安苑煤业有限公司9煤0901采区初步设计毕业论文

安苑煤业有限公司9煤0901采区初步设计毕业论文内容摘要：

断层的分支断层，位于井田西 南部，走向北西向，倾向北东，倾角75176。 井田内延伸长度 500m，落差 20m。 F3正断层：贯穿井田南东部，向东和向南延伸至区外。 断层北东段走向近东西向，南西段走向转为近南北向，北东段倾向南，南西段倾向东，倾角 65176。 井田内延伸长度 1300m，落差 40m。 F4正断层：位于井田东南部， F3断层之东南，走向北东，倾向南东，倾角 75176。 井田内延伸长度 600m，落差 15m。 F5正断层：位于井田中部，走向北西，倾向南西，倾角 75176。 井田内延伸长度 600m，落差 10m。 F6正断层：位于井田北部，走向北东，倾向南东， 倾角 75176。 井田内延伸长度 280m，落差 5m。 二、水文地质特征： 井田中部 2号煤层有一背篓井，属老窑，其内会有一定积水。 在局部裂隙带的部位，一般顶板破碎，且有裂隙水涌出或渗出。 矿区内断裂构造发育，正常矿坑涌水量 24m3/d，最大矿坑涌水量 72m3/d。 三、煤层、煤质及其顶底板岩性： （一）煤层顶、底板岩性特征 5号煤层以直接顶为主，老顶次之，局部出现伪顶。 伪顶岩性为炭质泥岩、粘土质泥岩，在开采过程中会随着煤层冒落；直接顶板为细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩，厚度 ，稳定性一般，顶板易于放落。 老顶岩性 为中粗砂岩、细砂岩，厚度 － ，平均，岩石致密坚硬，稳定性好，不易冒落。 底板岩性多为粉砂岩、砂质泥岩，个别地段有炭质泥岩，厚度为 － ，平均 ，底板稳定性一般。 5 号煤底板未发现底鼓现象。 （二）煤质 5号煤：弱玻璃 — 玻璃光泽，参差 — 阶梯状断口，夹有透镜状裂隙内充填有方解石脉的镜煤条带，上部呈线理状分布的亮煤、镜煤较多，可见透镜状丝炭；中部亮煤、镜煤、暗煤呈线理状交互分布，亮煤组分较多；下部亮煤与暗煤呈线理状分布，暗煤条带所占比列较大，含黄铁矿、菱铁矿结核与星 散状黄铁矿。 煤的化学组成和工艺性能 2020 年 4 月 24 日山西省煤炭工业局综合测试中心对 安苑 煤业有限公司石炭系 5 号煤进行煤质测试的资料，其分析结果现叙述如下： 山西煤炭 职业技术学院 毕业设计说明书 6 5号煤层 水 分（ Mad）：原煤 %； 浮煤 %。 灰 分（ Ad）：原煤 %； 浮煤 %。 挥发分（ Vdaf）：原煤 %； 浮煤 %。 全硫（ ）：原煤 %； 浮煤 %。 发热量（ ）：原煤 ； 浮煤。 粘结指数 ()： 浮煤 13。 据《中国煤炭分类国家标准（ GB5751— 86）》， 5号煤为长焰煤（ CY），代码 42。 可采煤层煤质特征见表 213。 可采煤层煤质检验报告见附件。 表 213 煤质特征表 项 目 煤 层 工业分析 Mad % Ad % Vdaf % % Pd % MJ/kg Y （ mm） 5 号 原煤 38 0 浮煤 48 13 煤的种类及用途 井田内批采的 5号煤层煤类的确定依据《煤炭质量分级》（ GB/T15224— 2020）， 5 号煤为中灰，中硫，中热值长焰煤。 可作为动力用煤、民用煤。 四、瓦斯、煤层及自然发火情况： 瓦斯 根据 2020 年山西省煤炭工业局晋煤安发 [2020]38 号文件“关于忻州市所属煤矿 204对矿井 2020 年瓦斯等级和二氧化碳涌出量的批复”，原神池县九牛沟煤矿 2020 年度矿井瓦斯和二氧化碳等级鉴定结果， 5 号煤瓦斯相对涌出量为 ，绝对涌出量为，二氧化碳相对涌出量为 ，绝对涌出量 ，属低瓦斯矿井。 后村煤矿 2020 年度瓦斯相对涌出量 ，绝对涌出量 ，二氧化碳相对涌出量 ，绝对涌出量 ，属低瓦斯矿井。 煤尘 2020 年 4 月 17 日山西省煤炭工业局综合测试中心对山西忻州华基煤业有限公司 5号煤层进行采样测试。 试验结果各煤层煤尘均有爆炸危险性。 在煤层开采时，要经常洒水，定期清理井巷壁上的浮尘，防止煤尘爆炸事故的发生。 煤尘爆炸性试验成果见附表 214。 山西煤炭 职业技术学院 毕业设计说明书 7 表 214 煤尘爆炸性测试 项 目 煤层号 煤 尘 爆 炸 测试时间 火焰长度 mm 加岩粉量 % 有无爆炸性 5 190 55 有 2020417 煤的自燃 2020 年 4 月 17 日 山西省煤炭工业局综合测试中心对山西灵石安苑 煤业有限公司 5号煤层进行采样测试。 5 号煤层自燃发火等级为Ⅱ级，属自燃。 表 215 煤的自燃倾向性 项 目 煤层号 吸氧量（ ml/g） 自燃等级 倾向性质 测试 时间 5 Ⅱ 自燃 2020417 据调查，煤的自燃随气候变化而变化， 5号煤层自燃发火期为 4～ 5个月。 整合前九牛沟煤矿、后村煤矿 5号煤层采空区多处发生自燃，现火区均已封闭。 在接近原采空区时，应及时采取有效措施；同时要及时密闭废弃巷道。 第二节 采区储量、生产能力及服务年限 一、采区范围： 采区范围为 :东西分别为 5煤层 +1370m 水平以上至 井田边界保安煤柱 ，南北分别为F3断层至 下 山保安煤柱，南北走向长 ，东西倾斜 ，采区面积 239200 万平方米。 二、采区储量： 地质储量： W1=L179。 Q179。 h179。 γ =300179。 275179。 179。 = 吨 煤量损失按盘区地质储量的 5%计算： P=179。 5%= 吨 可采储量：厚煤层的采出率为 ， ZK=（ ） 179。 = 吨 三、采区年设计生产能力： 后期 首采 的 5煤层为倾斜 特 厚煤层， 工作面回采率：综采 97%。 山西煤炭 职业技术学院 毕业设计说明书 8 回采工作面生产能力按下式计算： A 工 =L179。 l179。 m1179。 r179。 C1 =707179。 100179。 179。 179。 =（ kt/a） 式中： A 工 — 回采工作面年产量， t／ a； L— 回采工作面年推进速度， m； l— 回采工作面长度， m； m1— 回采工作面采煤高度， r— 煤的容重， t／ m3； C1— 回采面采煤回采率取 ； 加 10%的掘进煤，为 A 掘 =（ kt/a）， 则：采区 生产能力为 A 矿 = A 工 + A 掘 =+=（ kt/a） 四、采区回采率： 采区回采率 = 179。 100% =()179。 100% =80% 五、采区服务年限： 工作面服务年限＝采区可采储量 /采区年生产能力 ＝ （年） 第三章 采区巷道布置 第一节 采区上山布置方案 一、巷道布置方案比较： (一 )考虑到该采区走向较长，储量丰富，为使采区的生产准备灵活多变，并兼顾采区的通风、瓦斯问题处理，以及防止煤层自燃发火，因而在采区的巷道布置上必须具备生产系统灵活可靠，对开采设备适应，在技术上可行，经济上合理的条件，为此我们在采区的巷道布置上考虑了两种方案： 山西煤炭 职业技术学院 毕业设计说明书 9 方案一、采区巷道沿采区倾向方向布置，工作面采用走向开采； a －后退式125634b －前进式1 25634 方案二、采区巷道沿采区走向方向布置，工作面开采方式为倾斜长壁式； （二）方案一、采区巷道沿采区倾向布置，工作面采用走向开采，准备巷垂直于大巷布置，该方案的优缺点如下： 优点： 采区下料系统沿煤层掘进，节省大量岩巷，采区采出煤量较多。 有利于采区和工作面的衔接，有利于采空区侧巷道的施工和维护。 采区准备巷位置合理，系统灵活可靠。 与方案二相比，减少了保护煤柱损失的布设，减少了煤的损失。 缺点： 工作面推进长度较小，不利于工作面的高产高效。 方案二、采区巷道沿采区走向方向布置，工作面开采方式为倾斜长壁式。 该方案 山西煤炭 职业技术学院 毕业设计说明书 10 的优缺点如下： 优点： 工作面走向长度较长，适应高产高效的要求。 缺点： 工作面布置受涌水的影响较大，造成工作面积水。 巷道掘进量增加，采区运输距离较长。 增设采区边界煤柱，造成煤炭损失。 不利于采区和工作面的衔接，不利于采空区侧巷道的施工和维护。 （三）方案确定： 通过比较，以上两种方案，各有利弊，但总体上讲，虽然方案一的工作面比较短 ，但考虑到方案一具有巷道布置简单，工作面不受涌水的影响，布设的边界煤柱少，煤炭损失量少，有利于采区和工作面的衔接，有利于采空区侧巷道的施工和维护，经研究后，我们确定方案一为该采区的布置方案。 二、采区准备巷布置： 后期开采的 5 号煤层采用下山的开拓布置方式，单翼式开采。 在 5 号煤层主、副斜井井底，平行布置胶带、轨道二条下山，二条上山均倾斜布置，倾角 220。 胶带上山沿 5号煤层顶板布置，轨道上山沿 5 号煤层底板布置。 轨道下山与下部 5号煤层 +1370 水平轨道大巷相连，形成 5号煤层 514 下山采区的辅助运输系统；胶带下山直 接和 5号煤层井底煤仓相连，形成 5 号煤层 514 下山采区的煤炭运输系统； 5号煤层回风通过 5回风大巷和5号煤层总回风大巷相连，形成 5号煤层 511 下山采区的回风系统。 5号煤层轨道顺槽沿煤层底板布置，运输顺槽沿煤层底板布置。 轨道顺槽直接与轨道下山相连；运输顺槽直接与胶带下山相连，并通过联络巷与轨道下山相接，从而构成采区运输、通风、排水等系统。 三、巷道断面参数： 表 531 巷道断面和支护形式 巷道名称 断面形状 净断面 (m2) 掘进断面 (m2) 支护形式 支护厚度 mm 轨道上山 矩形 挂网锚喷 胶带上山 矩形 挂网锚喷 回风上山 矩形 挂网锚喷 胶带顺槽 矩形 6 6 锚网 轨道顺槽 矩形 6 6 锚网 山西煤炭 职业技术学院 毕业设计说明书 11 回采开切眼 矩形 锚杆 第二节 采区主要生产系统 一、采区生产系统： 煤流系统 工作面（可弯曲刮板输送机） → 运输顺槽（胶带输送机）→胶带上山（胶带输送机）→ 5 号煤层井底煤仓→主斜井（胶带输送机）→ 地面。 辅助运输系统 副斜井（矿车）→ 5号煤层 +1370m 水平材料车场及大 巷（矿车178。 调度绞车）→轨道上山（矿车178。 矿用提升绞车）→轨道顺槽（矿车178。 调度绞车）→回采工作面。 通风系统 地面新鲜风流（主斜井、副斜井）→井底车场→胶带上山→胶带顺槽 →回采工作面 → 轨道顺槽 →轨道上山→ 5号煤层 +1370m水平轨道大巷→ 5号煤层总回风大巷→ 回风斜井→ 地面。 排水系统 工作面→ 5号煤层轨道（胶带）上山→ 5号煤层 +1370m 水平轨道大巷（水沟））→ 5号煤层井底水仓及泵房→副斜井（管道） → 地面矿井水处理站水池。 第三节 采区开采顺序 一、 煤层开采顺序关系 ： 矿井后期开采的 5 号煤层 首采区为 514 采区， 为下山单翼开采 采区 ，首采工作面连续推进至下山保安煤柱后，停采，搬家至下一区段工作面连续推回上山保安煤柱。 后期开采的 5 号煤层 设二个开采水平，开采水平标高为 +1370 m、 +1340 m，煤层按开采水平分层，自上至下分别为 +1370 和 +1340 水平， 2水平 层间距 平均 30m，煤层 采用 分层布置的 开拓 方式 ， 大剥皮式开采。 二、有关支护技术参数： 工作面 回采方向 采用后退式回采 ，工作面上下平巷的超前支护。 支护要求： 上、下平巷超前支护采用 DZ25 型单体支柱配π型顶梁支护的方式，两巷超前 支护分别距工作面支架尾梁不少于 20m。 超前支护以外的巷道出现变形时应及时进行支护。 支护材料及支护密度： 上、下平巷超前支护采用 DZ25 系列单体支柱配π型顶梁联合支护；其中上平巷自上出山西煤炭 职业技术学院 毕业设计说明书 12 口以外 20m 为一梁三柱，下平巷自下出口至转载机为一梁三柱。 DZ25 系列单体液压支柱参数： 初撑力： 50kN，最大工作阻力： 245kN，支撑高度： ～ 支护质量控制标准： ①支柱走向一条线，偏差不超过177。 100mm。 ②支柱应支到实底，并做到迎山有力 (迎山角度为 20左右 )；单体液压支柱初撑力不小于 50kN。 ⑧顶粱与顶板钢带或铁物之间要用木板枇垫实，并保持平直。 ④所有单体液压支柱手把方向一致，朝向平巷以外。 ⑤两巷的人行道高度不得低于 ，行人道宽度不得小于 ，单体支柱活柱行程不得小于 200mm。 在两巷超前支护之间 (支设π钢梁柱档中 )各支设两棵关门点柱，支柱戴帽，初撑力不低于 50kN。 ⑥两巷单体支柱均穿铁鞋 (直径 320mm 或工字钢鞋 )支护。 第四章 采煤工艺及劳动组织 第一节 采煤工艺 一、采煤方法： 矿井无瓦斯突出现象，属低瓦斯矿井，煤尘有爆炸性危险，煤层属自燃煤层。 根据矿井地质报告和本矿开 采所揭露煤层的情况来看，煤层赋存平稳，倾角一般为3186。 ～ 22186。 ，属水平 倾斜煤层，煤层结构简单、煤层稳定可采。 （一）采煤方法的选择原则 选择采煤方法及工艺主要考虑了以下原则： 与煤层赋存条件相适应，有利于提高工作面单产和矿井的稳产、增产，实现矿井生产的高度集中化，以达到矿井高产高效的目的。 简化采煤工艺，减少运输环节，降低巷道掘进率。 保证矿井安全生产，有效地防止煤层自然发火和其它灾害，为工人创造舒适的井下工作环境。 山西煤炭 职业技术学院 毕业设计说明书 13 提高资源回收率，减少资源损失。 和地方煤矿生产、技术管理水平相适应。 （二）采煤方法及工艺的选择 采煤方法选择 由于本矿井煤层埋藏浅、厚度大，地面没有村庄分布，井下开采条件简单，因此 设计采用长壁式采煤方法。 采煤工艺 根据上述原则及初期 5煤层 514 采区开采技术条件，参照国内外中厚煤层的开采和邻近矿区的安全高效生产经验，设计根据煤层赋存情况，提出如下三种采煤方法： 方案 I: 综采放顶煤采煤工艺 方案Ⅱ：炮采放顶煤采煤工艺 方案Ⅲ：中厚煤层分层综采采煤工艺 上述三个方案的分析比较如下： 方案 I：综采放顶煤采煤工艺 综采放顶煤采煤工艺即采用滚筒式采煤机、组合顶梁液压支架、 刮板输送机（ 2 部）及其他附属设备等配套进行的综合机械化生产，实现采煤工艺过程的全部机械化。 组合顶梁液压支架放顶煤是近年来发展起来的综合机械化放顶煤采煤方法的方式之一。 自 2020 年山西省煤炭工业实行采煤方法改革以来，在山西省乡镇煤矿得到了广范应用。 实践证明，组合顶梁液压支架放顶煤开采是一种投资比较少，见效快，布置灵活，安全性较高，适合用于地方煤矿的一种比较先进的采煤方法。 目前，在陕西、甘肃、辽宁、四川、新疆等省区的工作面开采中，取得了比较好的经济效益。 组合顶梁液压支架放顶煤采煤方法已发展成为厚及特厚煤层开采 的一个重要分支。 综 采放顶煤采煤工艺有如下特点： 1）推进速度较快，煤炭产量较高； 2）机械落煤，工人劳动强度较低； 3）切割煤层中含有的硫化铁结核时容易产生火花，影响安全生产。