采礦工程課程設(shè)計(jì)剖析

1、采礦學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：采礦工程助學(xué)院校：河南理工大學(xué)自考助學(xué)專(zhuān)業(yè):采礦工程姓名：王曉飛自考助學(xué)學(xué)號(hào)：040213201321成績(jī):指導(dǎo)教師簽名：河南理工大學(xué)成人高等教育2O 年 月 日i前言1基礎(chǔ)條件2第一章巷道斷面設(shè)計(jì)21選擇巷道斷面形狀選擇 22.1確定巷道凈寬度B 22.2確定巷道拱高h(yuǎn)o 22.3確定巷道壁高h(yuǎn)a 22.4確定巷道凈斷面面積S和凈周長(zhǎng)P 32.5用風(fēng)速校核巷道凈斷面面積 42.6選擇支護(hù)參數(shù) 42.7選擇道床參數(shù)42.8確定巷道掘進(jìn)斷面面積43布置巷道內(nèi)水溝和管線(xiàn) 44計(jì)算巷道掘進(jìn)55繪制巷道斷面施工圖6第二章課程設(shè)計(jì)的收獲和建議8參考資料827原始條件井田境界：井田

2、走向長(zhǎng)度7000m,煤層傾斜長(zhǎng)度1600皿煤層埋藏特征：煤層厚度m=2.9m, m=2.8m；煤層傾角a =17°,層間距H=10m表土層厚30m,風(fēng)化帶深度10m; m煤層頂板為砂質(zhì)頁(yè)巖，底板為砂巖；m2煤層頂板為砂巖，底板為粉砂巖；煤層埋藏穩(wěn)定，井田無(wú)較大構(gòu)造；地面標(biāo)高 +220m煤的容重：y 1= y 2=1.35t/m o礦井開(kāi)采技術(shù)條件：礦井正常涌水量Q正=200ni/h ;礦井最大涌水量 Q大=300mi/h ;礦井相對(duì)瓦斯涌出量q=7.5m3/d t ;煤有自燃性，自然發(fā)火期11個(gè)月；煤塵有爆炸性。第一章 井田地質(zhì)特征、礦井儲(chǔ)量及設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.1井田地質(zhì)特征煤層埋藏條

3、件：煤層厚度m=2.9m, m=2.8m；煤層傾角a =170,層間距H=10m 表土層厚30m風(fēng)化帶深度10m m煤層頂板為砂質(zhì)頁(yè)巖，底板為砂巖； m煤層 頂板為砂巖，底板為粉砂巖；煤層埋藏穩(wěn)定，井田無(wú)較大構(gòu)造；井田內(nèi)的主要地質(zhì)構(gòu)造：斷層性質(zhì)和要素、褶曲分布形態(tài)。礦井開(kāi)采技術(shù)條件：礦井正常涌水量 Q正=200ni/h ;礦井最大涌水量 Q大=300ni/h ； 礦井相對(duì)瓦斯涌出量 q=7.5m3/d t ;煤有自燃性，自然發(fā)火期11個(gè)月；煤塵有爆炸性。表1-1煤層及頂?shù)讕r性特征序號(hào)煤層名稱(chēng)傾角(0°)煤層 平均 厚度(m)層間 距(m)容重(t/m2)硬 度(f)煤層 生產(chǎn)率2(t

4、/m )圍巖 性質(zhì)備 注頂板底板1M1172.9101.3砂質(zhì) 頁(yè)巖砂巖2M2172.8101.3砂質(zhì) 頁(yè)巖砂巖1.2井田范圍及儲(chǔ)量1.2.1井田范圍：沿走向長(zhǎng)度、沿傾斜長(zhǎng)度、井田內(nèi)煤層面積。1.2.2礦井工業(yè)儲(chǔ)量：勘探（精查）地質(zhì)報(bào)告提供的“能利用儲(chǔ)量”中的A B、C三級(jí)儲(chǔ)量。123礦井工業(yè)儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量?jī)?chǔ)量計(jì)算的方法采用地質(zhì)塊段法和煤層底板等高線(xiàn)綜合方法計(jì)算。儲(chǔ)量計(jì)算公式為:s塊段水平面積Z工業(yè)=E s.d. Y .cos a式中：Z工業(yè)一一礦井工業(yè)儲(chǔ)量塊段采用煤層的平均厚度煤的容重，取丫 =1.4t/m3每一塊段的平均傾角Z 工業(yè)=7244.16 萬(wàn) t如表2-2-1礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表

5、地質(zhì)開(kāi)采條件 儲(chǔ)量級(jí) 別比例（%）井型簡(jiǎn)單中等復(fù)雜大 型中 型小型大 型中 型小型中 型小型井田內(nèi)A+B級(jí)儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量 的比例4035253540202515第一水平內(nèi)A+B級(jí)儲(chǔ)量占本 水平儲(chǔ)量比例70604060503040不作 具體 規(guī)定第一水平內(nèi)A級(jí)儲(chǔ)量占本水平 儲(chǔ)量的比例4030153020不作具 體規(guī)定不要 求表2-2-1礦井高級(jí)儲(chǔ)量比例2-2-2礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表煤層名稱(chēng)工業(yè)儲(chǔ)量（萬(wàn)噸）備注ABA+BCA+B+C戊 9-103769.922735.046504.96739.27244.16符合總計(jì)3769.922735.046504.96739.27244.16符合1.2.4 礦井

6、設(shè)計(jì)儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量既為工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱和地面 建筑物、構(gòu)筑物的保護(hù)煤柱，所占煤柱損失后的儲(chǔ)量。因礦區(qū)內(nèi)村莊全部搬遷，無(wú)須保護(hù)煤柱，故儲(chǔ)量為：Z 設(shè)計(jì) =Z 工業(yè) -Z 斷層 -Z 防水境界保護(hù)煤柱一般為 2030m，取20m, Z境界=93.24萬(wàn)t防水煤柱：由于南部露頭處風(fēng)化帶深128m，故風(fēng)化帶可兼作安全防水煤柱，另留2m煤柱隔離風(fēng)化帶、煤層與可采煤層。Z 防水=308.49 萬(wàn) t1.2.5 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱， 礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱后乘以采區(qū) 回采率即是礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量。礦井中設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：Z可采=（Z工

7、業(yè)-P）X C式中：Z可采一一礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，萬(wàn) t Z工業(yè)一一礦井工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn) t P 永久煤柱，工業(yè)場(chǎng)地，主要巷道保護(hù)煤柱之和，萬(wàn) t C 采區(qū)采出率，取 0.95工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱計(jì)算：根據(jù) ?采礦工程專(zhuān)業(yè)實(shí)際教學(xué)大綱及指導(dǎo)書(shū)?表 2-2 礦井工業(yè)廣場(chǎng)占地面積指標(biāo)，年產(chǎn)90萬(wàn)t的礦井，工業(yè)廣場(chǎng)占地面積指標(biāo)為1.2公頃。則工業(yè)廣場(chǎng)長(zhǎng)310m,寬350m,根據(jù)測(cè)量學(xué)、采礦學(xué)、開(kāi)采損害學(xué)有關(guān)知識(shí)及查采礦設(shè)計(jì)手冊(cè) ，利用垂直剖面法計(jì)算煤 柱保護(hù)煤柱計(jì)算公式：P工業(yè)=A平x mx Y /cos a式中P工業(yè)一一工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱石，萬(wàn)t A平一一煤柱平面面積 m2 m 煤層厚度， m Y 煤的容重

8、1.4t/m3 a 煤層傾角 a =50查得該礦有關(guān)移動(dòng)角分別為：下山移動(dòng)角3 =550，上山移動(dòng)角v =730,走向移動(dòng)角S=730，松散層移動(dòng)角 =450，松散層厚度為15m。如下表:表2-2-3工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)參數(shù)表煤層 傾角煤厚（m）0oY33(°)埋深（m）171045735573210長(zhǎng)方形abed的面積為工業(yè)廣場(chǎng)總占地面積，為310 x 350=108500m2煤層在保護(hù)范圍中央處的埋藏深度450 m,地面標(biāo)高為零，松散層厚h=15m,煤層厚度3.0m，查表確定護(hù)圍帶厚度為15m。作圖如下：確定梯形 ABCD的面積為保護(hù)煤柱壓煤面積確定AD=720m , BC=64

9、0m ,MN=920m,計(jì)算得保護(hù)煤柱計(jì)算壓煤儲(chǔ)量為：P工業(yè)=（720+60） x 920 x 1/2 x 3X 1.4X 1/cosa =263.75 萬(wàn)噸工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱計(jì)算圖 2-2-3-2因工業(yè)場(chǎng)地，礦井井下主要巷道等煤柱損失與井田開(kāi)拓方式， 采煤方法有關(guān)， 起煤柱損 失量待第三章井田開(kāi)拓，第四章采煤方法缺點(diǎn)后才能確定。為了方便利用礦井可 采儲(chǔ)量初步確定礦井井型， 上述永久煤柱損失與工業(yè)場(chǎng)地， 井下蜘蛛眼巷道煤柱損失等可暫 按工業(yè)儲(chǔ)量的57%計(jì)算，本次設(shè)計(jì)取 6%。所以井下主要巷道保護(hù)煤柱壓煤儲(chǔ)量為：P巷道=Z工業(yè)X 6%-P工業(yè)式中：P巷道一一巷道壓煤儲(chǔ)量 萬(wàn)tZ工業(yè)一一礦井工業(yè)儲(chǔ)量

10、 萬(wàn)tP工業(yè)一一工業(yè)廣場(chǎng)壓煤儲(chǔ)量 萬(wàn)t代入數(shù)據(jù)得： P巷道=7244.16 X 6%-263.75=170.90 萬(wàn)t礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：Z 可采=(Z 工業(yè)-P) X CZ 可采=(7244.16-434.65) X 0.93=6332.84 萬(wàn) t礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量： 礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱， 礦井井下主要巷道及上、 下 山保護(hù)煤柱煤量后乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量。1.3 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限1.3.1 礦井工作制度 ：根據(jù)技術(shù)政策第 14條規(guī)定上，礦井工作日 330天，每天凈提升時(shí)間為 1 4小時(shí)，其中兩班生產(chǎn)一班準(zhǔn)備，每班工作8個(gè)小時(shí)。1.3.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力礦井生產(chǎn)能力主要

11、依據(jù)礦井地質(zhì)條件， 煤層賦存情況， 處理開(kāi)采條件， 設(shè)備供應(yīng)以及國(guó) 家需煤等因素確定。對(duì)于儲(chǔ)量豐富、地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層生產(chǎn)能力大、開(kāi)采條件好的礦井應(yīng)建設(shè)大型礦井。 當(dāng)煤層賦存深， 表土層很厚，井筒需要特殊施工時(shí)，為擴(kuò)大井田開(kāi)采范圍，減少開(kāi)鑿井筒數(shù)具節(jié)約建井工程和降低噸煤設(shè)資， 以建設(shè)大型礦井為宜， 而對(duì)于條件稍差的情況應(yīng)考慮設(shè)計(jì) 中型礦井。依據(jù)井田資源條件和對(duì)資源的分析， 具備中型礦井開(kāi)發(fā)條件， 同時(shí)結(jié)合按期生產(chǎn)， 采掘 接替應(yīng)變能力， 穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)，為保障可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)造條件， 綜合評(píng)價(jià)初期投資少，噸煤投 資和萬(wàn)噸掘進(jìn)率低，經(jīng)濟(jì)效率好等技術(shù)條件，參考煤礦設(shè)計(jì)手冊(cè)各類(lèi)礦井型特征，初步確定礦井設(shè)計(jì)

12、生產(chǎn)能力為 90萬(wàn) t/a.1.3.3 礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限按下式計(jì)算：T=Z可采/KA式中： T 礦井服務(wù)年限， aZ 可采 礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn) tA 礦井生產(chǎn)能力，萬(wàn) tK 儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 K=1.4代入數(shù)據(jù)得：T=6332.84/ (1.4 X 90) =46.91a按設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定， 井型90萬(wàn)a/t的礦井的服務(wù)年限至少 40a,T=46.91 > 40a,故滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，初步確定該礦井生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t/a符合要求第二章 井田開(kāi)拓2.1 井田內(nèi)劃分根據(jù)目前開(kāi)采水平，一般小型礦井走向長(zhǎng)度不小于1500m,中型礦井走向長(zhǎng)度不小于4000m,大型礦井走向長(zhǎng)度不小于 7000m。

13、井田劃分階段時(shí)，階段斜長(zhǎng)要利于運(yùn)輸，通風(fēng)巷道維 護(hù)等。在井田范圍內(nèi) ,沿著煤層傾向 ,按一定標(biāo)高將煤層劃分為若干平行于走向的長(zhǎng)條部分,每個(gè)長(zhǎng)條部分成為一個(gè)階段。通常將設(shè)有井底車(chē)場(chǎng) ,階段運(yùn)輸大巷并且擔(dān)負(fù)全階段運(yùn)輸任務(wù) 的水平稱(chēng) “開(kāi)采水平” ,簡(jiǎn)稱(chēng)水平。根據(jù)礦區(qū)的地質(zhì)長(zhǎng)期條件，煤層賦存狀態(tài)等因素，由于本礦煤層傾角南部較大為11°15°， 而背部較為平緩， 為 6°左右。 故將礦區(qū)初步劃分為二個(gè)水平， 第一水平垂高 200m ， 含二個(gè)階段，采用采區(qū)上下山開(kāi)采，上山傾斜長(zhǎng)910m1080m，下山斜長(zhǎng)750m，每個(gè)采區(qū)布置若干區(qū)段。第二水平垂高400m，包含一個(gè)階段，

14、采用條帶式傾斜長(zhǎng)壁采煤法傾斜開(kāi)采。條帶斜長(zhǎng)上山部分一般 1180m1470m。在階段內(nèi)沿煤層走向劃分若干個(gè)具有獨(dú)立的生產(chǎn)系 的帶區(qū)， 帶區(qū)內(nèi)劃分若干個(gè)傾向分帶， 每個(gè)分帶布置一個(gè)工作面， 一個(gè)帶區(qū)由兩個(gè)分帶組成。初步設(shè)定第一水平服務(wù)年限的計(jì)算如下，根據(jù)公式：Ti 水平=Zki/ ( A.K)式中：T 第一水平服務(wù)年限， a；Zk 第一水平可采儲(chǔ)量， 萬(wàn) t ；A 礦井生產(chǎn)能力，Mt/a ; K儲(chǔ)量備用系數(shù)， K=1.31.5，取1.4。由此；驗(yàn)算服務(wù)年限如下：Ti 水平=Z ki/ （A.K ） Zki=3776.85X 0.95=3588.01 萬(wàn) tTi 水平=ZK1/ （A.K ） =3

15、588.01/ （90X 1.4） =28.47>20a第一水平服務(wù)年限符合要求。井田劃分為階段 （ 或盤(pán)區(qū) ），確定階段斜長(zhǎng)、階段數(shù)目，或盤(pán)區(qū)上山或下山斜長(zhǎng)。 確定水平數(shù)目、位置和高度，計(jì)算水平服務(wù)年限。階段內(nèi)的布置方式及參數(shù)：采區(qū)、分段和分帶。2.2 開(kāi)拓方案的選定根據(jù)煤層賦存條件、 開(kāi)采技術(shù)水平， 分析選擇進(jìn)入地下的方式， 以及相應(yīng)的井底車(chē)場(chǎng)型 式。根據(jù)上述所提出的水平數(shù)目、階段內(nèi)布置，井筒型式等，提出2 3 個(gè)技術(shù)上可行的開(kāi)拓方案 （說(shuō)明書(shū)附各開(kāi)拓方案插圖，圖中標(biāo)明井筒位置、深度、開(kāi)拓巷道、通風(fēng)系統(tǒng)等） ，經(jīng)過(guò)技術(shù)分析比較，選擇技術(shù)上最優(yōu)和安全性最好的方案。根據(jù)以上地質(zhì)資料的分析

16、,以及現(xiàn)有的生產(chǎn)開(kāi)采技術(shù) ,綜合本礦的實(shí)際情況 ,提出以下兩種的技術(shù)上可行的開(kāi)拓方案。2.2.3 方案比較1. 分析：方案一：兩水平延深開(kāi)拓優(yōu)點(diǎn)： 1 ）以充分利用原有設(shè)備和設(shè)施； 2 ）提升系統(tǒng)單一，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少，管理方便；3）經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低；缺點(diǎn)： 1 ）原有井筒同時(shí)擔(dān)負(fù)生產(chǎn)和延深任務(wù)，施工與生產(chǎn)相互干擾；2）主井接井時(shí)技術(shù)難度大，礦井將短期停產(chǎn)； 3 ）延深兩個(gè)井筒，施工組織復(fù)雜； 4）為延深井筒需鑿一些臨 時(shí)工程； 5）延深提升長(zhǎng)度增加，能力下降，可能需更換提升設(shè)備；方案二：立井兩水平暗斜井延伸開(kāi)拓優(yōu)點(diǎn)：1生產(chǎn)與延伸相互不影響；2暗斜井的位置，方向，傾角及提升方式均可不受原 井筒限制；缺點(diǎn)：

17、1增加了提升，運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備；2通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜；3不便管理；4運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)多；一般適用于：1 ）受地質(zhì)及水文條件限制，向下延伸井筒不符合；2）原有提升設(shè)備不能滿(mǎn)足要求，又沒(méi)條件更換提升設(shè)備；3 ）延伸原井筒在技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上不合理；綜合各方面情況，確定第二種方案比第一種方案在技術(shù)上難度上太大，不予考慮，重點(diǎn)對(duì)第一種方案和第二種方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。2 .方案的經(jīng)濟(jì)比較：經(jīng)濟(jì)合理是指所選的方案， 噸煤生產(chǎn)能力的基建投資少，特別是初期投資少， 特別是初期投資少，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，噸煤生產(chǎn)費(fèi)用低，礦井建設(shè)時(shí)間短，投資效益好，投資回收期短， 利潤(rùn)高。計(jì)算各方案不同項(xiàng)目包括：基本建設(shè)費(fèi)用，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用建井工程量和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)

18、工程量。在經(jīng)濟(jì)比較時(shí)，作以下說(shuō)明：1）兩種方案第一水平開(kāi)拓幾乎相同，故只對(duì)第二水平開(kāi)拓（立井延伸和暗斜井延伸） 不同項(xiàng)目進(jìn)行比較。2）兩種方案的各斜井巷布置基本相同，且這些斜井的掘進(jìn)單價(jià)近似相同，即兩方案條 帶斜長(zhǎng)下山的巷道掘進(jìn)費(fèi)用相同，因此不作比較。3）立井、大巷、石門(mén)以及斜巷下山的輔助運(yùn)輸費(fèi)用均按運(yùn)輸費(fèi)的20%進(jìn)行估算。各方案工程量計(jì)算表、方案萬(wàn)案1萬(wàn)案2項(xiàng)目工程量/m工程量/m初主井井筒445445副井井筒415415井底車(chē)場(chǎng)350350期運(yùn)輸大巷13301330主要石門(mén)6060主井井筒230820 （暗斜井）后副井井筒200820 （暗斜井）石門(mén)850期井底車(chē)場(chǎng)1000運(yùn)輸大巷1000

19、1000基建費(fèi)用表項(xiàng)案萬(wàn)案1萬(wàn)案2工程量/m單價(jià)/元每米費(fèi)用/萬(wàn) 元工程量/m單價(jià)/ 元/米費(fèi)用/萬(wàn) 元主井井筒4508294379.84508294379.83初副井 井筒4158294344.24158294344.2井底車(chē)場(chǎng)360239986.36360239986.36期運(yùn)輸大巷9302249209.19302249209.1主要 石門(mén)6020001260200012主井井筒23010000230820 （暗斜井）4560373.9后副井 井筒23010000230820 （暗斜井）4560373.9期井底 車(chē)場(chǎng)8503500297.53500石門(mén)16025002502500運(yùn)輸大巷2

20、6002983328.111002983328.1生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量表3-2-3萬(wàn)案-萬(wàn)案2j項(xiàng)目亠工程量工程量立井二水平提升/萬(wàn) t km1.2 x 0.25x30001.2x0.82x3000 （暗斜井）石門(mén)運(yùn)輸/萬(wàn)t km1.2x0.85x3000排水/萬(wàn) m31000 X 24 X 365 X 25 X 10 一"41000 X 24X 365 X 25X 10 一224確定方案經(jīng)過(guò)計(jì)算，從表中可知：方案1費(fèi)用與方案2費(fèi)用多用了 322萬(wàn)元，又考慮到，該礦井 田下部有有含水層， 暗斜井生產(chǎn)與延伸相互干擾少； 系統(tǒng)簡(jiǎn)單且能力較大， 可充分利用原有 井筒的能力。因此，本設(shè)計(jì)最終確定選

21、用方案2的開(kāi)拓系統(tǒng)，即立井加暗斜井采區(qū)式開(kāi)拓。2.3開(kāi)采順序2.3.1開(kāi)采順序在井田的范圍內(nèi)，采區(qū)的開(kāi)采順序采用前進(jìn)式開(kāi)采，從井田中央開(kāi)始向井田兩翼推進(jìn)，采用上（下）山開(kāi)采時(shí)，先開(kāi)采上山部分煤層，后開(kāi)采下山部分煤層。對(duì)于煤層先開(kāi)采淺部 煤層，后開(kāi)采深部煤層。先開(kāi)采優(yōu)質(zhì)煤，再開(kāi)采次品煤。根據(jù)以上所述原則，結(jié)合本礦井情況，確定先開(kāi)采第一水平西翼上山部分的淺部煤層，然后開(kāi)采東翼上山部分煤層， 再開(kāi)采西翼下山部分煤層， 最后開(kāi)采東翼下山部分煤層。 第一 水平煤層快開(kāi)采完閉后，提前準(zhǔn)備第二水平煤層，以保證工作面的接替的礦井的穩(wěn)產(chǎn)， 第二 水平采用條帶式開(kāi)采，采用后退式開(kāi)采即從邊界向中央推進(jìn)。2.3.2同

22、采區(qū)數(shù)目和回采工作面2.3.2.1采區(qū)的生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)礦井的地質(zhì)條件、煤層厚度，機(jī)械化程度和采區(qū)內(nèi)工作面接通替關(guān)系等因素確定。本設(shè)計(jì)采用綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)能力可達(dá)到95萬(wàn)t /a.查表：礦生產(chǎn)能力（mt/a）采區(qū)個(gè)數(shù)（個(gè)）2.43.0231.51.8231.2以下12根據(jù)表得出。本礦井同時(shí)生產(chǎn)采區(qū)一個(gè)即可保證年產(chǎn)量232確定達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)工作面總線(xiàn)長(zhǎng)：B=A.x/(刀 m x r x L x K3)式中：B 采區(qū)工作面長(zhǎng)， mA 礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量，t/aX 回采出率?？扇?0.9 刀m同采出煤數(shù)厚度，mr 煤層容重K工作面采出率，取 0.95% L 年推 進(jìn)度L=330式中L=330 x n x

23、 I x330礦井年工作日， 天n晶循環(huán)數(shù)，個(gè)I循環(huán) 進(jìn)度，M由此：L=330n x I x =1222.65所以：B=A x X/刀mx rx L x K3=169.6m確定同采工作面?zhèn)€數(shù) N=BX n/L式中：N同采工作面?zhèn)€數(shù) B工作面總長(zhǎng)n同采煤層數(shù) L回采工作面長(zhǎng)度，mN=Bn x /L=169.6 x 1/170 1因此，可確定同采區(qū)工作面為1個(gè)2.3.2工作面配置采區(qū)內(nèi)同采工作面數(shù)目應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件特征，所確定回采工藝等確定。同時(shí)還應(yīng)符合合理的開(kāi)采順序，保證安全生產(chǎn)提高工作面單產(chǎn)為原則，采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的綜采工作面宜為一個(gè)：普采工作面為兩個(gè)，不應(yīng)該超過(guò)三個(gè)。因此，本礦設(shè)計(jì)同時(shí)生產(chǎn)采

24、區(qū)一個(gè)，同時(shí)生 產(chǎn)工作面為一個(gè)，采用綜合機(jī)械化采煤方式進(jìn)行回采。2.3.2礦井產(chǎn)量的驗(yàn)算式中：An 礦井同采工作面產(chǎn)量總和，萬(wàn) t; mi 第i號(hào)工作面采高，m ; Li 第i號(hào)工作面 年推進(jìn)度，m; li 第i號(hào)工作面長(zhǎng)，m; 丫 i 第i號(hào)工作面煤的容重，t/m3; n同采工作 面數(shù)，個(gè)；Ki 回采工作面采出率；所以： An=3 x 170 x 1222.65 x 1.4x 0.95=87.81 萬(wàn)/t 掘進(jìn)煤量：An x 10%=8.78則實(shí)際產(chǎn)量為：96.59萬(wàn)/t大于A(yíng)，小于1.15A符合要求確定同采工作面為一個(gè)，工作面總長(zhǎng)為 177m 。第三章 采煤方法3.1 選擇確定采煤方法本礦

25、井單一煤層厚 2.9m ,煤層厚度 m=2.9m, m=2.8m；煤層傾角a =1北煤塵爆炸性指 數(shù)為23.426%，煤層頂板為砂質(zhì)頁(yè)巖，底板為砂巖；m煤層頂板為砂巖，底板為粉砂巖；煤層埋藏穩(wěn)定，井田無(wú)較大構(gòu)造礦井正常涌水量Q正=200m3/h ；礦井最大涌水量 Q大=300ni/h ;礦井相對(duì)瓦斯涌出量 q=7.5m3/d t ;煤有自燃性，自然發(fā)火期 11個(gè)月；煤塵有爆炸性。，結(jié) 合上述可參照的采煤方法， 確定在第一水平采用采區(qū)式單一走向長(zhǎng)壁采煤法， 在第二水平采 用條帶式采煤法。兩個(gè)水平都采用一次采全部綜合機(jī)械化開(kāi)采，采空區(qū)用全部垮落法處理。3.2. 1 采區(qū)巷道布置設(shè)計(jì)采區(qū)位置、 主要

26、參數(shù)。 布置采區(qū)巷道是為了把回采工作面， 礦井主要開(kāi)拓巷道聯(lián)系 起來(lái)，構(gòu)成運(yùn)輸、通風(fēng)、動(dòng)力供應(yīng)、材料供應(yīng)等系統(tǒng)，保證工作面連續(xù)不斷的生產(chǎn)。采區(qū)上山數(shù)目可根據(jù)采區(qū)生產(chǎn)能力和礦井地質(zhì)條件確定， 一般情況下兩條， 當(dāng)采區(qū)生產(chǎn) 能力較大， 瓦斯涌出量較大的情況下，也可設(shè)置三條或四條。 本礦井為低瓦斯礦井，該采區(qū) 生產(chǎn)能力較大，故設(shè)計(jì)二條上山(軌道上山，運(yùn)輸上山) 。本采區(qū)只有一組開(kāi)采煤層，開(kāi)采 深度小，頂?shù)装鍘r石比較穩(wěn)定，硬質(zhì)屬中硬，用水量小，可考慮將回風(fēng)上山布置在煤層中。 煤層底板屬中粗砂巖， 將軌道上山和運(yùn)輸上山布置在煤層底板中， 以保證巷道的搭接， 便于 物料和煤炭的運(yùn)輸。 兩條巷道都布置在采區(qū)

27、中央。 上山布置的傾角與煤層傾角基本一致， 為 12°，巷道斷面形狀為半圓拱形，采用錨噴支護(hù)，凈斷面積為16.17m2。3.2.2 區(qū)段平巷的布置設(shè)計(jì)采區(qū)擬采用綜采一次采全高， 只需在區(qū)段煤層底板布置兩條區(qū)段平巷， 一條布置膠 帶運(yùn)輸機(jī)， 負(fù)責(zé)運(yùn)輸工作面落煤， 兼作進(jìn)風(fēng)巷， 一條布置 900mm 標(biāo)準(zhǔn)軌道， 負(fù)責(zé)輔助運(yùn)輸、 行人兼作回風(fēng)巷， 區(qū)段平巷斷面面積為梯形，采用錨網(wǎng)支護(hù)，凈斷面積為10.4m2。3.2.3 聯(lián)絡(luò)巷的布置采區(qū)聯(lián)絡(luò)巷主要用于采區(qū)上山與區(qū)段平巷之間的聯(lián)絡(luò)巷道。(1) 采區(qū)軌道上山與區(qū)段回風(fēng)平巷之間用采區(qū)車(chē)場(chǎng)和石門(mén)聯(lián)絡(luò)。(2) 運(yùn)輸上山與區(qū)段運(yùn)輸平巷之間用溜煤眼聯(lián)絡(luò)。

28、(3) 采區(qū)軌道上山與區(qū)段運(yùn)輸平巷之間用采區(qū)車(chē)場(chǎng)和石門(mén)聯(lián)絡(luò)， 但在石門(mén)中必須裝設(shè)相 互連鎖的兩道雙向風(fēng)門(mén)。(4) 聯(lián)絡(luò)巷道斷面形狀為半圓拱形，采用錨噴支護(hù)方式，凈斷面積為 6.17m2。3.2.4 采區(qū)內(nèi)同采工作面的個(gè)數(shù)及位置在首采區(qū)內(nèi)， 設(shè)計(jì)一個(gè)采煤工作面即可滿(mǎn)足整個(gè)礦井的產(chǎn)量。 首采工作面位于首采區(qū)的 左翼最上部， 西、南面均為井田邊界， 所采煤層為全礦井最淺部分， 首采工作面投產(chǎn)的同時(shí)， 開(kāi)始準(zhǔn)備右翼的工作面，一般應(yīng)按對(duì)角跳采的順序安排，工作面的總長(zhǎng)度為177m 。325采區(qū)車(chē)場(chǎng)形式選擇1采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)形式選擇采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)的選擇， 主要是根據(jù)絞車(chē)房的布置和維護(hù)條件，當(dāng)階段回風(fēng)巷以上為采空區(qū)

29、和松軟風(fēng)化帶時(shí)，采用平車(chē)場(chǎng)。設(shè)計(jì)采區(qū)緊鄰松軟風(fēng)化帶，可采用平車(chē)場(chǎng)作為采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)。如圖4.2.8.1所示1 運(yùn)輸上山2 軌道上山3 回風(fēng)石門(mén)4回風(fēng)大巷5絞車(chē)房6甩車(chē)場(chǎng)圖4.2.8.1采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)示意圖2.采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)形式的選擇開(kāi)采單一薄及中厚煤層，多用繞道式車(chē)場(chǎng)，故本設(shè)計(jì)采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)采用繞道式車(chē)場(chǎng)。如圖 4-2-8-21軌道上山2運(yùn)輸上山3 區(qū)段回風(fēng)巷4 繞道 5 風(fēng)門(mén)如圖4-2-8采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)3.采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)形式的選擇采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)由采區(qū)裝車(chē)部和輔助提升下部車(chē)場(chǎng)組合而成，本設(shè)計(jì)采區(qū)在大巷運(yùn)輸采用裝車(chē)線(xiàn)路通過(guò)式下部車(chē)場(chǎng)，輔助提升下部車(chē)場(chǎng)采用臥式底板繞道車(chē)場(chǎng)。如圖4-2-8-3采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)1軌道上

30、山2運(yùn)輸上山3下部車(chē)場(chǎng)（繞道）4 運(yùn)輸大巷 5采區(qū)煤倉(cāng)圖4-2-8采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)3.2.6采區(qū)硐室采區(qū)硐室包括：采區(qū)煤倉(cāng)、采區(qū)絞車(chē)房和采區(qū)變電所3.2.6.1采區(qū)煤倉(cāng)采面煤倉(cāng)選擇井巷式的垂直式煤倉(cāng)，圓形斷面，直徑4m,高度為26m，確定其合理的煤倉(cāng)容積，煤倉(cāng)容量取決于采區(qū)生產(chǎn)能力，而采區(qū)生產(chǎn)能力為103.3t/a，故采區(qū)煤倉(cāng)的容積擬定為450t。煤倉(cāng)的支護(hù)方式：煤倉(cāng)與大巷連接處必須加強(qiáng)支護(hù)，在煤倉(cāng)下部收口處四周敷設(shè)數(shù)根鋼梁，灌入混凝土與大巷支護(hù)連為一體。煤倉(cāng)硐室采用混凝土砌壁， 壁厚為400mm。如圖4-2-9-1采區(qū)煤倉(cāng)1 上部收口 2 倉(cāng)身 3 下口漏斗 4 溜吸閘門(mén)圖4-2-9 :采區(qū)煤倉(cāng)

31、326.2絞車(chē)房應(yīng)選擇在圍巖穩(wěn)定，無(wú)淋水，礦壓小和容易維護(hù)的地點(diǎn)。在滿(mǎn)足施工安裝和 提升運(yùn)輸要求前提下，絞車(chē)房應(yīng)盡量靠近變坡點(diǎn)，以減少工程量。絞車(chē)房的高度為3.5m，斷面形狀和支護(hù)設(shè)計(jì)為半圓拱型。采用錨噴支護(hù)， 噴厚100 mm。變電所采區(qū)變電所是采區(qū)供電的樞紐，合理確定采區(qū)變電所位置及尺寸是保證采區(qū) 正常生產(chǎn)，減少工程費(fèi)用的措施，變室應(yīng)設(shè)在采區(qū)用電負(fù)荷的中心， 并靠近有軌 道運(yùn)輸?shù)南锏馈Ｍ瑫r(shí)采區(qū)的工作面應(yīng)采用移動(dòng)變電站。采區(qū)變電所采用不可燃材料支護(hù)，且采用錨噴支護(hù)的形式，地板采用水泥 混凝土。高出鄰近巷道200m300m要有3%的坡度，以防礦井水流入室內(nèi)，硐 室內(nèi)一般不設(shè)電纜鉤，電纜沿墻敷設(shè)

32、，電纜穿過(guò)密閉門(mén)處需要套管保護(hù)。3.2.7采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)包括：采區(qū)運(yùn)輸、通風(fēng)、供電系統(tǒng)及選用設(shè)備型號(hào)。采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)煤路線(xiàn)：工作面 一一刮板輸送機(jī)一一轉(zhuǎn)載機(jī)一一區(qū)段運(yùn)輸平巷一一區(qū)段 溜煤眼一一運(yùn)輸上山一一采區(qū)煤倉(cāng)一一運(yùn)輸大巷一一井底車(chē)場(chǎng)一一主井一一地 面。運(yùn)料及設(shè)備路線(xiàn)：地面 一一副井一一井底車(chē)場(chǎng)一一石門(mén)一一運(yùn)輸大巷一一米區(qū)下部車(chē)場(chǎng)軌道上山上部車(chē)場(chǎng)工作面新鮮風(fēng)流路線(xiàn)一一副井一一井底車(chē)場(chǎng)一一石門(mén)一一運(yùn)輸大巷一一采區(qū)下部 車(chē)場(chǎng)一一運(yùn)輸上山一一區(qū)段運(yùn)輸平巷一一工作面。乏風(fēng)路線(xiàn)一一工作面一一區(qū)段回風(fēng)巷一一回風(fēng)石門(mén)一一總回風(fēng)大巷一一風(fēng) 井掘進(jìn)工作面所需風(fēng)流由局部風(fēng)扇供給。供電系統(tǒng)高壓電纜由井底中央變電所經(jīng)

33、運(yùn)輸大巷一一采區(qū)下部車(chē)場(chǎng) 一一軌道上山 采區(qū)變電所 供給移動(dòng)變電站 各點(diǎn)用電設(shè)備供水系統(tǒng)采掘工作面平巷及上山輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)所需的防塵噴霧用水分別有地面儲(chǔ)水池以專(zhuān)用管路供本節(jié)附采區(qū)巷道及設(shè)備布置平面、剖面圖（比例1 : 1000或1 : 2000）。3.3回采工藝及安全技術(shù)措施331回采工藝 工作面煤層傾角為17°,煤層厚度為 ml 2.9m , m22.8m.頂 底板屬中等穩(wěn)定類(lèi)型。根據(jù)煤層和頂板條件，選擇合理型號(hào)的采煤機(jī)，運(yùn)輸機(jī)和 液壓支架。在選擇的時(shí)候注意三大設(shè)備以及運(yùn)輸順槽的運(yùn)輸和其他設(shè)備在生產(chǎn)能 力和空間上的配合。根據(jù)本采面的具體情況，選擇設(shè)備如下：采煤機(jī)參數(shù)表4-3-1型號(hào)采

34、高（m）截深（mm）傾角（°）滾筒直徑（m）功率（kw）MXA-300/3 .51.6 3.56000251.4300刮板輸送機(jī)參數(shù)表4-3-2型號(hào)長(zhǎng)度（m）運(yùn)輸能力（t/h）刮板鏈速（m/s）鏈條形式SGD-730/3201707000.92中雙鏈壓支架參數(shù)表4-3-3型號(hào)支撐咼度（m）中心距（mm）工作阻力/初 撐力（kw）適應(yīng)傾角（°）ZZ4000/17/351.7 3.515004000<15SZZ730/160型轉(zhuǎn)載機(jī)SDJ150型可伸縮式膠帶輸送機(jī)PCM132輪式破碎機(jī)KSGZY 300/4型移動(dòng)變電站采煤機(jī)進(jìn)刀方式：雙向割煤往返一次割兩刀，完成兩個(gè)循環(huán)。整個(gè)工作面傾向長(zhǎng)170m.進(jìn)刀方式：工作面端部割三角煤斜切進(jìn)刀方式。3.3.2 安全技術(shù)措施：根據(jù)設(shè)計(jì)礦井瓦斯涌出量、煤塵爆炸性、煤塵自然發(fā)火、 礦井涌水等自然情況，依據(jù)實(shí)習(xí)礦井在防治災(zāi)害的經(jīng)驗(yàn)、 煤礦安全規(guī)程的有 關(guān)規(guī)定，提出具體的，并有針對(duì)性的礦井主要安全措施。