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正文內(nèi)容

煤炭開采技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)

2024-10-22 05:22 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 盒子組,二迭系上統(tǒng)上石盒子組,煤系地層厚920米。主要含煤地層為太原群和山西組。太原群為一煤組含煤3—12層,其中部分可采者2層,(一、一),%。山西組為二煤組,含煤1~3層,其中二1煤為本采區(qū)主要可采煤層,~,%。煤層直接頂為砂質(zhì)泥巖, m,深灰色,局部黑灰色,致密性脆,含苛達(dá)輪木蘆木化石和少許黃鐵礦星,具碳質(zhì)薄膜。老頂為砂巖。直接底為砂質(zhì)泥巖,上部黑灰色致密,富集植物根部化石和黃鐵礦薄膜,下部淺灰色致密,性脆,具參差狀斷口,含白云母星,裂隙面充填黃鐵礦薄膜。老底為砂巖,深灰色,石英長石為主,次為白云母片和暗紅色礦物,鈣質(zhì)膠結(jié),波狀層理發(fā)育,少許方解石脈,層面為黑色,可見白云母片、瓦斯、煤塵、水、火煤的物理性質(zhì)(1)二1煤層:黑色,金鋼光澤,條痕黑色徽帶淺灰色,均一狀和條帶狀結(jié)構(gòu),硬度小,松散易碎,塊煤較小。(2)一煤層:黑色,金鋼光澤,含黃鐵礦結(jié)核,具硫臭,粉煤較多。一煤與一煤相似。宏觀煤巖特征(1)二1煤層:上部和下部多為半亮煤型,中部以半亮型煤為主,但夾有暗淡型和半暗型煤。(2)一煤層:為暗淡煤型工藝性能(1)發(fā)熱量二1煤層煤芯煤樣的兩極值為:~,~,1989~~,二1煤層屬于中高~高熱值煤。(2)粘結(jié)性與結(jié)焦性據(jù)盆場~許家溝勘探區(qū)地質(zhì)報告及最近幾年的煤質(zhì)分析資料,二1煤的揮發(fā)分Vdaf為:~%,膠質(zhì)層Y值均為O,曲線為平滑下降型,粘結(jié)性指數(shù)為>5~20,說明本礦二1煤的粘結(jié)性及結(jié)焦性均差。二1煤的篩選性能據(jù)1989年礦井地質(zhì)報告,1961961965年,八礦東西井混合試樣,篩分結(jié)果為:>%,0~%1981981987年,三年的篩分結(jié)果為:%,100~%,50~%。在提交冷泉精查補(bǔ)勘報告時,于1980年9月在本礦二水平11071第二橫川采了生產(chǎn)大樣,進(jìn)行了篩選試驗和浮沉試驗。、。浮沉試驗的結(jié)果表明,~,%+%+%=%,屬于很難選煤?!?,%+%=%,屬于中等可選煤。浮沉試驗結(jié)果見浮沉綜合表。煤的工業(yè)用途綜上所述,本礦二1煤層為中灰特低硫特低磷貧瘦煤,中高—高熱值發(fā)熱量,其工業(yè)用途為優(yōu)質(zhì)動力用煤。瓦斯相對涌出量概況八礦從1961年到2002年,日。一水平從1961年到1988年,日;二水平從1989年到2002年,日,屬于高沼氣礦井。煤與瓦斯突出概況:八礦自1997年至2002年,共發(fā)生煤與瓦斯突出八次,突煤量最多為92噸(1997年11月3日),突瓦斯量最多為140萬m3(1977年2月4日), 2002年鑒定為煤與瓦斯突出礦井。瓦斯涌出基本規(guī)律:總的來講,八礦瓦斯涌出的基本規(guī)律是北翼大,南翼小,深部大,淺部小。但不同的時間,相對瓦斯涌出量并不均衡,它是隨著開采水平的延深,相對瓦斯涌出量量現(xiàn)出逐漸增大的趨勢。在這之間,也有個別年份偏高、偏低的情況,也有標(biāo)高高的工作面比標(biāo)高低的工作面瓦斯涌出量大的情況,例如:12061煤柱工作面標(biāo)高35m,日,而12101工作面標(biāo)高85m,日;12121工作面標(biāo)高135m,日,而12141工作面標(biāo)高170m,日。相對瓦斯涌出量的大小除與煤中瓦斯含量、工作面周圍的地質(zhì)構(gòu)造因素有關(guān)之外,還與采煤方法、開采的順序、產(chǎn)量、工作面回采率等因素有關(guān)。表 歷年瓦斯鑒定成果匯總 項 目時 間絕對瓦斯涌出量m3/分相對瓦斯涌出量m3/噸日瓦斯等級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)平均全礦平均本礦在1962~1964年取煤塵樣5個,1980年取煤坐樣3個,1982~1987年取煤坐樣6個,其結(jié)果見二1煤煤塵爆炸試驗成果表,表731。由表可知,本礦煤塵爆炸試驗,火苗長度5~40mm,抑制煤塵爆炸最低巖粉量20~65%,煤塵爆炸指數(shù)均大于10%,煤塵具有傳導(dǎo)性爆炸危險,在生產(chǎn)過程中必須采取有效的防塵措施。據(jù)礦務(wù)局安監(jiān)局1978~1979年礦井瓦斯等級鑒定報告,八礦二1煤的自燃發(fā)火期3~6個月,從1989~2000年,作過7次測定,自燃發(fā)火期6~12個月。3采區(qū)儲量、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 =LBMγ=——采區(qū)儲量,萬噸;L——走向長度,2400m;B——煤層走向長度,1150m;M——煤層厚度,m; mγ——煤層容重,/m3; A。=LlBMγ=A?!擅汗ぷ髅婺晟a(chǎn)能力,萬t/aL——工作面年推進(jìn)度,1041m/a;l——工作面長度,116m;B——煤層厚度,M——煤的視重,m; t/m3γ——工作面采出率,95%;A=nA。BK1=90 A——采區(qū)生產(chǎn)能力 萬t/a n——采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù) A?!總€采煤工作面的生產(chǎn)能力,t/a B——掘進(jìn)出煤率 ~1,1 K1——采煤工作面產(chǎn)量不均勻系數(shù), n=/A=23 n——采區(qū)服務(wù)年限,a——采區(qū)儲量,萬t/a A——采區(qū)生產(chǎn)能力, 萬t4采區(qū)方案設(shè)計 采區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件概況:含煤地層為石炭二疊系,山西組二1煤層為主采煤層。走向NE轉(zhuǎn)向NW,傾向SE轉(zhuǎn)向NE,傾角22176。~30176。,平均26176。,~9m, 煤厚基本均勻穩(wěn)定,煤層結(jié)構(gòu)簡單,無夾石層。煤質(zhì)情況:煤質(zhì)為黑色致密塊狀,金剛光澤,條帶狀結(jié)構(gòu),煤質(zhì)為貧瘦煤,為低硫,中灰分,發(fā)熱量高的良好工業(yè)用煤, 179。頂?shù)装迩闆r: (1)煤層頂板:直接頂為砂質(zhì)泥巖,黑色,致密,含菱鐵質(zhì)結(jié)核及植物根部化石。老頂為砂巖,灰褐色,中細(xì)粒,鈣質(zhì)膠結(jié)。(2)煤層底板:煤層直接底板為砂質(zhì)泥巖,黑色,致密,含白云母星,富集植物根部化石。老底為砂巖,上部灰色,細(xì)粒,以石英長石為主,含黑色粒狀礦物,含少許白云母片,鋁質(zhì)膠結(jié)。下部淺灰色發(fā)褐,細(xì)粒,以石英長石為主,含黑色粒狀礦物及植物化石碎片,含大白云母片,裂隙充填黃鐵礦,鈣質(zhì)膠結(jié)。煤層瓦斯含量,瓦斯涌出量(絕對和相對)并分析對生產(chǎn)的影響、自然發(fā)火期、煤塵爆炸指數(shù)等情況,并分析對工作面生產(chǎn)可能造成的影響。工作面瓦斯含量高,涌出量大,絕對瓦斯涌出量16m3/min,相對涌出量11m3/td,按突出危險區(qū)管理。回采時影響產(chǎn)量的提高,因此應(yīng)采取措施,防止瓦斯大量涌出,加強(qiáng)瓦斯管理,以防事故發(fā)生。 煤塵有爆炸危險,%。煤塵有自燃發(fā)火可能,自燃發(fā)火期為142天,回采時應(yīng)嚴(yán)格按照措施進(jìn)行滅塵,并做好灑水注漿工作,以防煤塵爆炸及煤炭自燃事故發(fā)火。 確定采煤工藝方式根據(jù)采區(qū)地質(zhì)條件及煤層特征,可選擇分層綜采放頂煤工藝、一次采全高工藝和分層綜采工藝,各有優(yōu)缺點,下面進(jìn)行比較:綜采放頂煤工藝的特點優(yōu)點:(1)單產(chǎn)高,工作面具有多個出煤點,而且在工作面內(nèi)可實行分段平行作業(yè),易實現(xiàn)高產(chǎn);(2)效率高,由于放頂煤工作面的一次采出厚度大,生產(chǎn)集中,放煤工藝勞動量小,以及出煤點多等原因,其生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益大幅提高;(3)成本低,放頂煤采煤法比分層開采減少了分層數(shù)目和鋪網(wǎng)工序,由此節(jié)省了鋪網(wǎng)費用,此外,其它材料、電力消耗、工資費等也都相應(yīng)減少;(4)巷道掘進(jìn)量小,掘進(jìn)率和巷道維護(hù)費用減少,便于采掘接替;(5)減少了搬家倒面次數(shù),節(jié)省了采煤工作面的安裝和搬遷費用;(6)對煤層厚度變化及地質(zhì)構(gòu)造的適應(yīng)性強(qiáng)。缺點:(1)煤損多,工作面采出率低(比分層開采低10%左右);(2)煤層易自燃發(fā)火;(3)工作面煤塵大;(4)瓦斯積聚隱患大。適用條件:一次采出的煤層厚度在5~12m之間;煤的硬度系數(shù)一般應(yīng)小于3;煤層傾角不宜過大;,其硬度系數(shù)也應(yīng)小于3;煤層直接頂具有隨頂煤下落的特性,~,基本頂懸露面積不宜過大;地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、破壞嚴(yán)重,斷層較多和使用分層長壁綜采較困難的地段,采用放頂煤能取得較好的效益。分層綜采工藝的特點優(yōu)點: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,管理簡單,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;回采工作面搬家方便,回采工作面煤壁增壓小,煤壁穩(wěn)定,生產(chǎn)環(huán)節(jié)良好;工作面采出率高,可達(dá)到9397%以上。缺點:巷道掘進(jìn)較多,萬噸掘進(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)勞動強(qiáng)度大,費用大;加劇接替緊張的矛盾,需要等到再生頂板穩(wěn)定后才可采下分層。適應(yīng)條件:一次采出的煤層厚度在5~12m之間;煤的硬度系數(shù)一般應(yīng)小于3;煤層傾角不宜過大;,其硬度系數(shù)也應(yīng)小于3;煤層直接頂具有隨頂煤下落的特性,~,基本頂懸露面積不宜過大;地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、破壞嚴(yán)重,斷層較多和使用分層長壁綜采較困難的地段,采用放頂煤能取得較好的效益。最終,根據(jù)已知條件選擇綜采放頂煤工藝作為采煤方法。 確定采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)的原則通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析確定: 合理集中生產(chǎn),使采準(zhǔn)巷道系統(tǒng)有合理的生產(chǎn)能力和增產(chǎn)潛力。 巷道系統(tǒng)簡化,減少巷道掘進(jìn)及維護(hù)工程量。 生產(chǎn)系統(tǒng)完善,功能齊全,為機(jī)械化和自動化創(chuàng)造條件。 煤損少。 安全好。 確定采區(qū)巷道布置1本礦煤層較厚,煤層松軟,為了有利于上山維護(hù),將上山布置在巖層中,大概離煤層20多米。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定:高瓦斯、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)置至少一條專用回風(fēng)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)置一條專用回風(fēng)巷。根據(jù)八礦隸屬于高瓦斯礦井,每個采區(qū)將采用3條上三,其中一條用來專門回風(fēng)。每條上山間距20米左右。新增設(shè)的回風(fēng)上山不僅要為本采區(qū)服務(wù),而且下山采區(qū)的回風(fēng)也要經(jīng)過本上山,所以將此回風(fēng)上山布置在巖層中。運(yùn)輸上山考慮到可采用特殊皮帶運(yùn)輸,上山傾角控制在25176。及以下。八礦煤層平均傾角26176。,傾角大,并且屬于高瓦斯礦井,所以考慮到生產(chǎn)和安全,將采用全部上山開采。開采順序,由一個工作面生產(chǎn)保證單一煤層雙翼采區(qū)的產(chǎn)量時,工作面可在同一區(qū)段內(nèi)左右兩翼跳才,區(qū)段間可以依次接替,如圖區(qū)段間開采順序。12345678采區(qū)內(nèi)各工作面采用一進(jìn)一回U型通風(fēng)系統(tǒng),即:工作面一側(cè)(進(jìn)風(fēng)側(cè))布置一條進(jìn)風(fēng)巷,另一側(cè)(回風(fēng)側(cè))布置一條巷道,為回風(fēng)巷。區(qū)段平巷每隔100m左右設(shè)置聯(lián)絡(luò)巷,保證掘進(jìn)通風(fēng)順暢,減少局扇的工作阻力。軌道上山上部設(shè)置絞車房,用于提升物料,運(yùn)送矸石。 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)輸系統(tǒng):煤由刮板輸送機(jī)—→轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)—→區(qū)段運(yùn)輸平巷膠帶輸送機(jī)—→采區(qū)運(yùn)輸上山—→采區(qū)煤倉—→運(yùn)輸大巷膠帶輸送機(jī)—→井底車場煤倉—→ 主井箕斗—→地面輔助運(yùn)輸系統(tǒng):地面—→ 副井—→400m井底車場—→ 軌道運(yùn)輸大巷—→采區(qū)下部車場—→ 軌道運(yùn)輸上山—→ 采區(qū)上部車場—→ 區(qū)段回風(fēng)平巷—→工作面 通風(fēng)系統(tǒng):首采區(qū)2201作面進(jìn)風(fēng)線路:新風(fēng)由副井—→井底車場—→軌道運(yùn)輸大巷—→采區(qū)下部車場—→采區(qū)軌道上山—→ 下區(qū)段回風(fēng)平巷—→工作面 首采區(qū)2101作面回風(fēng)線路:工作面—→區(qū)段回風(fēng)平巷—→專用回風(fēng)上山—→ 回風(fēng)石門—→ —→ 邊界回風(fēng)井—→ 地面棑矸系統(tǒng):掘進(jìn)的矸石經(jīng)一水平運(yùn)輸大巷通過礦車運(yùn)輸?shù)骄总噲?,由副井提升到地面。供電系統(tǒng):礦井地面變電所—→ 副井—→ 井底車場中央變電所—→ 軌道運(yùn)輸大巷 —→ 采區(qū)變電站 —→ 移動變電站—→ 采(掘)煤(巖)工作面排水系統(tǒng):由采煤工作面—→ 區(qū)段運(yùn)輸平巷—→ 采區(qū)上山—→ 采區(qū)下部車場—→ 開采水平運(yùn)輸大巷—→ 井底車場水倉—→ 水泵房—→ 副井—→ 地面供水系統(tǒng):采掘工作面和運(yùn)輸機(jī)巷及運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)載點所需要的防塵噴霧用水,由副井的供水管下井,然后送至各個用水地點。 采區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法采區(qū)內(nèi)巷道主要有三種:巖巷、煤巷和半煤巖巷。掘進(jìn)采區(qū)車場時,采用鉆爆法施工,掛腰線掘進(jìn);掘進(jìn)煤巷和半煤巖巷時,采用配套綜掘設(shè)備進(jìn)行落、裝煤巖,通過橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮帶式輸送機(jī)運(yùn)輸煤巖。區(qū)段運(yùn)輸平巷均采用掘進(jìn)機(jī)雙巷掘進(jìn)。工作面掘進(jìn)分兩組進(jìn)行掘進(jìn):一組掘進(jìn)軌道平巷、開切眼;一組掘進(jìn)運(yùn)輸平巷。 巷道工程量巷 別軌道平巷運(yùn)輸平巷開切眼合 計煤 巖 別煤煤煤工程量(m)166本設(shè)計所選用的配套綜掘設(shè)備主要為:AM―50型掘進(jìn)機(jī),QZP―160A轉(zhuǎn)載機(jī)綜掘設(shè)備技術(shù)特征(一)掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)載機(jī)型號AM―50型號QZP―160A生產(chǎn)能力(m3/h)100輸送能力(t/h)160掘進(jìn)斷面積(m2)6~輸送長度(m
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