《煤礦開採學》課程設計 說
明 書姓名：郝佳賓
班級：採礦四班
系別：礦業工程系
指導老師：劉光目錄
緒論第一章採區巷道布置3
第一節採取的概況3
第二節採區儲量與服務年限4
第三節採區內的再劃7
第四節確定採區內準備巷道布置及生產系統 …………………9
第五節採區中部甩車場或帶區下部車場線路設計 …………12
第二章採煤工藝設計13
第一節採煤工藝方式的確定13
第二節工作面合理長度的確20
第三節採煤工作面迴圈作業圖表的編制………………………21
附表23
緒論一、目的
1、通過課程設計，使學生進一步消化和理解《煤礦開採學》所講授的基本理論知識，對現代化礦井的採煤方法、準備方式等的內涵有乙個基本的了解。
2、通過課程設計，培養學生的動手能力，對編寫採礦技術檔案，包括編寫設計說明書及繪製設計圖紙等進行初步的鍛鍊。
3、為畢業設計中編寫畢業設計說明書及繪製畢業設計圖紙打基礎。
二、設計題目
1、設計題目的一般條件
某礦第一開採水平上山某採(帶)區自下而上開採2#和3#煤層，煤層厚度、層間距及頂底板岩性見綜合柱狀圖。
該採(帶)區走向長度1380m，傾斜長度820m，採(帶)區內各煤層埋藏平穩，地質構造簡單，無斷層，2#和3#煤層屬簡單結構煤層，各煤層瓦斯湧出量也較小。
設計礦井的地面標高為150m。大巷位置： 回風大巷和運輸大巷的位置均布置在採區下部，分別為+10m和+0m水平
2、設計題目的煤層傾角條件
(1)設計題目的煤層傾角條件1
煤層傾角條件1：煤層平均傾角為3.6°，階段傾斜長度1300m
(2)設計題目的煤層傾角條件2
煤層傾角條件2：煤層平均傾角為3.6°，階段傾斜長度1280m
三、任務
1、採區或帶區巷道布置設計；
2.採煤工藝設計及編制迴圈圖表；
3、完成採區中部車場線路設計。
四、基本要求
1、學生按設計大綱要求，每個同學必須獨立完成規定的課程設計的全部內容。
2、為完成設計任務，使每位同學在各方面都得到鍛鍊和提高，在設計中提倡設計者之間相互討論、借鑑和參考，但是嚴格禁止相互抄襲。如有困難可與指導老師討論。
3、本課程設計要對設計方案進行技術分析與經濟比較。
第一章採區巷道布置
第一節採取的概況
一、採取概況
1、位置：該設計採區為某礦的乙個採區，該採區沿走向位於兩個採區之間，其一側以斷層為界，一側以未開採的採區為界；
2、走向：平均走向長度 1380m；
3、傾向：傾向長度820m；
4、大巷位置：回風大巷和運輸大巷的位置均布置在採區下部，分別為+10m和+0m水平；
5、運輸方式：大巷運輸採用3噸底卸式礦車；
6、井底車場：折返式車場；
7、瓦斯等級：相對湧出瓦斯量5.2m3/噸；
8、礦井通風方式：**並列式；
9、地表特徵：地表標高150m。
二、煤層賦存條件
1、可採煤層：2層；
2、傾角：3.6°；
3、厚度：如圖：
三、地質構造
1、斷層：無；
2、褶曲：無；
3、單斜構造；
4、火成岩侵入：無。
第二節區儲量與服務年限
一、採區生產能力選定為240萬t/a
二、採區的工業儲量、設——計可採儲量
1、 採區的工業儲量
zg=h×l×(m1+m2公式1-1)
式中： zg---- 採區工業儲量，萬t；
h---- 採區傾斜長度，820m；
l---- 採區走向長度，1380m；
煤的容重 ，1.35t/m3；
m1---- 2#煤層煤的厚度，為3.5m；
m2---- 3#煤層煤的厚度，為6.0公尺；
zg=820×1380×(3.5+6.0)×1.35=1451萬t
zg1=820×1380×(3.5)×1.35=534萬t
zg2=820×1380×(6.0)×1.35=917萬t
2、 設計可採儲量
zk=(zg-p)×c公式1-2)
式中：zk---- 設計可採儲量, 萬t；
zg---- 工業儲量，萬t；
p---- 永久煤柱損失量，萬t；
c---- 採區採出率，厚煤層可取75%，中厚煤層取80%，薄煤層85%。本設計條件下取80%。
pm1=30×1380×3.5×1.35+15×2×(820-30)×3.5×1.35=30萬t
pm2=30×1380×6.0×1.35+15×2×(820-30)×6.0×1.35=52萬t
p---- 上下兩端永久煤柱損失量，左右兩邊永久煤柱損失量，萬t；
zk1=( zg1-p1)× c1=(534-30)×0.80=403萬t
zk2=( zg2-p2)× c2=(917-52)×0.75=649萬t
3、採區服務年限
t=zk/a×k公式1-3)
式中： t---- 採區服務年限，a;
a---- 採區生產能力，240萬t；
zk---- 設計可採儲量，2315.7萬t；
k----儲量備用係數，取1.3。
t1= zk1/a×k=403萬t/(240萬t ×1.3)=1.29a
t2= zk2/a×k=649萬t/(240萬t ×1.3)=2.08a
t= t1+ t2 =3.37a ，取3年。
三、驗算採區採出率
1、對於2#中厚煤層:
c1=(zg1-p1)/zg1 -----(公式1-4)
式中： c1-----採區採出率，% ；
zg1 ---- k1煤層的工業儲量，萬t ；
p1 ---- k1煤層的永久煤柱損失，萬t ，取zg1×6% ；
c1=(zg1-p1)/zg1
=（820×1380×3.5×1.35-（30×1380×3.
5×1.35+15×2×(820-30)×3.5×1.
35））/820×1380×3.5×1.35= 94% > 80%滿足要求
2、對於3#厚煤層：
c2=(zg3-p3)/zg3公式1-5)
式中 ：c2----採區採出率，% ；
zg2----k2煤層的工業儲量，萬t ；
p2---- k2煤層的永久煤柱損失，萬t ，取zg2×4% ；
c2=(zg2-p2)/zg2
820×1380×6.0×1.35）（30×1380×6.
0×1.3+15×2×(820-30)×6.0×1.
35）〕/ 820×1380×6.0×1.35=94%> 75%滿足要求
第3節採區內的再劃分
一、確定工作面長度
放頂煤工作面長度的確定應主要考慮生產能力、頂煤放出和減少煤炭損失等三個因素的影響。
工作面長度主要取決於支承壓力及頂板活動的作用，由工作面長度對支承壓力及礦壓顯現的影響分析可知，工作面長度不得少於150m，但工作面長度大於200m以後，其變化趨於緩和。
二、確定採區內工作面數目
回採工作面是沿傾斜方向布置，沿走向推進，採用走向長壁法開採。
工作面數目： n=(l-s0)/(l+l0公式1-4)
式中：l ----- 煤層傾斜方向長度(m)；
s0 ---- 採區邊界煤柱寬度(m)；
l ----- 工作面長度(m)；
l0 ---- 回採巷道寬度，因採用綜採，故 l0取5(m)。
n=(1380-30×2)/260 =4，取4.
三、工作面生產能力
qr = a/t×1.1公式1-5)
式中：a----採區生產能力，240萬t/a ；
qr ----工作面生產能力，萬t ；
t----每年正常工作日，330天。
故： qr = a/t×1.1 =240/330×1.1 =6611.57 t
四、確定採區內同採工作面數及工作面接替順序
生產能力為240萬t/a,且工作面生產能力為6611.57t。目前開採準備系統的發展方向是高產高效生產集中化，採用提高工作面單產，以乙個工作面產量保證採區產量，所以定為採區內乙個工作面生產。
以k1煤層為例,4個區段工作面接替順序，採用下行開採順序
k1工作面接替順序圖
圖.1對於k1布置乙個綜放工作面便可以滿足生產設計的要求。
k1煤層：帶區1（001）→帶區2（002）→帶區3（003）→帶區4（004）
(說明：以上箭頭表示方向為工作面推進順序。)
第四節確定採區內準備巷道布置及生產系統
一、完善開拓巷道
為了減少煤柱損失提高採出率，利於滅災並提高經濟效益，根據所給地質條件及採礦工程設計規劃，在第一開採水平中，把為該採區服務的運輸大巷和回風大巷均布置在3#煤層底板下方20m的穩定岩層中，兩巷水平間距相距50m 。
二、確定巷道布置系統及採區布置方案分析比較
首先確定回採巷道布置方式，由於地質構造簡單，煤層賦存條件好，湧水量較小，瓦斯湧出量較小，直接頂較厚且易跨落。同時為減少煤柱損失，提高採出率，降低巷道維護費用，採用沿空掘巷的方式。因此採用工作面布置圖1所示工作面接替順序，就能彌補沿空掘巷時工作面接替複雜的缺點。
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