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毕业论文(设计)实习报告(煤矿采区防突)

毕业实习报告

实习单位: 鹤壁煤电股份有限公司学院(系): 资源环境学院

专业: 地质工程

班级:地质本12—02

学生姓名: 王怀玺

学号:321203010225

2014年4 月15 日

目录

第1章前言 (1)

1.1实习目的 (1)

1.2实习要求 (1)

1.3实习安排 (1)

第2章矿井概况 (3)

2.1矿井地理位置 (3)

2.2煤层与构造 (3)

2.2.1 煤层赋存情况 (4)

2.2.2 矿井地质构造 (4)

2.3矿井水与瓦斯 (4)

2.3.1 矿井水分析 (5)

2.3.2 瓦斯分析 (5)

2.4井田开拓 (6)

2.4.1 矿井资源储量 (6)

2.4.2 矿井生产现状 (6)

2.5矿井通防系统 (7)

2.5.1 矿井通风系统 (7)

2.5.2 瓦斯抽放系统 (7)

第3章瓦斯治理与利用现状 (9)

3.1瓦斯治理现状 (9)

3.2瓦斯利用 (9)

总结 (11)

第1章前言

本次实习是在刘高峰教授的带领下,及九矿各级领导和技术人员的大力支持与配合下的一次综合性实习,是使课堂的理论教学与生产实践中的煤矿生产系统密切结合,加深理解已学过的煤矿地质和煤矿防突方面的基本理论知识,增强读懂复杂图纸的能力,为提高工程理解与设计能力,独立编写采区防突设计和掌握地质构造对瓦斯的控制与影响等方面打下良好的基础。

1.1 实习目的

1、从地质角度认识煤层瓦斯的成因和形成机制了解瓦斯富集的地质条件,从而掌握瓦斯的赋存和分布规律,收集瓦斯地质资料,从而进行瓦斯涌出量预测;

2、培养学生理论联系实际,分析问题、解决问题的实际能力。

3、通过实习,了解和熟悉矿井生产各个环节系统和装备及相互间的关系。重点是矿井瓦斯突出防治与安全生产技术方面,建立完整的、具体的空间概念.

4、了解瓦斯抽采在实际应用中的基本流程。

1.2 实习要求

1、将专业课程理论知识结合矿井生产实际,分析研究实习矿井瓦斯抽采技术工艺的合理性及存在问题,进一步培养分析实际问题的能力。

2、掌握基本生产实际知识,了解采区生产组织、技术管理等方法,学习技术员、区队长领导指挥生产的实际经验,培养组织管理与解决实际问题的能力。

3、为毕业设计收集相关资料,记录瓦斯监测实际参数,为设计方案做初步验算。

1.3 实习安排

实习安排时间为:3月10日—3月20日,为期十天。

(1)实习前准备工作;

(2)了解鹤壁九矿矿区地质概况;

(3)参观鹤壁九矿、了解瓦斯抽放过程和取样方法,实践瓦斯现场抽放;

(4)地质资料整理;编制瓦斯抽放钻孔柱状图;分析瓦斯的影响与控制因素;(5)收集设计相关资料,编写实习报告;

第2章矿井概况

2.1 矿井地理位置

鹤壁煤电股份有限公司第九煤矿位于鹤壁矿区北部,井田走向平均1.8km,倾斜长平均5.5km,面积10km2,矿井1958年建井,1960年投产,设计生产能力30万吨/年,2009年10月完成改扩建工程,扩建设计生产能力60万吨/年。

九矿位于鹤壁市北部边缘地区,与安阳市安阳县善应镇接壤,距新市区45km,西依太行山,东临京广线、107国道和京珠高速公路,大白线公路穿越工人村,与安阳市、林州市相连接,6.4公里长的铁路专用线,经鹤壁北站可抵汤阴、鹤壁站与京广线接轨,公路、铁路运输均十分便利(图1-1)。

图1-1 鹤壁九矿交通路线图

2.2 煤层与构造

三四采区井下位置位于九矿三水平四采区,面积约为301362m2,该采区南部为F1断层保护煤柱,西部为二水平五采区,北部为九矿-420回风暗斜井保护煤柱。地面对应位置在花园农场及龙宫村附近,地形属丘陵阶地,高差不大,地面标高一般在+157~+225m 之间,煤层底板标高为-420~-480m,该工作面煤层距地面垂深为607~705m,第三、第四系冲积层厚度一般在82~156m之间,该采区回采后塌陷区对地面建筑有一定影响。

2.2.1 煤层赋存情况

鹤壁九矿三四采区开采的是二迭系山西组的二1煤层。为我矿的主要可采煤层,该煤层厚度大而且稳定,稳定性为一类。宏观煤岩组分以亮煤和镜煤为主,暗煤次之,可见丝碳薄层及透镜体,煤岩类型以半亮型为主,次为光亮型,半暗型和暗型较少。煤层呈玻璃光泽、硬度小、易破碎。在阅读《河南省鹤壁煤田四矿、九矿延伸区(龙宫井田)勘探报告》后知道,该区煤层产状基本为单斜煤层,局部伴有宽缓褶曲,断层附近煤层产状变化较大。根据区内钻孔资料,煤层平均厚度约为8.36m,煤层结构为8.36=6.69(0.26)1.41,储量利用厚度为8.1m,可采性系数为KM=1,煤层变异系数r=12.6%。煤层结构简单,含夹矸1~2层。其中在煤层下部有一层0.26m左右的夹矸比较稳定。采区西部局部含夹矸四层,位于煤层下部。

鹤壁九矿矿区可采煤层三层,现开采石炭二迭系山西组二1煤层,九矿延伸区煤层厚度3.21~9.72m,平均7.19m,倾角20~25°,煤层自燃发火期175天,为不易自燃煤层。煤尘具有爆炸性,爆炸性指数为13.43~15.01%。煤层直接顶板砂质泥岩,平均5.27m;老顶为中粒砂岩,平均厚5.05m;煤层直接底为砂质泥岩或炭质泥岩,平均厚7.00m;老底为灰色中粒砂岩,平均厚10.70m。

2.2.2 矿井地质构造

鹤壁九矿地质条件较简单,九矿34采区基本为单斜构造,中部处于龙宫向斜与龙宫背斜之间,煤层产状变化较大,对采区造成影响的主要有,F109断层、DF1断层、DF4断层、F1断层、F2断层、F7共六条断层,各断层情况:

F1:位于32采区中部,正断层,延伸方向NNE,在32采区延伸长度约600m,倾角70o,落差0~40m,对32采区布置影响较大。

DF1:位于32采区西南部,F7断层西侧,正断层,伸展方向为NW,在32采区伸展长度约50m,倾向NE,倾角70o,落差0~5m,对31采区影响不大。

DF4:位于32采区中部,由三维地震控制,1502孔煤层底板穿见,走向125o,倾向SW,倾角70o,落差0~3m,对32采区开采有一定影响。

F2:位于32采区中部,正断层,延伸方向NEE,在32采区延伸长度约350m,倾向NWW,倾角70o,落差0~50m,对32采区巷道布置影响较大。

F7:为四矿、九矿延伸区分界断层,正断层;倾向NWW,倾角55o~70o,落差自西南向东北逐渐变小,为20~150m。位于32采区南部,对采区布置影响不大。

F109:位于32采区北部,走向20o,倾向SEE,倾角75o,落差0~6m,对32采区开采影响不大。

2.3 矿井水与瓦斯

2.3.1 矿井水分析

鹤壁九矿地下水除接受大气降雨补给外,主要来自太行山侧向迳流补给,为区域地下水的排泄带。根据该区水文地质资料知道,西部山区补给面积约2125平方公里,透水性良好的寒武系,奥陶系石灰岩大面积裸露地表,具有良好的天然补给条件。地下水沿岩溶裂隙发育带汇集于山前地带,运移中遇到断层或弱透水岩层的阻滞,在低洼处、沟谷中排泄于地表形成泉,距九矿北约两公里有著名的小南海泉群,出露标高122.00米,涌水量3.4米3/秒,补给洹河(善应河)。

九矿井田内无长年性河流,只有一条间歇性冲沟叫豆马庄河,平时基本无水,主要为九矿井下水的排泄通道,雨季大雨过后有水流过。距井田北约两公里有善应河,由西向东流经矿区北部,在小南海以上河段,流量很小,一般仅有0.5~0.1米3/秒,流经小南海一带,由小南海(由57个小泉组成,总称小南海)泉水补给,流量增加至6~13米3/秒,一般为6~7米3/秒,最大洪水量达867米3/秒。

区内主要含水层有第三系砾岩含水层、二叠系砂岩含水层、八层灰岩含水层、二层灰岩含水层、奥陶系灰岩含水层。各含水层之间由砂质泥岩、泥岩组成良好的隔水层。地下水总的流向是由西向东,地下水的运动、储存与排泄,主要受构造与地形的控制。二1煤上部砂岩含水层是二1煤开采期间最直接的长期充水水源,一般是在采空区初次大顶冒落后进入回采工作面或井巷揭露断层破碎带,顶板裂隙发育地段而进入矿井。井下现有9个出水点,水量一般为5~10米3/时,最大的一次是21011工作面,放大顶后出水量达到15.6米3/时,后稳定为5米3/时。因此,二1煤层顶板砂岩含水层虽然是二煤回采期间的主要充水水源,但其突水量一般较小,只要注意及时排放,一般不会对1

矿井带来太大的威胁。

2.3.2 瓦斯分析

鹤壁九矿在正常通风情况下,瓦斯浓度一般在0.25-0.43%,绝对涌出量10.1-20.21m3/分,相对涌出量12.41-33.26m3/吨。主要来自回采工作面及掘进头回风流中。由于地质条件的差异,局部地段在采掘过程中也曾发生过瓦斯集中涌出,风流浓度增高的现象。根据对九矿二1煤现场瓦斯检测及九矿历年开采资料证明:随着开采水平的延深,瓦斯涌出量将会相应增大。

实习期间对九矿二1煤瓦斯进行了一些取样化验,其瓦斯地质特征如下:

1、CH4含量一般都高于80%,属沼气带。

2、瓦斯含量随煤层埋藏深度的增加而增加。二1煤(据九矿南翼二1煤实际勘察报告资料及九矿历年开采资料)瓦斯含量与煤层埋藏深度基本呈一线性关系

3、瓦斯含量与煤层倾角及地质构造有关,即:煤层倾角越大,瓦斯易上逸,则瓦斯含量相对降低。九矿二1煤附近有断层,则瓦斯通过断层带逸散,相对含量降低。九矿局部煤层厚度大,且倾角小,煤层中瓦斯不易逸散,含量相对偏高,因此,采用边掘边抽的方法,对工作面的安全生产,有效减少了瓦斯的影响起到至关重要的作用。

2.4 井田开拓

2.4.1 矿井资源储量

鹤壁煤田位于河南省北部,是我国重要煤产地之一。鹤壁煤电股份有限公司下属矿九矿设计生产能力为30万吨/年,生产能力拟扩建成60万吨/年,截止到2003年底保有地质储量1281万吨,可采储量584万吨。

九矿延深区:采用暗斜井方式开拓延伸,从-400m水平沿F1向下作四条暗斜井作为轨道运输、皮带运输、猴车道和专用回风巷,暗斜井止-570m水平,落平后分别作皮带大巷和回风大巷,负担煤炭运输、辅助运输和回风任务。在-500m水平向东翼作辅助水平,以开采F1、F2和F7所切割的条带煤块。在984-16孔附近新凿副立井,负担提升、人员上下和延深区进风任务,井筒座标为:X=3988680,Y=38513120,Z=+188m,落底标高-420m,以轨道暗斜井和-400m水平平巷与各暗斜井上口连接。首采区为-550m等高线以浅地段。

2.4.2 矿井生产现状

34采区二1煤层层位稳定、结构简单、倾角平缓,适合综合机械化采煤工艺,同时,综采还可提高矿井的机械化生产水平,实现集中生产,为减人提效创造条件。现采用的设计为顶分层开采后下分层采用网下综采放顶煤工艺。

综采进刀方式:中部斜切进刀。

1、采煤工艺流程:

返空刀至中部、推前部槽机头(机尾)、拉后部槽机头(机尾)→上(下)行割煤→推伸缩梁→移架、上(下)段放煤→返空刀至中部、自上(下)推前部槽、拉后部槽→下(上)行割煤→推伸缩梁→移架、下(上)段放煤→自上(下)推前部槽、拉后部槽(采放平行作业、一采一放为一个循环、上、下端头不在放煤)

2、落煤方法

(1)煤壁落煤采用MG150/380-WD型双滚筒采煤机,中部斜切进刀,机械落煤,

采高2.2±0.1m,截深0.6m,沿底板割煤。

(2)放煤:靠支架尾梁摆动挤酥顶煤,伸缩插板进行放煤,放煤高度6.05m。

3、装煤方式

(1)采煤机机械落煤后,靠采煤机螺旋滚筒和前部运输机铲煤板装割下的煤炭及底煤。

(2)后部运输机装载放下的顶煤,利用后部运输机铲煤板装溢流于架间的浮煤。

(3)架间及机道内的浮煤人工清理,不得留有底煤。

4、运煤方式

(1)沿工作面倾向长度,液压支架顶梁下靠煤墙铺设一部SGZ-630/264型刮板运输机(120m)运输采煤机割下的煤。

(2)液压支架尾梁下铺设一部SGZ-630/264型刮板运输机(120m),运输放下的顶煤。

(3)下顺槽铺设一部SZD-730/90型转载机(40m),一部皮带运输机转运工作面的煤炭到-420煤仓。

2.5 矿井通防系统

2.5.1 矿井通风系统

矿井通风方式为混合式,通风方法为机械抽出式。主井、付井、箕斗井和新副井进风,新风井回风。新风井装备两台AGF606-2.2-1.3-2轴流式扇风机,配套电机800KW,风叶角度-7.5°,一台运转,一台备用。矿井总进风量6661 m3/min,总回风量6745m3/min,矿井负压2950Pa,等积孔2.4m2。

2011年3月初,新工业区的东风井投入运行后,增加了一个回风井。矿井总风量达到了10000m3/min,总回风量11000m3/min,矿井负压2000Pa左右。

掘进工作面均采用局部扇风机进行通风。井下爆破材料发放硐室、电机车维修及充电硐室与采区变电所、绞车房等硐室采用独立通风,乏风直接引入回风流中。

2.5.2 瓦斯抽放系统

矿井共有二个瓦斯抽放泵站,一个在地面,另一个在井下-420大巷附近。抽放管路主管为φ12吋钢管,长度950m,其余为φ10吋聚乙烯管1340 m、φ10吋钢管470m、φ8吋聚乙烯管1535m。

地面瓦斯抽放泵站,配备CBF360-2BV3型抽放泵2台,一台运转、一台备用。带

抽3102工作面和31011上下顺槽本煤层钻孔瓦斯。目前,带抽钻孔长度172304 m,其抽放参数为:浓度17%、纯量10.8m3/min、负压28.7kPa。

-420瓦斯泵房安装有4台2BEC42型瓦斯泵。带抽3102埋管和3102高位裂隙抽放系统,抽放瓦斯排入-420回风上山。抽放参数为,埋管抽放系统:瓦斯浓度1.3%、纯量0.72m3/min、负压37kPa;裂隙抽放系统:瓦斯浓度10%、纯量6.1m3/min、负压35.7kPa 。

第3章瓦斯治理与利用现状

3.1 瓦斯治理现状

近年来,九矿坚持“区域治理为主,局部治理为辅”战略,严格落实先抽后采,通过生产布局调整,实现了高低瓦斯区域交替接序;通过实行“一层一策”,“一区一策”瓦斯治理方法,实现了“抽、掘、采”平衡。

结合鹤壁煤电九矿实际情况,九矿属于单一煤层开采,因此,九矿三水平-470m以深采区均采用预抽煤层瓦斯的区域防突措施。

预抽煤层瓦斯可采用的方式有:地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。

鹤壁九矿在开展区域防突的实践过程中,总结出了适合自身条件的方法,通常情况下,鹤壁九矿煤巷掘进工作面(顺槽掘进)采用顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施或穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施,具体实施方法为:当待掘巷道附近有已掘巷道时,采用顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施,在已掘巷道沿煤层方向施工抽放钻孔,预抽待掘巷道煤层瓦斯;当待掘巷道附近没有已掘巷道时,采用穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施,在待掘巷道煤层底板下方合适位置,沿掘进方向开设底板抽放巷,在底板抽放巷中施工穿层钻孔,预抽待掘巷道煤层瓦斯;有些煤巷掘进工作面在采用上述措施外,在掘进时,在煤巷两帮实施挂耳抽放,即采用顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施。鹤壁九矿回采工作面,通常采用交叉钻孔或网格抽放的区域防突措施。

鹤壁九矿采用的上述区域防突措施,即可以确保安全,又能满足采掘接替,并且还减少了井巷工程,降低成本。

3.2 瓦斯利用

为减少大气污染,变废为宝,并且本着“瓦斯是洁净能源”、“应抽必抽,以用促抽”的原则,鹤壁九矿积极开展顺层孔、穿层孔、高位孔和采空区瓦斯抽采利用技术研究,不断提高可利用瓦斯抽采率。矿井采用地面与井下相结合的综合抽放方法,目前地面瓦斯抽采系统主要负担穿层孔、高位孔、顺层孔、采空区等抽放,抽放瓦斯浓度13~20%,用于地面低浓瓦斯发电;井下移动抽采系统主要负担采煤工作面上隅角插管、埋管等地

点,抽放浓度5%以下,直接排入井下采区回风巷。

2008年8月,鹤壁矿低浓瓦斯发电厂正式并网发电,瓦斯电站装机容量3000KW、装机台数6台,正常运转4~5台,其它为备用,月发电量达90~100万千瓦时,发电量并入矿区电网,运行状况良好。

总结

本次实习是临毕业前最后一次综合性实习,从3月10号开始至3月20日结束,为期十天的实习包括:实习前准备相关资料,实地参观、实地试验,相关矿区、采区资料收集、整合几个部分,是对本科四年所学理论知识的一次总结性应用,也是所学专业理论与实践的完美一次结合。毕业实习是每个学生走向社会、走上工作岗位必不可少的一个重要环节,通过这次实习,我学到了很多在课堂上根本就学不到的知识,受益匪浅,也打开了视野,增长了见识,为我以后进一步在相关专业的深造打下坚实的基础。相比地质认识实习和生产实习,本次鹤壁九矿的实习任务更重,目的也更明确。所谓读万卷书,行万里路。没有经过实践烤炼的理论永远都是纸上谈兵。实践,自古以来就被认为是成长的必修之路。实习是对理论知识的检验,对专业知识的查缺补漏,也是大学生走向社会的一次提前历练,大学是学校向社会过渡的阶段,此次实习就是由学校走向工作岗位的桥梁。个人的其发展离不开学校,更离不开企业。作为一名从事煤矿学习的我而言,虽然目前我尚不具备扎实的煤矿专业知识,对各种问题的看法更多的局限于感性认识的阶段,但是在这次实践的过程中我的的确确走进了这个行业的大讲堂,体验着与以往完全不同的世界,增长了见识,开阔了视野,为今后一步步走进社会打下了基础。

这次实习,我亲身体验和了解了矿井生产各个环节系统和装备及相互间的关系。这其中重点是矿井瓦斯防治与安全生产技术方面。就个人而言,在帮助我建立完整的、具体的煤矿安全生产空间概念有很大的帮助。这次毕业实习的实习地点是鹤壁九矿,在实习之前我就已在网上查阅了一些相关资料,大致了解了该矿井的概况。感觉到鹤壁九矿是一个具有一定规模的矿产企业,里面的很多东西都吸引着我去认识了解。

煤矿生活的艰辛在我第一天到鹤壁九矿时就得到了充分的体会。煤矿位置相对偏僻,交通不是太方便,矿上娱乐设施比较少,煤矿工人的生活很是枯燥乏味,在这儿工作需要坚强的毅力。俗话说:“吃得苦中苦,方为人上人”,我暗地里鼓励着自己:既然选择了这个专业,就应该学会适应这种生活,运用自己所学的专业知识为改善矿井的生产条件贡献一份力量。在解决了吃住问题后,我们便对实习工作做了具体安排。此后,在刘高峰教授的带领下和指导下,我们对九矿的相关地质情况进行了大致的实地勘察,并且翻阅了鹤煤九矿设计说明书,比较详细的了解了本矿的基本情况。在了解本矿安全方面,我按照实习大纲的要求,熟悉实习内容,进而有计划的安排实习时间。通过搜集资料和到煤矿生产一线实践,进而熟悉本矿的概况及生产系统和各种灾害的防治,在完成毕业实习的同时,巩固了我的专业知识。除此之外,我还较有兴趣的了解了九矿的企业文化,安全管理,生活待遇等与日后与工作相关的问题。以为以后工作做参考。

经过数天的实习,我感受比较深的一点就是:在矿上实习不仅仅是为了学习实际操作流程、了解煤矿生产情况,学习社会交往显得也尤为重要。人际交往是人生很重要的一个环节,在矿上自己只有和工人兄弟们处的关系好了大家才能共同努力,一起完成工作任务,实现自己在矿上的价值。所以在数天的实习过程中,我都会以谦虚礼貌的态度,虚心向他们学习。从另一个方面分析:要想在自己所涉及的领域有大的作为,必须要有扎实的专业技能,只有专业技能扎实才能胜任更为重要的任务。综合实力是能力和社会关系网的综合,所以在以后自己的社会工作过程中,会切记不尽专业学的好也必须学会人际交往,而这方面也正是在校学生的通病,所以在以后我一定要加强这方面的锻炼。

这次实习过程中,我发现自己专业理论知识还不够完善,不够系统,在实践中不能与实际灵活的相结合,我的实践经验更是相当匮乏。对于这些不足我以后要通过自己的努力加以弥补,逐渐完善自己的专业知识,把理论与实践相结合。这次实习,我对煤矿的认识更加深刻,对煤矿生活有了很大的了解,对自己以后的努力方向更加明确,也对自己的工作也有了初步的了解。最后,感谢刘高峰教授在实习期间给予我的帮助和鼓励,以及鹤壁九矿的相关领导在实习期间对我这次实习的大力支持和帮助。

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