五陽煤礦78采區(qū)設計畢業(yè)設計

潞安職業(yè)技術學院2011級畢業(yè)設計（論文）PAGE摘要五陽礦位于潞安礦區(qū)東北部。屬黃土高原的低山丘陵地采，地勢較為平坦，呈南高北低。大多為黃土所覆蓋，局部零星出露中奧陶系地層及二疊系地層，沖溝發(fā)育。最高點位于南文王山北斷層附近，海拔為﹢945.50m，最低點位于漳河河谷，海拔﹢854.00m，最大高差為91.50m。本設計截取五陽煤礦78采區(qū)的一部分進行設計，設計生產(chǎn)能力為1.0Mt∕a。井田內(nèi)的煤層主要分布在二疊系下統(tǒng)的山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。共含煤13層，包括可采煤層2層，大部可采煤層1層，局部及偶爾可采10層，總厚度13.31m，含煤系數(shù)8.17%；其中3#、15#煤層為采礦證批準開采的煤層，本次均對其儲量進行了估算，平均總厚度8.62m，可采含煤系數(shù)5.07%。根據(jù)煤層賦存情況，設計確定采用走向長壁后退式綜采放頂煤采煤法。目錄TOC\o"1-4"\h\z\u前言 1第一章礦井概況 3第一節(jié)礦區(qū)概述 3一、地理位置及交通條件 3二、地形地貌及河流 3三、氣象條件 4四、地震情況 4五、礦井周邊小煤窯情況 4第二章采區(qū)地質(zhì)特征 6第一節(jié)井田地質(zhì)特征 6一、地層地質(zhì)構造 61.斷層 62.陷落柱 73.節(jié)理裂隙 84.河流沖刷 85.構造復雜程度 9二、煤層和煤質(zhì) 101、煤層 102、煤質(zhì) 10三、水文地質(zhì)概況 131.礦井涌水點概況 132.涌水量計算及結果 14四、其他開采技術條件 141.頂?shù)装宓刭|(zhì)特征 142.瓦斯、煤塵和煤的自然 153.地溫地壓 164.環(huán)境地質(zhì) 16第三章采煤方法及采區(qū)巷道布置 19第一節(jié)采區(qū)地質(zhì)條件與采煤方法的選擇 19一、采區(qū)位置 19二、采煤方法的選擇 19三、采煤工藝與機械配備 201、采煤工藝 20第二節(jié)采區(qū)巷道布置和要素 21一、采區(qū)布置方式方案 22二、綜放工作面布置 23三、方案的比較與選擇 23第三節(jié)回采工藝與勞動組織 24一、投產(chǎn)工作面概況 24二、回采工藝 24三、支護控制 25四、勞動組織 25第四章采區(qū)運輸、防排水與供電 27第一節(jié)運輸系統(tǒng)和運輸方式 27一、運輸系統(tǒng) 27二、煤炭運輸 27三、輔助運輸 28第二節(jié)運輸設備 28第五章采區(qū)通風與安全 28第一節(jié)概況 28一、瓦斯 28二、煤塵 29三、煤層自燃傾向性 29第二節(jié)風量的計算 29一、日產(chǎn)量及瓦斯情況 29二、礦井風量計算 29第三節(jié)礦井通風系統(tǒng)和風量分配 33一、通風方式及通風系統(tǒng) 33二、風量分配 33第四節(jié)礦井負壓、等積孔和扇風機 33一、扇風機 33二、礦井負壓 34三、礦井等級孔 34第五節(jié)安全生產(chǎn)技術措施 35一、煤塵爆炸的防治措施 35二、水災預防措施 36三、火災預防措施 37四、頂板事故預防措施 37第六章采區(qū)巷道規(guī)格及支護方式 39第一節(jié)回采巷道布置 39采區(qū)巷道布置 39第七章采區(qū)設備選型及計算 40第一節(jié)設備選型計算 40一、主要機械設備選型 40第八章主要技術經(jīng)濟指標 46參考文獻 50中國礦業(yè)大學（北京）2008級本（專）科生畢業(yè)設計（論文）PAGE2PAGE2前言潞安礦區(qū)位于太行山中段西側(cè)，長治盆地之西部。隸屬的五陽井田位于礦區(qū)東北部?？v觀其地貌特征，屬黃土高原的低山丘陵地采，地勢較為平坦，呈南高北低。大多為黃土所覆蓋，局部零星出露中奧陶系地層及二疊系地層，沖溝發(fā)育。最最高點位于南文王山北斷層附近，海拔為﹢945.50m，最低點位于漳河河谷，海拔﹢854.00m，最大高差為91.50m。本井田主要河流為濁漳河西源和南源，屬海河流域漳河水系，濁漳河南源由南而北經(jīng)井田南部，其支流有絳河、嵐水、淘清河等。濁漳河由西向東流入井田北緣，其支流有淤泥河，南、西二源在井田中央與西源匯合后，由南而北穿越井田，至襄垣城東與濁漳河北源匯合流出五陽井田。本設計截取五陽煤礦78采區(qū)的一部分進行設計，設計生產(chǎn)能力為1.0Mt∕a。設計中存在的問題：地質(zhì)報告基本能滿足礦井設計的要求，但在本次設計中存在以下問題，需要進一步補充和完善：1.井田周圍眾多的小煤窯破壞區(qū)和采空區(qū)范圍與目前實際情況可能有變化，應進一步核實；2.由于地質(zhì)資料中對儲量、涌水量的估算仍采用舊的標準，可能在實際掘進過程中有變化，應進一步加強管理。3.由于學習過程中對知識的掌握程度不夠全面，以及實際工作中的知識面僅局限于礦井回采、掘進設計，使本設計中存在不少漏洞和不足，希望各位專家及指導老師提出批評意見及建議。

第一章礦井概況第一節(jié)礦區(qū)概述一、地理位置及交通條件榆黃公路自本井田穿過，西距208國道1km。五陽煤礦距襄垣城約3km，距長治市約215km。潞安礦區(qū)的公路網(wǎng)連接著整個礦區(qū)，礦區(qū)至長治、太原等地均有汽車相通，交通“四通八達”。二、地形地貌及河流潞安礦區(qū)位于太行山中段西側(cè)，長治盆地之西部。隸屬的五陽井田位于礦區(qū)東北部?？v觀其地貌特征，屬黃土高原的低山丘陵地采，地勢較為平坦，呈南高北低。大多為黃土所覆蓋，局部零星出露中奧陶系地層及二疊系地層，沖溝發(fā)育。最高點位于南文王山北斷層附近，海拔為﹢945.50m，最低點位于漳河河谷，海拔﹢854.00m，最大高差為91.50m。本井田主要河流為濁漳河西源和南源，屬海河流域漳河水系，濁漳河南源由南而北經(jīng)井田南部，其支流有絳河、嵐水、淘清河等。濁漳河由西向東流入井田北緣，其支流有淤泥河，南、西二源在井田中央與西源匯合后，由南而北穿越井田，至襄垣城東與濁漳河北源匯合流出五陽井田。三、氣象條件本區(qū)屬暖溫采大陸氣候。年平均氣溫8.9℃，月平均最低氣溫-6.9℃（一月），最高氣溫22.8℃（七月）。年降水量為414—917mm，年平均為583.9mm。年蒸發(fā)量為1493.8—1996.6mm，年平均為1731.84mm。降水量多集中在7、8、9、三個月。日最大降水量為109.7mm（1972年7月7日）。風向多為西北風，最大風速為14—20m∕s。凍土期為每年11月至次年4月，最大凍土層深度為55cm。四、地震情況據(jù)GB18306-2001圖A《中國地震峰值加速度區(qū)規(guī)劃圖》，本區(qū)為6級烈度區(qū)。五、礦井周邊小煤窯情況據(jù)五陽礦現(xiàn)有的資料，目前井田內(nèi)共有小煤礦31座。其中已關閉16座，在采15座。小煤礦多分布于井田的北、東及東南部邊緣地采。從其分布的位置和五陽礦目前的開采情況看，只要小煤礦嚴格按照圈定的礦界開采，均不會對大礦的安全生產(chǎn)構成直接的影響。城關鎮(zhèn)興莊煤礦、城關鎮(zhèn)聯(lián)營煤礦、金星煤礦、西關。村煤礦、王家莊煤礦分布在小黃莊斷層以北的區(qū)域，均開采山西組3#煤層。由于小黃莊斷層的天然阻隔，其開采對本礦的安全生產(chǎn)不會構成威脅。東山煤礦、東山底紅星煤礦、蘆溝村煤礦、西山底聯(lián)礦、天倉煤礦、大道二坑煤礦、七五礦二坑口、崔家莊煤礦、襄林煤礦、果園村軍辦煤礦等位于五陽礦報廢空采區(qū)內(nèi)，除蘆溝村煤礦（以關閉）開采太原組3#煤層外，其余礦均開采山西組3#煤層。只要小煤礦不越界開采也不會對礦井的安全生產(chǎn)造成影響。另外城關鎮(zhèn)十字道煤礦地處小黃莊斷層以南緊靠小黃莊斷層的部位，開采山西組3#煤層。從目前的情況看，若小煤礦不越界開采同樣也不會影響大礦的安全生產(chǎn)。但從以往的情況看，小煤礦越界開采比較嚴重，并且時有發(fā)生，給大礦的安全生產(chǎn)造成了很大的麻煩。如1988年五陽煤礦的井下特大透水事故就是因為小煤礦的越界開采造成的。因此，在以后對小煤礦的管理中要接受這血的教訓，對小煤礦嚴格管理，形成定期檢查制度，發(fā)現(xiàn)問題，及時解決，排除隱患，防患于未然，確保大礦的安全生產(chǎn)。第二章采區(qū)地質(zhì)特征第一節(jié)井田地質(zhì)特征一、地層地質(zhì)構造五陽井田屬潞安礦區(qū)。潞安礦區(qū)位于華北地臺山西臺背斜，沁水煤田中東部邊緣。地層發(fā)育與華北地臺其它地區(qū)一樣，結晶基底為太古界、下遠古界地層，其上發(fā)育了寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、下石炭系、白堊系、下第三系等地層。區(qū)域內(nèi)個時代地層均有。五陽井田所在地層地質(zhì)構造存在以下幾個特點：1.斷層在褶皺形成的過程中，由于背斜軸部張引力的作用，發(fā)育有高度角正斷層，構成地壘、地埑構造，它們是五陽井田常見的斷層組合形式，直接控制和影響含煤巖系的分布、發(fā)育規(guī)律和煤層開采。井田控制性斷層從北向南：西川正斷層、王家莊正斷層、小黃莊正斷層、崔家莊3#、2#、1#正斷層、文王山北正斷層落差均大于100m，落差在100—10m的中型斷層有：東南上正斷層、倉上1#、2#正斷層、西王橋正斷層、南峰正斷層、西大巷正斷層、果園正斷層、東周正斷層等。詳見報告附表一。區(qū)內(nèi)共有揭露大小斷層198條：其中正斷層195條、逆斷層3條。按落差大小統(tǒng)計：大于50m斷層11條，大于10m小于50m斷層27條，1—5m斷層81條，小于1m斷層62條。均不同程度的影響生產(chǎn)。除個別逆斷層外，均為高角度正斷層，斷層傾角65°—85°一般為70°—75°。斷層延伸方向分兩組，其中主要一組為NEE向，常在N60°—85°E；另一組為NE向，常在N45°—50°E之間。2.陷落柱五陽井田內(nèi)巖溶陷落柱較發(fā)育，從目前鉆探和生產(chǎn)資料來看，巖溶陷落柱主要集中在天倉向斜軸兩側(cè)，共發(fā)現(xiàn)51處，其中井下揭露42處，鉆孔揭露2個，電法勘探發(fā)現(xiàn)7處，橫截面大多呈橢圓行，長短軸比一般為20:17，長軸多垂直于底板等高線，即與構造線方向近垂直，短軸則平行于構造線方向。柱體截面大小不一，最大可達97750㎡一般為4400㎡，接觸面呈鋸齒狀，常以75°—85°傾角的反漏斗狀向深部延伸。已揭露的陷落柱多在403—450水平，因大部分處在奧灰水位之上，所以一般無水。從揭露的陷落柱分析，具有以下特征：①陷落柱密集分布于天倉向斜軸附近約600m的范圍內(nèi)，與向斜軸中和面以下的拉張性破碎采有關，有利于地下水的流動及巖石崩塌而形成陷落柱。②陷落柱長軸方向多與向斜軸垂直，這與拉張斷裂有關，在平面上陷落柱相對密集。③陷落柱附近常伴有小斷層，如6#與25#陷落柱。④陷落柱接觸面呈鋸齒狀。⑤柱體內(nèi)巖性雜亂無章，大小不等，產(chǎn)裝不好，巖性膠結不好。⑥陷落柱個別滲水，如25#陷落柱，打鉆微滲水，27#、28#陷落柱漏水，特別是6#陷落柱1984年發(fā)生突水。⑦陷落柱相對下沉距離為30—80m。⑧柱體內(nèi)掘進巷道壓力大，易發(fā)生底鼓，如2#陷落柱。⑨南-16鉆孔在420m揭露陷落柱，上段420—496m，軟巖層較破碎，破碎層段巖芯采取率82%，496m以下巖芯產(chǎn)狀明顯紊亂，傾角30°—90°不等，說明重力下流作用較大。⑩沿陷落柱接觸采煤層變得破碎、松軟，其產(chǎn)狀變化不大。在地形、地貌上無明顯特征。3.節(jié)理裂隙井田內(nèi)常見和斷裂方向一致的兩組裂隙，一組為北70°—80°東，另一組為北90°—120°東，夾角30°—40°，多呈隱裂隙和閉口裂隙。風化裂隙在基巖風化面35m—40m深度內(nèi)很發(fā)育，多以開口狀出現(xiàn)，裂隙面呈緩波狀，有時平直光滑，裂隙采多被一些泥質(zhì)充填。4.河流沖刷井田內(nèi)河流原生沖刷在3#煤層中上部，巖性多為中粒灰白、灰黑色砂巖，呈不規(guī)則包裹于煤層中，其特點是煤層偽頂板及底板正常，煤層結構正常，在東三、東二、東四采區(qū)均可見到。后生沖刷在煤層上部常見偽頂，直接頂被河床、河漫灘沖刷，沉積有中細粒砂巖和砂質(zhì)泥巖，含少量植物化石，具層理。其特點是：面積大，頂板薄，無偽頂，頂板巖性多為砂巖，在東二、東三、東四采區(qū)均可見到。5.構造復雜程度綜上所述，影響本井田煤層構造復雜程度的因素主要為斷層和褶皺，陷落柱和河流沖刷次之，節(jié)理裂隙一般對巷道支護方式和支護參數(shù)的選擇影響較大，不會對煤層開采有大的影響。到目前為止，井田內(nèi)發(fā)現(xiàn)落差大于50m的斷層11條，10—15m的斷層17條，密度為0.35條／k㎡；小于10m的斷層有170條，密度為2.15條／㎡；總計198條。向、背斜6條，軸向為北東東。以上構造分布和產(chǎn)狀有一定規(guī)律。井田內(nèi)發(fā)現(xiàn)陷落柱50個，密度為0.63個／k㎡，分布較有規(guī)律。井下煤層附近偶見河流沖刷現(xiàn)象。通過以上分析，依據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》，確定井田構造復雜程度為中等。二、煤層和煤質(zhì)1、煤層（1）含煤性井田內(nèi)的煤層主要分布在二疊系下統(tǒng)的山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。共含煤13層，包括可采煤層2層，大部可采煤層1層，局部及偶爾可采10層，總厚度13.31m，含煤系數(shù)8.17%；其中3#、15#煤層為采礦證批準開采的煤層，本次均對其儲量進行了估算，平均總厚度8.62m，可采含煤系數(shù)5.07%。2、煤質(zhì)（1）煤的物理性質(zhì)3#煤：為黑色，細中條采狀結構，層狀構造，條痕色為黑色，強玻璃光澤，裂隙較發(fā)育，呈階梯狀或貝殼狀斷口。經(jīng)取樣測試3#煤視相對密度為1.35、1.41；散密度為849—950千克每立方米；安息角為37.2—37.3度；摩擦角為20—24度。15#煤：為黑色，細中條采狀結構，層狀構造，條痕色為黑色，金剛光澤，裂痕發(fā)育，呈階梯狀或參差狀斷口。經(jīng)取樣測試15#煤視相對密度為1.40和1.42.（2）煤巖特征①宏觀煤巖特性：3#煤：煤巖組分以亮煤為主，暗煤次之，夾少量鏡煤及絲炭條采。煤巖類型以半亮型為主，半暗型次之。15#煤：煤巖組分以亮煤為主，暗煤次之，夾鏡煤條采和絲炭透鏡體，含黃鐵礦結核。煤巖類型以半亮型為主，半暗型次之。②顯微煤巖特征：各煤層的顯微煤巖資料不多，根據(jù)南-14號孔煤芯樣，3#煤的顯微煤巖特征：有機組分以鏡質(zhì)組為主，惰質(zhì)組次之，無極組分以粘土類為主，見硫化鐵類，粘土類呈透鏡狀、浸染狀，硫化鐵類的黃鐵礦呈顆粒狀，偶見次生方解石。（3）煤的化學性質(zhì)根據(jù)核查地質(zhì)報告，主要開采的3#煤層煤質(zhì)特征如下：3#煤層Ⅰ工業(yè)分析水份：原煤0.75-0.90%，平均0.79%?；曳荩涸?5.31-25.61%，平均19.93%。揮發(fā)份：原煤18.64-20.45%，平均19.36%。Ⅱ有害成分硫份：原煤0.31-1.06%，平均0.49%。Ⅲ工藝性能發(fā)熱量：原煤34.36-35.58MJ/kg。膠質(zhì)層厚度：9.1-12.6mm，平均11.1mm。羅加指數(shù)：47.40-90.41%，平均62.47%。體積曲線：呈微波狀和平緩下降。Ⅳ焦渣特征粘結性多為4-5.（4）可選性據(jù)核查地質(zhì)報告資料，用分選比重±0.1含量法，對2號煤層按五個、三個假定灰分要求分別進行可選性評價，分選比重為1.50±0.1，可選性分別達“易選”和“中等可選”，分選比重為1.85±0.1，可選性分別達“極易選”，詳見下表3#煤層可選性評價表假定精煤灰分理論分選比重精煤理論產(chǎn)率±0.1含量可選性等級8.01.43756.948.9極難選9.01.49865.740.3極難選10.01.4271.034.65難選11.01.5077.511.95易選12.01.81579.48.8極易選（5）煤類的分布在平面的分布上3#煤以瘦煤和貧煤為主，次為貧煤；15#煤以貧煤為主，少量貧瘦煤。（6）煤的工業(yè)用途評述根據(jù)各煤層特征和煤的化學工藝性質(zhì)對煤的工業(yè)用途評述如下：3#煤為低灰、特低硫、低磷、特高熱值、較高軟化溫度灰、極易磨、高熱穩(wěn)定性中等易選的貧煤、貧瘦煤、瘦煤。其中貧煤可廣泛用于電力、冶金、高爐噴吹、氣化、化工、建材等行業(yè)；貧瘦煤、瘦煤可作煉焦配煤。15#煤為中灰、中硫、中高硫、低磷、特高熱值、較高軟化溫度灰的貧煤、貧瘦煤、洗選脫硫后是良好的動力或工業(yè)用煤及民用燃料，煤的工業(yè)用途綜合評價見表。三、水文地質(zhì)概況1.礦井涌水點概況正常采掘活動中的涌水量變化受下列因素影響：（1）巷道掘進過程中，受含水層富水性影響，如穿越富水性強的含水層時涌水量會增大：（2）在3#煤層回采過程中，受工作面所處的水文地質(zhì)環(huán)境影響。如在應力集中采，即頂板破碎采較高處，涌水量也會增大。五陽礦發(fā)生重大突水事故水源可分為：地表上，如河流、山洪；老空水和強含水層中的水。而沖水通道也分為三類，一是地面水源經(jīng)倒水構造—斷層、裂隙和小煤窯直接灌入井下。五陽礦地質(zhì)條件復雜，地面濁漳河與淤泥河交匯于礦區(qū)內(nèi)，再加上區(qū)內(nèi)小煤窯星羅棋布，并且常和五陽礦的井下工程貫通。如有兩次突水都是地面山洪經(jīng)小窯直接灌入井下而造成；二是舊巷道。因歷史原因，一些老窯、空巷無資料可查，在井下巷道掘進中極易揭露這些巷道，從而導致突水事故發(fā)生，如東二皮帶巷和7511回風巷的突水；三是采掘揭露強含水層。如東四石門開鑿時，因揭露K4灰?guī)r強含水層而導致的突水。2.涌水量計算及結果根據(jù)以上分析，該礦井目前需要計算的礦井涌水量是+600水平的水量，再對+760水平的水量計算已失去了意義。因此如果用礦井總涌水量作為比擬法相關因素計算，其結果將會有很大偏差；另外，在用其他方法來預算涌水量時，如果依然沿用很早以前的相關參數(shù)，使得預計礦井涌水量與實際也會有很大偏差，而不能正確指導礦井生產(chǎn)。四、其他開采技術條件1.頂?shù)装宓刭|(zhì)特征五陽礦區(qū)目前主要采煤層為3#煤層。原礦區(qū)加上南峰擴大區(qū)，總面積約為48k㎡。從鉆孔柱狀統(tǒng)計看，3#煤頂板大致可分為：偽頂、直接頂及老頂。局部直接頂與老頂合并；而直接底和老底穩(wěn)定，只局部發(fā)育有偽底。該井田頂、底板為一套砂巖、泥巖與砂質(zhì)泥巖互層巖性。據(jù)調(diào)查3#煤層頂板初次來壓步距為16—17m、周期來壓步距為8—10m.以往地質(zhì)工作者在五陽煤礦原采區(qū)內(nèi)做了大量工作。根據(jù)煤炭部《關于緩傾斜煤層工作面頂板分類方案》，基本上將原井田頂板定性為Ⅱ級Ⅱ類頂板。在南峰擴大區(qū)進行補充勘探時，分別對南—12、南—14和南—47等三個鉆孔3#煤層頂?shù)装鍘r石取樣15組，并做了力學性質(zhì)試驗3#煤層泥巖頂板的平均單向抗壓強度為38.6—51.9Mpa，細粒砂巖頂板的平均單向抗壓強度為57.0—74.1Mpa；而3#煤層泥巖底板的平均單向抗壓強度為30.6—56.4Mpa，平均單向抗拉強度為2.23Mpa；砂質(zhì)泥巖底板的平均單向抗壓強度為38.9Mpa；細沙砂巖底板的平均單向抗壓強度為57.6—68.2Mpa，平均單向抗拉強度為2.52—2.56Mpa。2.瓦斯、煤塵和煤的自然（1）瓦斯五陽煤礦2003年按照《煤礦安全規(guī)程》的要求，又對3#煤層礦井瓦斯等級及二氧化碳進行鑒定，瓦斯相對涌出量為8.99m3/t，二氧化碳相對涌出量4.81m3/t，屬于低瓦斯礦井，從近6年的礦井瓦斯及二氧化碳涌出量的情況統(tǒng)計，可以看出礦井瓦斯涌出量較小，但是由于受各種因素的影響瓦斯賦存極不均衡，局部地方瓦斯涌出量仍然較大，存在高瓦斯區(qū)，如76采區(qū)瓦斯涌出量曾達到23m3/min，為高瓦斯區(qū)。（2）煤塵和煤的自燃3#煤層分別在1996年的補充勘探以及2001年、2004年76采區(qū)取樣作了煤塵爆炸性和自燃傾向性試驗，結果見表。鑒定結果表明：3#煤層煤塵具有爆炸性，屬于易自燃煤層，但局部區(qū)段3#煤層有可能產(chǎn)生日燃。3.地溫地壓該礦在勘查期間和開采過程中均未進行過測溫工作，且已往報告也未提過該礦地溫情況。故推斷其井下溫度不會偏高，即屬于溫度正常區(qū)，目前應無熱害威脅。4.環(huán)境地質(zhì)五陽礦是年產(chǎn)百萬噸以上的大礦，經(jīng)過幾十年的開采后勢必會對周圍的地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生較大的影響，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）采礦對地下水的影響五陽礦作為一個獨立的水文地質(zhì)單元，其區(qū)域內(nèi)有淤泥河和濁漳河兩條河流，經(jīng)多年的氣象觀測資料顯示，該地區(qū)多年來蒸發(fā)量大于降水量。因此該區(qū)淺層地下水主要由河流補給及區(qū)外補給，采區(qū)回采后會造成地面沉降，使得3#煤層以上各含水層底部的隔水層下滲透能力增強。該礦近十余年的礦坑排水量較大，一段時間后就會形成以采區(qū)為中心的降落漏斗，使得各含水層水位降低，區(qū)外地下水及河流補給量增加。因此，區(qū)內(nèi)地下水就會不同程度的受區(qū)外工業(yè)廢水的污水影響。（2）地面沉降地面沉降是煤礦生產(chǎn)必然采來的后果，其沉降量與采空面積、覆蓋厚度、采厚、采煤方法及回采工藝、地質(zhì)構造等有關。同樣，五陽礦的多年采掘活動也會在地表造成大面積的沉降。該礦未來的采厚與采深比將在60—100之間，采區(qū)地面將很可能會出現(xiàn)地面變形及沉降，因此在將來的采掘活動中，應合理留設保安煤柱，以便保護地面建筑，同時還應加強地面監(jiān)測工作，找出采掘與地面沉降關系，盡可能科學管理，最大限度減少損失。（3）煤矸石的排放與堆積煤矸石是煤礦生產(chǎn)的負面產(chǎn)品，多年來煤矸石都是自然堆放在礦區(qū)附近，在日然堆放的條件下，矸石會釋放出大量的二氧化硫及瓦斯等有害氣體，從而污染附近空氣，另外在降雨溶解和淋濾作用下，矸石走中的有害元素如硫、砷、氟等元素會隨雨水進入地表或地下，對地下水和周邊地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生一定影響，并間接輻射其它建筑物。針對以上情況建議采取以下措施：①加強對煤矸石的綜合利用，減少堆積量，從而減輕其對環(huán)境的影響；②設置防護采，最大限度地減少其對周邊環(huán)境的影響；③對矸石堆放地進行勘察，并留足防護采。對易入滲地采，進行專門防護處理。以減少對地下水的污染。（4）礦井水的排放如果礦井水不經(jīng)過處理而直接排放于地表河流，將會對地表水和淺層地下水產(chǎn)生嚴重污染。目前該礦已經(jīng)對部分礦井水進行了處理，并將用于生產(chǎn)和生活，有效減少了礦井水對環(huán)境的污染。第三章采煤方法及采區(qū)巷道布置第一節(jié)采區(qū)地質(zhì)條件與采煤方法的選擇一、采區(qū)位置本設計的采區(qū)位于井田東部第一水平，北以氧化采保護煤柱為界，西以工業(yè)廣場為界，南以一水平大巷保護煤柱為界，東部以六二采區(qū)為界。該采區(qū)南北傾向平均長約2003m，東西走向平均長約1420m，首采采區(qū)垂直高約為200m。二、采煤方法的選擇合理的采煤方法是建設高產(chǎn)高效礦井的關鍵。影響采煤方法的因素有很多，概括起來主要有地質(zhì)構造、煤層埋深、煤層賦存狀況、煤層厚度及硬度、煤層結構、頂?shù)装鍡l件、煤質(zhì)條件及礦井生產(chǎn)能力等。該礦地質(zhì)報告提供的3#煤層厚度為6.93m，煤層穩(wěn)定厚度大，全井田可采，含1-2層夾矸，結構簡單，煤層頂板為黑色泥巖，底板為泥巖砂質(zhì)泥巖，屬穩(wěn)定型煤層。該礦井煤層瓦斯含量低，屬低瓦斯礦井，屬自燃煤層，煤塵具有爆炸危險性；地質(zhì)構造和水文地質(zhì)條件簡單，從煤層賦存及開采技術條件分析，較適宜采用機械化開采，結合目前國內(nèi)外厚煤層開采的成熟經(jīng)驗，本次設計推薦適合本礦井3#煤層開采的采煤方法為綜采放頂煤采煤法。綜采放頂煤采煤法的優(yōu)點：（1）、3#煤層厚度適中，頂板冒放性較好，煤層節(jié)理裂隙較發(fā)育，有利于放頂煤。（2）、放頂煤開采與分層開采相比，回采巷道簡單，工程量少。（3）、每個工作面比普通分層開采多1-2個出煤點，有利于提高工作面勞動效率。（4）、搬家次數(shù)少，工作面安裝撤出費用省，采掘銜接容易，配備掘進隊伍少。（5）、工作面部分產(chǎn)量基本上是依靠地壓破煤，自重放煤，噸煤電耗低，生產(chǎn)成本低。（6）、開采技術先進、工藝成熟。綜采放頂煤工藝經(jīng)過多年的應用，技術上已經(jīng)成熟，其工藝簡單，操作方便。隨著國家要求提高資源回收率的政策扶植，同類開采條件的礦井普遍采用綜采放頂煤工藝，該技術經(jīng)過多年的生產(chǎn)實踐已經(jīng)證明是適合厚煤層開采的首選工藝。三、采煤工藝與機械配備1、采煤工藝采面工作面采用采煤機割煤，放頂煤支架放煤，可彎曲刮板輸送機運煤。采煤機雙向割煤，割一刀放一次頂煤，循環(huán)回采工序依次為割煤、移架、推前溜、放煤、拉后溜。割煤與放煤平行作業(yè)。采煤機采用端頭斜切進刀方式，放煤方法為單輪間隔放煤法。具體工藝流程如下：（1）、采煤機割煤：采煤機首先端頭斜切進刀，至要求截深后，下方前滾筒，同時抬起后滾筒回割三角煤，然后前后滾筒復原開始割煤。前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤。（2）、運煤：回采工作面裝備可彎曲刮板輸送機運煤，在工作面端頭配備轉(zhuǎn)載機將工作面運出的煤轉(zhuǎn)載至順槽可伸縮膠帶運輸機上。（3）、移架：在采煤機割煤后3-5架開始移架，為了保證工作面暴露頂板及時支護，工作面采用及時支護方式。（4）、移溜：在輕型放頂煤支架及時移架后，退移工作面前部刮板輸送機，放頂煤后，滯后支架10-15m拉移后部刮板輸送機。（5）、放頂煤：工作面運轉(zhuǎn)正常后，即可進行放頂煤作業(yè)，放頂煤前，要先調(diào)整后部位置，使刮板輸送機處于有利于放煤的工作狀態(tài)，排頭、排尾架不放頂煤，放煤方式為單輪間隔放煤。放頂煤時，當矸石量占放出物1/3時，即停止放煤，遇大塊煤放不出時，反復伸縮插板，小幅度上下擺動尾梁，使底煤破碎后順利放出。各放煤口及轉(zhuǎn)載點設噴霧灑水裝置。第二節(jié)采區(qū)巷道布置和要素一、采區(qū)布置方式方案本設計的采區(qū)位于井田東部第一水平，北以氧化采保護煤柱為界，西以工業(yè)廣場為界，南以一水平大巷保護煤柱為界，東部以六二采區(qū)為界。該采區(qū)南北傾向平均長約2003m，東西走向平均長約1420m，首采采區(qū)垂直高約為200m方案一由于本采區(qū)內(nèi)僅采區(qū)東部邊界處有一村莊，該村莊相對壓煤量比較少，考慮該村莊部分搬遷費用過大，故對該村莊邊界留有40m安全煤柱。沿3號煤層布置的東回風大巷和東運輸兩條開拓大巷，大巷之間留設安全煤柱40m沿2號煤層在距井底車場900m處垂直東回、東運輸大巷南北方向平行布置采區(qū)巷道，即南上山運輸和回風、北下山運輸和回風。北下山回風、運輸和南上山回風、運輸巷道之間留設40m的安全煤柱。垂直于南回風巷和南運輸巷東西方向布置一個405綜放工作面，回采工作面推進方向為由東向西。本方案布置詳圖見附圖一 方案二：開拓巷道布置東運輸大巷和東回風大巷，兩條開拓巷道均延伸至井田東部安全煤柱處，垂直于東運輸大巷和東回風大巷直接布置回采工作面，工作面推進方向由北向南或由南向北。本方案布置詳圖見附圖。二、綜放工作面布置綜放工作面由一條運輸順槽和一條回風順槽及工作面組成，采區(qū)巷道全部采用梯形斷面，礦用工字鋼支護。該采區(qū)同時布置一個回采工作面和兩個綜掘工作面，即可滿足設計產(chǎn)量和使工作面能夠正常銜接。三、方案的比較與選擇方案一的優(yōu)點是：（1）開拓布局合理，能最大限度的提高煤炭回收率。（2）絕大部分工作面可布置850—900m的回采工作面，工作面壽命長，大大減小工作面的搬遷次數(shù)，適宜高產(chǎn)高效工作面的大推進度。（3）對新批復的礦井資源進行長遠的合理開發(fā)利用。方案一的主要缺點：采區(qū)巷道系統(tǒng)增加一個運輸環(huán)節(jié)。方案二的主要優(yōu)點：（1）巷道掘進工程量少，巷道工程投資少，移交達產(chǎn)工作面投產(chǎn)早，見效快。（2）生產(chǎn)系統(tǒng)簡單，占用設備少。方案二的主要缺點：（1）工作面推進長度短，工作面壽命短，工作面搬遷次數(shù)頻繁。（2）不能為北下山開拓布置采區(qū)做出整體規(guī)劃，造成后期布置采區(qū)難度大。四.、通過對上述方案的比較，方案一的優(yōu)點突出，能為全礦井后期服務做出長期規(guī)劃，明顯優(yōu)于方案二。本設計推薦方案一，根據(jù)本采區(qū)內(nèi)煤層賦存情況、開采條件、選定的設備性能及礦井設計生產(chǎn)能力等因素，確定回采工作面長度為180m，回采工作面日循環(huán)3次，月推進度108m第三節(jié)回采工藝與勞動組織一、投產(chǎn)工作面概況該設計投產(chǎn)工作面為78工作面，本工作面采用長壁后退式低位放頂煤一次采全高的綜合機械化開采方法，全部跨落法管理頂板。工作面運輸、回風順槽均為900m，工作面長度180m，兩順槽均采用工字鋼支護。二、回采工藝1、采煤工藝割煤—裝煤—移架—推前部溜—放頂煤—拉后溜—轉(zhuǎn)載機推移—縮皮帶機尾—走電器列車—兩巷搬遷絞車2、采高3.1m，房頂2.5m，低位放頂一次采全高，循環(huán)進度0.6m。3、采煤機進刀順序描述初采初放：當工作面推至15—20m或頂板已全部跨落且壓力大于20Mpa時方可放煤、放煤循環(huán)步距0.6m，即采煤機割一刀放一次頂煤，采用采放平行交替作業(yè)的方式。割煤采用斜切進刀方式，采煤機在機頭（尾）處插到，滾筒必須割夠20架，兩滾筒全部切入媒體后，方可推進機頭(尾)，然后調(diào)換前后滾筒上下關系向機尾（頭）割煤，接著順利移架、頂溜、清理浮煤。機組上下運行時，按運行方向前滾筒始終割上刀煤，后滾筒割下刀煤。三、支護控制本工作面采用液壓支架支護，中間架為ZFS6100/21/33型，共113架，端頭架組為ZFSD5600(3500+2100)/22/35型，共1架，過度架（即機尾架）為ZFSG6800/22/33型，共6架，采面共120架。四、勞動組織勞動組織見勞動組織附表勞動組織表工種一班二班三班檢修班合計綜采隊長1副隊長1113采煤司機22217支架工44412清煤工44412超前工44412轉(zhuǎn)載機司機1113煤溜司機電工2226泵工1114電工11114驗收員11114液檢工11114采煤機修理工22228支架檢修工11124三機修理工45總計2525251389第四章采區(qū)運輸、防排水與供電第一節(jié)運輸系統(tǒng)和運輸方式一、運輸系統(tǒng)1、煤——運輸順槽——南上山運輸大巷——東運輸大巷——井底煤倉——主斜井——地面儲煤場。2、料——副井——井底車場——東回風大巷——南回風大巷——7805回風順槽→工作面附：運輸系統(tǒng)示意圖二、煤炭運輸根據(jù)井田開拓方式及煤層賦存條件，大巷運輸方式采用膠帶輸送機，帶式輸送機還具備以下優(yōu)點：1、運輸巷道允許稍有起伏不平的狀況，適應多開煤巷少開拓的情況。2、不需要設調(diào)度車場，系統(tǒng)簡單，用人少。3、煤炭、輔助運輸互不干擾，可提高輔助運輸?shù)男始八俣取?、安全性能好，據(jù)有關資料介紹，事故概率是礦車的6.4%。三、輔助運輸根據(jù)煤層賦存條件，為簡化運輸系統(tǒng)，輔助運輸采用調(diào)度絞車牽引1噸礦車運輸。調(diào)度絞車對巷道的坡度、彎度適應性強；巷道設置簡單，投資少，使用方便，管理簡單。輔助運輸選用JD-1.6型絞車。第二節(jié)運輸設備通過選型計算，集中運輸巷采用STJ-1000/2×90和SJ-800/2×55落地皮帶機運輸原煤，集中回風巷輔助運輸采用JD-1.6型調(diào)度絞車運輸。第五章采區(qū)通風與安全第一節(jié)概況一、瓦斯根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳晉煤安發(fā)【2010】1135號文件“關于長治市2010年度年產(chǎn)100萬噸及以上煤礦礦井瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定結果的批復”。該礦2010年度瓦斯鑒定結果，瓦斯相對涌出量8.99m3/t；二氧化碳相對涌出量4.81m3/t，屬低瓦斯礦井。二、煤塵2010年4月28日由長治市煤炭中心化驗室提交的檢驗報告，本礦3號煤層煤塵爆炸指標為：火焰長度90mm，撲滅火焰巖粉用量為45%，為煤塵有爆炸性危險。三、煤層自燃傾向性2010年4月28日由長治市煤炭中心化驗室提交的檢驗報告，該礦3號煤層的吸氧量0.7cm3/g，自燃傾向性等級為Ⅱ，說明2號煤層屬自燃煤層。第二節(jié)風量的計算一、日產(chǎn)量及瓦斯情況五陽煤礦日產(chǎn)8200t，該礦2010年度瓦斯等級鑒定結果，瓦斯相對涌出量8.99m3/t；二氧化碳相對涌出量4.81m3/t，屬于低瓦斯礦井。二、礦井風量計算根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第103條規(guī)定，礦井需要的風量應按以下要求分別計算，并選取其中最大值：（1）礦井總進風按人數(shù)計算：Q礦=4×N×K礦通式中：N：井下同時工作的最多人數(shù)，110人。K礦通：礦井通風系數(shù)，取1.15。則：Q礦=4×110×1.15=506m3/min=8.43m3/s（2）按采煤、掘進、獨立硐室及其他地點實際需風量的總和計算∑礦進=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他）K礦通K礦通：礦井通風系數(shù)，取1.25A、采煤工作面實際需要風量計算（1）、按瓦斯涌出量計算：Q＝100×Q瓦×Km3/min式中：Q瓦—工作面瓦斯絕對涌出量為4.27m3/minK—瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取1.4故Q＝100×4.27×1.4＝597.8m3/min=9.96m3/s（2）、按工作面人數(shù)計算：Q＝4×N＝4×32＝128m3/min=2.1m3/s式中：32—工作面同時工作最多人數(shù)。（3）、按工作面溫度計算：Q＝60×Vc×SC×Ki式中：Vc—溫度取20℃，查表得1m/sKi—工作面長度系數(shù)，1.0SC—采面平均斷面積,取工作面最大控頂距7.1m和最小控頂距6.5m,采高2.8m，則回采工作面有效斷面積為15.23m2Q＝60×Vc×SC×Ki=60×1×15.23×1=913.8m3/min=15.23m3/s（4）、按風速驗算：按最低允許風速要求的工作面風量為：Q?。?5×m×b大＝15×2.8×7.1＝298m3/min＝4.97m3/s按最高允許風速要求的工作面風量為：Q大＝240×m×b?。?40×2.8×6.5 ＝4368m3/min＝72.8m3/s式中：m—采高。mb大—最大控頂距。mb小—最小控頂距。m經(jīng)驗算：∑Q采=15.23×1.5=22.85m3/sB、掘進工作面風量計算（1）、按瓦斯涌出量計算：Q＝100×Q瓦×Km3/min式中：Q瓦—掘進工作面瓦斯絕對涌出量為0.24m3/minK—瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取2故Q＝100×0.24×2＝48m3/min=0.8m3/s（2）、按工作面人數(shù)計算：Q＝4×N＝4×20＝80m3/min=1.33m3/s式中：20—工作面同時工作最多人數(shù)。（3）、按局部通風機吸風量計算Q=Qf×I+60×0.25S式中：Qf：局部通風機額定風量，240m3/minS:掘進巷道斷面積Q運輸=240×1+0.25×11.4=411m3/min＝6.85m3/sQ回風=240×1+0.25×10.2=402m3/min＝6.55m3/s根據(jù)上述計算知，按局部通風機吸入量計算的風量最大。經(jīng)風速驗算，掘進工作面風速滿足要求。∑Q掘=6.85+6.55=13.4m3/s硐室需風量計算主變電所：2m3/s采區(qū)變電所：2m3/s∑Q硐=4m3/s井下其他巷道需風量按采煤、掘進和硐室和的5%考慮，則：Q硐=（22.85+13.4+4）×5%=2.01m3/s，但本礦開采多年，礦井有漏風現(xiàn)象，所以其它風量取8m3/s?！频V進=（22.85+13.4+4+8）×1.25=60.31m3/s所以，礦井的總風量為60.31m3/s。第三節(jié)礦井通風系統(tǒng)和風量分配一、通風方式及通風系統(tǒng)礦井采用機械抽出式通風方式，中央邊界式通風系統(tǒng)?；夭晒ぷ髅娌捎谩癠”型通風方式;井下共配備兩個掘進工作面，采用局扇壓入式通風;井下的主排水泵房、中央變電所、采取變電所采用單獨通風。二、風量分配回采工作面配風：22.31m3/s掘進工作面配風：11m3/s×2=22m3/s主變電所：3m3/s采區(qū)變電所：3m3/s其他地點配風：10m3/s第四節(jié)礦井負壓、等積孔和扇風機一、扇風機五陽煤礦現(xiàn)有六臺BDK54-6-No20B型對旋式軸流風機，三臺工作，三臺備用。配用電機為YBFe315L1-6型，電壓6kv，功率2×220KW，轉(zhuǎn)速980rpm。掘進工作面局部通風機型號FBDNO5.6/2×11，共四臺，其中兩臺工作，兩臺備用，電壓為660V，功率為2×11KW。二、礦井負壓當風量分配到用風地點后，選擇礦井達產(chǎn)時，通風最容易和最困難兩個時期通風阻力最大的風路分別進行阻力計算，其計算公示如下h摩=LPQ2a÷S3式中：h摩—摩擦阻力，Paa—摩擦阻力系數(shù)L—巷道長度，mP—巷道凈周長，mQ—通過巷道風量，m3/sS—井巷凈斷面積，m2經(jīng)計算：礦井通風容易時期進風量為60.31m3/s，負壓為1208Pa；礦井通風困難時期進風量為60.31m3/s，負壓為2409Pa。礦井通風容易及困難時期負壓計算見表三、礦井等級孔等級孔計算：A=1.19Q/h1/2式中：A—等級孔，m2Q—風量，m3/sh—風壓，Pa容易時期：A大=1.19×54/12081/2=1.85m2A小=1.19×54/24091/2=1.31m2礦井前后期通風難易程度均屬中等。第五節(jié)安全生產(chǎn)技術措施一、煤塵爆炸的防治措施該礦煤塵均具有爆炸危險性，必須采取以下的防塵措施：1）、采煤工作面必須采取噴霧、灑水和其它防塵措施，降低工作面煤塵濃度。2）、采用濕式打眼、沖刷巷幫、水炮泥封孔爆破、放炮噴霧、裝煤灑水和凈化風流等綜合防塵措施，以降低煤塵發(fā)熱量。定期清掃巷道和進行沖洗煤塵、刷漿工作，以減少巷道中堆積的煤塵，并經(jīng)常測定巷道中的煤塵濃度。3）、井下設置完善的灑水降塵系統(tǒng)，在輸送機及其他煤炭轉(zhuǎn)載點配備噴霧灑水裝置或設置捕塵器，生產(chǎn)中必須保持噴霧灑水系統(tǒng)的完好性。4）、各巷道嚴格按《煤礦安全規(guī)程》的要求設置隔爆水棚。5）、采取有效措施防止引燃煤塵，杜絕非生產(chǎn)需要的火源，嚴格控制生產(chǎn)中可能發(fā)生的熱源。6）、采掘機械均應安裝有效的內(nèi)外噴霧裝置，嚴禁干式作業(yè)。加強通風管理、控制巷道風速，防止煤塵飛揚。井下所有局扇均需安設除塵器。7）、在工作面回風順槽和掘進工作面設凈化風流水幕。8）、定期用水清洗或人工清掃巷道的浮煤。二、水災預防措施根據(jù)地質(zhì)資料，本礦開采時間較長，采（古）空區(qū)積水是礦井主要的充水原因之一，因此必須做好防水工作。1）、井下人員發(fā)現(xiàn)透水事故，應立即報告調(diào)度室，并以最快的方式通知附近地區(qū)的工作人員按照規(guī)定的避災路線撤出。2）、若出路已被水隔斷，要迅速尋找井下位置最高、離井筒或大巷最近的地方躲避，同時設法發(fā)生呼救信號。3）、注意防止透水空間放出的有害氣體引起中毒、窒息，此時應立即戴好自救器進行撤離。4）、定期清理井底水倉、水溝。5）、在井下中央水泵房、主變電所通道內(nèi)設防水密閉門，泵房地面高出泵房入口處巷道底板0.5m以上。發(fā)生水災時，關閉密閉門。6）在井下主要巷道中布置水溝，水溝斷面面積滿足礦井正常涌水、最大涌水時的排放要求，井下巷道低洼處配備小水泵，將積水排放至水溝流至井底水倉。三、火災預防措施該礦2號煤層屬于自燃煤層，自燃傾向性等級為II級。1）、及時清理可燃物，井下使用的棉紗頭、布塊、各類油料，以及巷道內(nèi)的廢坑木及時清理出井。2）、加強用電管理，井下所有設備符合國家及行業(yè)規(guī)定。3）、機電硐室的支護采用不燃性材料支護，并設置防火門。4）、主扇風機設有反風設施；在地表塌陷的地方，要及時填土方平整，防止礦井漏風，造成礦井火災事故的發(fā)生。5）、加強下井人員檢身制度，嚴禁將打火機、火柴、煙草等物帶入井下。礦工勞動服、手套、毛巾等物品嚴禁以能發(fā)生靜電的化纖織物制作。四、頂板事故預防措施1）、工作面運輸巷和回風巷距工作面20m范圍內(nèi)加強支護，并有專人維護；金屬頂梁和單體液壓支柱，在采煤工作面回采結束后或使用時間超過8個月后，必須進行檢修。檢修好的支柱，必須進行壓力試驗，合格后方可使用。2）、液壓支架必須接頂，頂板破碎時支柱前探梁要及時護頂護幫。3）、在生產(chǎn)中應加強頂板管理和頂板礦壓觀測，堅持敲幫問頂制度。4）、生產(chǎn)巷道要經(jīng)常檢查、維修、工作面支護設備保證合格，損壞的支架、頂梁禁止使用。5）、當工作面推進一定距離后，頂板垮落不下來時，一定要采取強制放頂措施，防止采空區(qū)大面積冒頂。第六章采區(qū)巷道規(guī)格及支護方式第一節(jié)回采巷道布置一、采區(qū)巷道布置布置采區(qū)回采巷道是為了把回采工作面和礦井主要開拓巷道聯(lián)系起來，構成運輸、動力、通風等生產(chǎn)系統(tǒng)，以保證連續(xù)不斷的進行回采。采區(qū)巷道布置依據(jù)及要求：依據(jù)①地質(zhì)條件；②設計資料，如年產(chǎn)量，開拓方式等；③符合生產(chǎn)設計規(guī)范并且技術裝備滿足要求。要求①合理的集中生產(chǎn)；②合理的生產(chǎn)能力；③合理的服務年限；④良好的經(jīng)濟效益。根據(jù)本礦井的實際情況，回采巷道分采運輸巷和分采軌道巷采用沿空掘。為滿足綜放工作面生產(chǎn)運料和通風的要求，分采運輸巷的斷面積設計為9.6㎡，分采軌道巷的斷面積設計為9.9㎡。二、巷道支護方式根據(jù)所選取的采區(qū)集中巷斷面，結合實際礦井的實習經(jīng)驗，決定采取軌道集中巷和運輸集中巷均采用錨噴的支護方式，而分采巷道采用錨網(wǎng)支護方式。第七章采區(qū)設備選型及計算第一節(jié)設備選型計算一、主要機械設備選型采煤工作面主要設備配備有懸移支架、采煤機、可彎曲刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、乳化液泵站、噴霧泵站、順槽膠帶機等組成。采煤機：3號煤層以一個長壁綜采工作面，兩個綜掘工作面來保證年產(chǎn)1.0mt/a的生產(chǎn)能力，長壁綜采工作面日產(chǎn)量應在3030t左右，設計按采高2-3.5m、滾筒截深0.6m，采煤機總裝機功率700kw。經(jīng)計算該采煤機能夠滿足要求。根據(jù)目前國內(nèi)情況，以及礦方確定綜采工作面選用MGTY300/700-1.1D型采煤機，其主要技術參數(shù)見表7-1-1。經(jīng)驗算該采煤機能夠滿足要求在選擇配套刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、順槽可伸縮帶式輸送機設備時，考慮了生產(chǎn)礦井實際情況和計算的生產(chǎn)能力兩方面的因素，并遵循運煤系統(tǒng)的能力要大于采面20%為宜的原則。采煤機技術特征表表7-1-1型號采高（m）電機功率（kw）滾筒直徑（mm/2）截深（mm）牽引速度（m/min）機面高度（mm）重量（t）MGTY300/700-1.1D2-3.57001800/20000.60-7/7-12.8154847B、工作面可彎曲刮板輸送機工作面刮板輸送機選型要滿足以下三個方面要求：一是運輸能力與采煤機生產(chǎn)能力相適應，采煤機生產(chǎn)能力為：Q=60VMBRμ=60×2.0×3.1×0.6×1.35×0.9=271（t/h）式中：Q：采煤機小時割煤量，t/hV：采煤機牽引速度，取2.0m/minM：割煤厚度，取0.6mB：截深，取0.6mR：煤的容重，1.35t/m3μ:有效割煤系數(shù)，取0.9二是外形尺寸和牽引方式與采煤機相匹配。三是運輸機長度與工作面長度相一致?？紤]上述因素，選用SGZ-764/630型可彎曲刮板輸送機，其主要參數(shù)如表7-1-2。刮板輸送機技術特征表表7-1-2型號SGZ-764/630鋪設長度（m）輸送能力（t/h）刮板鏈速（m/s）中部槽（長×寬×高）（mm）電機功率（KW）電壓等級（V）25010001.11500×724×3002×2001140C、順槽轉(zhuǎn)載機順槽轉(zhuǎn)載機的轉(zhuǎn)載能力要與工作面能力相適應，并要求與工作面刮板輸送機和順槽可伸帶式輸送機相匹配，為此選用SZZ/800/315 型轉(zhuǎn)載機，其主要技術參數(shù)見表7-1-3.轉(zhuǎn)載機技術特征表表7-1-3型號出廠長度（m）輸送能力（t/h）電機功率（KW）電壓等級（V）牽引速度（m/min）機面高度（mm）SZZ/800/31550200031511400-7/7-12.81548D、順槽可伸縮帶式輸送機順槽膠帶機要與工作面推進長度相適應，小時運量應與工作面生產(chǎn)能力相匹配。工作面生產(chǎn)能力為Q=271t/h，取輸送機帶速2.5m/s，則：B=Q/(KVRC)=271/（400×2.5×1.0×1）=0.27m式中：B：膠帶寬度，m；K：貨載截面系數(shù)，β=25°時，K=400R：貨載集散容重，取1.0t/m3C：輸送機傾角系數(shù)，α=0-10°時，C=1根據(jù)計算選用可伸縮帶式輸送機主要技術參數(shù)見表7-1-4。轉(zhuǎn)載機技術特征表表7-1-4型號輸送能力（t/h）輸送長度（m）帶速（m/s）電壓等級（V）電機功率（KW）DSJ100/100/2×90100010002.56602×90E、液壓支架根據(jù)地質(zhì)報告，2號煤層頂板為黑色泥巖粉砂巖，頂板較穩(wěn)定，底板為砂質(zhì)泥巖，未發(fā)生底鼓現(xiàn)象，結合定貨情況設計選用ZFS6100/21/33液壓支架。（1）工作面頂板壓力估算：P=（6倍采高×巖石容重+頂煤厚度×頂煤容重）×基本頂失穩(wěn)動載荷系數(shù)工作面采高3.1m，頂板巖石平均容重取2.61t/m3?；卷斒Х€(wěn)的動載荷系數(shù)，取1.3則工作面頂板壓力為：P=（6××3.1＋1.77＋1.35）×1.3=50.95（t/m3）=0.51pa（2）每架支架所需工作阻力q=P×S式中：P：工作面頂板壓力，t/m3S:每架支架支護面積，㎡（3）ZFS6100/21/33型液壓支架每架工作阻力6100kN，支護強度0.85Mpa，大于倍采高時頂板壓力，故能夠滿足支護要求，支架選型合理。液壓支架主要技術參數(shù)見表7-1-5。液壓支架技術特征表表7-1-5型號工作阻力（kN）初撐力（kN）支護高度（m）支架中心距（mm）支護強度（Mpa）重量（t）ZFS6100/21/33610052352.1/3.315000.85-0.9022.6過渡支架選用ZFSG6800/22/33，其技術參數(shù)見表7-1-6。過渡支架技術特征表表7-1-6型號工作阻力（kN）初撐力（kN）支護高度（m）支架中心距（mm）支護強度（Mpa）重量（t）ZFSG6800/22/33680052182.2/3.315000.87-0.9426.1G、端頭支架端頭支架選用ZFSD5600（3500+2100）/22/35，其技術參數(shù)見表7-1-7。3、工作面巷道布置本設計中綜采工作面巷道采用單巷布置，即一條運輸順槽和一條回風順槽。4、工作面頂板管理方法根據(jù)確定的采煤方法，回采工作面采用全部垮落法管理頂板。綜采工作面主要技術經(jīng)濟指標表序號項目單位數(shù)量備注1采高M3.12推進長度M8203煤層傾角°44工作面長度m1805煤的容重t/m31.356工業(yè)儲量萬t7采出率%758截深m0.69循環(huán)產(chǎn)量t16