山西煤炭運銷集團潘家窯11號煤層開采設計【含CAD圖紙+文檔】

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中期檢查表 學院： 系別： 專業(yè)： 論文(設計)題目 山西煤炭運銷集團潘家窯11號煤層開采設計 學生姓名 學號 指導教師 職稱 綜述學生在設計完成過程中的研究態(tài)度、與指導教師聯(lián)系情況以及存在的問題的解決情況。 1.研究過程中態(tài)度端正，認真嚴謹。 2.嚴格按照設計規(guī)范和老師要求進行設計，在不斷地發(fā)現(xiàn)和解決問題中提升自己 3.與老師關融洽，在老師指導期間，積極主動向老師請教，不斷發(fā)現(xiàn)問題，請老師給予指導 4.老師認真負責，對于學生提出的問題耐心解答 5.存在的問題以及解決情況 1）開始的時候不太會操作CAD，及時向老師同學請教，得到解決 2）查閱資料時遇到專業(yè)性問題看不懂，問老師和會的同學，最后弄懂 3）畫圖的時候風路走不通，問老師和同學，最后走通風路 4）說明書格式有的不會調整，求助老師和同學，最后調整合適 5）摘要翻譯不太精通，向學英語專業(yè)的同學求助，最后綜合網上的專業(yè)術語翻譯得到解決 學生簽字：　 指導教師簽字： 年 月 日 年 月 日 聲明 ? 作者聲明：我所呈交的畢業(yè)論文（設計）是在指導教師指導下獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經標明引用的內容外，本論文不包含其他個人或集體已經公開發(fā)表的研究成果。本聲明的法律結果由本人承擔。 畢業(yè)論文（設計）作者簽名： ?? 簽字日期： 年 月 日 指導教師聲明：該生所呈交的畢業(yè)論文（設計）是在本人指導下獨立完成的，相關的檢測報告已審閱。除文中已經標明引用的內容外，本論文不包含其他個人或集體已經公開發(fā)表的研究成果。 指導教師簽名： 簽字日期： 年 月 日 畢業(yè)設計 中中文題目： 山西煤炭運銷集團潘家窯11號煤層開采設計 英文題目： Mining design of No. 11 coal seam in Pan Jia Yao, Shanxi coal transportation and marketing group 學 院： 姓 名： 學 號： 專 業(yè)： 班 級： 指導教師： 職 稱： 完成日期： 年 6 月 1 日 開題報告 學院： 系別： 專業(yè)： 論文題目 山西煤炭運銷集團潘家窯11號煤層開采設計 論文類型 A理論研究；B應用研究；C應用理論研究；D產品設計；E工程技術開發(fā)；F軟件開發(fā)與應有；G其它 指導教師 職稱 學生姓名 學號 一、研究現(xiàn)狀、目標、意義綜述 近年來煤礦一方面整合一些小礦來提高資源回收利用率；另一方面通過研究采礦新技術來提高煤礦安全系數(shù)和回收率。因此就有了無軌膠輪車、錨噴支護、綜采放頂煤、煤層氣開發(fā)等采礦新設備、新技術的應用。這些都是煤礦在未來的發(fā)展方向。在畢業(yè)設計中，通過對某一理論或生產實際問題的深入分析研究。培養(yǎng)和提高學生的科技論文寫作能力和科研能力 二、研究方法和進度安排 第一階段：4月上旬，熟悉和了解礦井概況和地質特征； 第二階段：4月中旬，根據(jù)指導老師下達的任務書完成開題報告； 第三階段：5月下旬，文獻綜述，外文翻譯的撰寫，并進行初步設計； 第四階段：5月上、中旬，進行礦井總體設計，撰寫畢業(yè)設計說明書； 第五階段：5月下旬，進一步完善系統(tǒng)，準備畢業(yè)答辯。 三、指導教師意見 指導教師簽字： 年 月 日 指導教師評分表 學院： 系別： 專業(yè)： 論文(設計)題目： 山西煤炭運銷集團潘家窯11號煤層開采設計 學生姓名 學 號 指導教師 職 稱 指導教師評語： 指導教師簽字： 年 月 日 評 價 項 目 A B C D E 寫作 過程 01 寫作過程中的認真程度 02 寫作過程中，進度掌握情況 選題 質量 03 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標相符情況 04 選題體現(xiàn)專業(yè)特點情況 05 選題體現(xiàn)三基的要求情況 論文 質量 06 知識綜合運用能力 07 結構、方案設計、應用價值 08 寫作規(guī)范情況 指導教師評定成績 優(yōu) 良 中 及格 不及格 畢業(yè)設計分工情況：(多人合作時填寫，包括本人研究的內容及其在課題中所占比例) 評定成績參考：優(yōu)-7項A，另一項為B；良-6項B或A，其它至少為B；中-5項B或A，其它至少為C；及格-4項B或A，其它至少為D；不及格-4項為E。 答辯記錄表 學院 專業(yè) 級 姓名 學號 論文題目 山西煤炭運銷集團潘家窯11號煤層開采設計 答辯委員會 主席(或組長) 職稱 答辯委員會 秘 書 答辯委員會 成 員 答辯記錄(包含答辯委員提出的問題，學生回答情況等) 1采煤工藝？ 答：我采用的是綜合機械化采煤。 2工作面長度？ 答：工作面長度為180米。 3工作制？ 答：我采用的是四六工作制，三個班采煤，一個班檢修。 4礦井年產量和服務年限 ？ 答：中型礦井，礦井年產量為60萬噸，服務年限50年。 年 月 日 年 月 日 摘 要 我所設計山西煤炭運銷集團潘家窯煤礦11號煤層，它的地理坐標為：北緯：39°53′02″～39°55′21″東經：112°46′17″～112°50′32″。本井田位于大同煤田西南部各煤層，主要為中等鏡質組各煤層均呈黑色，煤層厚度為1.45-2.20m，平均厚2.01m，屬于中厚煤層，為穩(wěn)定可采煤層。潘家窯礦瓦斯等級屬低瓦斯礦井各煤層宏觀煤巖類型的變化以半亮型煤為主，半暗型煤為輔，煤巖中的成份以亮煤居多，暗煤次之。 在這次設計中，潘家窯礦井的設計儲量為2937萬噸，可采儲量2896萬噸，工業(yè)儲量3076萬噸。礦井年產量60萬噸，服務年限50年。工作制度采用四六工作制，三個班采煤，一個班檢修。 潘家窯礦井的設計，礦井全部實現(xiàn)機械化水平，采用先進技術來實現(xiàn)高產高效現(xiàn)代化礦井的經驗，制定了防頂板，防涌水，防治煤塵，防瓦斯，防火等各部分的安全措施。提高了礦井的經濟效益，減少了礦井的生產成本。 關鍵詞：走向長壁采煤法；綜合機械化采煤；抽出式通風 ABSTRACT I designed the 11# coal seam of the Pan Jia Yao coal mine of Shanxicoal transportation and marketing group. His geographical coordinates are: north latitude: 39 degree 53 '02 "to 39 degrees 55' 21" East Jing: 112 [46 '17 "to 112 [112] 50' 32". Honi Da is locatedin the coal seams in the southwest of Datong coal field. The coal seamsin the middle vitrinite are mainly black, the thickness of the coal seam is 1.45-2.20m, the average thickness is 2.01M, and it belongs to the medium thick coal seam, which is a stable and recoverable coal seam. The gas grade of the Pan Jia Yao mine belongs to the change of the macroscopic coal and rock type in the coal seam of the low gas mine, with the semi bright coal as the main type, the semi dark briquette is supplemented, the components in the coal and rock are mostly bright coal and the dark coal is the second. In this design, the design reserves of the Pan Jia kiln are two bits and 29 million 370 thousand tons, the recoverable reserves are 28 million 950 thousand tons, and the industrial reserves are 30 million 750 thousand tons. The annual output of the mine is 1 million 200 thousand tons, and the service life is 50 years. The working system adopts 46 working system, three classes coal mining and one class maintenance The design of the Pan Jia Yao mine, the mine all realizes the mechanization level, uses the advanced technology to realize the experience of high production and high efficiency modern mine, and has worked out the safety measures of preventing roof, preventing water gushing, preventing coal dust, preventing gas and fire protection. The economic benefit of the mine has been raised, and the production cost of the mine has been reduced Key words: Heading for longwall mining; comprehensive mechanized mining; extractable ventilation 目 錄 1井田概述及井田地質特征……………………………………………………………………………1 1.1井田周邊的位置概況 1 1.1.1礦井周邊的自然地理的特征與氣候水源概述 1 1.1.2主要經濟的效應 1 1.1.3通訊 1 1.2煤塵瓦斯自燃性及地溫地壓的變化 3 1.2.1煤塵 3 1.2.2瓦斯 3 1.2.3地溫的變化 3 1.2.4地壓的變化 3 1.3煤的工藝性能 3 1.3.1煤的利用價值。 3 1.3.2煤的氧化和風化 3 1.3.3物理性質 4 1.3.4煤巖層的變化特征 4 1.3.5煤的有害成份指數(shù) 5 1.3.6煤的工業(yè)用途 5 2井田儲量以及服務年限 6 2.1井田位置概述 6 2.1.1工業(yè)儲量計算.............................................................6 2.1.2邊界煤柱 7 2.1.3工業(yè)廣場煤柱 7 2.1.4其他煤柱的損失 7 2.1.5礦井設計生產能力 8 3井田的開拓 9 3.1 礦井開拓方式 9 3.1.1井田特征描述 9 3.1.2開拓方案來進行選擇 9 3.2井筒位置來進行比較 9 3.2.1井底車場的概述 9 3.2.2井筒的確定 9 4 盤區(qū)巷道進行布置 11 4.1潘家窯煤層特征概述…………………………………………………………………………… 11 4.2盤區(qū)巷道布以及生產系統(tǒng)布置 11 4.2.1運煤系統(tǒng)................................................................11 4.2.2材料設備的運輸線路圖....................................................11 4.2.3通風系統(tǒng)................................................................11 4.2.4排水系統(tǒng)................................................................11 4.3盤區(qū)數(shù)目和位置概述 11 4.4井底車場布置 12 5 采煤方法 13 5.1 采煤工藝的方式選擇 13 5.1.1采煤工藝的方式應該遵循的方式............................................13 5.1.2井下煤層傾角厚度及頂板的選擇............................................13 5.2達產時回采工作面?zhèn)€數(shù)及裝備 13 5.3 工作面年產量計算： 14 5.4采區(qū)巷道布置要素 14 5.5勞動組織與回采工藝..........................................................16 5.5.1采煤機割煤方式和開機率..................................................16 5.5.2工作面刮板輸送機........................................................17 5.6采煤工作面的在回采工藝的表現(xiàn)方式............................................18 5.7循環(huán)作業(yè) 21 5.7.1采煤工作面掘進面的機械設備和掘進工作面?zhèn)€數(shù)..............................21 5.7.2作業(yè)方式形式............................................................22 5.7.3井下采煤中保護煤柱的確定............................................... 22 6井下的運輸線路 25 6.1 井下運輸系統(tǒng) 25 6.2井下的運輸方式與運輸條件 25 6.3 盤區(qū)運輸設備 25 7 通風系統(tǒng)及安全技術和礦井通風方式 27 7.1礦井通風系統(tǒng)選擇因素 27 7.2礦井通風方式及通風系統(tǒng)………………………………………………………………………27 7.3 扇風機選型 32 7.3.1 選擇風機的基本原則.....................................................32 7.3.2井下通風機的選型計算................................................... 33 8礦井提升選擇性方案…………………………………………………………………………………36 8.1 礦井設計依據(jù) 36 8.1.1 主井提升系統(tǒng) 36 8.1.2副井提升系統(tǒng)........................................................... 36 8.2 提升鋼絲繩的選擇計算 36 8.2.1 提升鋼絲繩的選擇 36 8.2.2 鋼絲繩進行的驗算 38 8.3提升機的選擇 38 8.3.1 摩擦輪的直徑確定 38 8.3.2 提升機強度進行校驗 39 8.4 提升電動機選擇 39 9礦井的基本經濟指標指數(shù) 41 參考文獻 43 致 謝 44 1井田概述及井田地質特征 1.1井田周邊的位置概況 1.1.1礦井周邊的自然地理的特征與氣候水源概述 山西煤炭運銷集團隸屬的潘家窯煤業(yè)有限責任公司，潘家窯礦井周邊平均年風速為3.2m／s，最大可達17m／s。水源較為充足，該縣煤炭儲量豐富，采礦業(yè)是左云縣的支柱產業(yè)。 1.1.2主要經濟的效應 礦井建設主要使用的主要建材，如石板、磚頭、水泥及鑄鐵件等均可地方解決，木材、鋼材等當?shù)匾灿薪涗N供應點，建材供應有保障。經濟條件達到改善。為當?shù)氐慕洜I狀況得到強有力的改善。 1.1.3通訊 通信網絡發(fā)達，外部通信條件狀況條件良好，可以滿足工業(yè)區(qū)周邊的通訊和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆：屯饨绲穆?lián)系。能夠快速，及時的接受到外界的有效信息。 圖1－1 交通位置布置圖 1.2煤塵瓦斯自燃性及地溫地壓的變化 1.2.1煤塵 山西省煤炭工業(yè)局的綜合測試中心對本潘家窯煤礦周邊內各煤層煤樣進行了測試工作，基本上有爆炸性。 1.2.2瓦斯 潘家窯礦瓦斯等級屬低瓦斯礦井，但瓦斯變化規(guī)律與諸多因素有關，瓦斯變化率具有不穩(wěn)定性，具有自然走向性。 1.2.3地溫的變化 潘家窯煤礦地區(qū)年平均氣溫約6—7.7℃，恒溫帶平均深度約30m，恒溫帶溫度略高于年平均氣溫，平均約8℃，地溫梯度若取3℃/100m。 1.2.4地壓的變化 有沖擊地壓現(xiàn)象，周邊礦井也未發(fā)現(xiàn)沖積地壓現(xiàn)象煤柱的平面分布狀況影響大面積來壓的范圍。往往起到頂板冒落的隔離煤柱作用。 1.3煤的工藝性能 1.3.1煤的利用價值。 潘家窯煤礦11-1號煤層具有特低灰、低硫、高熱值的特點；11-3號煤層具有特低灰、特低硫、。收到人名普遍歡迎。 1.3.2煤的氧化和風化 潘家窯煤礦井田內無煤層出露地表，煤質分析各煤層未見水分、灰分、揮發(fā)分增高，井田內的煤埋深均大于等于50m，不存在風化和氧化的現(xiàn)象。 表1-1 11-1號煤層煤質測試成果表 項目指數(shù) 結果顯示 項目區(qū)別 結果 原煤 浮煤 浮煤 工業(yè)分析指標 分析水 Mad % 2.82-4.23 3.53(8) 7.09-10.24 8.31(8) 新煤類代號 類別 不粘煤(8) 灰分 Ad % 3.85-12.30 6.83(8) 4.81-6.68 5.87(8) 符號 BN(8) 揮發(fā)分 Vdaf % 27.40-33.352 30.50年(8) 28.87-33.50 31.23(8) 代碼 31(8) 焦渣特征 CRC 2(8) 2(8) 膠質層指數(shù) Y mm 0(8) 固定碳 Fc,d % 61.85-66.21 64.53(8) / X mm 21-39 32.25(8) 全硫 St,d % 0.23-1.79 0.76(8) 0.15-1.37 0.47(8) 體積曲線 平滑斜降 高位發(fā)熱量 Qgr,dMJ/kg 27.39-30.92 29.59(8) 29.45-30.16 29.85(8) 融合狀況 粉狀 視密度顯示 ARD 1.26-1.33 1.30(5) / 1.4重液回收率 % 25.0-85.0 67.31(5) 粘結指數(shù) GR.I 0(8) 表1-2 11-2號煤層煤質測試成果表 項目 結果 項目 結果 原煤 浮煤 浮煤 工業(yè)分析 分析水 Mad % 3.71-4.50 4.16(2) 8.74-9.20 8.97(2) 新煤類牌號 類別 不粘煤(2) 灰分 Ad % 3.35-7.58 5.47(2) 3.65-3.81 3.73(2) 符號 BN(2) 揮發(fā)分標志 Vdaf % 31.174-33.84 32.51(2) 32.83-34.92 33.88(2) 代碼 31(2) 焦渣特征顯示 CRC 2(2) 2(2) 膠質層指數(shù) Y mm 0(2) 固定碳的 Fc,d % 63.62-63.94 63.78(2) / X mm 39-40 39.5(2) 1.3.3物理性質 潘家窯煤礦基本為褐色，光澤以弱玻璃光澤為主，瀝青光澤次之，階梯狀斷口，條帶狀結構，層狀—塊狀構造 1.3.4煤巖層的變化特征 從煤巖組分分析結果可知，各煤層主要為中等鏡質組煤，絲炭化組分含量較多，煤層容易自燃。煤的鏡質組反射率Rmax一般在0.632—0.865%之間，煤層處于變化之中。 1.3.5煤的有害成份指數(shù) 本次對潘家窯煤礦進行的有害成份磷(Pd%)檢測，測試結果均磷含量較低，11-2號煤層為0.002～0.052％，平均＜0.0126％，屬于特低磷煤；11-3號煤層為0.001～0.002％，平均＜0.0015％，屬于特低磷煤。 1.3.6煤的工業(yè)用途 據(jù)煤樣煤質測試結果顯示，潘家窯煤礦煤層具有特低灰、低硫、高熱值的特點。 2井田儲量以及服務年限 2.1井田位置概述 潘家窯煤業(yè)有限公司位于朔州市平魯區(qū)東南11km處的白堂鄉(xiāng)潘家窯村，行政區(qū)劃隸屬白堂鄉(xiāng)管轄。地理坐標為：北緯：39°53′02″～39°55′21″東經：112°46′17″～112°50′32″。 表2—1 14個坐標系（國家6°帶）坐標 序號 坐標 坐標 序號 坐標 坐標 1號 4419959.49 19653716.63 8號 4420250.49 19656712.64 2號 4419976.49 19654716.63 9號 442150年9.50 19656688.64 3號 4418476.48 19654741.64 10號 4421694.50 19655780.63 4號 4418501.49 19656241.64 11號 4422495.50 19655767.63 5號 4418254.49 19656996.65 12號 4422468.50 19654172.51 6號 4419594.49 19657563.65 13號 4421477.49 19654092.36 7號 4420274.50 19657552.64 14號 4421463.49 19653258.37 2.1.1 工業(yè)儲量計算 我所設計的潘家窯煤礦，兩翼地層產狀較為平緩，傾角大約在2-6°之間；在井田的南部一向斜，軸向方向近于東西，兩翼的地層產狀不太對稱，南翼地層產狀總體為走向為北東南西向，走向為南東，傾角較平緩，一般在2-4°北翼地層產狀總體為走向北西南東向，走向為南西，傾角一般為4-13°。 井田內地層傾角較小采用水平地質塊段法進行資源/儲量估算。估算公式：。 在這次估算當中共獲得本井田內批采煤11號號煤保有資源/儲量（111b+122b+333）12465.2萬t。 1.面積法的邊界的確定 使用 CAD查詢法 2.煤層的厚度的確定 塊段內煤厚采用塊段內各見煤點，生產實測煤厚的算術平均值，各見煤點儲量估算煤厚按以下確定。使用CAD功能查詢可知到井田投影面積： S= 10509481050年75m2 井田工業(yè)儲量 （2.1） 11號煤層煤 Zg=10509481.50年75×2×1.45/10000=3076.74969518萬t 潘家窯礦設計儲量平均為2937.07萬噸（工業(yè)儲量-永久煤柱損失） 永久煤柱=（周長×30×平均煤厚×1.5） 2.1.2邊界煤柱 井田邊界長度為15519.3m，取邊界煤柱2m。則邊界煤柱損失： P1=15519.13×30×2×1.5=139.6767萬噸 （2.2） 2.1.3工業(yè)廣場煤柱 表2-2 礦井設計生產能力 井型與設計生產能力（萬噸/年） 占地面積指標（公頃/10年） 240～330 0.7～0.8 120～180 0.9～1.0 45～60 1.2～1.3 潘家窯礦井設計年產量大概為60萬噸每年。則工業(yè)工廠占地面積為1×105㎡，潘家窯11#煤層為近水平煤層。 P2為工業(yè)廣場的煤柱煤量，按工業(yè)的儲量的2%進行估算 P2=0.2×2%=0.004億噸 （2.3） 2.1.4其他煤柱的損失 其他煤柱煤炭損失P3，按工業(yè)儲量的5%計算。 P3=0.3×5%=0.063億噸 （2.4） 表2-3 礦井儲量計算表 單位：萬噸 煤層編號 設計儲量的計算 可采儲量的計算 工業(yè)儲量的計算 11號煤層 2937萬噸 2896萬噸 3076萬噸 根據(jù)潘家窯礦井設計來看采用四六工作制，三個班制采煤，一個班檢修，每班工作平均6個小時比較合適。礦井設計的生產能力330天較好，礦井設計的生產能力60萬噸每年，屬于大型礦井，服務年限為50年。 2.1.5礦井設計生產能力 根據(jù)每層賦存情況和礦井設計可采儲量，按《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》規(guī)定，將礦井設計生產的能力A確定為60萬噸，在計算礦井的服務年限： 參照大型礦井服務年限的下限（大于50年）要求，儲量備用系數(shù)取K=1.4礦井設計生產能力A為 礦井及水平服務年限均按下式計算： (2.5) 式中：T—服務年限，a； Z—設計可采儲量，萬t； A—設計生產能力，Mt/a； K—儲量備用系數(shù)，取1.4。 則：礦井及水平服務年限T=2571.2/50×1.4=50年 3井田的開拓 3.1 礦井開拓方式 3.1.1井田特征描述 1 在井田內易于開采； 2井田面積適中，地勢平坦。 2 煤層的埋藏淺，儲量夠用； 4煤層傾角較小小，產狀平直，穩(wěn)定； 3.1.2開拓方案來進行選擇 我所設計的潘家窯11號煤層，井田范圍內地勢平坦，不能夠適合用平峒開拓和礦井實際情況，潘家窯礦為近水平煤層，表土層相對較厚，故可采用斜井開拓方案比較好。 3.2井筒位置來進行比較 3.2.1井底車場的概述 煤礦井筒是全礦井生產的樞紐，是井下與地面出入的咽喉，對煤礦來說起著重要的重要，井筒位置的選擇，對于建井初期、基建投資方案的選擇、礦井勞動生產率以及生產成本都有重要影響。 3.2.2井筒的確定 從技術、經濟等方面來考慮，井筒位置的選擇應該考慮 礦井共有三個井筒，即主斜井，副立井，回風立井。通過CAD圖顯示得出。 位于礦井工業(yè)場地，擔負礦井60萬噸的提升能力，提升方式采用膠帶運輸方式。 圖3-1 主斜井斷面圖得出 圖3-2 副立井斷面表示 圖3-3 副井巷道斷面如上所示 根據(jù)綜合比較，結合潘家窯煤礦地質狀況，采用主斜井，副立井，回風立井，最合適，性價比是最高的。最大限度的降低了企業(yè)的生產成本。希望本主管部門采納。 4 盤區(qū)巷道進行布置 4.1潘家窯煤層特征概述 根據(jù)潘家窯煤礦的整體部署，瓦斯等級屬低瓦斯礦井，瓦斯變化規(guī)律與許多因素有關，比如煤的、埋藏深度、圍巖類型、變質程度，構造程度、水文地質，條件及開采方法煤的自燃發(fā)火相對期較長。確定礦井生產能力為確定礦井生產能力為60Mt/a。服務年限50a,煤容重1.4m3/t 4.2盤區(qū)巷道以及生產系統(tǒng)布置 4.2.1運煤系統(tǒng) 運煤線路：首采工作面運出的煤→皮帶→運輸大巷→煤倉→主井→運輸至地面 4.2.2材料設備的運輸線路圖 輔助設備和材料→副立井→井底的車場→軌道大巷→采煤工作面 4.2.3通風系統(tǒng) 地面新鮮風流→副立井→井底車場→軌道大巷→分帶運輸進風巷→回采工作面→分帶運料回風巷→回風大巷→風井→地面 4.2.4排水系統(tǒng) 工作面→分帶運料回風巷→輔助運輸大巷→水倉→副立井→地面處理 4.3盤區(qū)數(shù)目和位置概述 根據(jù)潘家窯煤礦，本井田所用的開采方法，結合礦井的類型和工作面裝備配置，礦井選用單一走向長壁中厚煤層采煤法，綜合機械化采煤工作面，首采區(qū)布置在煤層的盤區(qū)。該盤區(qū)水文地質情況簡單，儲量足夠，煤層賦存穩(wěn)定，有利于礦井達到生產能力，煤炭損失將會大大降低，大大提高了煤炭的生產率。 4.4井底車場布置 潘家窯井底車場線路平面布置應該要滿足以以下要求： 1、線路應盡量簡化，方便施工和節(jié)省工程，提高效率。。 2、具有強有力的運輸能力。 3、井底車場的線路布置要少，增強行車的通過能力，較少彎道的彎度。 在選擇井底車場是需要考慮要素： 1、大幅度的減少時間，相對于施工來說，比較方便。 2、井底下要考慮布置調車線和存車線路。 3、保證工作面的生產能力，有足夠的富裕系數(shù)，有利于提高礦井的生產能力； 5 采煤方法 5.1 采煤工藝的方式選擇 5.1.1采煤工藝的方式應該遵循方式 1、 設備損耗相對少，生產成本低； 2、便于生產集中管理。 3、煤炭資源損量失少，采用正規(guī)合理采煤方法； 5.1.2井下煤層傾角厚度及頂板的選擇 表5-1 煤層各項指標 煤層名稱 單位 系數(shù) 傾角度數(shù) 度 3度 煤層的厚度 米 1.45米—2.2米 穩(wěn)定性 穩(wěn)定 硬度 f=1.8 直接頂 巖性 中粒砂巖 厚度 米 1.4 老頂 巖性 細砂巖 厚度 米 2.0 確定該煤層的采煤方法為走向長壁采煤法。該煤層的平均厚度為2.02m，而且煤層的賦存條件相對穩(wěn)定，采用全部垮落法管理頂板。 5.2達產時回采工作面?zhèn)€數(shù)及裝備 潘家窯礦井所采用“一個礦井一個工作面 “通風比較容易系統(tǒng)相對簡單，，11-1號，煤層厚度為1.45—2.20m，平均厚2.01m，采高2.5米，一次采全高，綜合機械化采煤，工作面長度綜合機械化采煤米，工作面推進長度為1434m，采用“四六制”作業(yè)制度，日進2.5米，采高2.5米，工作日按330d計算，正規(guī)循環(huán)系數(shù)取0.9 5.3 工作面年產量計算： 根據(jù)CAD圖可知采煤機割煤產量計算： L×h×a×t×γ×c×φ (5.1) 式中： t──年工作日，330d； γ──原煤容重，1.4t／； L ──回采工作面長度，綜合機械化采煤m； h──設計采高，2.02m； a──日進度，2.5m； c──工作面回采率，中厚煤層取80％； φ──正規(guī)循環(huán)系數(shù)0.9 代入已知參數(shù)得： 綜合機械化采煤×2.5×2.5×330×1.4×0.8×0.9 =152.86萬t/a 本區(qū)段煤柱取20米，工作面月推進度為1420米。根據(jù)上述計算可知到，本采區(qū)需兩個綜采工作面可以進行同時開采。 5.4采區(qū)巷道布置要素 工作面長度的確定 工作面產量： A0 = LVMpC (5.2) M一 采高 m ； C一 采煤工作面采出率， L一 工作面長度，m; p一 煤的密度因素，t/立方米； V一 工作面推距離，m/a； Aj一 掘進出煤。Aj一般取8%。 A0一 工作面出煤； 根據(jù)礦井設計生產能力60萬噸，年工作時間為330d，可知A0=3881.867t 假設：采煤機截深0.8米，日三班總割煤刀數(shù)為6，年工作日為330d。 對于礦井要保證年生產能力0.9Mt： L>=(A0 + Aj) / (VMpC) (5.2) = 180米 得出工作面長度取180米 5 .5勞動組織與回采工藝 5.5.1、采煤機切割方式和開機率 采煤機在井底下的總長度日切割的核算 N——日切的割刀，6刀 L1——斜切進刀切割長度35m LJ——采煤機切割總長度 L——工作面煤壁間長度，60m LJ=n×(L+2L1) (5.3) 采用雙向割煤的采煤工藝，故采煤機日切割總長度為LJ=6×60+2×35=1350m。 2、采煤機的切割方式 潘家窯礦井可以采用雙向進刀切割方式。 3、采煤機切割速度的選擇和開機率 ①生產勞動組織按“四六”制安排，即三班生產，一班檢修，準備。 ②開機率水平要素 ③采煤機平均割煤速度取1.025m/min； 按“四六”制時，生產總分鐘為50×6×3=1080min 開機所需時間為1080÷1.025=1053.65min，斜切進刀10min 開機率為μ=（1053.65+12×10）/1080×100%=100% 5.5.2工作面刮板輸送機 表5-2 可彎曲刮板輸送機 產品名稱 中雙鏈型刮板輸送機 系數(shù) 鏈條形式 中雙雙鏈式 主要參數(shù) 設計長度（m） 60 輸送量（t/h） 900 電機功率（kW） 320 刮板鏈速（m/s） 0.96 鏈條規(guī)格（mm） 26×92 鏈中心距（mm） 每米質量（kg） 10 57.1 鏈條破斷負荷（KN） 中部槽（長×寬×高） 水平可彎角度（° ） 垂直可彎角度 850 1500×764×222 2 6 減速器速比 卸載方式 32.677 側卸 緊鏈方式 液壓馬達緊鏈 牽引方式 整機質量（t） 齒輪—銷軌式無鏈牽引 180 無鏈牽引雙滾筒采煤機落煤、裝煤ZZ5500/25/47型支撐掩護式支架維護工作面頂板。采高為2.5m，循環(huán)進度0.85m。 表5-3 交流電牽引雙滾筒采煤機技術參數(shù) 序 號 項 目 技 術 數(shù) 據(jù) 1 采高的范圍 1.8—2.5m 2 適合傾角度 ≤10° 3 4 5 截深高度 最大牽引力 最大牽引速度 800mm 400kN 8.5m/min 6 機面高度 1438mm 7 裝機功率 698.5KW 8 滾筒直徑 1800mm 9 最大采高范圍 3680mm 10 下切深讀范圍 540mm 11 截割電機型號 YBC3-330 12 牽引電機型號 YBCS4-40B 13 14 截割功率 2×300KW 供電電壓 1140V 15 滾筒轉速 32.04r/min 16 搖臂長度 2289.69mm 17 牽引形式 交流變頻 18 牽引電機功率與電壓 2×40KW、380V 19 泵電機功率 17.5KW 17 搖臂擺角 36.6°-16° 18 無鏈牽引方式 銷軌 19 整機總量 47T 以上圖表的分析降低了生產設備成本，給企業(yè)帶來強有力的經濟效益。同時也降低了勞動工作者的負擔，也同時大大降低了安全效益，促進了企業(yè)深層次的發(fā)展，大大提高了企業(yè)的綜合效益。 5.6采煤工作面在回采工藝的表現(xiàn)方式 再調換兩個滾筒的上下位置，重新返回割煤至輸送機機頭處； 將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調換滾筒位置，返程正常割煤。 綜采面斜切進刀，要求運輸及回風平巷有足夠寬度，工作面輸送機機頭（尾）盡量伸向平巷內，以保證采煤機滾筒能割至平巷的內側幫，并盡量采用側卸式機頭。 工作面端頭作業(yè)主要有煤流在端頭處轉載和采煤機在工作面端頭斜切進刀，以及人員進出和材料配送。 采煤機的進刀方式為工作面端部斜切進刀割三角煤，其進刀過程為： 1、當采煤機割至工作面端頭時，其后的輸送機槽已移近煤壁，采煤機機身處尚留有一段下部煤； 2、調換滾筒位置，前滾筒降下、后滾筒升起并沿輸送機彎曲段返向割入煤 圖5-1割煤方式 表5-4 工作面設備技術數(shù)據(jù) 序號 項目 技術數(shù)據(jù) 1 支架形式 支撐掩護式 2 支架高度 1.6m 3 支架寬度 1.7m 4 支架初撐力 6.56m 5 支架離中心距的距離 1.49m 6 液壓支架的底座面積 2.49㎡ 7 支架長度限制 6.72M 8 支架平均支護強度 0.87Mpa 10 支架平均工作阻力 5600KN 11 支架對底板比壓 1.73MPa 12 適應煤層傾角 ≤8° 13 適應煤層厚度 1.45-2.2m 14 支架移動步距 0.6m 15 支架重量 1030 17kg 16 泵站壓力 流量 14.7MPa 80L/min 17 操作方式 本架 18 立柱 缸/柱徑 Ф230/Ф180 液壓行程 920mm 工作阻力 150KN 初撐力 1163.3KN 數(shù)量 4 19 推移千斤頂 缸/柱徑 Ф180/Ф60 液壓行程 500mm 推力 712KN 拉力 3965.8KN 數(shù)量 1 20 調底座千斤頂 缸/柱徑 Ф125/Ф85 液壓行程 150mm 推力 354KN 拉力 188KN 1 項目 單位 技術特征 型號 ZZ6400/17/35 型端頭支架 高 度 mm 1500-5500 外形尺寸（長×寬） mm 8400×2250 支架中心距 mm 2400 工作阻力 KN 4416 初撐力 KN 3787 支護強度 MPa 0.4 底板比壓 MPa 0.43 質量 t 19.5 5.7循環(huán)作業(yè) 5.7.1采煤工作面掘進面的機械配備和掘進工作面?zhèn)€數(shù) 根據(jù)CAD第四幅采煤工藝圖顯示 表5—5 潘家窯礦井的工作面的機械設備配置表 序號 設備名稱 設備型號 功率 （kW） 單位 數(shù) 量 備注 使用 備用 合計 1 雙滾筒采煤機 MG300/700-WD1 630 組 1 1 1 2 工作面刮板輸送機 SGZ800/1050 2×75 臺 1 1 1 3 轉載機 SZZ-764/160 90 臺 1 1 4 破碎機 PCM110 110 臺 1 1 5 可伸縮帶式輸送機 SSJ160/31.5 2×150 臺 1 1 6 液壓支架 ZZ6400/17/35 架 1 1 1 7 端頭支架 SDA4416-15/38 架 4 4 端頭支護 8 乳化液泵站 MRB160/31.5 125 套 1 1 一箱兩泵 9 噴霧泵站 BPW320/6.3 45 臺 1 1 一箱兩泵 10 單體液壓支柱 DZ28-25/100 根 1 173 173 超前支護 11 小水泵 KWQB20-75/5 5.5 臺 2 2 12 注水泵 7BZ-4.5/130 30 臺 2 2 13 注水鉆 MYZ-60 22 臺 2 2 14 回柱絞車 JH-8 18.5 臺 2 2 15 連續(xù)牽引車 SQ-75 75 臺 1 1 5.7.2作業(yè)方式形式 采用“四六”制作業(yè)，三采一準，采煤三班。 每班進2刀，兩班共進6刀。 正規(guī)循環(huán)方式 圖5—2 循環(huán)作業(yè)方式見 5.7.3井下采煤中保護煤柱的確定 工作面分帶回風巷和分帶運輸巷雖采用雙巷掘巷，為了在掘進時不受采空區(qū)積水和冒落的頂板的影響應該預留3.5m的小煤柱。為保護帶區(qū)大巷，停采線設在離大巷100m遠得地方，即留設100m的大巷保護煤柱。煤柱可在大巷報廢前將其采出。 圖5—3 注意，用錨索補強，錨索為單根鋼絞線，長度7.5m，樹脂加長錨固。錨索間距為2.7m，用11號槽鋼連在一起。 圖5—4 注意：用錨索補強，錨索為單根鋼絞線，長度為7.5m，樹脂加長錨固。錨索間距為2.5m，用11號槽鋼連在一起。 6井下的運輸線路 6.1 井下運輸系統(tǒng) 1運煤系統(tǒng) 潘家窯掘進工作面情況：掘進工作面→運輸大巷→主斜井→通達地面。 工作面：煤由工作面→刮板運輸機→轉載機→皮帶輸送機→大巷膠帶輸送機→地面 2輔助運輸系統(tǒng) 潘家窯工作面設備材料經副井罐籠至井底車場，由礦車經軌道運輸大巷，轉由連續(xù)牽引車運至工作面。 軌道運輸大巷→工作面回風巷→工作面 3運用通風的系統(tǒng) 副井→軌道的運輸大巷→運輸巷→采煤工作面→回風順槽口→回風巷道→風井 →皮帶運輸巷到→運輸順槽面→回風的大巷→風井 4排水系統(tǒng) 盤區(qū)回風巷鋪設一趟5寸管路，在回風巷道中布置，一臺使用，一臺應該備用。在井底中央水泵房設置兩臺設備。 6.2井下的運輸方式與運輸條件 潘家窯礦所采用的采用“四六”工作制度，即三個班采煤、一個班檢修。礦區(qū)體煤的容重大概為1.4t/m3，煤層有自燃發(fā)火走向，屬于高瓦斯礦。 .6.3 盤區(qū)運輸設備 1 采煤工作面的運輸設備 潘家窯煤礦采用 SZB-830/180型刮板輸送機. 2 分區(qū)運輸斜巷的布置。 潘家窯煤礦運輸斜巷配套設備如下： 表6-1 使用 SZZ-764/150轉載機的主要技術特征表 項 目 單位 技術特征 型 號 SZZ-764/150 運輸能力 t/h 1綜合機械化采煤 鏈 速 m/s 1.46 電機功率 kW 2×50 表6-2 PCM110使用破碎機主要技術特征表 型號 PCM110 單位 裝載量 t 1.5 最大裝載量 t 2.7 軌 距 mm 500 軸 距 mm 750 外型尺寸 mm 2400×1050×1綜合機械化采煤 質 量 kg 718 7 通風系統(tǒng)及安全技術和礦井通風方式 7.1礦井通風系統(tǒng)選擇因素 1從經濟方面來考慮 潘家窯礦井在設計礦井通風系統(tǒng)時要考慮井巷工程量、維修和管理條件、通風運營費、設備運轉等方式 2自然方面因素 潘家窯礦井在設計礦井屬于高瓦斯礦井，煤塵有一定爆炸危險，煤層有自燃走向；本設計礦井年產60萬噸，礦區(qū)范圍內地質相對穩(wěn)定。 7.2礦井通風方式及通風系統(tǒng) 通風方法，根據(jù)礦井主要通分的方式，有兩種通分方式即抽出式和壓入式，現(xiàn)將兩種通風方法優(yōu)缺點表現(xiàn)比較如下： 表7—1 各通風方式比較 通風方式 中央并列式 中央分列式 兩翼對角式 分區(qū)對角式 優(yōu)點 初期投資較少，出煤較多。 通風阻力較小，內部漏風小，增加了一個安全出口，工業(yè)廣場沒有主要通風機的噪音影響；從回風系統(tǒng)鋪設防塵灑水管路系統(tǒng)比較方便。 風路較短，阻力較小，采空區(qū)的漏風較小，比中央并列式安全性更好。 通風路線短，阻力小。 缺點 風路較長，風阻較大，采空區(qū)漏風較大。 建井期限略長，有時初期投資稍大。 建井期限略長，有時初期投資稍大。 井筒數(shù)目多基建費用多。 適用條件 煤層傾角大、埋藏深，但走向長度并不大，而且瓦斯、自然發(fā)火都不嚴重。 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。 煤層走向較大（超過4km），井型較大，煤層上部距地表較淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴重的新礦井。 煤層距地表淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘淺部的總回風道。 通過這兩種通風方法優(yōu)缺點的比較分析，本礦井應該采用抽出式通風方法。相對于抽出式通風方式，潘家窯礦井適宜采用抽出式通風由于井下風流處于負壓狀態(tài)， 圖7—1礦井通風系統(tǒng)的布置設計圖 7.2 各采區(qū)及全礦所需風量測量 1、各采煤工作面需風量計算 按瓦斯涌出量來計算 表7—2 風速與氣溫的關系 回采工作面的空氣溫度（℃） 回采工作面風速V(m/s) <15攝氏度 0.3～0.5 m/s 15～18攝氏度 0.5～0.8 m/s 18～20攝氏度 0.8～1.0 m/s 20～23攝氏度 1.0～1.5 m/s 23～26攝氏度 1.5～1.8 m/s 按下式計算： Qai=50×Vai×Sai （7.1） 由于礦井采用的是掩護式支架取Sai=3.75（M-0.3）=6.375㎡； 故工作面風量：Qa大=50×1.8×6.375=688立方米每分鐘 c 、按工作人員數(shù)量計算 （7.2） =4×55 =60 m3/min 式中 4——每人每分鐘應供給的最低風量； ——采煤工作面同時工作的最多人數(shù)。 按風速進行驗算 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，回采工作面最低風速為0.25m/s，最高風速為4m/s的要求進行驗算。 （7.3） =15×6.375 =95.625 m3/min =240×6.375 =1530m3/min 式中 Sc——回采工作面平均有效斷面，14.0㎡。 所以回采工作面需要風量為835.5 m3/min，風速2.18m/s，符合風速要求。 備用面需風量的計算 按下式計算： Q備=0.5Q大（m3/min） （7.4） 式中：Q備——備用工作面所需風量，m3/min。 所以：備用工作面所需風量為： Q備=0.5×835.5=417.5（m3/min）。 （2）、掘進工作面所需風量計算 煤巷、半煤巖巷和巖巷獨頭通風掘進工作面的風量，應按下列因素分別計算，取其最大值。 a.按瓦斯（或二氧化碳）涌出量計算： （7.5） =100×0.256×1.8 =46.08 m3/min 式中 ——掘進工作面實際需風量，m3/min； ——掘進工作面平均絕對瓦斯涌出量，m3/min； kd——掘進工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)，取1.8。 用綜掘掘煤巷月掘進速度為500m，日掘進速度為500/27=18.52m 平巷斷面為14㎡，一個掘進巷的日出煤量為18.52×14=259.28t 則其絕對瓦斯涌出量為259.28×1.47=0.265 m3/min 用綜掘掘半煤巖巷月掘進速度為350m，日掘進速度為350/27=13m 平巷斷面為14㎡，掘進煤量為13×14=182t b 、按局扇的吸風量計算 （7.6） ----第i個掘進工作面局扇的吸風量。局扇選取BK54-4 8-1450r/min -----該掘進工作面同時運轉的局扇臺數(shù) =150 m3/min c 按工作人員數(shù)量計算： =4×50 =60 m3/min 式中 nj——掘進工作面同時工作的最多人數(shù)，50人。 d 按風速進行驗算： 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，掘進的煤巷及半煤巖巷掘進工作面的最低風速為0.25m/s，最高風速為4m/s的要求進行驗算。 按最低風速驗算各回采工作面的最小風量： （7.7） =15×14 =210 m3/min 按最高風速驗算各回采工作面的最大風量： （7.8） =240×14 =3350 m3/min 式中 Sc——回采工作面平均有效斷面，14.0㎡。 所以掘進的煤巷及半煤巖巷需要風量為384 m3/min，風速0.46m/s，符合風速要求。 按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定巖巷掘進工作面的最低風速為0.15m/s，最高風速為4m/s的要求進行驗算。： （7.9） =9×14 =126 m3/min 煤巷掘進工作面的最高風量應滿足： （7.10） =240×14 =3350 m3/min 式中 Sj——掘進工作面巷道過風斷面，m2。 所以掘進的巖巷需要風量為為307.8 m3/min，風速0.37m/s，符合風速要求。 （3）、硐室需風量計算 a 機電硐室： 按硐室中運行的機電設備發(fā)熱量進行計算： （7.11） 式中 ——機電硐室中運轉的電動機總功率，kW； θ——機電硐室發(fā)熱系數(shù)，按下表選取； 表7-3 機電硐室發(fā)熱系數(shù) 名稱 系數(shù) 機電硐室名稱 發(fā)熱系數(shù)（θ） 空氣壓縮機房 0.15～0.23 水泵房 0.01～0.04 變電所、絞車房 0.02～0.04 ρ——空氣密度，一般取ρ=1.2kg/m3； Cp——空氣的定壓氣熱，一般取Cp =1.000kJ/kg.K； Δt——機電硐室進回風流的溫度差，℃。 b 火藥庫 一般大型爆破材料庫供風為100～150 m3/min，中小型爆破材料庫供風為50～100 m3/min。本礦井火藥庫供風為100 m3/min。 根據(jù)臨近礦區(qū)硐室通風標準的經驗數(shù)據(jù)，各種硐室需要的風量如下： 表7-4 井底車場所需要風量 硐室名稱 所需風量 機電硐室 180 充電硐室 60 中央變電所 180 火藥庫 214 合計 774 井下其它巷道需風量計算 由于辛置礦為新礦井設計，其它用風巷道所需風量難以計算，可按經驗算法取采煤、掘進、硐室的總風量的3%～5%進行考慮。約需要風量100 m3/min。 礦井總風量計算 （7.12） =（835.5+417.75+384+774+100）×1.25 =3139.1 m3/min 式中 ——采煤工作面和備用工作面所需風量之和，m3/min； ——掘進工作面所需風量之和，m3/min； ——硐室所需風量之和，m3/min； ——其他用風點所需風量之和，m3/