刘园子煤矿采矿方法设计(修正)

东北大学继续教育学院毕业设计（论文）-1-设计（论文）题目：刘园子煤矿采矿方法设计学生：季超学院：东北大学继续教育学院专业：采矿工程指导教师：宋德林二○一五年一月五日东北大学继续教育学院毕业设计（论文）-2-毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：刘园子煤矿采矿方法设计基本内容：大唐陇东能源有限公司刘园子煤矿设计生产能力90万吨/年，现开采4#、5-1#煤层，本次设计项目为5#煤层的51511综放工作面设计。设计根据矿井开采现状，结合所学课程，对51511工作面开采进行了详细设计，确定该采区采取走向布置，一进一回，综采、锚网索、工字钢梯形支护及36U型钢联合支护等施工工艺，并对采区运输、通风、排水、供电、压风等生产系统进行了设计，同时对顶板管理，瓦斯、煤尘防治，防灭火，探放水等主要安全技术措施做了说明。指导教师：年月日东北大学继续教育学院毕业设计（论文）-3-指导教师评语从设计（论文）的选题、内容、论点、论据、结论、实验数据的可靠性、方法的运用、工作量、图件的质量、创新性、科学态度、环境保护、外文资料和计算机应用等方面予以评述：指导教师签字：指导教师职称：评阅时间年月日东北大学继续教育学院毕业设计（论文）-4-目录摘要------------------------------------1研究的目的及意义------------------------------31．工作面地理位置----------------------------42．工作面地质构造与水文地质情况-----------------------52.1地质构造情况-------------------------------52.2工作面回采时对地面建筑物的影响--------------------52.3煤层赋存情况，顶底板岩性简介-----------------------52.4水文地质情况-------------------------------62.5瓦斯煤尘及煤层自燃倾向性-------------------------73．工作面储量及可采期-----------------------------84．巷道布置---------------------------------95．巷道规格及支护形式--------------------------105.1巷道规格及支护形式---------------------------------105.2支护材料规格及说明---------------------------115.3锚杆（索）安设要求----------------------------125.4巷道开口及贯通交岔点-------------------------145.5管线悬挂、轨道布置------------------------155.6轨道铺设及输送机规格------------------------16东北大学继续教育学院毕业设计（论文）-5-6．采煤方法及回采工艺-------------------------176.1采煤方法的确定------------------------------176.2回采工艺--------------------------------176.3顶板管理--------------------------------196.4煤炭回收及煤质管理---------------------------------216.5煤壁管理方法及安全技术措施-------------------------227．生产系统------------------------247.1运输系统-----------------------------247.2供液系统--------------------------257.3设备选型-----------------------------267.4供电系统-------------------------------287.5一通三防------------------------------288．灾害应急措施及避灾路线----------------------------368.1灾害应急措施自救、互救的要求-----------------------368.2事故现场人员的行为准则-----------------------------368.3发生灾害时的应急措施------------------------------378.4综合防尘--------------------------40结束语--------------------------------44参考文献---------------------------------45东北大学继续教育学院毕业设计（论文）1摘要刘园子煤矿隶属于大唐陇东能源有限公司沙井子煤田，位于甘肃省庆阳市环县刘园子村，是一座90万吨/年井型煤矿。现已开采4#、5#煤层，其中5-1#煤类型单一，为较稳定煤层。煤层厚度较大，平均厚度为6.98m，结构简单。煤层底板为泥岩粉砂岩、细砂岩，胶结致密，泥岩遇水易产生膨胀、底鼓。该工作面顶板砂岩水以及白垩系砂岩含水层含水性丰富，补给水源充分，预计最大涌水量360m³/h，属低瓦斯矿井，51511工作面轨道巷为梯形断面，采用工字钢棚+锚网+水泥背板联合支护。皮带巷为拱形断面，采用36U型钢+锚网+水泥背板联合支护。切眼为矩形断面，采用11#工字钢棚+锚网索+W钢带联合支护，开切眼沿煤层倾向布置。工作面顶板采用ZF5000/1.7/2.8型液压支架和MG300/730-AWD1型采煤机双向割煤，采高2.5M，用走向长壁后退式综合机械化放顶煤采煤法，采用全部垮落法管理顶板。工作用面采用两部可弯曲刮板机，顺槽采用可伸缩皮带机运煤，除采掘两项主要工艺外，本文还对硐室、联巷、管路布置及东北大学继续教育学院毕业设计（论文）2通风、排水、压风、供电、运等辅助系统设计进行了说明，并从安全技术措施上对顶板通风管理，瓦斯、煤尘防治、防灭火、探放水、避灾等方面作了详细说明。关键词：掘进工艺回采工艺安全措施东北大学继续教育学院毕业设计（论文）3绪论研究的目的及意义煤炭作为一种不可再生资源，在我国能源格局中占主要地位，煤炭安全生产与经济发展密不可分，研究推广现代化煤炭开采技术，不仅可以有效地提高工作效率，提升经济效益，保障广大矿工的生命安全，而且对合理开采利用煤炭资源，促进煤炭行业健康、有序发展有着重要意义。东北大学继续教育学院毕业设计（论文）41、工作面地理位置井上位置：该工作面局部位于刘园子村阳山壕地段，刘园子煤矿工业场地西侧井下位置：该工作面位首采工作面51402下方垂直距离约为40米的位置，左侧为51509回采工作面目前暂未施工；回采工作面的右侧为51513工作面，北面为煤5-1煤层露头。南面为煤5-1煤层51510回采工作面。工作面井下标高为+1113～+1200，地面标高为+1540～+1700。东北大学继续教育学院毕业设计（论文）52、工作面地质构造与水文地质情况2.1地质构造情况51511工作面位于DF3逆断层和LF4正断层的西侧，以及向斜轴的左侧。根据实际揭露两顺槽和两条主大巷的煤岩层情况分析，向斜的轴部位于本工作面东侧，煤层走向变化不大。根据开拓工程地质资料分析,预计DF3逆断层和LF4正断层对回采工作面的影响不大，预计在实际回采中可能揭露，小的断裂构造。2.2工作面回采时对地面建筑物的影响51511工作面地面均为荒坡、农田、无任何建筑物，待工作面回采完毕后，地面可能出现裂缝等情况，需进行填埋、恢复地表植被，防止地表水进入采空区。2.3煤层赋存情况，顶底板岩性简介51511综放工作面，根据钻孔分析该回采面煤质化验指标变化不大，类型单一，为较稳定煤层。煤层厚度较大，平均厚度为6.98m，结构简单。煤层顶板为砂岩、砂质泥岩，胶结程度差，岩性疏松，厚度在2.3-36.6m，平均厚度20m左右，砂岩厚度由北向南逐渐增厚。煤层底板为泥岩粉砂岩、细砂岩，胶结致密，泥岩遇水易产生膨胀、底鼓。东北大学继续教育学院毕业设计（论文）6该煤层老顶为中砂岩，厚度4.15m，抗压强度0.92MPa,颜色呈黄色，成分以长石为主，次为石英，含少量云母碎片，分选性中等，次圆状，砂质胶结，松软直接顶为砂质泥岩,厚度10.62m，抗压强度8.36MPa，深灰色，含少量云母碎片，夹有褐红色条带，水平层理，断口平坦，半坚硬。下部为0.15米左右泥岩，为5-1煤的伪顶，深灰色，松软，易风化。直接底为泥岩，厚度2.18m，抗压强度6.31MPa，深灰色、均匀层理、胶结致密、含炭化植物碎片、半坚硬、局部夹细粒砂岩条带。老底为粉、细砂岩，厚度5.2m，抗压强度8.03MPa，深灰色，含少量云母碎片及黄铁矿结核，微波层理，断口平坦、砂质胶结，半坚硬。2.4水文地质情况根据补1、补5钻孔资料分析，煤层老顶为砂岩，厚度较大，胶结程度差，岩性疏松，厚度在2.3-36.6m，平均厚度20m左右，砂岩厚度有由北向南增厚现象。煤层直接顶板岩性多为泥岩、砂质泥岩，厚0.49-10.76m，与胶结疏松的砂岩老顶间距小。在回采时，该套砂岩将构成向矿井充水的直接充水含水层，从1100m东北大学继续教育学院毕业设计（论文）7水平大巷及其它巷道揭露情况看，该含水层已构成对矿井充水的主要含水层。地下水的补给来源分析为受上部下白垩统志丹群承压含水层在西部和北部煤层隐伏露头地带接受补给，由西北向东南方向径流，在东南部煤层隐伏露头地带排泄并补给上覆下白垩统志丹群承压含水层。鉴于本工作面在白垩系砂岩含水层的下方开采，从分布空间和目前巷道揭露情况看，成为在开采时对矿井充水的主要含水层。因此该含水层在回采时随着采空区的塌陷对原始地层的破坏，可能构成对矿井充水的主要水源之一。根据51511工作面水文地质报告，预计本工作面正常涌水量为239m3/h，最大涌水量为360m3/h。2.5瓦斯煤尘及煤层自燃倾向性瓦斯：该工作面属于低瓦斯区域。煤（矿）尘：煤尘具有爆炸危险性。煤的自燃：煤5-1为Ⅰ—Ⅱ级易自燃煤。地温：本工作面煤岩层温度在16.8℃—25.9℃范围内，均小于31℃，矿井生产中无热害影响。地压：本工作面无冲击地压东北大学继续教育学院毕业设计（论文）83、工作面储量及可采期本采面分两块段号，倾向长度分别为106m、137m，走向推采长度分别为186m、410m，平均煤厚6.98m，煤层倾角7～15°，平均倾角6°，可采面积75886m2，工业储量67.27万t（回采率为85%），可采期为6.3个月。东北大学继续教育学院毕业设计（论文）94、巷道布置（一）51511工作面轨道巷自B点（x=4041009.976，y=36395188.761）以方位角N34°30′向前掘进438.226m至C点（x=4041371.134，y=36395436.977）以方位角N304°30′至D点（x=4041386.998，y=36395413.895）再以方位角N34°30′掘进190.145m至开切眼位置，沿煤层走向布置，破煤层底板且留0.5-0.6米顶煤布置。（二）51511工作面皮带巷自I点（x=4041040.931，y=36395032.923）以方位角N34°30′0向前掘进689.312m至开切眼位置，沿煤层走向布置，破煤层底板且留0.5-0.6米顶煤布置。（三）51511工作面切眼与皮带巷交点H点坐标（x=4041609.091，y=36395426.443），切眼开口方位角N124°30′，51511工作面切眼与轨道巷交点G点坐标（x=4041543.6956，y=36395521.594），切眼开口方位角N304°30′，切眼长106米；切眼与两顺槽垂直。东北大学继续教育学院毕业设计（论文）105、巷道规格及支护形式5.1巷道规格及支护形式5.1.1工作面轨道巷51511工作面轨道巷为梯