1、煤矿开采技术设计说明书模板煤矿开采技术设计说明书云南能源职业技术学院毕业设计说明书专业:煤矿开采技术班级:采 矿 101姓名:刘 永 伟指导教师 :李 鸿 维完成时间 : 12月 10日、F . 前 言 错误! 未定义书签第一章 矿井概况及地质特征 错误! 未定义书签第一节 矿井概况 错误!未定义书签第二节 水文、 地质特征 错误!未定义书签第三节 采区储量与生产能力 错误!未定义书签第二章 采区准备参数及方式 错误! 未定义书签第一节 采区准备方式的确定 错误!未定义书签第二节 采区参数 错误!未定义书签第三节 采区巷道布置 错误!未定义书签第四节 巷道掘进 错误!未定义书签第三章 采煤方法
2、 错误! 未定义书签第一节 概述 错误!未定义书签第二节 生产系统 错误!未定义书签第三节 采煤工艺 错误!未定义书签第四节 回采工艺 错误!未定义书签第四章 顶板管理 错误! 未定义书签第一节 支护设计 错误!未定义书签第二节 顶板管理 错误!未定义书签第五章 采区通风设计 错误! 未定义书签第一节 采区瓦斯涌出量预测 错误!未定义书签第二节 采区通风 错误!未定义书签ooooooooooooooooooooo第三节 灾害预防及安全设备 错误! 未定义书签第六章 采区主要生产设备 错误! 未定义书签第一节 提升设备 错误! 未定义书签第二节 防尘设备 错误! 未定义书签第三节 通风设备 错误
3、! 未定义书签第四节 排水设备 错误! 未定义书签第七章 劳动组织及安全经济指标 错误! 未定义书签第一节 劳动定员及劳动生产率 错误! 未定义书签第二节 矿井设计主要技术经济指标 错误! 未定义书签心得体会 错误! 未定义书签参考文献 错误! 未定义书签、/. 前言富源以丰富的煤炭资源知名省内。全县已探明的煤炭储量 60 多亿吨 , 远景储量 200多亿吨 , 占云南省总储量的三分之一以上 , 全 县储量面积 800 多平方公里 , 占县域总面积的四分之一强。而分布 在该矿区井田范围内的探明储量达 1.28 亿吨。一、 项目建设的必要性及可能性近年来我省工农业发展较快 , 煤炭工业也得到长足
4、发展 , 但由 于多年的煤炭市场不景气 , 基本建设投入不足 , 导致煤炭行业的发 展严重滞后 , 煤炭市场出现供不应求的局面 , 供求关系的矛盾日益 突出。特别是 , 全省经济出现恢复性增长 , 全省出现各个行业用煤 短缺, 电力用煤一直紧张、 冶金用煤告急、 化工用煤告急 , 严重影 响了全省经济的发展。因此 , 大力发展煤炭工业 , 充分发挥煤炭工 业的基础地位 , 不拖全省经济发展的后腿已经刻不容缓。由于全省各个行业的用煤需求不能得到较好的满足 , 作为我省 发展 ”两烟”、 云药、 电力、 磷化工、 旅游等五大支柱产业和 绿色经济强省的战略构想不能得到很好的落实 , 煤炭工业的落后已
5、经对上述产业的发展形成严重制约。有鉴于此 , 必须大力发展煤炭产业 , 有力支持全省经济发展 , 该煤矿的改扩建对地方经济的发展 和缓解全省的用煤需求 , 支持上述产业的发展具有一定的意义。二、 编制本设计的依据1、 云南省一四三煤田地质队一九六七年九月提交的富 源县某矿区一井田精查地质勘探报告 , 一九七六年三 月提交的富源县该矿区一井田精查补充地质勘探报 告。2、 该煤矿生产技术部一九九九年所作的某煤矿二号矿 井地质报告。3、 云南省该煤矿二号矿井 C17, C18煤层底板等高线图。第一章 矿井概况及地质特征第一节 矿井概况一、 矿区地理位置矿井位于富源县城之北约 7km 处 , 隶属富源
6、县。矿井地理位置坐标 :东经：100 15 17 104 16 36北纬：25 43 11 25 44 57矿井至富源县约 7km, 在富源与滇黔公路相接 （ 滇黔公路为高 速公路 ） , 西至昆明 200km, 东到贵阳 421km 。矿区专用铁路支线与 滇黔二线的富源车站相接 , 仅 6km, 交通十分便捷 （ 详见图 1-1） 。*mtBtoi&iBi图1-1该煤矿交通位置图二、 开发史及范围该煤矿矿井于1987年12月20日开始建设，于1994年12月 25日施工投产，1995年12月1日正式移交。开采的是该矿区一井 田的深部煤层，井田位于富源县城之北约 7公里，属某矿区的南段，井田呈
7、一菱形断块，南起到刘家湾F1断层，北之打磨沟F16断层与 二井田分界。三、 地形、地貌井田地形为高山地形，水沟纵横分布，北高南底，一般标高在 1900米左右，最高标高2076.6米，最低标高1758米，高差320米。四、 气候、地震气候条件为亚热带季风气候气候,无地震。五、 交通情况矿区内有富源-宣威。洋场公路纵置井田南北 ，南与滇黔公路相连，西至昆明237公里，东到贵阳421公里，至庆云矿区22公里，交通方便。第二节 水文、 地质特征一、 水文特征1、 气候地形及地表水特征该矿二号井地表地形为低中山地形、 西高东低 , 北高南低 , 最 高处为Y口头山，高程1979米，最低处为外山口村，高程
8、为1756米, 高差 223 米, 井口向东 300米有煤炭湾小河 , 由北向南流入块择河 , 是一条在矿区内发源的季节性河流 ，雨季最大流量为 4.184m3/秒，旱季断流 , 属南盘江水系。本区属温带季风型山区气候 ,历史记载的最低气温为- 11C ,一月平均气温最低 0.9 C ,夏季最高气温34.9 C ,七月平均最高气温 25C ,年平均气温138C。每年5至10月为雨季，11月至次年的4 月为旱季 , 年平均降雨量 1100 毫米 , 年蒸发量 1900 毫米。最大风 速 24米/秒, 夏季平均 2.6米/秒, 冬季平均 4.0米/秒。该矿二号井的行政区属云南省富源县中安镇迤山口办
9、事处的 管辖区内 , 所开采的资源也在该辖区内。2、 地层含、 隔水性本井的水文地质条件属简单偏中等 , 含水层有上复的卡以头组 (Pk2), 主要岩性为灰绿色中厚层状的粉砂岩、 细砂岩 , 含孔隙水及 裂隙水 , 单位涌水量为 0.135-0.000165 公升/秒.米。煤系地层中的 灰色薄至中厚层状的粉砂岩 , 细砂岩含孔隙水及风化裂隙水 , 但由 于煤系地质中的隔水层较多 , 因此含水性较弱。涌水方式一般是从 巷道中 , 采空区中渗出 , 大者沿裂隙发育地段呈线状流出。威胁矿 井安全生产的水文因素主要是上部的小窑水 , 因为在二号井的上部 为已报废的该矿一号井 , 两井之间有许多巷道及采
10、空区相连通 , 在 一号井的上部为乡镇煤矿及许多当前已停采的小窑 , 这些煤窑在不 同的煤层 , 不同的部位与该矿一号井相通 , 虽经多次封闭 , 但小窑为 了自身的利益 , 想方设法与该矿一号井沟通 , 便于其通风排水 , 因此 在雨季 , 地表水部分流入小窑 , 小窑又流入一号井 , 一号井的水部分 又流入二号井 , 客观上造成水文情况复杂。二、 地质特征( 一) 、 井田地质情况1、 井田地质情况在矿井范围内地层呈单斜构造 , 走向北东 40 , 倾向南东 , 倾 角10 17。在井田边界断层 Fl附近，倾角最大达35。矿井 内中小型构造发育 , 属构造复杂型的井田。2、 地层该矿二号井
11、接揭露的地层由新到老为 :卡以头组 ( P2K) : 位于煤系地层上部 , 厚约 120m, 以灰绿色粉 砂岩、 细砂岩为主 , 夹粉砂质泥岩及泥岩 , 局部夹紫红色泥岩及粉 砂质泥岩。龙潭煤组（P2L）:又称宣威组。地层总厚度 223m。岩性为灰色 中厚层状细砂岩 , 薄至中厚层状粉砂岩 , 菱铁质粉砂岩 , 泥质粉砂 岩、 粉砂质泥岩、 泥岩、 炭质泥岩等。3、 含煤地层含煤地层为二迭系龙潭组，煤系地层厚222 m,含煤5558层, 含煤总厚 25m, 含煤率为 11.3%, 其中可采 C1 、 C6 、 C9 、Ci7、Cis共5层，可采煤层总厚度一般为 6.15m,含煤率为2.8%。4
12、、 构造经该矿一号井开采和该矿二号井一水平揭露 , 在二号井内的大 中型断层 , 部分已控制清楚 , 深部由于钻探工程较少 , 控制程度较 低。5、 井田范围内可采煤层井田内可采煤层为 C17、 C18, 现分述如下 :C17煤层，厚度0.84 1.79m;距Co煤层90m, 一般含2-3层夹 矸, 局部为单一结构 , 夹矸为灰色泥岩。伪顶为厚 0.2m 的灰色泥质 粉砂岩。直接顶为厚 2m 的灰色中厚层状泥质粉砂岩。伪顶弧形 裂隙发育 , 易垮落。Cis煤层，厚度0.79 1.72m,距Ci7煤层11m,为复杂结构煤层， 含 1 5 层夹矸 , 大部分含 4 层夹矸 , 上部的二层夹矸为灰色
13、泥岩 , 下部为黑棕色隐晶质高岭石泥岩。伪顶为厚 0.2m 的灰色泥岩 , 直 接顶为厚 3m 的中厚层状粉砂岩。6、 开采技术条件煤层顶底板多为砂岩、 粘土岩、 页岩、 粉砂岩等。由于多数煤层间距较小，一般无老顶，直接顶厚为10m左右，煤层顶部一 般有0.030.05m伪顶，随采随落，直接顶初次垮落步距为 8m左右, 随工作面推进直接顶随采随落。（二）、邻区地质及水文地质情况该采区位于二号井深部，在采区的最南边，由于F1断层的影响 伴生了一个较小的向斜构造，地层走向一般北东 350左右，倾向南 东，倾角140200 ,在F1断层附近最大达360左右。水文地质：该采区属于是深部开采，采区主要涌
14、水量来源有：一 是上部采空区积水向下渗透，二是上部的小煤窑在不同的部位与二 号井相通，因此在雨季，地表水流入小窑，小窑水又向下渗透。造成 在雨季时涌水量增大。（三） 、采区地层201、202采区的煤系地层属二迭系上统龙潭煤组的 Ci7、Ci8、 C9、C6煤层，Ci7煤层与Ci8煤层层间距约为12米至16米 C17煤层与C9煤层层间距约为90米至100米,C9煤层与C6煤层层 间距约15米至17米。龙潭煤组地层下起上二迭世娥眉山玄武岩 顶界,上至三迭世卡以头组底界，地层总厚180米至223米。（四） 、煤层特征本采区开采的煤层属于上二迭统龙潭煤组第三段的 C17、C18煤层,其特征如下Ci7煤
15、层：煤层厚度约1.56米，井田浅部、中部较厚，向深部有 变薄趋势 , 大部 分为单一结构 , 有时下部有泥岩夹矸一层 , 煤层结 构呈 1.10( 0.12) 0.34 米, 井田中部夹矸增厚 , 煤层出现分叉 , 其下分 层多不可采。Ci8煤层：煤层厚度约1.50米，煤层结构比较复杂，为0.14( 0.09) 0.41( 0.06) 0.25( 0.57) 0.46( 0.07) 0.09( 0.10) 0.13 米, 按其结构可划 分为上下两个层段 , 上段一般厚约 0.94米; 顶、 底部各有泥岩夹矸 一层, 上下段之间为泥岩 , 一般厚 0.57 米, 最大为 2.67米。下段一 般厚
16、约 0.82 米, 下部常有泥岩夹矸两层。一般说来下分层厚度变 化大、 稳定性差 , 结构复杂。( 五 ) 、 煤层顶底板岩性及层间距1 、 煤层顶底板岩性C17 煤层 , 伪顶厚 0 .2米的灰色泥岩或灰色粉砂质泥岩 , 直接顶 厚 2米, 为灰色中厚层状泥质粉砂岩 , 直接底厚 0.4米, 为灰色泥岩 , 呈硬塑状 , 伪顶弧形裂隙发育 , 易垮落。老底为灰色中厚层状泥质 粉砂岩。C18 煤层, 伪顶厚 0.2 米的灰色泥岩 , 直接顶厚 3 米, 为灰色中 厚层状粉砂岩 , 直接底为浅灰色至灰色薄层状粉砂质泥岩 , 厚度为 0.2米至 0.5米; 老底为灰色中厚层状泥质粉砂岩。2、 层间
17、距C17煤层至C18煤层层间距为10米。第二节米区储量与生产能力米区储量煤层 名称工业储量/万t煤的损失量/万t采出 率/ %可采储 量/万t厚度损失其它损 失名称或地 点八、数量C17135. 414保护煤柱20. 3136. 8940.97115.101C18152.312煤柱及支 护30.4647.3680.95121.848表 1-3-1煤质：煤层灰分一般为22.531.9%,硫份为0.280.71%, 34.6438.24%,含磷量为0.080.03%,分析基弹筒发热量为 55886414卡/g,焦油率为911 % ,灰熔点12901435C ,胶质厚度 1118.5mm。煤种以1/
18、3焦煤为主。二、采区生产能力及服务年限（一）、矿井工作制度矿井工作制度设计采用”三八”工作制 （两班采煤，一班准备, 每班净工作时间为 8小时）,矿井设计年工作日为 300天。（二）、服务年限该矿井生产能力15万t/a该采区设计服务年限 T为：T=Zn / (A XK)=222.68/(15 X.3)=11.4( a)式中：T矿井服务年限，a;Zn 矿井可采储量，万t;A 矿井设计生产能力，万t/ a;K 储量备用系数。根据以上计算，开采范围内的储量按 15万t/a计算可服务11.4a第二章采区准备参数及方式 第一节米区准备方式的确定一、 米区布置方案从本采区的煤层赋存情况来看，由于煤层的倾角
19、14 ,能够采 用走向长壁开采；该采区的两层煤之间的距离在 10米左右，采用集 中上山布置巷道进行开采，减少了井下巷道的工作量，可节省大量 的人力和物力；C18煤层底板为砂岩，属于中等稳定的岩层，将运输 和轨道两条上山布置在上面，具有很大的可行性。二、 米区准备方式的确定遵循的原则：(1)有利于合理集中生产，保证采区有合理的生产能力和增产潜力(2)力求技术先进、 经济合理，尽量简化巷道系统，减少巷道掘进 和维护工作量，减少设备占用率和生产成本费用，便于采区和工作 面正常交替;(3)安全生产条件好，符合煤矿安全规程的有关规定(4)煤炭损失少，有利于提咼资源米取率。综上所述，采区的准备方式确定为上
20、山双翼采区集中上山联合布置的准备方式。第二节采区参数一、 采区走向长度的确定根据本矿的具体情况，由于受地质因素影响这一采区走向长不均匀，走向长268m-1112m之间。二、 确定区段斜长及区段数目由于设计的采区的走向长不均匀 ，倾斜也不均匀出现三角状工作面走向长度和倾斜长度受到一定的影响。结合实际情况工作面长度定为 80m,巷道的掘进采用双巷掘进 ，所有区段的斜长为90m。将划分为3个区段进行回采。三、 煤柱尺寸由于采区内区段间的开采顺序采用下行式 ；煤层间的开采顺序也采用下行式。主要开拓巷道均布置在 18号煤层的底板中，采区 边界留 20m 煤柱, 区段间留 10m 煤柱。另外 , 除电厂、
21、 铝厂等建 筑下面留设煤柱外 , 其它均不留煤柱。四、 区段无煤柱护巷 区段无煤柱护巷可采用沿空留巷或沿空掘巷 :（ 一） 沿空留巷 : 一般适用于开采缓斜和倾斜、 厚度为 2m 以下 的薄及中厚煤层 , 这样的方法与留煤柱护巷比能够减少保护煤柱的 损失量 , 而且能够减少平巷的掘进工程量。沿空留巷时区段的布置 主要采用的是后退式沿空留巷的方式 : 先掘出分段运输巷到采区边 界 , 工作面后退式回采 , 回采后在沿空留出平巷作为下区段的回风 巷。这种方式 , 可克服前进式回采时前方煤层赋存情况不明和留巷 影响工作面端头采煤等缺点 , 但要增加平巷的掘进工程量。（ 二 ） 沿空掘巷 : 就是沿着
22、已采工作面的采空区边缘掘进区段 平巷 , 这种方法利用采空区边缘压力小的特点 , 沿着上覆岩层已垮 落稳定的采空区边缘掘进 , 有利于区段平巷在掘进和生产期间的维 护。多用于开采缓斜和倾斜的中厚煤层和厚煤层。沿空掘巷虽然 没有减少区段的数目 , 可是不留或少留保护煤柱 , 减少了采区内煤 炭的损失量。又由于巷道布置在采空区的边缘 , 这样巷道的维护相 对要简单许多。由于沿空掘巷的巷道受压较小 , 对支护的要求不如 沿空留巷严格 , 一般梯形火属支架、 木支架均可用。经过上面的论述 , 该矿采区的区段平巷采用沿空留巷布置的方 式, 而且每一个区段留 10 m 的区段保护煤柱。第二节米区巷道布置一
23、、 采区上（下）山的布置本采区采用集中上山进行联合布置开采 ，在+ 1525水平大巷开掘采区下部车场和采区上山，采区上山布置于 C18煤层内，经过采 区溜煤眼和采区中部车场与 C17煤层联系，C18煤层的区段运输巷直接和运输上山相连。二、 区段平巷的布置_区段平巷布置方式有单巷布置和双巷布置两种方式。本采区 采用双巷布置，即一条区段回风平巷和一条运输平巷 ，C18煤层内的工作面掘进区段运输平巷的同时 ，掘出下区段回风平巷，巷道之间用联络巷连接。三、 联络巷道的布置_C17煤层工作面回风巷和回风井（之间有一段煤层 C18回风巷） 之间采用石门连接，C18煤层区段运输平巷和溜煤眼相连接。在一采区内
24、只布置开切眼、 工作面运输顺槽、 工作面回风顺槽、经过运输石门和回风石门与主 （回风、畐U）斜井相连接，主要 开拓巷道布置在 18号煤层中，并在两层煤层中布置运输回风平 巷。四、 采区车场本采区车场设计包括下部车场、 中部车场。其中，采区下部车场设置有装车站、绕道、煤仓等。根据装车站的地点，该下部 车场属于大巷装车式；根据轨道上山的绕道位置，该下部车场为顶板绕道式车场。采区中部车场单石门及溜煤眼布置的中部车场。五、 采区硐室米区硐室包括米区煤仓、 米区绞车房和米区变电所。米区内在上山最下部的水平集中大巷上方布置采区煤仓 ，采区煤仓往上20米的两条巷道之间布置采区变电所 ，绞车房安设在轨道上山的
25、尽头。六、 采区主要巷道断面的确定根据通风、 运输等要求采区上山、 区段平巷等的断面并列表 2-31表2-3-1米区主要巷道断面、支护形式表序 号巷道名称断面形状支护形式断面积 (怦)巷道长(m)条数(条)工程量(m3)1水平运输大巷梯形料石砌碹11320135202运输上山梯形U型钢支架6.4900157603轨道上山梯形U型钢支架6.4910158244采区下部车场半圆拱工字钢5.59014955采区中部车场半圆拱工字钢5.5 j3011656区段运输平巷半圆拱工字钢P 5.5 3502P 38507区段回风平巷半圆拱工字钢5.5355239058区段石门半圆拱r料石砌碹r 5.51454
26、r 9909联络巷梯形工字钢5.520888010区段回风大巷梯形工字钢102502500011其它硐室料石砌碹1810023600第四节 巷道掘进一、 巷道断面和支护方式根据矿井煤层围岩条件和各类巷道的用途、 服务时间 , 并参 照矿井实际生产经验。确定服务时间较长的井底车场、 石门、 水 平运输大巷、 水平回风大巷采用半圆拱形断面 , 料石砌碹支护 ; 对 于各工作面进风斜巷、 回风斜巷、 联络巷等采用梯形断面 , 金属 支架支护 ; 采煤工作面开切眼采用矩形断面 , 木支架支护。各巷道 断面大小和所使用的支护材料见上表。二、 掘进工作面数和掘进设备配备 矿井投产采区移交生产时共配备了四个
27、掘进工作面 , 分别为 2182 工作面进风斜巷掘进头 ; +1955m 回风大巷掘进工作面 ; +1860m 西翼回风大巷掘进工作面 ; 2182 工作面回风斜巷均采用钻 爆法掘进。各掘进工作面主要配备 KZG 12 型隔爆振动钻一台 , ZMS 12A 型湿式煤电钻一台 , BKY65-4X 型局扇一台。 +1700m 回风大巷掘进工作面还配备了 TXU 75A 型安全钻机一台。三、 矿井生产时的采掘比和矸石率矿井生产时采掘比为 1: 2; 预计矸石量为矿井原煤产量的 10,即矿井矸石量预计为 15kt/a。四、 移交生产时的井巷工程量和三个煤量矿井移交生产时井巷工程量为 6245.5m,
28、 其中岩巷 1650.5m, 半 煤岩巷为 4365.0m,煤巷为230.0m。掘进率 41.6m/kt。见井巷工 程量汇总表 （ 表 3） 。矿井移交投产采区生产时的三个煤量及可采期如下可采期9.5a可采期1.62a可采期9.1个月开拓煤量1868.8kt准备煤量242.65kt回采煤量168.45kt表3井巷工程量汇总表序号工程名称长度（m）掘进体积（m3）岩巷半煤巷煤巷小计岩巷半煤岩巷煤巷小计1井筒789.0789.05111.45111.42井底车场及硐室453.5453.53733.23733.23盘区408.04365.0230.05003.2259.022944.0736.025
29、939.04合计1650.54365.0230.06245.511103.622944.0736.034783.6第三章 采煤方法第一节 概述一、 采煤工作面位置及开采范围矿井移交生产采区的布置本着”先近后远、 先易后难 ; 多布 置煤巷 , 少布置岩巷”的原则。采区设计年生产能力为 150kt a, 由于采区可采煤层薄 , 因此 , 采区达产时 , 各布置一个对拉采煤工作 面来保证煤矿 150kt a 的年生产能力。矿井移交投产采区为 : +1525m 水平的采煤工作面为 2171工作面 ; +1860m 水平的采煤 工作面为 2172 工作面。具体布置详见图二、 采煤工作面与相邻煤层及相邻已采采区的联系 本采区与相连采区经过运输石门相连 , 本采区两个采煤工作面的 水平运输大巷和采区回风大巷为原相邻已采采区共用 , 采区所需材 料、 采出的煤、 运出得矸石都是从大庆二号井 , 相邻已采采区的 所需监测设备同本采区监测总站相连。本采区所属 C17、 C18煤层与C9、C6煤层同属于二迭系上统龙 潭煤组C17煤层与C9煤层层间距约为90米到100米。第二节 生产系统运煤系统Ci7号煤层中2171工作面和21
