《采矿带区设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《采矿带区设计（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、序 论一、设计目的 1、初步应用煤矿开采学课程所学的知识，通过课程设计加深对煤矿开采学课程的理解。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、设计题目采区概况本带区为某矿第二水平第四采区。其中二采区已采，六采区未采。上部标高-150m，下部标高-300m。其走向长度为2020m，倾斜长度为1080，面积为2181600。煤层均为中厚煤层，煤层埋藏稳定，构造简单，煤质中硬，自然发火期为6-12个月。大巷位置：运输大巷和回风大巷都布置在煤层底板岩石中，标高分别为-320m和-3
2、30m。运输方式：大巷运煤采用1.5t固定式矿车，10t架线电机车牵引。瓦斯等级：相对瓦斯运出量5，属于低瓦斯矿。具体煤层情况如表1所示：表1序号煤层（m）顶，底板岩性层间距倾角稳定性最大最小一般顶板底板最大最小一般42.21.82粉砂岩粉砂岩3428306-8稳定52.72.32.5粉砂岩粉砂岩6-8稳定三、课程设计内容1、采（带）区巷道布置设计；2、采（带）区中部甩车场线路设计或下部平车场线路设计。图1 设计煤层综合柱状图第一部分 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120万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 式中：Zg 带区工
3、业储量，万t；H 带区倾斜长度，1080m；L 带区走向长度，2020m； 煤的容重，取1.35； 煤层煤的厚度，为2.0m； 煤层煤的厚度，为2.5m；(2) 带区可采储量:式中：Zk带区可采储量，万tZg带区工业储量，万tP带区煤柱损失量，万tC带区回采率，厚煤层不低于0.75，中厚煤层不低于0.80，薄煤层不低于0.85 【1】3、矿井服务年限计算: 式中：T带区的服务年限，年aZk带区的可采储量，万tK带区储量备用系数，取K=1.35A带区设计生产能力，万t/a4、验算带区采出率带区采出率=带区实际出煤量/带区工业储量100（1）煤层带区采出率=569.538/589.03210096
4、.7（2）煤层带区采出率=711.9225/736.2910096.7采区采出率：厚煤层不低于0.75，中厚煤层不低于0.80，薄煤层不低于0.85 【1】 第二节 带区内的再划分1、确定采煤工作面长度该煤层组左右两边界各留10m的边界煤柱，下部留30m护巷煤柱，则其煤层倾向长度为：1080-30=1050m，走向长度为2020-20=2000m。又因为各煤层埋藏稳定,地质构造简单，无断层,煤层附存条件较好，瓦斯涌出量低,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180250
5、m，巷道宽度为4m5m,设计本带区开掘巷道宽度为4.5m，带区生产能力为120万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，将整个带区划分为10个分带，并采用沿空留巷方式，采用混凝土砌块支护护巷工作面长度为： 式中：S除去永久保护煤柱煤层走向长度n分带数目2、确定带区内的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。工作面数目：式中：L 煤层走向长度(m)；S0 带区沿走向所有煤柱宽度之和(m)；l 工作面长度(m)；l0 回采巷道宽度，取4.5m；则: 3. 确定工作面生产能力式中：A0工作面生产能力，万t/a；L采煤工作面长度m；V0工作面推
6、进度m；M采高m；C0采煤工作面采出率；（1）带区1950.883302.01.350.9510-4=105.64万t/a120万t/a（2）带区1950.863302.51.350.9510-4=113.76万t/a120万t/a4、确定带区内工作面数及工作面接替顺序生产能力为120万t/a.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，因此可确定带区内为一个工作面生产。考虑到采动应力集中的因素，且下一带区未采，则每个煤层带区间采用依次开采,且10个分带工作面接替顺序如下:表2-1 煤层工作面接替顺序工作面编号124041241412424
7、12434124441245412464124741248412494开采次序12345678910对于煤层工作面接替顺序：124041249141242412434124441245412464124741248412494表2-2 煤层工作面接替顺序工作面编号12405124151242512435124451245512465124751248512495开采次序12345678910煤层工作面接替顺序：124051249151242512435124451245512465124751248512495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间并提高经
8、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煤层底板下方的稳定岩层中。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，降低巷道掘进费用，采用沿空留巷的方式。3、带区布置方案分析比较确定带区巷道布置系统，带区内有两层煤，每一层都布置10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
9、分带运输斜巷采煤工作面分带回风斜巷带区运料斜巷回风大巷。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：带区联合布置将带区分成10个分带。运输大巷通过进风行人斜巷进入上部煤层，整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分带运输斜巷采煤工作面分带回风斜巷带区运料斜巷回风大巷。该方案简化了运输系统，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，增大了煤柱损失。图2 分
10、带单独布置图3 分带联合布置技术经济比较：巷道硐室掘进费用表3-1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）157815212=1824287.82进风行人斜巷（m）15789412=1128177.9984942=18829.6664煤仓元/m31443.14223012=4521.665.11103.1422302=753.60.8518集中平巷（元/m）8314(2580-102)=10240850.944合计530.9294891.4622巷道硐室掘维护费用表3-2 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
11、量（m）费用（万元）回风运料斜巷（m）40 元/a.m1521216.02=29220.48116.881915216.022=4870.0819.48032进风行人斜巷（m）40 元/a.m941216.02=18070.5672.282249416.022=3011.7612.04704小计189.1641431.52736煤仓元/m330 元/a.m2516.0212=480614.4182516.021=400.51.2015集中平巷（m）160 元/a.m256016.024=164044.82624.7168合计203.582142657.44566生产经营费用表3-3方案方案一方
12、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）斜巷（m）1164 元/m9412=1128131.2992942=18821.8832煤仓（m）951 元/m3012=36034.236302=605.706合计165.562227.5892费用汇总表表3-4矿井费用名称方案一方案二掘进（万元）530.9294891.4622维护（万元）203.582142657.44566生产（万元）165.562227.5892总计（万元）900.073743576.49706方案一特点：系统简单，通风容易，但生产调度管理复杂，煤仓太多，维护困难，装煤点多，管理复杂。方案二特点：采
13、用集中化生产，从根本上克服了方案一的缺点。虽然方案二维护费用高，但从技术和管理等方面的综合分析，方案二更优越一些。综上所述，选择带区联合布置方式，巷道布置情况见巷道布置图、带区巷道剖面图，以煤层为例 。4、确定工作面回采巷道布置方式及工作面推进终点位置回采巷道布置方式:采用单巷沿空留巷掘进方式。分析：已知带区内各煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，同时，各煤层瓦斯涌出量较低，自然发火倾向较弱，涌水量也较小。因此有利于综合机械化作业，可以充分发挥综采高产高效的优势。同时，为减小煤柱损失，提高采出率。综合考虑各种因素。说明：在带区巷道布置平面图内，工作面布置和推进的位置以达到带区设计产量及安全为准。工作面推进到距煤层下部边界30m处的位置，即为避开采掘超前影响所留设的30m护巷煤柱处。5、确定通风布置系统各煤层通风系统为：新风从运输大巷进风行人斜巷分带运输斜巷（带区运煤巷）采煤工作面分带回风斜巷带区煤层运料平巷联络巷带区运料斜巷回风大巷。第四节 带区车场线路设计该带区开采近距离煤层群，倾角为8。铺设600mm轨距的线路，轨型为15K
