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1、 采矿学课程设计恒泰煤矿13上山采区设计说明书 学院：能源学院 专业：采矿工程 班级： 08-3班 姓名： 常志鹏 学号：310802010301 指导教师：熊祖强目 录第一章 前言 第二章 采区储量与生产能力 第一节 采区储量 第二节 生产能力与服务年限第三章 开拓方式简介 第一节 井筒 第二节 大巷第四章 采区准备方式 第一节 上山布置与断面 第二节 采区车场与硐室第五章 采煤方法 第一节 采煤系统和回采巷道布置 第二节 采煤工艺 (含工作面循环作业图表) 第三节 采煤工作面设备选型第六章 总结与分析第一章 前言 一、设计的目的1、应用采矿学所学的知识，通过课程设计巩固和扩大所学理论知识并
2、使之系统化。2、培养运用所学理论知识解决实际问题的能力，提高计算、绘图、查阅资料的基本技能。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奠定基础。二、矿井开采条件1、二1煤层二1煤层位于山西组下部，矿区范围标高为-600+300m，埋深约1791080m。上距砂锅窑砂岩一般为65.02m，下距L9石灰岩7.24m左右。煤层厚度变化较大，厚016.26m，平均5.74m，为薄特厚煤层。二1煤层结构较简单，含1层夹矸，夹矸厚分别为0.140.05m，岩性为炭质泥岩。二1煤层顶底板特征：1）顶板：二1煤层直接顶板以砂质泥岩为主，厚07.35m，平均1.93m，抗压强度58.5Mpa；老顶大占
3、砂岩，以中粒砂岩为主，厚1.0328.52m，平均14.82m，抗压强度44.6103.5Mpa、抗拉强度4.835.23Mpa。二1煤层顶板受滑动构造影响较大，顶板不稳定，不易管理。2）底板：二1煤层直接底板为砂质泥岩或条带状细砂岩，平均厚7.42m；局部直接底板为粉细砂岩、炭质泥岩及泥岩，采煤过程中，泥岩易遇水膨胀发生地鼓现象。大部分直接顶板为砂质泥岩，间接顶板为大占砂岩，以中粒砂岩为主，有时可成为直接顶板，厚1.0328.52m，平均14.82m。大部分直接底板为砂质泥岩或条带状细粒岩，平均7.24m；间接底板为太原组L78石灰岩。2、煤质（1）、物理性质二1煤层物理性质：二1煤层以粉煤
4、为主，为黑灰黑色，玻璃光泽，粉状、鳞片状产出，强度很低，手捻即成为煤粉，易污手。煤层中下部常有碎粒或块状煤分层，含有方解石或黄铁矿结核，其硬度大，不易破碎。无烟煤视密度为1.38，真密度为1.48；贫煤视密度为1.32，真密度为1.45。（2）、化学性质发热量：二1煤的发热量（Qgr.v.d）为27.4332.53MJ/kg，平均30.03MJ/kg；浮煤发热量（Qgr.v.d）为33.7534.41MJ/kg，平均33.99MJ/kg。二1煤属低灰、特低硫、低磷煤，可磨性好，可作为喷吹用煤。煤的可选性：通过对邻区任岗煤矿、刘寨煤矿及矿区内1601孔二1采样测试，矿区内二1煤为中等可选煤。3、
5、矿井充水条件（1）充水水源本矿井的充水水源主要有：大气降水、地下水。大气降水：据矿井煤层开采近几年排水情况，雨季和枯水季节矿井涌水量几乎无变化。因此对该煤矿开采影响很小。只有当浅部煤层形成采空区后，顶板陷落后所形成的垂直裂隙与浅部基岩风化裂隙带沟通后，大气降水可通过第四系孔隙含水层，基岩风化裂隙带、冒裂带而充入坑道。地下水：影响矿井煤层开采的地下水主要有顶板水、底板水、构造带水。A、顶板水：主要由二1煤层顶板的砂岩裂隙含水层组成，由于长期的矿井开采，局部地段的煤层顶板已经放顶，顶板的岩石破碎、透水性和流动性均显著增强，加之此类砂岩本身富水性弱，所以，常常随着巷道破顶或采面首次来压破坏而渗入采掘
6、工作面。本矿井在-150m水平以浅采煤时，主要水源为顶板水，矿井涌水量中顶板水量为58m3/h，总体对矿井的生产威胁不大。B、底板水：二1煤层的底板水为太原组灰岩含水层，尤其是上部灰岩含水层段相对富水性较强，且不均一，距离二1煤层平均10m，开采煤层如遇底板薄弱地段，产生突水是开采二1煤层的主要水害。本矿井7.31突水事故已说明该水害的严重性。（2）、矿井涌水量目前当前开采水平时，矿井正常涌水量为130 m3/h，最大涌水量为240 m3/h。4、其它开采技术条件1、瓦斯矿井相对瓦斯涌出量为5.64m3/t，二氧化碳相对涌出量为2.98m3/t，绝对瓦斯涌出量为4.37m3/min，二氧化碳绝
7、对涌出量为2.31m3/min，属低瓦斯矿井。矿区内测得二1煤层钻孔煤芯样，CH4含量为0.098.58ml/gr，CH4成分为2.4993.33，由浅往深，CH4含量和成分逐渐增高。2、煤尘矿区内二1煤以粉状煤为主，生产中煤尘一般较大。二1煤煤样检验知，煤尘无爆炸危险性。但开采过程中必须加强洒水防尘等综合防尘工作。3、自燃地质报告提供本矿煤层具有自燃发火倾向，自燃发火期为56个月。4、地温矿区内二1煤层底板温度为20.2C-22.5C，随着二1煤层埋度增加，温度增高：地温梯度1.6-2.3C/100m，平均1.93C/100m，小于3C/100m，属地温正常区。第二章 采区储量与生产能力第一
8、节 采区储量一、 采区划分1.井田划分原则：（1）井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应；（2）保证井田有合理的尺寸；（3）充分利用自然等条件划分井田；（4）合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系。2.井田内划分 一个井田的范围相当大，其走向和倾向长度可达数千米，因此，必须，将井田划分为若干更小的部分，才能有规律地进行开采。 在井田范围内，沿煤层的倾向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每个长条部分称为一个阶段；在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干具有独立生产系统的块段，每一个块段称为采区。二、 工业储量经划分后，采区呈不规则五边形，煤的密度1.45，
9、面积726016m2。煤层倾角426 ,平均18，根据地面钻孔及井下溜煤眼揭露地质资料分析,该采区煤层厚度016.26，平均5.74。储量计算公式：Q=d.s.M/cos18. 式中： d-煤的容重 s-水平面积 M-煤的真厚度 Q=7260161.465.74/0.95=639.8万t二、可采储量储量计算公式: ZK=(Q-p)C式中：ZK- 设计可采储量, 万t； Q- 工业储量，万t；C- 采区采出率，厚煤层的采出率为75%以上，本设计取80%。P- 上下两端永久煤柱损失量，左右两边界永久煤柱损失量，万t； 经初步计算煤柱损失量为43.7万t。ZK1= ZK2= (Q-p1) C1=(6
10、39.8-43.7)0.80=476.88万t储量计算结果表：储量情况采区投影面积（m2）煤厚（m）密度工业储量（万t）回采率（）可采储量（万t）6763845.741.46639.880476.88第二节 生产能力与服务年限一、采区生产能力煤层倾角426 ,平均18，煤层倾角小，可采储量476.88万t，为此，采区设计一个回采工作面生产。一个采面的生产能力为：A0 =LV0MC0式中：L采煤工作面长度，m V0推进速度，m/a；M煤层厚度或采高，m；煤的密度，t/m3C0采煤工作面采出率，一般取0.930.97,薄煤层取高限,厚煤层取低限；此处取0.94。采煤班每班进尺1.8m,采用三八制，
11、一个班检修，两班分段采煤，一天工作面推进速度为3.6m,采煤工作面年推进速3.6m/d300d0.7=756m/a。因此一个采面生产能力A0 2007565.741.460.94=119万t/a。采区生产能力为：AB = n k2 （A0+ k1）式中：n采区内同采的工作面个数，此处取1； k1采区掘进出煤，本设计取2.4万t 左右；k2工作面之间出煤影响系数，n=1取1；采区生产能力 AB =11（119+2.4）=121.4万t/a。二、服务年限采区服务年限的计算：T= =476.88/（121.41.4） =2.8年T-采区的服务年限；Zk-采区的可采储量；A-采区的生产能力；K-采区储
12、量备用系数一般取1.4.故采区服务年限为2.8年。第三章 开拓方式简介第一节 井筒本设计为斜井开拓，单水平上山开采，主斜井、副斜井均位于可采煤层的底板岩层中。斜井达到+100m第一水平后，开掘井底车场。主、副斜井位于采区东北部，风井位于采区东北方向。主斜井方位角140，倾角为26，主井装备一部DTL100/15/450带式输送机运煤，担负全矿井运煤任务。副斜井方位角140，倾角为24，装备一台2JT-2.5/20型提升机，双码提升，提升容为1t矿车，并装备液压驱动式猴车，担负全矿下料、提升矸石任务。通风方式为中央边界式，主斜井和副斜井设在井田中央，主井作进风井，采区边界设回风井。13上山采区开
13、采仍利用现有的开拓系统，单水平上山开采，主、副井为斜井兼作矿井两个安全出口，回风井为矿井另一个安全出口。第二节 大巷本设计布置三条主要大巷，运输大巷、轨道大巷、回风大巷。由于煤层赋存不理想，三条大巷的服务年限较长，故而将它们均布置在煤层底板岩层，L7灰岩中，距离煤层底板15m以上，减小开采矿压影响。三条大巷平行布置，回风上山位置高于运输和轨道大巷。当斜井达到+100m后，开掘运输大巷和轨道大巷；当斜井达到+110m回风水平后，开掘回风大巷。大巷采用半圆拱断面，考虑到其服务年限较长，采用钢筋砼或者砼砌碹支护，采用挂网锚喷支护；断面较大、岩层较弱时或交岔口等大断面处增加锚索，以加强支护。若有淋水，应采取防水措施。第四章 采区准备方式第一节 上山布置与断面一、13采区上山位置的选择采区上山的位置，是布置在煤层中或底板岩层中的问题。依据13采区煤层赋存条件，根据开拓部署，共布置三条采区上山，分别为轨道运输上山、皮带运输上山和回风上山。回风上山沿二1煤层顶板布置，是为了进一步弄清地质构造和煤层情况。一般先掘通风行人上山，为两条岩石上山导向。回风上山支护形式以锚杆加“U”型钢支架支护。轨道运输上山和胶带运输上山沿底板岩层掘进，支护形式锚
