王行庄煤矿11采区设计毕业设计(编辑修改稿)

王行庄煤矿11采区设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

期为燕山期。 根据勘探及井下开拓资料，断层大致都平行展布，倾向一致，断层面倾角都较大。 水文地质及瓦斯 根据勘探采样试验结果 表明，井田内部各煤层瓦斯含量较低，相对涌出量低于 10m3 /t，但煤层瓦斯含量随深度增加加大。 除东部微山湖和京杭大运河外，无较大的地表水，微山湖水流域 面积 31700 k㎡，积水面积 1266 k ㎡，湖水常年标高 +～ ，雨季水位增高 2～ 3 米，地表水系简单，不对井下开采造成影响。 （ 1） 采区工业储量 Q=SMR/104 （ 式 21） 式中： Q——采区工业储量 S——采区面积 M——煤层厚度 R——煤容重 代入上式 Q = 18380007 （ 式 22） = 1737（万吨） （ 2）采区煤柱损失 P1 =（ 302750+20750+103250+3102450） 7 =（万吨） （ 式 23） （ 3） 落煤损失 P2 = P1 4% （ 式 24） =（万吨） 因此采区采出率为 （ 式 25） 按《规程》规定，要求采出率：厚煤层不低于 ，中厚煤层不低于 ，薄煤层不低于 ，经过验算符合安全规程规定。 首采取 区 尺寸及参数设计 矿井首采区位于第一水平上山部分，煤层平均倾角 24176。 ，走向长度 ，本%%1001 7 3 7 ) 7 3 7(C 河南理工大学成人高等教育毕业设计 2 采区基本条件 13 矿采用综合机械化开采，可设计一个面满足矿井产量。 采区生产状况 采区生产能力 本采区一个工作面达产，年产量 180 万吨 /年。 工作面生产能力按照确定的工作面长度，选取工作面进度及采高，其日产量确定为 CNLMBQr γ= （ 式 26） M ——采高 B ——循环进尺 γ ——煤的容重 C ——工作面采出率 N ——每日循环数 （ 1）计算每割一刀煤的时间 a：纯割煤时间 T割 割割 rLLT /)( 1+= （ 式 27） L ——工作面长 1L ——斜切段长 割r ——采煤机牵引速度 b：割煤作业辅助时间 T空 （分）空空 （ 式 28） 式中 空r 为采煤机运行时候的牵引速度 取 6m/s c： 必须的问题时间 停T 其中包括割一刀煤检查机器，更换截齿时间，正常开停时间，采煤机改变牵引方向时翻挡煤板的时间及滚筒调位时间。 根据实际一般取 T停 =20 分 所以每割一刀所需的时间 = T割 +T 停 +T空 （ 式 29） =++20 =（分） （ 2）计算端头作业时间 T端 本工作面端头支护采用端头液压支架，选取端头作业时间 25 分钟。 （ 3）故障时间 T故 （分） 4/)25200( 河南理工大学成人高等教育毕业设计 2 采区基本条件 14 根据大量调查，国产综采设备机电事故影响时间约为总工时的 8%～ 15%。 每割一刀影响时间为 15～ 30 分钟。 在次取 25 分钟。 因此每割一刀循环时间 T循 =T+ T端 + T故 （ 式 210） =+25+25 =（分） （ 4）综放工作面生产能力 NLSMRCnQr = （ 式 211） 33 )( 06  年）（万吨 / 5 掘进出煤 Q掘 =5% （ 式 212） =（万吨） 采区生产能力 Q=+ （ 式 213） =（万吨） 确定区段斜常与数目 区段斜长 =采煤工作面 +区段煤住宽度 +区段上下平巷宽度 BmlL 2++= （ 式 214） 则： )(69231642004321mllllD=+=+++= （ 式 215） 取 m=10m, B=4m L ——区段斜长 m l ——工作面长度 m m ——煤柱宽度 m B ——区段平巷宽 度 m （ 式 216） 其中首采面工作面长度由于工业广场限制取 200 米，其他 2 区段平均分配，取 164m。 )(7 6 4 484106 9 2mL 河南理工大学成人高等教育毕业设计 2 采区基本条件 15 煤柱留设 采区内煤柱主要为采区边界煤柱，采区上山煤柱，区段煤柱。 该采区上部以风氧化带为界，留设 20m 煤柱。 为防止采空区矸石冒落，采区两边各留设 20m 煤柱。 水平运输大巷布置在煤层底板 20m 以下的稳定岩层中，不必留设保护煤柱，采区上山布置在煤层底板岩层中，但是由于其服务年限 比较长，要服务于第二，三水平的通风，故留设 30m 煤柱。 在矿井服务后期可回收部分煤柱，两条大断层两侧各留设 40m 煤柱。 见表 22 表 22 煤柱名称 断层煤柱 上山保 护煤柱 边界煤柱 区段煤柱 煤柱宽度 2 40m 230m 20m 10m 河南理工大学成人高等教育毕业设计 3 采区巷道 布置 设计 16 3 采区巷道布置设计 采区上（下）山布置 采区上山布置 首采区第一水平布置在采区中央，整个矿井原打算用两翼对角式通风，但是由于井田中央部分煤需要采用带区开采，所以决定双巷掘进，在井天中央打回风风井，形成混合式通风。 整个矿井分三个水平，上一水平采完，其运输大巷和上山供下一水平回风用。 因此上山和大巷的维护时间比较长。 每个水平上山布置在 二 3煤层底版岩层中， 两煤层间距 20m，采用联合布置上山开采。 轨道上山布置在 8 号煤层底版 10m 岩石中，运输上山布置在距煤曾底版 14m 岩石中， 2 条上山平均距离 20m。 如 右 图所示。 采区车场形式选择设计 （ 1）采区上部车场 采区上部车场是采区上山与上部区段回风平巷或阶段回风大巷之间的一组联合巷道和硐室，它的基本形式有平车场的甩车场。 由于采区上部顺向平车场车辆运行顺当，调车方便，所以本矿采用采区上部平车场作为采区上部车场。 缺点：巷道断面大，易出现跑车事故，所以应加强安全措施。 顺向平车场与逆向平车场选择主要是根据轨道上山绞车房及回风大巷相对位置和运输量确定。 货运量大，车场线路与总回风巷相接宜采用顺向平车场。 而甩车场主要用于煤层轨道上山，所以这里不适用。 （ 2） 采区中部车场 联系上山和中部区段平巷的一组巷道称为采区中部车场，采区中部车场，般为甩车场。 根据采区巷道布置，区段划分不同，采区里可以设置一个或几个中部车场。 在此采用石门式中部车场。 中部车场多采用石门式甩车场，根据采区航道轨道上山 运输上山图 31 河南理工大学成人高等教育毕业设计 3 采区巷道布置设计 17 布置，在单一薄及中厚煤层中多采用绕道式中部车场或平巷式中部车场。 （ 3）采区下部车场 采区下部车场与阶段运输大巷相联结的一组巷道。 采区下部车场通常设有装车站绕道、辅助提升车场和煤仓等。 根据装车站位置不同，下部车场可分为大巷装车式，石门装车和绕道式装车三种形式。 由于上山倾角大于 12176。 ，且 起坡点落在大巷顶板，且顶板围岩条件好，顾采用大巷装车顶板绕道式下部车场。 该车场调车方便，线路布置紧凑。 工程量省。 但绕道维护量大，影响大巷通过能力。 采区回采平巷布置 该采区开采单一煤层，煤层厚度为 ，且煤层硬度为 f=2，属于中硬煤层，故将区段平巷布置在煤层中，为了尽量减少护巷煤柱，区段上下平巷均布置在煤层中，区段平巷基本上沿着煤层低板等高线布置，但区段上下两个平巷必须保持直线，并且要相互平行，以保证工作面长度的稳定。 区段平巷均采用半圆拱型断面，锚网支护。 为了减轻动压对巷道的影响，保证工作面顺利向 前推进，根据本工作面超前动压的影响范围，对工作面安全出口 30m 范围内进行超前支护，由于上下平巷为采用锚杆支护的矩形巷道，顶板压力比较大，故超前支护形式为在巷道内侧设以单体液压支柱作腿，矿用工字钢作梁的加强支护。 巷道掘进方法 由于本设计中运输上山和轨道上山均布置在岩石中，都属于岩巷掘进，因此采用先进的 “新奥法 ”施工和光面爆破。 这样，可以尽可能的减少对围岩的破坏，充分跳动围岩自身的承载能力并尽可能的控制围岩的变形，有效的防止围岩的松动，达到施工最大的安全度和最好的经济效果。 巷道支护方式 根据所选取的采区上山和区段平巷断面，结合实习矿井的实习经验，决定采取运输上山和轨道上山采用锚喷支护方式，而区段平巷采用锚网支护方式。 通风验算 又第九章矿井通风与安全可知，巷道的净断面均满足通风要求。 河南理工大学成人高等教育毕业设计 3 采区巷道布置设计 18 采区主要硐室布置 采区煤仓 井巷式煤仓有垂直式、倾斜式、混合式三种。 煤仓断面分为圆形、拱形，少数为矩形。 由于垂直式煤仓多为圆形，利用率高，不易发生堵塞现象，便于维护，施工速度快等优点，所以选择垂直式圆形断面采区煤仓。 目前煤矿采用采区煤仓，一般采用圆形垂直式。 直径为 2～ 5m。 以直 径 4～ 5m煤仓应用较多。 煤仓过高易引起煤压实起拱，引起堵塞 现象，一般不超过 30m。 采区绞车房 采区绞车房是采区辅助提升的安装硐室，绞车硐室是否合理将直接影响到采区提升运输。 a 绞车房的位置 绞车房应位于围岩稳定的底版岩石中，不受岩层移动的影响，避开大的地质构造和含水层及有煤与瓦斯突出危险的地区。 与相邻巷道之间应有足够的煤岩柱，以利于巷道维护。 b 绞车房通道 绞车房应有两个安全出口，即钢丝绳道和绞车房风道。 绞车房设备均由绞车房绳道运入。 绳道尺寸应能使设备最大部件通过，绳道内一般只设单边人行道 ，人行道位置最好与轨道上山人行道相一致，以利于行人安全。 风道主要用于回风、存放电器设备，绞车房通道长度应大于 5m，并用不可燃材料支护。 采区变电所 采区变电所是采区供电设备硐室，也是采区供电枢纽。 由于低压供电压降较大，为保证采区正常生产，必须合理的选择采区变电所的位置。 a 采区变电所的位置和形式 确定采区变电所位置时，应该考虑采区变电所设在通风良好，围岩稳定，地压小，无淋水，易维护，易搬迁设备，并使其位于采区用电负荷中心。 为适应综合机械化采煤，常在工作面下部巷道设置移动变电站。 当工作面推进 100～ 200m 时变电所移动一次。 河南理工大学成人高等教育毕业设计 3 采区巷道布置设计 19 变电所的布置及尺寸 变电所内设备布置应该符合《煤矿安全规程》，变电所高度应根据行人高度，设备高度及掉挂灯高度的要求确定，取 ，通道高度取。 变电所应用不可燃材料支护（锚喷支护），底版用 100 号混凝土铺底并高出邻近巷道底版 200～300mm，且具 %坡度。 采区主要生产系统 运输系统 工作面 → 区段运输平巷 → 区段运输石门 → 溜煤眼 → 采区运输上山 → 采区煤仓 → 大巷 → 井底 运料系统 大巷 → 轨道上山 → 采区上部车场 → 采区回风石门 → 轨道平巷 → 工作面 通风系统 新鲜风：大巷 → 采区轨道上山 → 区段轨道石门 → 上层煤下区段轨道平巷 → 联络巷 → 区段运输平巷 → 冲洗工作面后进回风平巷 → 采区回风石门 → 回风巷 → 风井。 下区段时，区段轨道石门，上区段岩石集中运输平巷作回风用，因此要求轨道石门与运输上山也要相通。 上区段生产时，在轨道石门与运输上山的连接处设风门，下区段生产时应将风门移到。