煤矿开采学课程设计—段程山

1、中国矿业大学银川学院设计用纸1煤矿开采学 课程设计说明书(准备方式：采区布置 煤层倾角：17生产能力：150 万 t /a)班级： 08 采矿-3 班姓名： 段程山学号： 120080201151指导老师： 王文完成时间：2011 年 12 月 16 日中国矿业大学银川学院设计用纸2目 录序 论3第一章采区巷道布置5第一节 采区储量与服务年限5第二节采区内的再划分6第三节确定采区内准备巷道布置及生产系统8第四节采区中部甩车场线路设计9第二章采煤工艺设计10第一节 采煤工艺方式的确定10第二节工作面合理长度的确定15中国矿业大学银川学院设计用纸3第三节采煤工作面循环作业图表的编制16 小 结18参考文献19序序 论论一、设计目的一、设计目的1.通过课程设计，使学生进一步消化和理解煤矿开采学所讲授的基本理论知识，对现代化矿井的采煤方法、准备方式等的内涵有一个基本了解。2.通过课程设计，培养学生动手能力，对编写采矿技术文件，包括编写设计说明书及绘制设计图纸进行初步锻炼。中国矿业大学银川学院设计用纸43.为毕业设计中编写毕业设计说明书及绘制毕业设计图纸打基础。二、设计题目二、设计题目1、设计题

2、目的一般条件本采区东以 F4 断层为界，西以相邻采区煤柱为界，上部-50m 以上为风化带 煤柱，下部边界为水平煤柱。 采区走向平均长度 2130m，倾斜平均长度为 1020m，倾角平均为 17。采区 内共有两层煤，区内地质构造简单，为单斜构造，无断层和褶曲。采区内无大 的含水层和地下水，开采条件较好。 运输大巷和回风大巷标高分别为-350 和-50m，且位于距离 4-1 号煤层 30m 的岩层中。采取生产能力自定。 2、煤层特征 本采区内赋存的 2 号和 4-1 号煤层，煤层均为厚煤层。煤层埋藏稳定，构 造简单，煤质中硬，自燃发火期为 3-12 个月。煤层爆炸指数为 34-70%。煤层 瓦斯含量小，采区所属矿井属于低瓦斯矿井。三、课程设计内容三、课程设计内容1、一个采区（盘区）或带区巷道布置设计； 2、一个采煤工作面的采煤工艺设计及编制循环图表； 3、采区中部车场线路设计四、进行方式四、进行方式1、学生按设计大纲要求，按设计指导小组下达的设计任务书所给定的煤层赋存条件等，综合应用煤矿开采学所学的基本知识，进行采区（盘区）或带区巷道布置及采煤方法等设计。每位学生必须独立完成规定的课程设计

3、全部内容。2、为完成设计任务，使每位学生在各方面都得到锻炼和提高，设计中提倡设计者之间相互讨论、借鉴和参考，但严格禁止相互抄袭。疑难问题可与指导教师共同研究解决，但最终决策必须由学生自己独立进行。3、本课程设计要对设计方案进行技术分析与经济比较比较。序 号地层岩性柱状图厚度（m）岩 性 描 述粉砂岩 10粉砂：黄色，湿至很湿稍密，级配不 均，冲击成因。矿物成分主要为长石 及石英质。平均厚 10 米。24.2三煤为全区发育可采煤层，是矿井的 主采煤层平均厚 4.0 米。中国矿业大学银川学院设计用纸5粉砂19粉砂：黄色，湿至很湿稍密，级配不 均，冲击成因。矿物成分主要为长石 及石英质。平均厚 7 米。中粗砂11中粗砂：黄色，很湿至饱和，中密， 级配不均，冲击成因。物质成分主要 为长石及石英质颗粒。平均厚 8 米。4-14.0五煤为全区发育可采煤层，是矿井的 主采煤层平均厚 4.0 米。砂页岩- - - - - -10砂页岩：黄绿色，砂页岩互层状分布。 散体结构，层状构造，泥质胶结。结 构大部分破坏，风化裂隙发育，裂隙 中有大量松散充填物，岩体被切割成 碎块状。该层厚度大于 10 米。设计采

4、设计采( (带带) )区综合柱状图区综合柱状图一一一采区巷道布置采区巷道布置第一节第一节 采区储量与服务年限采区储量与服务年限 1、设计生产能力 150 万 t/年。 2、采区工业储量、设计可采储计算（1）采区工业储量Zg=HL(m1+m2) (公式 1-1)式中： Zg- 采区工业储量，万 t； 中国矿业大学银川学院设计用纸6H- 采区倾斜长度，1020m；L- 采区走向长度，2130m；- 煤的容重 ，1.30t/m3；m1- 2 煤层煤的厚度，为 4.2 米；m2- 4-1 煤层煤的厚度，为 4 米；Zg1=102021304.21.3=1186.24 万 tZg2=102021304.01.3=1129.75 万 tZg=10202130（4.2+4.0）1.3=2316.00 万 t（2）设计可采储量ZK=（Zg-p）C (公式 1-2)式中：ZK- 设计可采储量, 万 t；Zg- 工业储量，万 t；p- 永久煤柱损失量，万 t；C- 采区采出率，厚煤层可取 75%，中厚煤层取 80%，薄煤 层 85%。P1=15221304.21.3+152(1020- 152)4.21.

5、3+65(1020-152) 1.34.2=84.24 万 tP2=15221304.01.3+152(1020- 152)4.01.3+65(1020-152) 1.34.0=82.13 万 tZ2=( Zg1-p1)C=(1186.24-84.24)0.75=826.50 万 tZ4-1=( Zg2-p2)C=(1129.75-82.13)0.75=785.72 万 tZK= Z2+Z4-1 =826.50+785.72=1612.22 万 t （3）采区服务年限15m15m15m65m15m图 1-1 采区留煤柱示意图中国矿业大学银川学院设计用纸7T= ZK/(AK) (公式 1-3)式中： T-采区服务年限，a;A-生产能力，150 万 t；ZK-设计可采储量；K-储量备用系数，取 1.3。T= ZK/(AK) =1612.22 /（1501.3）=8.27a取 T=8 年。(4)验算采区采出率采区采出率 C=(Zg-P)/Zg (公式 1-4)式中： C-采区采出率，% Zg - 采区的工业储量，万 t P - 采区的煤柱损失量，万 t 2 煤层：C1=（Zg1P1）Zg1=

6、(1186.24-84.24)1186.24=92.9% 75% 4-1 煤层：C2=（Zg2P2）Zg2=(1129.75-82.13)1129.75=92.7% 75% (符合国家对采区采出率的要求。)则 2 、4-1 均满足采区回采要求。第二节第二节 采区内的再划分采区内的再划分1、确定工作面长度 由已知条件知：该煤层左右边界各有 15m 的边界煤柱，上部留 15m 煤柱， 下部留 15m 护巷煤柱，故其煤层倾向共有：1020-30=990m 的长度，走向长度 2130-30=2100m。地质构造简单，煤层附存条件较好，瓦斯涌出量小。且现代工 作面长度有加长趋势，且采煤工艺选取的是较先进的综采。又知，一般而言， 考虑到设备选型及技术方面的因素综采工作面长度为 180250m，巷道宽度为 4m4.5m,本采区选取 4.5m，且采区生产能力为 150 万 t/a，一个中厚煤层的一 个工作面便可以满足生产要求，采用沿空掘巷方式,巷道间留较小煤柱，取 4 米， 如图 1-2：图 1-2 采区工作面划分示意图中国矿业大学银川学院设计用纸8取区段平巷的宽度为 4.5m，留 5m 小煤墙，则采

7、煤工作面长度为： L1=(b-2q-(2L2+p) n-p)/n (公式 1-5)式中：L1工作面长度，m；L2区段平巷宽度，m； b采区倾向长度，m；q采区上下边界预留煤柱宽度，m；P护巷煤柱宽度，m；n区段数目，个；L1=(1020-215-(24.5+4) 5)-4)/5=184.2m 2、工作面生产能力 Qr = A/(T1.1) (公式 1-6) 式中： A-采区生产能力，150 万 t/a ；Qr -工作面生产能力，t /天；T-每 a 正常工作日，300 天。 故： Qr = A/（T1.1） =150/(3001.1) =4545.5t 目前，煤炭企业生产系统向高产高效集中化生产的方向发展，新建大型化 矿井均朝“一矿一井一面”的设计思想改革，采用提高工作面单产，用一个工 作面的产量来保证整个矿井的设计生产能力，故为适应现阶段煤炭行业的知道 规范，本采区设计一个采煤工作面。其工作面接替顺序如下表： 对于 2 煤层： 11011102 11031104 11051106 11071108 1109停 采 线 65m 11102 煤层工作面接替顺序： 110111021103

8、1104110511061107110811091110 对于 4-1 煤层： 21012102 21032104 21052106 21072108 2109停 采 线 65m 2110 4-1 煤层工作面接替顺序： 2101210221032104210521062107210821092110 注：箭头表示回采工作面的接替顺序。中国矿业大学银川学院设计用纸9第三节第三节 确定采区内准备巷道布置及生产系统确定采区内准备巷道布置及生产系统1、根据所选题目条件，完善开拓巷道为了减少煤柱损失提高采出率，利于灭灾并提高经济效益，根据所给地质条件及采矿工程设计规划，在 2 煤层中上部边界开掘一条阶段回风大巷。第一开采水平为该采区服务的一条运输大巷，布置在 4-1 煤层底板下方 30m 处的稳定岩层中。2、确定巷道布置系统及采区布置方案分析比较确定采区巷道布置系统， 采区内有两层煤，采用联合布置，每一层都 布置 5 个工作面，根据相关情况初步制定以下三个方案进行比较(由于 2,4- 1 煤层相同，就去以 4-1 煤层说明。)。 方案一：双岩石上山方案一：双岩石上山 将两条上山都布置在 4-1 煤层底板岩石中，其中运输上山布置在距离底 板 15m 处，轨道上山布置在运输上山上方 5m，即距离 4-1 煤层 10m 处。如 图 1-3：图 1-3 方案一示意图方案二：双煤层上山方案二：双煤层上山将两条上山都布置在 4-1 煤层中。如图 1-4：图 1-4 方案二示意图中国矿业大学银川学院设计

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