采煤工藝課程設(shè)計

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1、 湖南安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院 采煤工藝課程設(shè)計 設(shè) 計 題 目:采 煤 工 藝 課 程 設(shè) 計 專 業(yè) 班 級:礦 山 安 全 技 術(shù) 與 監(jiān) 察 組 別:第 一 組 姓 名:陳 濤 指 導(dǎo) 老 師:趙 鐵 橋 評 閱 人:

2、安全技術(shù)系 第一章 概況————————————(3) 第一節(jié) 原 始 資 料 第二節(jié) 采煤工作面與相鄰煤層及相鄰采區(qū)的關(guān)系 第二章 地質(zhì)概況——————————(5) 第一節(jié) 煤層賦存條件 第二節(jié) 圍巖的性質(zhì)及對采煤影響 第三節(jié) 瓦斯,煤層和自燃發(fā)火情況——(6) 第三章 可采儲量及可采期——————(6) 第四章 巷 道布置圖————————(7) 第一節(jié) 巷道布置圖 第二節(jié) 生產(chǎn)系統(tǒng)——————————(9) 第五章 采煤工藝--—————————(11) 第一節(jié) 采煤工藝選擇 第二節(jié) 采煤工藝

3、 第六章 生產(chǎn)技術(shù)管理————————(13) 第一節(jié) 循環(huán)方式 第二節(jié) 作業(yè)形式 第三節(jié) 工序安排 第四節(jié) 勞動組織和循環(huán)圖表—————(14) 第六節(jié) 采煤工作面技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表——(15) 第七章 采煤方法圖的設(shè)計和繪制———(16) 第八章 安全技術(shù)措施————————(17) 第一章 概述 一, 原始資料 (1)采區(qū)概況 該采區(qū)位于XX礦一水平東翼,東以礦井井田邊界為界,西與N采區(qū)相

4、鄰,南以0等高線為界,北以煤層露頭+107m上部風(fēng)化帶為界。走向長1230m,采區(qū)傾斜長度560m,開采面積688800m2。區(qū)內(nèi)僅m1煤層可采,煤種屬無煙煤。煤層賦存穩(wěn)定,傾角為16度,為緩傾斜煤層。 低瓦斯礦井(工作面瓦斯絕對涌出量1.10m3/min),煤層自然發(fā)火傾向性為不易自燃,煤塵無爆炸性。采區(qū)年產(chǎn)10萬t,服務(wù)年限11年。 (2)采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造 本采區(qū)根據(jù)地質(zhì)勘探報告和鄰近揭露的資料看,構(gòu)造尚屬簡單。 (3)煤層要素及頂?shù)装逄卣? m1煤層:平均厚度2.50m,煤的密度為1.41t/m3。為穩(wěn)定煤層,煤質(zhì)中硬,節(jié)理裂隙發(fā)育。 m1煤層偽頂為0.1m泥巖,直接頂為沙質(zhì)泥巖

5、,厚度4m,基本頂為中粒砂巖,底板為粉砂巖。 (4)采區(qū)巷道布置 采區(qū)巷道采用布置,如下圖所示。 (五) 落煤工藝 采用爆破落煤工藝。 (六) 作業(yè)形式 采用兩采一準(zhǔn)。 二, 采煤工作面與相鄰煤層及相鄰采區(qū)的關(guān)系 1, 煤層地質(zhì)關(guān)系 M1煤層:平均厚度2.50m,煤的密度為1.41t/m3,為穩(wěn)定煤層,煤質(zhì)中硬,節(jié)理裂隙發(fā)育。 M1煤層偽頂為0.1m泥巖,直接頂為沙質(zhì)泥巖,厚度4m,基本頂為中粒砂巖,底板為粉砂巖。 2 與相鄰采

6、區(qū)的關(guān)系 礦井西側(cè)與N采區(qū)相鄰,由巷道布置圖可知留有保護煤柱可根據(jù)相應(yīng)的地質(zhì)條件和實際的條件來確定保護煤柱的長度。 第二章 地質(zhì)概況 一, 煤層賦存條件 m1煤層:平均厚度2.50m,煤的密度為1.41t/m3,為穩(wěn)定煤層,煤質(zhì)中硬,節(jié)理裂隙發(fā)育。 M1煤層偽頂為0.1m泥巖,直接頂為沙質(zhì)泥巖,厚度4m,基本頂為中粒砂巖,底板為粉砂巖。 二, 圍巖的性質(zhì)及其對采煤的影響 根據(jù)普氏巖石堅固系數(shù)分類表可得;中粒砂巖為堅固巖石,泥巖為相當(dāng)軟的巖石,沙質(zhì)泥巖為相當(dāng)軟的巖石,粉砂巖為相當(dāng)堅固的巖石。M1煤層的偽頂為0.1m,直接頂?shù)暮穸葹?m為不穩(wěn)定頂板,基本頂為中粒砂

7、巖,為第一類基本頂。圍巖的性質(zhì)覺得著巷道的支護類型,可以做出針對性的方案,對頂板的控制是非常重要的。頂板的巖性決定著支護的類型,支護的密度,等等。(工作面煤層綜合柱狀圖附下)。 第四章 巷道布置生產(chǎn)系統(tǒng) 第一節(jié) 巷道布置 第二節(jié) 生產(chǎn)系統(tǒng) 一, 運輸系統(tǒng) 煤炭運輸系統(tǒng) 由采煤工作面—區(qū)段運輸平巷9—運輸上山5—采區(qū)煤倉12—采區(qū)下部車場—運

8、輸大巷—采區(qū)運輸石門1—井底車場—主井提升到地面。 運料系統(tǒng) 副井—井底車場—采區(qū)運輸石門—運輸大巷—采區(qū)下部車場3—軌道上山4—由工作面回風(fēng)巷進入到工作面。 運輸設(shè)備 運用1.5T礦車運輸,單軌運輸,煤倉的容量為20T。 二, 排水系統(tǒng) 工作面的的涌水,由區(qū)段運輸平巷,采區(qū)上山排到采區(qū)下部車場,經(jīng)運輸大巷,主要運輸石門等巷道的排水溝,自流到井底車場水倉,由中央水泵房排到地面。 三, 供電系統(tǒng) 表1 采煤工作面用電設(shè)備負荷統(tǒng)計表 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 使用地點 數(shù)量 額定容量 備注 局部風(fēng)機 JBT—52

9、 區(qū)段進風(fēng)平巷 1 11 kw/H 600mm風(fēng)筒直徑 刮板運輸機 SGE-40 工作面 1 40 kw/H 三, 通風(fēng)防塵系統(tǒng) 1, 確定風(fēng)量 (1)按瓦斯(二氧化碳)涌出量計算 (m3/min) 式中:---采煤工作需要風(fēng)量,m3/min ; ---采煤工作面瓦斯(二氧化碳)絕對涌出量,m3/min; ---采煤工作面因瓦斯(二氧化碳)涌出量不均勻的備用風(fēng)量系數(shù),即該 工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與平均值之比。通常,機采工作面可取1.2~1.6;炮 采工作面可取1.4~2.0;水采工作面可取2.0~3.0。生產(chǎn)

10、礦井可根據(jù)各個工作面正常生產(chǎn)條件時,至少進行五晝夜的觀測,得出五個比值,取其最大值。 由上式子可得;等于176 m3/min (2)(3)按炸藥使用量計算 (m3/min) 式中:25---每使用1㎏炸藥的供風(fēng)量,m3/min; A采--采煤工作面一次炸破使用的最大炸藥量,㎏。 由上式子得等于41.875 m3/min 2. 通風(fēng)防塵系統(tǒng) 采煤工作面采取壓入式通風(fēng),主要的措施最大限度的減少風(fēng)筒的阻力和防止風(fēng)筒漏風(fēng)。首先是增大風(fēng)筒的直徑和每節(jié)風(fēng)筒的長度。其次是提高風(fēng)筒接頭的質(zhì)量,以減少漏風(fēng)系數(shù)。再就是安設(shè)風(fēng)筒時必須吊掛平直

11、,拉緊拉穩(wěn)。 防塵措施;采取濕式鉆眼,噴霧灑水,加強通風(fēng)排塵工作,加強個人防護工作。 測塵設(shè)備;ACG—1型光電煤塵測定儀。 第五章 采煤工藝 第一節(jié) 采煤工藝的選擇 根據(jù)煤層的地質(zhì)條件工作面采用爆破落煤。 第二節(jié) 采煤工藝 采煤工作面的工藝過程,包括破煤、裝煤、運煤、支護和采空區(qū)處理等工序。 一, 破煤 (1) 爆破落煤 炮采在我國仍廣泛采用,特別是在地質(zhì)條件復(fù)雜 ,不具備使用采煤機的工作面中應(yīng)用更廣 。 鉆眼爆破工作包括打眼、裝藥、填炮泥、聯(lián)炮線及爆破等。依據(jù)采煤工作面的采高,煤層的軟硬,煤層節(jié)理裂隙發(fā)育程度及圍巖的性質(zhì)

12、,正確地確定鉆眼爆破參數(shù)。這些參數(shù)包括炮眼的排列,炮眼布置方式,炮眼的角度、炮眼的深度、裝藥量、一次起爆炮眼數(shù)量以及起爆順序等,附炮眼布置圖,炮眼裝藥結(jié)構(gòu)示意圖,爆破說明書。 三, 運煤 采取SGW-40可彎曲刮板運輸機運煤。 四, 工作面支護和采空區(qū)處理 工作面采取單體液壓支柱及鉸接頂梁方式支護。采空區(qū)處理的方法為全部垮落法。最小控頂距為3排,

13、最大控頂距離為4排。排距為1m,柱距為0.5m。支架的前移由液壓千斤頂推送。 第六章 生產(chǎn)技術(shù)管理 一, 循環(huán)方式 (1) 循環(huán)進度。采煤工作面每完成一個循環(huán)向前推進的距離,是每次落煤的深度和循環(huán)落煤次數(shù)的乘積,本采煤工作面的一次循環(huán)進度為1m。 (2) 晝夜循環(huán)次數(shù)。主要根據(jù)采煤工作面的頂板的條件,采煤工藝方式,操作管理水平,工作面的基本參數(shù)和作業(yè)方式合理確定。晝夜循環(huán)的次數(shù)為6次。 (3) 正規(guī)循環(huán)作業(yè)。按照作業(yè)規(guī)程中循環(huán)作業(yè)圖表安排的工序順序和勞動定員,在規(guī)定的時間保質(zhì),保量,安全的完成循環(huán)作業(yè)的全部工作量,并周而復(fù)始進行采煤的一種作業(yè)方式。 (4) 正

14、規(guī)循環(huán)率。月正規(guī)循環(huán)率=(月實際完成循環(huán)數(shù)/月工作日數(shù)*日計劃循環(huán)數(shù))*100% 二, 作業(yè)形式 采煤工作面為“兩采一準(zhǔn)”的作業(yè)形式,就是晝夜三個班中兩個班生產(chǎn)和一個班準(zhǔn)備。 三, 工序安排 爆破落煤和裝煤—人工裝煤—刮板運輸機運煤—移置輸送機—人工支護—回頂放柱。 安排工序時應(yīng)注意問題 (1) 保證主要工序順利進行。 (2) 處理好主要工序和輔助工序的關(guān)系。 (3) 采用平行作業(yè),提高工作效率。 四, 勞動組織 采用分段作業(yè), 勞動組織表

15、 序 號 工 種 工 種 合 計 各個工種出勤時間 一 二 三 一 二 三 1 班長 2 2 3 7 2 鉆眼工 1 1 2 3 爆破工 1 1 2 4 裝煤工 6 6 12 5 支護工 5 5 10 6 驗收員 1 1 1 3 7 運輸司機 1 1 1 3 8 維修電工 1 1 1 3 9 機械檢修工 3 3 10 材料員

16、 4 4 11 隊管 1 1 1 3 12 泵站司機 1 1 1 3 13 電器檢修工 2 2 14 材料運送工 6 6 合計 20 30 13 63 五, 循環(huán)圖表 循環(huán)作業(yè)圖表示工作面內(nèi)各工序在時間與空間上的相互關(guān)系。它是以工作面長度(單位是米)為縱坐標(biāo),以晝夜24h為橫坐標(biāo),再以規(guī)定的符號在圖內(nèi)繪出各工序所處的時間和地點。循環(huán)圖表應(yīng)根據(jù)確定的循環(huán)方式、作業(yè)形式、工序安排及勞動組織等編制。 作圖時應(yīng)準(zhǔn)確地反

17、映出各工種在時間上和空間上的關(guān)系。圖的下面應(yīng)注明圖例。 第七章 采煤方法圖的設(shè)計與繪制 一, 采煤工作面平面圖 (b) (a) 為最小控頂距離 (b) 為最大控頂距離 工作面采取齊梁式,正懸臂鉸接梁。 二, 采煤工作面斷面圖 采煤工作面斷面圖;

18、 第八章 安全技術(shù)措施 炮采工作面生產(chǎn)時容易出現(xiàn)的問題是冒頂、片幫和爆破事故。因此,炮采作業(yè)各工藝和各工種崗位人員必須認(rèn)真執(zhí)行“三大規(guī)程”的規(guī)定和要求作業(yè)外,制定炮采工作面采煤作業(yè)安全措施,必須嚴(yán)執(zhí)行,確保生產(chǎn)安全。 1、首先檢查采面進回風(fēng)巷道木支架有無斷梁折柱及頂板情況,如有支護問題要立即處理,保證巷道暢通。 2、順槽和回風(fēng)巷至工作面煤壁線20m范圍內(nèi)是否進行超前支護,支護質(zhì)量符合要求;巷道至安全出口的高度不低于1.6m,超高時接頂背實。

19、 3、觀察回采工作面通風(fēng)情況,經(jīng)檢查確認(rèn)瓦斯?jié)舛仍?%以下時方可進入工作面。進入工作面首先要敲幫問頂,并檢查工作面支護質(zhì)量情況,發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。 4、檢查無盲炮后,按規(guī)程規(guī)定布孔打眼,打眼過程中注意清除活矸危巖和傘檐,敲幫問頂并觀察支架變化情況,有危險時及時撤退或報告班長進行處理。 5、嚴(yán)格執(zhí)行“三人聯(lián)鎖放炮”和“一炮三檢”制度,一組裝藥必須一次放炮。嚴(yán)禁無炮泥封孔或封孔長度不夠放炮。盲炮處理必須按《規(guī)程》規(guī)定處理。 6、每次放炮后及時掛梁護頂,對放炮崩歪崩倒的支架立即扶正及補上支架。遇構(gòu)造影響,頂板有離層切頂或壓力超前時,要在頂梁上打上臨時支柱加強支護。

20、 7、在放炮出煤前應(yīng)對刮板機空轉(zhuǎn)1周以上檢查完好情況,必須在刮板機的機頭機尾打上壓柱。嚴(yán)禁用不符合規(guī)定的物料代替保險鎖和對輪木滾珠作傳動。 8、打眼放炮前要用水噴淋煤壁,放炮后要進行灑水,防止煤塵飛揚,加強通風(fēng)。 9、鏟裝(攉)煤時要先敲幫問頂和清理煤壁,人員間有一定距離隔開,防止相互影響與傷人。移機時嚴(yán)禁使用刮板機或絞車推拉移工作面刮板機頭。 10、設(shè)柱上支架時,支柱排成直線,柱距、排距不超寬10cm;支柱初撐力,迎山角、棚梁、背板、柱窩符合規(guī)定要求。 11、頂梁鉸接率95%以上,頂梁無連續(xù)不較接現(xiàn)象;不存在失效梁柱和空載支柱;及時架設(shè)斜撐棚或戧柱等特種

21、支護;改臨時柱時要做到先設(shè)后回。 12、回采過老巷或斷層(小浙曲)時必須采取加密支柱或架設(shè)特種支護等有效措施加強頂板管理。 13、認(rèn)真執(zhí)行最大和最小控頂距的規(guī)定,嚴(yán)格做到“見四回一”,禁止提前或拖后回柱放頂。工作面改設(shè)支柱或調(diào)整頂梁時應(yīng)先設(shè)后回。 14、回柱回梁及分段放頂作業(yè)要按規(guī)定程序回撤;嚴(yán)禁無人監(jiān)護頂板獨自一人撤柱回梁以及站在無安全支護頂板的位置回柱放頂。 15、放頂后必須保證工作面人行道和上下安全出口的行人路線暢通無陰。并做好交接班,不給下一班次留有隱患。 16、在工作面中必須24小時檢查工作面瓦斯的濃度,加強通風(fēng),杜絕火源以及檢查管路的安全,堅決的

22、防止出現(xiàn)火星。在工作面中必須嚴(yán)格的執(zhí)行煤礦安全規(guī)程中的明文規(guī)定。 17、在工作面中要積極的防治水害,超前鉆孔,加強抽水,熟悉礦井的水文地質(zhì)條件。嚴(yán)格按照煤礦安全規(guī)程的規(guī)定來實施。 回柱放頂安全操作規(guī)程 第1條 回柱放頂工要熟悉工作面頂板的管理及支護特性,燕具有實際操作經(jīng)驗和支護工擔(dān)任。 第2條 必須按作業(yè)中頂板管理方法和本規(guī)程的規(guī)定進行回柱放頂。 第3條 工作面初次放頂、結(jié)束放頂或頂板大面積不冒落等情況下,除按全措施執(zhí)行外,必須在區(qū)(隊)長、技術(shù)人員和礦安監(jiān)員現(xiàn)場監(jiān)督指導(dǎo)下操作,工作面初次放頂還必須有初次放頂領(lǐng)導(dǎo)小組人員在現(xiàn)場監(jiān)督指導(dǎo)。 第4條

23、工作面局面壓力較大,遇斷層、破碎帶、老巷等回收時要在區(qū)(隊)長的監(jiān)督指導(dǎo)下操作。 第5條 工作面的基本和特種支護歪扭、質(zhì)量不合格,有空頂、漏頂或沒有按規(guī)定移設(shè)特種支架時,必須及時處理或整修達到質(zhì)量合格,安全可靠,方準(zhǔn)柱放頂。 第6條 工作面來壓有冒頂預(yù)兆時,不準(zhǔn)回柱放頂,必須將所有人員撤離工作面,待壓力穩(wěn)定,經(jīng)區(qū)(隊)、班長檢查及處理后,方準(zhǔn)人員進入工作面工作。 第7條 回柱放頂應(yīng)由下往上,由采空區(qū)向工作面,分段距離小于15米。嚴(yán)格執(zhí)行先支后回的操作順序。嚴(yán)禁提前摘柱和進入采空區(qū)內(nèi)作業(yè)。 第8條 回柱放頂時至少有二人配合作業(yè),一人回柱放頂,一人觀察頂板及支架周圍

24、情況;觀察人和回柱人都要站在支架牢固的斜上方安全地點進行操作;觀察人除協(xié)助回柱外,不得兼做其它工作;回柱人要聽從觀察人的指揮。 第9條 回收出的支柱應(yīng)支撐在作業(yè)教程規(guī)定的位置,并全承載,頂梁和各咱材料秘須按品種規(guī)程碼放整齊,不準(zhǔn)堵塞人行道和安全出口或埋入煤矸石。 第10條 工作面用兩臺絞車同時回柱作業(yè)時,不準(zhǔn)在同一排距內(nèi)有兩根鋼絲繩同時運行。每臺絞車分別使用各自的信號線。如果下部 絞車安設(shè)于工作面內(nèi),絞車附近支柱的回收方法應(yīng)按作定規(guī)程的規(guī)定執(zhí)行。 過斷層,陷落柱的安全技術(shù)措施 1、堅持使用前探支護,嚴(yán)禁空頂作業(yè)。 2、縮小循環(huán)進度,嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度。 3、架棚支護,使用防倒裝置不得少于10架棚。 4、嚴(yán)格按中、腰線施工。 5、石門見煤前必須堅持“有疑必探,先探后掘”的原則。 6、虧幫空頂處必須打“#”字木垛構(gòu)緊頂幫,木垛間必須相互聯(lián)鎖。 參考文獻 《煤礦安全規(guī)程》 《煤礦開采方法》 19

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