1、山山西西大大同同大大學(xué)學(xué) 本本 科科 生生 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 中文題目: 山西同煤集團(tuán)四老溝礦2#煤層開(kāi)采設(shè)計(jì)（1.2Mt/a） 英文題目: The 2 Coal Seam Mining Design of Silaogou Coal Mine in # Datong Coal Mine Group Company（1.2Mt/a） 學(xué) 院： 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 采礦工程 班 級(jí)： 16級(jí)專升本二班 指導(dǎo)教師： 職 稱： 完成日期： 2018 年 5 月 30 日 摘摘 要要 本次設(shè)計(jì)題目是為同煤集團(tuán)四老溝礦2#煤層盤(pán)區(qū)的初步設(shè)計(jì)，該礦在大同煤田 的東

2、北方向，大同市區(qū)西南方向，地勢(shì)復(fù)雜，總體為北西高，東南低。 據(jù)勘探資料表明：該煤層平均煤厚2.50到2.80m，平均傾角1，工業(yè)儲(chǔ)量110.8 0Mt，可采儲(chǔ)量81.61Mt，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.2Mt/a，盤(pán)區(qū)服務(wù)年限53年，礦井采用立井 開(kāi)拓。此盤(pán)區(qū)地質(zhì)較簡(jiǎn)單，自然發(fā)火期相對(duì)較長(zhǎng)，煤層有爆炸性，屬于低瓦斯礦井 。 據(jù)實(shí)際地質(zhì)資料顯示對(duì)此煤層進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，工作面長(zhǎng)度200m，采用三八制作 業(yè)，日循環(huán)8刀，每班4刀。并采用三條大巷布置，一條軌道大巷，一條回風(fēng)巷，一 條運(yùn)輸大巷。同時(shí)，通風(fēng)方式為抽出式通風(fēng)，本盤(pán)區(qū)煤層屬于中厚煤層，故采用傾 斜長(zhǎng)壁采煤法，盤(pán)區(qū)工作面均采用后退式開(kāi)采。 最后通過(guò)對(duì)盤(pán)區(qū)運(yùn)

3、輸、排水和通風(fēng)等各生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)備選型計(jì)算，并同時(shí)考慮 盤(pán)區(qū)安全技術(shù)措施和環(huán)境保護(hù)的要求，完成整個(gè)盤(pán)區(qū)的初步設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：立井開(kāi)拓；后退式開(kāi)采；盤(pán)區(qū)式 全套圖紙加扣 3346389411或3012250582 ABSTRACT This design topic is for four old mine 2 # coal seam with coal group the preliminary design of plate area, the northeast of the mine in datong coalfield, southwest of datong city, comple

4、x topography, the overall for north west high, southeast low. According to the exploration data show that the average coal seam thickness 2.5 to 2.8 m, an average of 1 inclination, industrial reserves 110.80Mt, recoverable reserves of 81.61Mt, design production capacity of 1.2 Mt/a, the panel length

5、 of service of 513years, mine adopts vertical shaft. This area has simple geology, relatively long spontaneous ignition period, explosive coal seam and belongs to low gas mine. According to the actual geological data, the preliminary design of the coal seam was carried out, with a working face lengt

6、h of 200m. And using three lanes layout, a track lane, a return wind lane, a transport lane. At the same time, the ventilation mode is extractive ventilation, and the coal seam in this area belongs to medium and thick coal seam. Therefore, the inclined long wall mining method is adopted, and the wor

7、king face of the plate area adopts backward mining. Finally through the panel transportation, drainage and ventilation equipment selection calculation of each production system, and at the same time considering the panel safety technical measures and environmental protection requirements, complete t

8、he whole set of preliminary design. Key word: Vertical shaft to develop; Backward mining; Panel type 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 目目 錄錄 1 1礦井概述及盤(pán)區(qū)概況礦井概述及盤(pán)區(qū)概況 .5 5 1.1 礦區(qū)概述 .5 1.1.1地理位置.5 1.1.2地形、地貌.5 1.1.3交通條件及居民點(diǎn)分布.5 1.1.4水文條件.6 1.1.5居民用水情況.6 1.2盤(pán)區(qū)概況.6 1.2.1盤(pán)區(qū)地形.6 1.2.2盤(pán)區(qū)位置.6 1.2.3盤(pán)區(qū)開(kāi)采范圍.6 1.2.4盤(pán)區(qū)煤層產(chǎn)

9、狀.6 1.2.5臨近盤(pán)區(qū)的情況.6 1.2.6盤(pán)區(qū)瓦斯情況.7 1.3井田地質(zhì)構(gòu)造.7 1.3.1斷層.7 1.3.2陷落柱.7 1.4煤層特征.7 1.4.1煤層特征.7 1.4.2盤(pán)區(qū)煤層圍巖特性.8 2 2 盤(pán)區(qū)儲(chǔ)量與服務(wù)年限盤(pán)區(qū)儲(chǔ)量與服務(wù)年限 .9 9 2.1盤(pán)區(qū)的工業(yè)儲(chǔ)量.9 2.1.1儲(chǔ)量計(jì)算方法.9 2.1.2儲(chǔ)量主要參數(shù)的確定.9 2.2可采儲(chǔ)量.9 2.2.1 盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì)儲(chǔ)量計(jì)算.9 2.2.2盤(pán)區(qū)可采儲(chǔ)量.9 2.3盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限.10 2.3.1 盤(pán)區(qū)的工作制度.10 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 2.3.2盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定.10

10、2.3.3盤(pán)區(qū)的計(jì)服務(wù)計(jì)算.11 3 3盤(pán)區(qū)巷道布盤(pán)區(qū)巷道布置置 .1212 3.1巷道方案對(duì)比.12 3.1.1方案1.12 3.1.2方案2.12 3.1.3方案比較.13 3.2巷道布置.13 3.2.1煤柱尺寸的確定.13 3.2.2回采工作面尺寸.13 3.2.3區(qū)段平巷的布置方式.13 3.2.4盤(pán)區(qū)區(qū)段斜長(zhǎng)和數(shù)目的確定.14 3.2.5盤(pán)區(qū)巷道斷面形式、尺寸和支護(hù)方式大巷.14 3.2.6井底車場(chǎng).14 4 4采煤方法、設(shè)采煤方法、設(shè)備備與與工工藝的選擇藝的選擇 .1515 4.1采煤方法.15 4.1.1采煤方法的確定.15 4.1.2生產(chǎn)能力的驗(yàn)算.15 4.2采煤設(shè)備.16

11、 4.3 回采工藝與勞動(dòng)組織 .21 4.3.1回采工藝.21 4.3.2 勞動(dòng)組織形式.21 4.3.3 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo).22 4.4 盤(pán)區(qū)的準(zhǔn)備與工作面 .23 4.4.1 盤(pán)區(qū)內(nèi)巷道斷面.23 4.4.2 掘進(jìn)工作面?zhèn)€數(shù)及機(jī)械設(shè)備配備.24 4.5工作面管理.25 4.5.1對(duì)工作面端頭架支護(hù)的管理.25 4.5.2周期來(lái)壓預(yù)防止措施：.25 4.5.3工作面停采線前的頂板管理及安全技術(shù)措施.26 4.5.4工作面端頭支護(hù)和超前支護(hù).26 4.5.5回采工作面正規(guī)作業(yè)循環(huán).27 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 5 5盤(pán)區(qū)運(yùn)盤(pán)區(qū)運(yùn)輸輸和通風(fēng)和通風(fēng) .2929 5.1

12、 運(yùn)輸 .29 5.1.1 運(yùn)輸系統(tǒng).29 5.1.2 運(yùn)輸方式的確定.29 5.1.3 運(yùn)輸設(shè)備的選擇.29 5.2盤(pán)區(qū)通風(fēng)方式與通風(fēng)系統(tǒng)的選擇.30 5.2.1通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng).30 5.2.2盤(pán)區(qū)所需風(fēng)量.30 5.2.3風(fēng)量的分配.33 6 6礦井災(zāi)害的發(fā)生與防治礦井災(zāi)害的發(fā)生與防治 .3535 6.1煤與瓦斯突出及其防治.35 6.1.1煤與瓦斯突出.35 6.1.2煤與瓦斯突出機(jī)理.35 6.1.3煤與瓦斯突出過(guò)程.35 6.1.4煤與瓦斯突出預(yù)防.36 6.1.5安全防護(hù).36 6.2自燃發(fā)火.37 6.2.1煤炭的自燃條件.37 6.2.2煤的自燃因素.37 6.2.3煤的自

13、燃過(guò)程.37 6.2.4防火技術(shù)措施.38 6.3礦山防水.38 6.3.1礦井突水征兆.38 6.3.2預(yù)防水的方法.39 6.3.3排除積水方法.39 6.4礦塵防治.39 6.4.1礦塵的產(chǎn)生.39 6.4.2影響煤塵爆炸的因素.39 6.4.3礦山防塵.40 6.5沖擊礦壓的防治.40 6.5.1礦壓顯現(xiàn)控制措施.40 6.5.2沖擊危險(xiǎn)的解危措施.40 6.6礦山災(zāi)害防治的重要性.40 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 6.6.1礦山防治技術(shù)發(fā)展.40 6.6.2個(gè)人感悟.41 7 7 設(shè)計(jì)盤(pán)區(qū)基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)盤(pán)區(qū)基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) .4242 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)

14、 .4444 致致 謝謝 .4545 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1礦井概述及盤(pán)區(qū)礦井概述及盤(pán)區(qū)概況概況 1.1 礦區(qū)概述 1.1.1地理位置 同煤集團(tuán)四老溝礦是大同煤田的一部分，坐標(biāo)為東經(jīng)112563611303 32，北緯395643400153。 1.1.2地形、地貌 該礦地形較復(fù)雜，北西較高，東南低。 1.1.3交通條件及居民點(diǎn)分布 地理位置較好，交通運(yùn)輸十分便利。 圖1-1 礦區(qū)交通位置圖 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1.1.4水文條件 據(jù)近幾年四老溝礦的資料表明，河水在該礦區(qū)的流量大概為0.25-0.28 m3/S.暴雨過(guò)后最大流量是在1

15、988年7月12日為600 m3/S；89年7月22日為59.20 m3/S。隨著煤層的持續(xù)開(kāi)采，目前水都干涸。 1.1.5居民用水情況 居明日供水量20003000 m3 ，水質(zhì)較好。該礦出水量為600 m3 ，水質(zhì)較差，不符合居明飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，但是能合理利用此水資源，能提工業(yè)用水 ?，F(xiàn)在四老溝礦較缺水。需要提供給居明良好的水資源。 1.2盤(pán)區(qū)概況 1.2.1盤(pán)區(qū)地形 盤(pán)區(qū)地勢(shì)凹凸不平，幾乎不能種植。 1.2.2盤(pán)區(qū)位置 該盤(pán)區(qū)位于大同煤礦集團(tuán)公司下屬煤礦四老溝礦礦井中的某一盤(pán)區(qū)。 1.2.3盤(pán)區(qū)開(kāi)采范圍 此盤(pán)區(qū)煤層選擇了A類（750*750）地質(zhì)鉆孔探測(cè)，探測(cè)出此盤(pán)區(qū)有很多鉆孔， 有幾個(gè)鉆

16、孔與其他相差較大，所以排除。盤(pán)區(qū)內(nèi)有斷層，但落差不太大，該盤(pán)區(qū)內(nèi) 預(yù)留的保護(hù)煤柱以外的煤層全部都可以開(kāi)采。 1.2.4盤(pán)區(qū)煤層產(chǎn)狀 盤(pán)區(qū)走向是南西60，傾角大概在1，向東北方向傾斜。有利于開(kāi)采和巷道布 置。 1.2.5臨近盤(pán)區(qū)的情況 周圍地質(zhì)簡(jiǎn)單，沒(méi)有采空區(qū)。 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1.2.6盤(pán)區(qū)瓦斯情況 此盤(pán)區(qū)屬于低瓦斯礦井，煤層瓦斯涌出量較少。 1.3井田地質(zhì)構(gòu)造 1.3.1斷層 本井田的斷層具體特征如下表: 表1-1 斷層一覽表： 產(chǎn)產(chǎn) 狀狀 斷層標(biāo)斷層標(biāo)號(hào)號(hào)性質(zhì)性質(zhì)走走 向向向向傾傾傾傾 角（角（） 落差落差 （m） 延展長(zhǎng)度延展長(zhǎng)度 （m） 控制程度控制程

17、度 F1正斷層NNESEE48801.663654可靠 F2正斷層NNESEE80820.2521352可靠 F3正斷層NNWNWW80861.52.51200可靠 褶曲有很多種形態(tài)，各不相同。但褶曲的基本類型只有背斜和向斜。褶曲是褶 皺的基本單位。背斜在外形常表現(xiàn)為核老新不老，向斜表現(xiàn)為外老心不老。背斜一 般凹凸不平，看上去像丘陵，向斜看上去向下陷進(jìn)去，看上去像形成谷地。 1.3.2陷落柱 有陷落柱，但陷落柱對(duì)生產(chǎn)造成很大困難。 1.4煤層特征 1.4.1煤層特征 同煤集團(tuán)四老溝礦可采煤層有2#、3#、4#、7#-3、8#、9#、10#、11#、12#-1、12#- 2、14#-2、14#-

18、3、共計(jì)12層。現(xiàn)在，正在開(kāi)采的煤層為2#-3、 3#- 2、4#、8#、9#、11#、14#-2、14#-3號(hào)煤層，盤(pán)區(qū)2#煤層特征如下： 盤(pán)區(qū)2#煤層：位于3#煤層下2.20- 26.35m，平均2.80m。煤層厚度2.00到3.50m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 表1-2 盤(pán)區(qū)2#煤層特征表 1.4.2盤(pán)區(qū)煤層圍巖特性 該盤(pán)區(qū)2#煤層的頂板由偽頂、直接頂和基本頂組成。 表1-3 2#煤層圍巖特征表 取樣層位取樣層位巖性巖性抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度Mpa 礫巖40210 2#煤層頂板 砂礫巖65.30 粗砂巖34.8064.00 2#煤層底板 粉細(xì)砂巖互層105.

19、4 地層地層煤層厚度煤層厚度(m)間距（間距（m）煤層結(jié)構(gòu)煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性穩(wěn)定性頂板巖性頂板巖性底板巖性底板巖性 侏羅系6,08.0 3.00 2.2026.35 17.51 單一結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定 中細(xì)砂巖 粉砂巖及 細(xì)砂巖與 砂質(zhì)泥巖 粗砂巖，砂 巖泥巖 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 盤(pán)區(qū)儲(chǔ)量盤(pán)區(qū)儲(chǔ)量與服務(wù)年限與服務(wù)年限 2.1盤(pán)區(qū)的工業(yè)儲(chǔ)量 2.1.1儲(chǔ)量計(jì)算方法 在采礦工程中，通常是按地質(zhì)條件和開(kāi)采技術(shù)水平劃定，本該盤(pán)區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，采用下面的公式計(jì)算： 儲(chǔ)量（萬(wàn)t）面積（m2）厚度（m）視密度（t/m 3） Zg=28265823.50*2.80*1.40=110.8

20、0mt 2.1.2儲(chǔ)量主要參數(shù)的確定 1面積的確定 求積儀法 曲線儀法 方格紙法 2.2可采儲(chǔ)量 2.2.1 盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì)儲(chǔ)量計(jì)算 盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì)儲(chǔ)量等于盤(pán)區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量減永久的盤(pán)區(qū)煤柱損失 井田邊界煤柱 S1=682407.9*1.4*2.8=2.68mt 斷層保護(hù)煤柱 S2=7754.07*1.4*2.8=0.03mt 陷落柱保護(hù)煤柱S3=50649.40*1.4*2.8=0.20mt 盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì)儲(chǔ)量Zs=110.80-2.68-0.03-0.20=107.89Mt 經(jīng)推算，盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì)儲(chǔ)量為107.89Mt 2.2.2盤(pán)區(qū)可采儲(chǔ)量 盤(pán)區(qū)可采儲(chǔ)量的計(jì)算公式如下： 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)

21、計(jì) CPZZ sk (2-1) 式中：Zk盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，Mt； Zs盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量，Mt； P礦井工業(yè)場(chǎng)地和主要井巷煤柱損失量之和，Mt； C 采區(qū)回采率，薄煤層不小于85%；中厚煤層不小于80%；厚煤層不小于75%。 盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì)可采量： 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱=201423.93*1.4*2.8=0.79mt 主要井巷保護(hù)煤柱=15913.42*1.4*2.8*80=5.09mt Zk=(107.89-0.79-5.09）*0.8=81.61Mt 經(jīng)推算，該盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì)可采量為81.61Mt，見(jiàn)下表2-1 表2-1 盤(pán)區(qū)儲(chǔ)量計(jì)算表 單位：Mt 煤層煤層工業(yè)儲(chǔ)量工業(yè)儲(chǔ)量設(shè)計(jì)儲(chǔ)量設(shè)計(jì)儲(chǔ)量可采儲(chǔ)量可采儲(chǔ)

22、量 2#110.80107.8981.61 2.3盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 2.3.1 盤(pán)區(qū)的工作制度 盤(pán)區(qū)采取“三八”制作業(yè)，一天工作的有三個(gè)班，兩個(gè)班進(jìn)行生產(chǎn)，一個(gè)班 進(jìn)行檢修工作。 2.3.2盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定 根據(jù)當(dāng)?shù)鼐用饔妹旱男枨螅缓蠼Y(jié)合煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造，可采儲(chǔ)量、資 金的流動(dòng)等因素，合理的確定了礦井生產(chǎn)能力為1.2Mt/a。 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2.3.3盤(pán)區(qū)的計(jì)服務(wù)計(jì)算 盤(pán)區(qū)服務(wù)年限按下式計(jì)算： T= Zk/Ak (2-2) 式中：T礦井的設(shè)計(jì)服務(wù)年限； Zk 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，Mt； A礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，Mt/a； k儲(chǔ)量備用系數(shù)，一般

23、取1.31.5。 則：服務(wù)年限=81.61/1.2*1.353年T 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3盤(pán)區(qū)巷道布置盤(pán)區(qū)巷道布置 3.1巷道方案對(duì)比 3.1.1方案1 該盤(pán)區(qū)布置的三條大巷標(biāo)高都不相同，此回風(fēng)巷的標(biāo)高為1300m在頂板上， 運(yùn)輸巷標(biāo)高為1245m在底板中，軌道巷布置在煤層中。但是這樣的布置大大增加 了費(fèi)用，這樣給該礦造成了損失。為了降低成本，需要在運(yùn)輸巷上再開(kāi)通一條 煤巷并用作進(jìn)風(fēng)。大巷需要沿煤層傾向布置，工作面需要沿走向推進(jìn)。如下圖 3.1.2方案2 在標(biāo)高為1300m的同一巖層的頂板上布置三條大巷，在初開(kāi)始沿傾向開(kāi)始 一直延伸值到與煤層相交了以后在改變其方向

24、，然后再沿走向延伸到停采線。 在運(yùn)輸大巷附近布置為相鄰兩個(gè)分帶服務(wù)進(jìn)風(fēng)運(yùn)料聯(lián)絡(luò)巷，該盤(pán)區(qū)工作面沿傾 向推進(jìn)，布置方式為帶式。 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3.1.3方案比較 方案1屬于盤(pán)區(qū)式布置，開(kāi)通了兩條煤巷和兩條巖巷，且距離都相同，都為2024 m。而方案二屬于帶區(qū)式布置，布置了三條大巷且距離都不同，距離都大于300 0m，煤巷掘進(jìn)遠(yuǎn)小于巖巷掘進(jìn)的費(fèi)用。方案二在走向和傾向上都有大巷，停采 線的距離翻倍，損失了大量的煤炭資源，經(jīng)濟(jì)損失較大。由于傾角大概只有1 ，盤(pán)區(qū)布置與帶區(qū)布置幾乎相同，在時(shí)間上推算雖然方案2不用開(kāi)鑿煤倉(cāng)，節(jié) 省了時(shí)間，但經(jīng)濟(jì)不合情理。相對(duì)比方案1比較

25、合理。 3.2巷道布置 3.2.1煤柱尺寸的確定 3.2.2回采工作面尺寸 據(jù)大同煤礦集團(tuán)四老溝的地質(zhì)資料表明，該煤層屬于近水平煤層。應(yīng)根據(jù) 工作面地質(zhì)條件、設(shè)備能力和回采工藝及經(jīng)濟(jì)上有利、技術(shù)上合理等因素選定 。在緩傾斜、傾斜薄及中厚煤層中，較合理的工作面長(zhǎng)度是：炮采工作面為80 150m；普通機(jī)采工作面為 120150m；綜采工作面在150m以上，從而確定四老溝礦盤(pán)區(qū)1.2Mt設(shè)計(jì)。 3.2.3區(qū)段平巷的布置方式 根據(jù)煤層傾角和主要用途，區(qū)段平巷通過(guò)石門(mén)、斜巷或立眼三種聯(lián)系方式 煤柱類型煤柱類型 尺寸尺寸 邊界保護(hù)煤柱10m 停采線煤柱40m 大巷煤柱30m 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院201

26、8屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 與工作面超前平巷聯(lián)系。近水平煤層的機(jī)軌合一巷與超前平巷一般采用垂直溜 煤眼和進(jìn)風(fēng)行人斜巷聯(lián)系，前者為了溜煤，后者為了運(yùn)送設(shè)備、材料和行人通 風(fēng)。盤(pán)區(qū)運(yùn)輸順槽與通風(fēng)順槽都沿走向方向布置，運(yùn)輸平巷和回風(fēng)平巷直接與 煤層中的軌道大巷相連接；然而回風(fēng)平巷則通過(guò)回風(fēng)斜巷與回風(fēng)大巷相連接。 3.2.4盤(pán)區(qū)區(qū)段斜長(zhǎng)和數(shù)目的確定 工作面長(zhǎng)度一般為120到240m，工作面不應(yīng)小于800到1000m。所以工作面 長(zhǎng)度定為200m,工作面沿傾向推進(jìn)長(zhǎng)度為1500m。其中大巷煤柱留設(shè)30m,盤(pán)區(qū)邊 界由于2號(hào)煤層煤厚2.8m。 3.2.5盤(pán)區(qū)巷道斷面形式、尺寸和支護(hù)方式大巷 運(yùn)輸大巷、軌道大巷全部

27、采用半圓拱形的斷面，全部用錨桿與錨索進(jìn)行支 護(hù)，再噴混凝土，噴射厚度200mm。軌道大巷的掘進(jìn)寬度是4000 mm，高為5000mm，設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積26m2, ，運(yùn)輸大巷的掘進(jìn)寬度是4000 mm，高為5000mm，設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積26m2。 3.2.6井底車場(chǎng) 井底車場(chǎng)是將礦井主要提升井筒和井下主要運(yùn)輸巷道的連接起來(lái)一組巷道 和硐室的總稱。與立井提升、井下運(yùn)輸連接，在礦井中提升和運(yùn)輸起著重要的 作用，為提煤、提矸、落料料、供電和提升工作人員等各項(xiàng)工作服務(wù)。 井底車場(chǎng)有兩種的形式，分別為環(huán)形式和折返式。環(huán)形井底車場(chǎng)又可分為 三種，分別為立式、臥式、斜式井底車場(chǎng)。 井底車場(chǎng)的設(shè)計(jì)一定要按照礦井

28、生產(chǎn)的能力所需要的運(yùn)輸能力及礦井增產(chǎn) 的需要來(lái)確定。根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定 ，井底車場(chǎng)的設(shè)計(jì)吞吐能力應(yīng)大于礦井生產(chǎn)能力3050。井底車場(chǎng)應(yīng)更利于管 理、彎道和交叉點(diǎn)少、工程量小，便于施工、便于維護(hù)。 本礦井所設(shè)計(jì)的年產(chǎn)量為1.2Mt/a，屬于大型礦井，井田開(kāi)拓方式為主立井 副立井開(kāi)拓為主，井田設(shè)計(jì)開(kāi)采的2#煤層為近水平煤層，所以井底車場(chǎng)選擇環(huán) 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 形井底車場(chǎng)。 4采煤方法、設(shè)備與工藝的選擇采煤方法、設(shè)備與工藝的選擇 4.1采煤方法 4.1.1采煤方法的確定 盤(pán)區(qū)2#煤層：位于3#煤層下2.20- 26.35m，平均2.8m。煤層厚度2.

29、5到3m，平均煤厚2.8m。 據(jù)煤層賦存條件顯示，2#煤層都屬于中厚煤層，全面考慮各種因素使用綜 采開(kāi)采。綜采開(kāi)采方法的優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，能提高生產(chǎn)效率，減少勞動(dòng)力，安 全性較好，便于管理等優(yōu)點(diǎn)。 由于采取的是盤(pán)區(qū)布置,所以采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法。 4.1.2生產(chǎn)能力的驗(yàn)算 2號(hào)煤層平均煤厚為2.80m，采高為2.80m，工作面長(zhǎng)度200m，推進(jìn)長(zhǎng)度810 m。采用“三八制”作業(yè)制度，日進(jìn)度2.70m，年工作日按300d計(jì)算，選擇采煤 機(jī)的截深0.60m，一天進(jìn)八刀。 1.循環(huán)產(chǎn)量 chSLW 式中：循環(huán)產(chǎn)量W 工作面長(zhǎng)度200m；L 截深0.60m；S 采高2.80m；h 煤的容重1.40t/m3

30、； 工作面回采率0.95。C 所以循環(huán)產(chǎn)量W=446.88t 2.循環(huán)作業(yè)時(shí)間 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) fig TvLvt/L 1循 式中：工作面長(zhǎng)度 200m；L 采煤機(jī)正常割煤平均速度，取3m/min； R v 采煤機(jī)斜切進(jìn)刀長(zhǎng)度，取40m； 1 L 采煤機(jī)斜切進(jìn)刀平均速度，取2m/min； i v 采煤機(jī)在端頭花費(fèi)最短輔助時(shí)間為20min。 f T T循=107min 3.每日有效割煤時(shí)間 T=(24-8)*60*K =16*60*50% =480min 式中：采煤機(jī)生產(chǎn)班開(kāi)機(jī)率，取50%K 4.每日循環(huán)個(gè)數(shù) 循 /tTN =480/107 =4.50 5.生產(chǎn)

31、能力 d w =wn 所以日生產(chǎn)量w=2010.96t 6.年生產(chǎn)天數(shù)日生產(chǎn)量?jī)蓚€(gè)工作面=回采面年生產(chǎn)量 3002010.962=1206576t 所以滿足礦井1.2Mta的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。 日進(jìn)度=日循環(huán)數(shù)循環(huán)進(jìn)度=4.50.6=2.70m 達(dá)到采煤工作面年進(jìn)度按下式計(jì)算： 年進(jìn)度=日循環(huán)進(jìn)度年工作日=2.7300=810m 4.2采煤設(shè)備 采煤機(jī)的選型 采高的選擇 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 因?yàn)槊簩雍穸葹?.8m，所以采用雙滾筒采煤機(jī)。 滾筒直徑的確定 由三機(jī)配套書(shū)查得符合的采煤機(jī)滾筒直徑為1.25m。 采煤機(jī)截深 取采煤機(jī)的截深為0.60m。 2號(hào)煤層年生產(chǎn)量為1.

32、2Mt/a，年工作日300d，一個(gè)工作面日產(chǎn)量2010.96t/d ，所以選擇開(kāi)采的時(shí)候應(yīng)與工作面生產(chǎn)能力相適應(yīng)的方法更有利于開(kāi)采。 采煤機(jī)的平均落煤能力由下式計(jì)算： Qm=【60A（L+2Ls+Lm）】/(1440KCL-3Td/BH) (4-1) 式中：Qm采煤機(jī)落煤能力，t/h； A回采工作面割煤日產(chǎn)量，4136.6 t/d； L工作面長(zhǎng)度，200m； Ls刮板輸送機(jī)彎曲段長(zhǎng)度，20m； Lm采煤機(jī)兩滾筒中心距，取8m； K采煤機(jī)日開(kāi)機(jī)率 ，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取50%； C工作面回采率，取95%； Td采煤機(jī)反向時(shí)間，取5min； B采煤機(jī)滾筒截深，0.60m； H工作面平均采高，2.80m； 煤

33、的容重，1.40t/m3； 代入數(shù)據(jù)得 Qm=492.9/h 采煤機(jī)的平均割煤速度，公式如下： Vc=Qm/60BH (4-2) 式中：Vc采煤機(jī)的平均割煤速度，m/min； Qm采煤機(jī)落煤能力，492.9t/h； B采煤機(jī)滾筒截深，0.60m； 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) H工作面平均采高，2.80m； 煤的容重，1.40kg/m3； 代入數(shù)據(jù)得 Vc=4.2 m/min 采煤機(jī)的最大割煤速度 Vmax=KVc (4-3) 式中：Vmax采煤機(jī)的最大割煤速度，m/min； Vc采煤機(jī)的平均割煤速度， K采煤機(jī)不均衡系數(shù)，取1.15。 采煤機(jī)最大割煤能力：Vmax=4.8

34、3m/min。 采煤機(jī)截割功率： N=60 KbBHVmaxHw (4-4) 式中：N采煤機(jī)截割功率，kW； Kb備用系數(shù)，取1.3； Hw采煤機(jī)割煤?jiǎn)挝荒芎?，該礦取Hw=0.60kWh/m。 代如數(shù)據(jù)得 N=325.50KW 根據(jù)計(jì)算查三機(jī)配套書(shū)可知，采煤機(jī)選用MG2x70Z型采煤機(jī)，其主要技術(shù) 參數(shù)見(jiàn)表4-1。 表4-1 采煤機(jī)技術(shù)參數(shù) 設(shè)備性能設(shè)備性能數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)設(shè)備性能設(shè)備性能數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 采高范圍2.103.50m最大牽引速度06m/min 截割深度0.6m最大臥底量280mm 適應(yīng)煤層傾角16機(jī)身高度1450mm 裝機(jī)功率700KW搖臂長(zhǎng)度2150mm 滾筒直徑1250mm機(jī)重45t 最大

35、牽引力400KN滅塵方式內(nèi)外噴霧 電壓1140V 最大不可拆卸 尺寸(長(zhǎng)寬高) 2490*2245*1422.5 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 液壓支架的選擇 選型原則： (1)支護(hù)強(qiáng)度與工作面礦壓相適應(yīng)； (2)支架架型結(jié)構(gòu)應(yīng)適應(yīng)地質(zhì)情況和煤層情況，和所選的機(jī)器配套； (3)與底板的比壓與底板的抗壓強(qiáng)度相適應(yīng)； (4)支架通風(fēng)斷面與工作面通風(fēng)要求相適應(yīng)。 支架支撐高度的確定 HmaxMmax+0.2 (4-5) HminMmin-(0.20.3) (4-6) 式中： Hmax、Hmin-支架最大、最小高度，m； Mmax、Mmin-工作面最大、最小采高，m。 則： 支架最

36、大高度Hmax2.4+0.2=2.60m 支架最小高度Hmin2.4-0.25=2.15m 支架支護(hù)強(qiáng)度的計(jì)算 q=K1Hg0.001=0.30.48 MPa (4-7) 式中q-支架支護(hù)強(qiáng)度，MPa； H-煤層采高，設(shè)計(jì)取H2.80m； -頂板巖石容重，2.5t/m3； K1-巖重倍數(shù)，?。?-8）； g重力加速度，10m/s2 支架工作阻力的計(jì)算 Q=1000q(L+C+B)K1 (4-8) =10000.5(3.35+0.23+0.6)1.5=3135kN 式中 Q支架工作阻力，kN； q支架支護(hù)強(qiáng)度，MPa，設(shè)計(jì)取0.5； 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) K1支架中心

37、距，A=1.50m； L支架頂梁長(zhǎng)，L=3.35m； C梁端距，取c=0.23m； 則支架工作阻力應(yīng)不小于3135k。 轉(zhuǎn)載機(jī)的選擇 根據(jù)公式計(jì)算可得： Qz= QC1+QC2=591.5+361=952.5 t/h (4- 9) 根據(jù)轉(zhuǎn)載機(jī)計(jì)算結(jié)果，可選用SZZ750/132型刮板轉(zhuǎn)載機(jī)。其參數(shù)見(jiàn)表4-2。 表4-2 轉(zhuǎn)載機(jī)技術(shù)參數(shù) 型號(hào)型號(hào) 出廠長(zhǎng)出廠長(zhǎng) 度（度（m ） 輸送能力輸送能力 （t/h） 鏈速（鏈速（m /s） 電機(jī)功率電機(jī)功率 （kW） 電壓等級(jí)電壓等級(jí) （v） 中部槽中部槽 （mm） 鏈條規(guī)格鏈條規(guī)格 SZZ750/1321510001.3013211406802692-C

38、 帶式輸送機(jī)的選擇 工作面運(yùn)輸能力計(jì)算為Q=952.5t/h，為了滿足生產(chǎn)輸送機(jī)帶速為2.5m/s，則 B=Q/KVC=717/(4602.511.1) B=0.75 (4-10) 式中：B帶式輸送機(jī)寬度，m； Q帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力，t/h； K貨載截面系數(shù)，取460； V帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸速度，2.5m/s； 貨載散集容重，取1.1t/m3； C輸送機(jī)傾角系數(shù)，010時(shí)，C=1； 工作面推進(jìn)長(zhǎng)度最長(zhǎng)約1472.8m， 根據(jù)計(jì)算選用DSJ150/100/200型帶式輸送機(jī),需用一部。其技術(shù)特征見(jiàn)表4- 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3。 表4-3 帶式輸送機(jī)技術(shù)參數(shù) 型號(hào)型

39、號(hào) 輸送能力（輸送能力（t /h） 輸送長(zhǎng)度（輸送長(zhǎng)度（ m） 帶速（帶速（m/s ） 帶寬（帶寬（m m） 機(jī)電功率（機(jī)電功率（ kW） 電壓等級(jí)（電壓等級(jí)（V ） DSJ150/100/200100015002.51000200660/ 1140 4.3 回采工藝與勞動(dòng)組織 4.3.1回采工藝 此煤層屬于中厚煤層，平均厚度2.80m，需采用綜采 回采工藝過(guò)程如下： （一）、采煤機(jī)落煤 采煤機(jī)滾筒的主要裝置就是落煤、裝煤。滾筒上的螺旋葉片將落下的煤拋 入刮板輸送機(jī)，由刮板輸送機(jī)運(yùn)出。采煤機(jī)的行走就實(shí)現(xiàn)了落煤、裝煤的過(guò)程 。 （二）、移架 將共作面中的液壓支架移動(dòng) （三）、推溜 采煤機(jī)割完煤后

40、，并向前推移刮板輸送機(jī) 放煤完成后需要拉回后輸送機(jī)，完成一次工作的循環(huán)。 （六）、綜采面端頭作業(yè) 進(jìn)入工作面施工的地方首先要全面檢查各個(gè)支護(hù)情況，認(rèn)真檢查頂板的支 護(hù)情況，再確認(rèn)安全后在施工，如果發(fā)現(xiàn)隱患一定要及時(shí)處理。 4.3.2 勞動(dòng)組織形式 采煤工作面勞動(dòng)組織見(jiàn)表4-4。 表4-4 采煤工作面勞動(dòng)組織表 山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2018屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 工種工種一班一班二班二班三班三班檢修班檢修班合計(jì)合計(jì) 班長(zhǎng)11114 質(zhì)量驗(yàn)收員11114 安全員11114 瓦斯員11114 采煤機(jī)司機(jī)3339 移架、66618 端頭維護(hù)工2226 刮板運(yùn)輸機(jī)司機(jī)1113 轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)1113 順槽皮帶機(jī)司機(jī)1113 泵站司機(jī)1113 電工1113 送餐工11114 采煤機(jī)檢修22