采区的巷道布置以及采煤工艺的设计计划书
第一章 采（盘）区或带区巷道布置
第一节 采（盘）区或带区概况
第二节 采（盘）区或带区储量与服务年限
1. 采区（盘区）或带区生产能力， 150万吨/年
2.采区的工业储量,设计可采储量 γ???=M L H Z c
式中： C Z ——采区工业储量，万t ；
H ——采区倾斜长度，1150m ； L ——采区走向长度，2400m ； M ——煤的厚度，M 1=3.5m ，M 2=6.0m ； γ——煤的容重，1.30t/m 3；
1c Z =1150×2400×3.5×1.3=1255.8万t
2c Z =1150×2400×6.0×1.3=2152.8万t C Z =1c Z +2c Z =1255.8+2152.8=3408.6万t
C P Z Z c k ?-=)(
式中： k Z ——设计可采储量, 万t ；
C Z ——工业储量，万t ； P ——永久煤柱损失量，万t ；
C ——采区采出率，厚煤层可取75%，中厚煤层取80%，薄煤层85%。 分别取左右边界煤柱各5m ，上部防水煤柱与下部护巷煤柱各30m ，中部留60m 停采线煤柱，则
对于3#煤层:%75%12.998.2152/)884.188.2152(/)(2222>=-=-=c c Z P Z C 则2#、3#均满足采区回采要求。
第三节 采区或带区内的再划分
一、确定工作面长度
煤层左右边界各有20m 的边界煤柱，上部留30m 防水煤柱，下部留30m 护巷煤柱。因为该矿地质构造简单，煤层附存条件较好，瓦斯涌出量小，另外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。结合我国实际情况以及考虑到设备选型及技术方面的因素，综采工作面长度一般为150～240m ，巷道宽度为4m ～4.5m,本采区选取4.5m ，且采区生产能力为150万t/a ，一个中厚煤层的一个工作面便可以满足生产要求。采用沿空掘巷方式,巷道间留较小煤柱，取5米。
采煤工作面长度为：
n n L n P q H L /]2)1(2[21??--?-?-=
式中：1L ——工作面长度，m ；
2L ——区段平巷宽度，m ；
H ——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；
1L =[1150-2×30-5×(n-1)-4.5?2?n]/n ∈(150,240) 因为4.3 二、确定采区内的区段数目或带区内的分带数目 三、确定采煤工作面生产能力 Qr = A/(T ×1.1) 式中 A ——采区生产能力，150万t/a ； Qr ——工作面生产能力，t /天； T ——每年正常工作日，330天。 则： Qr = A/（T ×1.1） =1500000/(330×1.1) = 4132.23t 四、确定采（盘）区或带区内同采工作面数目及工作面接替顺序 2 0?+-= L L S H N 式中 N ——工作面数目，个； H ——采区倾向长度，m ； S ——边界煤柱宽度，m ； L ——工作面长度，m ； 0L ——区段回采巷道宽度，m ； 带入数值得，2.52 5.42052 201150=?+?-= N 取5，所以工作面数目为5个。 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，新建大型化矿井均朝“一矿一井一面”的设计思想改革，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。为适应现阶段煤炭行业的指导规范，本采区设计一个采煤工作面。其工作面接替顺序为左右两翼跳采方式。 对于2#煤层： K1煤层工作面接替顺序： 1101→1102→1103→1104→1105→1106→1107→1108→1109→1110 对于3#煤层： K2煤层工作面接替顺序： 2101→2102→2103→2104→2105→2106→2107→2108→2109→2110 对于K3煤层： K3煤层工作面接替顺序： 3101→3102→3103→3104→3105→3106→3107→3108→3109→3110 注：箭头表示回采工作面的接替顺序。 第四节确定采（盘）区或带区内准备巷道布置及生产系统 一、根据设计题目条件，完善开拓巷道 为了缩短采区准备时间并提高经济效益，根据所给地质条件，在第一开采水平中，把为该采区服务的运输大巷和回风大巷均布置在3#煤层底板下方15m的稳定岩层中。 二、确定采（盘）区或带区巷道布置系统布置方案分析比较 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，瓦斯涌出量较小，无自然发火倾向,2#煤层直接顶为砂页岩，3#煤层直接顶为较厚的页岩。同时为减少煤柱损失，提高采出率，降低巷道维护费用等，采用沿空掘巷的方式。因此采用工作面布置图（见下文）所示工作面接替顺序，就能弥补沿空掘巷时工作面接替复杂的缺点。 根据相关情况初步制定以下两个采区上山布置方案进行比较： 方案一：两条岩石上山 将两条上山都布置在3#煤层底板岩石中，轨道上山布置在距离底板10m处，运输上山布置在距离底板15m处，两上山分别联结两翼的区段，平巷不交叉。其布置特点为，岩石工程量大，掘进费用高，联络石门长。但维护条件好，维护费用低，有利于通风，运输能力大。 - 方案二：一岩一煤上山 将两条上山分别布置在3#煤层的底板和煤层中，运输上山布置在距离3#底板10m处， 轨道上山布置在3#煤层中。这样节省了一条岩石上山，相对减少了岩石工程量。但轨道上山不易维护，维护费用高，需要保护煤柱。 掘进费用表 维护费用表 维护费用表 费用汇总表 两者费用相差不大，经济上认为两者相同。 综合其他因素，选择双岩巷上山采区联合布置方式，巷道布置情况见采区巷道平面图、剖面图。 三、确定工作面回采巷道布置方式 由于采区内煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，各煤层瓦斯涌出量较低。结合综放面特点，故采用双沿空掘巷掘进方式。但由于巷道断面较大，要求采用强度较高的支护材料。 四、工作面推进位置的确定 在采区布置平面图内、工作面布置及推进到的位置应以达到采区设计生产能力为准，工作面应推进到距上山20m 五、带区内相邻两工作面交替期间同时生产的通风系统 采区通风路线: 新风从阶段运输大巷→采区主石门→采区下部车厂→轨道上山→中部甩车场→区段运输平巷→采煤工作面→区段回风平巷→回风石门→阶段回风大巷。 六、采区上部和下部车场选型 (1)考虑到采用采区上部平车场有车辆运行顺当、调车方便等优点，确定采用上部平车场。 (2)由于采区生产能力大，故下部车场选用大巷装车式下部车场，装车站采用折返式 调车。辅助提升下部车厂采用底板绕道式。 第五节 采区中部甩车场线路设计 一、大巷（双轨），采区轨道上山（单轨），区段石门（单轨），均为 600 mm 轨距。 四、采区装车站及材料上山布置。 第二章 采煤工艺设计 第一节 采煤工艺方式的确定 一、采煤工艺选取 选取3#煤层为对象，进行采煤工艺设计。由于3#煤层厚度为6米，属于厚煤层，结构简单，无断层，瓦斯涌出量较低，故可用综合机械化采煤工艺，进行综采放顶煤开采。 二、综采工作面的设备选用国产设备。 三、采煤与装煤 （一）确定落煤方式 采用综合机械化放顶煤开采，双滚筒采煤机直接落煤装煤。 （二）确定截深 ()γ αβ???+?= 2110 L h h L A 式中： L ——日推进度，m/天； 0A ——工作面设计生产能力，t/天 ； 1L ——工作面长度，m ； 1h ——采煤机割煤高度，m ； 2h ——放煤高度，m ； β——顶煤放出率 α——工作面采出率,对于厚煤层取0.93； γ——煤的容重,t/3m ; 而 A 0 =A/(330?1.1)=1500000/363=4132.23 t/天 将数据带入可得: ( )21.33 .193.08.00.40.220523 .4132L =???+?= m 选择滚筒截深600mm,日进6刀,采用“四六工作制”，即三采一准的工作制度。 (三)确定进刀方式 为提高煤炭采出率，选取端部斜切进刀方式，如图所示： A A 2 1 A A 2 1 A 2 2 1 1A-A A-A A A-A A-A (a )(b ) (c ) (d ) (四)采放比：割煤高度为2.0，则采放比为2.0∶(6.0-2.0)=1∶2。 (五)确定放顶步距 为使放出范围内得顶煤能充分破碎松散，提高采出率，降低含矸率，此工作面放顶步距选用“两采一放”，即割两刀放一次顶煤。据《采矿工程设计手册》，一般情况下，当采用小截深(0.5～0.6m)时，割两刀放一次顶煤，放煤步距为2倍的采煤机截深，则放顶步距0.6×2=1.2m 。 (六)确定放煤方式 选用单轮，间隔，多口放煤。实践证明，这种方式丢煤少，混矸少，又易于实高产高效，是一种较好的放煤方式。 装载机参数 （三）移架方式 因为此采区顶板不稳定，所以选用单架依次顺序式的移架方式。这种方式容易保证移架和支护质量，操作简单，但是移架得速度慢，适用于顶板不稳定的采煤工作面。 （四）确定端头支架 根据工作面条件，选用工作面液压支架支护端头。 （五）确定超前支护方式和距离 由于采用综采开采，支撑压力分布范围为20～30米，峰值点距煤壁前方 5-15m,所以超前支护的距离为20米。选用单体支柱和金属铰接顶梁支护。铰接顶梁的长度为1000mm。（六）支架高度与强度校核 1.高度校核： 在实际使用中，一般所选用的支架的最大结构高度比采高大200mm， 200～300mm。 已知所选用得支架ZFS4400/16/28的最大结构高度为2.8m，采高为2.0m，则有△1=2.8-2.0=800mm≥200mm，满足要求； △≥200mm，满足要求； 故所选支架高度满足工作要求。 2.强度校核： 强度校核公式如下： P=k×h1×ρ×10-2 式中：P——顶板对支架的作用力，MPa； k——顶板高度系数，一般取4～8，取k=6； ——工作面采高，m； h 1 ρ——岩石密度, kg/m3； 将各参数值代入则有： P=6×2.0×2.5×10-2 =0.30Mpa 由于 0.30Mpa支护强度)，因此支架选型满足工作要求。 (八)确定工作面支架的数量 由于端头支架中心距1.5m，巷道宽度4.5m，则所需端头支架数量为： N 1 =4.5×2/1.5=6 架； 即需要6架端头支架。 工作面所需支架数量为： N 2=205/1.5=136.67 架,取N 2 =137架； 则一个工作面共需要液压支架的数量为： N=N 1+N 2 =6+137=143架。 (九)采空区处理 一般采用全部跨落法处理采空区。 第二节工作面合理长度确定 一、煤层地质条件 该采区上山阶段煤层埋藏稳定，地质构造简单，无断层煤层瓦斯涌出量低，2#和3#煤层属简单结构煤层。一般综采工作面取150～240m，由于采区的地质条件好，故工作面可适当取长一些，约200m。 二、工作面生产能力 工作面设计生产能力为150万吨/年，正规循环采用每天进6刀，两采一放。每刀进600mm，一个工作面就可满足采区设计生产力要求。 三、运输设备及管理水平 采区工作面生产所选用的设备均为国内先进的生产设备，工作面选用200m的刮板输送机能满足工作面的运输要求。 四、顶板管理及通风能力 五、经济合理的工作面长度 工作面的合理长度、地质因素和技术因素的关系十分密切，直接影响工作面的生产效率，现在煤矿都向“一矿一井一面”的高产高效集中化方向发展，一个工作面就可满足 采区，甚至是一个矿井的设计生产能力需要。合理的工作面长度不仅生产成本低，而且易管理，可以加快工作面的推进速度，减少巷道的维护时间，降低回采成本，以达到最优的技术经济效益。 第三节采煤工作面循环作业图表的编制 一、工作面布置层面图(见图纸)、循环作业图表 二、劳动组织表 序号工种夜班早班中班检修班合计 1 班长 2 2 2 2 8 2 采煤机司机 2 2 2 3 9 3 输送机司机 1 1 1 1 4 4 转载机司机 1 1 1 1 4 5 胶带机司机 2 2 2 6 12 6 移架工 2 2 2 2 8 7 端头工 4 4 4 4 16 8 超前支护工 4 4 4 0 12 三、技术经济指标表 小结 自从期末考试提前到了课程设计之前，我就没在早上7:00之前起床过。但是，这并没有降低我对《煤矿开采学》课程设计所付出的的热情与努力。当然，这也离不开孙强老师的谆谆教导与循循善诱，在这短短的时间里，孙老师以其独特的方式、独到的见解，为我们展现了一个全新的世界。 本次课程设计的主要内容是采区的巷道布置以及采煤工艺的设计，它到底想要传授给我们些什么知识？或者说我究竟从这个设计中学到了什么？我的想法很简单，无非是想增加一些专业知识。我不是很聪明，也没有自己想象中的那么勤奋，但是，事实上，我觉得我得到的远远比预想的要多。通过这次设计，我不仅对采区的设计有了更进一步的认识与了解，进一步巩固和加深了课程理论知识，更重要的，是获得了一种新的思考与解决问题的方法。如果能切实应用到生产生活中，不可否认，这是多么让人兴奋的一件事。 本次课程设计虽然结束了，但是对于我们来说，未来的路还很长，还需要付出百倍的努力。我希望并坚信，我们能走的更好！ 参考文献： 1.煤矿开采学（修订本），徐永圻，中国矿业大学出版社，1999.8 2.中国采煤方法，陈炎光，徐永圻，中国矿业大学出版社，1991.8 3.中国采煤方法图集，徐永圻，中国矿业大学出版社，1990 4.中国采煤学，张先尘，钱鸣高，煤炭工业出版社，2003.8 《矿井开米》课程设计 设计指导书 河南理工大学安全科学与工程学院 2013年1月 说明 一、本设计为采区设计，本大纲参照一般实际采区设计，说明书编制章节的顺序，结合教学要求进行编制，仅供本次课程设计作为内容提要和说明书章节编制顺序参考用。 二、当煤层倾角为近水平时，“采区”名称可称为“盘区”或“带区”（倾斜长壁法） 刖言 一、目的 1、初步应用《矿井开采》课程所学的知识，通过课程设计加深对《矿井开采》课程的理解。 2、培养安全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 老师给你们的题目。 三、设计内容 第一章米区地质特征 第一节采区概况 采区位置、境界、开采范围，与邻近采区关系，与地面关系、采区内煤系产状，可采层厚度等。第二节地质情况及可采煤层情况 采区地质构造、开采煤层特征（厚度、倾角、煤质、夹石、层间距、顶底板岩石特征等）、瓦斯、煤尘、煤的自燃性，井上下及采区水文地质条件，上部及浅部开采情况等。 第三节米区储量 说明：本节可以采用列表的形式 米区储量计算表 第二章采区生产能力及服务年限 第一节采区生产能力的确定 采区生产能力根据地质条件、煤层生产能力、机械化程度和采区工作面接替关系等因素确定，当用综采时，一般为80?120万t/a ;高档时，一般为50?90万t/a ;普机时（包括高档）一般为40?75万t/a ;炮采时，一般为10?50万t/a。第二节采区服务年限 为了保证采区均衡生产，采取服务年限应在3?5年以上比较合理。 第三章采区巷道布置 第一节采区巷道布置方案的选择 一、采区上（下）山的位置、数目和用途，采区联合形式； 二、区段平巷的布置方式（有无煤柱护巷、数目、位置、是否设集中巷及集 中位置等）； 三、煤层间、厚煤层分层间的联系方式； 四、采区上、中、下部车场型式选择。 第二节采区生产系统综述 运煤、运料及徘矸、通风、行人、动力供应（包括电力和压风）排水、等系统 第三节采区回采工作面配备和生产能力验算 一、计算回米工作面产量； 二、确定采区内同时回采工作面数目； 采区巷道布置设计 说明书 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 设计时间：2014.10.20～2012.10.26 设计成绩： 工程技术学院 呼伦贝尔学院工程技术学院 采区巷道布置设计课程设计任务书姓名：专业：采矿工程班级： 指导教师：职称： 教授高级工程师 课程设计题目： 已知技术参数和设计要求： 根据大雁矿务局第三矿煤矿北二采区的地表条件、地质构造、煤层赋存状态等资料对该采区进行模拟设计。 北二采区走向长度3000m，倾向长度1200m，倾角7°-12°,平均倾角11°，北二采区设计生产能力为5Mt/a。本设计为一矿一井一面生产。开采标高为+350-+121m。 所需仪器设备：尺子、图版等绘图工具 成果验收形式：说明书手稿、打印稿及电子版 参考文献： 《煤矿安全规程》、《煤炭工业设计规范》、《煤炭开采设计》、 《采矿学》、《矿山机械》、《煤矿电工学》、《矿山压力极其控制》、 《采矿工程师手册》 时间 安排 指导教师：教研室主任： 年月日 工程技术学院 采区巷道布置 课程设计成绩评定表 专业： 采矿工程 班级： 学号姓名： 年 月 日 课题名称 大雁第三矿煤矿北二采区采区巷道布置设计 设计任务与要求 见《采区巷道布置设计》教学大纲 指导教师评语 建议成绩： 指导教师： 课程小组评定 评定成绩： 课程负责人： 前言 巷道是连接一个矿井地面与地下的交通要道，它担负着全矿井的运输，行人，通风等所有重大任务，是一个矿井的根本。学完《井巷工程》，《矿井通风与安全》，《采矿学》等课程后，我们对于巷道有一个初步的认识，为了增加我们的感性认识，加强动手能力，紧密理论与实际的联系而进行的这次课程设计，并以此来培养学生运用所学知识处理生产所遇的实际问题的能力，培养学生正确的思维方式和工程技术人员应具备的基本技能。 本次设计是根据老师给我们的大雁三矿北二采区的资料为基础而进行的。通过本次设计我们将完成以下任务：采取概况，采区巷道布置方案选择，采区生产系统，采区主要经济技术指标等。通过此次实习，我们应该掌握采区巷道布置设计的初步方法。本次设计是在参考了《井巷工程》《矿井通风与安全》《采矿学》《煤矿安全规程》等资料设计而成，由于受水平和时间限制，本次设计有很多不足之处，恳请老师指正。 采区巷道方案设计 一、采区设计的内容 （一）采区设计说明书 （1）采区位置、境界、开采范围及与邻近采区的关系；可采煤层埋藏的最大垂深，有无小煤窑和采空区积水；与邻近采区有无压茬关系（2）采区所采煤层的走向、倾斜、倾角及其变化规律、煤层厚度、层数、层间距离、夹矸层厚度及其分布，顶底板的岩石性质及其厚度等赋存情况及煤质。瓦斯涌出情况及其变化规律，瓦斯涌出量及确定依据；煤尘爆炸性，煤层自然发火性及其发火期；地温情况等。水文地质：井上、下水文地质条件；含水层、隔水层特征及发育情况变化规律；矿井突水情况、静止水位和含水层水位变化；断层导水性；现生产区域正常及最大涌水量，邻近采区周围小煤窑涌水和积水情况等。煤层及其顶底板的物理、力学性质等。 （3）确定采区生产能力，计算采区储量（工业储量、可采储量）和高级储量所占的比例，计算采区服务年限并确定同时生产的工作面数目。 （4）确定采区准备方式。区段和工作面划分、开采顺序，采掘工作面安排及其生产系统（包括运煤、运料、通风、供电、排水、压气、充填和灌浆等）的确定。当有几个不同的采区巷道准备方案可供选择时，应该进行技术经济分析比较，择优选用。 （5）选择采煤方法和采掘工作面的机械装备。 （6）进行采区所需机电设备的选型计算，确定所需设备型号及数量， 区信号、通讯与照明等。 （7）洒水、掘进供水、压气和灌浆等管道的选择及其布置。 （8）采区风量的计算与分配。 （9）安全技术及组织措施：对预防水、火、瓦斯、煤尘、穿过较大断 层等地质复杂地区提出原则意见，指导编制采煤与掘进工作面作业 规程编制，并在施工中加以贯彻落实。 （10）计算采区巷道掘进工程量。 （11）编制采区设计的主要技术经济指标：采区走向长度和倾斜长度、区段数目、可采煤层数目及煤层总厚度、煤层倾角、煤的容重、 采煤方法、主采煤层顶板管理方法、采区工业储量和可采储量、 机械化程度、采区生产能力、采区服务年限、采区采出率和掘进 率、巷道总工程量、投产前的工程量。 （二）采区设计图纸 设计图纸一般包括：地质柱状图、采区井上下对照图、煤层 一、采区防突专项设计 （一）采区瓦斯地质概况 1. 地质构造及煤层赋存情况 煤层赋存条件及其稳定性、煤的结构类型及工业分析、煤的坚固性系数、煤层围岩性质及厚度、水平（采区）煤层（附综合柱状图说明）、可采储量、地质构造类型及特征、断层与火成岩分布、水文地质情况。 2. 瓦斯赋存情况 分煤层瓦斯含量及瓦斯成分、瓦斯压力、瓦斯放散初速度等原始参数、钻孔穿过煤层时的瓦斯涌出动力现象、邻近区域瓦斯地质情况。 （二）采区设计说明 1. 采区巷道布置 2. 采区供电、运输、行人等生产系统 3. 煤层开采顺序、采煤工艺、工作面接替顺序等 （三）通风系统说明 通风系统必须独立可靠。 （四）防突设施（设备）设置 （五）防突设计 1. 区域综合防突设计 （1）区域预测情况 说明区域预测（开拓前预测）的方法、临界值及区域划分结果等。 （2）区域防突措施 ①开采保护层 保护层的选择、沿走向及倾斜的保护范围及抽采被保护层瓦斯的方式等。 ②预抽煤层瓦斯 预抽煤层瓦斯的方式选择、钻孔控制范围、钻孔参数设计、封孔要求等。 （3）确定区域效果检验的方法 开采保护层、预抽煤层瓦斯的效果检验方法的选取，临界值的确定，检验区域内钻孔分布设计。 （4）确定区域验证的方法 石门揭煤、煤巷掘进工作面和采煤工作面进行区域验证的方法的选取及临界值的确定。 2. 局部综合防突设计 （1）确定工作面预测方法 采用的临界值、最小预测超前距等。 （2）工作面防突措施工程设计 石门和立井、斜井揭穿突出煤层的专项防突设计、煤巷掘进和采煤工作面的专项防突设计。 （3）确定工作面效果检验方法石门及其他揭煤工作面、煤巷掘进工作面、采煤工作面防突措施效果检验方法的选取及钻孔的布置及临界值的确定。 （4）安全防护措施 采区避难所设置、反向风门、挡栏、远距离爆破措施、压风自救系统等。 3. 首采面防突工程量 主要通风系统、瓦斯治理巷道工程量，各类钻孔工程量等。 （六）监控系统、传感器设置 （七）抽采系统设计（抽采系统、瓦斯计量安设） （八）附图 1. 瓦斯地质图 2. 采区巷道布置平、剖面图 标明瓦斯治理巷道，并要反映钻场、钻孔布置参数等。 目录 摘要 (3) 1 课程设计的目的 (3) 2 对采场矿山压力影响因素的探讨 (3) 2.1 生产条件对采场矿山压力的影响 (4) 2.2 生产工艺过程对顶板下沉速度上的影响 (4) 2.3工作面推进速度对矿山压力的影响 (4) 2.4 开采深度对矿山压力的影响 (4) 2.5 支护材料及顶板管理方法对矿山压力的影响 (5) 3 矿山压力的各种控制措施 (5) 3.1 支架和围岩的相互关系 (5) 3.2 巷道矿压控制方法及原理 (6) 3.3 冲击地压压及其控制 (6) 4 结论 (6) 参考文献 (7) 正文 摘要：通过对采场矿山压力呈现规律的研究,总结了对采场矿山压力的6种影响因素:自然条件的影响、开采深度的影响、生产条件对采场矿山压力的影响、工作面推进速度的影响、支护材料及顶板管理方法对矿山压力的影响、采空区处理方式对采场压力产生的影响。掌握对采场矿山压力的影响因素,对控制顶板具有非常大的意义。介绍了对采场矿山压力假说的探讨,提出了对软顶板、厚煤层顶板管理的建议。 关键词：矿山压力控制研究 1课程设计的目的 《矿山压力与岩层控制课程设计》是安全专业主干的课程的一个重要事件环节。通过课程设计使学生了解和掌握矿山压力与岩层控制的研究方法，加深对课程知识的理解，为以后得毕业设计及矿压理论研究奠定基础，使学生具备运用该方法解决安全工程实际问题的能力。 2 对采场矿山压力的影响 2.1 生产条件对采场矿山压力的影响 采面矿山压力与采高控顶距的关系。直接顶下沉量应符合或接近于岩层整体移动曲线。由于L远大于S0,因此岩层移动曲线可近似于直线,控顶距为R处的顶板下沉量SR与岩层最终下沉关系值为:SR/R=S0/L,因此: SR = S0/L×R,SR=1/L×[(kp -kp’)/ (kp -1)]×m×R,令:1/L×[(kp -kp’)/ (kp -1)]=η,则S=ηmR。因此, 学号：201214410503 华北理工大学 井巷课程设计说明书 设计人：石峰 专业名称：采矿工程 班级： 5 班 学院名称：矿业工程学院 指导教师：唐瑞、李占金 2015年6月 目录 1．设计的目的--------------------------------------------1 2．设计的条件--------------------------------------------1 2.1地质条件-------------------------------------------1 2.2生产能力及服务年限---------------------------------1 2.3井筒装备-------------------------------------------1 2.4运输设备及装备-------------------------------------1 3．设计内容-----------------------------------------------1 3.1主井的设计------------------------------------------1 3.1.1选择井筒断面形状---------------------------------1 3.1.2选择罐道形式及材料-------------------------------1 3.1.3确定净断面尺寸-----------------------------------2 1）箕斗布置及其相应尺寸--------------------------2 2)梯子间的布置及其结构尺寸-----------------------2 3）用图解法确定井筒直径--------------------------3 4）验算并调整M，Δ1，Δ2-------------------------3 3.1.4风速校核验算------------------------------------3 3.1.5选择支护方式及支护参数-------------------------3 3.1.6管路布置及计算各部分尺寸-------------------------4 《采矿学》课程设计大纲 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 设计题目一、二一般条件：某矿第一开采水平上山阶段某采（带）区自下而上开采Kl和K2煤层，煤层厚度、层间距及顶底板岩性如下表所示。该采（带）区走向长度3000m，倾斜长度1100m，采（带）区各煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，K1煤层属简单结构煤层，硬度系数f=2，K2煤层属中硬煤层，各煤层瓦斯涌出量较低，自然发火倾向较弱，涌水量也较小。设计矿井的地面标高为+30m，煤层露头为-30m。第一开采水平为该采（带）区服务的一条运输大巷布置在K2煤层底板下方25m处的稳定岩层中，为满足该采（带）区产系统所需的其余开拓巷道可根据采煤方法不同由设计者自行决定。 设计题目一、二煤层倾角条件：题目一：设计题目的煤层平均倾角为8°；题目二：设计题目的煤层平均倾角为16°。 设计采（带）区煤层及顶底板情况 设计题目三、四一般条件：某矿第一开采水平上山阶段某采（带）区开采K1煤层， 煤层平均厚度3.5m，顶底板岩性如下表所示。该采（带）区走向长度2500m，倾斜长度980m，采（带）区各煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，K1煤层属简单结构煤层，硬度系数f=0.3，该采（带）区K1煤层具备突出危险性，瓦斯含量为12m3/t。设计矿井的地面标高为+30m，煤层露头为-30m。第一开采水平为该采（带）区服务的一条运输大巷布置在K3煤层底板下方25m处的稳定岩层中，为满足该采（带）区产系统所需的其余开拓巷道可根据采煤方法不同由设计者自行决定。 设计题目三、四煤层倾角条件：设计题目三的煤层平均倾角为12°；设计题目四的煤层平均倾角为20°。 设计采（带）区煤层及顶底板情况 三、课程设计容 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》所学的知识，每人独立完成一份课程设计。设计者之间可以讨论、借鉴，但不得相互抄袭，疑难问题可与指导教师共同研究解决。本课程设计要对设计方案进行技术分析与经济比较。 五、设计说明书容 第一章采（带）区巷道布置 第一节采区或带区储量与服务年限 潘一矿采区巷道布置设计 第1章采区概况 潘一矿是淮南矿业集团主力矿井之一，1983年投产，设计生产能力3.0M t/a，经过技术改造，2005年核定生产能力4.0M t/a，矿井可采和局部可采煤层13层。其中13—1煤层是矿井目前的主采煤层，平均厚度4.5米。煤层结构复杂，顶底版一般为泥岩或沙子泥岩，遇水易泥化。矿井投产以来，先后采用普通综采和综采放顶煤工艺开采13—1煤层 。由于普通综采采高较低，13—1煤层不能一次采全高，开采效率低，难以实现高产高效，综采放顶煤开采虽然可以一次采全高，但煤炭灰分较大，不能适应煤炭市场需求，且放顶煤开采影响工作面推进进度，制约生产能力的提高，另外综采放顶煤开采采空区留有余 第一节煤系及煤层 石炭、二叠系为本区煤系地层，共有可采煤层14层，总厚度为27.67m。自上而下分别为1、3、4-1、4-2、5-2、6-1、7-1、8、11-2、13-1、16-1、16-2、17-1及18煤，其中13-1煤层为本采区主要可采煤层。 第二节采取内地质构造 该采取根据地质勘探和邻近采区揭露的资料看，无较大的断层和明显的褶曲构造，对井下开采无明显的影响，构造尚属简单。 第三节煤层要素及顶底板特征 所开采的C组13-1煤层：平均厚度4.49m，煤的密度为1.34t/ m3。为较稳定煤层，无夹矸，煤质中硬，结构简单，高瓦斯。 顶底板特征见下表： 顶板名称岩石名称厚度 （m） 岩性特征 伪顶页岩0.15灰黑色，多植物化石，局 部赋存 直接顶粉砂岩 2 - 4粉粒砂岩，不稳定 基本顶中细砂岩 6 - 10灰-灰白色细砂岩粒，较厚 第四节采煤方法和采煤工艺及劳动组织 根据煤层赋存条件，在13-1煤层中，本采区采用后退式走向长壁一次采全高综合机械化采煤方法回采。初放期间采高为3m以内，正常回采期间为3.5-4.5m.工作面最大控顶距3.5m，最小控顶距2.3m,面积为13.5m2,三角煤根据情况采用炮采或丢弃方式处理。工作面总体沿走向推进。 采煤工艺及劳动组织见下表： 工艺流程斜切进刀→打三角煤→割煤→移架→推溜→斜切 进刀 进刀方式端头斜切进刀，双向割煤，煤机往返一次进两刀 劳动组织采用“三八”制作业，中班检修，早、夜班生产 第2章采区及巷道布置 第1节采区形式及工作面划分 根据采区的走向长度和产量要求及采区的基本情况，将采区设计 为采取上山在后面（即井底车场一侧）的单翼开采形式。将采区五个区段，每个工作面推进长度为1500m,区段斜长为180m,护巷煤柱宽为15m。 第2节采区车场形式及采区上下山布置 根据采区的基本情况和生产需求，采区的井底车场采用立井折返式井底车场，上部和中部均采用单甩顶板绕道式车场，下部车场为顶板绕道式下部车场。井底车场设在采区东部。 《矿井开采》课程设计 说 明 书 姓名： 班级： 学号： 目录 前言 第一章采区巷道布置 第一节采区储量与服务年限 第二节采区内的再划 第三节确定采区内准备巷道布置及生产系统第二章采煤工艺设计 第一节采煤工艺方式的确定 第二节工作面合理长度的确定 第三节采煤工作面循环作业图表的编制 附表 前言 一、目的 1、初步应用《矿井开采》课程所学的知识，通过课程设计加深对《矿井开采》课程的理解。 2、培养安全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 设计条件： 井田境界：采区倾斜长度2800m；采区走向长度1060m； 采区境界：采区倾斜长度700m；采区走向长度1060m； 8号煤层：煤层厚0.55-2.60m，平均1.39m。顶板为砂质泥岩，底板以砂质泥岩为主，地面标高+1210m~1480m；煤层埋藏稳定。（柱状图中的84煤层）煤的容重γ=1.5t/m3。煤质中硬偏软，坚固性系数f=1.0～2.5。 =200m3/h。矿井最大涌水量Q大=4矿井开采技术条件：矿井正常涌水量Q 正 30m3/h。瓦斯相对涌出量q=12.5m3/d·t；煤尘有爆炸性，无自然发火倾向。84号煤为低灰-高灰、特低硫-高硫贫煤，生产能力30万吨 三、课程设计内容 第一章采区巷道布置 第一节区储量与服务年限 1、采区生产能力选定为30万t/a 2、采区的工业储量、设计可采储量 (1) 采区的工业储量 Z g=H×L×m× γ ………………………………………(公式1-1) 式中：Z g---- 采区工业储量，万t；H---- 采区倾斜长度，700m； L---- 采区走向长度，1060m；γ---- 煤的容重，1.50t/m3； m---- 煤层煤的厚度，为1.39米； Z g=700×1060×1.39×1.50=154.7万t (2) 设计可采储量 Z K=(Z g-p)×C ……………………………………………………(公式1-2)式中：Z K---- 设计可采储量, 万t； Z g---- 工业储量，万t； p---- 永久煤柱损失量，万t； C---- 采区采出率，厚煤层可取75%，中厚煤层取80%，薄煤层85%。本设计条件下取80%。 P=30×2×1060×1.39×1.50+15×2×(700-30×2)×1.39×1.50=13.53万t P---- 上下两端永久煤柱损失量，左右两边永久煤柱损失量，万t； Z K=( Z g-p)×C=(154.7-13.53)×0.8=112.94万t (3)采区服务年限 T= Z K/A×K …………………………………………………………(公式1-3)式中：T---- 采区服务年限，a; A---- 采区生产能力，30万t； Z K---- 设计可采储量，112.94万t； 井巷工程 课 程 设 计 学院：环境与资源学院专业班级： 姓名： 学号： 指导老师： 成绩： 设计目的： ⒈巩固提高所学的专业知识，使其理论联系实际。 ⒉培养和锻炼学生独立工作能力，分析和解决问题的能力。 ⒊培养学生在设计、计算、绘图、查阅和运用科技文献资料、正确编写专业技术文件等方面的能力。 ⒋熟悉煤炭工业有关的方针政策、规程、规和技术规定等，充分开发智力潜力，建立全面经济观念，为毕业后工作奠定坚实的基础。 设计采用标准： 本次设计依据《井巷设计基础》、《煤矿安全规程》及《矿山井巷工程施工及验收规》。 设计容： ⒈巷道断面设计 首先选择巷道断面形状，确定巷道净断面尺寸并进行风速验算；其次，根据支护参数，计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许的超挖值，求出巷道的计算掘进断面尺寸，然后布置水沟和管线；最后，绘制巷道断面施工图，编制巷道特征和每米工程量及消耗量表。 ⑴钻眼爆破工作 ①爆破后所形成的断面应符合设计要求．光面爆破要求巷道超挖不大于150毫米,欠挖不得超过质量标准的规定。 ②爆破的岩石块度应有利于提高装岩生产率(一般不大于300毫米);有时还要求堆积状况便于组织装运和钻眼与装岩平行作业。 ③爆破后围岩震裂较小,不崩倒棚子和损坏设备。 ④爆破单位岩石所需炸药和雷管的消耗量低,钻眼工作量小,炮眼利用率要达到85％以上。 (2)施工组织与管理 容：概论、矿井的基本情况,矿井建设的准备工作,矿井建设的施工程序,列表详细阐述,确定井巷工程的施工方案。 施工管理：推行招标承包制和积极展开建设监理工作,深入了解招标投标方式与技术程序,加强设计管理,建立修改设计管理制度,加强材料设备的技术性能资料管理和建立技术档案,做好隐蔽工程的原始记录和工程验收工作,切实做好劳动力的培训与调配,切实做好工作平衡,认真抓好“概算、预算、决算”工作。 (3)安全生产 包括：开采水平巷道、井巷的维修、通风、安全监测、爆破材料的储存、井下放炮、平巷运输,井下工作人员都必须熟悉安全出口。井下每一个水平到上一个水平和各个采区都必须至少有两个行人的安全出口并与通道地面的安全出口相连接.为建成两个安全出口的不沟。 采区巷道布置方案 一、采区位置、边界及范围 石壕矿四采区位于陇海铁路以南区域，采区北部边界以陇海铁路煤柱为界，东、西及南部边界为矿井边界。该区域走向NW～SE，倾向NE，走向长1.3～2.4km，倾斜宽0.55～1.85km，面积为2.3119km2。 二、采区储量及服务年限 根据二1煤层底板等高线及资源储量估算图，经统计：四采区可采储量为：781.5万吨。采区生产能力按60万吨/年，服务年限为9.3年。 三、采区巷道布置方案及比较 根据郑州设计院2011年11月编制的《河南大有能源股份有限公司石壕煤矿南风井工程初步设计》，四采区按单翼采区进行布置，将采区上、下山巷道布置在陇海铁路南侧煤柱线内，以减少煤柱损失。 +200m水平南翼轨道运输大巷与四采区回风巷（直接与南翼回风井相连）向南延伸进入铁路以南区域后，四采区即分为上下山开采，本设计考虑先采上山部分，后采下山部分。采区上、下山巷道分别按二条考虑，即轨道上、下山和皮带上、下山。设计考虑便于回采巷道与准备巷道连接，并根据矿方实际生产经验，将采区轨道上、下山布置在煤层底板距煤层15m的岩层中或布置在煤层顶板距煤层5～10m 的大占砂岩中，作辅助提升和回风巷；皮带下山沿二1煤层顶板布置在二1煤层中，作主提升和进风巷。采区中部设置一条胶带运输大巷，布置在二1煤层底板距煤层约20m的岩层中，并通过二采区胶带下山延伸段、二采区集中运煤巷与主井底煤仓相连。 综合考虑上述因素，结合石壕矿四采区所处位置以及目前矿井实际生产情况，本设计筛选出三个采区巷道布置方案，现分述如下：方案一（轨道下山分段，沿底布置）： 设计综合考虑采区运输、通风需要、准备巷道与回采巷道的联接关系，将四采区轨道上山布置在北侧并布置在煤层底板中，皮带下山布置在南侧并布置在煤层中。 四采区下山部分分为两段施工，在+80m水平设置辅助水平，并布置一个中部水仓、泵房，四采区轨道下山上、下段均布置在北侧并布置在煤层底板中，皮带下山上、下段均布置在南侧并布置在煤层中，其连接处与胶带运输大巷之间设置一个采区缓冲煤仓。 轨道下山上段通过上部车场与-200轨道大巷相连，通过回风联络巷与四采区回巷相连。皮带下山上段的上部与四采区皮带上山连通，下部通过采区煤仓与胶带运输大巷连通；皮带下山下段亦通过采区煤仓与胶带运输大巷连通。 在四采区最下部再布置一个下部水仓、泵房。采区变电所、采区避难硐室均布置在四采区下山的上部车场附近。 方案二（轨道下山分段，沿顶布置）： 四采区轨道、皮带上山布置同方案一，四采区轨道、皮带下山布置的位置也同方案一，轨道下山上、下段布置在煤层顶板距煤层5～10m的大占砂岩中。 方案三（轨道、皮带下山不分段，沿底布置）： 四采区轨道、皮带上山布置同方案一，四采区下山部分不分段，采区轨道、皮带下山直通采区下部边界附近，在采区下部布置一个水仓、泵房。采区皮带下山中部通过煤仓与胶带运输大巷连通，并布置一个采区中部车场将胶带运输大巷与轨道下山连通。采区皮带下山需 目录 第一章带区地质特征 第一节带区概况 (2) 第二节带区开采煤层特征 (2) 第三节带区地质构造、瓦斯、煤尘及发火情况 (3) 第二章带区巷道布置 第一节带区储量与服务年限 (3) 第二节带区内的再划分 (6) 第三节确定带区内准备巷道布置及生产系统 (7) 第三章采煤工艺设计 第一节采煤工艺方式的确定 (12) 第二节工作面主要机械设备 (13) 第三节采煤机工作方式 (14) 第四节采煤工作面循环作业图表的编制 (20) 设计总结 (23) 参考文献 (24) 第一章带区地质特征 第一节带区概况 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。本采区构造简单，煤层为厚煤层，煤层埋藏稳定，构造简单，煤质中硬，煤层厚度4.5m，煤的密度为1.35t/ m3，自然发火期为3-12个月。采区走向长度2000m，倾斜长度1230m,煤层倾角为7.5。 大巷位置：运输大巷、回风大巷都布置在煤层底板岩石中，标高分别为-315m、-325m。 运输方式：大巷运煤采用胶带输送机。 瓦斯等级：瓦斯相对涌出量5 m3/t，为低瓦斯矿井。 第二节带区开采煤层特征 1、概述 此煤层通过巷道揭露在本区赋存较稳定，结构简单，本采区构造简单， 煤层为厚煤层，煤层埋藏稳定，构造简单，煤质中硬，煤层厚度4.5m，煤 的密度为1.35t/ m3，自然发火期为3-12个月。采区走向长度2000m，倾 斜长度1230m,煤层倾角为7.5° 2、煤层顶底板特性 （1）顶板 煤层直接顶为砂岩，厚6m， （2）底板 煤层直接底为粉砂，厚12m。 目录 第一章采区开采范围及地质况 (1) 第二章采区地质、工业和可采储量 (1) 第三章采区参数及区段的分 (3) 第四章采区巷道布置 (4) 第五章采煤方法及回采工艺 (7) 第六章采区生产能力及服务年限 (8) 第七章采区生产系统 (10) 第八章安全措施 (11) 第九章附图 第一章 采区的开采范围及地质情况 一. 采区的位置及开采范围 某采区位于某某矿二水平左翼，东以（如图附图一）号勘探 线为界北以某煤层露头为界，西以（如图附图）号勘探线为界，南以 矿井边界走向长度1650m ，采取平均倾斜长度1000m 采区内有1#，2# 两层煤，煤层倾角16度，采区内部分位置的煤层倾角有变化。 根据临采区揭露的资料显示，本采区构造简单。1#煤层平均厚度 2.23m 煤的密度为1.97t\ m 3为稳定煤层，煤质中硬，底板中硬，节 理发育较低，自然发火期短，伪顶直接顶岩性比较硬。 2#煤层平均厚度2.48m 煤层的密度为1.74\ m 3 .为稳定煤层，煤质中硬，底板硬，结构简单，节理发育地，自然发火期短，伪顶直接 顶岩性比较硬。1#煤层和2#煤层间距5.1m 地质构造：煤层赋存稳定，地质构造简单，但出于中等褶曲内， 对采掘工作造成一定的影响。 煤层露头距地表有39m 的泥土，地表比较平坦。 第二章 采区地质、工业和可采储量 一. 采区地质、工业和可采储量计算 1. 采区地质、工业储量计算 t 1393328069043207028960 1.74)2.481000(16001.97)2.231000(1600 R M I L R M I L Q 22221111=+=???+???=+???==） （）（工地Q 3 采煤方法及采区巷道布置 3.1 煤层地质特征 3.1.1 煤层赋存情况 采区内主要可采煤层为二叠系下统山西组二1煤和石炭系上统太原组一1煤。二1煤厚0～9.38m之间，平均厚度为2.70m。煤层倾角平均17°，煤层赋存稳定。一1煤厚0～4.41m之间，平均厚度为2.46m，煤层倾角与二1煤相近，煤层结构简单。 3.1.2 煤质与地质情况 1、煤质分析 采区内一 1 煤为中灰、低挥发分、高硫分、低磷分、高热值、中等软化温度灰、呈小块状及碎粒状的贫煤。二1煤为中灰、低挥发分、特低硫、低磷分、特高热值、较高软化温度灰、粉状贫煤。煤的抗碎强度特低，可磨性指数属易磨煤，CO2反应性较弱，高热稳定性，结渣性中等。 2、煤层顶底板 ①二1煤：煤层直接顶以中-细粒结构的大占砂岩为主，煤层底板以砂质泥岩和泥岩为主，局部含夹矸。 ②一1煤：煤层直接顶以砂质泥岩和泥岩为主，煤层底板以砂质泥岩、泥岩和石灰岩为主，煤层位稳定，结构简单，偶含1～2层夹矸。 3、水文地质 本区内水文地质条件尚属简单，主要充水因素有：二1顶板砂岩和断层破碎带裂隙淋水、一1石灰岩岩溶裂隙承压水和大气降水。全井田的正常涌水量465.46m3/h，最大涌水量为805.25m3/h。 3.1.2 煤层瓦斯、自燃、发火特征 ①一 1 煤层只有一个孔取到瓦斯样，瓦斯资料没有或较少，勘探报告没有评 述。二 1 煤层瓦斯含量0.093～17.391 m3/t2daf，平均5.354 m3/t2daf。 ②本区二 1煤火焰长度为5mm，加岩粉量为10%，二 1 煤层的煤尘具有爆炸性。 一 1 煤未做煤尘爆炸性试验，根据邻区郜城井田试验结果：加岩粉50～55％，火 焰长度达25～30mm，一 1 煤层的煤尘具有爆炸性。 ③一 1煤自燃倾向等级属不自燃－易自燃，二 1 煤属不易自燃。 3.2 采区巷道布置及生产系统 3.2.1采区及首采区划分 根据矿井煤层及地质分布，本井田设计单水平开采，共划分为四个采区，其中二1煤上下山各一采区，一1煤上下各一采区。矿井首采区位于二1煤上山采 采区设计（矿井通风系统）课程设计任务书 1、设计依据 给定矿井开拓系统和某一采区区域范围及煤层地板等高线图，矿井概况及生产情况，以及采区生产能力（产量）、瓦斯涌出量等条件，进行采区巷道布置及采区通风系统设计。 设计题目及资料来源 由具体指导老师确定。 2、设计内容 1）采区设计：采区巷道布置（采区上下山、主要进回风、运输巷道），回采巷道布置，回采工作面布置，明确巷道之间的联接关系；简单进行采煤方法、回采工艺设计； 2）采区（或矿井）通风系统设计：采区通风系统确定（要有相应的通风构筑物）、用风地点风量计算与分配（采用由内向外四算一校核的方法），计算采区巷道通风阻力。进行简单的矿井通风系统设计（通风机选型和工况点分析）。 3）安全工程设计【推荐选作】：瓦斯抽采设计、防灭火灌浆设计、注氮气设计、阻化剂设计等。 3、设计要求 完成采区通风系统设计说明书一份，采区巷道布置图，矿井（采区）通风系统图、网络图。（说明书和图纸格式按照学校毕业设计要求的格式完成） 4、提交材料 采区设计及通风系统设计说明书，采区巷道布置图，矿井（采区）通风系统图、通风网络图。（包括草稿、电子文档） 5、指导要求 设计主要分为两个内容：采区巷道布置和矿井（采区）通风设计。 本着今后实施“课程设计进行简单矿井通风设计，毕业设计进行有针对性的老矿井改造通风设计和侧重安全系统设计，加强学生能力培养”的教学计划改革探索，也为适应当前煤矿集约化开采体系的需求，使学生尽早熟悉矿井通风设计的方法，及时消化《矿井通风与空气调节》课中的矿井通风设计内容，本次设计可根据学生情况可适当要求进行简单的矿井通风系统设计（通风机选型和工况点分析）； 在制定设计题目时，原始CAD图纸给出水平大巷、井底车场及主要硐室等矿井开拓布置 《采矿学》课程设计说明书 学院： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 中国矿业大学 2013年6月 目录 第一章采区巷道布置---------------------------------------------------- 1 第一节采区储量与服务年限 ------------------------------------------- 1 第二节采区内的再划分 ------------------------------------------------- 6 第三节确定采区巷道布置及生产系统 ------------------------------- 8 第四节采区中部车场线路设计 ---------------------------------------12 第二章采煤工艺设计 ----------------------------------------------------21 第一节采煤工艺方式的确定 ------------------------------------------21 第二节工作面合理长度的验证 ---------------------------------------31 第三节采煤工作面循环作业图表的编制 ---------------------------33 第一章采区巷道布置 第一节采区储量与服务年限 ?设计条件和思路： 1、采区生产能力选120万t/a 2、计算采区工业储量，设计可采储量 3、该采区走向长度3600m，倾斜长度1100m 一、工业储量的计算 该采区走向长度3600m，倾斜长度1100m 井田工业储量的计算 γ? S Z L ? ? =M g 式中 Z——矿井工业储量，万t； g L——采区走向长度，m； S——采区倾斜长度，m； M——煤层厚度，m； γ——煤的容重，t/ m3；取值为1.30 该井田包含两层中厚煤层，由于该煤层稳定，地质条件简单，因此取Z g=Z d 上煤层工业储量：Z g=3600×1100×3.5×1.30=1801.8万t 下煤层工业储量：Z g=3960000×2.5×1.30=1287万t 则矿井工业储量为：Z g=1801.8+1287=3088.8万t 5 采区巷道布置及回采工艺 本设计开采8煤层，前期采用中央并列式。根据整个矿井的地质情况，以及为了通风安全，前期，在靠近工业广场的附近布置工作面。后期采用两翼对角式通风，工作面再向井田边界方向布置。为了矿井达产，在南翼布置带区，在北翼布置采区。本设计主要进行采区的巷道布置，以及采区回采工艺的设计。 5.1 煤层的地质特征 本井田位于淮南煤田南部的阜凤与舜耕山逆冲断层之间，含煤地层总体构造形态为一走向北西、倾向北东、倾角一般在20°左右且局部有倒转现象的单斜构造。 本设计以整个矿井的煤为基础，而本设计主要开采8煤，采区的设计以8煤层为基础，巷道的布置也是用来开采8煤层。 5.1.1 煤层情况 8煤层：厚度2.43～17.66m，平均4.94m，下距7煤4.30m，可采系数100%，变异系数47%，为主要可采煤层，但厚度变化特征十分显著，井线以西大片地段厚度极为稳定，一般变化在3.50～4.00m之间，变异系数23%；井线以东厚度显著增大，一般变化在6～10m之间，变异系数56%，因此，全区8煤层变异数偏大，但仍以稳定为主。煤厚变化见图5-22，煤层结构简单～较复杂，一层夹矸率31%，二层夹矸率29%，其岩性为泥岩、炭质泥岩，煤层顶板砂岩及砂页岩互层，底板泥岩、砂质泥岩，属稳定煤层。 8煤层顶板及其上部岩层为一植物化石带，主要为羊齿、瓣轮叶、斜羽叶等，而以椭圆斜羽叶及栉羊齿富集为其特征。 5.1.2 煤层瓦斯含量 本井田部分主要可采煤层瓦斯含量最大值介于8.40～17.85m3/t之间，且甲烷成分一般在80%左右，由此表明本井田深部主要位于瓦斯带。总体来看，本井田同一煤层的瓦斯含量除有随深度增加而增高的趋势以外，还可能在局部形成瓦斯富集带，8煤层为富瓦斯煤层。 5.1.3 煤尘爆炸性和煤的自燃倾向 本井田各可采煤层均有煤尘爆炸危险，浅部煤尘爆炸指数30%～35%。各可采煤层均有自然发火倾向，发火期一般为3～6个月。 5.1.4 地温 根据九龙岗矿长观孔资料，本井田所在地区的恒温带深度为自地表向下垂深30m，相应的温度为16.8℃。 本井田地温梯度介于0.75～2.07℃/hm之间，其中东部高于西部，属地温正常区。总体来看，本井田地温具有深高浅低和东南略高于西北的变化特点。 采矿学 课程设计说明书 设计题目: 助学院校: 自考助学专业: 姓名: 自考助学学号: 成绩: 指导教师签名: 河南理工大学成人高等教育 2O 年月日 前言 采矿课程设计是采矿工程专业教学环节的重要一环。它是学生学过《井巷工程》、《采矿学》、《矿井通风安全》等课程，以及通过生产实习之后进行的。其目的是巩固和扩大所学理论知识并使之系统化，培养学生运用所学理论知识解决实际问题的能力，提高学生计算、绘图、查阅资料的基本技能，为毕业设计奠定基础。 采矿课程设计是属于教学性设计，设计题目由指导教师拟定。学生应根据设计题目按照本大纲的要求，在规定的时间内认真、独立地完成计算、绘图、编写说明书等全部工作。 设计中要认真贯彻《煤炭工业技术政策》、《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》以及国家制定的其它有关煤炭工业的方针政策。设计力争作到分析论证清楚、论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计成果达到较高水平。 目录 1 井田地质特征、矿井储量及设计生产能力 (1) 1.1 井田地质特征 (1) 1.1.1地层 (1) 1.1.2 构造 (2) 1.2 井田范围及储量 (3) 1.2.1 井田境界 (3) 1.2.2 井田储量 (4) 1.2.3 矿井的工业储量 (4) 1.2.4 矿井设计储量 (5) 1.2.5 矿井设计可采储量 (6) 1.3 矿井年储量及服务年限 (8) 1.3.1矿井工业制度 (8) 1.3.2矿井服务年限 (8) 2 井田开拓 (9) 2.1 井田内划分 (9) 2.2 开拓方案的选定 (9) 2.3方案经济比较 (10) 确定方案 (13) 3 采煤方法 (15) 3.1 选择确定采煤方法 (15) 3.2 采区巷道布置 (15) 3.2.1采区主要参数的确定 (15) 3.2.2煤柱尺寸 (16) 3.2.3采区上下山的布置 (16) 3.2.4回采巷道的布置 (16) 3.2.5联络巷的布置 (16) 3.2.6采区车场形式的选择 (16) 3.2.7采区硐室 (18) 3.2.8采区千吨掘进率、采区掘进出煤率及采区回采率 (18) 3.3 回采工艺 (19) 3.1.1综采工作面的主要设备 (20) 3.2.2工作面循环方式和循环作业图表的编制 (21) 参考文献 (24) 第一章采区地质特征 1.1 采区概况 1.1.1、采区位置 1、采区位置、范围、煤层的赋存情况：采区位于井田东部地理坐标：东经110°10' 10.00"—110°11' 00.00"，北纬30°10'00.00"—40°10'00.00" 本采区位于第一水平，采区上部边界为1号煤层露头线，下部边界为+1000m采区运输大巷水平，东部以东二采区边界线为界。 本采区位于第一水平，采区上部边界为1号煤层露头线，下部边界为+1000m采区运输大巷水平，采区运输大巷位于3号煤层中，采区倾斜长度为500m，走向长度为3000m。 本采区含煤层有1、3层，对1、3煤层的特征叙述如下： 1号煤层：位于上部,1号煤层为中厚煤层，煤层厚度变化不大，比较稳定，局部有突然增厚或变薄现象属于可采煤层，中部厚度较大，向东及向西厚度逐渐变小，无夹石，顶底板为砂岩和砂质页岩，顶板中等稳定。煤层厚度平均为3.5ｍ。煤层结构简单，煤的容重为 1.40t/m3。煤层平均倾角为15° 3号煤层：位于下部，3号煤层厚煤层，属于可采煤层，无夹石，顶底板为砂岩和砂质页岩，顶板中等稳定。且属于较稳定煤层。煤厚平均为4.0ｍ。煤层结构简单。煤的容重为1.50t/m3。煤层平均倾角为15° 距1号煤层20m左右，煤层厚度有一定变化，1、3号煤层的层间距离较小平均为25m 1.1.2、与地面关系 采区上部边界为1号煤层露头线，采区东部有村庄，目前村庄尚未搬迁，西邻河流，由于地面有交通线路，所以要留设道路保护煤柱，按照当地地质资料，煤层埋藏深度由上到下逐渐增加，平均按 100m,150m,200m,250m 的埋藏深度计算，在道路两旁各留10m后以60°的垮落角计算保护煤柱宽度。 1.1.3、采区内煤系产状 煤层平均倾角为15o，根据地面钻孔揭露地质资料分析,该采区煤层厚度分别为3.5m和4.0m 1.2 地质特征及煤层情况 1.2.1、采区地质构造 本采区内地质结构单一没有或者很少断层。 1.2.2、煤层情况 （1）煤质 1号和3号煤层为黑色、线理状结构，块状构造，金属光泽，属光亮型、半光亮型煤。均为低硫分煤；且都为低中灰分，发热量大的优质煤，是工业、民用、动力燃料和良好的化工原料。 （2）瓦斯 瓦斯涌出量较少，属低瓦斯矿井。[]煤矿开采学课程设计指导书安全工程专业
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