煤炭开采技术_毕业设计

煤炭开采技术_毕业设计内容摘要：

统太原群，二迭系下统山西组，下石盒子组，二迭系上统上石盒子组，煤系地层厚920米。 主要含煤地层为太原群和山西组。 太原群为一煤组含煤3—12层，其中部分可采者2层，（一、一），%。 山西组为二煤组，含煤1～3层，其中二1煤为本采区主要可采煤层，～，%。 煤层直接顶为砂质泥岩， m,深灰色，局部黑灰色，致密性脆，含苛达轮木芦木化石和少许黄铁矿星，具碳质薄膜。 老顶为砂岩。 直接底为砂质泥岩，上部黑灰色致密，富集植物根部化石和黄铁矿薄膜，下部浅灰色致密，性脆，具参差状断口，含白云母星，裂隙面充填黄铁矿薄膜。 老底为砂岩，深灰色，石英长石为主，次为白云母片和暗红色矿物，钙质胶结，波状层理发育，少许方解石脉，层面为黑色，可见白云母片、瓦斯、煤尘、水、火煤的物理性质（1）二1煤层：黑色，金钢光泽，条痕黑色徽带浅灰色，均一状和条带状结构，硬度小，松散易碎，块煤较小。 （2）一煤层：黑色，金钢光泽，含黄铁矿结核，具硫臭，粉煤较多。 一煤与一煤相似。 宏观煤岩特征（1）二1煤层：上部和下部多为半亮煤型，中部以半亮型煤为主，但夹有暗淡型和半暗型煤。 （2）一煤层：为暗淡煤型工艺性能（1）发热量二1煤层煤芯煤样的两极值为：～，～，1989～～，二1煤层属于中高～高热值煤。 （2）粘结性与结焦性据盆场～许家沟勘探区地质报告及最近几年的煤质分析资料，二1煤的挥发分Vdaf为：～%，胶质层Y值均为O，曲线为平滑下降型，粘结性指数为＞5～20，说明本矿二1煤的粘结性及结焦性均差。 二1煤的筛选性能据1989年矿井地质报告，1961961965年，八矿东西井混合试样，筛分结果为：＞%，0～%1981981987年，三年的筛分结果为：%，100～%，50～%。 在提交冷泉精查补勘报告时，于1980年9月在本矿二水平11071第二横川采了生产大样，进行了筛选试验和浮沉试验。 、。 浮沉试验的结果表明，～，%+%+%=%，属于很难选煤。 ～，%+%=%，属于中等可选煤。 浮沉试验结果见浮沉综合表。 煤的工业用途综上所述，本矿二1煤层为中灰特低硫特低磷贫瘦煤，中高—高热值发热量，其工业用途为优质动力用煤。 瓦斯相对涌出量概况八矿从1961年到2002年，日。 一水平从1961年到1988年，日；二水平从1989年到2002年，日，属于高沼气矿井。 煤与瓦斯突出概况：八矿自1997年至2002年，共发生煤与瓦斯突出八次，突煤量最多为92吨（1997年11月3日），突瓦斯量最多为140万m3(1977年2月4日)， 2002年鉴定为煤与瓦斯突出矿井。 瓦斯涌出基本规律：总的来讲，八矿瓦斯涌出的基本规律是北翼大，南翼小，深部大，浅部小。 但不同的时间，相对瓦斯涌出量并不均衡，它是随着开采水平的延深，相对瓦斯涌出量量现出逐渐增大的趋势。 在这之间，也有个别年份偏高、偏低的情况，也有标高高的工作面比标高低的工作面瓦斯涌出量大的情况，例如：12061煤柱工作面标高35m，日，而12101工作面标高85m，日；12121工作面标高135m，日，而12141工作面标高170m，日。 相对瓦斯涌出量的大小除与煤中瓦斯含量、工作面周围的地质构造因素有关之外，还与采煤方法、开采的顺序、产量、工作面回采率等因素有关。 表 历年瓦斯鉴定成果汇总 项 目时 间绝对瓦斯涌出量m3/分相对瓦斯涌出量m3/吨日瓦斯等级1984年低1985年高1986年高1987年低1988年低平均1989年高1990年缺缺1991年缺缺1992年高1993年高1994年低1995年高1996年低1997年1998年高1999年高2000年高2001年高2002年（煤瓦斯突出）平均全矿平均本矿在1962～1964年取煤尘样5个，1980年取煤坐样3个，1982～1987年取煤坐样6个，其结果见二1煤煤尘爆炸试验成果表，表731。 由表可知，本矿煤尘爆炸试验，火苗长度5～40mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉量20～65%，煤尘爆炸指数均大于10%，煤尘具有传导性爆炸危险，在生产过程中必须采取有效的防尘措施。 据矿务局安监局1978～1979年矿井瓦斯等级鉴定报告，八矿二1煤的自燃发火期3～6个月，从1989～2000年，作过7次测定，自燃发火期6～12个月。 3采区储量、生产能力及服务年限 =LBMγ=——采区储量，万吨；L——走向长度，2400m；B——煤层走向长度，1150m；M——煤层厚度，m； mγ——煤层容重，／m3； A。 =LlBMγ=A。 ——采煤工作面年生产能力,万t/aL——工作面年推进度，1041m/a；l——工作面长度，116m；B——煤层厚度，M——煤的视重，m； t/m3γ——工作面采出率，95%；A=nA。 BK1=90 A——采区生产能力 万t/a n——采区内同时生产的工作面个数 A。 ——每个采煤工作面的生产能力,t/a B——掘进出煤率 ~1,1 K1——采煤工作面产量不均匀系数, n=/A=23 n——采区服务年限，a——采区储量，万t/a A——采区生产能力, 万t4采区方案设计 采区煤层特征及地质条件概况：含煤地层为石炭二叠系，山西组二1煤层为主采煤层。 走向NE转向NW，倾向SE转向NE，倾角22176。 ～30176。 ，平均26176。 ，～9m， 煤厚基本均匀稳定，煤层结构简单，无夹石层。 煤质情况：煤质为黑色致密块状，金刚光泽，条带状结构，煤质为贫瘦煤，为低硫，中灰分，发热量高的良好工业用煤， 179。 顶底板情况： （1）煤层顶板：直接顶为砂质泥岩，黑色，致密，含菱铁质结核及植物根部化石。 老顶为砂岩，灰褐色，中细粒，钙质胶结。 （2）煤层底板：煤层直接底板为砂质泥岩，黑色，致密，含白云母星，富集植物根部化石。 老底为砂岩，上部灰色，细粒，以石英长石为主，含黑色粒状矿物，含少许白云母片，铝质胶结。 下部浅灰色发褐，细粒，以石英长石为主，含黑色粒状矿物及植物化石碎片，含大白云母片，裂隙充填黄铁矿，钙质胶结。 煤层瓦斯含量，瓦斯涌出量（绝对和相对）并分析对生产的影响、自然发火期、煤尘爆炸指数等情况，并分析对工作面生产可能造成的影响。 工作面瓦斯含量高，涌出量大，绝对瓦斯涌出量16m3/min，相对涌出量11m3/td，按突出危险区管理。 回采时影响产量的提高，因此应采取措施，防止瓦斯大量涌出，加强瓦斯管理，以防事故发生。 煤尘有爆炸危险，%。 煤尘有自燃发火可能，自燃发火期为142天，回采时应严格按照措施进行灭尘，并做好洒水注浆工作，以防煤尘爆炸及煤炭自燃事故发火。 确定采煤工艺方式根据采区地质条件及煤层特征，可选择分层综采放顶煤工艺、一次采全高工艺和分层综采工艺，各有优缺点，下面进行比较：综采放顶煤工艺的特点优点：（1）单产高，工作面具有多个出煤点，而且在工作面内可实行分段平行作业，易实现高产；（2）效率高，由于放顶煤工作面的一次采出厚度大，生产集中，放煤工艺劳动量小，以及出煤点多等原因，其生产效率和经济效益大幅提高；（3）成本低，放顶煤采煤法比分层开采减少了分层数目和铺网工序，由此节省了铺网费用，此外，其它材料、电力消耗、工资费等也都相应减少；（4）巷道掘进量小，掘进率和巷道维护费用减少，便于采掘接替；（5）减少了搬家倒面次数，节省了采煤工作面的安装和搬迁费用；（6）对煤层厚度变化及地质构造的适应性强。 缺点：（1）煤损多，工作面采出率低（比分层开采低10%左右）；（2）煤层易自燃发火；（3）工作面煤尘大；（4）瓦斯积聚隐患大。 适用条件：一次采出的煤层厚度在5～12m之间；煤的硬度系数一般应小于3；煤层倾角不宜过大；，其硬度系数也应小于3；煤层直接顶具有随顶煤下落的特性，～，基本顶悬露面积不宜过大；地质构造复杂、破坏严重，断层较多和使用分层长壁综采较困难的地段，采用放顶煤能取得较好的效益。 分层综采工艺的特点优点：分层综采工艺技术成熟，设备类型齐全性能完好，操作方便，管理简单，可选出适应各种条件的采煤设备；液压支架及配套的采煤机设备小、轻便；回采工作面搬家方便，回采工作面煤壁增压小，煤壁稳定，生产环节良好；工作面采出率高，可达到9397%以上。 缺点：巷道掘进较多，万吨掘进率低；工作面单产低，单产提高困难；开采投入高，分层开采人工铺网劳动强度大，费用大；加剧接替紧张的矛盾，需要等到再生顶板稳定后才可采下分层。 适应条件：一次采出的煤层厚度在5～12m之间；煤的硬度系数一般应小于3；煤层倾角不宜过大；，其硬度系数也应小于3；煤层直接顶具有随顶煤下落的特性，～，基本顶悬露面积不宜过大；地质构造复杂、破坏严重，断层较多和使用分层长壁综采较困难的地段，采用放顶煤能取得较好的效益。 最终，根据已知条件选择综采放顶煤工艺作为采煤方法。 确定采区巷道布置及生产系统的原则通过技术、经济分析确定： 合理集中生产，使采准巷道系统有合理的生产能力和增产潜力。 巷道系统简化，减少巷道掘进及维护工程量。 生产系统完善，功能齐全，为机械化和自动化创造条件。 煤损少。 安全好。 确定采区巷道布置1本矿煤层较厚，煤层松软，为了有利于上山维护，将上山布置在岩层中，大概离煤层20多米。 根据《煤矿安全规程》规定：高瓦斯、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置至少一条专用回风巷；低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置一条专用回风巷。 根据八矿隶属于高瓦斯矿井，每个采区将采用3条上三，其中一条用来专门回风。 每条上山间距20米左右。 新增设的回风上山不仅要为本采区服务，而且下山采区的回风也要经过本上山，所以将此回风上山布置在岩层中。 运输上山考虑到可采用特殊皮带运输，上山倾角控制在25176。 及以下。 八矿煤层平均倾角26176。 ，倾角大，并且属于高瓦斯矿井，所以考虑到生产和安全，将采用全部上山开采。 开采顺序，由一个工作面生产保证单一煤层双翼采区的产量时，工作面可在同一区段内左右两翼跳才，区段间可以依次接替，如图区段间开采顺序。 12345678采区内各工作面采用一进一回U型通风系统，即：工作面一侧（进风侧）布置一条进风巷，另一侧（回风侧）布置一条巷道，为回风巷。 区段平巷每隔100m左右设置联络巷，保证掘进通风顺畅，减少局扇的工作阻力。 轨道上山上部设置绞车房，用于提升物料，运送矸石。 采区生产系统运输系统：煤由刮板输送机—→转载机、破碎机—→区段运输平巷胶带输送机—→采区运输上山—→采区煤仓—→运输大巷胶带输送机—→井底车场煤仓—→ 主井箕斗—→地面辅助运输系统：地面—→ 副井—→400m井底车场—→ 轨道运输大巷—→采区下部车场—→ 轨道运输上山—→ 采区上部车场—→ 区段回风平巷—→工作面 通风系统：首采区2201作面进风线路：新风由副井—→井底车场—→轨道运输大巷—→采区下部车场—→采区轨道上山—→ 下区段回风平巷—→工作面 首采区2101作面回风线路：工作面—→区段回风平巷—→专用回风上山—→ 回风石门—→ —→ 边界回风井—→ 地面棑矸系统：掘进的矸石经一水平运输大巷通过矿车运输到井底车场，由副井提升到地面。 供电系统：矿井地面变电所—→ 副井—→ 井底车场中央变电所—→ 轨道运输大巷 —→ 采区变电站 —→ 移动变电站—→ 采（掘）煤（岩）工作面排水系统：由采煤工作面—→ 区段运输平巷—→ 采区上山—→ 采区下部车场—→ 开采水平运输大巷—→ 井底车场水仓—→ 水泵房—→ 副井—→ 地面供水系统:采掘工作面和运输机巷及运输机转载点所需要的防尘喷雾用水，由副井的供水管下井，然后送至各个用水地点。 采区内巷道掘进方法采区内巷道主要有三种：岩巷、煤巷和半煤岩巷。 掘进采区车场时，采用钻爆法施工，挂腰线掘进；掘进煤巷和半煤岩巷时，采用配套综掘设备进行落、装煤岩，通过桥式胶带转载机和可伸缩带式输送机运输煤岩。 区段运输平巷均采用掘进机双巷掘进。 工作面掘进分两组进行掘进：一组掘进轨道平巷、开切眼；一组掘进运输平巷。 巷道工程量巷 别轨道平巷运输平巷开切眼合 计煤 岩 别煤煤煤工程量（m）166本设计所选用的配套综掘设备主要为：AM―50型掘进机，QZP―160A转载机综掘设备技术特征（一）掘进机转载机型号AM―50型号QZP―160A生产能力（m3/h）100输送能力（t/h）160掘进断面积。