畢業(yè)論文-井田概況及地質(zhì)特征分析

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第1頁(yè)1井田概況及地質(zhì)特征 11.1井田概況 11.1.1交通位置 11.1.2地形河流 11.1.3氣象特征 11.1.4自然地震 12井田境界及儲(chǔ)量 2.1井田境界 2.1.1井田范圍 2.1.2開采上限 2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量 2.2.1勘探類型 3礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.1礦井工作制度 3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 3.2.3礦井服務(wù)年限 3.2.4井型校核 4井田開拓 4.1井田開拓的基本問(wèn)題 4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) 4.1.2開采水平的確定 4.1.3主要開拓巷道 4.1.4方案比較 4.2礦井基本巷道 4.2.2井底車場(chǎng) 324.2.3主要開拓巷道 5準(zhǔn)備方式——采區(qū)巷道布置 5.1煤層地質(zhì)特征 5.1.1采區(qū)位置及范圍 355.1.2采區(qū)煤層特征 5.1.3地質(zhì)構(gòu)造 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第2頁(yè)5.1.4頂?shù)装逄匦约八牡刭|(zhì) 5.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 5.2.1采區(qū)走向長(zhǎng)度的確定 365.2.2確定區(qū)段斜長(zhǎng)和區(qū)段數(shù)目 5.2.3煤柱尺寸的確定 5.2.4采區(qū)上山布置 5.2.5區(qū)段平巷的布置 395.2.6采區(qū)內(nèi)工作面的接替順序 395.2.7采區(qū)通風(fēng)、運(yùn)輸及其它系統(tǒng) 5.2.8采區(qū)內(nèi)各種巷道的掘進(jìn)方法 5.2.9采區(qū)生產(chǎn)能力 5.2.10采區(qū)采出率 5.3采區(qū)車場(chǎng)及主要硐室 5.3.1采區(qū)上部車場(chǎng)選型 425.3.2采區(qū)中部車場(chǎng)選型 5.3.3采區(qū)下部車場(chǎng)選型 435.3.4采區(qū)主要硐室 436采煤方法 6.1采煤工藝方式 6.1.1采區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件 456.1.2確定采煤工藝方式 6.1.3回采工作面參數(shù) 6.1.4回采工作面破煤、裝煤方式 6.1.5回采工作面支護(hù)方式 6.1.6端頭支護(hù)及超前支護(hù)方式 6.1.7各工藝過(guò)程注意事項(xiàng) 6.1.8循環(huán)圖表、勞動(dòng)組織、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 6.1.9綜合機(jī)械化采煤過(guò)程中應(yīng)注意事項(xiàng) 596.2回采巷道布置 6.2.1區(qū)段平巷的布置 7.1.1井下運(yùn)輸設(shè)計(jì)的原始條件和數(shù)據(jù) 7.2采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 7.2.2工作面運(yùn)煤設(shè)備的選型 7.2.3運(yùn)輸設(shè)備能力驗(yàn)算 667.2.4采區(qū)輔助運(yùn)輸設(shè)備的選型與設(shè)計(jì) 7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備的選擇 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第3頁(yè)8礦井提升 8.2主副井提升 8.2.1已知原始條件和數(shù)據(jù) 8.2.2主井提升設(shè)備(箕斗)的選型 708.2.3副井提升設(shè)備的選擇 9礦井通風(fēng)及安全 9.1礦井概況、開拓方式及開采方法 9.1.1礦井地質(zhì)概況 9.1.2開拓方式 9.1.3開采方法 9.1.4變電所、充電硐室、火藥庫(kù) 739.1.5工作制、人數(shù) 9.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 9.2.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 749.2.2礦井通風(fēng)方式的選擇 9.2.3礦井主扇工作方式選擇 9.2.4采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求 9.2.5工作面通風(fēng)方式的選擇 9.3礦井風(fēng)量計(jì)算 9.3.1工作面所需風(fēng)量的計(jì)算 789.3.2備用面需風(fēng)量的計(jì)算 9.3.3掘進(jìn)工作面需風(fēng)量 9.3.4硐室需風(fēng)量 9.3.5其它巷道所需風(fēng)量 829.3.6礦井總風(fēng)量 9.3.7風(fēng)量分配 9.4礦井阻力計(jì)算 9.4.1礦井最大阻力路線 9.4.2礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 889.4.3礦井總等積孔 9.5選擇礦井通風(fēng)設(shè)備 9.5.1礦井通風(fēng)設(shè)備選擇的要求 909.5.2主要通風(fēng)機(jī)的選擇 9.5.3對(duì)礦井主要通風(fēng)設(shè)備的要求 9.5.4對(duì)反風(fēng)、風(fēng)峒的要求 9.6礦井災(zāi)害防治措施 9.6.1瓦斯管理措施 96中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第4頁(yè) 9.6.3防火 參考文獻(xiàn) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第1頁(yè)1井田概況及地質(zhì)特征1.1.1交通位置歡城煤礦位于騰南煤田中部，地處微山縣歡城鎮(zhèn)境內(nèi)。歡城有公路直達(dá)京津線官橋站，微山至濟(jì)寧公路經(jīng)過(guò)歡城鎮(zhèn)。井田西距微山湖8km,并有公路與運(yùn)河相通。故水陸交通較便利見圖1-1交通位置示意圖。1.1.2地形河流井田內(nèi)地形為一自東向西南緩慢下降的濱湖沖積平原，地面標(biāo)高+39—+43m。由于南四湖幾乎承受魯西南地表主要水系的來(lái)水，歷史上多次泛濫成災(zāi)，如1957年遭遇百年特大洪水，導(dǎo)致郭河決堤和湖水泛濫，湖水水位由常年的+33m上漲到+37.01m。但本井田未受洪水淹沒(méi)。本區(qū)屬季風(fēng)型大陸氣候，歷年平均氣溫13.5°C,最高氣溫+40.9°C,最低氣溫-21.8°C。最大凍土深度0.28m,年平均降雨量804.3mm。全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，最大風(fēng)速可達(dá)20m/s。根據(jù)山東省地震局(77)魯震發(fā)第83號(hào)文“關(guān)于騰南礦區(qū)地震基本烈度鑒定意見”,本區(qū)地震烈度為七度。本礦井北部為棗莊礦務(wù)局田陳煤礦，設(shè)計(jì)能力為0.9Mt。現(xiàn)正在建井。西鄰岱莊煤礦，年產(chǎn)原煤60Mt。本區(qū)第四系含水層，儲(chǔ)水豐富，水位淺，水質(zhì)優(yōu)良，可做礦井的供水水1.1.6電力供應(yīng)距本礦井井口3km處有歡城區(qū)域變電所，可為本礦井生產(chǎn)和建設(shè)提供可1.2.1地層騰南煤田屬騰縣背斜南翼，為一斷裂發(fā)育的寬緩褶皺區(qū)。地層屬華北型沉積，除奧陶系及其以前地層在煤田外圍有零星出露外，其余皆隱伏于第四厚度400-500m,屬厚層狀灰?guī)r，為煤系地層基盤。2)中石炭統(tǒng)本溪群厚36-39m,平均38m。由雜色泥巖、石灰?guī)r、粘土巖組成，其中夾第中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第2頁(yè)十五、十四、十三、十二等四層灰?guī)r，以第十二層灰?guī)r較穩(wěn)定，為與太原群3)上石炭統(tǒng)太原群厚156.4-178.68m,平均166.灰?guī)r灰綠色砂巖和少量粘土巖組成，中夾灰?guī)r11層，其中主要以三灰最為穩(wěn)定，為主要標(biāo)志層。本地層共含煤15層，其中主要可采者位12下、16煤層，局部可采者為14、17煤層。厚74.59-145.20m,平均117.15m,上部為陸相沉積，以雜色泥巖，灰綠色粉砂質(zhì)粘土巖和粉砂巖組成，下部為過(guò)渡相沉積，以中細(xì)砂巖為主，是井田主要含煤底層。含煤2-3層(31、3r)其中31、3,屬中厚煤層，為井田最大殘厚186m,以雜色粘土巖，灰綠色砂巖為主，底部含薄煤層1-3層(柴煤),厚度一般為0.2-0.3m,層位穩(wěn)定，是煤系地層上部標(biāo)志。6)最大殘厚222.81m,平均154.69m,下部為紫色、灰綠色礫巖，以石英薄層紫紅色泥巖，灰色泥巖與粉砂巖互層及紫紅色粉砂巖。7)厚24.85m-64.35m,平均37.38m,分上下兩組。上組有粘土、砂質(zhì)泥煤層賦存情況見礦井綜合柱狀圖。1.2.2煤層特征及煤質(zhì)1)煤層特征本井田為石炭二迭系含煤地層，共含煤17層，其中穩(wěn)定可采3k、3下、12r、16四層，局部可采14、17兩層，可采總厚約18.56m(可采煤層特征見表1-1)。2)煤質(zhì)及用途煤質(zhì)均為中等變質(zhì)程度的氣煤和肥煤。山西組煤層一般為低-中硫煤。太原群煤層一般屬中-高硫煤(煤質(zhì)特征見表1-2)。山西組煤層可作為良好的煉焦煤或配焦煤及動(dòng)力煤。太原群煤層可作為配焦及動(dòng)力煤。1.2.3地質(zhì)構(gòu)造本井田為-斷裂發(fā)育的平緩單斜構(gòu)造，地層走向北西-南北，傾向北東-東，地層傾角1-10°,一般7°左右。本井田斷層較發(fā)育，根據(jù)斷層走向和中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第3頁(yè)性質(zhì)可分為三組；北北東向正斷層組，北東東至近東西向正斷層組，北東向逆斷層組。北北東向正斷層組是本區(qū)主要構(gòu)造，具有密度大，切割深，延展長(zhǎng)，角度高的特征，常形成地壘、或階梯狀構(gòu)造；北東東至近東西向正斷層層特征表1-3)。1.2.4水文地質(zhì)1)本井田主要含水層有第四系沖積層，上侏羅統(tǒng)、3層煤頂板砂巖、三(1)第四系含水層水量豐富，水位標(biāo)高+36.11m,鉆孔單位用水量為2.656l/s·m。,水質(zhì)類型為上組以黃褐色粘土、砂質(zhì)粘土、細(xì)及中組砂為主，含水十分豐富。下組以灰色、灰綠色含鐵錳質(zhì)結(jié)核粘土、砂質(zhì)粘土、砂礫層為主，為相(2)上侏羅統(tǒng)礫巖層；-100m以上溶洞發(fā)育，富水性強(qiáng)，但不均一，屬裂隙溶洞承壓水，鉆孔抽水試驗(yàn)的單位涌水量?jī)H0.00154kg/s·m,正常情況下，對(duì)礦井生產(chǎn)無(wú)影響。(3)三層煤頂板砂巖；平均厚度8.17m,使3⊥和3,煤層的直接頂，是礦井的主要水分來(lái)源，水位標(biāo)高+36.07m,鉆孔單位涌水量為0.163L/s·m。由于補(bǔ)給條件差以靜儲(chǔ)(4)第三層石灰?guī)r厚5.8-10.48m,平均8.15m,富水性不均一，屬裂隙溶洞承壓水，抽水實(shí)驗(yàn)證實(shí)，單位涌水量大時(shí)為4.136l/s·m,小時(shí)為0.00021kg/s.m,一般情況下因距3+和12-煤層較遠(yuǎn)，對(duì)礦井生產(chǎn)無(wú)影響，但因斷層錯(cuò)動(dòng)，是隔水層缺失或變薄，不足以抵抗三灰水壓時(shí)，有底鼓突水和頂板來(lái)水的可能，故基建、生產(chǎn)時(shí)不可忽視，穿過(guò)或靠近三灰時(shí)，應(yīng)提前探放水及降壓。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第5頁(yè)*。需H貫…相"mai3:加禁酒劉221市,5:②=景景FUF+B氣WYm網(wǎng)~藍(lán)望望之1”評(píng)網(wǎng)的柒☆卡*P基討~粵!…d3衰124量事3衰124量事-事T55指常言：言多343425/;中圖1-2礦井綜合柱狀圖 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第6頁(yè)(5)第十層石灰?guī)r；厚2.3-7.02m,平均5.52m,為淺灰-深灰色石灰?guī)r，裂隙不發(fā)育，水位標(biāo)高+39.01m,鉆孔單位涌水量為0.0146l/s·m十灰是16層煤的直接頂板，是開采16煤層時(shí)礦井水的直接水源本區(qū)最大揭露厚度111.61m,屬溶洞裂隙承壓水，據(jù)柴里煤礦抽水結(jié)果，2)含水層間的水力聯(lián)系；使不同的含水層直接接觸或使含水層間的間距大為縮小，產(chǎn)生水力聯(lián)系，形成復(fù)雜的補(bǔ)給關(guān)系。3)斷層錯(cuò)動(dòng)；斷層的導(dǎo)水性取決于斷層兩盤的導(dǎo)水性和斷層帶的充填膠結(jié)物。本井田未對(duì)斷層做抽水試驗(yàn)，但根據(jù)田陳井田地質(zhì)報(bào)告，當(dāng)斷層兩盤含水層對(duì)口接觸時(shí)斷層帶都有不同程度的導(dǎo)水性。井田內(nèi)第20勘探線紙坊斷層及其它地段因三灰和奧灰對(duì)口接觸，故回采中要特別注意。當(dāng)斷層兩盤為隔水層時(shí)對(duì)口或一盤為含水層，另一盤為隔水層接觸時(shí)，具有阻水性或弱導(dǎo)水性。由于巖石的不均衡性，同一斷層在不同地段和部位，落差不同，兩盤含水層對(duì)口接觸的機(jī)會(huì)也就受到限制。4)礦井涌水量；礦井充水主要來(lái)源是地層至3層煤頂板砂巖、三灰、十灰根據(jù)臨近煤礦目前開采的實(shí)際情況。結(jié)合地質(zhì)部門提供的涌水量，預(yù)計(jì)礦井正常涌水量為60m3/h。最大涌水量為246m3/h。1.2.5瓦斯、煤塵和自然發(fā)火據(jù)鉆孔瓦斯測(cè)量資料，各煤層瓦斯含量均小于1cm2/g,臨近礦井柴里煤礦1977年測(cè)定ch4相對(duì)涌出量為1.812m3/t.d,co2相對(duì)涌出量為8.466m3/t.d,本井靠近柴里煤礦，地質(zhì)情況基本類似，故地質(zhì)部門根據(jù)柴里礦歷年及1977年審定的等級(jí)，1.92m2/t.d及本礦測(cè)得確定本礦井為低瓦斯礦2)煤塵及煤的自燃；據(jù)煤芯測(cè)定結(jié)果，煤塵具有爆炸危險(xiǎn)。根據(jù)燃點(diǎn)試驗(yàn)△T評(píng)定，各煤層都有不同的自燃發(fā)火傾向。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第7頁(yè)煤層名稱兩極平均兩極平均結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性頂?shù)装鍘r性厚頂?shù)?上復(fù)雜較穩(wěn)定砂巖粉砂巖3下復(fù)雜較穩(wěn)定砂巖砂巖12下簡(jiǎn)單不-較穩(wěn)定粉砂巖砂巖簡(jiǎn)單不穩(wěn)定粉砂巖巖簡(jiǎn)單較-穩(wěn)定粉砂巖巖簡(jiǎn)單不穩(wěn)定石灰?guī)r巖泥巖粉砂巖表1-1可采煤層特征表 表1-2煤層名稱原精煤水分灰分揮發(fā)分全磷膠質(zhì)層牌號(hào)3上原煤「精煤3下原煤「精煤下原煤「精煤原煤K精媒中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第9頁(yè)表1-3斷層特征表名稱性質(zhì)產(chǎn)狀落差控制程度走向傾向傾角紙坊斷層正E有64-24、66-34、T18-7等孔歡城斷層正W等孔穿過(guò)，已經(jīng)查明。紙房支斷層正E等孔控制，且有地震線控制，基本查明。斷層正WT19-8號(hào)鉆孔穿過(guò)，基本查明。斷層正W有73-1孔和井下巷道控制已查明。斷層正W歡城礦井下巷道揭露斷層正制，基本查明。斷層正N63-51孔穿過(guò)，并有歡城礦巷道控制，西段查明，東段控制差。石莊斷層逆T13-5、T15-7、T17-1穿過(guò)已查明。斷層逆64-35、63-26兩孔穿過(guò)，已查明。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第10頁(yè)2井田境界及儲(chǔ)量歡城礦區(qū)井田北部以Fs斷層為界，與藤南市白集礦相鄰，東側(cè)為旗山礦和韓橋礦，西至太原地層露頭線，南部為地層露頭線和另一礦區(qū)，是人為劃定的井田邊界。井田南北長(zhǎng)約5.1Km,東西最長(zhǎng)4.0Km,井田面積16.28Km2。藤南井田自下而上沉積了太原組、山西組和下石盒子組含煤地層，總厚367～569m,平均486m。含煤21層，可采煤層為3煤。9、17、20、21煤為局部可采煤層，作為后備資源開采，礦井設(shè)計(jì)只針對(duì)3號(hào)煤層。圖2-1井田賦存狀況示意下部9,17,20,21煤局部可采，列入平衡表外儲(chǔ)量。井田賦存示意圖見圖2-1。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第11頁(yè)1955年6月至1957年8月進(jìn)行了初次勘探，并提交了《歡城煤礦區(qū)精查地質(zhì)報(bào)告》。根據(jù)礦區(qū)煤層及構(gòu)造特征，確定井田勘探類型為二類一型，勘探深度-500m,共獲工業(yè)儲(chǔ)量8601.3347萬(wàn)t。1970年10月至1974年3月由濟(jì)寧礦務(wù)局地質(zhì)勘探隊(duì)對(duì)藤南區(qū)深部-500~-1000m進(jìn)行了勘探，勘探類型為一類一型。歡城井田內(nèi)共施工10個(gè)鉆孔，擴(kuò)大了歡城井田范圍。1984年4月至1996年2月，由濟(jì)寧礦務(wù)局地質(zhì)勘探處設(shè)計(jì)，對(duì)藤南井田進(jìn)行了聯(lián)合勘探。1997年7月提交了《濟(jì)寧礦務(wù)局藤南區(qū)煤層勘探地質(zhì)報(bào)告》,該報(bào)告確定勘探類型二類Ⅱ型，并經(jīng)山東省煤炭工業(yè)管理辦公室批準(zhǔn)。在歡城井田內(nèi)共施工鉆孔13個(gè)，歡城煤礦井下施工鉆孔11個(gè)。井田內(nèi)主要可采煤層為3號(hào)煤，最小可采厚度為6.7m,最大可采厚度為2.2.2工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算表2-2井田塊段劃分圖礦井主采煤層為3號(hào)煤層，采用地質(zhì)塊段法。根據(jù)地質(zhì)勘探情況，將礦體中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第12頁(yè)劃分為A、B、C、D、E、F、G、H八個(gè)塊段。在各塊段范圍內(nèi)，用計(jì)算機(jī)cad的面域命令求得每個(gè)塊段的面積，煤層總儲(chǔ)量即為各塊段儲(chǔ)量之和。塊段劃分如圖2-2所示。計(jì)算儲(chǔ)量的公式為：R——各塊段內(nèi)煤的容重，均為1.30t/m3。用計(jì)算機(jī)計(jì)算得各塊段的面積和儲(chǔ)量，詳見表2-1。表2-1井田面積儲(chǔ)量表面積(m2)煤層厚度(m)工業(yè)儲(chǔ)量(tA區(qū)B區(qū)C區(qū)E區(qū)F區(qū)9總面積合計(jì)按不同標(biāo)高計(jì)算儲(chǔ)量，以便確定第一水平的位置，使第一水平能夠達(dá)到服務(wù)年限。由于井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，煤層底板等高線的標(biāo)高從0—-1000m,劃分標(biāo)高時(shí)宜放在-500以下，因此按-500m和-550m等高線計(jì)算儲(chǔ)量。550水平以下面積(m2)550以下儲(chǔ)量(t)550水平儲(chǔ)量(t)500水平以下面積(m2)500以下儲(chǔ)量(t)500水平儲(chǔ)量(t)(1)井田煤柱可按下列公式計(jì)算中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第13頁(yè)M——煤層厚度；平均7.1m②斷層落差與應(yīng)該留設(shè)煤柱寬度的關(guān)系見表2-3表2-3斷層留設(shè)煤柱表斷層落差(m)應(yīng)該留設(shè)煤柱寬度(m)不留③井田東、南兩側(cè)是人為劃定的邊界留設(shè)25m的煤柱即可滿足生產(chǎn)要求。(2)工業(yè)廣場(chǎng)煤柱根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》第5-22條規(guī)定：工業(yè)廣場(chǎng)的面積為1.2平方公頃/10萬(wàn)噸。本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為150萬(wàn)t/年，所以取工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為425m×425m的正方形。煤層的平均傾角為14度，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。工業(yè)廣場(chǎng)按Ⅱ級(jí)保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為15m。本礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動(dòng)角見表2-4。表2-4巖層移動(dòng)角煤層傾角煤層厚度沖擊層厚度由此根據(jù)上述以知條件，畫出如圖2-3所示的工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱的尺寸。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第14頁(yè)圖2-3工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱由上圖可量得壓煤面積為863078.16m2,工業(yè)廣場(chǎng)的煤柱損失可用公式Z?=SXMXRS——工業(yè)廣場(chǎng)壓煤面積，863078.16m2;M——煤層厚度，7.1m;R——煤的容重。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第15頁(yè)=983.75萬(wàn)t(3)由以上計(jì)算可得井田的永久煤柱損失量Z,礦井可采儲(chǔ)量是礦井設(shè)計(jì)的可以采出的儲(chǔ)量，可按下式計(jì)算：式中：Z——礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t;P——保護(hù)工業(yè)場(chǎng)地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設(shè)的永久保護(hù)煤柱損失量，萬(wàn)t;C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于0.75;中厚煤層不小于0.8;薄煤層不小于0.85;地方小煤礦不小于0.7。本礦為厚煤層，采出率取0.82。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第16頁(yè)3礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計(jì)年工作日為3306小時(shí)。礦井每晝夜凈提升時(shí)間為16小時(shí)。《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.2.1條規(guī)條件、開采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)煤炭的需求等因素，經(jīng)多方案(1)資源情況：煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大；(2)開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置(是否靠近老礦區(qū)及大城市),交通(鐵路、公路、水運(yùn)),用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來(lái)源等。條件(3)國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量(包括煤中煤質(zhì)、產(chǎn)量等)的預(yù)測(cè)是確(4)投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力因?yàn)楸揪镌O(shè)計(jì)豐富，主采煤層賦存條件簡(jiǎn)單，井田內(nèi)部?jī)H有較大斷層，比較合適布置大型礦井，經(jīng)校核后確定本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為150萬(wàn)噸/年。3.2.3礦井服務(wù)年限礦井可采儲(chǔ)量Zx、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力A礦井服務(wù)年限T三者之間的關(guān)系為：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第17頁(yè)Zx——礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t;K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.4;下面通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)煤層開采能力、輔助生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量條件及安全條件等因(1)礦井開采能力校核歡城煤礦礦區(qū)3煤層為厚煤層，煤層平均傾角為14度，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，賦存較穩(wěn)定，可以布置一個(gè)綜放工作面，或兩個(gè)綜采面保產(chǎn)。(2)輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力校核本礦井為大型礦井，開拓方式為立井開拓，主井提升容器為兩對(duì)12噸底卸式提升箕斗，提升能力可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求，工作面生產(chǎn)原煤一律用帶式輸送機(jī)運(yùn)到采區(qū)煤倉(cāng)，運(yùn)輸能力很大，自動(dòng)化程度很高，原煤外運(yùn)不成問(wèn)題。本礦井煤塵具有爆炸性瓦斯含量低，屬于低瓦斯礦井，水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單。礦井通風(fēng)采用混合式通風(fēng)，有專門的風(fēng)井回風(fēng)，可以滿足通風(fēng)的要求。本井田內(nèi)存在若干小斷層，已經(jīng)查到且不導(dǎo)水，不會(huì)影響采煤工作。所以各項(xiàng)安全條件均可以得到保證，不會(huì)影響礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。井田的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)于礦井的可采儲(chǔ)量相適應(yīng)，以保證礦井有足夠的服務(wù)年限。通過(guò)上面計(jì)算能夠滿足礦井的服務(wù)年限。由本設(shè)計(jì)第四章井田開拓可知，第一水平為-550m,可采儲(chǔ)量大約占總可采儲(chǔ)量的一半，結(jié)合本礦井的實(shí)際情況，確定第一水平的礦井的服務(wù)年限和第一水平的服務(wù)年限應(yīng)滿足表3-1。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第18頁(yè)表3-1礦井服務(wù)年限表礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力(萬(wàn)噸/a)礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限煤層傾角由上表可知，設(shè)計(jì)礦井完全滿足《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第19頁(yè)4井田開拓井田開拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采煤，從地面向地下開拓一系列巷道進(jìn)入煤體，建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。合理的開拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開拓方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。井田開拓主要研究如何布置開拓巷道等問(wèn)題，具體有下列幾個(gè)問(wèn)題需認(rèn)真(1)確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場(chǎng)地的位置；(2)合理確定開采水平的數(shù)目和位置；(3)布置大巷及井底車場(chǎng)：(4)確定礦井開采程序，做好開采水平的接替；(5)進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造；(6)合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。確定開拓問(wèn)題，需根據(jù)國(guó)家政策，綜合考慮地質(zhì)、開采技術(shù)等諸多條件，經(jīng)全面比較后才能確定合理的方案。在解決開拓問(wèn)題時(shí)，應(yīng)遵循下列原則：(1)貫徹執(zhí)行國(guó)家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。(2)合理集中開拓部署，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生(3)合理開發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。(4)必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好(5)要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜掘機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。(6)根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它4.1.1確定井簡(jiǎn)形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo)(1)井筒形式的確定中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第20頁(yè)平硐開拓受地形跡埋藏條件限制，只有在地形條件合適，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場(chǎng)地和引進(jìn)鐵路，上山部分儲(chǔ)量大致能滿足同類井型水平服務(wù)年限要求。斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價(jià)低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場(chǎng)及硐室都比立井簡(jiǎn)單，井筒延伸施工方便，對(duì)生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速?gòu)木渤冯x。缺點(diǎn)是：斜井井筒長(zhǎng)輔助提升能力少，提升深度有限；通風(fēng)路線長(zhǎng)、阻力大、管線長(zhǎng)度大；斜井井筒通過(guò)富含水層、流沙層施工技術(shù)復(fù)雜。立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對(duì)輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對(duì)深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時(shí)，立井井筒比斜井容易施工；對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。主要缺點(diǎn)是立井井筒施工技術(shù)復(fù)雜，需用設(shè)備多，要求有較高的技術(shù)水平，井筒裝備復(fù)雜，掘進(jìn)速度慢，基本建設(shè)投資大。本礦井煤層傾角平均14°,地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高在+30.5m～+31.5m之間，平均+31m,不能利用平硐開拓。由于第一水平服務(wù)年限的限制，第一水平的標(biāo)高應(yīng)為-500m或-550m,若用斜井開拓工程量浩大經(jīng)濟(jì)上不合理。因此第一(2)井筒位置的確定有利于第一水平的開采，并兼顧其他水平，有利于井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸大②有利于首采區(qū)布置在井筒附近的富煤階段，首采區(qū)少遷村或不遷村； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第21頁(yè)道路布置合理。①井筒位置的確定本礦井煤層有露頭，煤層埋藏最深處達(dá)-900m,垂直高度達(dá)900m,因此必但由于第一水平的服務(wù)年限的限制，第一水平的位置應(yīng)該在-500m或因此，礦井為二水平開采。3號(hào)煤層平均厚度為7.1m,賦存穩(wěn)定，底板起伏不大，煤層傾角平均14(1)提出方案方案一：立井兩水平上山開拓圖4-1方案一示意圖圖4-2方案二示意圖圖4-3方案三示意圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第23頁(yè)圖4-4方案四示意圖方案四：立井加暗斜井兩水平上下山開拓主、副井井筒均為立井，一水平-550m,上山開采，二水平暗斜井延伸至-800m,上下山開采，如圖4-4。(2)開拓方案粗略經(jīng)濟(jì)比較方案一和方案三都是立井開拓，所不同的是水平的位置的不同和開采方式的不同，具有可比性。方案一和方案三的粗略經(jīng)濟(jì)比較見表4-1。表4-1方案一和方案三粗略經(jīng)濟(jì)表方案方案1方案2(萬(wàn)元)(萬(wàn)元)基建費(fèi)立井開鑿石門開鑿主斜井開鑿副斜井開鑿上下斜井車場(chǎng)井底車場(chǎng)小計(jì)小計(jì)生(萬(wàn)元)生(萬(wàn)元)產(chǎn)費(fèi)立井提升石門運(yùn)輸立井排水暗斜井提升立井提升排水總計(jì)小計(jì)小計(jì)費(fèi)用費(fèi)用百分率百分率中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第24頁(yè)對(duì)方案一和方案二進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較可知方案一具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，而且方案一的提升、排水費(fèi)用少，生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性高，因此方案一較方案三優(yōu)。方案二和方案四都是立井開拓，所不同的是水平的位置的不同和開采方式的不同，具有可比性。方案二和方案四的粗略經(jīng)濟(jì)比較見表4-2。表4-2方案二和方案四粗略經(jīng)濟(jì)表方案(萬(wàn)元)(萬(wàn)元)基建費(fèi)立井開鑿石門開鑿井底車場(chǎng)主斜井開鑿副斜井開鑿上下斜井車場(chǎng)小計(jì)小計(jì)(萬(wàn)元)(萬(wàn)元)生產(chǎn)費(fèi)立井提升石門運(yùn)輸暗斜井提升立井提升排水小計(jì)小計(jì)費(fèi)用費(fèi)用百分率百分率兩方案經(jīng)濟(jì)比較相差10%,方案三有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，而且方案三沒(méi)有下山開采，通風(fēng)排水方便，生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性高。(3)開拓方案詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較對(duì)方案1、3有差別的建井工程量、基建費(fèi)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)表4-3建井工程量方案1方案2期主井井筒(m副井井筒(m)井底車場(chǎng)(m)主石門(m)運(yùn)輸大巷(m)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第25頁(yè)主井井筒(m)副井井筒(m)井底車場(chǎng)(m)主石門(m)運(yùn)輸大巷(m)基建費(fèi)用表方案方案1工程量(m)單價(jià)(元/m)費(fèi)用(萬(wàn)元)工程量(m)單價(jià)(元/m)費(fèi)用(萬(wàn)元)初主并井筒副井井筒井底車場(chǎng)主石門運(yùn)輸大巷期小計(jì)后主井井筒副井井筒井底車場(chǎng)主石門運(yùn)輸大巷期小計(jì)總計(jì)(萬(wàn)元)表4-5生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量運(yùn)輸提升工程量(萬(wàn)t/km)運(yùn)輸提升工程量(萬(wàn)t/km)一采區(qū)二采區(qū)三采區(qū)四采區(qū)五采區(qū)六采區(qū)七采區(qū)1.2×1721.34×1.32=2726.61.2×1560.76×0.73=1367.2一采區(qū)二采區(qū)三采區(qū)四采區(qū)五采區(qū)六采區(qū)七采區(qū) 1.2×975.04×1.165=1363.1大巷及石門運(yùn)輸大巷及石門運(yùn)輸中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第26頁(yè)一采區(qū)二采區(qū)三采區(qū)四采區(qū)五采區(qū)六采區(qū)七采區(qū)一采區(qū)二采區(qū)三采區(qū)四采區(qū)五采區(qū)六采區(qū)七采區(qū)一采區(qū)二采區(qū)三采區(qū)四采區(qū)五采區(qū)六采區(qū)七采區(qū)一采區(qū)二采區(qū)三采區(qū)四采區(qū)五采區(qū)六采區(qū)七采區(qū)一水平二水平一水平二水平一水平二水平一水平二水平生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)方案1方案3工程量單價(jià)費(fèi)用工程量單價(jià)費(fèi)用(萬(wàn)tkm)(元/m)(萬(wàn)元)(萬(wàn)tkm)(元/m)(萬(wàn)元)采區(qū)上山運(yùn)輸提升采區(qū)上山運(yùn)輸提升中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第27頁(yè)五采區(qū)六采區(qū)七采區(qū)小計(jì)小計(jì)大巷及石門運(yùn)輸大巷及石門運(yùn)輸一采區(qū)二采區(qū)三采區(qū)四采區(qū)五采區(qū)六采區(qū)七采區(qū)小計(jì)小計(jì)立井提升立井提升一水平一水平二水平二水平小計(jì)小計(jì)運(yùn)提費(fèi)合計(jì)運(yùn)提費(fèi)合計(jì)采區(qū)上山維護(hù)費(fèi)采區(qū)上山維護(hù)費(fèi)一采區(qū)二采區(qū)3三采區(qū)四采區(qū)五采區(qū)六采區(qū)七采區(qū) — 小計(jì)小計(jì)排水費(fèi)排水費(fèi)一水平一水平二水平二水平小計(jì)小計(jì)總計(jì)總計(jì)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第28頁(yè)費(fèi)用匯總表方案方案1方案3費(fèi)用(萬(wàn)元)費(fèi)用(萬(wàn)元)百分率(%)初期工程量基建工程量生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)量總費(fèi)用②井、大巷、石門及采區(qū)上山的輔助運(yùn)輸費(fèi)用占運(yùn)輸費(fèi)用的20%進(jìn)行估③筒的長(zhǎng)度相差100,在方案中未列出大巷、階段大巷及總回風(fēng)巷均布④區(qū)上、中、下車場(chǎng)的維護(hù)費(fèi)均按占采區(qū)上山維護(hù)費(fèi)用的20%估算，采4.2礦井基本巷道(1)主井位于礦井工業(yè)場(chǎng)地，擔(dān)負(fù)全礦井150萬(wàn)t/a的煤炭運(yùn)輸。井筒內(nèi)裝備一對(duì)JDS12/110×4型12t箕斗，圓形斷面，凈直徑為405m,凈斷面面積15.90m2。(2)副井中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第29頁(yè)支護(hù)方式，混凝土井壁厚400mm,井筒主要用于提料、運(yùn)人、提升設(shè)備、矸石副井內(nèi)除裝備罐籠外，還設(shè)有梯子間作為安全出口，并設(shè)有管子道、電纜道。副井井筒斷面和井筒特征表分別見4—6。(3)風(fēng)井風(fēng)井井筒采用立井形式，圓形斷面，凈直徑為5.5m,凈斷面面積為23.7,采用混凝土支護(hù)方式，井壁厚度為400mm,備有安全出口。風(fēng)井井筒斷面和井筒特征表分別見圖4—7。圖4-5主井井筒斷面8a8型圖4-7風(fēng)井?dāng)嗝嬷袊?guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第32頁(yè)從礦車在井底車場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)行特點(diǎn)看，井底車場(chǎng)有兩大類，即環(huán)形式和折反式。本礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為150萬(wàn)噸，在大巷運(yùn)輸采用3噸底卸式礦車運(yùn)煤。根據(jù)底卸式礦車的運(yùn)行特點(diǎn)及要求，選用折反式井底車場(chǎng)，為里保證礦井生產(chǎn)及安全的需要，一般井底車場(chǎng)設(shè)有各種硐室。井底車場(chǎng)線路布置及調(diào)車方式見圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第33頁(yè)4.2.3主要開拓巷道主要開拓巷道如運(yùn)輸大巷，主石門(同運(yùn)輸大巷)均布置在底板砂巖中，時(shí)間長(zhǎng)，為了便于維護(hù)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況，其斷面均采用半圓拱型，并采用錨噴支護(hù)。斷面圖見4-9。各主要開拓巷道的斷面尺寸，均按運(yùn)輸設(shè)備的外形尺寸以及《規(guī)程》中的有關(guān)安全間隙的要求而確定的，并按通風(fēng)要求驗(yàn)算風(fēng)速，驗(yàn)算結(jié)果見第九章。軍月介現(xiàn)長(zhǎng)(e)沙第寬內(nèi)開工我至im)防桿數(shù)量(積)日制面積民板講型m總回風(fēng)道位于首采區(qū)上端底班板砂巖中，其巷道斷面與運(yùn)輸大巷相同。為了便于維修，大巷內(nèi)也布置軌道，但不布置受電弓。巷道斷面見圖4-10。斷面特征農(nóng)田料美別所山(m3)凈因長(zhǎng)(m)凈時(shí)寓海式飛度問(wèn)地煤D上R量{m門(權(quán))庫(kù)(位g)本胺圖4-10總回風(fēng)巷斷面中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第35頁(yè)5準(zhǔn)備方式——采區(qū)巷道布置礦井首采采區(qū)位于井田南部第一水平上山部分，南部是人為劃定的邊界，西部以F?斷層為邊界，東部以F?斷層為邊界，北以-550m等高線為邊界。并被工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱相隔。采區(qū)內(nèi)無(wú)村莊、河流、湖泊以及鐵路等。5.1.2采區(qū)煤層特征本采區(qū)所采煤層為10煤層，其煤層特征見表5—1:表5—13煤層特征表煤層名稱煤厚傾角結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性容重硬度牌號(hào)3單一穩(wěn)定中硬肥煤本采區(qū)內(nèi)煤層傾角變化不大，瓦斯涌出量較低，主要涌出氣體為CH?和CO?,其中CH?相對(duì)含量為4.03m3/t,CO?為4.27m3/t,屬于低瓦斯礦井。煤塵有爆炸性，爆炸指數(shù)為38%;煤有自燃發(fā)火傾向，自燃發(fā)火期為1-3個(gè)月。5.1.3地質(zhì)構(gòu)造該采區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)大的構(gòu)造影響生產(chǎn)，煤層走向起伏不明顯，傾角14°5.1.4頂?shù)装逄匦约八牡刭|(zhì)(1)頂?shù)装鍡l件偽頂：灰黑色泥巖或炭質(zhì)泥巖，常與煤層分界不清，多缺失，極易冒落，平均厚0.05m。直接頂：以砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，深灰色，致密塊狀，硬度為f=3,易冒落，平均厚2.5m。開采過(guò)程中頂板壓力大，工作面支護(hù)困難。綜上所述，其頂板分類定為Ⅱ類。容重18KN/m3,松散系數(shù)1.32。老頂：灰白色砂巖，細(xì)～中粒，塊狀，泥、鈣質(zhì)膠結(jié)，磨圓度中等，斜層理發(fā)育，裂隙較發(fā)育，常與第二層砂巖合并，不易冒落，厚度2.5～6.6m,平直接底：灰色泥巖或砂質(zhì)泥巖，局部含砂量較高，含植物根化石和泥質(zhì)結(jié)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第36頁(yè)核，偶有底凸，易碎，抗壓性差，遇水易膨脹，底部為4煤，局部夾0.5～1.0m厚度大，有時(shí)可達(dá)10m以上，局部夾煤屑或極薄炭質(zhì)泥巖，該巖石與下部泥巖在3煤頂板2-3m和15m的地方有兩個(gè)含水層，均為砂巖，富水性為弱~中等，局部富含水，平均涌水量為8.4m2/min,最大涌水量為13.35m3/min,涌5.2.1采區(qū)走向長(zhǎng)度的確定采區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，煤層富存穩(wěn)定，煤層厚度為7.1m,屬于厚煤層。本礦采用機(jī)械化開采，機(jī)械化程度很高。采區(qū)劃分受到大斷層的影響，全礦劃分為7個(gè)采區(qū)，首采區(qū)走向長(zhǎng)度為1300m,傾斜長(zhǎng)度1500m。5.2.2確定區(qū)段斜長(zhǎng)和區(qū)段數(shù)目區(qū)段斜長(zhǎng)=采煤工作面長(zhǎng)度+區(qū)段煤柱寬度+區(qū)段上下兩平巷寬度。可以用式中L表示區(qū)段斜長(zhǎng)；mB代表區(qū)段平巷寬度；m。單巷布置為B乘以2。D為階段斜長(zhǎng)；由于工業(yè)廣場(chǎng)的影響，形成了兩塊三角煤，能夠布置綜放面的采區(qū)斜長(zhǎng)為1140m。n為區(qū)段數(shù)目；個(gè)由于煤層和頂?shù)装宥驾^軟，而且煤層較厚，區(qū)段煤柱留設(shè)9m。區(qū)段巷道取4.2m,n取6,得到工作面的長(zhǎng)度l=172.5m。區(qū)段斜長(zhǎng)的為D=190m。安裝液壓支架時(shí)會(huì)存在安裝誤差，特地留下10cm的距離作為安裝裕量。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第37頁(yè)5.2.3煤柱尺寸的確定采區(qū)內(nèi)的煤柱主要有采區(qū)邊界煤柱、采取上山保護(hù)煤柱、區(qū)段煤柱以及水運(yùn)輸大巷布置在距煤層底板的32m的砂巖中，在采區(qū)的邊界留設(shè)30m的煤柱以保護(hù)大巷。兩上山也布置在同一曾位的砂巖中，上山之間留設(shè)20m的保護(hù)煤柱。由于采區(qū)走向長(zhǎng)度較短，采用的是單翼開采，僅在上山的一側(cè)留設(shè)由于煤層頂?shù)装寰^軟，決定采用單巷布置回采巷道，采下一區(qū)段時(shí)采用沿空掘巷的方法，留設(shè)9m的煤柱，以利于維護(hù)巷道，通風(fēng)和排水。5.2.4采區(qū)上山布置由于歡城煤礦區(qū)煤層、頂?shù)装遢^軟，為了減少上山的維護(hù)費(fèi)用，將上山布置在距煤層底板32m的砂巖中。砂巖厚15m,運(yùn)輸上山距煤層32m,軌道上山距煤層30m,兩上山的水平距離為20m。采區(qū)上山布置如圖5-1,上山斷面困要類別所亡(m)罰進(jìn)尺中吹射度凈周長(zhǎng)(m)備舞效問(wèn)迎律煤圖歲期進(jìn)科量{m(根》升經(jīng)最制臨煤圖5-2運(yùn)輸上山巷道斷面圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第39頁(yè)該采區(qū)開采單一煤層，厚度為7.1m,采用單巷布置，巷道與相鄰工作面的距離為9m,區(qū)段平巷均采用矩形斷面，斷面圖見采區(qū)工作面層面布置圖。5.2.6采區(qū)內(nèi)工作面的接替順序?yàn)榱四軌蛟诓煽諈^(qū)上覆巖層穩(wěn)定后再進(jìn)行沿空掘巷，采區(qū)內(nèi)工作面的接替順序?yàn)楦粢粋€(gè)區(qū)段跳采接替，區(qū)段接替由下到上依次接替。5.2.7采區(qū)通風(fēng)、運(yùn)輸及其它系統(tǒng)(1)運(yùn)煤系統(tǒng)工作面→運(yùn)輸平巷→溜煤眼→運(yùn)輸上山→采區(qū)煤倉(cāng)→運(yùn)輸大巷(2)運(yùn)料系統(tǒng)副井→井底車場(chǎng)→運(yùn)輸大巷→采區(qū)下部車場(chǎng)→軌道上山→采區(qū)上部(中部)車場(chǎng)→區(qū)段回風(fēng)平巷→工作面(3)回風(fēng)系統(tǒng)新鮮風(fēng)流：副井→井底車場(chǎng)→運(yùn)輸大巷→采區(qū)下部車場(chǎng)→軌道上山→采區(qū)中部車場(chǎng)→區(qū)段運(yùn)輸平巷→→工作面污風(fēng)風(fēng)流：工作面→區(qū)段回風(fēng)平巷→運(yùn)輸上山→回風(fēng)小石門風(fēng)井→地面(4)出矸系統(tǒng)掘進(jìn)工作面→回風(fēng)運(yùn)料平巷→采區(qū)中部車場(chǎng)→軌道上山→采區(qū)下部車場(chǎng)→運(yùn)輸大巷→井底車場(chǎng)→副井→地面。(5)供電及排水系統(tǒng)供電系統(tǒng)：地面變電所→副井→井下中央變電所→采區(qū)變電所→移動(dòng)變電排水系統(tǒng)：工作面(掘進(jìn)頭)→區(qū)段運(yùn)輸平巷→采區(qū)中部車場(chǎng)→軌道上山→采區(qū)下部車場(chǎng)→運(yùn)輸大巷→井底水倉(cāng)→副井→地面。如工作面內(nèi)涌出的積水或區(qū)段平巷內(nèi)的積水不能自流到中部車場(chǎng)時(shí)，應(yīng)安5.2.8采區(qū)內(nèi)各種巷道的掘進(jìn)方法采區(qū)內(nèi)巷道采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)，選用AM—50型掘進(jìn)機(jī)、SE轉(zhuǎn)載機(jī)、SGB—620/40(SDW—40T)型刮板運(yùn)輸機(jī)。掘進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)載機(jī)接刮板運(yùn)輸機(jī)和可伸縮膠帶輸送機(jī)。掘進(jìn)前進(jìn)時(shí)，延長(zhǎng)刮板運(yùn)輸機(jī)，當(dāng)延長(zhǎng)到刮板運(yùn)輸中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第40頁(yè)機(jī)延伸50—75m,轉(zhuǎn)載機(jī)與刮板運(yùn)輸機(jī)的搭接長(zhǎng)度為12.5m,掘進(jìn)通風(fēng)方式為(1)工作面采出率(2)工作面生產(chǎn)能力A=1XL?XMXRXCXKz(3)采區(qū)生產(chǎn)能力采區(qū)生產(chǎn)能力由式(5.4)計(jì)算，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第41頁(yè)K;——采區(qū)掘進(jìn)煤系數(shù)，取為1.1;K?——工作面之間出煤影響系數(shù)，由于同采工作面?zhèn)€數(shù)為1個(gè)，故=168.00萬(wàn)t/年5.2.10采區(qū)采出率=1326.8萬(wàn)噸P=[(20+30)×1500+30×1080+9×(860+970+1070+1170+12=144.36萬(wàn)t法1:采區(qū)采出率=(5.6)采區(qū)開采過(guò)程中的煤柱損失主要有：采區(qū)煤柱損失，工作面的落煤損失，約占采區(qū)煤柱損失的3%—7%,這里取6%。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第42頁(yè)實(shí)際出煤量=式中L——工作面傾斜長(zhǎng)度；172.5m。R——容重，1.30t/m3。C;——工作面采出率，0.85。實(shí)際出煤量=172.5×(860+970+1070+1170+1250+1330)×7.10×1.30×0.85×1.1=985.97萬(wàn)t由于本采區(qū)內(nèi)還要布置普通機(jī)械化采煤工作面，并且還要回收煤柱，實(shí)際的采出率要高出一些，現(xiàn)乘以一個(gè)系數(shù)K2=1.1。實(shí)際出煤率=985.97/1326.8×1.1×100%采區(qū)采出率取兩者之間的較小值，既82.5%。完全符合《煤炭設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。5.3.1采區(qū)上部車場(chǎng)選型采區(qū)上部車場(chǎng)是采區(qū)上山與采區(qū)上部區(qū)段回風(fēng)平巷或階段回風(fēng)巷之間的一組聯(lián)絡(luò)巷道的硐室。本采區(qū)選用的采區(qū)上部車場(chǎng)為逆向平車場(chǎng)，軌道上山的絞車房布置在區(qū)段回風(fēng)平巷水平。該車場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)跑車，操作安全，缺點(diǎn)是調(diào)車時(shí)間長(zhǎng)，通過(guò)能力小，但是可以滿足本礦井的正常生產(chǎn)需要。另外由于本采區(qū)回風(fēng)石門與煤層區(qū)段回風(fēng)平巷相聯(lián)系，故采用逆向平車場(chǎng)。上部車場(chǎng)見5-3。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第43頁(yè)5.3.2采區(qū)中部車場(chǎng)選型采區(qū)中部車場(chǎng)是聯(lián)系上山和中部區(qū)段平巷的一組巷道，采區(qū)中部車場(chǎng)一般為甩車場(chǎng)，根據(jù)采區(qū)巷道的布置，區(qū)段劃分不同，采區(qū)可以布置一個(gè)或幾個(gè)中部車場(chǎng)，按甩入地點(diǎn)不同，可分為平巷式、石門式、繞道式三種。由軌道上山提升上來(lái)的礦車，通過(guò)甩車道甩入中部石門中，再進(jìn)到區(qū)段軌中部車場(chǎng)見5-4。由于煤層傾角為14°,起坡點(diǎn)落在大巷的頂板，且頂板圍巖條件比較好，因此選用大巷裝車式下部車場(chǎng)，其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)車方便，線路方便，線路布置緊湊，工程量省。但繞道維護(hù)量大，影響大巷通過(guò)能力。下部車場(chǎng)見圖5-5。5.3.4采區(qū)主要硐室(1)采區(qū)煤倉(cāng)圖5-5下部車場(chǎng)直徑一般取2—6m,以4—6m為佳，因?yàn)槊簜}(cāng)過(guò)高，容易使煤壓實(shí)而起拱，較大，尺寸為圓形斷面直徑6m,煤倉(cāng)高28m,凈斷面煤倉(cāng)利用率η(2)采區(qū)絞車房采區(qū)絞車房應(yīng)布置在圍巖為砂巖，穩(wěn)定無(wú)淋水、地壓小、易維護(hù)的地點(diǎn)。應(yīng)避開較大的地質(zhì)構(gòu)造、含水層以及有煤和瓦斯突出的地點(diǎn)，并不受開采的影本采區(qū)上部為逆向平車場(chǎng)，軌道上山以水平的巷道與區(qū)段回風(fēng)平巷相連，繩通道，二是通風(fēng)巷道，硐室斷面為半圓拱型，高度為3800mm,用錨噴支護(hù)。(3)采區(qū)變電所采區(qū)變電所應(yīng)布置在圍巖穩(wěn)定、地壓小、無(wú)淋水、通風(fēng)條件良好且采區(qū)用電負(fù)荷處。所以本采區(qū)變電所設(shè)在采區(qū)中心地區(qū)，既第4區(qū)段中央，呈“一”中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第44頁(yè)型布置，采用錨噴支護(hù)。該變電所服務(wù)整個(gè)采區(qū)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第45頁(yè)6采煤方法6.1.1采區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件采區(qū)所采煤層為3號(hào)煤層，平均厚度7.1m,煤層傾角14°,地質(zhì)結(jié)構(gòu)單一，煤層賦存穩(wěn)定。采區(qū)內(nèi)無(wú)大斷層影響。煤質(zhì)硬度為0～1,煤的容重為1.30t/m3。煤層直接頂為砂質(zhì)泥巖、泥巖，厚度2.05m;老頂為灰白色中砂巖，厚度4.5m;直接底為灰色砂質(zhì)泥巖，厚度3.0m;老底為灰色砂質(zhì)砂泥巖，厚度達(dá)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量為4.03m3/t,二氧化碳相對(duì)涌出量為4.27m3/t,煤有自燃傾向性，自然發(fā)火期為1～3個(gè)月。煤塵爆炸性，爆炸性指數(shù)為37%。正常涌水量為504m3/h,最大涌水量為600m3/h。6.1.2確定采煤工藝方式根據(jù)采區(qū)地質(zhì)條件及煤層特征，可選擇分層綜采工藝和放頂煤工藝，各有(1)分層綜采工藝的特點(diǎn)分層綜采工藝技術(shù)成熟，設(shè)備類型齊全性能完好，操作方便，管理簡(jiǎn)可選出適應(yīng)各種條件的采煤設(shè)備；液壓支架及配套的采煤機(jī)設(shè)備小、輕便，回生產(chǎn)環(huán)節(jié)良好；工作面采出率高，可達(dá)到93-97%以上。巷道掘進(jìn)較多，萬(wàn)噸掘進(jìn)率低；工作面單產(chǎn)低，單產(chǎn)提高困難；開采投入高，分層開采人工鋪網(wǎng)勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)用大；加劇接替緊張的矛盾，需要等到(2)放頂煤工藝有利于合理集中生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，單產(chǎn)和效率高，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益；巷道掘進(jìn)較少，減少了巷道的維護(hù)工程量，同時(shí)生產(chǎn)也相對(duì)集中；工作面搬家次數(shù)少；對(duì)地質(zhì)條件、煤層賦存條件有更大的適應(yīng)性；中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第46頁(yè)煤損多，工作面回收率低；煤塵大，放煤時(shí)煤和矸界線難以區(qū)別，使得煤比較上述2種回采工藝的特點(diǎn)，分層開采綜合經(jīng)濟(jì)效益差，不利于礦井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，初步確定選擇放頂煤的回采工藝。結(jié)合礦井實(shí)際條件，瓦斯涌出量小，煤質(zhì)硬度較小，頂煤放煤容易，本煤層平均厚7.1m,頂?shù)装寰^軟，I對(duì)煤層及地質(zhì)條件具有較強(qiáng)的適應(yīng)性；Ⅱ具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，可使噸煤成本降低10-30元。故采用走向長(zhǎng)壁全部跨落一次采全高綜采放頂煤法。后退式自然跨落法采6.1.3回采工作面參數(shù)根據(jù)前面開拓、準(zhǔn)備的巷道布置，回采工作面沿傾向布置，走向推進(jìn)；工作面長(zhǎng)度為172.5m,區(qū)段長(zhǎng)1330m;煤厚7.1m,采高2.6m。平均傾角14°。運(yùn)輸、行人使用。上順槽鋪設(shè)軌道，供輔助運(yùn)輸和回風(fēng)使用。兩巷均為單巷掘進(jìn)。順槽斷面均為4.2m寬，2.6m高：順槽間煤柱按規(guī)定留設(shè)9m,以免順槽(1)工作面配套設(shè)備的選擇根據(jù)工作面的關(guān)鍵參數(shù)，查《綜采綜掘高檔普采設(shè)備類型配套圖集》選用編號(hào)為ZC137—ZFS32L的配套設(shè)備。表6-1三機(jī)標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)液壓支架采煤機(jī)刮板輸送機(jī)6.1.4回采工作面破煤、裝煤方式技術(shù)特征單位型號(hào)采高m適應(yīng)媒質(zhì)硬度中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第47頁(yè)煤層傾角o截深滾筒直徑m牽引方式無(wú)鏈牽引力牽引速度鏈條規(guī)格銷輪齒軌滾筒中心距機(jī)面高度臥底量電動(dòng)機(jī)型號(hào)功率臺(tái)數(shù)1臺(tái)電壓V冷卻方式電機(jī)牽引、截割、搖臂均水冷噴霧滅塵方式內(nèi)外噴霧控頂距最小不可拆卸件尺寸總重t設(shè)計(jì)單位雞西煤機(jī)廠生產(chǎn)廠家雞西煤機(jī)廠工作面采煤機(jī)利用螺旋滾筒破煤、裝煤，部分遺留碎煤由輸送機(jī)上的鏟煤板來(lái)裝入溜槽，頂煤通過(guò)支架后面的放煤口直接進(jìn)入后部刮板輸送機(jī)。完成破(1)采煤機(jī)的進(jìn)刀方式：采煤機(jī)采用割三角煤，工作面端頭進(jìn)刀方式，其進(jìn)刀過(guò)程如圖6-1所示。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第48頁(yè)圖6-1采煤機(jī)斜切進(jìn)刀示意圖處留設(shè)有一段下部煤，見圖6-1.a;煤壁，直至輸送機(jī)直線段為止。然后將輸送機(jī)移直，見圖6-1.b;③再調(diào)換兩個(gè)滾筒上下位置，重新返回割煤至輸送機(jī)機(jī)頭處，見圖6-1.d;④將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上下滾筒位置，反圖6-1。6.1.5回采工作面支護(hù)方式(1)支架選型及布置回采工作面支護(hù)采用液壓支架支護(hù)，根據(jù)工作面頂?shù)装鍘r性及煤層厚度、型端頭支架。工作面上下端頭分別布置端頭支架2架，中間液壓支架117架，共計(jì)121架。支架技術(shù)特征見表6-3技術(shù)特征單位標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)形式支撐掩護(hù)式雙輸送機(jī)放頂煤支架放煤形式插板式中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第49頁(yè)高度m寬度m中心距m初撐力工作阻力支護(hù)強(qiáng)度對(duì)底板比壓適應(yīng)煤層傾角O供液泵壓運(yùn)輸尺寸(長(zhǎng)×寬×高)m重量t設(shè)計(jì)單位沈陽(yáng)煤研所制造廠家平陽(yáng)機(jī)械廠(2)液壓支架的校核工作面頂板為Ⅱ級(jí)頂板，根據(jù)《采場(chǎng)頂板控制及檢測(cè)》一書中說(shuō)明，工作P=K[L?(R·h·La+ZRzhzLz+ZRih?Lm)COSa]L?——支架上頂煤長(zhǎng)度，5.25m;h——跨落帶中第i層老頂分層及附加巖層厚度；Lm——跨落帶中第i層老頂分層的巖塊長(zhǎng)度；Rj?=1.7m,R?=1.8m。按照規(guī)定，老頂巖梁的長(zhǎng)度分別為：6m,6m,6m。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第50頁(yè)根據(jù)ZFS4000/15/32L型放頂煤液壓支架的特征表可知，工作阻力為不大于支架額定工作阻力的80%,符合控頂②支架初撐力校核對(duì)于老頂來(lái)壓強(qiáng)烈的工作面，支架的初撐力應(yīng)適當(dāng)加大，約為額定工作阻力的75%為宜。由液壓支架技術(shù)特征表可知，所選支架的初撐力為3694KN,符合控頂設(shè)計(jì)對(duì)支架初撐力的要求。③支架的結(jié)構(gòu)參數(shù)校核支架的結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要是支架的最大、最小高度，一般確定支架高度的公式中：MMv與煤層相應(yīng)的最小、最大采高(由于工作面采用放頂煤開采，割煤高度都為2.6m);R?——支架后柱或掩護(hù)式支架的頂梁尾端到煤壁距離，m;a支架的卸載高度，0.05m。將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入以上各式可得：Hmin=2.6-0.3022-0.05=2.2478mHmax=2.6-0.2438-0.05=2.306m在所選定支架高度的范圍之內(nèi)，可見支架的高度符合控頂設(shè)計(jì)的要求。(3)頂板管理中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第51頁(yè)工作面采用全部跨落法管理頂板。(4)移架及推溜方式根據(jù)本煤層的地質(zhì)條件，底板較軟，頂?shù)装宸€(wěn)定性較差。為減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，移架用依次順序移。推溜采用單向依次推溜與移架相配合。由于頂板穩(wěn)定性較差，頂煤較弱，應(yīng)該及時(shí)支護(hù)，以防頂煤冒落。6.1.6端頭支護(hù)及超前支護(hù)方式(1)端頭是工作面與順槽的交接處，起特點(diǎn)是跨度大，斷面大，支承壓力在此集中，變形量大，難于維護(hù)。上下順槽受回采影響，壓力增大，不易支護(hù)。決定采用端頭液壓支架。其優(yōu)點(diǎn)是支護(hù)方便、安全；為轉(zhuǎn)載機(jī)和輸送機(jī)頭的移動(dòng)提供動(dòng)力；能適應(yīng)工作面傾角變化。上下順槽超前40.2m加強(qiáng)支護(hù)。端頭選型中置式端頭支架。其技術(shù)特征表見表型號(hào)工作阻力(KN)初撐力(KN)最小支撐高度(mm)最大支撐高度(mm)支護(hù)強(qiáng)度(MP)中心距(mm)底板比壓(MP)工作壓力(MP)(2)工作面采用DZ28-25/100型單體液壓支柱加4m長(zhǎng)的11#花邊鋼梁進(jìn)行超前加強(qiáng)支護(hù)。上下順槽為錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)方式，從每壁外40.2m,使用4m長(zhǎng)11#花邊鋼梁，一梁三柱交替前移，間距是0.6m。防止鉆地量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，使用φ40的鐵鞋配專用底梁，單體支柱垂直頂板并有3°~5°迎山角。三柱成一條直線，并使用防倒繩栓好。(3)超前支護(hù)管理①超前支護(hù)必須嚴(yán)格按照要求打好、打牢，支柱一定要成一直線；回柱時(shí)必須四人以上配合作業(yè)，嚴(yán)禁單人進(jìn)行操作，回柱時(shí)必須有專人看護(hù)好頂板、煤幫情況，發(fā)現(xiàn)有活煤、矸及時(shí)處理后方可作業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行先支后回的原則。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第52頁(yè)所有支柱必須戴帽，必須使用規(guī)格柱帽。打好柱要上好保險(xiǎn)繩并將柱與頂網(wǎng)或鋼帶用10#鐵絲捆緊，以防柱倒傷人。②超前支護(hù)處滿足高不低于1.8m,寬不低于0.7m安全出口和運(yùn)送物料通③當(dāng)機(jī)組行至工作面兩頭距巷道15m以內(nèi)時(shí)，嚴(yán)禁在兩頭作業(yè)，以防甩出大塊傷人。當(dāng)在拉動(dòng)端頭架、推動(dòng)轉(zhuǎn)載機(jī)、拖拉液壓管及電纜時(shí)嚴(yán)禁在兩頭作業(yè)并撤出人員，以防撞倒柱傷人或其它意外傷人。超前支護(hù)工作不能與同一④在行人巷行走必須走兩排柱之間，各種電纜液管必須掛在巷幫不低于2.0m處，班長(zhǎng)安檢工必須經(jīng)常對(duì)兩巷的煤幫頂板情況檢查，發(fā)現(xiàn)不安全隱患及時(shí)處理；臨近工作面的橫川內(nèi)材料必須提前工作面50m回收，備品備件碼放必須距工作面70m以外.(1)割煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)割過(guò)煤后工作面要保證煤壁平直，無(wú)傘檐(長(zhǎng)度超過(guò)1m,最突出部分不超過(guò)150mm;長(zhǎng)度在1m以下，最突出部分不超過(guò)200mm)。無(wú)馬棚、頂?shù)讬C(jī)頭、機(jī)尾各10m要平緩過(guò)渡，防止出現(xiàn)臺(tái)階，支架頂梁必須接頂嚴(yán)實(shí)。(2)移架質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)距要均勻，中心距偏差不超過(guò)±100mm。支架頂梁與頂板平行支角<7°,相鄰支架間不能有明顯錯(cuò)差(不超過(guò)頂梁側(cè)護(hù)板高的2/3),支架不擠不咬，架間空隙不大于200mm。移架時(shí)要保證支架移到位，梁端距依據(jù)采高變化保持在300mm之間；移架過(guò)程中要及時(shí)調(diào)整支架形狀，如發(fā)生倒架咬架等現(xiàn)象，需在移架過(guò)程中及時(shí)(3)推溜要求刮板輸送機(jī)在推移后必須保證成一直線，保證刮板輸送機(jī)平整，不得出現(xiàn)飄溜，凹溜和局部起伏過(guò)大等現(xiàn)象。刮板輸送機(jī)的機(jī)頭機(jī)尾推進(jìn)度保持一致，且必須保持推移步距為0.6m,以確保截深及產(chǎn)量和工程質(zhì)量。推移工作面刮板輸送機(jī)時(shí)，必須距采煤機(jī)底滾筒大于15m進(jìn)行，不得出現(xiàn)急彎、除進(jìn)刀所需外其它地段不準(zhǔn)出現(xiàn)彎曲。若推溜困難時(shí)，不應(yīng)強(qiáng)推硬過(guò)，必須查明原因并中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第53頁(yè)(4)清煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)工作面沒(méi)有超過(guò)100mm的碳?jí)K。清煤工必須滯后移溜10個(gè)架，距采煤機(jī)大于50m,清煤人員必須面向機(jī)尾注意溜子、頂板、煤幫情況，以防發(fā)生意外。(5)對(duì)工作面端頭架支護(hù)的管理工作面機(jī)頭采用1臺(tái)端頭支架，機(jī)尾采用1臺(tái)端頭支架，其滯后普通支架一個(gè)循環(huán)，又因端頭至超前支護(hù)20m段是壓力集中區(qū)，特制訂以下管理措施。移困難，損壞設(shè)備。若支架底座壓住推移桿，必須利用提底千斤將支架底座提起，然后在支架底座下墊順山板梁或柱帽將支架底座墊起。且有戧柱。架棚時(shí)必須四人以上操作，兩人將板梁抬起至一個(gè)梁頭夠高，抬板梁時(shí)必須用雙手拖住板梁下方，在其下支上點(diǎn)柱將板梁打起，然后在梁頭支柱發(fā)現(xiàn)要立即更換。在機(jī)頭架棚時(shí)必須閉鎖三機(jī)(兩個(gè)以上有效閉鎖鍵)并派專(6)采空區(qū)管理采空區(qū)采用自然跨落法處理，若機(jī)頭端頭老塘懸頂面積大于8m2而不垮落，必須將錨索退出，若退出錨索后仍無(wú)法使采空區(qū)頂板跨落必須對(duì)采空區(qū)強(qiáng)制放頂，相應(yīng)措施按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。(7)提高塊率、保證煤質(zhì)的措施②在割煤過(guò)程中一定要掌握好采煤機(jī)速度，保持在合適的速度。③破碎機(jī)錘頭高度保持在150—200mm(8)頂板維護(hù)及礦壓觀測(cè)措施工作面及順槽巷道必須加強(qiáng)頂板維護(hù)，工作面支架能夠超前拉時(shí)必須超前加強(qiáng)維護(hù)，對(duì)于失效錨桿由調(diào)度室安排重新補(bǔ)打，對(duì)于網(wǎng)破地點(diǎn)必須進(jìn)行補(bǔ)網(wǎng)礦壓監(jiān)測(cè)由當(dāng)班班長(zhǎng)及驗(yàn)收員完成，每班班后記錄在礦壓觀測(cè)記錄表上，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第54頁(yè)并交相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。6.1.8循環(huán)圖表、勞動(dòng)組織、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(1)循環(huán)圖表的編制①循環(huán)作業(yè)知，采煤機(jī)的截深為0.6m,所以最終確定本工作面采用雙向割煤的多循環(huán)方式，每一循環(huán)進(jìn)尺0.6m(循環(huán)圖表見工作面割煤→移架→推前溜→放煤→拉后溜→割煤。斜切進(jìn)刀方式不小于30m,截深0.6m。割煤時(shí)采煤機(jī)速度要求適宜，且必須移架：采用及時(shí)移架支護(hù)方式，移架滯后采煤機(jī)后滾筒5-10m追機(jī)作業(yè)，并及時(shí)伸縮前梁，打出護(hù)幫板，需要時(shí)可于采煤機(jī)機(jī)身處移架或拉超前支護(hù)，拉前溜：在移架后順序推移前部輸送機(jī)，滯后采煤機(jī)10-15m左右，其彎曲段長(zhǎng)度不得小于30m,推移步距為0.6m,推前部輸送機(jī)時(shí)必須順序進(jìn)行，眼睛相向操作，推移后溜子必須保證平直。③循環(huán)產(chǎn)量的確定工作面原煤產(chǎn)量的公式為：Ao=L×Vo×M×R×C×C;N.每年工作面生產(chǎn)天數(shù)，取330天；M——煤層厚度，7.1m;C回采工作面回采率，取0.85。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第55頁(yè)C,回采工作面正規(guī)循環(huán)率，取0.95。則工作面推進(jìn)度考慮到在開掘時(shí)在煤層中掘進(jìn)巷道，掘進(jìn)煤量約占工作面產(chǎn)量的10%,所10%——掘進(jìn)出煤率由此可以得出，工作面每天進(jìn)6刀完全可以保證年產(chǎn)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。(2)勞動(dòng)組織I放煤步距由此確定放煤步距為0.6m,即一刀一放。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第56頁(yè)該煤層厚度為7.1m,割煤高度為2.6m,則采放比為：2.6:(7.1-2.6)=1:Ⅲ放煤方式煤損少，可實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。表6-5勞動(dòng)組織表工種一班二班三班四班合計(jì)22228采煤機(jī)司機(jī)22239刮板機(jī)司機(jī)22239轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)11125膠帶機(jī)司機(jī)2223922239222391111411125浮煤清理工444211114巷道修理工66661111422228油脂管理員111141112511114質(zhì)量驗(yàn)收員1111411125⑤工作面噸煤成本回采工作面噸煤成本是最終反映工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的一項(xiàng)綜合指標(biāo)，它包括直接應(yīng)用于工作面的材料費(fèi)、工資費(fèi)、固定資產(chǎn)折舊費(fèi)和電費(fèi)四項(xiàng)，下面按四項(xiàng)費(fèi)用分析計(jì)算噸煤生產(chǎn)成本。I材料費(fèi)(C3)材料消耗費(fèi)用包括坑木費(fèi)用、火藥費(fèi)用、雷管費(fèi)用以及其他材料費(fèi)用，綜中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第57頁(yè)采面材料費(fèi)(C?)一般為5元/噸(見《采煤工作面分冊(cè)》)。工作面工人平均日工資按100元/天計(jì)算，則噸煤工資成本為：=100×0.03=3元/工Ⅲ工作面設(shè)備折舊費(fèi)(C?)原始價(jià)格-殘值+清理費(fèi)服務(wù)年限×330×產(chǎn)量a設(shè)備殘余值按原始價(jià)格的5%計(jì)算；b清理費(fèi)按原始價(jià)格的3%計(jì)算；c服務(wù)年限取10年；d產(chǎn)量按前面計(jì)算的4628t/天計(jì)算。各種設(shè)備的年折舊費(fèi)見表6-6。表6～10設(shè)備名稱型號(hào)折舊費(fèi)(元)液壓支架1前部刮板機(jī)1后部刮板機(jī)1順槽轉(zhuǎn)載機(jī)11順槽皮帶機(jī)1乳化液泵站1隔爆移動(dòng)變電站1采煤機(jī)噴霧泵站1單體液壓支柱a噸煤動(dòng)力用電消耗環(huán)產(chǎn)量，即；循環(huán)產(chǎn)量=L×M×R×d×K(6.12)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文其中電機(jī)總?cè)萘咳?500KW,循環(huán)開動(dòng)小時(shí)數(shù)取1.5小時(shí)代入得：b噸煤照明用電消耗噸煤照明用電消耗=照明用電總功率×循環(huán)照明小時(shí)數(shù)/循環(huán)產(chǎn)量(6.13)式中：照明用電總功率包括工作面及上下順槽照明用電，取200KW,代c噸煤電費(fèi)總消耗式中：?jiǎn)蝺r(jià)取0.40元/KWh則：噸煤電力費(fèi)=0.40×(4.16+0.985)=2.06元/t=11.49元/t⑥工作面效率(2)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表6-7主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第59頁(yè)1煤層厚度m平均2煤層容重平均3工作面走向長(zhǎng)度m平均4工作面傾向長(zhǎng)度m平均5煤層傾角O平均6采煤機(jī)采高m7工作面回采率%8循環(huán)進(jìn)尺m9日循環(huán)進(jìn)刀數(shù)刀6日進(jìn)度m工業(yè)儲(chǔ)量萬(wàn)噸日產(chǎn)量t日出勤人數(shù)人回采工效工作制度四六制(1)綜合機(jī)械化采煤工作面，必須根據(jù)礦井各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)、煤層地質(zhì)條件、煤層厚度、煤層傾角、瓦斯涌出量、有無(wú)自燃發(fā)火傾向和礦編制設(shè)計(jì)，報(bào)告礦務(wù)局總工程師批準(zhǔn)；(2)運(yùn)送、安裝和拆卸液壓支架時(shí)，必須有安全措施，明確規(guī)定運(yùn)送方式、安裝質(zhì)量、拆裝工藝和管理頂板的措施，并指定專人負(fù)責(zé)；(3)綜合機(jī)械化采煤的工作面的煤壁、刮板輸送機(jī)和支架都應(yīng)保持直線。支架間的煤、矸石應(yīng)清理干凈。當(dāng)煤層傾角大于15°時(shí)，液壓支架必須采取防倒、防滑措施。該工作面老頂為厚層難冒頂板，應(yīng)在工作面前放炮松動(dòng)1.5厚(4)采煤機(jī)采煤時(shí)，必須及時(shí)移架。采煤和移架之間的懸頂距離，應(yīng)根據(jù)頂板的具體情況，在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。(5)嚴(yán)格掌握采高，嚴(yán)禁采高超過(guò)支架允許的最大高度，當(dāng)煤層變薄時(shí)，采高不得不小于支架允許的最小采高；(6)綜合機(jī)械化采煤工作面的兩端，應(yīng)使用端頭支架，否則，必須增設(shè)(7)由于工作面的下口裝載機(jī)機(jī)尾安有破碎機(jī)，必須加保護(hù)柵欄，防止中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第60頁(yè)(8)綜合機(jī)械化采煤工作面放炮時(shí)，必須有保護(hù)液壓支架和其它設(shè)備的(9)乳化液的配制、水質(zhì)化驗(yàn)、配比等，必須符合有關(guān)規(guī)定要求，否則該采區(qū)開采單一煤層，煤層厚度為7.1m,且煤層硬度為f=0.5-1,屬于軟煤層，將區(qū)段平巷沿底板布置在煤層中，為了盡量減少區(qū)段平巷的變形，區(qū)段平巷采用留煤柱沿空掘巷的方法。區(qū)段平巷基本上沿著煤層底板等高線布置，但區(qū)段上下兩個(gè)平巷必須保持直線，并且要相互平行，以保證工作面長(zhǎng)度的穩(wěn)定。同時(shí)，為了隔離采空區(qū)，防止煤層自燃發(fā)火，在下區(qū)段沿空掘巷時(shí)，留9m區(qū)段平巷均采用矩形斷面，錨網(wǎng)支護(hù)。為了減輕動(dòng)壓對(duì)巷道的影響，保證工作面順利向前推進(jìn)，根據(jù)本工作面超前動(dòng)壓的影響范圍，對(duì)工作面安全出口40.2m范圍內(nèi)進(jìn)行超前支護(hù)，由于上下平巷為采用錨桿支護(hù)的矩形巷道，頂板壓力比較大，故超前支護(hù)形式為在巷道內(nèi)側(cè)設(shè)以單體液壓支柱作腿，礦用工字鋼作梁的加強(qiáng)支護(hù)。其巷道斷面見工作面布置層面圖。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第61頁(yè)7井下運(yùn)輸(1)礦井生產(chǎn)能力150萬(wàn)t(2)礦井工作制度四六制