永城矿区陈四楼井矿机毕业设计说明书(编辑修改稿)

永城矿区陈四楼井矿机毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

二 2煤层在 650 m 以深，除 63 至 65 线范围地温低于 31℃，其余均高于 31℃，属一级热害区；三 2煤层仅在 0312 孔至 650m 以深出现小范围的一级热害区。 井田内其余地段地温均属正常。 . 煤层的埋藏条件 煤层埋藏在 300m~800m 之间，地质构造简单，煤层倾角 变化 小，倾角在3176。 ~ 17176。 之间，煤层埋藏稳定，涌水量为 275m3/h，地表为农田。 总体可见，该煤层的开采条件相当好。 内蒙古工业大学矿业学院煤矿开采技术课程设计 11 . 带区煤层特征 本带区所采煤层为 二 2 煤层，煤层特征如表 31 所示。 表 如表 煤名层称 煤厚 (m) 倾角 (度 ) 结 构 稳定 性 容重（ t/ 3m ） 硬 度 牌 号 二 2 2． 5 6— 8 简单 稳定 ～ 无烟煤 二 2煤层为高变质阶段的年青无烟煤。 煤层低灰分，特低硫、磷，高发热量；理论分选比重 时，可选性为易选至极易选；化学活性好；抗碎强度及热稳定性中等，可作动力及民用煤，亦可用于气化。 . 地质构造 三 带区内地质构造简单，煤层起伏不明显，没有断层，煤层倾角约为 6176。 煤层赋存条件相当好。 . 顶底板 特性 二 2煤层顶板以砂岩为主，完整性和稳定性较好，顶板较易管理，底板一般不会发生“底鼓”。 . 水文地质 本井田水文地质类型为中等 ~简单，其主要依据是： （ 1）直接充水含水层，二 2 煤层顶板砂岩含水性弱，单位涌水量一般小于 m，为简单类型。 （ 2）上覆新生界含水层与基岩界面之间有厚度大于 30m 的粘土层阻隔，正常地段对煤系地层无充水作用； （ 3）下覆太原组灰岩含水层与二 2 煤层之间有砂岩和泥岩组成的隔水层，厚度在 50m 以上，正常地段二 2煤层的开采不存在底板突水的威胁； （ 4）井田内断层富水性及导水性弱 q m； （ 5）主采煤层顶底板岩层稳定； （ 6）矿床远离地表水体。 井田南部和西部均以断层构成阻水边界，东部煤层露头与粘土隔水层相接，采用“集水廊道”法计算，矿井预计正常涌水量 275 m3/h 内蒙古工业大学矿业学院煤矿开采技术课程设计 12 . 地表情况 一带区对应的地表无村庄、无河流、无湖泊、无铁路，开采不受地表的限制。 2. 带 区巷道布置 设计的带区（三 带区）位于井田南翼，大巷的西侧。 . 带区的生产能力 (一 )带区生产能力 煤炭工业矿井设计规范对工作面采出率的规定是：厚煤层不低与 ，中厚煤层不低与 ，薄煤层 不低与。 因此，本设计工作面的采出率为。 (1)一个炮采工作面一昼夜生产能力 CBMLNA r   (51) 式中： N—— 昼夜落煤次数，次； L—— 面长， m； M—— 采高， m； B—— 落煤一次的进度， m； γ —— 煤的质量密度， t/m3。 C—— 工作面采出率。 则，炮采工作面年生产能力： A=2 250 = 2660 t (2)带区生产能力  ni iB AkkA 1 021 (52) 式中： n—— 同时生产的采煤工作面数； k1—— 带区掘进出煤系数，取为 左右； k2—— 工作面之间出煤影响系数， n=2 时取 ， n=3时取 ； 本矿井设计为两个带区工作面同时生产，所以带区生产能力为： A= 2660 365= 90Mt 内蒙古工业大学矿业学院煤矿开采技术课程设计 13 通过计算，带区的生产能力达到矿井的设计生产能力。 带区生产能力定 90 万 t/a。 . 带区工业储量 本次储量计算是在精查地质报告提供的 1:10000 煤层底板等高线图上计算的，储量计算可靠。 煤炭工业储量是由煤层面积、容重及厚度相乘的结果，其公式一般为： Zg=[HL(m 1+m2)]/cos6176。 γ 式中： Zg 工业储量， t； H 带区倾斜长度， 1200m； L 带区走向长度 5500m； γ 煤的容重 ； m2 2煤层煤的厚度，为 米； Zg=[1200 5500 )]/cos6176。 =462 万 t/a (2) 设计带区可采储量 ZK= (Zgp)C 式中： ZK 设计带区可采储量 , t； Zg 带区工业储量， t； p 永久煤柱损失量， t； C 采区采出率，本设计条件下取 80%。 P=302 1200 1. 4+152( 5500－ 302) = 万 （ P包括上下两端永久煤柱损失量和左右两边永久煤柱损失量 ,万 t） 内蒙古工业大学矿业学院煤矿开采技术课程设计 14 ZK=( ZgP) C =（ ） 80%= 万 t . 计算 带区的服务年限； T= ZK/(AK) 100% ( 公式 13) 式中： T 带区服务 a限， a。 A 带区生产能力， 90 万 t； ZK 设计可采储量； K储量备用系数，取。 T= ZK/(AK)= 万 t/（ 90 万 t ） = . 验算采区采出率。 对于 M2 煤层 : C1=(ZgP1)/Zg1 „„( 公式 14) 式中： C 带区采出率， % ； Zg M2 煤层的工业储量，万 t ； P M2 煤层的永久煤柱损失，万 t ； C1=(ZgP)/Zg=(462－ )/462=% 75% 满足要求 . 带区内的再划分 带区划分为 12 个分带，每个分带里布置两个采煤工作面，分带中巷道沿倾斜布置，采煤工作面呈近水平状态，沿倾斜推进 . . 确定采煤工作面长度； 该煤层组左右两边界各留 15m 的边界煤柱，上部留 30m 防水煤柱，下部留30m护巷煤 柱，从而其煤层倾向长度共有： 202060=1940m，走向长度为650030=6470m。 又各煤层埋藏平稳 ,地质构造简单，无断层 ,煤层附存条件较好，瓦斯涌出量较低 ,涌水量也小 ,自然发火倾向较弱 ,且现代采矿工作面长度有加长趋势，故采煤工艺选取较先进的综合机械化采煤方法。 一般而言，考虑到设备选型及技术方面的因素 ,综采工作面长度为 180～ 250m，巷道宽度为 4m～ 5m,本带区开掘巷道宽度为 5m，且带区生产能力为 240 万 t/a，一个厚煤层或中厚煤层的一个工作面便可以满足生产要求，将带区划分为两个大的分带 , 两大 分带间留取内蒙古工业大学矿业学院煤矿开采技术课程设计 15 30m较大煤柱，再分别划分为 6个小分带 ,最后将整个带区划分为 12 个分带，采用沿空掘巷方式 ,巷道间留取 5m较小煤墙。 故工作面长度为： L=（ 55001523012 66 28） /12=433m . 确定采区内的区殴数目或带区内的工作面数目； 回采工作面沿走向布置，沿倾向推进，采用下行后退式倾斜长壁采煤法开采。 工作面数目： N=(LS0)/(l+l0) （公式 14） 式中： L 煤层走向长度 (m)； S0 带区边 界煤柱宽度 (m)； l 工作面长度 (m)； l0 回采巷道宽度，因采用综采采煤法，故 l0 取 5m。 则 : N=(55002 153012 5)/(250+5+5) =20 . 确定工作面生产能力； Qr = A/(T ) „„ (公式 15) 式中： A带区生产能力， 90 万 t/a ； Qr 工作面生产能力，万 t ； T每 a 正常工作日， 330 天。 故： Qr = A/T =90/(330 ) = . 确定 带区内同采工作面数目及工作面接替顺序。 生产能力为 90 万 t/a,且工作面生产能力为。 目前开采准备系统的发展方向是高产高效生产集中化，采用提高工作面单产，以一个工作面产量保证内蒙古工业大学矿业学院煤矿开采技术课程设计 16 带区产量，所以定为带区内一个工作面生产。 各煤层采用跳采方式开采 ,12 个分带工作面接替顺序如下 : K2 工作面接替顺序图 序号 2101 2102 2103 2104 2105 2106 2107 2108 2109 2110 次序 1 3 5 7 9 2 4 6 8 10 K2煤层工作面接替顺序：2101→2106→2102→2107→2103→2108→2104→2109→2105→2110 （说明：以上箭头方向表示工作面推进先后。 ） . 确定带 区内准备巷道布置及生产系统 . 根据所选题目条件，完善采（带）区所需的开拓巷道。 为了缩短带区准备时间并提高经济效益，根据所给地质条件，在第一开采水平中，把为该带区服务的运输大巷和回风大巷均布置在煤层底板下方 25m的稳定岩层中。 . 确定采（带）区巷道布置系统时至少就上山数目、位置、或带区布置方式提出两个布置方 案，并进行技术分析与经济比较。 首先确定回采巷道布置方式，由于地质构造简单，无断层 ,煤层赋存条件好，涌水量较小，瓦斯涌出量较小，无自然发火倾向 ,直接顶较厚且易跨落。 同时为减少煤柱损失，提高采出率，降低巷道维护费用，采用沿空掘巷的方式。 因此采用工作面布置图所示工作面接替顺序，就能弥补沿空掘巷时工作面接替复杂的缺点。 . 带区布置方案分析比较 确定带区巷道布置系统， 带区 M2 层煤，一层 布置 12 个工作面，根据相关情况初步制定以下两个方案进行比较： 方案一：分带单独布置 每一个分带分别开斜巷进入上部煤层，每一个分带都 布置一个煤仓直通运输大巷。 内蒙古工业大学矿业学院煤矿开采技术课程设计 17 通风系统为：新风从运输大巷→进风行人斜巷→煤层运输平巷→分带运输斜巷→采煤工作面→分带运料斜巷→回风运料斜巷→回风大巷。 该方案的特点是，每个分带都布置了煤仓，所以管理较复杂，煤仓和联络斜巷工程量大，但有利于通风和工作面的接替。 方案二：带区联合布置 将带区分成两个大分带，每一大分带由 6个小分带组成。 运输大巷通过进风行人斜巷进入上部煤层，在上部煤层布置两条煤层集中平巷，一条煤层运输集中平巷，一条煤层回风集中平巷。 整个带区布置一个煤仓直通运输大巷。 通风系统为：新风从运输大巷 →进风行人斜巷→煤层运输集中平巷→分带运输斜巷→采煤工作面→分带回风斜巷→煤层回风集中平巷→回风石门→回风运料斜巷→回风大巷。 该方案简化了运输系统，仅布置了一个煤仓和一。