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1、煤矿开采学课程设计说明书姓 名：张欢学 号：311002010521班 级：采矿10-5指导教师：李宝富第一章带区巷道布置 第一节 带区储量与服务年限 第二节带区内的再划分 第三节确定带区内准备巷道布置及生产系统第四节第二章采煤工艺设计 第一节 采煤工艺方式的确定 第二节工作面合理长度的确定 第三节采煤工作面循环作业图表的编制序 论一、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 某矿第一
2、开采水平上山阶段某带区自上而下开采Kl和K2煤层，煤层厚度、层间距及顶底板岩性如下表所示。该带区走向长度3000m，倾斜长度1100m，带区内各煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，K1煤层属简单结构煤层，硬度系数f=2，K2煤层属中硬煤层，各煤层瓦斯涌出量较低，自然发火倾向较弱，涌水量也较小。设计矿井的地面标高为+30m，煤层露头为-30m。第一开采水平为该带区服务的一条运输大巷布置在K2煤层底板下方20m处的稳定岩层中。煤层平均倾角为8。设计带区煤层及顶底板情况厚度(m)岩性描述8.60灰色泥质页岩，砂页岩互层8.40泥质细砂岩，碳质页岩互层0.20碳质页岩，松软6.9K1煤层，=1.30t
3、/m4.20灰色砂质泥岩，细砂岩互层，坚硬7.80灰色砂质泥岩2.50K2煤层，煤质中硬，=1.30t/m3.20灰白色粗砂岩、坚硬24.68灰色中、细砂岩互层 第一章 带区巷道布置第一节 带区储量与服务年限1、带区生产能力选定根据要求带区上部煤柱为20m下部煤柱留30m，故剩余倾斜长度为： 1100-50=1050m分三个带区，每个带区分六个分带。采煤工艺选取综合机械化采煤，工作面长度取160m。带区生产能力 A0 =LM1XC0N A0 =160*6.9*3.2*1.3*0.95*300=128.1万吨/a120万吨/a L - 工作面长度。160m。 M1 - K1 煤层厚度，6.9m
4、。 X - 日进度，3.2m。 - 煤的容重 ，1.30t/m3。 C0 - 厚煤层回采率，不小于百分之93。 N - 年工作日，300天。2、带区的工业储量、设计可采储量 (1)带区的工业储量 Zg1=HLM1 式中： Zg1- K1煤层工业储量，万t； H - 带区倾斜长度，1100m； L- 带区走向长度，3000m； - 煤的容重 ，1.30t/m3； M1- K1煤层煤的厚度，为6.9米； Zg1=110030006.91.3 =2960.1万吨 Zg2=HLM2 式中： Zg2- K2煤层工业储量，万t； H - 带区倾斜长度，1100m； L- 带区走向长度，3000m； - 煤
5、的容重 ，1.30t/m3； M2- K2煤层煤的厚度，为2.50米；Zg2=110030002.51.3 =1072.5万吨 Zg=Zg1+Zg2 Zg-带区的工业储量 =2960.1+1072.5 =4032.6万吨(2)带区设计可采储量 Zk=(Zg-P)C 式中： Zk- 带区设计可采储量, 万t； Zg- 带区工业储量， 万t； P- 带区煤柱损失量，万t； C- 带区采出率，厚煤层可取0.75.中厚煤层0.8（说明：采区煤柱包括区段煤柱、采区上下边界煤柱、采区两侧边界煤柱及维护上山煤柱。） PK1=3000（20+30）6.91.3+ 1050（10+10）6.91.3 =153.
6、4万吨 PK2=3000（20+30）2.51.3+ 1050（10+10）2.51.3 =55.6万吨 P=153.4+55.6=209万吨ZK1=(Zg1- PK1)C =（2960.1-153.4）0.75=2105.0万吨ZK2=(Zg1- PK1)C=（1072.5-55.6）0.8=813.5万吨Zk=Zk1+Zk2=2105.0+813.5=2918.5万吨(3)采区服务年限 T= Zk/(AK) 式中： T- 采区服务年限，a; A- 采区生产能力，万t； ZK- 设计可采储量，万t； K-储量备用系数，取1.3。 T =2918.5/（120*1.3)=18.7a 取19年
7、(4)验算带区采出率带区采出率 C=(Zg-P)/Zg 式中： C-带区采出率，% Zg - 带区的工业储量，万t P - 带区的煤柱损失量，万t C=（4032.6-209） /4032.6=00.9480.8(符合国家对带区采出率的要求。)第二节 带区内的再划分1、确定工作面长度 以确定工作面长度为160m2、 确定带区内分带数 共三个带区，一个带区分六个分带3、工作面生产能力工作面日生产能力：Qr = A(T1.1) 式中： Qr 工作面生产能力，tdA采区生产能力，ta T每年正常工作日，300dQr = A(T1.1)=1200000(3001.1) =3636.4td4、确定带区内
8、同采工作面数及工作面接替顺序生产能力为120万t/a,且工作面生产能力为3636.4td。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采区产量，所以定为带区内一个工作面生产。工作面布置图如下图所示： K1 煤层一带区110111041102110511031106K1煤层二带区111011071111110811121109K1煤层三带区111311161114111711151118K2 煤层一带区120112041202120512031206K2煤层二带区121012071211120812121209K2煤层三带区12131216121412
9、1712151218 工作面接替顺序：跳采，一采一准；带区内自右而左开采，先采完一带区，后开采二三带区；煤层间自上而下开采，先采K1煤层后采K2煤层最终达到高产高效。工作面接替顺序如下表所示：110111021103110411051106110711081109111011111112111311141115111611171118120112021203120412051206120712081209121012111212121312141215121612171218 （说明：以上箭头指向表示工作面接替顺序。）第三节 确定带区内准备巷道布置及生产系统1、完善开拓巷道 为了缩短带区准备时
10、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布置在K2煤层底板下方20m的稳定岩层中，回风大巷与运输大巷在同一水平。2、确定带区巷道布置系统 首先确定回采巷道布置方式，由于地质构造简单，无断层,煤层赋存条件好，涌水量较小，瓦斯涌出量较小，无自然发火倾向,直接顶较厚且易跨落。同时为减少煤柱损失，提高采出率，降低巷道维护费用，采用沿空掘巷的方式。因此采用工作面布置图所示工作面接替顺序，就能弥补沿空掘巷时工作面接替复杂的缺点。3、带区布置方案分析比较 确定带区巷道布置系统，每一层都布置18个工作面，根据相关情况初步制定以下两个方案进行比较：方案一：分带单独布置 每一
11、个分带分别开斜巷进入上部煤层，每一个分带都布置一个煤仓直通运输大巷。 通风系统为：新风从运输大巷进风行人斜巷煤层运输平巷分带运输斜巷采煤工作面分带运料斜巷回风斜巷回风大巷。该方案的特点是，每个分带都布置了煤仓，所以管理较复杂，煤仓和联络斜巷工程量大，但有利于通风和工作面的接替。方案二：带区布置 每个煤层分成三个带区，每个带区分成6个小分带。运输大巷通过进风行人斜巷进入煤层，在煤层布置两条平巷，一条带区煤层运料平巷，一条煤层运煤平巷。一个带区布置一个煤仓直通运输大巷。 通风系统为：新风从运输大巷进风行人斜巷煤层运煤平巷分带运输斜巷采煤工作面分带回风斜巷煤层运料平巷回风石门回风斜巷回风大巷。该方案简化了运输系统，一个带区仅布置了一个煤仓和一对联络巷，减少了煤仓和联络斜巷的施工量，使运煤、运料集中处理，符合集中化生产理念，但出现了因带区内通风线路长短不同而造成通风协调困难的问题，同时还增加煤巷的维护量。技术经济比较： 巷道硐室掘进费用表1-1方案方案一方案二工程名称单价（元）工程量（m）费用（万元）工程量（m）费用（万元）回风运料斜巷（m）157815218=2736432.28801523=456
