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1、采矿工程采矿学课程设计说明书课程名称：米矿学姓 名：学 号：班 级：指导教师：序 论3第一章.采区概况4第一节.采区范围及储量4第二节.采区地质及煤层5第二章.采区巷道布置18第一节.采煤方法18.第二节.采区巷道布置22第三节.采区车场23第三章.采煤工艺及工作面生产组织管理25第一节.工作面采煤主要工序18第二节.工作面顶板管理22第三节.工作面劳动组织23一、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，巩固所学的专业知识。2、培养采矿工程专业学生解决实际问题的初步能力，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
2、写毕业设计说明书及绘制毕业设计图纸打基础。二、任务1、采矿工程专业课程设计的重点是矿井的采区部分，因此也称作“采取设 计”。其主要任务包括采区巷道系统，采煤方法和采煤工艺，采煤工作面生 产组织管理。2、设计所需的原始资料室生产实习时从矿山所收集的采区设计基础资料。 设计时不应受现场已有的设计和生产系统的限制，而应以技术先进、经济 合理、安全可靠为原则。三、课程设计内容1、采区巷道布置设计；2、采区上、中、下部车场任选一个进行轨道线路设计并说明车场形式、主 要参数的选择；3、采煤工艺设计及编制循环图表四、进行方式学生按设计大纲要求，任选设计给定的条件中煤层倾角条件，综合应用采 矿学所学知识，每个
3、人独立完成一份课程设计。第一章采区概况第一节采区范围及储量1、米区名称“子午”矿西四采区(一层煤即：1#煤其厚度为5m,)。2、井上下位置1#煤层顶板等高线为+350m,。3、与相邻采区的关系该采区右翼与西二米区相邻，翼靠近井田边界。4、沿走向和倾斜方向米区走向N50 E,走向长度2000m，倾斜平均长度890m，倾角平均为135、储量、产量及服务年限、米区生产能力选定根据要求采区上部煤柱为10m下部煤柱留10m,故剩余倾斜长度为:890-20=870mN=870/200=4.35 取分4个区段米煤工艺选取综合机械化采煤，工作面长度取200m。米区生产能力A0=LV0MrC0取第四层先生产%
4、=200*1000*2*1.35*0.95=179.54孑51.2 吨/a2、米区的工业储量、设计可采储量(1) 采区的工业储量Zg=HXLX (M1+M2) X y式中： Zg 采区工业储量，万t；H采区倾斜长度,890m；L采区走向长度，2000m；Y -煤的容重，1.35t/m3；M1- K1煤层煤的厚度，为5米；M2- K2煤层煤的厚度，为2米；Zg=890*2000*1.35* (5+2) =1682.1 万吨(2) 采区设计可采储量Zk=(Zg-P) XC式中：Zk米区设计可采储量，万t；Zg采区工业储量，万t ；P米区煤柱损失量，万t；C-米区采出率，厚煤层可取75%,中厚煤层取
5、80%,薄煤层85% (说明：米区煤柱包括区段煤柱10m、米区上下边界煤柱10m、米区右侧边界煤 柱30m。由于K1、K2煤层都为中厚煤层，因此C值取0.8)Pki=10*5*870*1.35+5*30*870*1.35+2000*30*5*1.35+2000*10*5*1.35+1960*5*3*10*1.35=138.1 万吨Pk2=10*2*870*1.35+2*30*870*1.35+2000*30*2*1.35+2000*10*2*1.35+1960*2*3*10*1.35=55.3 万吨P=Pki+Pk2=138.1+55.3=193.4 万吨Zk=(1682.1-193.4)*0
6、.8=1190.1 万吨(3) 采区服务年限T= Zk/(A X K)式中：T采区服务年限，a;A米区生产能力，万t ；ZK 设计可米储量，万t ；K-储量备用系数，取1.3。T =1190.1/51.2*1.3=17.8a 取 18 年(4) 验算采区采出率采区采出率C=(Zg-P)/Zg式中： C采区采出率，%Zg 采区的工业储量，万tP -米区的煤柱损失量，万tC= (1682.1-193.4) /1682.1=0.890.8(符合国家对采区采出率的要求。)第二节采区地质及煤层1、煤层概况煤层走向走向N50 E,基本呈水平，倾角平均为13，煤层数目两层分别为1# 煤和2#煤。2、煤层特征
7、本采区内赋存1，2号两层煤，1号煤层和2号煤层均为中厚煤层。煤层埋藏 稳定，构造简单，左侧有断层无褶曲，煤质中硬属于无烟煤，自然发火期倾向较 弱，煤岩有爆炸危险。煤层瓦斯含量小，采区所属矿井为低瓦斯矿井，涌水量也 较低。3、采区煤层柱状图附表1-1柱状厚度（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5.0% 煤层，Y =1.35t/m34.20灰色砂质泥岩，细砂岩互层，坚硬7.80灰色砂质泥岩2.0K2 煤层，Y =1.35t/m33.20灰白色粗砂岩，坚硬，抗压强度6080MPa.24.68灰色中、细砂岩互层煤层特征表附表1-2序号煤厚
8、（m）围岩性质层间距（m）倾角（）稳定性最大最小一般顶板底板最大最小平均15.54.55粉砂LU岩粉砂LU岩25152013稳定22.51.52粉砂LU岩粉砂LU岩13稳定第二章采区巷道布置第一节采煤方法综合分析该采区内煤层的赋存条件,煤层及围岩特征，煤层的地质构造和煤 层的含水、含瓦斯情况及煤的自然发火性并结合当前采煤技术的发展可得：由K1 煤厚度为5.0m，属于中硬煤层，故可用综合机械化采煤分层开采，K2煤层厚2m， 煤质中硬，煤层赋存稳定、采区地质构造简单，因此采用综合机械化采煤，一次 采全高。第二节采区巷道布置1、回采工作面长度的确定影响工作面长度的因素有煤层赋存条件、机械装备及技术特
9、征、巷道布置。 该采区的煤层特征如煤层柱状图所示，其煤层赋存条件好，地质条件简单，故选 用较长的采煤工作面，一般综采面的长度范围为150200m，本设计选择工作面 的长度为200m。2、煤柱尺寸的确定及区段斜长和区段数目采区内的煤柱主要是采区边界煤柱、区段煤柱、水平大巷保护煤柱。采区煤 柱包括区段煤柱10m、采区上下边界煤柱10m、采区右侧边界煤柱30m。开始布 置工作面，进行推进。由于采区上山布置在K1煤层中，在离上山20m处停采， 留20m煤柱保护采区上山，两条上山中间不留保护煤柱。K1、K2煤层相距20m 左右，由于相距较近，因此两层煤所留煤柱相同，工作面布置及推进到的位置也 一样。采区
10、倾斜长度为890m，采区工作面长度定为200m，区段平巷采用单巷布置， 在回采下区段时，留10m煤柱，采区区段数为4个。3、采区内同采工作面数及工作面接替顺序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，所以定为采区内工作面双翼布置，一个工 作面生产。工作面接替顺序：左右交替，左边开采，右边准备；采区内自上而下 开采，先采完上区段，后开采下区段；煤层间自下而上开采，先采K2煤层后采 K1煤层最终达到高产高效。4、根据所给定的条件，完善开拓巷道在采区煤层地质条件的基础上为了减少煤柱损失提高采出率，便于管理及防 灾并提高经济效益，根据采矿工程设
11、计规划，在+350标高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+150标高处。5、确定巷道布置系统及采区布置方案分析比较本设计采用采区集中上山联合布置,按采区上山数目、位置的不同提出两个 方案：方案一：在K2煤层中开掘一条轨道上山，在距K2煤层10m处的底板岩层中 开掘一条运输上山，即一煤一岩上山，如下图所示方案二：两条岩石上山布置，两条上山均布置在k2以下的岩层中间隔20m,如 下图所示（1）两种方案在经济上的比较工程量表：序号工程名称单位数量工程量计算式1轨道上山巷道宽4m 1.5（自巷道底板算起的墙高）2掘进(890m)100m3108931089312.2
12、4*890=108933半圆拱断面积12.24S=4*(0.39*4+1.5)=12.244树脂药卷锚杆架设020*2000mm100根136(12.24*890/0.8)/1005树脂锚杆制作020*2000mm100根133.5(12.24*890/0.8) *1.02/1006喷射混凝土墙100m33.862*1.5*0.15*890/1007喷射混凝土拱100m38.731.57 (4+0.15) *0.15*890/1008钢筋网制作铺设t53.54(1.57*4+2*1.5)*890*6.39/1000 (6.39KG/)费用表:工程名称数量工程量煤巷单价岩巷单价煤巷费用岩巷费用掘
13、进（890m）1089310893500612399545313506半圆拱断面积12.24树脂药卷锚杆架设020*2000mm136286928693939树脂锚杆制作020*2000mm133.54230423056.556.5喷射混凝土墙3.86611716117123.623.6喷射混凝土拱8.73704467044661.561.5钢筋网制作铺设53.542540254013.513.5比较方案一方案二19347.227400.2100%141.6%注：由于其它各项费用基本相同，所以不进行比较。通过以上比较可得出双岩上山的费用是的1.4倍，在费用上多出40%，即一 煤一岩上山在经济上比较占优势。(2)两种方案在技术上比较采区方案技术比较表方案项目第一方案 一煤一岩上山方案第二方案双岩上山方案1、掘进工程量工程量大比第二方案多掘石门工程量大2、工程难度困难较难3、通风距离较长每区段增加了通风距离短4、管理环节多少5、巷道维护一条煤层上山，维 护工程量较大，费 用较高维护工程量小，维 护费用低7、工程期岩石上山掘进速 度慢，工程期较长双岩上山掘进较慢，投产慢从如上的经济比较中，可以看出双岩上山所需的总费用要比一煤一岩上山所 需的总费用要多，在经济上一煤一岩上山更加合理，但双岩上山维护费用少且无 需留煤柱。因此结合技术比较综合考虑以
