【文章內(nèi)容簡介】 開采順序 在井田范圍內(nèi)，采區(qū)范圍的區(qū)段開采順序為下行式，即先采上區(qū)段，后采河南理工大學畢業(yè)論文 10 下區(qū)段。區(qū)段內(nèi)煤層采用分層下行開采，先采上分層，后采下分層。 2） 采煤工作面的配置 為實現(xiàn)高產(chǎn)高效，低成本、低坑耗，符合一礦一井一面或兩面的發(fā)展趨勢，降低開拓及生產(chǎn)巷道掘進率，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，使礦井朝高度集中、簡單可靠的方向發(fā)展，設(shè)計礦井一個綜采工作面和一個炮采工作面。 采區(qū)走向長 2500 米，一個綜采工作面（或者一 個炮采工作面）和兩個煤巷掘進工作面。 綜機工作面采用 MLSS3170 型調(diào)高雙滾筒采煤機。該機生產(chǎn)能力為 0780噸 /小時，采高使用于 米，截深為 米，牽引速度為 米 /分，該機構(gòu)造簡單，操作方便，性能良好，生產(chǎn)能力大、外型小，除塵系統(tǒng)可靠等優(yōu)點，為此綜采工作面采用 MLSS3170 型機組為理想的采煤機。由于 MLSS3170型采煤機本身帶有弧型擋煤板所以工作面可以實現(xiàn)機械化裝煤，不需要專門的裝煤設(shè)備。 炮采工作面采用單體液壓支柱，正懸臂齊梁直線柱布置，控頂距為 米，即最小 控頂距三排支柱，最大控頂距為四排支柱，每推進一排放一次頂，采用刮板輸送機將煤運出。 采煤準備 采煤方法 九里山井田，依據(jù)地質(zhì)報告提供的依據(jù)，大煤為該井主要可采煤層，分布穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，為中灰，低硫，高強度無煙煤。煤厚 米，平均厚度為 米。大煤直接頂板為粉砂巖，厚 030 米，一般厚度 5 米左右。屬于23級頂板。大煤底版為粉砂巖，局部具有砂巖矽質(zhì)結(jié)核，大煤距九層灰?guī)r 10米左右，煤層傾角 176。 16176。 根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范和該井田煤層賦存條件，決定采用走向長壁，傾 斜分層，下行垮落采煤法進行回采。 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) [4] 礦井采區(qū)上山設(shè)計為三條：軌道上山、膠帶運輸機上山和回風上山。由于水文地質(zhì)條件復雜，均布置在頂板巖層內(nèi)，距煤層六米?；境仕讲贾?。中間為運輸巷，兩邊或者是軌道巷或者是回風巷。見圖 23。 采煤工作面日產(chǎn)量 = Q 綜日 + Q 炮日 =1850+945=2795t 河南理工大學畢業(yè)論文 11 采煤工作面年產(chǎn)量 = Q 綜年 + Q 炮年 =+= 萬噸 3） 巷道支護形式，掘進工作面?zhèn)€數(shù)，采掘比例關(guān)系 巷道斷面尺寸的確定是以所通過的機器最大外型尺寸，通風量 大小來決定的，綜采工作面上順槽除通過運料車外設(shè)有大型設(shè)備，因而選用 礦用工字鋼支架進行巷道支護。下順槽由于除要裝有 SZQ75 型轉(zhuǎn)載機外，還需要可供移動的變電站用輕便軌道，因而選用 米長梁 米長柱的礦用工字鋼支架，進行支護。 炮采工作面上順槽用 礦用工字鋼支架，下順槽用 礦用工字鋼支架。 掘進工作面：全井配有四個煤巷掘進工作面， 11 采區(qū)、 12 采區(qū)各兩個，采掘比例為大致為 1:2。第一水平中期，為了接替順利，在二水平增加兩個巖巷掘進工作面。 4） 采煤工作面煤炭運輸工 藝流程 （ 1）回采工作面： 工作面（刮板運輸機） 順槽（膠帶或刮板運輸機） 集中巷（膠帶運輸機）上山（膠帶運輸機） 大巷（膠帶運輸） 主井膠帶運輸巷 箕斗 地面受煤倉。 （ 2）掘進工作面： 工作面（倉式列車） 集中運輸巷 膠帶運輸機上山 膠帶運輸大巷 主井底斜膠帶運輸巷 箕斗 地面受煤倉。 礦井運輸、提升及排水 礦井運輸 東西兩翼分別開皮帶運輸巷和單軌運輸巷，因兩翼運輸任務(wù)基本相同，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，分別采用 SPJ型 800型皮帶機運輸。 矸石、材料設(shè)備、掘進煤及雜煤等，仍采用蓄電池電機 車運輸。但機車臺數(shù)為 3 臺， 2臺運轉(zhuǎn)， 1臺檢修。機車運輸為單軌巷道，巷道坡度 4‰，矸石運往副井，提升至地面排至矸石山。 提升設(shè)備 主副井為一對立井，井筒直徑為 6m，主井井口鎖口標高 +，井底軌面標高 ，井架箕斗卸裝標高 +，井底箕斗座標高 。井筒深度 318m。提升高度 ，采用一對 8 m3（ 6 噸）箕斗提煤，并采用靜水壓河南理工大學畢業(yè)論文 12 拉緊裝置密封鋼絲繩罐道。 副井井口鎖口標高 + m，井底軌面標高 225m，井筒深度和提升高度，采用一對一噸雙 車單層多繩提升罐籠，繩尾為 74 18130 型扁鋼絲繩。并采用球扁鋼固定灌道。 1） 主井提升 主井裝備一對 8 m3（ 6 噸）箕斗，專供提煤用。提升設(shè)備選用一臺，其規(guī)格如下： 卷筒數(shù)量： 2 個 卷筒直徑： 3500 ㎜ 卷筒寬度： 1700 ㎜ 鋼絲繩最大靜張力： 17000 ㎏ 鋼絲繩最大靜張力差： 11500 ㎏ 減速比： 1： 配用 YR1433912型電動機，電壓為 6KV，容量為 630KW，轉(zhuǎn)速為 491 轉(zhuǎn) /分。選用 TKD1286 型交流傳動控制設(shè)備，帶動力制動。 提升繩采用 6 19+137170IST 型鋼繩，直徑 37 ㎜，重量 ㎏ / m。最大繩速 m/s，年提升能力 144MT 為設(shè)計年產(chǎn)量的 160%。 提升信號采用聲光雙重信號，轉(zhuǎn)發(fā)直發(fā)兩種方式。 2） 副井提升設(shè)備 副井裝備一對一噸雙車單層多繩提升罐籠，專供提升人員、物料和矸石。 提升設(shè)備采用 4型多繩輪絞車，其減速比為 ,最大繩速 m/s，配備 ZD215218 型直流電機，其容量為 400 瓦，電壓 440伏，轉(zhuǎn)速為 500轉(zhuǎn) /分。附全套電動發(fā)電機組的電控設(shè)備。 所采用的一噸礦車單層雙車多繩罐籠，其平面規(guī)格為 4500 1400 毫米，并采用等重尾繩平衡系統(tǒng)，主繩采用三角股鋼絲繩，其規(guī)格為： 6 20+121170特 Z（ S） Tb乙左右捻向各兩條，重量 公斤 /米，尾繩采用扁鋼絲繩兩條，規(guī)格為： 74 18130 型。鋼絲繩對襯墊的摩擦系數(shù)采用 ，圍抱角 180度，罐籠自重約 5噸。提升高度 米，計算結(jié)果如下： 最大靜張力： 12320＜ 16140 公斤 最大靜張力差： 3672＜ 3680 公斤 襯墊 壓力： ＜ 20 公斤 /平方公分 河南理工大學畢業(yè)論文 13 靜防滑安全系數(shù)： ＞ 動防滑安全系數(shù)： ＞ 防滑允許加速度： ＞ 公尺 /秒 防滑允許減速度： ＞ 緊急制動力： ＞ 3 排水設(shè)備 根據(jù)地質(zhì)報告，預計礦井正常涌水量 50 立方米 /分，以及比鄰礦井演馬莊突水情況，經(jīng)研究確定礦井最大涌水量為 120 噸 /分。鑒于該礦水量較大，在萬一突水時能在水中運轉(zhuǎn)的潛水泵較為適宜，但在付井底的安裝有困難，因此，研究決定普通臥泵和潛水泵混合排水方式排水比較合理。 1） 潛水泵 3 臺， 一臺使用， 一臺備用，一臺檢修。 安于主井底水窩，每臺泵配一趟φ 419 毫米管路直接排出地面 。 潛水泵規(guī)格： 水量 20 噸 /分 1200 噸 /時 揚程： 360 米 容量： 1600 瓦 2） 臥泵 15 臺， 8 臺適用， 5 臺備用， 2 臺檢修。 安于主泵房內(nèi)，配 備 6 趟φ 419 毫米管路，經(jīng)管子道由副井排出地面。 臥泵規(guī)格 ： 水量： 7噸 /分 420 噸 /時 揚程： 360 米 電動機： JSQ1584680 瓦 6000 伏 河南理工大學畢業(yè)論文 14 3 礦井通風設(shè)計 通風系統(tǒng)選擇 九里山井田大煤屬優(yōu)質(zhì)無煙煤，煤層賦存穩(wěn)定，傾角 度 ~16 度，煤厚平均 米，沖積層較厚，屬 于煤與瓦斯突出礦井，采區(qū)相對瓦斯涌出量為，煤塵無爆炸性，煤層無自然發(fā)火期，設(shè)計年產(chǎn)量 90 萬噸。由于礦井服務(wù)年限較長，考慮到通風及設(shè)備選型，礦井所需風量和風壓的變化等因素，分為兩期進行設(shè)計 [5]。 第一水平為前期，走向長 5000 米，傾向長 1000 米。第二水平為后期，考慮到開采深度及通風路線長度的增加，原定再上一個風井，為混合式通風，以滿足通風需要。 主要通風機的工作方法 抽出式主要通風機使井下風流處于負壓狀態(tài)，當一旦主要通風機因故停止運轉(zhuǎn)時，井下的風流壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯 涌出量減少，比較安全；壓入式主要通風機使井下風流處于正壓狀態(tài)，當主要通風機停轉(zhuǎn)時，風流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加。采用壓入式通風時，須使礦井總進風路線上設(shè)置若干構(gòu)筑物，使通風管理工作比較困難，漏風較大。 根據(jù)本礦的實際情況，瓦斯含量大，易突出，是不宜采用壓入式通風的。因此，確定通風機工作方法為抽出式通風。 通風系統(tǒng)選擇 根據(jù)礦井瓦斯涌出量，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，煤層賦存條件等因素，考慮兩種可行方案，分別是中央邊界式和兩翼對角式。 中央邊界式的適用條件是：煤層傾角較小、埋藏較淺、走向長度 不大，而且瓦斯、自然發(fā)火比較嚴重的礦井，采用中央邊界式是較合理的。它與中央并列式相比，安全性要好，通風阻力較小，內(nèi)部漏風小，這對于瓦斯、自然發(fā)火的管理工作是較有利的，且工業(yè)廣場沒有主要通風機噪音的影響。 兩翼對角式的適用條件是：煤層走向長度超過 4km，井型較大，煤層上部距地面較淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴重的礦井，采用兩翼對角式比較適宜。 河南理工大學畢業(yè)論文 15 采區(qū)通風設(shè)計 采區(qū)通風系統(tǒng)的基本要求 在一般情況下，一個礦井總是同時有幾個采區(qū)進行回采和準備。從通風的角度來看，每一個釆區(qū)就是礦井通風系統(tǒng)中的一個獨立的通風區(qū)域，它們各自與礦井的主要進風巷和回風巷相連通，是礦井通風系統(tǒng)的主要組成單元，是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，它包括采區(qū)進風、回風和工作面進、回風巷道組成的風路的連接形式及采區(qū)內(nèi)的風流控制設(shè)施。 采區(qū)通風系統(tǒng)主要取決于采煤系統(tǒng) (采煤方法 )，但又能在 定程度上影響著采區(qū)的巷道布置系統(tǒng)。其合理與否不僅影響采區(qū)內(nèi)的風量分配，發(fā)生事故時的風流控制，生產(chǎn)的順利完成，而且影響到全礦井的通風質(zhì)量和安全狀況。 完備的采區(qū)通風系統(tǒng)應能有效地控制采區(qū)內(nèi)的風流方向，風量和風質(zhì)，采區(qū)應該有足夠的供風量，并按需分配到各個采、掘工作面。為此，采區(qū)通風系統(tǒng)應滿足下列基本要求： （ 1）每一個采區(qū)，都必須布置回風巷，實行分區(qū)通風。 煤層群或分層開采的每個上、下山采區(qū)，采用聯(lián)合布置時，都必須至少設(shè)置一條專門的回風巷。采區(qū)進、回風巷必須貫穿整個采區(qū)的長度或高度。嚴禁將一條上、下山或盤區(qū)的風巷分為兩段，其中一段為進風巷，另一段為回風巷。 （ 2）保證風流流動的穩(wěn)定性，在采區(qū)逆風系統(tǒng)中應盡量避免或減少角聯(lián)通風。 （ 3）通風系統(tǒng)力求簡單，以 便在發(fā)生事故時易于控制風流和撤走人員。 （ 4）采煤工作面和掘進工作面都應采用獨立通風。有特殊困難必須串聯(lián)通風時應符合《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。 （ 5）煤層傾角大于 12176。的采煤工作面采用下行通風時，報礦總工程師批準，并須遵守下列規(guī)定： ① 采煤工作面的風速，不得低于 lm/s； ② 機電設(shè)備設(shè)在回風巷時，其風流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^ 1%，并應裝有瓦斯自動檢測報警斷電裝置； ③ 進、回風巷中，都必須設(shè)置消防供水管路。 ④ 有煤與瓦斯 (二氧化碳 )突出的采煤工作面嚴禁采用下行通風。 （ 6）采煤工作面和掘進工作面的進風和回風，都不得經(jīng)過采 空區(qū)或冒落區(qū)。水采工作面由采空區(qū)和冒落區(qū)回風時，必須使水采工作面有足夠的新鮮風流，河南理工大學畢業(yè)論文 16 保證水采工作面及其回風巷的風流中的瓦斯和 CO2 濃度都必須符合《規(guī)程》規(guī)定。 （ 7）采空區(qū)須及時封閉。隨著回采工作面的推進，通至采空區(qū)的風眼須逐一封閉，采區(qū)結(jié)束后，至多不超過一個月，必須設(shè)密閉全部封閉采區(qū)。 （ 8）機電硐室須設(shè)在進風流中。硐室深度不超過 6m，入門寬度不小于 者，可用擴散通風。個別機電硐室經(jīng)礦總工程帥批準，可設(shè)在回風流中，但其中瓦斯?jié)舛炔坏贸^ %，并應安裝瓦斯自動檢測報警斷電裝置。 （ 9）改變采區(qū)通風系 統(tǒng)時，應報礦總工程師批準。掘進巷道與其它巷道貫通前，通風部門必須做好調(diào)整通風系統(tǒng)的準備工作，貫通后須立即調(diào)整系統(tǒng)，防止瓦斯積聚，待風流穩(wěn)定后，才可恢復工作。 （ 10）采掘工作面空氣溫度不得超過 26℃；機電硐室不得超過 30℃。 采區(qū)進、回風上山的選擇 對于薄及中厚的緩傾斜煤層，我國廣泛采用走向長壁采煤法。厚煤層則多采用傾斜分層走向長壁采煤法或放頂煤開采，開掘采區(qū)下、下山聯(lián)絡(luò)回風大巷及運輸大巷。 從生產(chǎn)角度出發(fā)，采區(qū)至少有兩條上山，一條為運輸上山，另一條為軌道上山，兩條上山即為采區(qū)內(nèi)的進、回風巷道。 可以采用運輸上山作進風道，軌道上山作回風道；也可以采用軌道上山作進風道，回風上山作回風道。有些大型礦井采區(qū)走向比較長，當采區(qū)生產(chǎn)能力大、產(chǎn)量集中、瓦斯涌出量大時可以采用三條上山。除上面兩條上山外，有一條專門的回風上山，供通風、行人之用。這樣按標高布置這三條上山成為“品”字形巷道布置，專用回風上山 (巷 )在上面，并且在其他兩條上山的中間，運輸上山和軌道上山均為進風巷道，主要是靠專用回風上山 (巷 )回風。 《煤礦安全規(guī)程》第 113 條規(guī)定：高瓦斯礦井、有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險的礦井的每個采區(qū)和開采容易自燃 煤層的采區(qū)，必須設(shè)置至少1 條專用回風巷；低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的采區(qū)，必須設(shè)置 1條專用回風巷。 對于高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井或一般礦井只要采區(qū)走向和傾斜較長，瓦斯涌出量