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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,毕业设计,杜儿坪矿南八盘区,3,号煤设计,毕业生姓名,：,张卓,专业,：,煤矿开采技术,学号,：,0504211104,指导教师,：,孟瑞泉,所属系（部）,：,资源系,目录,第一章 概况,第二章 盘区巷道布置,第三章 采煤工艺,第四章 通风及安全措施,第一章 概况,一、交通位置：,西山矿区位于西山煤田之东北边缘，地属太原市河西区，东距太原市,20,公里。杜儿坪井田在西山矿区之北部，西铭矿之南，官地矿之北，地理位置为东经,112,45,，北纬,37,40,。,自太原市北站建筑有铁路线伸入矿区，至玉门设有集中编组站，目前杜儿坪支线已通车，该矿之煤炭可直接由支线装车外运。,自太原市至白家庄矿筑有公路，路经矿务局，有公共汽车往来通达，由河涝湾至杜儿坪坑口有公路可达。目前正在施工之电车道（由河涝湾至坑口）全长约,6,公里，预计在,64,年,7,月份即可竣工通车，此线通车后将为职工上下班创造良好条件。,杜儿坪矿交通位置图,返回,二、地形：,西山矿区位于吕梁山区，井田区域内一般标高高出汾河平原,580,公尺以上，矿区东南为汾河平原，在太原市汾河迎泽大桥附近标高为,781M,，向西地势逐渐升高，至杜儿坪坑口处标高为,1115M,，坑口高出迎泽桥附近,334M,。,在本井田西面且最高峰为石千峰之苗尖山，是本区之分水岭，许多山岭沟谷均以此为中心，呈放射状。,三、盘区概况,南八盘区上限标高,1100m,，下限标高,1032m,，地面标高,1686,1387m,，走向长,2220m,，倾向长,630,1130m,，面积,2366520 m2,。,根据盘区内东部,2#,煤层揭露陷落柱情况分析，地质构造复杂，陷落柱极其发育，位于陷落柱及大、中型断裂附近，伴生断层发育，南三下山盘区水文条件复杂，,2#,煤采空区有大量积水。且上组煤属低瓦斯煤。煤层具有爆炸性。,盘区内山峦起伏，沟谷向北东折向虎峪河上游。石千峰山岭纵贯盘区西部。地表部分地段出露第四系黄土，大面积出露,P1-2,地层。盘区内无建筑、设施等。,位于盘区东北部有两条北东向河沟，折向南东方向流入虎峪河。,区内可能对极小面积土地受采动影响造成塌陷。,南八盘区上部,2#,煤层部分已采。,第二章 盘区巷道布置,一、可行性分析,南八盘区,3#,煤层结构较简单，煤厚,0.45,4m,，平均,2.42m,，盘区北部有中部断层，预计落差,1520m,。据南八,2#,煤层已采情况推测，陷落柱将是影响采区回采的最主要地质因素，位于大、中型断层附近发育，且伴生的小断层也较发育，落差,0.51.0m,，对生产影响较小。对盘区进行分析，结合现大巷开延状况，南八盘区可利用现使用的南大巷及,117,付巷构成的生产系统进行开发。经过认真的分析、研究、方案比较，最后提出如下两套较优方案：,方案一：平行中部断层条带布置,方案二：垂直大巷条带布置,方案一、二,返回,二、方案比较,方案一：平行中部断层条带布置,优点：,1,工作面布置受中部断层影响小。,2,工作面南八后部回风巷可以很好兼顾南六盘区使用。,3,有利于通风系统管理，实现了三进一回。,4,工作面为下山回采，有利于排水、通风等。,缺点：,1,工作面顺槽平行中部断层，如增加扩区会产生人为的三角煤损失。,2,采用后退式回采，前期准备工程量大（,73801,工作面），首采面生产衔接困难，盘区准备巷服务年限长，维护费用高。,3,首采工作面付巷平行中部断层掘送，受受中部断层影响大。,4,工作面二次搬家次数较多，不利于生产的有效进程。,方案二：垂直大巷条带布置,优点：,1,工作面储量大，回收率高。,2,生产系统简单。,3,工作面回采巷道垂直中部断层掘送，巷道支护成本低。,4,盘区首采面构成工作量少，构成时间短，见效快。,5,生产系统简单，人员上下班及设备运输路线短，可节约辅助运输时间。,6,受中部断层影响较小，如后部扩区则后部三角煤损失较小。,7,所掘送准备巷可兼顾南九盘区使用。,8,工作面只需要一次搬家。,缺点：,1,与方案一相比开延工程量大。,2,通风系统为两进一回。,比较项目,方案一,方案二,布置方式,平行中部断层条带布置,垂直大巷条带布置,储量（万吨）,176.57,214.1,工作面个数（个）,4,3,工作面储量（万吨,/,工作面）,最大,48.97,76.3,最小,36.34,68.2,平均,44.14,71.4,首采面储量（万吨）,36.34,68.2,总工程量（米）,13516,13179,其中：开拓,0,0,准备,3887,1974,回采,9629,11205,切眼长度（米）,181-220,240,走向长度（米）,1044-1058,1004-1058,准备巷长度（米）,1071,1090,万吨掘进率（米,/,万吨）,76.55,61.55,其中：煤巷,76.55,61.55,岩巷,0,0,平均掘进工程量（米,/,工作面）,3379,4393,首采面工程量（米）,7156,7947,各方案的参数比较表,技术经济比较,1,煤炭采出量比较,因地质及设备等原因所致，盘区中煤厚小于,1.8m,的煤层不可采（其中含有无煤区）。两个方案中方案二煤炭采出量较大，故方案二较为优越。,2,主要井巷工程量比较,总工程量方案二最少，因方案一和方案二都无开延工程量，按每米煤巷工程造价,2500,元计算，方案一巷道总工程造价为,3379,万元，方案二巷道工程造价为,3294.75,万元，故方案二较为优越。,3,万吨掘进率比较,方案一较大，方案二较小，方案二较为优越。,4,运输方式比较,方案一和方案二都利用现有南大巷和南八斜坡运输，且方案一准备巷长度为,1071m,，方案二准备巷长度为,1090m,，两方案准备巷长度仅相差,19m,。但方案二运输、运距、运输费用和维护工程量均较小。故方案二较为优越。,经综合比较，方案二较方案一优越，因此，本次设计最后选定方案二作为最优方案。,三、盘区巷道布置形式,在现有南大巷、,1117,付巷和南八斜坡的基础上，沿南大巷和,1117,付巷平行布置南八轨道巷和南八皮带巷。因南八斜坡有,30m,巷道见煤，所以南八轨道巷与此勾通，作为盘区进料、运输系统。又因在标高,1026.73,处开始煤层与,1117,付巷距离渐近，故在此建设南八煤仓，使南八皮带巷与,1117,付巷勾通，作为盘区出煤系统。而盘区工作面与南大巷垂直，所以不用专建总回风巷，直接使工作面尾巷与南大巷勾通即构成盘区回风系统，以满足本盘区掘进、回采期间的工作面回风。,四、盘区工作面划分,工作面均垂直于南大巷条带布置（,3,个工作面），依次为,73801,73803,，切眼长为,240m,，为长壁式布置。,73801,工作面内有面积较大的陷落柱，故此处需要二次搬家。,五、车场形式及装车点位置的选择,本盘区利用南大巷煤仓下口做调车车场。大巷装车后通过,14,吨电机车牵引,5,吨矿车运至井底集中煤仓。,南大巷煤仓下口中心线与南大巷重车道中线一致，大巷装车采用,ZK146/550,型架线电机车牵引,5T,彻底卸式矿车运至井底车场卸载站卸载。,南大巷煤仓直径,5m,，净深,15m,，煤仓容积,294m,3,。,六、盘区生产系统,运输系统：,工作面运输机转载机正巷皮带运输机南八皮带巷南八煤仓南大巷装车井底车场煤仓主斜井选矸车间地面煤库。,运料系统：,地面行人斜井南大巷南八斜坡南八轨道巷工作面副（正）巷工作面,通风系统：,新鲜风流由地面行人斜井南大巷南八斜坡南八轨道巷工作面副（正）巷工作面工作面尾巷,1117,付巷新华村风井地面。,七、巷道断面尺寸和支护形式,盘区巷道均采用全锚支护方式，矩形断面，准备巷净宽,5.0m,，净高,39.5m,；工作面正巷净宽,4.0m,，净高,2.6m,；工作面副、尾巷净宽,4.0m,，净高,3.95m,；工作面切眼净宽,5.5m,，净高,3.7m,。,第三章 采煤工艺,一、现生产盘区采煤方法,(,一,),采煤方法,本盘区采用综合机械化长壁后退式一次采全高采煤法，全部垮落法管理顶板。,(,二,),回采工艺,1,采高,该工作面设计为一次采全高，设计采高最大为,3.7m,，平均,2.42m,。,根据选用综采设备参数（具体见本节设备参数及选型部分），当煤厚小于,1.8m,时跟顶拉底，保证采高不小于,1.8m,，当煤厚大于,1.8m,小于,3.8m,时跟顶跟底回采。当煤厚大于,3.7m,时跟顶留底回采。,（,2,）割煤,采用双滚筒采煤机自开缺口，工作面两端头斜切进刀，双向穿梭式割煤工艺，往返一次割两个循环，循环进度,0.6m,。,返回,（,3,）拉架,采用本架操作，以采机为中心追机作业，移架距采机后滚筒,35m,处进行，降柱范围,150200mm,。,（,4,）移溜,支架拉出后及时移溜，移溜工作在采机后滚筒,1015m,处进行，运输机弯曲长度小于,15m,。,（,5,）采场支护,工作面支护采用支撑掩护式液压支架支护。,（,6,）采空区处理,采用顶板自行垮落法处理采空区。及时回收两巷顶锚和帮锚，保证采空区悬顶面积不超限。提高煤炭回收率，不任意丢顶底煤，做到浮煤净。,(,三,),选用采煤方法的依据,本盘区煤层结构简单，煤层赋存稳定，属于中厚煤层，适合布置高效的综采设备，结合矿井已掌握的生产经验及现有的采掘装备水平，选用综合机械化长壁后退式采煤法，一次采全高进行回采，采空区处理采用全部垮落法。根据以往回采经验，该采煤方法可大幅提高采区及工作面回采率，开采技术是完全可行的。,根据盘区尺寸结合现工作面刮板运输机运输能力，工作面长度确定为,240m,。,(,四,),工作面采煤、装煤、运输方式及设备选型,1,采煤机,采用双滚筒采煤机自开缺口，工作面两端头斜切进刀，双向穿梭式割煤工艺，往返一次割两个循环，循环进度,0.6m,。本盘区设计采用上海创力公司生产的,MG250/600-AWD,电牵引采煤机，前滚筒落煤，后滚筒装煤。采机牵引速度为,0,12m/min,，采机平均牵引速度为,5,6m/min,，其主要参数如下：,采高范围：,1.8,3.7m,机面高度：,1432.5mm,适应倾角：,16,滚筒直径（,mm,）：,1600,采煤机截深（,mm,）：,630,滚筒转速（,r/min,）,:30.43,截割部功率（,KW,）：,2250,牵引电机功率（,KW,）：,240,液压泵电机功率（,KW,）：,18.5,装机总功率（,KW,）：,600,牵引速度（,m/min,）：,0,7.25,12,牵引力（,KN,）：,580,350,电压：,1140V,重量（,t,）：,40,采煤机平均割煤能力,qg,=60BgHgVg0.7,式中：,qg,=,采煤机平均割煤能力，,t/h,Bg,=,截深，,0.6m,Hg=,平均采高，,2.42m =,煤的视密度，,1.43t/m3,Vg=,采煤机平均工作速度，,6m/min 0.7=,影响系数，取,0.7,则：,qg,=600.62.421.4360.7=523t/h,采机日生产能力为,18523=9414t/d,2,运输机,工作面采用,SGZ-764/630,型中双链刮板输送机，其主要技术参数如下：,出厂长度：,200m,输送能力：,1000t/h,刮板链速度：,1.03m/s,圆环链规格：,2-30*92-C,链间距：,140mm,电机功率：,2315KW,电压：,1140V,该输送机输送能力为,1000t/h,，大于采机割煤能力，可以满足要求。,3,转载机,工作面采用,SZZ-764/200,型转载机，其主要技术参数如下：,设计长度：,35m,输送能力：,1000t/h,刮板链速度：,1.27m/s,圆环链规格：,2692-Cmm,电机功率：,200KW,电压：,1140V,该输送机输送能力为,1000t/h,，可以满足要求。,4,破碎机,工作面采用,PCM110,型锤式破碎机，其主要技术参数如下：,破碎能力：,1000t/h,入料口块度：,700950mm,出料口粒度：,300mm,（可调）电机功率：,110KW,电压：,1140V,破碎能力为,1000t/h,，是,SZZ-764/200,型转载机的配套设备，可以满足要求。,5,胶带输送机,工作面顺槽采用,SSJ-1000/2200,型胶带输送机运输，主要技术参数如下；,出厂长度：,1580m,输送能力：,1000t/h,带宽：,1000mm,带速：,3.15m/s,电机功率：,2200KW,电压：,1140V,该输送机额定输送能力为,1000T/H,，可以满足要求。,6,液压支架,工作面采用,ZZ-3600,支撑掩护式液压支架支护，本架操作，追机移架及时支护顶板，移架滞后采机后滚筒,3,4,个架为准，支架接顶严实，初撑力不小于,24MPa.,其主要技术参数：,支护高度：,1400,2800mm,外形尺寸：,5.21.43m,中心距：,1500mm,工作阻力：,3600KN,操作方式：本架操作,煤层倾角：,12,液压支架的选型计算,根据经验公式：,P=8MR,可知工作面所需支护强度为：,P=8MR=81.433.7=42.33t/m2,式中：,P-,单位面积压力,t/m2 M-,工作面最大采高,3.7m 8R-8,倍采高煤岩平均容重,2.5 t/m3,本工作面选用,ZZ-3600,型支掩式液压支架，其支护强度为：,W=F/A=360/5.45=73.4 t/m2,42.33 t/m2,，支架选型合理。,二、盘区运输方式,1,盘区煤炭运输,依据综采工作面煤炭连续运输要求，结合工作面设备生产能力，选用,DSP-1080/1000,型皮带一部做为盘区煤炭运输。,基本数据：带宽,1000mm,额定输送量,1000,吨,/,小时 带速：,3.15m/min,电机功率：,2160KW,2,盘区辅助运输,盘区轨道巷及工作面副巷各安设,KMQ1000100/75,矿用连续牵引车一部，巷道均铺设,24kg/m,钢轨，使用,1T,矿车、,1.5T,矿车装载：破板、道木、锚杆等。使用架子车装载：圆木、工字钢、单体等。使用平板车装载：钢管、轨道等。,KMQ1000100/75,矿用连续牵引车具体参数：,牵引力：,80KN,（慢速）,/40KN,（快速）,电动机功率,75kw,钢丝绳直径：,21.5mm,三、采区提升方式,1,斜坡提升设备,南八斜坡安设,JM28,绞车一部，坡度,9,，斜坡安装,3,套抱轴式捞车器，阻捕风动连锁装置一套，斜坡下部、中部入口各安设一套与绞车连锁的挡人栏装置，上口、下口各安设一台语言报警提示装置。车辆固定换钩地点和斜坡下部车场入口处安设不倒翁阻车器，临时停车地点备有工字钢铁马。,2,斜坡人员上下班运输,南八盘区人员上下班路线为：,南大巷南八斜坡南八轨道巷工作面副（正）巷工作面,由于南八斜坡坡度,9,，斜坡长度达,65m,，为减轻人员上下班体力消耗，规划在南十斜坡安设行人助行系统一套。,第四章 通风及安全措施,一、设计盘区通风方式和通风系统的选择,南八,3#,煤盘区首采工作面为,73801,工作面，通风系统按“二进一回”方式布置，即副巷、正巷进风，南部总回风巷回风（或者尾巷回风），尾巷口安设,28KW,风机对尾巷进行掺新，配风量为,1000 m3/min,左右；掘进准备巷道为,73802,面，采用压入式通风方式，选用,28KW,风机配,600mm,风筒供风，南八,3#,煤盘区由新华风井负担。,南八,3#,煤盘区属低瓦斯盘区，回采工作面绝对瓦斯涌出量预计为,4.8m3/min,掘进工作面绝对涌出量预计为,1.0m3/min,，煤尘具有爆炸危险性，爆炸指数为,18.41%,，煤层自燃发火等级为,级，自燃倾向性为不易自燃煤层。,返回,二、通风能力计算及核实,1,风量计算,南八,3#,煤盘区年产在,100,万吨以上，因此用由里向外核算法进行核算，盘区需要风量按各采煤、掘进工作面、硐室及其它巷道等用风地点分别进行计算。现有通风系统必须保证各用风地点稳定可靠供风。,南八,3#,煤盘区总进风量为,3500 m3/min,，根据需风量计算可知，盘区可以布置,1,个综采工作面，,2,个掘进工作面，盘区总需风量为,2900 m3/min,，完全满足盘区安全、合理生产的需要。,地点名称,需要风量,(m,3,/min),备注,73801,工作面,1000,采煤工作面,73802,尾巷,500,掘进工作面,73802,正巷,500,掘进工作面,南十变电所,100,硐室,其它巷道冲洗风,800,总需风量,2900,各工作地点需要风量见下表,三、通风设备,项,目,单,位,参,数,矿井通风机型号,GAF-28-14-1,主要通风机出厂日期、厂家,98.5,上海鼓风机厂,主要通风机电机出厂日期、厂家,98.5,上海电机厂,电机型号、功率,TD/1600/6kv,、,1600kw,额定排风量,m,3,/min,10000,风井上年总进风量,m,3,/min,10452,风井上年总回风量,m,3,/min,10580,上年实际平均日产量,t/d,5000,回风井主扇主要技术参数,四、避灾路线,1,水灾避灾路线,工作面工作面正副巷南八轨道巷南八斜坡南大巷西平峒地面,2,水灾、瓦斯、煤尘爆炸避灾路线,工作面工作面正付巷南八轨道巷南八斜坡南大巷行人斜井地面,交通位置图,返回,方案一,方案二,返回,