煤矿开采学第21章-矿井开采设计

《煤矿开采学》课程设计说明书班级：姓名：学号：指导老师：完成时间：目录序论 (3)第一章．带区巷道布置 (5)第一节．带区储量与服务年限 (5)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 (8)第四节．带区中部甩车场线路设计 (9)第二章．采煤工艺设计 (10)第一节．采煤工艺方式的确定 (10)第二节．工作面合理长度的确定 (15)第三节．采煤工作面循环作业图表的编制 (16)序论一、设计目的1.通过课程设计，使学生进一步消化和理解《煤矿开采学》所讲授的基本理论知识，对现代化矿井的采煤方法、准备方式等的内涵有一个基本了解。

2.通过课程设计，培养学生动手能力，对编写采矿技术檔，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1、设计题目的一般条件采区位置上部标高-450m，下部标高-600m，采（带）区走向平均长度2287.5m，倾斜平均长度为1353.6m，倾角平均为7°。

采区内共有两层煤，区内地质构造简单，为单斜构造，无断层和褶曲,无火成岩侵入。

采区内无大的含水层和地下水，开采条件较好。

运输方式为大巷采用3吨底卸式，10吨级线电机车牵引，井底车场为折返式，矿井通风方式为中央并列式。

运输大巷和回风大巷均布置在煤层地板岩石中，标高自定，采取生产能力为90万吨/年。

2、煤层特征本采区内赋存的C1煤层和C2煤层，煤层均为薄煤层。

煤层埋藏稳定，构造简单，煤质中硬。

煤层爆炸指数为34-70%。

煤层瓦斯相对涌出量为低于5立方米/吨日，瓦斯含量小，采（带）区所属矿井属于低瓦斯矿井。

三、课程设计内容1、一个采区（盘区）或带区巷道布置设计；2、一个采煤工作面的采煤工艺设计及编制循环图表；3、采区中部车场线路设计第一章带区巷道布置第一节带区储量与服务年限1、设计生产能力90万t/年。

2、带区工业储量、设计可采储计算（1）带区工业储量Zg=H×L×(m1+m2)×γ (公式1-1) 式中： Zg---- 带区工业储量，万t；H---- 带区倾斜长度，1353m；L---- 带区走向长度，2287 m；γ---- 煤的容重，1.35t/m3；m1---- C2煤层煤的厚度，为3米；m2----C1煤层煤的厚度，为3米；Zg1=1353×2287×3×1.35=1253.19万tZg2=1353×2287×3×1.35=1253.19万tZg=1353×2287×（3+3）×1.35=2506.38万t（2）、设计可采储量ZK=（Zg-P）×C (公式1-2)式中：ZK---- 设计可采储量, 万t；Zg---- 工业储量，万t；P---- 永久煤柱损失量，万t；C---- 带区采出率，厚煤层取75%，中厚煤层取80%，薄煤层85%，这里C 1=0.75, C2= 0.80。

煤矿开采设计绪论一、目的通过课程设计，使学生能够综合运用和深化所学过的理论和专业知识。

熟悉使用规范，设计手册和查阅参考资料，培养学生的分析问题、解决问题和独立工作的能力，并进一步提高学生的计算、绘图和编写说明书的能力。

为毕业设计中编写毕业设计及绘制设计图纸打下基础。

二、设计题目某矿地处平原、地面标高+50m，井田走向长度5km，倾斜方向长度3.3km。

井田上界以标高－50m为界，下界以标高－500m为界，该煤层全井田稳定可采，煤层倾角平均为15度，属缓斜煤层。

该煤层左右边界各有20m的边界煤柱，上部留30m的防水煤柱，下部留30m的护巷煤柱。

设计的采区走向长度为3000m,倾斜长度为1200m,煤层结构比较简单，没有断层，不含夹矸，顶板为泥岩、砂质泥岩，底板为泥岩。

煤层厚4.7～6.9m，平均厚5.8 m，为V ～Ⅵ阶段的焦煤，中低灰、特低硫、低磷，煤硬度f=1.5～2．0，属中等硬度煤层。

矿井采用2个立井石门开拓，中央分列式通风。

煤层瓦斯含量较低，属于低瓦斯矿井。

煤层不易自燃，涌水量小，开采技术条件较好。

运输大巷布置在下部煤层地板的稳定岩层中，回风大巷布置在上部煤层顶板坚硬的岩层中。

矿井分为两个阶段，每个阶段划分为四个采区，每个采区划分为五个区段。

设计内容1、采区巷道布置2、采煤工艺第一章采区概况及地质特征某矿地处平原、地面标高+50m，井田走向长度5km，倾斜方向长度3.3km。

井田上界以标高－50m为界，下界以标高－500m为界，两侧系人为划定境界。

该煤层全井田稳定可采，煤层倾角平均为12度，属缓斜煤层。

该煤层左右边界各有20m的边界煤柱，上部留30m的防水煤柱，下部留30m的护巷煤柱。

设计的采区走向长度为3000m,倾斜长度为1200m,煤层结构比较简单，没有断层，不含夹矸，顶板为泥岩、砂质泥岩，底板为泥岩。

煤层厚4.7～6.9m，平均厚5.8 m，为V ～Ⅵ阶段的焦煤，中低灰、特低硫、低磷，煤硬度f=1.5～2．0，属中等硬度煤层。

井田划分的影响因素：1，实事求是矿区地质条件是划分井田的基础条件。

2选择合适的矿区开发强度3统一规划正确处理深浅部各矿井的相邻关系4选择合适的井口位置和工业广场。

5为矿井的改扩建留有后备区6统筹全局全面规划谋求综合效益最大化。

影响矿井生产能力的主要因素：资源和储量、地址和开采条件、矿井和水平服务年限、技术装备和管理水平。

矿区建设顺序的基本原则：1先浅后深2先小后大3先易后难4先平硐再斜井后立井5先改扩建在新建6现急需后一般7同时建设的矿井不能太多矿井设计程序：经批准的矿井总体规划是矿区开发的指导性文件，煤矿建设项目开发应当符合，煤炭矿区综合开发和煤炭产业要求。

矿井设计一般程序为项目建议书——可行性研究——初步设计——施工图设计。

矿井设计依据：1项目建议书2精查地址报告3矿井可行性研究报告4国家的总的建设方针，政策及有关规程规范。

5经批准的上一阶段设计确定的原则。

矿井开采设计的原则：1提高设计水平保证设计质量2要保证合理的设计周期3加强设计审批工作。

矿井开采设计的步骤：1提出可行性方案2进行方案的技术比较3进行方案的经济比较4方案的多目的多目标的综合评价优选。

5编写方案说明绘制设计图纸矿井开采设计方案中参数的确定方法：1统计分析法：根据现有矿井的实际情况针对须解决的问题调查统计，建议分析某些记住参数的关系，某些参数的合理平均值或可取范围。

2标准定额法：是以规范规程和规定的形式，对开采设计中的某些技术条件或参数做出具体规定，而后据此规定条件确定某设计方案内其他有关参数。

3数学分析法：通常是以吨煤费用为最低为标准，列出吨煤费用与欲求参数之间的函数关系，采用微分求极值方法，求解开采设计方案中某些参数的有利值。

方案比较法：在进行工程设计时，根据已知条件列出，在技术上可行的若干方案，然后进行具体的经济和技术比较，从中选出相对最有的技术方案，这种设计方案叫做方案比较法。

实质：1可以从不同的角度提出几个不同的方案2经济的合理性3技术上的可靠性和先进性为前提。

安全工程系《煤矿开采学》课程设计说明书课程名称：煤矿开采学组别：成员：指导教师：2013年12月目录绪论 (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 (6)第三节确定采区内准备巷道及布置系统 (8)第四节采区中部甩车场 (11)第二章采煤工艺设计 (11)第一节采煤工艺方式的确定 (11)第二节工作面合理长度的确定 (15)第三节采煤工作面循环作业图表的编制 (16)小结 (18)绪论一、课程设计的性质、目的和任务（一）课程设计的性质《煤矿开采学》是安全工程专业学生必修的一门专业理论课程。

安全工程课程设计是在高年级学生学完《煤矿开采学》课程后的一次集中式的综合设计，是一次重要的实践性教学环节。

（二）设计的目的和任务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.培养安全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、课程设计的主要内容（一）设计题目的一般条件（下例为假想矿井）某矿第一开采水平上山某采(带)区自下而上开采K1、K2、K3煤层，煤层厚度、层间距及顶底板岩性见综合柱状图。

该采(带)区走向长度3000m，倾斜长度900m，采(带)区内煤层埋藏平稳，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和K3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+30米，煤层露头为-30米。

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25米处的稳定岩层中，为满足该采（带）区生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。

（二）设计题目的煤层倾角条件（1）设计题目的煤层倾角条件1：煤层平均倾角为12°。

（2）设计题目的煤层倾角条件2：煤层平均倾角为25°。

××矿××带区120万吨/年生产能力设计专业课程：《煤矿开采学》课程设计2018年1月1 日《煤矿开采学》课程设计任务书题目**矿**采（带）区**万吨/年生产能力设计专业安全工程班级安全工程1541 一、设计题目**矿**采（带）区**万吨/年生产能力设计。

二、设计时间2017年12月25 日—— 2018年1月5日。

三、设计资料1、设计题目的一般条件（下例为假想矿井）某矿第一开采水平上山阶段某采（带）区内为一层煤（或两层煤，依具体任务确定，若设计题目是两层煤，则自上而下顺序为Kl、K2煤层），煤层厚度、层间距及顶底板岩性见综合柱状图。

该采（带）区走向长度2000m，倾斜长度800m，采（带）区内各煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，煤层均属简单结构煤层，硬度系数f=2，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。

2、设计题目的煤层倾角条件（1）设计题目的煤层倾角条件1：煤层倾角条件1：煤层平均倾角为12°（2）设计题目的煤层倾角条件2：煤层倾角条件2：煤层平均倾角为25°或设计条件为：（1）一层煤，煤层厚度2.2m，煤层倾角20°，（2）一层煤，煤层厚度2.2m，煤层倾角12°；（3）一层煤，煤层厚度6.9m，煤层倾角20°；（4）一层煤，煤层厚度6.9m，煤层倾角12°；（5）两层煤，K1煤层厚度6.9m，K2煤层厚度2.2m，煤层倾角20°；（6）两层煤，K1煤层厚度2.2m，K2煤层厚度6.9m，煤层倾角20°；（7）两层煤，K1煤层厚度6.9m，K2煤层厚度2.2m，煤层倾角12°；（8）两层煤，K1煤层厚度2.2m，K2煤层厚度6.9m，煤层倾角12°；设计采（带）区综合柱状图一层煤：两层煤：四种，设计者可以在三种中任选一种。

前言本次设计是根据学院实训基地煤矿模型矿进行的毕业设计，包括矿井生产图纸和资料，进而对矿井进行的初步设计。

采矿工程毕业设计是采矿专业全部教学进程中的最后一个环节。

它是我们在完成本专业教学计划规定的学习内容之后，通过综合运用各学科的理论知识，根据某一矿井的实际情况,对其进行的系统化设计，这对提高我们理论分析和解决采矿工程技术问题的能力有着现实的实践意义，所以这也是采矿专业的核心。

设计是在我们搜集、整理和运用资料的基础上，通过贯彻执行《矿产资源法》、《煤炭法》、《煤炭工业技术政策》、《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿业设计规范》之后，再进行井田开拓、准备方式及采煤方法的选择和矿山运输、提升、排水及通风的设计计算。

所有这些都能培养我们分析问题、解决问题的综合能力和撰写技术文件、绘制工程图件的基本技能。

衷心感谢院领导和采矿教研室的老师的帮助和辅导，尤其要感谢我的老师——，在这三个月里，正是他认真、耐心、详细的辅导，才使我能按时、按质的完成毕业设计。

由于本人知识水平和知识范围的限制，设计中难免有不当和错误之处，恳请批评指正。

摘要本设计是根据学院实训基地煤矿模型矿进行的毕业设计。

设计的井田面积为41平方公里，矿井年产240万吨，井田内煤层赋层较深，倾角不大，平均厚3.83m，瓦斯涌出量相对较小，煤层有自然发火倾向，矿井涌水量一般。

设计采用立井两水平暗斜井延深开采的开拓方式，采用倾斜长壁采煤方法，综合机械化一次采全高的回采工艺，用全部跨落法处理采空区，主要对矿井开拓方式、准备方式、采煤方法进行了初步设计，对矿井运输、通风、排水等生产系统进行了设备选型计算，对矿井各个生产系统的生产过程进行了描述，并对矿井各个生产系统和各生产环节之间的相互联系和制约关系进行了有关说明。

在设计过程中，尽量采用先进的技术和设备，矿井全部实现机械化，采用先进技术和借鉴已实现高产高效现代化矿井的经验，实现一矿一面高产高效矿井从而达到良好的经济效益和社会效益。

1.井田划分时考虑的主要因素有：（1）矿区地质条件是划分井田的基础条件（2）选择合适的矿区开发强度（3）统一规划，正确处理深浅部各矿井的相邻关系（4）选择合适的井口位置与工业场地（5）为矿井的改扩建留有后背区（6）统筹全局，全面规划，谋求综合经济效益最优化。

划分方法一般按自然境界和人为境界划分2.矿井井型：大型 1.2,1.5,1.8，2.4；中型：0.45,0.6,0.9；小型：0.3及以下。

3.影响矿井生产能力的主要因素：资源及储量、地质和开采条件、矿井与水平服务年限、技术装备与管理水平等。

4.矿区建设顺序的基本原则：先浅后深（矿井）；先小后大；先易后难；先平硐、再斜井、后立井；先改扩建，再新建；先急需后一般；同时建设的矿井不能太多。

5.矿井设计程序:项目建议书—可行性研究—初步设计（包括安全专篇）—施工图设计。

6.矿井设计依据：（1）项目建议书（2）精查地质报告（3）矿井可行性研究报告（4）国家总的方针、政策及有关规程和规范（5）经批准的上一阶段设计确定的原则。

7.矿井开采设计的原则：（1）提高设计水平，保证设计质量（2）要保证合理的设计周期（3）加强设计审批工作。

8.矿井开采设计的步骤：（1）提出可行方案（2）进行方案的技术比较（3）进行方案的经济比较（4）方案的多目标综合评价优选（5）编写方案说明，绘制设计图纸。

9.矿井开采设计中参数的确定方法：（1）统计分析法：就是根据现有生产矿井的实际情况，针对需解决的问题调查统计，借以分析某些技术参数之间的关系、某些参数的合理平均值和可取范围。

（2）标准定额法：是以规范、规程和规定的形式对开采设计中的某些技术条件或参数做出具体规定，而后据此规定条件确定某设计方案内其他有关参数。

（3）数学分析法：通常是以吨煤费用最低为准则，列出吨煤费用与欲求参数之间的函数关系，采用微分求极值的方法求解开采设计方案中某些参数的有利值。

10.方案比较法：在进行工程设计时，根据已知条件列出在技术上可行的若干个方案，然后进行具体的技术分析和经济比较，从中选出相对最优的一种方案，这种设计方法称为方案比较法。