放顶煤专项设计
- 格式:doc
- 大小:1.83 MB
- 文档页数:87
放顶煤开采安全技术管理办法第一章总则第一条为加强煤矿放顶煤开采的安全管理,规范煤矿放顶煤开采工作面开采设计审查、验收工作,根据《煤矿安全规程》、《国家安全监管总局、国家煤矿安全管理总局关于加强煤矿放顶煤开采安全管理的通知》(安监总煤行〔2008〕130号)等规定,制定本办法。
第二条本办法适用于自治区内所有采用放顶煤开采技术的生产煤矿(兵团所属煤矿除外)。
第三条煤矿放顶煤开采包括以下两种类型:壁式工作面放顶煤开采(综采、高档普采、炮采)、急倾斜4~8m厚煤层水平分段崩落法开采。
第二章放顶煤开采适用条件第四条有下列情形之一,严禁放顶煤开采:1.煤层平均厚度小于4.0m;2.顶煤放顶煤率大于1:3;3.采区或工作面回采率不能满足矿山设计规范要求;4.煤层中的煤(岩)和瓦斯(二氧化碳)突出危险;5.坚硬顶板、坚硬顶煤不易冒落,且采取措施后冒放性仍然较差,顶板塌落充填的采空区高度不得大于采放煤高度;6.矿井水文地质条件复杂,采放后有可能与地表水、老窑积水,导水性强。
第五条应抽采瓦斯的放顶煤开采工作面必须采取瓦斯抽放措施,经瓦斯预抽后,煤层的瓦斯含量、瓦斯压力和采煤工作面的瓦斯抽采率、煤的可解析瓦斯量、当工作面通风达到规定的最大风速时,必须达到回风流中的气体浓度和其他指标《煤矿瓦斯抽采基本指标》的要求,否则不得采用放顶煤开采。
第六条煤层条件适合综合机械化开采的地方,应当采用综合机械化开采。
受煤层条件限制,不宜采用综合机械化开采的,可以采用普通机械化开采。
除边远缺煤地区外,壁式工作面逐步淘汰炮采工艺。
第七条放顶煤开采工作面严禁采用木支柱、金属摩擦支柱和单体液压支柱支撑方式。
平均倾角大于25°或最大倾角大于30°的工作面(急倾斜煤层水平分段放顶煤除外)或冲击地压煤层,严禁采用悬移(滑移)顶梁类支架放顶煤工艺开采。
第三章设计和操作程序第八条放顶煤开采设计和工作面开采设计必须符合《煤矿安全规程》、设计规范和相关标准要求。
优秀设计本科生毕业设计姓名:学号:学院:专业:论文题目:低位放顶煤液压支架的设计指导教师:职称:20** 年6月河南焦作毕业设计任务书学院专业年级学生姓名任务下达日期:20** 年 4 月9 日设计日期:20** 年 4 月9 日至20** 年 6 月10 日设计题目:低位放顶煤液压支架设计设计专题题目:低位放顶煤液压支架顶梁及立柱设计主要内容和要求:1.设计要求:完成液压支架总体方案确定及设计主要零部件设计完成设计图纸(折合0#)3张2.主要工作参数:顶板条件:老顶Ⅲ级直接顶 2类底板比压: 1.5MPa工作阻力:4000kN推溜力:150KN拉架力:300KN泵站压力:32MPa适应煤层倾角:<150院长签字:指导教师签字:毕业设计(论文)开题报告目录前言 (1)一、绪论 (2)1.1 液压支架的作用及发展历史 (2)1.1.1 液压支架的应用及意义 (2)1.1.2 国外放顶煤液压支架 (2)1.1.3 液压支架的发展动向 (3)1.2 设计目的 (4)1.3 设计要求 (4)1.4 放顶煤液压支架的分类 (5)1.5 低位放顶煤液压支架的特点 (5)1.6 低位放顶煤液压支架的适应性 (7)1.7 低位放顶煤液压支架的主要结构 (7)1.7.1 低位放项煤支架主要部件设计要求 (8)1.7.2前粱的设计 (9)1.7.2顶粱的设计 (10)1.7.4 掩护梁的设计 (11)1.7.5 底座的设计 (12)1.7.6 四连杆机构的连杆设计 (14)1.7.7 推移机构的设计 (15)1.7.8 放煤口及放煤机构的设计 (16)二、液压支架的结构设计 (18)2.1 液压支架的选型 (18)2.1.1液压支架结构类型的优选 (18)2.1.2液压支架的架形选择原则 (19)2.1.3影响架形选择的因素 (20)2.2 主要设计参数 (21)2.3液压支架的结构设计 (23)2.3.1液压支架主要结构参数和形式的确定 (23)2.3.2液压支架的总体布置 (29)2.3.3支架的主要结构 (30)2.3.4主要参数的确定 (34)2.4拟定液压系统 (39)三、支架的强度计算 (42)3.1 支架的工作状态 (42)3.2 支架载荷的确定 (42)3.3 支架受力分析 (43)3.3.1各主要参数的影响 (46)3.3.2各主要部件的强度校核 (48)3.4 支架受力的影响因素 (66)3.5 强度条件 (67)四、液压支架的使用操作及维护 (62)4.1 液压支架操作 (69)4.2 液压支架操作维护要求 (64)4.3 液压支架操作管理事项 (70)五、液压支架常见故障及其排除 (72)5.1 结构件和连接销轴 (72)5.2 液压系统及液压元件 (72)5.3 支架在操作和支护过程中的故障 (73)结论 (75)致谢 (76)参考书目 (77)附录 (78)前言毕业设计作为本科学习最重要的组成部分之一,它能提高我们发现、分析、解决问题的能力,综合检验和巩固我们所学知识,同时又是对我们大学四年所学知识的全面复习,更是向我们以后即将从事的专业性工作的正常过渡。
放顶煤液压支架总体设计孔德冒1,郑丰隆2,张优明1(11中煤集团上海能源股份有限公司孔庄煤矿,江苏徐州221600;21山东科技大学,山东青岛266510)摘要:主要介绍了支撑掩护式放顶煤液压支架总体设计的方法,包括支架架型选择、外载荷和支护性能分析、基本参数的确定、四连杆机构设计、整体受力分析和立柱及柱窝位置确定等设计步骤。
关键词:放顶煤;支撑掩护式;液压支架;设计中图分类号:T D355 文献标志码:A 文章编号:100320794(2008)0920023202System Design of Laying Dow n Top Coal H ydraulic SupportK ONG De-m ao1,ZHENG Feng-long2,ZH ANG You-ming1(1.K ongzhuang C oal Mine,Shanghai Energy Limited Liability C ompany China National C oal G roup C omp1,Xuzhou221600,China;2.Shandong University of Science and T echnology,Qingdao266510,China)Abstract:One kind system design method of the support and shield type laying down top coal hydraulic pres2 sure support was introduced,including the design procedures of the choice of hydraulic pressure support types, the basic parameter determination,the design of four link m otion gear,the overall stress analysis of hydraulic pressure support and the column parameter determination and s o on.K ey w ords:laying down top coal;support and shield type;hydraulic support;design0 引言液压支架设计的合理与否直接关系到工作面的产量和其他各项经济技术指标,对改善工作面劳动条件、减轻工人的笨重体力劳动、确保安全生产有很大的影响。
国家安全监管总局国家煤矿安监局关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知安监总煤行〔2008〕130号各产煤省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团煤炭行业管理部门、煤矿安全监管部门,各省级煤矿安全监察机构,司法部直属煤矿管理局,有关中央企业:近年来,放顶煤采煤方法在煤矿得到广泛应用,对提高全国煤炭产量发挥了重要作用。
但是,一些煤矿对放顶煤开采在通风、防瓦斯、防煤尘、防火等方面安全管理工作的特殊要求重视不够,未严格执行放顶煤开采安全管理的有关规定,一些放顶煤开采的工作面在“一通三防”等方面存在重大安全隐患,严重威胁矿井安全生产,甚至发生了重特大事故。
为切实加强放顶煤开采的安全管理,坚决遏制重特大事故,现提出以下要求:一、充分认识放顶煤开采安全管理的特殊性和紧迫性1.放顶煤开采工艺的特殊性要求必须加强安全管理。
放顶煤采煤方法开采强度大,产量高,瓦斯涌出量大,采空空间高度大,瓦斯易于积聚;顶板冒落时大量瓦斯从采空区涌入工作面,易造成工作面瓦斯超限;放顶煤开采采空空间易形成风流渗入,采空区容易造成煤炭自燃;在放顶煤开采过程中易产生大量煤尘。
放顶煤开采易使工作面瓦斯、自然发火、煤尘等灾害加剧的特殊状况,要求必须采取相应的措施加以预防和有效控制,强化对放顶煤开采的安全管理。
2.加强放顶煤开采安全管理是搞好煤矿安全生产的紧迫任务。
近年来,各地煤矿放顶煤开采工作面相继发生多起重特大事故,给人民群众的生命财产造成重大损失,教训极为深刻。
这些事故发生的原因,主要是由于忽视放顶煤开采安全管理的特殊要求,措施缺乏针对性,在通风和防瓦斯、防煤尘、防火等方面存在漏洞造成的。
当前,有相当数量的煤矿采用放顶煤采煤方法,加强放顶煤开采的安全管理是一项紧迫而重要的任务。
各地区、各单位一定要充分认识加强煤矿放顶煤开采安全管理的紧迫性,正确处理放顶煤开采与安全生产的关系,高度重视放顶煤开采安全管理工作。
对放顶煤开采的工作面要立即开展一次全面的检查,并逐面完善和落实安全技术措施,凡措施落实不到位的,立即进行整改,确保安全。
放顶煤工作面开采设计规范前言一、矿井概况简述矿井地理位置、交通、隶属关系、企业性质、生产规模、服务年限、证照等基本情况。
二、设计的主要依据1、《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知》(安监总煤行(2008)130号);2、《山西省放顶煤开采工作面设计审批和验收工作方案》(晋煤安发〔2014〕286号);3、《山西省煤炭工业厅关于进一步加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知》(晋煤安发〔2009〕118号);4、矿井地质报告、初步设计、采区设计、安全专篇及其批复文件;5、矿井瓦斯抽放、防灭火、防治水专项设计及其批复文件;6、矿井采掘抽衔接计划;7、其它有关依据。
三、设计的指导思想与主要特点四、存在的主要问题与建议第一章矿井和采(盘)区概况第一节矿井概况矿井四邻关系(附插图)、开拓方式、水平划分、采区划分、开采现状及生产系统(通风、排水、提升、运输、供电、监测监控等)。
第二节采(盘)区概况一、采(盘)区在井田中的位置(附插图);二、采(盘)区可采储量和服务年限;三、采(盘)区巷道的布置及装备情况,采(盘)区生产系统。
第三节地质特征一、矿井基本地质情况(含煤地层、构造、煤层赋存情况、水文地质条件、煤质、瓦斯、煤尘、煤层自燃倾向性、地温、地压等开采技术条件);二、邻近老窑及采空区积水、积气情况;三、采(盘)区煤层及构造揭露情况、采(盘)区水文地质条件;四、开采煤层顶底板岩性及岩石物理力学实验数据、煤层强度及节理裂隙发育情况。
第二章回采工作面布置及采煤方法第一节放顶煤工作面基本情况介绍一、放顶煤工作面井上下位置及对应地表情况;二、工作面参数、开采安全技术条件(水、火、瓦斯、煤尘、顶板等);三、工作面煤层厚度、倾角、储量、生产能力、服务年限等;四、工作面的地质构造、水文地质、断裂及陷落柱的导水性分析、水害评价(依据各种勘探成果,包括钻探、三维地震、瞬变电磁勘等);五、工作面保护煤柱的计算和留设。
前言2014年5月,新疆呼图壁白杨河矿区丰源煤矿委托我院开展该矿的采煤方法设计。
矿井为生产矿井,地面生产系统、辅助设施和井下开拓、开采系统均已形成,现煤矿在B4煤层布臵1个回采工作面进行生产。
矿井现采用“两斜一立”开拓方式,井筒分别为主、副斜井和立风井。
矿井采矿证规模为0.09Mt/a,现生产的B4煤层采用走向长壁综合机械化放顶煤采煤方法。
根据新疆煤矿安全监察局关于“转发国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局《关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知》(新煤安监发[2008]111号)要求,结合新疆呼图壁白杨河矿区丰源煤矿委托,我院组织开展该矿B4煤层工作面放顶煤专项设计。
在介绍井田概况、井田开拓、开采等基本情况的基础上,重点分析了放顶煤工作面开采存在的安全问题、开采工艺特点及采取的安全防治措施。
一、编制设计的依据1.国家安全生产监督总局、国家煤矿安全监察局《关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知》(监总煤行[2008]130号);2.新疆煤矿安全监察局关于“转发国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知》(新煤安监发[2008]111号)”;3.《新疆准南煤田呼图壁县白杨沟矿区丰源井田勘探报告》;4.现行的规程、规范、煤炭行业有关法律法规、技术政策和技术标准,主要有:《煤炭工业小型矿井设计规范》(GB 50399-2006)、《煤矿安全规程》(2011)、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》、《煤矿防治水规定》、《矿井通风安全装备标准》(GB/T50518-2010)、国家其它有关煤炭工业建设的技术、经济政策和法律、法规;5.煤矿提供的相关资料、现场调查了解收集的资料;6.丰源煤矿“设计委托书”。
二、设计指导思想1.重点分析本矿井放顶煤工作面开采存在的安全问题及采取的安全防治措施。
2.贯彻安全生产方针,安全设施和设备配备齐全,改善工作面生产环境。
3.工作面按设计施工,在满足安全生产的前提下,利用现有设施和设备,做到投资少、见效快。
三、存在的问题及建议1.根据国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局“安监总煤行【2008】130号”关于加强煤矿放顶煤开采安全管理工作的通知精神要求。
煤矿应按照该文件要求加强放顶煤开采安全管理,按规定建立安全监控、防尘供水和防灭火等系统,加强顶板管理;完善工作面通风、防煤尘、防瓦斯、防火等措施。
2.B4煤层顶板、底板为不稳定顶板、底板,(工作面顶底板多为砂岩,岩性较软,极不稳定)顶板可能发生块体塌落,易产生顶板冒落工程地质问题,未来开采过程中底板易发生底鼓,片帮等工程地质问题。
故在未来的矿井生产中,应采取有效的顶板、底板管理措施,确保矿井安全生产。
3.根据丰源煤矿采掘工程平面图以及相关地质资料显示,目前井筒西翼的B4煤层已采空,白杨沟河从井田南部流过,地下水补给条件好。
为保证矿井日后生产安全,生产期间需设臵专业的防治水人员,设臵专业的防治水队伍,配备专用的防治水设备,对矿井水进行探放。
掘进工作面必须坚持做到“预测预报,有掘必探,先探后掘,先治后采”的原则,落实“防、堵、疏、排、截”综合治理措施。
防止矿井发生透水事故,保证安全生产。
4.建议在工作面投产前做好工作面生产人员的技术培训工作,掌握类似开采条件下的开采技术,必要时在工作面投产时请相关技术人员来矿指导。
5.区内虽然所采集样品的瓦斯含量不高,但对瓦斯应有足够的重视。
在未来的矿井生产中,对瓦斯还应作进一步的测定和积累资料。
对通风系统和瓦斯应进行科学的管理。
以有效的措施,严防由局部瓦斯聚集造成的瓦斯爆炸和二氧化碳窒息事故,确保矿井安全生产。
第一章井田概括及地质特征第一节井田概括一、交通位臵井田位于呼图壁县城西南90km处的天山北麓,行政区划属新疆昌吉回族自治州呼图壁县雀尔沟镇管辖。
井田东西长约1.6km,南北宽约0.7km,面积1.146km2。
地理中心坐标:东经86°28′03″,北纬43°46′39″。
由乌鲁木齐市—伊宁市312线国道从大丰镇向南(经雀尔沟镇)61km即可到达井田,国道312线在88km处可上乌奎高速公路。
其中大丰镇至雀儿沟镇约38km为柏油路面,雀儿沟镇至井田约23km为砂石路面。
井田至外部仅有一条原林场修的盘山简易公路,路窄道险,交通条件较差。
详见交通位臵图(图1-1-1)。
图1-1-1 交通位臵图二、地形地貌井田位于天山北麓的低中山区,地形复杂,山势陡峻,切割强烈,白杨沟河近东西向横贯矿区南部,强烈切割岩层。
白杨沟河南为松树林带,沟北为陡峻的哈拉巴斯陶特力斯嘎山脊,沟底至山脊顶部坡角达30°以上,部分地段为陡崖。
井田最高处海拔+1930m,最低处为白杨沟河底,海拔+1605m,相对高差一般在100~250米间,最大高差325m。
三、河流水系白杨沟河发源于天山雪峰,为常年性河流。
从井田南部流过,河谷底是井田的最低侵蚀基准面,在井田以西较窄,为V字型河谷,流出井田河床变宽缓,多形成U字型河谷,向东汇入呼图壁河。
据呼图壁河水文站1994年在白杨河出口处观测计算资料,洪水期为6月、7月,月平均流量4.34m3/s~6.44m3/s,最大洪水流量20m3/s~30m3/s,枯水期为11月至次年4月,月平均流量为0.27m3/s~0.43m3/s。
四、气象及地震井田位于天山北坡,受山区气候的影响,井田气候较湿润,属中温带半干旱气候区。
4~10月份为雨季,月平均降水量在31.4mm~85.7mm,年蒸发量为1317.1mm;年平均气温摄氏5.4℃,7~8月最高,最高气温达摄氏34.1℃,元月份最冷,最低气温零下摄氏23.9℃。
每年10月底至11月初封冻,次年4月中、下旬解冻,白杨沟内风力不大,一般3~4级,最大冻土深1m。
井田位于沙湾县—玛纳斯县—呼图壁县地震带上。
根据国家质量技术监督局2001年2月2日发布《中国地震参数区划图》(GB 18306-2001)标准,井田地震动峰值加速度为0.15g。
根据新疆地震局1978年出版的地震图册,对烈度等级的划分,井田的地震烈度在7度。
据新疆地震局资料,本世纪近百年间临近区50km范围内共发生≥MS4.7级的中、强震14次,故本区是地震多发区。
五、矿井开采历史矿区内及邻近一带煤矿的煤炭资源开发于八十年代中期,丰源煤矿现为0.09Mt/a矿井。
周边现有新疆呼图壁县白杨树煤矿、新疆呼图壁县白杨沟煤矿等,详见图1-1-2。
1.白杨树煤矿:有主井375m、风井219m;东巷150m、西巷200m,均为斜井,形成完整的回风系统,现为0.09Mt/a煤矿。
1980年5月开始建井,主井口坐标:X=4849340.32m,Y=29456148.33m,Z=+1669m。
开采B2、B1煤层。
2.丰源煤矿一号井:主井280m;东巷158m、西巷250m,均为斜井。
1986年5月建井,年产量0.09Mt/a。
主井口坐标:X=4849264.37m,Y=29456827.97m,Z=+1640.88m。
开采煤层B4煤层,开采了五个水平,最低水平标高+1548m水平,西313m、东288m 以浅已采空。
1993年因冒顶事故死亡一人,回采率在25%~30%,2008年由于技改关闭该井。
3.呼图壁县白杨沟煤矿:主井158m,东巷254m,西巷120m,均为斜井。
1987年1月建井。
主井口坐标:X=4848594.67m,Y=29457940.99m,Z=+1597.40m。
现开采B4煤层,回采率75%。
第二节地质特征一、区域地层及构造(一)区域地层井田及外围位于准噶尔盆地乌鲁木齐市山前凹陷带西段中,区域地层系统表见表1-2-1,区域出露的地层由老到新分述如下:表1-2-1 区域地层表界系统组(群)代号厚度(m)沉积相新生界第四系全新统Q4al+pl 冲洪积相中生界白垩系下统吐谷鲁第一亚群K1tg a >150 河流相侏罗系上统喀拉扎组J3k 130~300 山麓河流相齐古组J3q 600~900 湖泊相中统头屯河组J2t 450~520 河流相、湖泊相西山窑组J2x400~450 湖沼相含煤碎屑沉积下统三工河组J1s 400~600 湖相沉积八道湾组J1b 50~100 河流相湖沼相含煤碎屑沉积古生界中统前峡组C2q x>1000 浅海—滨海相沉积1.古生界(1)中石炭统前峡组(C qx)该组地层广泛分布在区域南部,岩性为一套浅海一滨海相细粒火山碎屑岩夹少量的酸性火山灰凝灰岩和灰岩,含头足、腕足及植物化石,该组是中生代沉积的基底地层,厚度>1000m。
2.中生界(1)下侏罗统八道湾组(J1b)该组出露于区域东南部和西南部,为一套河流相、湖沼相含煤碎屑沉积,主要岩性为灰白色、灰绿色粉砂岩、泥岩夹砂岩和薄煤层,局部夹砂砾岩、砂岩。
出露厚50m~100m,与下伏中石炭统前峡组(C2qx)地层呈角度不整合接触或断层接触。
(2)下侏罗统三工河组(J1s)该组地层出露于区域南部及中部的沟谷中为一套不含煤的以湖相为主的碎屑沉积。
地层岩性在区域上稳定。
主要为深灰色、灰绿色、灰黄色泥岩、粉砂岩、细砂岩互层夹砂砾岩、叠锥灰岩、泥灰岩及炭质泥岩薄层,含植物化石碎片,厚400m~600m,与下伏地层八道湾组为整合接触,部分地段与中石炭统前峡组(C2qx)呈角度不整合接触。
(3)中侏罗统西山窑组(J2x)该组地层广泛出露于矿区中部南部及区域中部,为一套以湖沼相为主的含煤碎屑沉积,主要岩性为灰白色、灰绿色砂岩、泥质粉砂岩互层夹泥岩、煤层、炭质泥岩薄层,出露厚度400m~450m左右,与下伏地层三工河组整合接触。
(4)中侏罗统头屯河组(J2t)该组地层出露于区域中北部,位于西山窑组地层北侧,为一套河流相、湖泊相为主的半干旱条件下的杂色碎屑沉积,主要岩性为灰白色、灰黄色、灰紫色粗砂岩、砂砾岩、砾岩与泥质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩互层,底部以一层灰黄—浅灰色砾岩、砂砾岩、砂岩与下伏西山窑组分界,与西山窑组呈平行不整合接触,出露厚度450m~520m。
(5)上侏罗统齐古组(J3q)出露于区域中北部,位于头屯河组地层的北侧,呈1km~3km宽的带状近东西向横跨区域,为一套湖泊相为主的半干旱条件下的杂色碎屑沉积,主要岩性为灰色、紫红色、紫褐色泥岩、粉砂岩、细砂岩互层,不含煤,下部有1~2层2m~3m的玫瑰色凝灰质砂岩(区域标志层),该组与下伏头河组整合接触,一般厚600m~900m。
(6)上侏罗统喀拉扎组(J k)该组地层出露于区域北部,位于齐古组北侧,呈400m~600m的狭长条带跨越区域,为一套山麓河流相的不含煤沉积,主要岩性为灰色、灰黄色巨厚角砾岩,与下伏齐古组为整合接触,一般厚130m~300m。