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1、采矿工程专业课 程 设 计 说 明 书题目： 上湾煤矿东二采区设计（199万t/a）姓 名：张志伟 张昌盛班 级：采矿06-1班学 号：0601010110 0601010111指导教师：陈刚设计时间：2009年11月22日至2009年12月28日目 录第1章 采区地质情况31.1 采区概况31.2 采区地质特征31.2.1 采区范围内的地质情况31.2.2 水文地质及其矿井突水与瓦斯3第2章 采区储量与生产能力42.1 采区储量42.1.1 储量计算:42.2 采区生产能力42.2.1 采煤工作面年生产能力42.2.2 采区生产能力42.3 采区服务年限5第3章 采区方案设计53.1 采煤方
2、法的选择53.2 采区巷道布置63.2.1 采区走向长度63.2.2 区段长和区段数目63.2.3 采区形式63.2.4 采区上山的布置63.2.5 采区内煤层开采顺序63.3 巷道断面设计73.3.1 巷道断面设计应满足的条件73.3.2 巷道断面的选择73.3.3 巷道断面尺寸的确定7第4章 回采工艺114.1 落煤114.1.1 落煤方法114.1.2 采煤机主要技术特征114.1.3 采煤机进刀方式114.1.4 采煤机割煤方式124.1.5 选择和决定回采过程中使用的机械设备124.2 支护124.2.1 支架选型及规格的确定124.2.2 工作面支架布置方式144.3 采空区处理方
3、法144.3.1 确定采空区处理方法144.3.2 确定控顶距及放顶距，以及特种支架形式144.4 采煤工艺144.4.1 采煤机工作面生产能力：144.5 生产技术管理154.5.1 作业形式154.5.2 循环方式154.6 采煤方法图的设计与绘制164.6.1 回采工作面循环图表164.6.2 回采工作面劳动组织表164.6.3 技术经济指标表174.7 安全技术措施174.7.1 保安煤柱的一般规定174.7.2 防止瓦斯爆炸的措施17第5章 采区生产系统205.1 采区运输205.1.1 采区运输系统及运输方式205.1.2 采区运输设备的选择：205.2 采区通风245.2.1 采
4、区通风系统245.2.2 采掘工作面及硐室所需风量的计算255.2.3 采区总供风量285.2.4 风量分配285.2.5 大巷的风速验算28第1章 采区地质情况1.1 采区概况本采区距鸡西车站11.5公里，至哈达河车站12公里，交通较为方便。采区东西走向，走向长1340m，倾斜长847m，面积1.19平方公里。城密国防公路横贯本井田，境内大车道纵横交错，均可通汽车。井田两侧有哈尔滨至东方红的牡密国有铁路线，井田北侧有城子河至正阳矿的矿井运煤专用线。1.2 采区地质特征1.2.1 采区范围内的地质情况采区煤层埋藏深度-30米以下，煤层赋存稳定，地质条件简单，煤层南北走向，东西倾向，倾角平均约为
5、17，可采煤层有2层，两层煤的水平距离为148m。煤层及其顶板参数如下：1号煤层：平均煤煤层厚度3.5m，煤层厚度变化均匀，赋存稳定，顶板为白色粉砂岩，平均厚度约为5m，底板为白色砂岩，平均厚度约为4.5m，该煤层煤质良好，容重约为,灰分约为12.2号煤层：平均煤层厚度为4.0m，煤层厚度变化均匀，赋存稳定，顶板为白色砂岩，伪顶为0.10.15m的灰色页岩，地板为白色组砂岩，底板坚硬，平均厚度约为3.5m，该煤层容重为，灰分约为11.1.2.2 水文地质及其矿井突水与瓦斯1、井下涌水量较小，对采区影响不大，该采区瓦斯涌出量较低，低于，属于低瓦斯矿井。2、地形属于缓坡丘陵地形，井田北部及中部皆为
6、山岗地带，岗沟内起伏不平。地表均标高+180米，最高山头+315米。井田南部为穆棱河河床地带，地表标高+170米左右。3、区内最大河为穆棱河，由西向动呈蛇形，流经本区深部。其它有哈达河、杏花河分布于井田的东部及中部，皆由北向南流入穆棱河。穆棱河夏秋季水量最大，最小流量，最大流量为。该河对本井影响不大，哈达河在井田东部境内附近流过，影响也不大。期于则是季节性水沟，对井田开采影响很小。4、矿区属于大陆性气候，最高气温36，最低气温-35。年降雨量为510毫米左右，冻结期由11月至次年4月下。冻结深度一般为2.0m。风向多西风，最大风速。第2章 采区储量与生产能力2.1 采区储量2.1.1 储量计算
7、:储量计算公式为: 式中：-储量（万吨）-煤层面积（m2）-煤层厚度（m）-煤的容重（t/m3）所以 = =2.2 采区生产能力2.2.1 采煤工作面年生产能力式中：-回采工作面年生产能力，吨； -工作面推进度，； -工作面长度，米； -煤层厚度，米； -煤的容重，； -工作面回采率，取0.93-0.97本采区采用综合机械化采煤工艺，工作制为三八制，二班半采煤半班准备，双向割煤往返一次割两刀，截深为0.8，一年工作330天，工作面长度为，工作面的回采率取，所以年推进度所以： 2.2.2 采区生产能力采区生产的煤主要来自回采工作面，掘进出煤一般不超过10% 式中：-采区生产能力，； -采区同时生
8、产的工作面个数； -每个工作面的生产能力，； -掘进出煤率，取1.051.1； -工作面产量不均衡系数，（沿空留巷取下限，其余去取上限，采区单工作面取1；两个工作面取0.95；三个工作面时取0.9。）设计采区为二层煤，平均厚度为3.75米，倾角为17，考虑其维护费用与服务年限，将三条上山（运输上山、轨道上山布置在岩石当中角度17将回风上山布置在下部煤层中）便于维护，采用单翼开采，设单工作面实行后退式开采，掘进出煤率取，工作面产量不均衡系数K取1。所以： = =2.3 采区服务年限一、保安煤柱保护煤柱的留设方法：1、工业场地及主要井巷保护煤柱留设工业场地保护煤柱留设,应在确定地面受保护面积后,用
9、移动角圈定煤柱范围.移动角数值应采用新兴一矿实测数据或本矿区条件类似的矿区的实测数据选取。工业场地地面受保护面积应包括受保护对象及维护带，维护带宽度为15米。2、为了安全生产，设计采区依据煤矿安全规程规定，留设保安煤柱如下：煤层在采区边界处留设20米煤柱。 三条上山（运输上山，轨道上山，回风上山），运输与轨道布置在岩层中，有一定的岩层厚度为8-14米，回风上山布置在M2煤层中，其上部煤层可不必留设护巷煤住。在采区大断层处留30米煤柱。所以：可采储量Z 采区服务年限T与采取生产能力A的关系如下： 式中：Z-采区可采储量，万吨；所以： 第3章 采区方案设计3.1 采煤方法的选择采煤方法的选择应该结
10、合具体地质条件和技术条件，综合考虑高产、高效、材料消耗少，成本低、便于管理等因素。设计时应尽量采用行之有效的的先进技术，积极提高机械化水平。结合本设计采区的实际情况，采用合理的采煤方法。一、选择采煤方法的制约因素1、采区煤层赋存状况及地质条件2、开采水平的划分和采区巷道布置3、现有技术及设备4、采区储量、生产能力及服务年限等二、采煤方法的选择本设计采区走向长度为1100m左右，倾斜长度827m，第一开采水平布置在-50m标高处。采区内采煤层，煤层平均倾角17，煤层平均厚度为3.75m。地质构造以断层为主，褶曲不发育，无岩浆侵入体，煤层顶板为砂岩，顶板良好。根据该采区的地质情况及其技术条件，为使
11、采煤系统和采煤工艺在时间和空间的相互配合更为合理。首先，将采区划分为区段，在区段内布置回采巷道（区段平巷、开切眼），采煤工作面呈倾斜布置，沿走向推进，上下回采巷道基本上是水平的。根据本采区的实际情况，采用单一走向长壁垮落综合机械化采煤法，这种采煤方法煤炭损失少，劳动成本低，劳动条件好，容易实现集中生产和高产高效，便于管理。3.2 采区巷道布置3.2.1 采区走向长度本采区平均走向长度为1100m,东西部有一条断层作为采区的边界。3.2.2 区段长和区段数目分区段长和分段数目:分区走向工作面长1100m，倾向200m左右，分四个区段，共能布置四个工作面。3.2.3 采区形式采区内在煤层下部岩石中
12、布置运输大巷，作为整个采区的主要运输大巷。各区段通风行人巷由顶板绕道与运输大巷相联通。采区内分区段开采。回风大巷布置在采区上部。采用U型后退式通风。采区形式为单翼开采。3.2.4 采区上山的布置采区布置三条上山，通风上山、运输上山、轨道上山。根据服务年限，将运输上山与轨道上山布置在下层煤底板岩层中，运输上山和轨道上山不在同一水平面上,落差在6m左右。将通风上山布置在下部煤层中。各分区通风行人巷由石门绕道与回风上山相联通。在距下层煤底板8m的岩层内布置轨道上山。在距下层煤底板14m的岩层内布置运输上山。相邻上山间距为15m。3.2.5 采区内煤层开采顺序依次分采各区段工作面，采用下行式开采顺序。
13、3.3 巷道断面设计3.3.1 巷道断面设计应满足的条件1. 保证人员通行安全；2. 合理布置该断面的管路及电缆等；3. 断面能过最大风量时，不得超过煤矿安全规程规定的风速；4. 按水量要求，设置水沟；5. 不得小于煤矿安全规程规定的最小净断面和最小净高度；6. 满足其它要求，如需在巷道一侧堆放坑木和材料或安装其它设备等。3.3.2 巷道断面的选择1. 合理的选择断面形状应考虑的因素1) 巷道所处的位置及围岩的物理力学性质、矿山压力的大小及作用方向；2) 巷道的服务年限和用途；3) 巷道的支护结构和支护材料；4) 施工技术及其装备的情况；5) 邻近矿井同类巷道断面的断面形状及其维护情况等。6) 当巷道围岩比较稳定，矿山压力不大，服务年限不长时，一般选用矿用工字形钢支架、锚杆或钢筋混凝土支架进行支护，其断面形状一般为梯形或矩形。如采区内的准备巷道和回采巷道。7) 当巷道围岩不太稳定，矿山压力较大，且服务年限较长时，一般宜采用锚喷、混凝土砌碹或U型钢可伸缩性支架进行支护，断面形状一般为拱形、圆形或椭圆形。2. 巷道断面形状的选择及其适用条件：1) 半圆拱形断面：目前开拓、准备巷道和硐室普遍采用的断面形状，多在顶板压力大，侧压小，无底鼓的条件下使用。2) 圆弧拱形断
