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1、、设计题目课程设计条件采 区 概 况某矿东翼二采区，西部以一采区为界，东音B以三采 区为界走向长度自量，倾斜长度自量回风大巷及运输分别设在 +50M和-250M标高运输方式大巷采用3吨底卸式，架线电机车牵引14个井底车场环形车场瓦斯等级相对涌出量5m3/吨日矿井通风方式地表特征柱状图煤层赋存条件可采煤层数倾角厚度膝柱优 厚度 m自量C24mC3 3.5mC42.5m砂岩B15砂页石*舞2地质构造断层褶曲火成岩侵入2#煤 4无走向有 起伏砂页盘 山石*套12其他发火期23个月3#煤.3.5设计任务确定采区生产能力为 90万/年的采煤方法。粗砂|上204#煤卜中砂山 石*10、设计图纸的内容 本设
2、计绘制两张大图（零号图纸）1、采煤工作面层面图（1: 4000）,剖面图（ 1:4000,2、工作面巷道布置平面图（1: 300）和剖面图。设计图纸上、下、右各留10mm边框线，左边留25mm边框线，右下角留出标题栏。第一章 采区巷道布置第一节 采区储量与服务年限1、设计生产能力 90 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=H x L x （m1+m2）x 丫（公式 1-1）式中： Zg 采区工业储量，万t ；H 采区倾斜长度，1040m；L 采区走向长度，2780m；广煤的容重 ，1.50t/m3;m1 煤层煤的厚度，为4 米；m2 煤层煤的厚度，为3.5米
3、；m3 煤层煤的厚度，为2米Zgi=1040X 2780X 4.0X 1.5=1734.72万 tZg2=1040X 2780X 3.5X 1.5=1517.88万 tZg3=1040X 2780X 2.5X 1.5=1084.2万 tZg=1040X2780X ( 2.5+3.5+4) X 1.5=4336.8万 t15m15m15rn图采区曾盛柱示意图15附(2)设计可采储量Zk= (Zg-p) x C式中：Zk 设计可米储量，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，厚煤层取75%,中厚煤取80%,薄煤层85%.Pi=15 X 2X 2780X 4X1.5+1
4、5X 2X (1040-15X 2)X 4X 1.5=82.36万 tP2=15X2X2780X3.5X1.5+15X2X (1040-30声3.5X 1.5=73.8万 tP3=15X2X2780X2.5X1.5+15X2X (1040-30) 75%2煤层：C2=(Zg2P2)Zg2=(1517.88-73.8) 1517.88=95.1% 75%2煤层：C3=(Zg3P3)Zg3=(1084.2-52.74) 1084.2=95.1% 75%则1#、2#、3#均满足采区回采要求。(符合国家对采区采出率的要求。) 第二节 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15
5、m的边界煤柱，上部、下部留15m护巷煤柱，故其煤层倾向共有：1040-30=1010m的长度，走向长度2780-30=2750m 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90万t/a , 一个中厚煤层的一个工作面便可以满足生产 要求，采用双巷布置，巷道间留煤墙，取5米，如图1-2:图1-2 采区工作面划分示意图取区段平巷的宽度为4.5m,留5m煤墙，则采煤工作面长度为：L1=(b-2 x
6、 q-(2X L2+P)xn-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；Li=(1040-2X 15-(2X 4.5+5) X5)-5)/5=181m,取 L=1802、工作面生产能力Qr = A/(T x 1.1)(公式 1-6)式中：A-采区生产能力，90万t/a ；Qr-工作面生产能力，t /天；T-每a正常工作日，330天。故： Qr = A/ (TX 1.1) =90/(330X1.1) =2479.3t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
7、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1#煤层:1102停11011104采11031106线1105110840m1107111011091#煤层工作面接替顺序：110人 1102H 1103n 110A1105H110S110片 1108n 110g 1110对于2#煤层:2102停21012104采21032106线2105210840m2107211021092#煤层工作面接替顺序:2101K 2102H 2103n 210八
8、 2105H 2106 210片 2108n 210g 2110对于3#煤层:3102停31013104采31033106线3105310840m3107311031093#煤层工作面接替顺序:3101K 3102 3103n 310 3105H 3106 310片 3108n 310g 3110注：箭头表示回采工作面的接替顺序。第三节确定采区内准备巷道布置及生产系统一、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1#煤层中上部边界+50处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 3#煤层底
9、板下方-250的稳 定岩层中。二、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，采区内有三层煤，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。万案一：方案一示意图1 .优缺点煤层上山掘进容易，费用低，速度快，联络巷道工程量少，生产系统简单并可补充勘探资料。但是巷道维护困难，成本高。2 .适用条件(1)、开采薄或中厚煤层的采区，采区服务年限短;(2)、开采分层数少的厚煤层，煤层顶底板岩石比较稳固、煤质中硬以上;(3)、煤层群联合准备的采区，下部有维护条件好的薄及中厚煤层万案一：1 .优缺点岩石上山布置在煤层底板岩层中，掘进速度慢，准备时间长，受煤层
10、倾角 变化和走向断层影响小，维护条件好，维护成本低。2 .适用条件服务年限长的采区。上山条数的确定采区上山至少要有两条，即一条运输上山，一条轨道上山。当采区生产能力较大、瓦斯涌出量较大、下山采区、后煤层采区以及煤层 群联合布置时，常增加一条通风上山，并兼作行人和辅助提升之用。本采区采用2条上山。上山间的相互关系采区上山之间在层面上需要保持一定间距。当采用两条岩石上山布置时，其间距一般取2025m；采用三条岩石上山布置时，其间距缩小到 1015m。采区上山可以在同一层位的煤岩层中，也可以根据需要，在层位上保持一定的高差。上山的用途上山布置在岩层中，分别为轨道上山、运输上山。轨道上山是用于运输采区
11、的材料、工作人员、设备、矸石、铺设管路和电缆线以及铺设轨道， 主要担负采区辅助运输工作， 常在轨道上山的上部布置绞车房，同时还作为采区的进风巷道，新鲜空气从轨道上山分别向采区各地方供给；在轨道上山内可以修水沟， 起由工作面， 经区段运输平巷流下来的矿水的引流的作用。运输上山主要是用于运输煤炭。综上所述， 确定本采区的上山布置在煤层底板岩层中， 采用双岩布置上山，上山间距为20m。分别为为轨道上山、运输上山。三、采区巷道的形式我国煤矿井下使用的巷道断面形状，按其结构的轮廓线可以分为两种：折线型：矩形、梯形、不规则形；曲线型： 直墙拱形（如三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形）以及封闭拱形、椭圆形、圆形等
12、。见图 3-1 巷道断面形状。图3-1巷道断面形状1、影响巷道断面选择的因素1、作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状时起主要作用。2、巷道用途和服务年限也是选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。3、矿区的支架材料和习惯使用的支护方式， 也直接影响巷道断面形状的选择；4、掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定影响。5、需要风量大的矿井，选择通风阻力小的断面和支护方式，有利于安全和具有经济效益。综上所述，采区上山的断面形状选择拱形巷道，其宽取 4m,墙高取1.8m。因此采区上山的总净高度为3.8m,以保证能满足运输能力、通风和行人的要求。采区平巷（区段运输平巷和区段回风平巷） 也是拱形巷道，借以缓和地应力对巷道的影响。（巷道断面图如下）采区上山断面图区段回风平巷断面图在采区中，上山布置在煤层底板相对较稳定岩层中，围岩比较稳定，可以采用锚网联合支护。其余的巷道也可用同样支护方式支护，必要或局部需要时,还可使用一些加强支护。2、采区巷道掘进
