古城煤矿机械设备选型计算毕业论文-文库吧

【正文】 ，原来普遍认为它富水性弱，具有隔水性能，但近几年矿井生产表明，当煤层开采冒落裂隙带到达侏罗系内时，其中的孔隙、裂隙水就会直接进入矿井，成为直接充水含水层，它是开采浅部煤层时矿井充水的主要补给水源之一。当煤层距侏罗系底界间距大时，在断层的影响下，其中的孔隙、裂隙水会通过断层垂向或侧向补给煤系地层。开采3煤层的直接充水含水层有3煤层顶底板砂岩和三灰，3煤层顶底板砂岩厚40m左右，, L/，富水性较弱，对煤层开采威胁不大，但在局部地段静储量较丰富，对矿井生产有一定的影响。三灰厚5m左右，岩溶裂隙发育不均一，富水性弱～中等。煤系隔水层主要有上、下石盒子组泥岩、粉砂岩，山西组底部至三灰顶板之间的泥岩、粉砂岩，17煤至奥灰顶界之间的压盖隔水层。区域内煤系断层导水情况各有不同，主要与断层两盘接触部位的岩性有关，隔水层与隔水层对接时，断层带不导水。断层是否导水与落差并无直接关系，有的落差仅几米的断层导致矿井突水。不导水的断层在矿井开采排水的影响下有可能导水。、泾、排条件地下水主要以三种形式得到补给，其一为侧向补给，本水文单元东南的凫山，有约300平方公里的寒武系灰岩露头区，地表溶沟、溶槽及节理较发育，较易得到补给，其所含地下水向北迳流侧渗补给奥灰；其二为降水补给，凫山北缘及滋阳山的灰岩裸露区直接接受大气降水的补给；其三是上覆第四系水的下渗。地下水的迳流方向基本与地表水迳流方向一致，由东北向西南，南部凫山的寒武系灰岩、奥灰裸露区接受的补给水，顺岩层的倾斜方向向北运动，与向南运动的水在露头附近汇合，形成强迳流带而入湖区。地下水的排泄主要以泉的形式泄出地表或泄入湖区，但随着奥灰水开采量及矿井排水量的增加，区域范围内原有的地下水流场已发生较大的改变，人工排泄成为地下水的主要方式。古城煤矿位于兖州煤田的东北部，矿井范围内主要地面水系有泗河、沂河，它们与第四系上组存在补给关系，与基岩含水层没有直接水力联系。含水层（一）第四系砂砾层松散孔隙含水层组第四系主要由粘土、砂质粘土、粘土质砂及砂砾层组成，属冲积、湖积相沉积。～，其厚度变化从东北向西南逐渐变薄。主要含水层为砂砾层，上部为黄褐色，结构松散，透水性好；下部为灰绿色，结构紧密，透水性较差。第四系底部与基岩接触处大部为一层厚度不等粘土层，对第四系向基岩渗透起一定的阻水作用。仅第2勘探线以南为砂层接触。（二）下侏罗统砂岩含水层本矿井侏罗系厚度大，厚0～607m，分为上下两段，主要由中、细砂岩夹粉砂岩组成，属裂隙承压含水层。未发现漏水，充水空间不发育。根据81号孔抽水试验资料，水位标高为+，～ L/，水质类型为HCO3—K+NaCa型，富水性弱。（三）上组煤直接充水含水层山西组3层煤顶底板砂岩裂隙含水层3层煤顶板砂岩含水层由中细～粗粒砂岩组成，～，底板砂岩厚约10m，属于上组煤直接充水含水层。砂岩裂隙不发育，仅64孔钻进中漏水，根据精查阶段3376三个钻孔抽水资料：水位标高：+～+，单位涌水量：～，水质类型为HCO3 —K+Na～HCO3Cl —CaK+Na型，～，其富水性较弱。 矿井开拓系统1030m水平根据断层构造，自西向东划分为6个采区。．2采区位置（1）F51断层以及880水平保护煤柱以东和F14和F15断层与井田边界为31采区；（2）轨道大巷保护煤柱以东至井田边界、F15断层保护煤柱以北至3DF203DF196和3DF191断层保护煤柱以南为32采区。（3）运输大巷保护煤柱以东至井田边界、三水平延深斜井以北至F19和F195断层保护煤柱为33采区。（4）F19断层保护煤柱以东至井田边界、F19和F195断层保护煤柱以北至F24和F25断层保护煤柱为34采区。（5）F195断层保护煤柱以南至井田边界保护煤柱、3DF211以及3DF202和3DF196以及3DF191断层保护煤柱以北至井田边界为35采区。（6）F2F25和F195断层保护煤柱以北至井田边界为36采区。 采区巷道布置1）影响采区巷道布置的主要因素（1）设计开采区域受村庄、公路以及断层的影响，几何形状不规整；（2）煤层倾角平缓，一般为0～12176。；（3）煤层厚度较大，；（4）设计所在区域冲击地压较为严重，煤层埋藏较深。2）采区巷道布置根据以上影响因素，设计针对3层煤提出了两个采区巷道布置方案；方案Ⅰ：32采区沿煤层布置西北至东南方向的工作面，进行伪倾斜长壁仰斜开采；、。方案Ⅱ：32采区沿煤层布置北至南方向的近走向长壁工作面，用下山开采。、。 32采区巷道布置方案方案Ⅰ剖面图山东科技大学学士学位论文 采区设计山东科技大学学士学位论文 采区设计 32采区巷道布置方案方案Ⅱ剖面图山东科技大学学士学位论文 采区设计通过上述分析，近走向长壁采煤法布置比伪倾斜长壁采煤法布置施工工程量少，伪倾斜工作面连续推进距离较短，不有利于工作面接续；因此，结合矿井实际情况，采用方案II，即近走向长壁采煤法布置 采区上部部车场轨道大巷布置在岩层中，工作面顺槽布置在煤层之中，轨道顺槽与轨道大巷连接选用平车场。 采区硐室1）带式输送机硐室皮带顺槽通过溜煤眼与1030m运输皮带相连接。2）变电所硐室采区变电所布置在轨道大巷与运输大巷之间。3）绞车房采区绞车房采用半圆拱形，设有两个安全出口，即钢丝绳通道和绞车房风道。4）其他硐室轨道顺槽及掘进头均设防跑车硐室及信号硐室，带式输送机尾部设机尾拉紧装置硐室及水仓，下山每隔40m设一躲避硐室。 采煤工作面的回采工艺采煤工作面采用采煤机割煤，刮板输送机装运煤的综采放顶煤采煤工艺。，采煤面每割两刀煤，放一次顶煤，采煤面每割两刀煤、放一次顶煤完成一个循环。工作面进刀采用综采面自开切口，中部斜切留三角煤进刀方式。综采面中部进刀方式特点是：a采煤机割煤至工作面左端；b空牵引至工作面中部，并沿输送机弯曲段斜切进刀，继续割煤至工作面右端；c移直输送机，采煤机空牵引至工作面中部；d采煤机自工作面中部开始割煤至工作面左端，工作面右半段输送机移近煤壁，恢复初始状态。 掘进工作面个数为保证三水平的正常生产接续，按照目前平均的掘进速度，投产初期共配备4个掘进工作面，其中1个为综掘工作面，其余均为普掘工作面；投产后期共配备8个掘进工作面，其中2个为综掘工作面，其余均为普掘工作面,回采与掘进工作面的采掘比为1：4。在实际生产过程中，应根据煤层开采条件的变化及回采的要求，合理增减掘进工作面的个数，以保证回采工作面的正常接续。（1）综掘工作面：设备主要由综掘机、带式转载机、双向可伸缩胶带输送机、局扇、湿式除尘风机、单体锚杆机等组成。（2）普掘工作面：配备湿式气腿凿岩机、湿式煤电钻、耙斗装岩机、局扇、风镐、锚杆机、砼搅拌机和砼喷射机等设备。 工作面接替与巷道掘进顺序表本采区工作面进行下山开采，在工作面正常接替前，下一个工作面已经准备完毕。山东科技大学学士学位论文 采区设计工作面编号生产条件面长采高进尺可采储量/万t月产量/万t20112012201320142468101224681012246810122468103201120210032021101150 工作面接替顺序表注：工作面编号为四位数字，第一位为水平编号，第二位为采区编号，第三、四位为工作面编号。 巷道掘进顺序表编号巷道名称巷道长度/m掘进速度/m/月掘进时间/月201120122013246810122468101221运输大巷550802轨道大巷550803上部车场808043201工作面轨道顺槽210025053201工作面皮带顺槽21002507上部车场808083202工作面轨道顺槽115025093202工作面皮带顺槽1150250103202工作面130300 矿井自然灾害情况 斯在勘探施工期间，曾做过瓦斯采样化验，化验结果见表6—3。从化验结果看，本矿井瓦斯含量低，瓦斯成份以N2为主。勘探阶段各煤层瓦斯成分及含量表 表63煤层编号自然瓦斯成份瓦斯含量（ml/g可燃质）样品质量CH4CO2N2CH4CO2合格参考报废30～（6）～（6）～（6）0～（6）～（6）613106014210下～（3）～35（3）～57（3）～（3）～（3）32010上12116上～（4）～（4）～（4）0～（4）～（4）402170～（3）～（3）～89. 29（3）0～（3）～（3）321矿井建设期间，采取3煤层煤样进行测试，根据化验结果，临沂矿务局以“临局筹字（98）第49号”文予以批复，初步定为低沼气、低二氧化碳矿井。在开采过程中，如通风管理得当不会给生产带来很大影响。但随矿井不断延伸及产量的增加，矿井瓦斯含量可能略有增高。生产期间，古城煤矿于2006年7月进行瓦斯登记鉴定工作，鉴定结果见表64。根据鉴定结果，本矿井瓦斯相对涌出量小于10m3/t，绝对涌出量小于40m3/min，为低瓦斯矿井。生产期间开采3煤层瓦斯检测结果一览表 表64全 矿 井采区工作面瓦斯二氧化碳瓦斯最大相对涌出量（m3/t）相对涌出量（m3/t）绝对涌出量（m3/t）总回风巷CH4最大浓度（%）相对涌出量（m3/t）绝对涌出量（m3/t）总回风巷CH4最大浓度（%）综上所述，古城煤矿现开采3煤层，为低瓦斯矿井，但随着开采深度的不断增大，且构造发育不一致，有可能造成瓦斯局部富集，因此矿井生产过程中，应加强瓦斯检测及通风工作，防止瓦斯聚集发生事故。另外，从勘探阶段化验资料看出，下组煤瓦斯含量明显高于上组煤，在将来开采时应予注意。本矿煤种属气煤，挥发份较高，勘探阶段测试结果见表65，有爆炸危险性。勘探阶段各煤层煤尘爆炸性试验结果一览表 表 65 项目煤层号火焰长度（mm）岩粉量（%）爆炸指数结论2上250～600477（3）55～9070（3）有爆炸危险3250～560478（14）60～9578（14）有爆炸危险6225～810531 （5）90～9071（5）有爆炸危险10下540～560548（4）70～9090（4）有爆炸危险15下400～665535 （6）70～9082（6）有爆炸危险16下520～665571（5）75～9588（5）有爆炸危险17650～725616（7）65～9585（7）有爆炸危险根据建井地质报告，各煤层的自燃发火试验情况见表67。各煤层自燃发火试验结果一览表 表 67煤层项目2上3610下15上16上17原样324～339322（3）338～344341（4）318～335327（3）328～339334（3）321～333326（3）336～339332（3）319～328324（3）氧化样℃317～