西安科技大学毕业设计贺永刚.docx
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西安科技大学毕业设计贺永刚
西安科技大学
毕业设计（论文）独创性说明
本人郑重声明：
所呈交的毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得的研究成果。
尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
毕业设计（论文）作者签名贺永刚日期：
2015.9.20
毕业设计（论文）知识产权声明书
本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：
在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。
学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。
本人允许论文被查阅和借阅。
学校可以将本毕业设计（论文）的全面或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
同时本人保证，毕业后结合毕业设计（论文）研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。
保密论文待解密后适用本说明。
毕业设计（论文）作者签名：
贺永刚指导教师签名：
2015年9月
西安科技大学
毕业设计（论文）任务书
站名
柠条塔
姓名
贺永刚
专业
采矿工程
年级
设计（或论文）题目：
《S1229工作面设计》
15年9月15日
完成日期：
具体要求：
指导老师：
职称：
年月日
继续教育学院盖章
西安科技大学继续教育学院
毕业设计（论文）评审意见书
评审意见：
评审人：
职称：
年月日
评审成绩：
毕业设计评审小组签字
西安科技大学
毕业设计（论文）说明书
题目《S1229工作面设计》
函授站柠条塔矿业公司
专业及班级
姓名贺永刚
指导教师
日期2015.9.20
继续教育学院
附图2：
S1229工作面布置示意图
附图3：
S1229工作面胶、辅运、回风、切眼断面图
附图5：
S1229工作面正规循环作业图表
附图10：
S1229工作面通讯系统图
附图11：
S1229工作面支护系统图
附图12：
S1229工作面避灾线路图
附图13：
S1229工作面安全监测监控系统图
第一章概况
第一节工作面位置及井上下关系
表1-1S1229工作面位置及井上下关系
水平名称
南翼盘区2-2煤
工作面名称
S1229
地面标高（m）
+1269~+1314
井下标高
+1113~+1159
走向长度（m）
4947
倾斜长度（m）
295
面积（m2）
1459370.5
地面相对位置
S1229工作面地表位于肯铁岭沟上游东南侧，距柠条塔工业园区南端约860m。
井下位
置及与四邻关系
S1229工作面井下位于S1210工作面辅运顺槽东侧，工作面外回风顺槽正对S1210工作面辅回撤通道。
工作面东侧、南侧、北侧均为实煤区。
第二节煤层赋存特性
表1-2工作面煤层情况
煤层厚度
（m）
7.24~-7.63m
平均：
7.3m
煤层
结构
煤层结构简单，无断层，沿煤层走向底板略有起伏。
煤层倾角
/（°）
0°~2°
开采煤层
2-2煤
煤种
不粘煤
煤层硬度
f=1.5~3
煤层情况描述
工作面煤层东北侧相对较厚西南侧相对较薄，以沥青光泽半亮煤为主，上部局部存在煤矸互层。
煤层厚度7.24—7.63m，平均厚度7.3m。
第三节煤层顶底板
表1-3工作面煤层顶底板情况
顶、底板名称
岩石名称
厚度（m）
特征
基本顶
白色细-中粒长石、石英砂岩
11-19
以石英为主，分选中等，次棱角状，块状层里，含碳屑及云母碎片。
直接顶
粉砂岩
0-1.1
粉砂岩，灰色，块状层理，含植物叶片化石，不稳定常被细砂岩取代。
直接底
泥岩、泥岩
0.6-13
灰白色粉砂岩，中部为灰黑色泥岩，泥岩厚度最大约0.67m，。
薄层状，具块状层理，含煤线。
老底
细粒砂岩
14-16
灰色，具块状层理，夾细沙岩薄层
附图1：
S1229工作面煤层综合柱状图
第四节地质构造
一、断层情况及其对回采的影响
S1229工作面回采范围内无断层，煤层赋存稳定，对回采无影响。
二、褶曲情况及其对回采的影响
S1229工作面整体为一向西倾斜的倾角很小的单斜构造，工作面局部底板起伏。
煤层结构简单，无断层，沿煤层走向底板略有起伏，地质构造简单。
第五节水文地质
工作面煤层赋存厚度平均7.3m，采动冒落带高度15.9m，导水裂隙带高度约107.9m，裂隙带已穿透土层沟通地表沙层。
回采期间会遇到煤层顶板裂隙水，涌水量与裂隙发育程度有关。
根据《柠条塔矿井南翼综合水文地质报告》相关水文参数及比拟S1224工作面回采期间出水情况计算，S1229工作面理论正常涌水量为260m3/h，理论最大涌水量为390m3/h。
根据《煤矿防治水规定》（2009）中对排水系统的要求，S1229工作面排水系统的集中排水能力应至少满足468m3/h。
第六节影响回采的其他因素
表1-4影响回采的其他因素
瓦斯
成份为N2和CO2,一般不会对开采造成危害。
CO
本矿井主要危害气体为CO，主要来源：
1、矿井无轨胶轮车尾气的排放；
2、采空区遗煤缓慢氧化；
煤尘爆炸指数
煤尘爆炸指数为39.95%，有爆炸危险，做好喷雾降尘管理;
煤的自然倾向性
煤层属于易自燃煤层
地温危害
无地热危害，地温正常
冲击地压危害
地压无异常
第七节位置及服务年限
一、工作面工业储量、可采储量：
Q1=LHSR
Q2＝LHSRc
式中：
Q1-工作面的工业储量；
Q2-工作面的可采储量；
L-工作面倾斜长度：
平均取295m；
H-工作面平均煤层厚度：
取7.3m；
S-工作面走向长度：
取4947m；
R-煤的容重：
取1.29t/m3；
c-工作面采出率：
93%。
Q1=LHSR=295×7.3×4947×1.29=13.7Mt
Q2＝LHSRc＝295×7.3×4947×1.29×93%=12.9Mt
二、工作面服务年限：
工作面服务年限＝可采推进长度／设计月推进长度
=4947÷（0.865×15×29×80%）=16.4个月
其中：
采煤机截深0.865m
每天生产刀数：
15刀；每月生产天数：
29天
正规循环率：
取90%
预计可采期为：
2015年8月15日——2016年12月27日
第二章采煤方法
第一节巷道布置
一、采区设计、采区巷道布置概况
S1229工作面位于S1210工作面辅运顺槽东侧，工作面外回风顺槽正对S1210工作面辅回撤通道，工作面东侧、南侧、北侧均为实煤区。
共布置四条顺槽，分别为辅运顺槽、胶运顺槽、内回风顺槽风顺槽、外回风顺槽。
2、S1229综采工作面胶运顺槽
工作面胶运顺槽采用锚网索支护，在顺槽（0-2900m段）正帮侧敷设供水消防、注氮管路，在顺槽（2900m-工作面段）正帮侧敷设供水消防、压风、制氮、黄泥灌浆等管路，靠近工作面200m左右的地方，布置移变列车。
其巷道用于工作面的进风、行人、煤炭运输等。
3、S1229综采工作面辅运顺槽
工作面辅运顺槽采用锚网索支护，在巷道上帮敷设消防、压风、黄泥灌浆、排水等管路，用于工作面的进风、行人、辅助运输等。
4、S1229综采工作面工作面内回风顺槽风顺槽
工作面内回风顺槽采用锚网索支护，在巷道上帮敷设消防、排水等管路，用于工作面的回风、行人、辅助运输等。
5、S1229综采工作面工作面外回风顺槽
工作面外回风顺槽采用锚网索支护，在巷道上帮敷设消防、压风、黄泥灌浆、排水等管路，用于工作面的回风、行人、辅助运输等。
附图2：
S1229工作面及巷道布置平面图
附图3：
S1229工作面胶运、辅运、回风顺槽断面图
第二节采煤方法及回采工艺
一、采煤方法
工作面采用一次采全高、走向长壁后退式、综合机械化采煤方法，全部垮落法管理顶板。
二、采煤工艺
1、落煤方式
采煤机的割煤方法为双向割煤，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，往返一次进两刀。
前滚筒沿着顶板，后滚筒割底煤。
2、装煤方式
采煤机割煤及推移刮板输送机时，采煤机滚筒螺旋叶片和刮板输送机铲煤板将煤装入刮板输送机溜槽。
3、运煤方式
采煤机利用滚筒将煤装在刮板输送机溜槽上，然后经刮板输送机运送转载机溜槽内，经破碎机破碎后装在可伸缩胶带机上运出。
4、支护方式：
工作面采用两柱掩护式液压支架进行支护。
5、采煤机进刀方式：
工作面采用端部斜切进刀方式。
6、采煤机进刀距离
D=2L采+L运弯
式中：
D-进刀距离；
L采-采煤机机身长，最大长度为19.4m；
L运弯-刮板运输机弯曲段，取26m（15架）；
D=2×19.4+26=64.8m，进刀距离取65m。
附图4：
S1229工作面采煤机进刀方式示意图
7、采煤机速度
采煤机正常割煤速度为6-7m/min，斜切进刀速度为2-4m/min，空刀牵引速度不大于15m/min。
三、采高及循环进度
1、采高设计：
根据工作面煤层的实际赋存情况及工作面的设备选型，工作面采高设计为6.3m。
2、循环作业方式、进度：
采用双向割煤的循环作业方式：
即割煤、移架、推溜，端部斜切进刀。
日进15刀，截深865mm，日进13m。
附图5：
S1229工作面正规循环作业图表
3、正规循环生产能力：
Q循环＝LHSRc
式中：
Q循环-每个循环产量,t；
L-工作面长度，295m；
H-工作面平均采高，6.3m；
S-工作面循环进尺，0.865m；
R-煤的容重，1.29t/m³；
c-工作面采出率，93%。
Q循环＝LHSRc＝295×6.3×0.865×1.29×93%＝1929t
Q日产量＝Q循环×每日循环个数
＝1929×15=28930t
Q月产量＝Q日产量×每月生产天数×正规循环率
＝28930×29×80%=671292t
第三节工作面设备配备
一、工作面设备列车布置
设备列车布置在胶运顺槽，放在临时轨道上，由外往里依次为：
20T绞车、光缆小线车、高压电缆车、高压电缆车、高压电缆车、高压电缆车、高压电缆车、高压电缆车、4000KVA/3300V移变、4000KVA/3300V移变、1250KVA/1140V移变、630KVA/660V移变、9组合开关、12组合开关、主控制台、工具箱、工具箱、清水过滤器、3#喷雾泵、2#喷雾泵、1#喷雾泵、喷雾泵水箱、外置单元蓄能器、1#乳化泵、2#乳化泵、3#乳化泵、4#乳化泵、1#乳化泵箱、2#乳化泵箱、外置单元蓄能器、高压过滤站、气雾阻化泵车、气雾阻化箱车、20T绞车。
附图6：
S1229工作面设备布置图
二、工作面设备的主要性能及其技术特征表见下表
表2-1双滚筒采煤机主要技术特征
型号EKFSL1000
采高范围（m）
3310-6740
总装机功率（Kw）
2395
供电电压（V）
3300
截割功率（Kw）
2*900
滚筒直径（mm）
3200
牵引功率（Kw）
2*150
滚筒截深（mm）
865
过煤高度（mm）
1244
生产能力（t/h）
4000
牵引速度（m/min）
0-29.1
机身尺寸：
长×宽×高（mm）
19634*3520*3310
生产厂家
德国艾柯夫
表2-2掩护式液压支架主要技术特征
型号ZY12000/29/65D
工作阻力（KN）
12000（P=43.3MPa）
支撑高度（mm）
2900-6500
支架中心距（mm）
1750
移架步距（mm）
865
支架顶梁长度（mm）
4690
初撑力（KN）
10390
操作方式
电液控制
泵站压力（Mpa）
37.5
表2-3端头液压支架主要技术特征
型号
ZYT12000/26/50D
支撑高度（mm）
2600/5000
支架中心距（mm）
1750
移架步距（mm）
865
初撑力（KN）
10390
控制方式
电液控制
生产厂家
郑煤/平阳
宽度（最大/最小）mm
1660/1860
表2-4刮板输送机主要技术特征
型号
SGZ1250/3000
链速（m/s）
1.8
输送量（t/h）
4000
电机电压等级（V）
3300
装机功率（kw）
3×1000
刮板链型式
中双链
圆环链规格（mm）
Ф48×152
卸载方式
交叉侧卸
溜槽尺寸
长×宽×高（mm）
1750×1250×398
生产厂家
张家口煤机厂
表2-5转载机主要技术特征
型号
SZZ1550/700
刮板链型
中双链
电压/功（v/kW）
3300/700
链环规格（mm）
42×146
链速（m/s）
2
溜槽尺寸（mm）
1550
铺设长度（m）
40
运输能力（t/h）
4500
表2-6破碎机主要技术特征
型号
PCM400
破碎形成
冲击式
破碎机能力（t/h）
4800
破碎粒度（mm）
≤300
传动方式
齿轮转动
破碎硬度
≤4.5
供电电压（v）
3300
功率（kw）
400
表2-7乳化液泵主要技术特征
型号
S375
工作压力Mpa
37.5
电压/功率（v/kw）
1140/4×280
流量（L/min）
430
液箱容量（L）
2×4710
重量（kg）
4500
生产厂家
英国RMI雷波
泵站公司
出厂日期
表2-8喷雾泵主要技术特征表
型号
S300
工作压力Mpa
14.5
电压/功率（v/kw）
1140/3×160
流量（L/min）
517
液箱容量（L）
1×5349
重量（kg）
3270
生产厂家
英国RMI雷波
出厂日期
表2-9胶带运输机主要技术特征
型号
DSJ160/300/3×500
运输能力（t/h）
3500
胶带宽（mm）
1600
带速（m/s）
4
电压/功率（v/kw）
1140/3×500
储带长度（m）
160
长度（m）
4947
提升高度（m）
近水平
托辊直经（mm）
159
生产厂家
上海煤科院
表2-10KBSGZY-630/10矿用隔爆型移动变电站主要技术特征
容量（KVA）
630
制造厂
盐城华盛
初级电压（KV）
10
初级电流（A）
36.37
次级电压（KV）
0.66
次级电流（A）
303.12
冷却方式
ANAN
额定频率（Hz）
50
表2-11KBSGZY-4000/10矿用隔爆型移动变压器主要技术特征
容量（KVA）
3150
制造厂
盐城华盛
初级电压（KV）
10
初级电流（A）
181.9
次级电压（KV）
3.45
次级电流（A）
527.1
冷却方式
ANAN
额定频率（Hz）
50
表2-12KBSGZY-4000/10矿用隔爆型移动变压器主要技术特征
容量（KVA）
3150
制造厂
盐城华盛
初级电压（KV）
10
初级电流（A）
181.9
次级电压（KV）
3.45
次级电流（A）
527.1
冷却方式
ANAN
额定频率（Hz）
50
表2-13KBSGZY-1250/10矿用隔爆型移动变压器主要技术特征
容量（KVA）
1250
制造厂
盐城华盛
初级电压（KV）
10
初级电流（A）
72.17
次级电压（KV）
1.2
次级电流（A）
601.4
冷却方式
ANAN
额定频率（Hz）
50
表2-14DWQ42-150/110L单体液压支柱主要技术特征
高度（mm）
4200
工作压力（KN）
20
工作阻力（KN）
200
初撑力（KN）
150
推移行程（mm）
7000
柱径（mm）
110
表2-15KJZ-1500/1140-12组合矿用隔爆型组合开关技术特征表
额定电压
1140V
工作电流Ie/每个输出端（A）
450
总电流
1500V
工作频率
50HZ
用途
喷雾、乳化泵站
控制方式
自动
厂家
常州联力
台数
1
表2-16KJZ3-1500/3300-9组合矿用隔爆型组合开关技术特征表
额定电压
3300V
工作电流Ie/每个输出端（A）
400
总电流
1500A
工作频率
50HZ
用途
转载机、破碎机
刮板输送机
控制方式
自动
厂家
常州联力
台数
1
表2-17其它辅助设备
品名
型号
单位
数量
备注
电缆车
个
7
控制台
KTC101-Z
台
1
天津华宁
高压过滤站
RFH4
台
1
英国雷波
水箱
个
1
英国雷波
乳化液箱
台
2
英国雷波
附图5：
S1229工作面设备布置图
第四节材料回收管理
1.班组长负责井下材料配件的回收，材料员按照回收范围及标准负责井下废旧材料配件升井后与相关部门的移交、登记工作。
2.工作面材料均按规定回收，回收率必须符合公司规定要求。
遇特殊情况不能回收时，必须提前告知队领导及相关部门。
3.工作面物资回收范围：
工作面的所有物资及废旧配件（一次性投入使用后报废不能回收除外）。
4.物资回收考核：
严格执行现场交接班制度，验收员做好废旧配件的验收清点统计工作。
第三章生产系统
第一节运输系统
一、主运系统路线
工作面→胶运顺槽胶带输送机→S1210胶运顺槽胶带输送机→南翼2-2煤胶带输送机→南翼2～3煤煤仓→南翼3-1煤胶带输送机→主斜井胶带运输机。
二、辅助运输及人员入井路线
地面→1#副斜井→3-1煤中央辅运大巷→南翼2-3煤辅运斜巷→南翼2-2煤中央辅运大巷→南翼2-2煤辅运大巷→S1210辅运顺槽→S1229辅运顺槽/S1229回风顺槽→S1229工作面。
地面→2#副斜井→南翼2-2煤中央辅运大巷→南翼2-2煤辅助运输大巷→S1210辅运顺槽→S1229工作面辅运顺槽→工作面。
三、材料回收及人员升井路线
S1229工作面→S1229辅运顺槽/S1229回风顺槽→S1210辅运顺槽→南翼2-2煤辅运大巷→南翼2-2煤中央辅运大巷→2#副斜井→地面
S1229工作面→S1229辅运顺槽/S1229回风顺槽→S1210辅运顺槽→南翼2-2煤辅运大巷→南翼2-2煤中央辅运大巷→南翼2～3煤辅运斜巷→南翼3-1煤辅运大巷→3-1煤中央辅运大巷→1#副斜井→地面。
第二节“一通三防”与安全监控
一、通风系统
（一）风量计算
1、按工作面气象条件计算
Q基本=60×70%HhV
式中：
Q基本—不同采煤方式工作面所需的基本风量，m3/min；
H—工作面平均控顶距，取5.89m；
h—工作面最大采高，取6.3m；
V—适宜风速（不小于1.0m/s），取1m/s；
70%—有效通风断面系数（工作面最大断面积减去支架、煤机、运输机等设备剩余有效断所占工作面最大断面积比例）
Q基本=60×70%HhV=60×70%×5.89×6.3×1=1558.5（m3/min）
Q采=Q基本K采高K采面长K温
式中:
Q采—采煤工作面需要风量，m3/min；
K采高—回采工作面采高调整系数1.1；
K采面长—回采工作面长度调整系数1.3；
K温—回采工作面温度与对应风速调整系数1。
Q采=Q基本K采高K采面长K温=1558.5×1.1×1.3×1=2229（m3/min）
表4—1K采高—回采工作面采高调整系数
采高
<2.0
2.0～2.5
2.5～6.0及放顶煤面
系数（K采高）
1.0
1.1
1.1-1.5
表4—2K温—回采工作面温度与对应风速调整系数
回采工作面空气温度（℃）
采煤工作面风速（m/s）
系数K温
<20
1.0
1.00
20～23
1.0～1.5
1.00～1.10
23～26
1.5～1.8
1.10～1.25
26～28
1.8～2.5
1.25～1.40
28～30
2.5～3.0
1.40～1.60
注：
采煤工作面空气温度，应在工作面刮板运输机上方空间中央、距回风顺槽15米处的风流中测定。
表4—3K采面长—回采工作面长度调整系数
回采工作面长度（m）
100～150
150～200
250～300
系数K采面长
1.0
1.1
1.3
2、按瓦斯涌出量计算：
QCH4=100q采KCH4
式中：
QCH4—工作面需要风量，m3/min；
q采—工作面回风巷中瓦斯绝对涌出量，m3/min，取0.38；
KCH4—工作面瓦斯涌出不均衡通风系数，取1.0。
QCH4=100q采KCH4=38m3/min
3、按工作面温度选择适宜风速计算
Q采＝60V采S采
式中：
V采—回采工作面适宜风速，取1m/s；
S采—回采工作面断面
S采=工作面平均控顶距（5.89m）×采高（6.3m）=37.1m
Q采＝60V采S采＝60×1×37.1＝2226（m3/min）
4、按采煤工作面同时工作最多人数计算：
Q采=4N采
式中：
N采—采煤工作面同时工作的最多人数，60人。
Q采=4N采=4×60=240m3／min
5、按风速进行验算：
在以上计算过程中，按工作面气候条件进行计算的S1229工作面风量为最大值，风量为2229m3/min，按照风速进行验算。
V=Q采/S
式中：
S采—工作面平均断面积，5.89×6.3=37.1m2
V=2229/37.1=60m/min=1.0m/s
4m/s>V>0.25m/s
经过验算在以上计算过程中，按工作面气象条件计算的风量值为最大值，且风速符合《煤矿安全规程》规定（允许风速最低为0.25m/s，最高为4m/s），因此工作面需要风量确定为Q采=2229m3/min。
（二）通风路线
新鲜风流：
南翼进风斜井→南翼2－2煤胶、辅运大巷→S1210胶、辅运顺槽→S1229工作面胶、辅运顺槽→S1229工作面。
污风风流：
S1229工作面→S1229工作面内、外回风顺槽→S1210辅回撤通道→S1210内、外回风顺槽→南翼2-2煤回风大巷→南翼回风斜井→地面。
附图7：
通风系统图
二、防治瓦斯
1、工作面配备专职瓦检员巡回检查，每个班最少检查2次。
2、每班检查结果认真填写在瓦斯检查牌板上、
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