采矿学课程设计

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1、采矿工程系煤矿开采学课程设计说明书课程名称：煤矿开采学姓 名：学 号：班 级：指导教师：序 论2第一章采区巷道布置4第一节.采区储量与服务年限4第二节采区内的再划分5第三节.确定采区内准备巷道布置及生产系统第四节.采区中部甩车场线路设计11第二章.采煤工艺设计18第一节.采煤工艺方式的确定18第二节.工作面合理长度的确定22第三节.采煤工作面循环作业图表的编制23小 结25参考文献26一、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

2、计说明书及绘制毕业设计图纸打基础。二、设计题目1、设计题目的一般条件本采区南以F4断层为界，北以相邻采区煤柱为界，上部标高-50m以上为风 化带煤柱，下部边界为水平煤柱。采区走向长度2100m,倾斜平均长度960m，倾角平均为12。采区共有两层 煤，区内地质构造简单，为单斜构造，无断层和褶曲。采区内无大的含水层和地 下水，开采条件较好。运输和回风石门标高分别是-250m和-50m。采区生产能力自定。2. 煤层特征 本采区内赋存4， 5号两层煤， 4号煤层和5号煤层均为中厚煤层。煤层埋 藏稳定，构造简单，煤质中硬，自然发火期为3-12个月。煤岩爆炸指数为34-70。 煤层瓦斯含量小，采区所属矿井

3、为低瓦斯矿井。煤层特征表序号煤厚（m）顶底板岩性层间距（m）稳定性最大最小一般顶板底板最大最小一般42.21.82粉砂LJU 岩粉砂LJU 岩24182012稳定52.72.32.5粉砂LJU 岩粉砂LJU 岩12稳定三、课程设计内容1、采区或带区巷道布置设计；2、采区中部甩车场线路设计或带区下部平车场(绕道线路和装车站线路)线 路设计；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，任选设计题目条件中的煤层倾角条件1或煤层倾角 条件2，综合应用采矿学所学知识，每个人独立完成一份课程设计。第一章 采区巷道布置第一节 区储量与服务年限1、采区生产能力选定根据要求采区上部煤柱为10m

4、下部煤柱留10m，故剩余倾斜长度为：960-20=940mN=940/220+4*2=4.1 取分4个区段采煤工艺选取综合机械化采煤，工作面长度取220m。采区生产能力 A =LV MrC取第四层先生产0 0 0A =220*1200*2*1.3*0.95=65.265 万吨/a02、采区的工业储量、设计可采储量(1) 采区的工业储量Zg=HXLX (m4+m5) X y(公式 1-1)式中：Zg 米区工业储量，万t；H采区倾斜长度，960m；L米区走向长度，2100m；Y煤的容重，1.30 t/m3；M4 K1煤层煤的厚度，为2米；M5 K3煤层煤的厚度，为2.50米；Zg=960*2100

5、*1.3* (2+2.5) =1179.3 万吨(2) 米区设计可米储量Zk=(ZgP) XC(公式 12)式中：Zk米区设计可米储量，万t；Zg米区工业储量，万t ；P米区煤柱损失量，万t；C 米区米出率，厚煤层可取75%，中厚煤层取80%，薄煤层85% (说明：米区煤柱包括区段煤柱、米区上下边界煤柱、米区两侧边界煤柱及维护 上山煤柱。由于K4、K5煤层都为中厚煤层，因此C值取0.8)PK4=2*20*3*940*1.3+15*2*940*1.3+2*30*940*1.3+2055*10*2*2*1.3=36.3 万吨PK5=2.5*20*3*940*1.3+15*2.5*940*1.3+2

6、055*10*2*2.5*1.3+2.5*30*940*1.3=45.4P=Pk4+Pk5=36.3+45.4=81.7 万吨Zk=(1179.3-81.7)*O.8=878 万吨(3) 米区服务年限T=Zk/(AXK)(公式13)式中：T-采区服务年限，a;A米区生产能力，万t；ZK设计可采储量，万t；K储量备用系数，取1.3。T =878/65*1.3=10.3a 取11年(4) 验算米区米出率米区米出率C=(ZgP)/Zg(公式14)式中：C采区采出率，%Zg采区的工业储量，万tP采区的煤柱损失量，万tC=(1179.3-81.7) /1179.7=0.930.8 (符合国家对采区采出率

7、的要求。)第二节 采区内的再划分1、确定工作面长度以确定工作面长度为220m2、确定采区内区段数确定采区内区段数为4段3、工作面生产能力工作面日生产能力：Qr = A/ (TX1.1)(公式 16)式中：Qr工作面生产能力，t/dA采区生产能力，t/aT每年正常工作日，300dQr = A/ (TX1.1)=650000 / (300X1.1) =1969.7 t/d4、确定采区内同采工作面数及工作面接替顺序生产能力为65万t/a,且工作面生产能力为1969.7t /d。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，所以定为采区内一个工作

8、面生产。工作面布置(双翼布置)图如下图所示：K4煤层K5煤层1401140215011502140314043303150414051406330515061407140815071508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；煤层间自上而下开采，先采K4煤层后采K5煤层最终达到高产高效。工作面接替顺序如下表所示：1401 1402 1403 140414051406 1407 14081501 15021503 15041505 150615071508（说明：以上箭头指向表示工作面接替顺序。）第三节 确定采区内准备巷道布置及生产系统 1

9、、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，-50 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-250 标高处 2、确定巷道布置系统及采区布置方案分析比较按采区上山数目、位置的不同提出两个方案：方案一：在K煤层中开掘一条轨道上山，在距K煤层10m处的底板岩层中44开掘一条运输上山，即一煤一岩上山，如下图所示方案二：在 K 煤层中开掘两条上山（轨道上山与运输上山），即双煤上山，4如下图所示（1）两种方案在经济上比较工程量表：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

10、巷道底板算起的墙高2掘进=960m100m3117.50411750.412.24*960=11750.43半圆拱断面积12.24S=4*(0.39*4+1.5)=12.244树脂药卷锚 杆架设 20*2000mm100根146.88(12.24*960/0.8)/1005树脂锚杆制作20*2000mm100根149.81(12.24*960/0.8) *1.02/1006喷射混凝土墙100m34.322*1.5*0.15*960/1007喷射混凝土拱100m39.3821.57 (4+0.15) *0.15*960/1008钢筋网制作铺设t56.92(1.57*4+2*1.5) *960*6

11、.39/1000(6.39KG/m2)费用表：工程名称数量工程量煤绗单价岩巷单价煤巷费用M-r 卄.i=H=r m 岩巷费用掘进=960m117.50411750.450061239958.82145.68半圆拱断面积12.24树脂药卷锚146.882869286942.1442.14杆架设20*2000mm树脂锚杆制作20*2000mm149.814230423063.3663.36喷射混凝土 墙4.32611716117126,4226.42喷射混凝土拱9.382704467044667.0367.03钢筋网制作铺设56.922540254014.4514.45比较、，J ?万案一万案一5

12、44.44601100%110.8%（说明：由于其它各项费用基本相同，所以不进行比较。）可得出双煤上山的费用是一煤一岩上山的 1.10 倍，在费用上多出 10%，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 案第一万案 双煤上山方案1、掘讲工程量工程量大比第二 力案多掘石门工稈量小2、工程难度困难较容易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大，维 护费用咼7、工程期岩石上山掘进速 度慢，工程期较长双煤上山掘进快， 投产快当采用双煤上山布置时，由于最下部

13、的 K4 煤层为维护条件较好的中厚煤层， 煤质中硬，且顶部为稳定的灰色粉砂岩，所以上山布置在 K4 煤层中，维护相对 容易，且上山掘进速度快，可实现早投产。如果采用一煤一岩上山布置，虽运输上山为岩巷，较容易维护，但其掘进速 度慢，不利于早投产，且工作量大。而且两个方案的总费用相差不大。综合经济和技术比较，最终决定将采区上山布置在K4煤层中，即采用双煤上 山，两条上山间距为20m,上山两侧各留20m的保护煤柱。3、确定工作面回采巷道布置方式及工作面推进终点位置根据煤层储存条件可知，K4煤层厚2m，K5煤层厚2.5m，都为中厚煤层，瓦 斯含量较低，自然发火倾向较弱，涌水量也较小，易于维护。工作面走向推进长 度为 993m 左右，采用单巷布置，且一个工作面就可以达到设计生产能力的要求。 综合考虑，回采巷道布置方式采用单巷沿空掘巷。4、在采区巷道布置平面内，工作面布置及推进到的位置应以达到采区设计产量 为准该采区采用双翼开采，在采区两侧各留 15m 煤柱，因左侧有大断层故多留 15m 煤柱，开始布置工作面，进行推进。由于采区上山布置在 K4 煤层中，在离 上山20m处停采，留20m煤柱保护采区上山，两条上山中间留20m的保护煤柱。KI、K3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