采矿学课程设计.doc

1目目 录录序论…………………………………………………….1 页第一章 带区巷道布置…………………………………3 页第一节 带区储量与服务年限……………………3 页第二节 带区内的再划分…………………………5 页第三节 确定带区内准备巷道布置及生产系统…6 页第四节 带区下部车场线路设计…………………9 页第二章 采煤工艺设计…………………………………10 页第一节 采煤工艺方式的确定…………………11 页第二节 工作面合理长度验证…………………12 页第三节 采煤工作面循环作业图表的编制……15 页总结语…………………………………………………16 页2序序 论论一、设计目的 1、初步应用《采矿学》课程所学的知识，通过课程设计加深对《采矿学》课程的理解 2、培养采矿工程专业学生的动手能力，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 3、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 1、设计题目的一般条件 某矿第一开采水平上山某采（带）区自下而上开采 K1、K2 和 K3 煤层，煤层厚度、层间 距及顶底板岩性见综合柱状图。

该采（带）区走向长度 3600m，倾斜长度 1100m，采（带） 区内各煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，K1 和 K2 煤层属简单结构煤层，硬度系数 f=2，各煤层瓦斯涌出量也较小设计矿井的地面标高为+30m，煤层露头为-30m第一开 采水平为该采（带）区服务的一条运输大巷布置在 K3 煤层底版下方 25m 处的稳定岩层中， 为满足该采（带）区生产系统所需的其余开拓巷道可根据采煤方法不同由设计者自行决定2、设计题目的煤层倾角条 （1） 、设计题目的煤层倾角条件 1：煤层平均倾角为 12° （2） 、设计题目的煤层倾角条件 2：煤层平均倾角为 16° 三、课程设计内容 1、带区巷道布置设计； 2、带区中部甩车场线路设计或下部平车场（绕道线路和装车站线路）线路设计 四、进行方式 学生按设计大纲要求，任选设计题目条件中的煤层倾角条件 1 或煤层倾角条件 2，综合应 用《采矿学》所学知识，每个人独立完成一份课程设计 设计者之间可以讨论、借鉴，但不得相互抄袭，疑难问题可与指导教师共同研究解决 本课程设计要求方案进行技术分析与经济比较 附表 1：设计带区综合柱状图柱状厚度（m）岩性描述————8.60灰色泥质页岩，沙页岩互层﹊﹊﹊﹊ ﹊﹊﹊﹊8.40泥质细砂岩，炭质页岩互层﹊﹊﹊﹊ ﹊﹊﹊﹊0.20炭质页岩，松软3.50K 煤层，γ=1.370t／m ————4.20灰色砂质泥岩，细砂岩互层，坚硬﹊﹊﹊﹊7.80灰色砂质泥岩0.2~0.5K 煤层﹊﹊﹊﹊4.60薄层泥质细砂岩，稳定…………3.20灰色细砂岩，中硬、稳定2.50K 煤层，煤质中硬，γ=1.30t／m 。

3.50灰白色粗砂岩、坚硬、抗压强度 60～80MPa24.68灰色中、细沙岩互层3设计说明书内容本人此次课程设计在遵循原有设计条件下选择带区准备方式进行设计，煤层平均倾角 为 12°,生产能力为 150 万 t/a第一章第一章 带区巷道布置带区巷道布置第一节 带区储量与服务年限 1、带区生产能力选定为 150 万 t/a 2、带区计算的工业储量、设计可采储量分别为： （1） 、带区工业储量 由 Zg=H×L×(m1+m2+m3)×γ (公式 1-1) 式中： Zg— 带区工业储量，万 t；H— 带区倾斜长度，1100m；L— 带区走向长度，3600m； γ— 煤的容重，1.30t/m3；m1— K1 煤层煤的厚度，为 3.5m； m2— K2 煤层煤的厚度，为 0.5m； m3— K3 煤层煤的厚度，为 2.5m； Zg1=1100×3600×3.5×1.3=1801.80 万 t Zg2=1100×3600×0.5×1.3=257.40 万 t Zg3=1100×3600×2.5×1.3=1287.00 万 t Zg=1100×3600×（3.5+0.5+2.5）×1.3=3346.20 万 t/a （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— 带区采出率，厚煤层取 75%，中厚煤层取 80%，薄煤层 85%，这里 C 1=0.80, C2=0.85， C3=0.80。

P1=30×2×3600×3.5×1.3+15×2×(1100－30×2)×3.5×1.3=112.476 万 t P2=30×2×3600×0.5×1.3+15×2×(1100-30×2)×0.5×1.3=16.068 万 t P3=30×2×3600×2.5×1.3+15×2×(1100－30×2)×2.5×1.3=80.34 万 t （P 包括上下两端永久煤柱损失量和左右两边永久煤柱损失量,万 t） P2 式中 30×2×3600×0.5×1.3 表示带区上下边界防水煤柱；15×2×(1100-30×2)×0.5×1.3 表示煤块左右边界损失煤柱 ZK1=( Zg1-P1)× C 1=(1801.80-112.476)×0.80=1351.4992 万 t ZK2=( Zg2-P2)× C 2=(257.40-16.068)×0.85=205.1322 万 t ZK3=( Zg3-P3)×C 3=(1287.00-80.34)×0.80=965.328 万 t ZK= ZK1+ZK2+ZK3=2521.9594 万 t （3） 、带区服务年限（a）T= ZK/(A×K)×100% (公式 1-3)式中： T— 带区服务年限，a;A— 带区生产能力，150 万 t；ZK—设计可采储量；万 t4K— 储量备用系数，取 1.3。

T1= ZK1/(A×K)= 1351.4992 万 t/（150 万 t ×1.3）=6.93a T2= ZK2/(A×K)= 205.1322 万 t/（150 万 t ×1.3）=1.05a T3= ZK3/(A×K)= 965.328 万 t/（150 万 t ×1.3）=4.95a T=T1+T2+T3=12.93a （4） 、验算带区采出率 1、对于 K1 中厚煤层:C1=(Zg1-P1)/Zg1 (公式 1-4) 式中： C — 带区采出率，% ；Zg1— K1 煤层的工业储量，万 t ； P1 — K1 煤层的永久煤柱损失，万 t ，取 Zg1×6% ； C1=(Zg1-P1)/Zg1=(1801.80-112.476)/ 1801.80=93.76% > 80% 满足要求 2、对于 K2 薄煤层： C2=(Zg2-P2)/Zg2 (公式 1-5) 式中：C— 带区采出率，% ；Zg2—K2 煤层的工业储量，万 t ； P2— K2 煤层的永久煤柱损失，万 t ，取 Zg2×4% ； C2=(Zg2-P2)/Zg2=(257.40-16.068)/257.40=93.76% > 85% 满足要求 3、对于 K3 中厚煤层： C3=(Zg3-P3)/Zg3 (公式 1-6) 式中：C— 带区采出率，% ；Zg3—K3 煤层的工业储量，万 t ； P3— K3 煤层的永久煤柱损失，万 t ，取 Zg3×4% ； C3=(Zg3-P3)/Zg3=(1287.00-80.34)/1287.00=93.76% > 80% 满足要求第二节第二节 带区内的再划分带区内的再划分1、确定工作面长度 该煤层组左右两边界各留 15m 的边界煤柱，上部留 30m 防水煤柱，下部留 30m 护巷煤柱， 从而其煤层倾向长度共有：1100-60=1040m，走向长度为 3600-30=3570m。

又各煤层埋藏 平稳,地质构造简单，无断层,煤层附存条件较好，瓦斯涌出量较低,涌水量也小,自然发火倾 向较弱,且现代采矿工作面长度有加长趋势，故采煤工艺选取较先进的综合机械化采煤方法 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 180～250m，巷道宽度为 4m～5m,本带区开掘巷道宽度为 5m，且带区生产能力为 150 万 t/a，一个厚煤层或中厚煤 层的一个工作面便可以满足生产要求，将带区划分为两个大的分带, 两大分带间留取 30m 较大煤柱，再分别划分为 7 个小分带,最后将整个带区划分为 14 个分带，采用沿空掘巷方 式,巷道间留取 5m 较小煤墙故工作面长度为： L=（3600-15×2-30-12×5-5×28）/14=238.57m 式中：15×2m 为带区边界煤柱；30 为俩大分带中间保护煤柱；12 为分带之间巷道之间沿 空掘巷的的小煤墙；28 为 14 个分带每个分带俩侧的运输巷道和回风运料巷道 2、确定带区内工作面数目 回采工作面沿走向布置，沿倾向推进，采用下行后退式倾斜长壁采煤法开采5工作面数目：N=(L-S0)/(l+l0) （公式 1-7） 式中：L — 煤层走向长度(m)；S0— 带区边界煤柱宽度(m)； l— 工作面长度(m)； l0— 回采巷道宽度，因采用综采采煤法，故 l0 取 5m则: N=(3600-2×15-30-12×5)/( 238.57+5+5) =14 3、工作面生产能力Qr = A/(T×1.1) (公式 1-5) 式中：A— 带区生产能力，150 万 t/a ；Qr—工作面生产能力，万 t ；T— 每年正常工作日，330 天。

故：Qr=A/T×1.1=/(330×1.1)=4132.23t 4、确定带区内同采工作面数及工作面接替顺序 生产能力为 150 万 t/a,且工作面年生产能力为 4132.23t目前开采准备系统的发展方向是高 产高效生产集中化，采用提高工作面单产，以一个工作面产量保证带区产量，所以定为带 区内一个工作面生产各煤层采用跳采方式开采,14 个分带工作面接替顺序如下: 工作 面编 号1101 1102 1103 1104 1105 1106 1107 1108 1109 1110 1111 1112 1113 1114开采 次序1357911132468101214对于 K1煤层工作面接替顺序：1101→1108→1102→1109→1103→1110→1104→1111→1105→1112→1106→1113→1107→1 114工作 面编 号2101 2102 2103 2104 2105 2106 2107 2108 2109 2110 2111 2112 2113 2114开采 次序1357911132468101214K2煤层工作面接替顺序：2101→2108→2102→2109→2103→2110→2104→2111→2105→2112→2106→2113→2107→2 114工作 面编 号3101 3102 3103 3104 3105 3106 3107 3108 3109 3110 3111 3112 3113 3114开采 次序13579111324681012146K3煤层工作面接替顺序：3101→3108→3102→3109→3103→3110→3104→3111→3105→3112→3106→3113→3107→3 114第三节第三节 确定带区内准备巷道布置及生产系统确定带区内准备巷道布置及生产系统1 1．．3 3．．1 1 完善开拓巷道完善开拓巷道为了缩短带区准备时间并提高经济效益，根据所给地质条件，在第一开采水平中，把为该 带区服务的运输大巷和回风大巷均布置在 K3煤层底板下方 25m 的稳定岩层中。

1 1．．3 3．．2 2 确定巷道布置系统确定巷道布置系统首先确定回采巷道布置方式，由于地质构造简单，。