 产和工作面高产高效的实现，因此，该液压支架应满足如下要求： ① 稳定性好，可靠性高，故障率低，寿命长； ② 支撑高度在 － 之间； ③ 支护强度不小于。 根据以上分析计算， 根据以上原则，并考虑留有一定的备用系数，同时考虑 矿井煤层赋存较浅，具有浅层地压特点，有存在顶板整体切落的可能，支架选型应适当加大工作阻力 ,液压支架选 ZY6400/12/24 型掩护式液压支架，参数如下： 支架工作高度 1200～ 2400mm 支架宽度 1430～ 1600mm 支架中心距： 1500mm 支架初撑力 5066kN 支架工作阻力 6400kN 梁端距 380～ 435mm 支护强度 ～ 对底板比压 ～ 泵站压力 MPa 操纵方式 本架手动 在工作面上、下两端的机头、机尾处分别布置 2 组端头液压支架，端头液压支架支护强度与工作面中部支架基本相同，考虑到工作面顺槽高度，端头液压支架设计最大高度为。 端头液压支架选用ZYT6400/12/29。 设计按工作面年产 选择采煤机。 31 (1)采煤机小时生产能力核算 双向割煤具有辅助工序少，采煤速度快，工序紧凑，工时利用率高及生产能力大的特点，因此工作面采用双向割煤方式。 采煤机在工作 面的进刀方式，将直接影响工作面的工时利用以及采煤机效能的发挥。 为减少工作面人员操作工作量，设计采用端部斜切进刀方式，双向割煤。 采煤机的平均落煤能力为：   。