1、 平顶山工业职业技术学院成人教育学院 毕业设计 1 目 录 第一章 矿井概况 . 3 1.1 矿井基本情况 . 3 1.2 矿井生产概况 . 4 1.3 矿井主要生产系统 . 4 1.3.1 矿井煤炭运输方式与主要系统 . 4 1.3.2 材料运输系统 . 4 1.3.3 矸石运输系统 . 4 1.3.4 矿井通风系统 . 4 1.3.5 矿井排水系统 . 4 第二章 采区生产能力与区段划分 . 5 2.1 采区煤层条件 . 5 2.2 采区生产能力确定 . 6 2.3 采区区段数目划分 . 6 第三章 采区生产能力与区段划分 . 9 3.1 采区上（下）山布置 . 9 3.2 采区车场形式
2、. 9 3.3 区段平巷布置 . 10 3.3.1 首采面位置、数目及技术参数 . 10 3.3.2 采煤方法的选择 . 10 3.3.3 工作面采、装、运方式及设备选型 . 10 ZH1600/16/24ZL 型顶梁组合悬移液压支架技术参数表 . 10 3.4 采区主要洞室布置 .11 3.4.1 采区变电所 .11 3.4.2 采区煤仓 . 12 3.4.3 采区上山绞车洞室 . 13 3.5 采区通风设计 . 14 3.6 采区主要生产系统 . 15 3.7 采区内的开采顺序 . 16 第四章 采煤 工作面回采工艺设计 . 16 4.1 工作面基本条件 . 16 4.1.1 井巷围岩工程
3、地质特征 . 16 4.1.3 煤层顶、底板 . 17 4.1.3 瓦斯 . 17 4.1.4 煤尘 . 17 4.1.5 煤的自燃性 . 17 4.1.6 地温 . 17 4.2 工作面回采方式 . 17 4.3 采煤工作面质量管理 . 17 4.3.1 工作面顶板管理： . 17 4.3.2 机头、机尾顶板管理： . 18 4.3.3 机、风两巷的顶板管理： . 18 4.3.4 阻力监控法管理顶板： . 18 平顶山工业职业技术学院成人教育学院 毕业设计 2 4.3.5 八倍采高岩性分析 . 18 4.3.6 护底设计： . 19 第五章 工作面生产技术管 理 . 19 5.1 采煤工作
4、面生产技术组织管理 . 19 5.1.1 循环方式 . 19 5.1.2 作业方式 . 19 5.1.3 劳动组织 . 19 5.2 掘进工作面生产组织 . 20 5.2.1 劳动组织表 . 20 5.2.2 爆破作业循环图表 . 20 第六章 安全技术管理措施 . 21 6.1 采煤工作面安全技术管理 . 21 6.1.1 顶板管理技术措施 . 21 6.1.2 采面采斜子安全措施 . 21 6.1.3 处理冒顶的安全技术措施 . 22 6.1.4 进入煤墙侧作业及防片帮事故措施 . 22 6.1.5 运送大件的安全技术措施 . 23 6.1.6 单体液压支柱使用管理措施 . 23 6.1.
5、7 煤质管理措施 . 23 6.1.8 采面文明生产措施 . 23 6.1.9 工作面顶板周期来压的预防和支护措施 . 24 6.1.10 过上分层老巷措施 . 24 6.1.11 工作面一般安全注意事项 . 25 6.2 灾害防治措施及避灾路线 . 25 6.2.1 防灭火措施 . 25 6.2.2 防治水灾措施 . 26 6.2.3 综合防尘措施 . 27 6.2.4 防治瓦斯安全措施 . 27 第七章 采区主要经济技术指标 . 28 矿井设计主要技术经济指标表 . 28 矿井设计主要技术经济指标表 . 29 矿井设计主要技术经济指标表 . 29 矿井设计主要技术经济指标表 . 30 平顶
6、山工业职业技术学院成人教育学院 毕业设计 3 第一章 矿井概况 1.1 矿井基本情况 宝丰县宇祥煤业 位于平顶山市西部，距市区四十公里，其地理坐标为东径 11252 36 112 52 59，北纬 33 51 33 33 52 07，属平顶山市鲁山县管辖。距焦枝铁路鲁山站 20 公里，位于鲁山 梁洼公路西 3 公里，有简易公路通向本矿，交通十分方便。井田东部和南部为低山丘岭，地面标高 +180-+230 米 ，北部为丘陵及山地，由花钢岩和灰白色砂岩组成，呈南北走向，标高 +200 +260 米 ，相对高差 10-30 米 ，最大坡度 60，山区沟谷发育，地形复杂，呈西北高东南低的地势。 宝丰县
7、宇祥煤业 位于韩梁煤田南部，井田范围南至年沟自然村，北至临颖大庄矿，东部以各煤层露头线为界；西部为荒山丘岭。井田东西走向 1.4 千米 ，倾斜 1.8千米 ，面积 0.9547 平方公里 。 地层倾角 0-17，平均 8 ,煤系地层的基底为二叠统下石盒子组，平均厚度为 99 米 左右；石炭系上统太原组，厚度 17-20 米 ，一般18 米 左右，为一套砂质泥岩、中细砂岩、泥岩中夹薄煤层及页岩地沉积；二叠系厚平均约 220 米 ，主要为细粒长石石英砂岩为主，本组在井田北部出露较好，但全组底层不全，仅保留己组煤以下层位，下界起于砂岩底面与下石盒子组呈连续沉积，岩性以灰白色中细粒长石石英砂岩、灰色、
8、黑色粉沙质泥岩组成。煤系地层主要形成于白垩系和二叠系，整套含煤地层成因主要为海陆交互相、海陆 过度相、海陆相沉积。井田处于双头山正断层和泉上正断层以北，老沟逆断层以西，总体构成形态呈单斜构造。 本区煤层分别贮存于二叠系山西组，二叠系下石盒子组，含煤地层总厚度约 390米 ，含煤 13 层，煤层总厚度为 18.7 米 ，含煤系数 2.01%。共分 九 个煤组，其中井田内主要可采煤层有 五 、四 、四 三 层。四层主采煤层总厚度为 11.3 米 。可采系数 1.4%。 五 煤层及 四 、四 煤层，煤岩类型为半光亮型，全井田范围普遍可采以粉末状及碎块状为主，煤层较硬。 矿井 可提供采掘设计依据的储量
9、各煤层如下：五 为 50 万 吨 、 四 为 56万 吨 、 四 为 41.6 万 吨 。 五 煤层属中富灰、低硫、低磷的 1/3 焦煤， 四 煤层为中富灰、低硫、低磷的高发热量无烟煤。 四 煤层，为低灰、低硫，可选性较好的高发热量无烟煤，属优质无烟煤。 其中动用资源储量 100.23万 吨 ，保有资源储量 254.51 万 吨，剩余可才储量 114.78 万吨。 矿井现有主井、副井，风井共有 3 个立井井筒，其中 2个进风井、 1个回风井。主井井筒：净直径 2.6 米 。安装焦作前牛矿山机械厂 JT-2.0 单钩提升机配 24.5 钢丝绳配单钩箕斗，箕斗容重 2.0 吨，配钢丝绳罐道。副井井
10、筒：净直径 3.5米 。安装焦作前 矿山机械厂 JT-2.0 单钩提升机配 24.5 钢丝绳配单钩罐笼，配钢丝绳罐道。配套 0.6 吨底卸式矿车，主要为提矸和升降人员，地面进出车主要在 +227 标高。矿井为分区抽出式通风。风井安装 FBCDZ-6-N016 型 75KW 2 对旋轴流通风机 2 台。副井底主排水泵房安装 D85-50 5 型水泵 3 台， 108 排水管路 2 趟。矿井原煤随采随运，大巷采用 1吨自 卸式矿车，人力推运。辅助运输 JT-11.4 绞车，配有平板车和材料车，轨距 600 毫米 。原煤直接进入主井底煤仓。地面生产系统实现扬煤皮带及汽车运输。矿井电源引自 岗窑和孙岭
11、变电站，双回路供电。 平顶山工业职业技术学院成人教育学院 毕业设计 4 1.2 矿井生产概况 宝丰县宇祥煤业 系资源整合技术改造矿井， 井田面积 0.9547 平方公里，矿井采用立井开拓，批准开采 五 、四 、四 煤层，矿井保有地质储量 256.6 万吨，矿井可采储量 156.6 万吨，设计年生产能力 15 万吨，服务年限 7.7 年， 采煤方式为走向长壁采煤法，爆破落煤工艺，全部垮落法管理顶板。 矿井已形成了一个采区一个工作面，一个准备工作面，两个掘进工作面。车场、煤仓、变电所、泵房等井巷工程已全部完工。主要生产系统如：采掘系统、运输提升、通风、排水、供电系统、安全监 控等系统均已完成且运行
12、正常。辅助生产系统、井上下消防、洒水防尘、防爆设施等系统安装到位。 1.3 矿井主要生产系统 1.3.1 矿井煤炭运输方式与主要系统 工作面选用 SGD-420/30刮板输送机，运输顺槽铺设 SGB320/22 型刮板输送机和DTL65/10/30 型胶带运送机，运至二 1一采区运输下山皮带的 DTL65/10/30 型 胶带输送机， 再转运到原 2106 机巷 DTL65/10/30 胶带运输巷皮带至采区一部皮带卸入主井底煤仓 ， 由主井箕斗提升至地面。 1.3.2 材料运输系统 材料和设备 主要采用 1 吨非标矿车运输，经 副井 井底车场 东运输巷 采掘工作面。 1.3.3 矸石运输系统
13、掘进工作面掘进煤炭选用 1 吨 非标矿车 ， 经 二 1一采区轨道下山、东运输巷 直接输送至 副井，由付井罐笼提升至地面。 1.3.4 矿井通风系统 根据矿井采掘布置方式和煤层赋存条件，矿井通风方式为抽出式， 通风系统为中央边界 式， 主、副井进风，风井回风。风井安装两台型号为 BK54-4- 11 轴流式通风机，配用电机功率为 30kw， 风量 540 1380m3/ min， 风压 200 1080pa， 转速1470 V/min， 电压 380V。 矿井实现分区通风，采掘工作面实行独 立通风，无不合理的串联通风和扩散通风现象，通风系统合理可靠，通风设施位置合理、齐全可靠符合规定，局部通风
14、机的安装和使用以及矿井瓦斯管理符合有关规定。 风井主要通风机均采用双回路供电，风压、电参数、检测等仪表齐全，风机工作点经济合理，且按要求进行校验。 1.3.5 矿井排水系统 矿井排水系统采用一级排水，主排水泵房位于副井底中央泵房，主排水泵通过敷设在副井井筒的排水管路将井下涌水排至地面。 主排水泵房排水设备设计依据：矿井正常涌水量： 30m3/h 矿井最大涌水量：平顶山工业职业技术学院成人教育学院 毕业设计 5 60m3/h； 井深： 261 米， 瓦斯等级：低瓦斯矿井 。 选型计算 ： 水泵 正常涌水量时水泵必须排量： QB 1.2 30=36m3/h 最大涌水量时水泵必须排量： QBM 1.
15、2 60=72m3/h 水泵必须的扬程： aHH cB s in 12.01.01( ) =266 (1.1 1.12) =292.6 297.92(m) 式中： Hc-排水高度 Hc=261+5=266(m) 5-吸水高度 -井倾角，竖井 90， Sin =1 该矿副井底中央泵房现已安装三台 D46-50 6 型主排水泵，额定流量分别为Qe1=46m3/h，单级额定扬程 50m，转速 2950rpm.三台水泵，一台工作 ,一台备用 ,一台检修。 管路及管路布置 ： 选用两趟排水管路，即正常涌水期和最大涌水期均为一台泵对一趟管路。该矿副井井筒已安装两趟排水管路，吸水管为 133 5 无缝钢管。
16、排水管 108 5 无缝钢管。 排水管长度为： Lp=Hc+50=266+50=316 米 第二章 采区生产能力与区段划分 2.1 采区煤层 条件 矿区内含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组，上部地层因剥蚀缺失。据河南省鲁山县韩梁矿区段店井田详查 (最终 )地质报告书资料，本井田可采 煤层 3 层 (二 1、四 1-2（原三 9-10 煤层）、一 4)，而一 6 煤层没有揭露到，总厚度 8.1 米 ，含煤地层保留厚度约 301 米 ，可采煤层含煤系数为 2.69%。二 1煤层为本矿全区可采煤层。矿区现主要开采二 1 煤层，煤层倾角为 8 14左右，地层沿走向、倾向变化不大。
17、 可采煤层及其顶底板特征 ： (1)二 1 煤层：直接顶板为岩浆岩，厚度一般 1.003.00m,分布较稳定，岩浆岩项板强度大，易管理，有时还需人工放顶：当顶板为细粒砂岩时，常有 0.10.4m黑色薄层泥岩伪顶随煤层开采而脱落。因此顶板岩体质量分类为 II 类，属稳定 岩层。直接底版为深灰色砂质泥岩夹细砂岩条带，厚 10.00m 左右，分布稳定，岩体质量为III 类，属中等稳定岩层。 (2)四 1-2 煤层：该煤层赋存于二叠系下统下石盒子组中部，在矿区埋深约51.6092.00m，下距二 1 煤层约 170m，顶板为泥岩，砂质泥岩、底板为砂岩、泥质砂岩。煤层厚度 0.981.48m，平均厚度
18、1.19m。 平顶山工业职业技术学院成人教育学院 毕业设计 6 (3)一 4 煤层：赋存于石岩系太原组下部，在矿区埋深约 64.60121.35m，下距石灰岩顶面 20m，顶板为细砂岩没，底板为砂质泥岩，煤层厚度一般为 0.751045m，平均厚度 0.95m，井田内煤层倾角约 13，分布稳定，局部在可采厚度以上，煤层结构较简单，有夹矸 13 层，属较稳定的局部可采煤层。 (4)二 1 煤层：矿井内及附近钻孔和本矿开采揭露煤层伪厚度 0.62-8.96m,平均厚 1.86 m，二 1 煤层全矿井可采，煤层结构较简单，多含一层夹矸，夹矸厚度0.100.20m，但因其厚度变化较大，应属于不稳定煤层
19、。井田内煤层倾角约 8 14，平均 10 左右，分布稳定，均在可采厚度以上，煤层结构简单，为本区主要可采煤层。 (5)四 1-2 煤层：煤层厚度 0.98-1.48m，平均厚度 1.19m，井田内煤层倾角约 10，分布比较稳定，煤层结构比较简单，常含夹矸一层，夹层多为炭质泥岩，少数为泥岩，厚 0.10-0.20m。为本区主要可采煤层。 (6)一 4 煤层：煤层厚度一般为 0.75-1.45m，平均厚度 0.95m，井田内煤层倾角约 13，分布稳定，局部在可采厚度以上，煤层结构较简单，有夹矸 1-3 层，属较稳定的局部可采煤层。 2.2 采区生产能力确定 矿井年工作日为 330 天，日净提升时间
20、 16 小时。每天三班作业，两班出煤，一班准备。 根据本井田可采储量，煤层赋存条件、开采技术条件和矿井通风能力设计井型为 15 万 吨 /年 。 根 据计算的可采储量和矿井设计生产能力，考虑 1.4 的储量备用系数，则矿井服务年限： )(8.64.115 79.1 4 3 aCAZT K 式中： T 矿井服务年限， a。 Zk 煤层可采储量， 143.79 万 t。 A 矿井设计生产能力， 15 万 t/a。 C 储量备用系数，取 1.4。 2.3 采区区段数目划分 矿井采用三立井， 二 水平开拓 ， 由于矿井走向只有 800m，副井工业广场基本位于井田的西部，主井工业广场基本位于井田的东部，
21、且矿井生产规模不大。巷道布置方便，系统简单， 四 1-2 煤层与二 1 煤层层间距较大 170 多米，由于一 4 煤层与四 1-2 煤层无压茬关系，一 4 煤层北半部无煤，四 1-2 煤层南半部无煤，矿井首先开采二 1 煤层，再采一 4 煤层，最后采四 1-2 煤层。 故设计将整个矿井划分为二个两个水平三个采区开采。即一水平四 1-2 一采区；二水平二 1 一采 区 、一 4一采区 。 矿井有主井、副井、风井共有 3 个立井井筒，其中 2 个进风井、 1 个回风井 主井井筒位于井田东部，井口标高 +173 米 ，井底标高 -27 米 ，井深 200 米 ，设计为圆形断面直径 2.6 米， 装备
22、一个 1.8 吨 非标箕斗 ,担负矿井提煤任务和部分通风。 平顶山工业职业技术学院成人教育学院 毕业设计 7 副井 位于井田西部，井口标高 +196 米 ，井底标高 -65 米 ，井深 261 米 ，设计为圆形断面，直径为 3.6 米 ，装备一个 1.0 吨 单层单车非标罐笼，安设有梯子间，担负矿井进风、提矸和下材料、升降人员、兼作安全出口。风井位于井田东部，井口标高 +159 米 ，井底标高 +19 米 ，井深 178 米 ，设计为圆形断面，直径为 2.4 米 ，担负矿井回风、安设有梯子间、兼作安全出口。 工作面为二 1 21070 工作面，在井田一采区，二 1 21070 工作面回采结束由
23、二 1 21100 工作面进行接替。首采面设计走向 218m，采长 56m，掘进总工程量 580m，支护形式机、风巷采用 2.4 2.4m12#矿用工字钢梯形支护，巷道净断面 5.5 ;切眼采用 2.8 2.4m12#矿用工字钢梯形支护，巷道净断面 6.4 ； 四帮 四 顶，背板规格1200mm 50mm杂木棍，可采储量 4.2 万吨。 图 2-1 采区区段划分 示意图 1 平顶山工业职业技术学院成人教育学院 毕业设计 8 图 2-2 采区区段划分 示意 图 2 平顶山工业职业技术学院成人教育学院 毕业设计 9 第三章 采区生产能力与区段划分 3.1 采区上（下）山布置 在 +98 米 底板运
24、输大巷 340 米 处布置采区下部车场，然后施工采区轨道上山至+100 米 标高变平。同时，在平行于采区轨道上山 30 米 处沿 二 煤底板布置采区通风上山，至 +100 米 变平后施工联络巷与采区轨道上山上部车场贯穿，构成采区负压通风系统。采区轨道上山坡度 30，下部车场标高 +470 米 ，上部车场标高 140 米 ，井筒长度 2.0 米， 采区通风上山坡度 30。，下部变平点标高 +470 米 ，上部变平点标高 +570 米 ，井筒长度 200 米 。 3.2 采区车场形式 回采工作面煤炭 皮带运 至区段运输平巷，区段运输平巷采用 0.75 吨侧翻式矿车装车，人力推至采区中部车场，由采区
25、轨道上山绞车下放至采区下部车场，通过底板运输大巷人力推至主井井底车场，再由主井绞车提升至地面。采区矸石、材料和设备由主井绞车 和 采区轨道上山提升或下放或提升， 平巷采用人力推运。 回风下山轨道下山图 3-1 采区车场 平顶山工业职业技术学院成人教育学院 毕业设计 10 3.3 区段平巷布置 3.3.1 首采面位置、数目及技术参数 首采工作面为 二 1-11070 工作面，在井田采区东北部， 二 1-11070 工作面回采结束由 二 1-11050 工作面进行接替。首采面设计走向 177 米 ，采长 52 米 ， 煤层厚度3.2 米 ， 掘进工程量 406 米 ，已掘进 354 米 ，剩余工程
26、量为 52m，支护形式机、风巷采用 2.4 2.4 米 12#矿用工字钢梯形支护，巷道净断面 5.5 ;切眼 采 用 2.8 2.4 米12#矿用工字钢梯形支护，巷道净断面 6.4 ;四帮六顶，金属网护帮、护顶，背板规格 700 50mm杂木棍，可采储量 4.1 万吨。 3.3.2 采煤方法的选择 采煤方法的选择是否合理，直接影响矿井的生产安全和各项技术经济指标，所以采煤方法必须符合安全、经济、高效、回采率高的基本原则。 井田内二 1煤层产状较缓，倾角 6左右 ，属缓近水平煤层， 煤层厚度 2.2 13.66米 ,平均 8.48 米 。煤层结构简单，局部夹矸，全区可采。 根据地质条件和煤层赋存条件，设计采用走向长壁放顶煤采煤方法，人工打眼放炮落煤 ，人工装煤，悬移支架支护顶板，全部 垮落 法管理顶板。 3.3.3 工作面采、装、运方式及设备选型 首采工作面煤层平均厚度 3.2 米 ，一次采高 2.2 米 。放顶煤高度 1 米 ，采放比1:0.45。工作面选用煤电钻打眼、爆破落煤、人工攉煤、
