采礦工程課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　采礦學(xué)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目:采礦工程 </p><p>　　助學(xué)院校:河南理工大學(xué) </p><p>　　自考助學(xué)專(zhuān)業(yè):采礦工程 </p>&

2、lt;p>　　姓名: </p><p>　　自考助學(xué)學(xué)號(hào): 040213201321 </p><p>　　成績(jī): </p><p>　　指導(dǎo)教師簽名: </p><p>　　河南理工大學(xué)成人高等教育</p>

3、<p>　　2O 年 月 日</p><p>　　前言 …………………………1</p><p>　　基礎(chǔ)條件 …………………………2 </p><p>　　第一章 巷道斷面設(shè)計(jì) ………………

4、…………2</p><p>　　1 選擇巷道斷面形狀選擇 …………………………2</p><p>　　2.1確定巷道凈寬度B …………………………2</p><p>　　2.2確定巷道拱高h(yuǎn)0 …………………………2</p>

5、<p>　　2.3確定巷道壁高h(yuǎn)3 …………………………2</p><p>　　2.4確定巷道凈斷面面積S和凈周長(zhǎng)P …………………………3</p><p>　　2.5用風(fēng)速校核巷道凈斷面面積 …………………………4</p><p>　　2.6 選擇支護(hù)參數(shù)

6、 …………………………4</p><p>　　2.7選擇道床參數(shù) …………………………4</p><p>　　2.8確定巷道掘進(jìn)斷面面積 …………………………4</p><p>　　3 布置巷道內(nèi)水溝和管線 …………………………4</p&g

7、t;<p>　　4 計(jì)算巷道掘進(jìn) …………………………5</p><p>　　5 繪制巷道斷面施工圖 …………………………6</p><p>　　第二章 課程設(shè)計(jì)的收獲和建議 …………………………8</p><p>　　參考資料

8、 …………………………8</p><p><b>　　原始條件</b></p><p>　　井田境界：井田走向長(zhǎng)度7000m，煤層傾斜長(zhǎng)度1600m。</p><p>　　煤層埋藏特征：煤層厚度m1=2.9m，m2=2.8m；煤層傾角α=170，層間距H=10m；表土層厚30m，風(fēng)化帶深度10m；m1煤層頂板為砂質(zhì)頁(yè)巖，底板

9、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。</p><p>　　煤的容重：γ1=γ2=1.35t/m3。</p><p>　　礦井開(kāi)采技術(shù)條件：礦井正常涌水量Q正=200m3/h；礦井最大涌水量Q大=300m3/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。</p>&l

10、t;p>　　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</p><p>　　1.1 井田地質(zhì)特征</p><p>　　煤層埋藏條件：煤層厚度m1=2.9m，m2=2.8m；煤層傾角α=170，層間距H=10m；表土層厚30m，風(fēng)化帶深度10m；m1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；</p><p>

11、;　　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)。</p><p>　　礦井開(kāi)采技術(shù)條件：礦井正常涌水量Q正=200m3/h；礦井最大涌水量Q大=300m3/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。 </p><p>　　表1-1 煤層及頂?shù)讕r性特征</p><p>　　1.2 井田范圍及儲(chǔ)量&l

12、t;/p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　1.2.3礦井工業(yè)儲(chǔ)量</p><p>　　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綜合方法計(jì)算。儲(chǔ)量計(jì)算公式為：&l

13、t;/p><p>　　Z工業(yè)=∑s.d.γ.cosα式中：Z工業(yè)——礦井工業(yè)儲(chǔ)量 s——塊段水平面積 d——塊段采用煤層的平均厚度 γ——煤的容重，取γ=1.4t/m3 α——每一塊段的平均傾角 </p><p>　　Z工業(yè)=7244.16萬(wàn)t</p><p>　　如表2-2-1礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表</p><p>　　表2-2

14、-1 礦井高級(jí)儲(chǔ)量比例</p><p>　　2-2-2礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表</p><p>　　1.2.4礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量</p><p>　　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。</p><p>　　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：</p

15、><p>　　Z設(shè)計(jì)=Z工業(yè)-Z斷層-Z防水</p><p>　　境界保護(hù)煤柱一般為20～30m，取20m，Z境界=93.24萬(wàn)t</p><p>　　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。</p><p>　　Z防水=308.49萬(wàn)t</p><p>

16、;　　1.2.5礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量</p><p>　　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。</p><p>　　礦井中設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：Z可采=（Z工業(yè)-P）×C</p><p>　　式中：Z可采——礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t Z工業(yè)——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

17、道保護(hù)煤柱之和，萬(wàn)t C——采區(qū)采出率，取0.95</p><p>　　工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱計(jì)算：</p><p>　　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

18、煤柱</p><p>　　保護(hù)煤柱計(jì)算公式：P工業(yè)=A平×m×γ/cosα</p><p>　　式中P工業(yè)——工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱石， 萬(wàn)t A平——煤柱平面面積 m2 m——煤層厚度，m γ——煤的容重 1.4t/m3 α——煤層傾角α=50</p><p>　　查得該礦有關(guān)移動(dòng)角分別為：下山移動(dòng)角β=550，上山移動(dòng)角ν=730，走向移

19、動(dòng)角δ=730，松散層移動(dòng)角Ф=450，松散層厚度為15m。</p><p><b>　　如下表：</b></p><p>　　表2-2-3 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)參數(shù)表</p><p>　　長(zhǎng)方形abcd的面積為工業(yè)廣場(chǎng)總占地面積，為310×350=108500m2</p><p>　　煤層在保護(hù)范圍中央處的埋

20、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。</p><p>　　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=640m，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）×920×1/2×3×1.4×1/cosα=263.75萬(wàn)噸</p>&l

21、t;p>　　工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱計(jì)算圖2-2-3-2</p><p>　　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5～7%計(jì)算，本次設(shè)計(jì)取6%。</p><p>　　所以井下主要巷道保護(hù)煤柱壓

22、煤儲(chǔ)量為：P巷道=Z工業(yè)×6%-P工業(yè)</p><p>　　式中：P巷道——巷道壓煤儲(chǔ)量 萬(wàn)tZ工業(yè)——礦井工業(yè)儲(chǔ)量 萬(wàn)tP工業(yè)——工業(yè)廣場(chǎng)壓煤儲(chǔ)量 萬(wàn)t代入數(shù)據(jù)得： P巷道=7244.16×6%-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）×CZ可采=（7244.16-434.65）×0.93=6332.84 萬(wàn)t</p>

23、;<p>　　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。</p><p>　　1.3 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p><p>　　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14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)。</p><

24、;p>　　1.3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力</p><p>　　礦井生產(chǎn)能力主要依據(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。</p><p>　　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

25、條件稍差的情況應(yīng)考慮設(shè)計(jì)中型礦井。</p><p>　　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)生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t/a.</p><p>　　1.3.3礦井服務(wù)年限</p>

26、<p>　　礦井服務(wù)年限按下式計(jì)算：</p><p><b>　　T=Z可采/KA</b></p><p>　　式中：T——礦井服務(wù)年限，a</p><p>　　Z可采——礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t</p><p>　　A——礦井生產(chǎn)能力，萬(wàn)t</p><p>　　K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，取K=

27、1.4</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　T=6332.84/（1.4 ×90）=46.91a</p><p>　　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</p><p

28、>　　第二章 井田開(kāi)拓</p><p><b>　　2.1 井田內(nèi)劃分</b></p><p>　　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。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)

29、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。</p><p>　　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)910m10～80m,下山斜長(zhǎng)750m，每個(gè)采

30、區(qū)布置若干區(qū)段。第二水平垂高400m，包含一個(gè)階段，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1180m～1470m。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。</p><p>　　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：</p><p>　　T1水平=ZK1/（A.K）</p>

31、;<p><b>　　式中：</b></p><p>　　T——第一水平服務(wù)年限，a；——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=1.3～1.5，取1.4。</p><p><b>　　由此；</b></p><p>　　驗(yàn)算服務(wù)年限如下：T1水平=ZK1/（A.K）ZK

32、1=3776.85×0.95=3588.01萬(wàn)t</p><p>　　T1水平=ZK1/（A.K）=3588.01/（90×1.4）=28.47>20a</p><p>　　第一水平服務(wù)年限符合要求。</p><p>　　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)。</p><p>　　確

33、定水平數(shù)目、位置和高度，計(jì)算水平服務(wù)年限。</p><p>　　階段內(nèi)的布置方式及參數(shù)：采區(qū)、分段和分帶。</p><p>　　2.2 開(kāi)拓方案的選定</p><p>　　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。</p><p>　　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)

34、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,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。</p><p><b>　　2.2.3方案比較</b></p><p>　　1.分析：方案一：兩水平延深開(kāi)拓</p&

35、gt;<p>　　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；</p><p>　　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；</p><p>　　方案

36、二：立井兩水平暗斜井延伸開(kāi)拓</p><p>　　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；</p><p>　　缺點(diǎn)：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；</p><p><b>　　一般適用于：</b></p><p>　　1）受地質(zhì)及水

37、文條件限制，向下延伸井筒不符合； </p><p>　　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；</p><p>　　3）延伸原井筒在技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上不合理；</p><p>　　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。</p><p>　　2．方案的經(jīng)濟(jì)比較：

38、</p><p>　　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)工程量。</p><p>　　在經(jīng)濟(jì)比較時(shí)，作以下說(shuō)明:</p><p>　　1) 兩種方案第一水平開(kāi)拓幾乎相

39、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。</p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p><b>　　各方案工程量計(jì)算表&l

40、t;/b></p><p><b>　　基建費(fèi)用表</b></p><p>　　生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量表3-2-3</p><p>　　2.2.4 確定方案</p><p>　　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

41、充分利用原有井筒的能力。因此，本設(shè)計(jì)最終確定選用方案2的開(kāi)拓系統(tǒng)，即立井加暗斜井采區(qū)式開(kāi)拓。</p><p><b>　　2.3 開(kāi)采順序</b></p><p><b>　　2.3.1開(kāi)采順序</b></p><p>　　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

42、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。</p><p>　　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)

43、。</p><p>　　2.3.2同采區(qū)數(shù)目和回采工作面</p><p>　　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. </p><p><b>　　查表：</b></p><p><b>

44、　　根據(jù)表得出。</b></p><p>　　本礦井同時(shí)生產(chǎn)采區(qū)一個(gè)即可保證年產(chǎn)量</p><p>　　2.3.2確定達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)工作面總線長(zhǎng)：</p><p>　　B=A.x/(∑m×r×L×K3)</p><p>　　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。可取0

45、.9∑m——同采出煤數(shù)厚度，mr ——煤層容重KФФФ——工作面采出率，取0.95% L——年推進(jìn)度 L=330</p><p>　　式中L=330 × n × I × Ф330——礦井年工作日，天n——晶循環(huán)數(shù)，個(gè)I——循環(huán)進(jìn)度，M</p><p>　　由此：L=330n×I×Ф=1222.65所以：B=A×X/∑m×

46、r×L×K3=169.6m</p><p>　　確定同采工作面?zhèn)€數(shù)N=B×n/L</p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　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×/L=169.6×1/170≈1因此，可確定同采區(qū)工作面為1個(gè)&

47、lt;/p><p>　　2.3.2工作面配置</p><p>　　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。</p><p>　　

48、2.3.2礦井產(chǎn)量的驗(yàn)算</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　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；Ii—第i號(hào)工作面長(zhǎng)，m；γi—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；</p><p>　　所以： An=3×

49、170 ×1222.65 ×1.4×0.95=87.81萬(wàn)/t掘進(jìn)煤量：An×10%=8.78</p><p>　　則實(shí)際產(chǎn)量為：96.59萬(wàn)/t大于A ，小于1.15A符合要求</p><p>　　確定同采工作面為一個(gè)，工作面總長(zhǎng)為177m。</p><p>　　第三章 采煤方法</p><p>

50、;　　3.1 選擇確定采煤方法</p><p>　　本礦井單一煤層厚2.9m , 煤層厚度m1=2.9m，m2=2.8m；煤層傾角α=170,煤塵爆炸性指數(shù)為23.4～26%，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)造礦井正常涌水量Q正=200m3/h；礦井最大涌水量Q大=300m3/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

51、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。</p><p>　　3.2. 1采區(qū)巷道布置</p><p>　　設(shè)計(jì)采區(qū)位置、主要參數(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

52、續(xù)不斷的生產(chǎn)。</p><p>　　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

53、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)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。</p><p>　　3.2.2區(qū)段平巷的布置</p><p>　　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，

54、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。</p><p>　　3.2.3聯(lián)絡(luò)巷的布置</p><p>　　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。</p><p>　　(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)。</p><p>　　(2) 運(yùn)輸上山與區(qū)段運(yùn)輸平

55、巷之間用溜煤眼聯(lián)絡(luò)。</p><p>　　(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)。</p><p>　　(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。</p><p>　　3.2.4采區(qū)內(nèi)同采工作面的個(gè)數(shù)及位置</p><p>　　在首采區(qū)內(nèi)，設(shè)計(jì)一

56、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。</p><p>　　3.2.5采區(qū)車(chē)場(chǎng)形式選擇</p><p>　　1.采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)形式選擇</p><p>　　采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)的選擇，主要是根據(jù)絞車(chē)房

57、的布置和維護(hù)條件，當(dāng)階段回風(fēng)巷以上為采空區(qū)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</p><p>　　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)</p><p>　　圖4.2.8.1采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)示意圖</p><p>　　2.采區(qū)中部車(chē)

58、場(chǎng)形式的選擇</p><p>　　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4-2-8-2</p><p>　　1—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)</p><p>　　如圖4-2-8采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)</p><p>　　3.采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)形式的選擇</p>

59、<p>　　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) </p><p>　　1——軌道上山 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)</p><p>　　圖4-2-8 采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)</p><p

60、><b>　　3.2.6采區(qū)硐室</b></p><p>　　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</p><p>　　3.2.6.1采區(qū)煤倉(cāng)</p><p>　　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

61、擬定為450t。</p><p>　　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)</p><p>　　1——上部收口 2——倉(cāng)身 3——下口漏斗 4——溜吸閘門(mén) </p><p>　　圖4-2-9：采區(qū)煤倉(cāng)</p

62、><p>　　3.2.6.2絞車(chē)房</p><p>　　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。</p><p>　　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㎜。</p><p><b>　　變電所</b>

63、;</p><p>　　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。</p><p>　　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200m～300m,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，

64、電纜沿墻敷設(shè)，電纜穿過(guò)密閉門(mén)處需要套管保護(hù)。</p><p>　　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)。</p><p><b>　　采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)</b></p><p>　　運(yùn)煤路線：工作面——刮板輸送機(jī)——轉(zhuǎn)載機(jī)——區(qū)段運(yùn)輸平巷——區(qū)段溜煤眼——運(yùn)輸上山——采區(qū)煤倉(cāng)——運(yùn)輸大巷——井底車(chē)場(chǎng)——主井——地面。&l

65、t;/p><p>　　運(yùn)料及設(shè)備路線：地面——副井——井底車(chē)場(chǎng)——石門(mén)——運(yùn)輸大巷——采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)——軌道上山——上部車(chē)場(chǎng)——工作面。</p><p>　　新鮮風(fēng)流路線——副井——井底車(chē)場(chǎng)——石門(mén)——運(yùn)輸大巷——采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)——運(yùn)輸上山——區(qū)段運(yùn)輸平巷——工作面。</p><p>　　乏風(fēng)路線——工作面——區(qū)段回風(fēng)巷——回風(fēng)石門(mén)——總回風(fēng)大巷——風(fēng)井 </p&g

66、t;<p>　　掘進(jìn)工作面所需風(fēng)流由局部風(fēng)扇供給。</p><p><b>　　供電系統(tǒng)</b></p><p>　　高壓電纜由井底中央變電所經(jīng)運(yùn)輸大巷——采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)——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</p><p><b>　　供水系統(tǒng)</b></p><p&

67、gt;　　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</p><p>　　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)。</p><p>　　3.3 回采工藝及安全技術(shù)措施</p><p>　　3.3.1 回采工藝 工作面煤層傾角為17°，煤層厚度為m1 2.9m ，m22.8m. 頂?shù)装鍖僦?/p>

68、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。</p><p>　　根據(jù)本采面的具體情況，選擇設(shè)備如下：</p><p>　　采煤機(jī)參數(shù)表4-3-1</p><p>　　刮板輸送機(jī)參數(shù)表4-3-2</p><p>　　壓支架參數(shù)表4-3-3

69、</p><p>　　SZZ—730/160型轉(zhuǎn)載機(jī) SDJ—150型可伸縮式膠帶輸送機(jī) PCM132輪式破碎機(jī)</p><p>　　KSGZY—300/4型移動(dòng)變電站 </p><p>　　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)

70、170m.</p><p>　　進(jìn)刀方式：工作面端部割三角煤斜切進(jìn)刀方式。 </p><p>　　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。</p><p>　　該礦為低瓦斯礦井，煤塵有爆炸性，自燃發(fā)火11個(gè)

71、月。礦井由于開(kāi)采深度較大，地溫高，為了改善井下工作條件，需要進(jìn)行降溫調(diào)節(jié)井下空氣。作好“一通三防”的安全工作。</p><p>　　編制工作面循環(huán)圖表：確定循環(huán)方式和作業(yè)形式，編制循環(huán)作業(yè)圖表，勞動(dòng)組織表。</p><p>　　本節(jié)附采煤方法示意圖(插圖)，內(nèi)容包括工作面布置圖、頂板管理說(shuō)明圖、爆破說(shuō)明圖表、循環(huán)作業(yè)圖、勞動(dòng)組織表、工作面主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表。</p><

72、p><b>　　3.4作業(yè)方式</b></p><p>　　表3-4-1勞動(dòng)組織表如下：</p><p>　　圖3-4-2正規(guī)作業(yè)循環(huán)圖</p><p>　　表3-4-3主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)</p><p>　　圖3-4-4工作面布置圖</p><p><b>　　參考資料 </

73、b></p><p>　　[1] 吳再生等編. 井巷工程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[2] 劉剛.井巷工程[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2005</p><p>　　[3] 東兆星等編.井巷工程[M]. 徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2004</p><p>　　[4] 國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.《煤礦安全規(guī)程