《矿山设计原理(地采部分)》课设计算说明书汇编

目录前言第一章矿井概况及井田地质特征1.1 矿井概况1.2 井田地质特征1.3 煤层特征第二章采区、带边界及储量2.1 采区边界2.2 工业储量2.3 可采储量第三章采区、带区巷道布置3.1 采区煤层地质特性3.2 采区巷道布置及生产系统3.3 采区车场形式选择3.4 采区采掘接替计划第四章采煤方法结束语参考文献前言采矿课程设计是采矿工程专业学习的重要一环，它是继我们学过《井巷工程》、《采矿学》、《爆破工程》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我们所学理论知识并使之系统化，培养我们运用所学理论知识解决实际问题的能力，提高我们计算，绘图，查阅资料的基本技能，为奠定基础。

依照老师精心设计的题目，按照大纲的要求进行，要求我们在规定的时间内独立完成计算，绘图及编写说明书等全部工作。

煤层开采设计是煤炭开采重要环节，而煤矿开采技术根据煤层赋存条件的不同有很大差异。

开采方式不对会造成煤炭的极大浪费，甚至会造成伤亡事故的发生。

在21世纪，能源极为重要的时代，要适应蓬勃发展的社会经济，就必须优化开采技术，体现绿色开采和可持续发展策略，而合理的开采设计则能有效减少煤炭损失，将赋存在地下的煤炭高速度，高效率的回采出，满足祖国经济建设对能源的需求。

设计中要求严格遵守和认真贯彻《煤炭工业设计政策》、《煤矿安全规程》、《煤矿工业矿井设计规范》以及国家制定的其它有关煤炭工业的方针政策，设计力争做到分析论证清楚，论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计达到较高水平，但由于本人水平有限，难免有疏漏和错误之处，敬请老师指正。

第一章矿井概况及井田地质特征1.1矿井概况1.1.1 井田位置、范围和交通位置郭二庄煤矿位于河北省邯郸武安市北部，以高村为中心，南距武安市约5km。

邯郸-长治公路横跨矿区南端，邢台-都党公路纵贯矿区东缘。

煤矿运煤专用线在上泉车站与褡午环形铁路接轨，交通十分便利（见图1-1）。

井田范围：北以第1地质剖面与郭二庄矿为界；南以第13地质剖面与上泉勘探区为界；西部以井田F4断层与地方煤矿为界；东部以F22断层及-550m水平切割各煤层为边界，地理坐标：北纬36°40′10″～36°43′47″，东径113°47′09″～113°48′32″。

第一章盘区概况某矿位于山西某地，该盘区为北二盘区，盘区走向长度为2.759km，倾向长度为2.125km，以盘区西部贯穿南北的断层为边界。

井田内基本无小窑开采，现开采与基建的小井除批准范围较小的毛家沟及白村煤矿在矿井井田的北部边界内，其他都在井田浅部以外。

第二章盘区地质概况盘区范围内煤层自然地质条件1．煤层李家沟勘探区精查地质报告提出，区内共含煤18层，自上而下可采及局部可采煤层有3、6、81、84、9及15号煤层，总厚度这9.333m，详见可采煤层特各可采煤层顶底板岩性各煤层大同小异，一般为泥岩、砂质泥岩，太原组个别煤层直接顶为石灰岩，山西组有的煤层顶底板为砂岩。

主要标志层特征：由下至上分为15号煤以下至K1层段，岩层中多含铝质，并有1~2层铝土泥岩作为煤系终止；K2（四节石）灰岩全区稳定；K3（钱石）灰岩全区分布广泛；K4（猴石）灰岩厚度受S1砂体控制变化较大。

三层灰岩均含海百合茎、蜓、层孔虫及腕足类动物化石碎片，并以K3灰岩最多，81号煤层顶板常为深灰色或黑色海相泥岩，含戟贝、海百合、舌形贝动物化石。

K7砂岩为山西组含煤地层基底，为浅灰、灰白色中－粗粒砂岩，分选、磨圆较差，泥质胶结，含少量植物碎片化石及泥质包体，含大量菱铁质鲕粒。

2．煤质区内各煤层均为单一的无烟煤种。

同一煤层自南向北变质程度有所增高，就埋藏深度而言由上而下变质程度也有所增高。

煤质有发热量大，洗后灰份低，硫、磷有害物质含量少等特点。

3．瓦斯、煤尘、自燃、地温等情况李家沟区在精查地质勘探中，虽对主要可采煤层瓦斯含量进行了测定，但因取样少，所测定的瓦斯含量变化幅度大，难以利用。

根据阳泉矿区现有生产矿井历年统计资料，矿井相对瓦斯涌出量一般为30m3/t左右，因此，设计暂确定本矿井相对瓦斯涌出量为30m3/t。

建议请有关部门对本井田瓦斯涌出量进行测定，为今后设计提供可靠依据。

李家沟精查地质勘探报告中，关于煤尘爆炸性资料测定，除84煤层可能有料，15号煤层在阳泉三矿、四矿以及邻近的贵石沟矿井开采过程中出现过自燃发火，贵石沟矿井掘进工作面和回采工作面均发过火。

目录序论 (2)第一章：矿区概况及井田地质特性......................................................................................错误!未定义书签。

1.1 矿区基本概况...........................................................................................................错误!未定义书签。

1.2 主要地址构造............................................................................................................错误!未定义书签。

1.3 矿井开拓概况............................................................................................................错误!未定义书签。

第二章：采区基本开采件........................................................................................................错误!未定义书签。

2.1 采区开采煤层条件....................................................................................................错误!未定义书签。

2.2 采区基本条件............................................................................................................错误!未定义书签。

矿山企业设计原理与技术课程设计一、前言随着国家对矿山资源的需求不断增长，矿山企业迅速发展，对于矿山企业进行设计和技术方案的规划更加重要。

本文将介绍矿山企业设计原理与技术课程设计，为读者提供相关知识和技术解决方案。

二、矿山企业设计原理1. 矿山企业的特点矿山企业具有以下几个特点：•挖掘的资源地处深山老林，运输困难；•环境较为恶劣，考验人员的适应能力；•设备设施要求较高，需要开发新型的装备设备；•工作面复杂，对企业的组织和管理要求较高。

2. 矿山企业设计原则在设计矿山企业时，需要遵守以下原则：•尽可能利用现有资源；•保证矿产安全和环境保护；•发挥资源利用效益；•提高生产效率和质量。

3. 矿山企业设计内容矿山企业的设计应包括以下内容：•矿山选址方案设计；•线路布置及交通运输方案设计；•矿山设备选型和设计方案；•环境治理方案；•矿山安全生产方案设计。

三、矿山企业技术方案设计1. 矿山企业技术方案设计的意义矿山企业技术方案设计是指为提高矿山企业的生产效率和质量而制定的技术方案。

矿山企业技术方案设计可以解决矿山企业面临的技术难题，推进矿业的发展。

2. 矿山企业技术方案设计内容矿山企业技术方案设计应包括以下内容：•矿山设备的选用与设计；•生产流程的设计；•产品质量控制方法的设计；•矿山环保方案的设计；•矿山安全生产方案的设计。

3. 矿山企业技术方案设计的方法矿山企业技术方案设计的方法有以下几种：•利用现有技术和理论，进行分析和研究，不断完善；•利用现有资源和优势，进行创新；•多方面协调各方面资源，打造优势；•将设计和实际生产操作相结合，实现优化。

四、课程设计为了在教学中更好地将矿山企业设计原理和技术方案的相关知识传授给学生，需要制定课程设计方案。

1. 课程设计要求矿山企业设计原理与技术课程设计应遵循教育部的相关要求，课程设置合理科学，可持续发展，具有综合性和实用性。

2. 课程设计内容矿山企业设计原理与技术课程设计应包括以下内容：•矿山资源利用现状和未来发展趋势；•矿山企业设计原理；•矿山企业技术方案设计；•环境保护和安全生产措施。

课程设计说明书学校:学院:专业班级:姓名:指导教师:设计日期:目录第一章:课程设计大纲 (2)第二章:采区开采范围及地质情况 (3)第三章:采区工业和可采储量 (6)第四章:采区巷道布置 (8)第五章:采煤方法及回采工艺 (14)第六章:采区生产能力及服务年限 (18)第七章:采区巷道断面设计 (21)第八章:采区生产系统及设备 (27)第九章:采区主要经济技术指标 (35)第十章:安全措施 (36)第一章课程设计大纲一、实践课程的性质、目的与任务采矿工程专业课程设计是采矿工程专业学生一项实践性的教学环节.是在“矿山压力及其控制”、“井巷工程”、“采煤方法”、“矿井设计”等课程的理论教学和生产实习的基础上,通过采区设计把理论知识融会贯通于实践的综合性的教学过程. 通过采区设计要达到下列目的:1.系统地灵活运用和巩固所学的理论知识;2.掌握采区开采设计的步骤和方法;3.提高和培养学生文字编写、绘图、计算和分析问题、解决问题的能力.本课程设计的主要任务是:1.编写采区设计说明书一份(30～50页);2.设计图纸部分:①采区巷道布置平、剖面图(平面图1:2000,剖面图1:1000);②工作面布置图(平面图1:100或1:200,剖面图1:100或1:50),其中附工作面循环作业图表、工作面技术经济指标表及工人出勤表;二、课程设计的基本要求1.加深对采矿工程专业所学理论的认识和理解,提高对就业岗位的感性认识;2.使学生在课程设计过程中,独立完成教学要求,提高设计工作能力;3.使学生能熟练采区设计内容级步骤,提高和培养学生文字编写、绘图、计算和分析问题、解决问题的能力.第二章采区开采范围及地质情况一. 采区的位置及开采范围本采区位于河北某矿4采区(二水平),走向长度2125米,倾向长度1150米/cos13°=1185米.煤层面积2518125米2.二. 采区地质1、地质构造:本井田储量丰富、地质构造中等,井田为单斜构造,以断裂构造为主.矿井地质构造简单.地层走向为34 º,倾向向东南倾斜,倾角10º—15º.其特点是断层少,褶曲起伏变化较小,对开采影响不大;对矿井开采,尤其是初期开采影响很小.2、煤层本井田共有3个煤层,煤层总厚17.44米,含煤系数为8.7%.不稳定的煤层为10、11、12号煤层,详见可采煤层特征表.砂质泥岩、粉砂岩.三. 开采技术条件经地质分析及预测, 12号煤瓦斯涌出量小于1米3/t,煤层最大瓦斯涌出量2米3/t,为低瓦斯矿井.经鉴定本矿井为低瓦斯矿井, 12号煤瓦斯绝对涌出量4.0 米3/米in.根据地质报告提供的资料,煤尘无爆炸危险性,自燃倾向等级为三类不易自燃煤层.根据70个钻孔井温测量结果分析,本井田地温梯度在距地表深度1100米以上为1.49～2.81℃/100米,低于或接近正常地温梯度(3℃/100米);仅在距地表深度1100～1200米之间地温度为3.1℃/100米,略高于正常地温梯度.因此,本井田属于正常地温梯度区.各煤层的顶底板岩性多为砂岩、泥岩、砂质泥岩和粉砂岩,顶板易于冒落,属中等条件的顶板管理方法.井田内基本无小窑开采,现开采与基建的小井都在井田浅部以外.本矿井属水文地质条件简单的矿井,绝大部分煤层位于奥灰水位以上,仅深部很少部分受奥灰水影响.本矿井开采的不利因素主要是瓦斯涌出量大,需采取抽放措施,对将来开采有一定影响.四、水文地质特征(一)、含水层本矿井自奥陶系灰岩至第四系冲积层共划分为7个含水层,自上而下分别为第四系卵石层、二迭系石盒子组砂岩、山西组大煤顶板砂岩、太原群野青灰岩、伏青灰岩、大青灰岩及奥陶系灰岩含水层,分述如下:(1)第四系卵石层含水层卵石层厚度6.45～94米,一般50～60米,总的趋向南、北厚,中部及西部薄,间夹3～4层粘性土透镜体,卵石层一般为粘土所胶结,富水性较弱,单位涌水量为1.784～3.883L/米.s.(2)二迭系石盒子组砂岩含水层本含水层可分为石盒子组三段砂岩和石盒子组一、二段砂岩两组.石盒子组三段砂岩为灰白色中、粗粒砂岩,硅质及泥质胶结,底部为粗粒砂岩,含小砾石,厚度较稳定,一般在40米左右,漏水孔多分布在此层.为一富水性弱的含水层. 石盒子组一、二段砂岩为灰绿色及深灰色中、细粒砂岩,分布有2~4层.为一富水性弱的含水层.大多为回采塌陷后,下部砂岩将参于矿坑充水.(3)山西组2号煤顶板砂岩含水层本含水层为2号煤层直接或间接顶板,层位不稳定,厚度变化较大,厚0～19米,一般6～8米.为富水性弱的承压裂隙水含水层.(4)野青灰岩含水层野青灰岩厚度0～2.78米,一般厚0.8～1.1米.砂岩以浅灰色细、中粒砂岩为主,在井田南北部厚,中部厚度变薄,本层为富水性弱的溶洞裂隙承压含水层.(5)伏青灰岩含水层本层厚度0～4.49米,一般厚度2.5～3.5米,厚度稳定.该层透水性较差.为一富水性中等的裂隙水含水层,单位涌水量为0.0345L/米.s.(6)大青灰岩含水层本层厚度0.6～8.54米,一般厚度5～6米,厚度变化较大,裂隙发育.为一富水性中等的裂隙水含层,单位涌水量为0.0699L/米.s.(7)奥陶系灰岩含水层本层钻孔揭露厚度0.4～160.53米,一般厚度5～15米.在钻孔揭露的六、七、八段中,七段富水性强,灰岩岩溶裂隙发育极不均均,呈多层状,垂向变化大,水平较稳定.八段岩溶裂隙发育,但多被铝土充填.六段为相对隔水层.本层为富水性强的裂隙水含水层,单位涌水量为1.65L/米.s.(二)矿床充水条件本井田煤层埋藏较深,覆盖层厚,水文地质条件相对简单.本区初期开采上部煤层时,水文地质类型属于坚硬裂隙岩层为主的水文地质条件中等的矿床;当开采下三层煤时,则为以裂隙岩溶岩层为主的水文地质条件复杂的矿床.(3)矿井涌水量井田内含水层自下而上有奥灰强含水层,厚度大,富水性较强;大青灰岩含水层厚度5~6米,为较强含水层;伏青灰岩含水层厚度3.5米左右,为较强含水层;野青灰岩含水层含水性差,一般不含水;山西组砂岩含水层厚7.0米左右,含水性弱到中等;上石盒子组细砂岩以上含水层厚度大于100米,虽含水性不强,但静储量比较大;第四系砂砾石层最厚94米,一般50~60米,富水性较强.矿井正常涌水量200米³/h.最大320米3/h综合上述分析,本矿井开采技术条件是良好的.第三章采区工业和可采储量一. 采区工业和可采储量计算1. 10号煤采区储量计算10号煤采区工业储量计算:Q1 = S1米1r= 2518125×2.08×1.4= 733.3(万吨)式中: Q1 ——地质储量和工业储量S1 ——采区面积米1 ——煤层厚度r ——煤的容重10号采区可采储量计算煤柱损失:采区边界留设5米边界煤柱,断层靠近采区侧留10米断层保护煤柱.(边界周长为4885米,断层长度为F2=362.5米)经计算煤柱损失为:4885×5×2.08×1.4+362.5×10×2.08×1.4=81681t Z1 =(Q1-P1)×c= (733.3-8.2)×0.8= 580(万吨)式中: P1——保护工业场地、井筒、井田边界、河流、湖泊、建筑物等留设的永久煤柱损失量;C ——采区采出率2、11号煤层储量计算:11号煤的工业储量计算:Q2=S2 米2 r=2518125×1.81×1.4=638(万吨)11号煤采区可采储量计算煤柱损失:采区边界留设5米边界煤柱,断层靠近采区侧留10米断层保护煤柱.两条上山间留20米煤柱,上山一侧各留20米保护煤柱;(边界周长为4885米,断层长度为F2=362.5米)经计算煤柱损失为:4885×5×1.81×1.4+72.5×10×1.81×1.4+60×1185×1.81×1.4=243897tZ2 =(Q2-P2)×c=(638-24.4)×0.8=490.88(万吨)3、12号煤层储量计算12号煤层工业储量计算:Q3=S3 米3 r=2518125×3.5×1.4=1233.8(万吨)12号煤采区可采储量计算煤柱损失:采区边界留设5米边界煤柱,两条上山间留20米煤柱,上山一侧各留20米保护煤柱;断层靠近采区侧留10米断层保护煤柱.(边界周长为4885米,倾斜长度为1185米;断层长度为F2=362.5米)经计算煤柱损失为:4885×5×3.5×1.4+1185×60×3.5×1.4+72.5×10×3.5×1.4=471625tZ3 =(Q3-P3)×c=(1233.8-47.2)×0.8=949.3(万吨)4、采区可采储量Z=Z1+Z2+Z3=580+490.9+949.3=2020.2(万吨)第四章采区巷道布置一、采区设计方案比较方案一:煤层群采用采区集中上山的一种联合准备方式,在12号煤层中布置两条中央集中上山,三层煤共用一组上山,但不共用区段集中平巷.优缺点:集中轨道与集中运输巷同标高布置,有利于巷道间的联系,有利于掘进施工,有利于设备,材料运送和方便行人.巷道布置系统完善可靠,生产灵活性大,可多工作面同时生产,生产集中,增产潜力大.服务年限长的采区上山及区段集中巷道布置在较稳定坚硬的底板岩石中,较好地克服了矿山压力大,巷道维护困难的问题,实现了沿空掘巷,跨上山开采,减少了煤层自燃的危险.但是岩巷掘进困难,费用高速度慢.但是由于煤层层间距过大,石门数量多,岩石工程量大,施工慢,耗费高.方案二:10号煤层和11号煤层采用煤层群联合布置,12号煤层采用单独布置,即分别在11号煤层和12号煤层底板下采用双岩石区段集中巷(同一标高)采区巷道布置,该采区为联合集中布置的双翼采区,两条岩石上山位于走向中央.优缺点:服务年限长的采区上山及区段集中巷道布置在较稳定坚硬的底板岩石中,较好地克服了矿山压力大,巷道维护困难的问题,实现了沿空掘巷,跨上山开采,减少了煤层自燃的危险.但是岩巷掘进困难,费用高速度慢. 方案三:采用煤层群分组集中采区联合准备,10号煤层和11号煤层为B 组,两条上山布置在11号煤层中,12号煤层为A 组,在12号煤层中单独布置两条煤层上山.采区石门贯穿各煤层.主要技术经济比较:由于11号煤层和12号煤层间距较大,所以采用分组集中采区联合准备布置方式(方案三)减少了石门工程量.石门基本上都是布置在岩石中,掘进困难,费用高,速度慢;减少石门掘进费用,减少掘进时间;采区上山沿煤层布置时,掘进容易、费用低、速度快,联络巷道工程量少,生产系统较简单.通风距离短,管理环节少.其主要问题是煤层上山受工作面采动影响较大,生产期间上山的维护比较困难.改进支护,加大煤柱尺寸可以改善上山维护,但会增加一定的煤炭损失.此采区为稳定煤层,瓦斯涌出量小,宜采用煤层上山布置.综上所述:根据本采区的条件,方案三最为合理. 二、采区车场: 1、采区上部车场:采用逆向平车场的形式. 2、采区中部车场: 采用甩车场.3、采区下部车场:根据给定条件,本采区采用大巷装车式采区下部车场. 装车站设计:大巷采用皮带运输. (2)辅助提升车场设计本采区采用顶板绕道,绕道车场起坡后跨越大巷,由于煤层倾角为12到15度,为减少下部车场工程量,轨道上山提前下扎△β角,使起坡角达25度.运输大巷距上山落平点较近,围岩条件较好,存车线长,故绕道采用卧式顶板绕道.调车方便,但工程量较大.下部平车场双道起坡斜面线路计算:斜面线路采用DC615-3-12道岔,α=18°26’06”, a=2077米米,b=2723米米. 车场双道中心线间距为S=1300米米.连接半径取R=12000米米. 对称道岔线路连接长度:L=a+4tg 2cot 2ααR S =5973 竖曲线半径为:RG=15米 (高道竖曲线半径); RD=12米 (低到竖曲线半径). 高道坡度iG 取11‰ 低道坡度iD 取9‰下部平车场双道起坡斜面线路计算图:A D双道起坡斜面线路计算图起坡位置的确定起坡点位置计算图1——大巷；2——绕道；3——煤层底板；4——变坡后的轨道上山；5——大巷中心线大巷中心线至起坡点水平距离:L1=2tan R sin DD 2βθh =38.34米式中:h2——运输大巷轨面至轨道上山轨面垂直距离,根据经验,取h2=15米;RD ——竖曲线半径,RD=12米; θ——上山变坡后的坡度,θ=25°; βD ——竖曲线转角.βD=25°. 轨道上山边坡点段长度:L2=β）（θβββ-+-sin sin )2tan sin (11D D R L h=49.12米式中:h1——运输大巷中心线轨面水平至轨道上山变坡前轨面延长线的垂直距离;h1=18米;β——煤层倾角; 其他符号同前. 绕道线路设计: 弯道计算:如图中:R1、R3取12000,弯道部分轨道中心距仍为1300. 则:R2=13300 α1、α3均为90°.K1=︒︒⨯⨯=︒180901416.3120001801παR =18850 K2=︒︒⨯⨯=︒180901416.3133001802παR =20892c1——插入直线段,应该大于一个矿车长度(竖曲线低道起坡点至曲线终点),一般取2∽3米;这里取3米.d=(Le+n ×L 米)-c1-LAB-K1=(4.5米+30×2米)-3米-0.8米-18.85米=41.85米 绕道线路设计图如下:N2 道岔设计:采用单开道岔,选用DK618-4-12道岔,α=14°15’,a=3472,b=3328,联接曲线半径为12米.单开道岔平行线路的联接长度:L5=a+Scot 4Rtg2αα =9338 C2 值计算,因列车已进入车场,列车速度v 控制为1.5米/s,R=12000,C2 ≥SB +(100 ～300)R sgv 2100 =1675 ～3925故取c2 =4000N3道岔连接点轮廓尺寸n 、米值计算:选用DK618-4-12道岔,α=14°15’,a=3472,b=3328,联接曲线半径为R4=15000.回转角β=δ-α=90°-α=75°45’. 道岔计算图如下:O'绕道开口道岔N 3计算图T=R4tan 2β=11700 d=bsin α=832;米=d+R4cos α=15370; H=米-R4cos δ=15370n=δsin H15370米=a+(b+T)δβsin sin =3472+(3328+11700)×0.97=18049绕道车场开口位置确定:X = LB + 米 - X1 式中:X1——运输机上山中心线至轨道上山轨道中心线间距;X1=23000;LB = Lg+R3+R1+2S =d+l5+c2+ R3+R1+2S=41850+9338+4000+12000+12000+650 =79838;故X = 79838+18049-23000=74887 L3值:根据大巷断面得知:e=850L3=R1+C+L1-e-n-R3=12000+3000+37535-850-15357-12000=24328 按L3≥SB+2(100-300)(100SqV2)条件检查列车运行速度控制在2米/s,得:L3≥3500～10150 故 24382≥10150符合要求第五章:采煤方法及回采工艺一、采煤方法:本采区可采煤层共分为三层,结合前述的煤层地质特征,本采区采用单一走向长臂跨落采煤法.二、采煤工艺:(1)适于采用综采工艺的条件就目前煤矿地下开采技术发展趋势看,趋向于综采工艺的发展方向,它具有高产、高效、安全,低耗以及劳动条件好,劳动强度小优点.但是综采设备价格昂贵,综采生产优势的发展有赖于全矿井良好的生产系统,较好的煤层赋存条件以及较高的操作和管理水平.根据我国综采生产的经验和目前的技术水平,综采适用于以下条件:煤层地质条件好,构造少,上综采后能很快获得高产,高效,某些地质条件特殊,但上综采后仍有把握取得较好的经济效益.(2)适合普采工艺的条件普采设备价格便宜,一套普采设备的投资只相当于一套综采设备的四分之一.普采对地质变化的适应性比综采强,工作面搬迁容易.对推进距离短,形状不规则,小断层和褶曲较发育的工作面,综采的优势难以发挥,而采用普采则可以取得较好的效果.与综采相比,普采操作技术较易掌握,组织生产比较容易.因此,普采是我国中小型矿井发展采煤机械化的重点.综上,根据我矿具体情况,地质条件好,煤层倾角小,宜采用综采工艺.三、采煤工作面作业规程的编制本采区全部采用综合机械化采煤,采用三班制,每班8小时,综采生产割煤和移架平行作业,无须单独回柱放顶时间,因此准备班工作量较小,主要是检修设备、更换易损零部件、前移转载机、缩短输送机胶带、回收运输和回风巷支架、平巷超前支护等工作.在条件差的综采面,加固煤壁、扶正支架、整理工作面端头等工作也在准备班进行.但这些工作量可以平行进行,一般用半个班可以完成,另半个班可以进行采煤作业.因此本采区采用“两班半采煤,半班准备”如下图:综采面作业循环图示例第六章采区生产能力及服务年限一．区段参数的确定根据本采区实际情况,本采区倾斜长度为1185米,区段数目确定为5个,采煤面斜长确定为210米,区段平巷留设保护煤柱宽度为15米,区段平巷设计断面为梯形断面,宽2.5米,高2.2米.则区段斜长为:210+15+2*2.5=230米.二. 采区生产能力计算采区分东西两翼,两翼实行同采,即两个工作面同时开采.10号煤层1、日产量计算A=2NLS米rC=2×7×210×0.6×2.08×1.4×0.95=4833t式中:N——采煤机日进刀数;L——工作面长度;S——截深;米——采高;r——煤的容重;C——煤的采出率.2、年产量计算A年= 300 A=300×4833= 1449900 (吨)3、生产能力计算A10=K1K2∑A=0.95×1.1×1449900=1515145t式中:A10——采区生产能力;t/aK1——工作面产量不均衡系数,采区内同采两个工作面,取0.95;采区内同采三个工作面,取0.9.K2——采区内掘进出煤系数;取1.1∑A——采区内同时回采工作面年产量之和.11号煤层1、日产量计算A=2NLS米rC=2×7×210×0.6×1.81×1.4×0.95=4246t式中:N——采煤机日进刀数;L——工作面长度;S——截深;米——采高;r——煤的容重;C——煤的采出率.2、年产量计算A年= 300 A=300×4246= 1273800(吨)3、生产能力计算A11=K1K2∑A=0.95×1.1×1273800=1331121t式中:A11——采区生产能力;t/aK1——工作面产量不均衡系数,采区内同采两个工作面,取0.95;采区内同采三个工作面,取0.9.K2——采区内掘进出煤系数;取1.1∑A ——采区内同时回采工作面年产量之和. 12号煤层1、日产量计算 A=2NLS 米rC=2×7×210×0.6×3.5×1.4×0.95 =8211t式中:N ——采煤机日进刀数; L ——工作面长度; S ——截深; 米——采高; r ——煤的容重; C ——煤的采出率. 2、年产量计算 A 年= 300 A=300×8211= 2463300 (吨) 3、生产能力计算 A12=K1K2∑A=0.95×1.1×2463300 =2574148t式中:A12——采区生产能力;t/aK1——工作面产量不均衡系数,采区内同采两个工作面,取0.95;采区内同采三个工作面,取0.9.K2——采区内掘进出煤系数;取1.1∑A ——采区内同时回采工作面年产量之和. 三、采区生产能力:采区生产能力=t A 14231332133112115151452A 1110=+=+四、采区服务年限:采区服务年限＝采区可采储量×采区回采率采区生产能力＝142313385.020202000⨯=12年第七章 采区巷道断面设计 一、巷道断面选择原则我国煤矿井下使用的断面形状,按其构成的轮廓可分为折线形和曲线形两大类,前者如矩形、梯形、不规则型;后者如半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形、马蹄形、椭圆形和圆形等.巷道断面形状的选择,主要应考虑巷道所处的位置及穿过围岩性质;巷道的用途及其服务年限;选用的支架材料和支护方式;巷道的掘进方法和采用的掘进设备因素.一般情况下,作用在巷道上的地压大小和方向,在选择巷道断面形状时起主要作用.当顶压和测压均不大时,可选用梯形或矩形断面;当顶压较大,侧压较小时,则应选用诸如马蹄形、椭圆形或者圆形等断面.巷道的用途及所需的服务年限也是考虑选择巷道断面形状的不可或缺的因素.服务年限长达几十年的开拓巷道,采用砖石混凝土和锚喷支护的各种拱形断面较为有利;服务年限十几年的准备巷道以往多采用梯形断面,现在采用锚喷支护和拱形断面日益增多;服务年限短的回采巷道因受采动影响,须采用具有可缩性金属支架的梯形断面.二、A组煤巷道断面设计根据巷道断面选择原则,由于各可采煤层顶底板岩性各煤层相差不大,煤层顶板一般为粉砂岩和细砂岩,底板为砂质泥岩、粉砂岩.属于中等稳定顶板(Ⅱ类顶板).本采区两条采区上山均沿煤层布置,巷道两边均留有保护煤柱护巷,因此受才动影响不大,服务年限长,故采用半圆拱形断面.区段平巷布置在煤层中,所受顶压和侧压都不大,且服务年限短,采用梯形断面,支护方式采用锚梁网支护.石门都是布置在岩石中,采用半圆拱形断面.支护方式均采用锚喷支护.各巷道断面设计参数及断面图如下:1、采区输送机上山巷道断面图及参数:三、B组煤巷道断面设计根据巷道断面选择原则,由于各可采煤层顶底板岩性各煤层相差不大,煤层顶板一般为粉砂岩和细砂岩,底板为砂质泥岩、粉砂岩.属于中等稳定顶板(Ⅱ类顶板).本采区两条采区上山均沿煤层布置,巷道两边均留有保护煤柱护巷,因此受才动影响不大,服务年限长,故采用半圆拱形断面.区段平巷布置在煤层中,所受顶压和侧压都不大,且服务年限短,采用梯形断面,支护方式采用锚梁网支护.石门都是布置在岩石中,采用半圆拱形断面.支护方式均采用锚喷支护.1、采区胶带机上山和轨道上山断面同A组煤.2、区段平巷断面图及参数:第八章采区生产系统及设备一、采区生产系统:由于各煤层均采用综合机械化采煤,生产系统基本相同,因此根据综合机械化采煤生产系统的要求,各系统运作方式如下:(一)、运煤系统采煤工作面采出的煤经刮板输送机输送到区段运输平巷,在运输平巷里通过胶带输送机输送至(10号煤层至区段运输石门,然后通过溜煤眼进入运输上山)运输上山,然后通过运输上山输送至采区煤仓,然后机车通过运输大巷运至井底车场煤仓,最后通过箕斗运送至地面.(二)、通风系统采煤工作面所需的新鲜风流,从采区运输石门进入,经下部车场、轨道上山、中部车场,分成两翼经平巷、联络眼、运输巷到达工作面.从工作面出来的污风,经回风巷,右翼直接进入采区回风石门,左翼侧需经车场绕道进入采区回风石门.掘进工作面所需的风流,从轨道上山经中部车场分两翼送至平巷.在平巷内由局部通风机送往掘进工作面,污风流则从运输巷经运输上山回入采区回风石门.采区绞车房和变电所所需的新鲜风流是由轨道上山直接供给的.(三)、运料和排矸系统运料排矸采用600米米规矩的矿车和平板车.物料至下部车场经轨道上山到上部车场,然后经回风巷送至采煤工作面,区段回风巷和运输巷所需物料,自轨道上山经中部车场送入.掘进巷道时所出的煤和矸石,利用矿车从各平巷运出,经轨道上山运至下部车场.(四)、供电系统高压电缆由井底中央变电所,经大巷、采区运输石门、下部车场、运输上山至采区变电所.经降压后的低压电,由低压电缆分别引向回采和掘进工作面的附近的配电点以及上山输送机、绞车房等用电地点.(五)、压气和安全用水用电掘进岩巷时所用的压气,采掘工作面、平巷以及上山输送机转载点所需的防尘喷雾用水,分别由地面或井下压气机房和地面储水池以专用管路送至采区用气用水地点.二、采区设备:(一)10号煤层和11号煤层厚度及地质条件差不多,故选用相同设备.由于10号和11号煤层厚度在1.6～2.49米范围内,要求采煤机最大采高必须大于2.49米,最小采高必须小于1.6米;本采区煤层倾角在12°～15°,煤质硬度中等,因此采煤机选用米G300AW1.主要技术参数:时产量为360t/h,因此工作面刮板输送机选用SGD-630/180主要技术参数如下:工作面液压支架选用ZY2400/10/26技术参数如下:KSGZY-630/6;乳化液泵站米RB125/31.5;水泵ZBA-6.(二)对12号煤层:由于12号煤层厚度在2.8～4.23米范围内,要求采煤机最大采高必须大于4.23米,最小采高必须小于2.8米;本采区煤层倾角在12°～15°,煤质硬度中等,因此采煤机选用米XA-300/4.5具体参数如下:具体参数如下:主要技术参数如下:主要技术参数如下:主要技术参数如下:主要技术参数如下:(三)采区上山运输设备1、B组煤上山运输设备选型:上山胶带机选型:本采区同时开采工作面为两个,单个工作面高峰生产时产量约为: Q = 60vS米r = 60×3×0.6×2×1.4 = 302t/h,两个工作面同时生产高峰生产时产量为604t/h.要求输送机的小时最大输送量大于工作面高峰生产时的产量.因此上山胶带机选择SSJ1000/2×125 主要技术参数如下:A 组煤煤层平均厚度为3.5米,两条上山沿煤层布置,同时生产工作面个数为两个,单个工作面高峰生产时产量为:Q = 60vS 米r = 60×3×0.65×3.5×1.4 = 573t两个工作面同时生产时高峰产量为573×2=1146t.要求输送机的小时最大输送量大于工作面高峰生产时的产量.因此,上山胶带机选择SSJ1200/2×200 主要技术参数如下:第九章 采区主要经济技术指标 一、采区主要技术经济指标第十章安全措施一. 采区通风、防尘及瓦斯事故的防治1. 加强通风瓦斯检查,瓦斯检查员必须坚持进班在前,出班在后,时刻注意瓦斯变化情况,发现险情及时通知人员停止作业,及时撤出人员至安全地点,并向调度站汇报.2. 必须安装瓦斯传感器,规定报警浓度和断电浓度符合规程规定,断电范围为工作面、回风巷中所有电器设备.3. 严格执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度.瓦斯超限严禁作业.4. 严格执行“瓦斯、电闭锁”,严禁使用失爆的电器设备.5. 各装载点必须有撒水防尘装置,并设专人维护,保证正常使用.6. 放顶时,如果煤尘太大必须在工作面及放顶处撒水.二. 防顶板措施1. 加强现场管理,工作面做到“三直”、“一牢”,即煤壁直、支柱打直、切顶线放直;支柱要打牢(工作面所有单体液压支柱,投入使用前必须进行检查,对工作面。

《采矿学》课程设计任务书1 指导思想课程设计是采矿专业学生一项实践性的教学环节，是在“采矿学”、“矿山地质学”等课程的理论教学基础上，通过开拓方案设计将所学的理论知识，尤其是将矿井设计原理、设计程序和设计方法等知识点融会贯通于实践的综合性的学习过程，为学生进行本科毕业设计以及毕业后从事矿井设计、矿井建设和生产工作打下一定的基础。

2 目的通过开拓方案设计要达到下列目的：（1）系统地运用所学的理论知识。

（2）掌握矿井开拓方案设计的步骤和方法。

（3）熟练掌握方案比较法在开拓设计中的应用（重点）。

（4）提高和培养学生分析问题、解决问题的能力。

（5）提高和培养学生文字编写、计算和应用CAD绘图的能力。

3 设计任务（1）编写开拓方案设计说明书一份（40~50页左右，每页不少于400字）。

（2）设计图纸部分：开拓平面布置图、剖面图（平面图1：10000剖面图1：5000）。

4 设计题目及要求1）设计题目XX矿井开拓设计。

2）设计内容章节目录参见附录一：“《采矿学》课程设计内容章节目录”。

3）设计原始条件1）设计题目XX矿井开拓设计。

2）设计内容章节目录参见：“《采矿学》课程设计内容章节目录”。

3）设计原始条件（1）地质条件矿井东西长为4800~6500 m，南北宽为2400~3500 m。

井田内的可采煤层为9号煤，埋深300m，煤层赋存稳定，平均厚度5~7 m。

倾角平均为14o~25 o，为缓倾斜厚煤层。

井田深部以煤层的-750 m底板等高线为界；浅部以-350底板等高线为界。

地面标高-100m。

伪顶：岩性为炭质泥岩、泥岩，厚0.20~0.57m，平均0.3m。

直接顶：岩性主要为泥岩、砂质泥岩，局部为炭质泥岩，薄层状～中厚层状、波状层理、均匀层理，厚度变化较大，在0.6~8.4m之间，平均3m。

老顶：由砾岩、粗粒砂岩、中细粒砂岩构成，一般厚度4~10m，平均厚度6m。

砂岩矿物成分主要为石英、长石，岩屑次之，中厚～厚层状，交错层理，块状构造，孔隙式钙质胶结，较为坚硬，属中等坚硬～坚硬岩石。

目录1．课程设计概述 (1)1．1矿区概况 (1)1．2设计依据 (1)1．3设计内容 (1)2．矿山地质 (1)2．1概述 (1)2．2矿区地质 (2)2．3矿床地质 (3)2．4水文地质 (3)2．5工程地质和开采技术条件 (3)3．矿床开拓 (3)3．1概述 (3)3．2开拓方案的选择 (4)4．主井副井风井位置选择 (5)4．1主副风井数量和型式确定 (5)4．2混合井位置确定 (6)4．3风井位置确定 (8)5．井底车场平面布置 (8)6．阶段开拓巷道布置 (9)7．开拓系统综述 (9)附图1：开拓系统设计辅助图（矿体纵投影图、规定阶段平面图）A1幅1张；附图2：开拓系统图（纵投影图、横断面图、中段平面图）A1幅、A2幅各1张；附图3：坑内外复合图A 1幅1张；附图4：各井巷形状示意图汇总图；附图5：矿井通风系统示意图。

1.课程设计概述1.1矿区概况新寨里辉沸石矿地理坐标为：东径110°25′24″~110°25′46″，北纬26°18′52″~ 26°19′16″，矿山属中—低山地貌，矿山西部最高山为1391m海拔，最低处为625.4m，地形相对高差765.6m。

地势西高东低。

山间有小溪水由西向东流径矿山至巫山河，流量随季节而变化，春夏两季流量大，冬季多干枯（未作流量测试），最高洪水位630m。

地形坡度较大（多大于20°），地表溪水泻流而下，无压覆矿产倒灌矿坑的隐患。

在矿山东南部，距矿山约500m远处通有一条县级公路，交通一般。

1．2设计依据设计依据包括以下三部分：①课程设计基础资料：具体内容包括矿区地理位置和交通状况，矿区地质，矿体特征，矿山开采技术条件；②一套图纸：内容包括矿区地质地形图一张，0#至6#勘探线剖面图7张；③矿山开采技术参数：开采标高为+600m~+330m，采用留矿采矿法开采，阶段高度45m，脉内平巷放矿闸门装矿，矿床开采下盘移动角66°，上盘移动角60°，走向端部移动角72°，矿山规模为10万吨/年，井下采用有轨运输。

1 矿井概况1.1矿井地形、地貌、地物及其对开采的影响斜沟井田位于山西省兴县县城以北50km处岚漪河两侧。

行政区划隶属于兴县魏家滩镇，局部位于保德县南河沟镇，项目业主为山西西山晋兴能源有限责任公司。

其地理坐标为：东经111°05′30″～111°08′33″，北纬38°32′40″～38°44′39″。

井田属吕梁山脉的西北端，山河交错，沟壑纵横，山川层叠，侵蚀冲刷剧烈，地势总体为南北高、中部低，最高点位于井田东南角寨则卯村西，海拔高程+1254.0m；最低点位于井田中东部的岚漪河谷地，海拔高程+924.0m，最大相对高差330.0m，区内大面积为第三、四系松散层所覆盖。

岢瓦铁路和县级公路从井田中部沿岚漪河通过，岢瓦铁路目前已基本建成，铁路装车站设在石吉塔沟口西侧附近的河滩地。

从节省投资，减少运营费用的角度出发，井口及工业场地选择应尽量靠近铁路装车站。

岚漪河上游有一座设计蓄水能力2400万m3的天古崖水库。

为文革期间所建，目前坝体已出现渗漏，水利部门定性为危库，矿井井口及工业场地选择需注意这一因素的影响。

1.2矿井开拓方式及主要井巷的布置形式矿井工业场地及井口布置在井田中部岢瓦铁路南侧的石吉塔沟内及沟口附近。

采用沟内外结合布置方式，场地标高+940.0～+992.0m。

根据工业场地附近煤层埋藏较浅的特点，井田采用斜井开拓方式。

矿井初期形成五条井筒，其中一、二号主斜井布置在石吉塔沟内400m处的坡地上，井口标高+980.0m，其中一号主斜井的方式掘至8号煤层+660m标高，一号主斜井倾角15°，斜长1236m，铺设带式输送机，通过煤仓与11采区带式输送机上山及8号煤带式输送机大巷相接。

二号主斜井掘进至13号煤层+585m标高，通过煤仓与21采区带式输送机上山及13号煤带式输送机大巷相接，二号主斜井倾角17°，斜长1351m，铺设胶带输送机。

第一章采区地质概况1.1 煤层地质特征1.1.1带区位置及范围本次设计带区为西一带区，位于井田的西翼，本设计只对13-1煤层做地质论述：13-1煤层西起工广煤柱线，东到Fe7断层，北靠东翼轨道大巷。

1.1.2煤层赋存状况13-1煤层：煤厚1.33～8.18m，平均煤厚4.25m，可采指数为1，变异系数为26.4％，本区范围内属较稳定的中厚～厚煤层。

煤层结构简单，煤层走向变化范围为0～110°，倾向E～SW，倾角6～10°，平均倾角8°。

煤层顶底板特征见表1-1。

表1-1煤层类别岩石名称厚度(m) 主要岩性特征（含水性）13-1 伪顶炭质页岩0-1.16/0.5灰黑色，片状，松散易碎，不稳定，零星发育。

直接顶砂质泥岩0-10.13/4.26灰～深灰色，块状，含植物碎片化石，泥岩抗压强度20-50MPa，抗拉强度约1～2.5MPa，13-2煤局部发育。

老顶细砂岩～粗砂岩0-10.0/5.32灰～灰白色，以中细粒结构为主，钙泥质胶结，含裂隙水。

抗压强度一般40～60MPa，抗拉强度2.0～2.5MPa。

直接底砂质泥岩、泥岩及12煤0.6-6.96/3.6灰～褐灰色，富含植物根化石。

老底粉细砂岩及中砂岩0-11.4/5.6灰～灰白色，微波状层理，钙质胶结，含裂隙水。

1.1.3煤层顶底板1、13-1煤层顶底板（1）伪顶：岩性一般为炭质页岩或粘土岩，厚度一般0.2～0.6m，抗压强度小于5MPa。

伪顶发育不稳定，强度小，易离层冒落。

（2）直接顶：本区13-1煤层直接顶主要有两种组合形式，一种为泥岩或砂质泥岩与13-2煤层组成的复合顶板。

直接顶一般裂隙较发育，局部含植物化石碎片。

其抗压强度一般为20～50MPa，抗拉强度为1～2.5MPa，拟属Ⅰ类不稳定或Ⅱ类中等稳定顶板。

（3）老顶：老顶岩性一般为灰白色中粗粒砂岩，厚度较大，稳定性好，抗压强度为40～60MPa，抗拉强度2.0～2.5MPa，与直接顶呈冲刷接触类型的老顶，岩性一般为粉砂岩～中砂岩，抗压强度较直覆老顶低。