採區設計說明書

中國礦業大學銀川學院

本科課程設計

（2012級）

題目煤礦開採學採區設計

系別礦業工程系

專業班級安全工程(1)班

學生姓名王建國

指導教師劉俊

2014 年 6 月 21 日

目錄概述3

第一章採區地質特徵5

第一節採區概況5

第二節地質情況及可採煤層情況5

第二章採區生產能力及服務年限6

第一節採區生產能力的確定6

第二節採區服務年限6

第三章採煤方法選擇及採區引數選擇計算6

第一節採煤方法選擇6

第二節採區引數選擇計算8

第四章採區巷道布置10

第一節採區巷道布置方案的選擇12

第二節採區生產系統綜述13

第三節採區回採工作面配備和生產能力驗算14

第四節開採順序16

第五節採區準備工作及組織16

第五章回採工藝19

第一節設計回採工作面概況19

第二節回採工藝的確定19

第三節迴圈方式、作業形式的選擇及迴圈圖表的編制……………….20

勞動組織表20

技術經濟指標表21

概述一、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。

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1#、2#和3#煤層，煤層厚度、層間距及頂底板岩性見綜合柱狀圖。

該帶區平均走向長度1.92km，傾斜長度0.96km，採(帶)區內各煤層埋藏平穩，地質構造簡單，無斷層，1#和2#煤層屬簡單結構煤層，各煤層瓦斯湧出量也較小。

設計礦井大巷位置：一水平，第四採區二採區已採，六採區未採，兩側人為定界。運輸大巷和回風大巷均布置在煤層底板岩層中，上部標高-300m，下部標高-600m，距煤層底板25m。

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14°，階段傾斜長度0.96km

(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14°，階段傾斜長度0.96m

(3)設計題目的煤層傾角條件3

由於第二層與第三層之間煤層厚度過大未涉及此次開採設計。

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；

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。

第一章採區地質特徵

第一節採區概況

該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邊界線為界，地面標高0m，採區上部標高-3000m，下部標高-600m。走向長度為1.92km，傾向長度為0.

96km。回風大巷和運輸大巷均布置在煤層底板岩層中，標高分別為分別為-600m，和-200m水平,距底板25m。大巷運輸採用3噸底卸式礦車。

10噸架線電機車牽引。井底車場為折返式車場。瓦斯等級為相對湧出量5m/噸日。

礦井通風方式為對角式。

第二節地質情況及可採煤層情況

無斷層，無褶曲，無火成岩侵入。可採煤層層數為3層，但由於第三層煤之間煤層厚度過大，此次開採只涉及兩層煤層。煤層傾角傾角為14°。

第二章採區生產能力及服務年限

第一節採區生產能力的確定

採區生產能力根據地質條件、煤層生產能力、機械化程度和採區工作面接替關係等因素確定，確定採區生產能力為90萬噸/年的採煤方法。

第二節採區服務年限

t2=（5724510×0.8）/2400000≈1.9

t3=（9813445×0.75）/2400000≈3.1

t= t2+t3=1.9+3.1≈5（年）

第三章採煤方法選擇及採區引數選擇計算

第一節採煤方法選擇

該採區內煤層傾角在14左右，煤層厚度為(3.4、2.9)公尺，運輸大巷和回風大巷都布置在煤層底板岩層中，所以應盡量選用採取多煤層聯合準備方式採取採區式開採方法。

這樣巷道單一薄及中厚煤層採區準備布置簡單，運輸方便，生產能力大。採煤方法選用綜合機械化採煤技術。

方案比較：

採區式採煤法，。

分析：本採區內煤層傾角14左右，煤層厚度為(3.4、2.

9)公尺，屬於近傾斜中厚煤層，瓦斯相對湧出量較小，採用採區式開採，採用俯斜開採，巷道布置簡單，運煤和通風系統均較簡單，回採工作面技術經濟指標好，且產量大。

採煤方法是採煤系統和回採工藝的總稱。它的選擇應該結合具體地質條件和技術條件，綜合考慮高產、高效、材料消耗少，成本低、便於管理等因素。設計時應盡量採用行之有效是先進技術，積極提高機械化水平。

採煤方法的選擇應結合本設計採區的實際情況，採用合理的採煤方法

和走向長壁採煤法相比。在採區可布置較多的工作面同時生產，減少礦井同時生產採區數目，生產集中。有利於提高採區的生產能力，提高採出率降低煤炭損失。

各煤層共用一組集中上山，比單一煤層布置巷道要減少一組或幾組上山。

綜合分析：選用綜合機械化採區式一次採全高採煤法較為合適。

本設計採區走向長度為1920m，傾斜長度為960m，第一開採水平布置在0m標高處。採區內共有可採煤層2層，煤層平均傾角14°，煤層平均厚度分別為3.4m，2.

9m均係近緩傾斜中厚煤層。為了提高產量、提高效率，滿足安全及生產集中化要求，結合礦井設計一礦一面的設計趨勢，設計採區選用採綜合機械化採煤工藝。本設計採區採用雙翼布置雙翼採區。

第二節採區引數選擇計算

該煤層組一翼留10m邊界煤柱,另一翼斷層留30m保護煤柱，從而其煤層走向長度共有：1920-40=1880m

又各煤層埋藏平穩,地質構造簡單，無斷層,煤層附存條件較好，瓦斯湧出量較低,湧水量也小,自然發火傾向較弱,且現代採礦工作面長度有加長趨勢，故採煤工藝選取較先進的綜合機械化採煤方法。一般而言，考慮到裝置選型及技術方面的因素,綜採工作面長度為150～240m，巷道寬度為4m～5m,本帶區開掘巷道寬度為5m，且採區生產能力為90萬t/a，乙個中厚煤層的乙個工作面便可以滿足生產要求，將帶區劃分為2個煤層分層開採, 採用雙巷布置式。故工作面長度為：

l=a/vmrc=2400000/1.0×7×330×3.5×1.4×0.95=230m

l -----採煤工作面長度，m

v -----工作面推進度,m/a

m -----煤層厚度或採高，m

r -----煤的密度

c -----採煤工作面採出率，一般取0.93-0.97.

2、確定推進形式

採用俯採方式開採

由於採區是彎曲近矩形的，所以還要確定工作面推進方向，工作面推進方向可有三種：（1）工作面垂直於上底俯採，這樣兩邊就留兩個三角煤，三角煤就要用炮採開採。兩個三角煤的面積和有30萬m；（2）工作面緩傾斜俯採，兩邊也要留三角煤，其面積總和26萬m;(3)工作面平行於帶區邊界線，依次向右分工作面，這樣就只有斷層一側留有乙個大的三角煤柱，其面積有25萬m;

綜上所述，三角煤要小，這樣炮採工程量就小，則可以選用第三種情況（工作面平行於帶區邊界線）。這樣開採還有乙個好處就是把三角煤都集中在一側，這樣炮採也挺簡單了，少了在兩邊都要開挖巷道。而且三角煤處可以再布置乙個工作面，從而減少炮採工作量。

不過這個工作面斜長只有400m左右，工作面長度230m，基本上是正方形，這樣一來頂板來壓就比較快，要是綜採是要考慮到此處的來壓，防止發生冒頂事故。不過還可以通過在此處改變工作面長度這樣就可以增加斜長，避免頂板正方形來壓塊。

3 煤柱尺寸

1、採區邊界保護煤柱：薄及中厚煤層不小於8～ 15m,厚煤層不小於15～20m，1#煤厚3.4m ，2#煤厚2.9m，都是中厚煤層，可以留10m煤柱。

4 採區分割槽數目的確定

再考慮到整個採區地形形狀，上部走向長度1920m，將採區工作面長度確定為200m，可將上部走向長度平均分為2個工作面，這樣可使上部走向平均分配，減少炮採工作量。

5 採用採區式採煤法時的採區數、推進長度及方向、通風方式等。

工作面長度為200m;截深1000mm;每天進七刀；直接進刀；三八制（兩班半採煤半班準備）；2個工作面；

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