采礦學(xué)課程設(shè)計

1、<p><b>　　采礦學(xué)課程設(shè)計</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　設(shè)計題目</b></p><p><b>　　設(shè)計題目的一般條件</b></p><p>　　某礦第一開采水平上山階段某采（帶）區(qū)自

2、下而上開采Ｋ1、Ｋ2和Ｋ3煤層，煤層厚度、層間距及頂?shù)装鍘r性見綜合柱狀圖。該采（帶）區(qū)走向長度3000m，傾斜長度1100m，采（帶）區(qū)內(nèi)各煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，Ｋ1煤層屬簡單結(jié)構(gòu)煤層，硬度系數(shù)f=2，Ｋ2和Ｋ3煤層屬中硬煤層，各煤層瓦斯涌出量較低，自然發(fā)火傾向較弱，涌水量也較小。設(shè)計礦井的地面標高為+30m，煤層露頭為-30m.第一開采水平為該采（帶）區(qū)服務(wù)的一條運輸大巷布置在Ｋ3煤層底板下方25m處的穩(wěn)定巖層中，為滿足

3、該采（帶）區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)所需的其余開拓巷道可根據(jù)采煤方法不同有設(shè)計者自行決定。</p><p>　　設(shè)計題目的煤層傾角條件</p><p>　　煤層傾角條件：煤層平均傾角16°</p><p>　　設(shè)計采（帶）區(qū)綜合柱狀圖</p><p><b>　　課程設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　

4、　采區(qū)或帶區(qū)巷道布置設(shè)計；</p><p>　　采區(qū)中部甩車場線路設(shè)計或帶區(qū)下部平車場（繞道線路和 裝車站線路）線路設(shè)計；</p><p>　　采煤工藝設(shè)計及編制循環(huán)圖表</p><p><b>　　設(shè)計說明書內(nèi)容要求</b></p><p>　　學(xué)生按設(shè)計大綱要求，任選設(shè)計題目條件中的煤層傾角條件1或煤層傾角條件2

5、，綜合應(yīng)用《采礦學(xué)》所學(xué)知識，每個人獨立完成一份課程設(shè)計。</p><p>　　設(shè)計者之間可以討論、借鑒，但不得相互抄襲，疑難問題可與指導(dǎo)教師共同研究解決。</p><p>　　本課程設(shè)計要求方案進行技術(shù)分析與經(jīng)濟比較。</p><p>　　第一章 采（帶）區(qū)巷道布置</p><p>　　第一節(jié) 采區(qū)儲量與服務(wù)年限</p>

6、<p>　　采區(qū)的生產(chǎn)能力定位120萬t/a</p><p>　　采區(qū)的工業(yè)儲量、設(shè)計可采儲量</p><p><b>　?。?）采區(qū)工業(yè)儲量</b></p><p>　　計算公式為：Zg=m×L×(h1+h2+h3)× γ (公式1-1) </p><p>　　式中：

7、Zg---- 采區(qū)工業(yè)儲量，萬t；</p><p>　　m---- 采區(qū)傾斜長度，1100m；</p><p>　　L---- 采區(qū)走向長度，3000m；</p><p>　　γ---- 煤的容重 ，1.30t/；</p><p>　　h1---- K1煤層煤的厚度，為6.9米；</p><p>　　h2----

8、 K2煤層煤的厚度，為3.0米；</p><p>　　h3---- K3煤層煤的厚度，為2.2米；</p><p>　　K1煤層的工業(yè)儲量為：Zg1=1100×3000×6.9×1.3=2960.10萬t</p><p>　　K2煤層的工業(yè)儲量為：Zg2=1100×3000×3.0×1.3=1287.00萬

9、t</p><p>　　K3煤層的工業(yè)儲量為：Zg3=1100×3000×2.2×1.3=943.80萬t</p><p>　　所以采區(qū)的工業(yè)儲量為：</p><p>　　Zg = Zg1+ Zg2+ Zg3</p><p>　　=1100×3000×(6.9+3.0+2.2)×1.

10、3=5190.90萬t</p><p>　?。?）采區(qū)的設(shè)計可采儲量</p><p>　　計算公式為：Zk=(Zg-P)×C (公式1-2)</p><p>　　式中：Zk----采區(qū)設(shè)計可采儲量, 萬t；</p><p>　　Zg----采區(qū)工業(yè)儲量，萬t；</p><p>　　P ----采區(qū)邊界

11、的永久煤柱損失量，包括上下兩端永久煤柱損失量和左右兩邊永久煤柱損失量，萬t；本設(shè)計中采區(qū)上下邊界各留30m的保護煤柱，左右邊界各留15m的保護煤柱；</p><p>　　C---- 采區(qū)采出率，厚煤層不小于75%，中厚煤層不小于80%，薄煤層不小于85%。</p><p>　　各煤層的邊界煤損為：</p><p>　　P1=30×2×3000&#

12、215;6.9×1.3+15×2×(1100-30×2)×6.9×1.3=189.45萬t</p><p>　　P2=30×2×3000×3.0×1.3+15×2×(1100-30×2)×3.0×1.3=82.37萬t </p><p>

13、　　P3=30×2×3000×2.2×1.3+15×2×(1100-30×2)×2.2×1.3=60.40萬t </p><p>　　各煤層的設(shè)計可采儲量為：</p><p>　　Zk1=( Zg1-p1)× C1=(2960.10-189.45

14、)×0.75=2077.99萬t</p><p>　　Zk2=( Zg2-p2)× C2=(1287.00-82.37)×0.80=963.70萬t</p><p>　　Zk3=( Zg3-p3)× C3=(943.80-60.40)×0.85=750.89萬t</p><p>　　所以，采區(qū)的設(shè)計可采儲量為：<

15、;/p><p>　　Zk = Zk1+ Zk2+ Zk3</p><p>　　=2077.99+963.70+750.89=3792.58萬t</p><p><b>　　3、采區(qū)服務(wù)年限</b></p><p>　　T= Zk/A×K ——(公式1-3)</p><p

16、>　　式中： T---- 采區(qū)服務(wù)年限，a;</p><p>　　A---- 采區(qū)生產(chǎn)能力，120萬t；</p><p>　　Zk---- 設(shè)計可采儲量，3792.58萬t；</p><p>　　K----儲量備用系數(shù)，取1.3。</p><p>　　所以本采區(qū)的服務(wù)年限為：</p><p>　　T = Zk/A

17、×K</p><p>　　=3792.58÷（120×1.3）=24.3a</p><p>　　取采區(qū)服務(wù)年限為25a。</p><p><b>　　4、驗算采區(qū)采出率</b></p><p><b>　?。ü?-4）</b></p><p>

18、　　式中：n----區(qū)段數(shù)目，個；</p><p>　　------煤的容重，t/m3;</p><p>　　L1----工作面的長度，m;</p><p>　　b1-----區(qū)段單翼走向長度，m；</p><p>　　h1-----采煤機割煤高度，m；</p><p>　　h2-----放頂煤厚度，m；</p&

19、gt;<p>　　-----放出系數(shù)，可取0.8；</p><p>　　-----工作面采出率，對于厚煤層，=0.93；對于中厚煤層，=0.95；對于薄煤層，=0.97；</p><p>　　L2-----區(qū)段平巷寬度，m；</p><p>　　b2-----區(qū)段平巷高，m；</p><p>　　S------區(qū)段平巷雙翼走向長

20、度，m；</p><p>　　Zg-----采區(qū)工業(yè)儲量，萬t；</p><p><b>　　m1煤層：</b></p><p>　　=79.23%≥75%</p><p>　　故m1煤層滿足要求。</p><p><b>　　m2煤層：</b></p><

21、;p>　　=86.24%≥80%</p><p>　　故m2煤層滿足要求。</p><p><b>　　m3煤層：</b></p><p>　　=86.05%≥80%</p><p>　　故m3煤層滿足要求。</p><p>　　綜上所述： m1,m2,m3 均滿足符合國家規(guī)程的采區(qū)采出率

22、要求。</p><p>　　第二節(jié) 采區(qū)內(nèi)的再劃分</p><p><b>　　1、確定工作面長度</b></p><p>　　由已知條件知：該采區(qū)左右邊界各有15m的邊界煤柱，上部留30m防水煤柱，下部留30m護巷煤柱，故其沿煤層傾向的實際長度為1100-60=1040m，走向長度3000-30=2970m。且采區(qū)內(nèi)各煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造

23、簡單，煤層賦存條件較好，瓦斯涌出量小。且現(xiàn)代工作面長度有加長趨勢，且采煤工藝選取的是較先進的綜采。又知，一般而言，考慮到設(shè)備選型及技術(shù)方面的因素綜采工作面長度為180～250m，巷道寬度為4m～4.5m,本采區(qū)選取4.5m，且采區(qū)生產(chǎn)能力為120萬t/a，一個中厚煤層的一個工作面便可以滿足生產(chǎn)要求，最終將采區(qū)沿傾向劃分為5個區(qū)段，采用沿空掘巷方式,巷道間留較小煤柱，取5米，故工作面長度為： </p><p>　　

24、L=(1100-30×2-5×4-10×4.5)/5=195 m</p><p>　　2、確定采區(qū)內(nèi)工作面數(shù)目</p><p>　　回采工作面是沿傾斜方向布置，沿走向推進，采用走向長壁法開采?？紤]到采區(qū)生產(chǎn)能力采用雙翼采區(qū)準備方式，將采區(qū)上山布置在采區(qū)中間位置，因為共分為5個區(qū)段，所以單層煤的工作面數(shù)目為</p><p><b&g

25、t;　　5×2=10個。</b></p><p><b>　　3、工作面生產(chǎn)能力</b></p><p>　　Qr = A/T×1.1 -----(公式1-5)</p><p>　　式中： A----采區(qū)生產(chǎn)能力，120萬t/a ；</p><p>　　Qr ----工作面生產(chǎn)

26、能力，萬t /天；</p><p>　　T----每年正常工作日，330天。</p><p>　　故： Qr = A/T×1.1 =120/330×1.1 =3305.78 t/天</p><p>　　4、確定采區(qū)內(nèi)同采工作面數(shù)及工作面接替順序</p><p>　　生產(chǎn)能力為120萬t/a,且工作面生產(chǎn)能力為3305.78

27、t/天。目前開采準備系統(tǒng)的發(fā)展方向是高產(chǎn)高效生產(chǎn)集中化，采用提高工作面單產(chǎn)和工作面推進長度，以一個工作面產(chǎn)量保證采區(qū)產(chǎn)量，所以定為采區(qū)內(nèi)一個工作面生產(chǎn)。以K1煤層為例,10工作面接替順序，采用下行開采順序，對于K1布置一個綜放工作面便可以滿足生產(chǎn)設(shè)計的要求。</p><p>　　K1煤層區(qū)段間工作面推進順序為：</p><p>　　區(qū)段1→區(qū)段2→區(qū)段3→區(qū)段4→區(qū)段5</p>

28、<p>　　K1工作面接替順序圖表示如圖.1</p><p><b>　　圖.1</b></p><p>　　當上一個工作面進行回采時，隔一段時間后進行下一個工作面的準備。</p><p>　　第三節(jié) 確定采區(qū)內(nèi)準備巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)</p><p><b>　　1．完善開拓巷道</b&g

29、t;</p><p>　　為了減少煤柱損失提高采出率，利于滅災(zāi)并提高經(jīng)濟效益，根據(jù)所給地質(zhì)條件及采礦工程設(shè)計規(guī)劃，在第一開采水平中，把為該采區(qū)服務(wù)的運輸大巷和回風(fēng)大巷均布置在K3煤層底板下方25m的穩(wěn)定巖層中，兩巷水平間距相距1057.39m 。</p><p>　　2．確定巷道布置系統(tǒng)及采區(qū)布置方案分析比較</p><p>　　首先確定回采巷道布置方式，由于地質(zhì)構(gòu)

30、造簡單，煤層賦存條件好，涌水量較小，瓦斯涌出量較小，直接頂較厚且易跨落。同時為減少煤柱損失，提高采出率，降低巷道維護費用，采用沿空掘巷的方式。因此采用工作面布置圖1所示工作面接替順序，就能彌補沿空掘巷時工作面接替復(fù)雜的缺點。 </p><p>　　確定采區(qū)巷道布置系統(tǒng)， 采區(qū)內(nèi)有3層煤，每一層都布置10個工作面，由于煤層間距較小，因此采用煤層群采區(qū)聯(lián)合布置準備方式，煤層共用采區(qū)上山。根據(jù)相關(guān)情況初步制定以下兩個方

31、案進行比較：</p><p>　　方案一：兩條巖石上山</p><p>　　在距K3煤層底板15m處巖石中布置兩條巖石上山，一條為運輸上山，另一條為軌道上山，兩上山層位有一定差距，使其分別聯(lián)結(jié)兩翼的區(qū)段;平巷不交叉；石門聯(lián)系各煤層。通風(fēng)路線：新風(fēng)從階段運輸大巷→采區(qū)主石門→采區(qū)下部車場→軌道上山→中部甩車場→區(qū)段軌道集中平巷→區(qū)段聯(lián)絡(luò)巷道→區(qū)段運輸平巷→工作面→區(qū)段回風(fēng)平巷→回風(fēng)石門→階段

32、回風(fēng)大巷。該方案的特點是：巖石工程量大，掘進費用高，聯(lián)絡(luò)石門長，但維護條件好，維護費用低，有利于通風(fēng)，運輸能力大。</p><p>　　方案二：一煤一巖上山</p><p>　　在距K3煤層底板15m處巖石中布置一條巖石運輸上山，在K3煤層中布置另一條軌道上山，石門聯(lián)系各煤層。通風(fēng)路線：新風(fēng)從階段運輸大巷→采區(qū)主石門→采區(qū)下部車場→軌道上山→中部甩車場→區(qū)段軌道集中平巷→區(qū)段聯(lián)絡(luò)巷道→區(qū)段

33、運輸平巷→工作面→區(qū)段回風(fēng)平巷→回風(fēng)石門→階段回風(fēng)大巷。該方案的特點是：節(jié)省了一條巖石上山，相對減少了巖石工程量，但軌道上山不易維護，維護費用高，需要保護煤柱。</p><p>　　分別對兩方案進經(jīng)濟技術(shù)比較:</p><p><b>　　（1）經(jīng)濟上：</b></p><p>　　表1-1 </

34、p><p><b>　　巷道硐室掘進費用</b></p><p>　　表1-2 </p><p><b>　　巷道及硐室維護費</b></p><p>　　表1-3 </p><p><

35、;b>　　井巷輔助費</b></p><p><b>　　表1-4</b></p><p><b>　　費用匯總表</b></p><p>　　經(jīng)比較可知兩者費用相差不超過6%，經(jīng)濟上認為兩者相同。</p><p><b>　?。?）技術(shù)上：</b></

36、p><p>　　方案一：巖石工程量達，掘進費用高，掘進速度慢，聯(lián)絡(luò)石門長，但維護條件好，維護費用低，有利于通風(fēng)，運輸能力大</p><p>　　方案二：節(jié)省了一條巖石上山，相對減少了巖石工程量，但軌道上山受采動影響打不易維護，維護費用高，需留保護煤柱，煤損比較大。</p><p>　　綜上所述，選擇雙巖巷上山采區(qū)聯(lián)合布置方式，巷道布置情況見巷道布置圖、采區(qū)巷道平面圖、剖

37、面圖，以K1煤層為例 。</p><p>　　3． 確定工作面回采巷道布置方式及工作面推進終點位置</p><p>　　回采巷道布置方式：單巷沿空掘巷掘進方式。</p><p>　　分析：已知采區(qū)內(nèi)各煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，同時，各煤層瓦斯涌出量較低，自然發(fā)火傾向較弱，涌水量也較小。因此有利于綜合機械化作業(yè)，可以充分發(fā)揮綜采高產(chǎn)高效的優(yōu)勢。同時，為減小煤

38、柱損失，提高采出率。綜合考慮各種因素，采用單巷沿空掘巷掘進方式。這種方式掘出的巷道正處在應(yīng)力降低區(qū)，即好維護又提高了采出率，有取代沿空留巷的趨勢。</p><p>　　說明：在采區(qū)巷道布置平面圖內(nèi)，工作面布置和推進的位置應(yīng)以達到采區(qū)設(shè)計產(chǎn)量及安全為準。工作面推進到距上山30米處的位置，即為避開采掘超前影響所留設(shè)的30m護巷。</p><p>　　4． 確定通風(fēng)布置系統(tǒng)采區(qū)內(nèi)上、下區(qū)段相鄰工

39、作面交替期間同時生圖 2</p><p>　　產(chǎn)時的通風(fēng)系統(tǒng)如圖2所示。</p><p>　　第四節(jié) 采區(qū)車場線路設(shè)計</p><p>　　1. 采區(qū)上部車場選型</p><p>　　本采區(qū)選用的采區(qū)上部車場為順向平車場，軌道上山的絞車房布置在區(qū)段回風(fēng)平巷水平。該車場的優(yōu)點是車輛運行順當，調(diào)車方便，回風(fēng)巷短，通過能力較大；缺點是車場巷道斷面大

40、，但是通過采取特殊支護手段可以滿足本礦井的正常生產(chǎn)需要。</p><p>　　2.采區(qū)中部車場選型</p><p><b>　　（1）線路選型</b></p><p>　　該采區(qū)開采近距離煤層群，軌道上山布置在煤層底板巖石中，傾角為16°。向區(qū)段石門甩車。軌道上山和區(qū)段石門均鋪設(shè)600mm軌距的線路，軌形為15kg/m，采用1t礦車單

41、鉤提升，每鉤提升3</p><p>　　個礦車，要求甩車場存車線設(shè)雙軌高低道。設(shè)計中部車場形式為</p><p>　　斜面線路一次回轉(zhuǎn)方式，</p><p>　　這種車場布置提升牽引角小，鋼絲繩磨損?。徊佘嚪奖?，生產(chǎn)安全可靠；斜面線路短，有利于減少提升時間；但交岔點長，對開鑿維護不利。適用于提升量大的車場，尤其適用于石門甩車場（甩入石門方向）。</p>

42、<p><b>　　（2）軌道選型</b></p><p>　　第一、第二道岔均選用DK615—4—12單開道岔，其參數(shù)為α=14°15′，a=3340，b=3500.存車線的平均坡度取高道，低道。</p><p>　　3. 采區(qū)下部車場選型</p><p>　　由于煤層傾角為16°，起坡點落在大巷的頂板，且頂板

43、圍巖條件比較好，因此選用大巷裝車頂板繞道式下部車場，其優(yōu)點是調(diào)車方便，線路方便，線路布置緊湊，工程量省。但繞道維護量大，影響大巷通過能力。工作面生產(chǎn)的煤由運輸上山運送到采區(qū)煤倉后，直接在運輸大巷裝車，由3t底卸式礦車運送至井底煤倉。</p><p>　　第二章 采煤工藝設(shè)計</p><p>　　第一節(jié) 采煤工藝方式的確定</p><p>　　1、選第一煤層，即k1煤

44、層為對象設(shè)置采煤工藝。</p><p>　　由于k1煤層厚度為6.9m，屬于厚煤層，硬度系數(shù)f=2，結(jié)構(gòu)簡單，無斷層，故可用綜合機械化采煤工藝，又煤層平均傾角16o，一次采全高，大型支架重心較高，易傾斜滑倒，需要采取很多防滑防倒措施，嚴重影響工作面開采進度，所以考慮采用放頂煤開采，采2.6m，放4.3m，采放比1：1.65。綜采放頂煤工作面“三八”制作業(yè)形式，即兩班采煤，一班準備。采煤機截深為0.6m，割兩刀放一

45、次頂煤，放煤步距為1.2m。</p><p>　　工作面采用綜合機械化放頂煤開采，選用雙滾筒采煤機割煤，其回采工藝流程為：采煤機向上割煤、移架→采煤機向下裝煤→推移刮板輸送機→斜切進刀→推移刮板輸送機。放頂煤和割煤交叉作業(yè)，同時進行。</p><p>　　2、綜采工作面的設(shè)備選用國產(chǎn)設(shè)備。</p><p>　　液壓支架的選型：液壓支架的選型原則</p>

46、<p>　　(1)液壓支架的選型就是要確定支架類型(支撐式、掩護式、支撐掩護式)、支護阻力(初撐力和額定工作阻力)、支護強度與底板比壓以及支架的結(jié)構(gòu)參數(shù)(立柱數(shù)目、最大最小高度、頂梁和底座的尺寸及相對位置等)及閥組性能和操作方式等。</p><p>　　(2)選型依據(jù)是礦井采區(qū)、綜采工作面地質(zhì)說明書。在選型之前,必須將所采工作面的煤層、頂?shù)装寮安蓞^(qū)的地質(zhì)條件全部查清。然后依據(jù)不同類級頂板選取架型。最后

47、依據(jù)選型內(nèi)容結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有液壓支架的主要技術(shù)性能直接選定架型及其參數(shù)所對應(yīng)的支架型號。</p><p>　　以頂板來壓時支架的載荷作為設(shè)計支架工作阻力的基礎(chǔ)，則有：</p><p>　　支架的支護強度：P=knMγ=9.786M×0.21γ</p><p>　　式中： P----支架的支護強度，KN;</p><p>

48、;<b>　　n----折算系數(shù)</b></p><p>　　k----安全系數(shù)，k=1.2～1.5；</p><p>　　M----煤層全厚，m；</p><p>　　γ----巖石體積力，取25kN/m3</p><p>　　所以 P=knMγ=9.786M×0.21γ</p><p

49、>　　=9.768×6.9×0.21×25</p><p>　　=353.8485 kN</p><p>　　已知支護強度，則必需的支架工作阻力可按下式計算：</p><p><b>　　Qs=PMS</b></p><p>　　其中 S----液壓支架中心距，一般為1.5m<

50、/p><p><b>　　Qs =PMS</b></p><p>　　=353.8485×6.9×1.5</p><p>　　=3662.33kPa</p><p>　　即所選支架的工作阻力應(yīng)大于3662.33kPa</p><p>　　選用的液壓支架型號為ZFSB4000/16/

51、28</p><p><b>　　各參數(shù)如下：</b></p><p><b>　　3、采煤與裝煤</b></p><p>　　(1)落煤方式與采煤機的選擇</p><p>　　采用綜合機械化采煤，雙滾筒采煤機直接落煤和裝煤。選擇采煤機的滾筒截深為600mm</p><p>

52、　　由公式Qr=NLMBγC</p><p>　　式中 Qr ----工作面生產(chǎn)能力，萬t /天；</p><p>　　L ----工作面長度，m；</p><p>　　N ----機采工作面晝夜割煤刀數(shù);</p><p>　　M----采高，m；</p><p>　　B ----綜采工作面截深，m；</p

53、><p>　　γ----煤的容重 ，1.30t/； </p><p>　　C ----工作面采出率 </p><p>　　得：機采工作面晝夜割煤刀數(shù)為：</p><p>　　N = Qr/LMBγC</p><p>　　=3305.78÷(195×6.9×0.6×1.3

54、5;0.93)</p><p><b>　　=3.39︽4</b></p><p>　　依據(jù)采區(qū)的設(shè)計生產(chǎn)能力確定工作面每天的進刀數(shù)為4刀，推進度為</p><p>　　4×0.6=2.4m</p><p>　　根據(jù)煤層的實際情況，經(jīng)查《采礦設(shè)計手冊》，選用采煤機。</p><p>　　

55、采煤機的型號為：MG300W1</p><p>　　采高 2.0～3.5m</p><p>　　適應(yīng)煤層硬度 1～3</p><p>　　煤層傾角 α≤ 35°</p><p>　　截深 600mm</p><p>　　滾筒直徑

56、 1.6、1.8、2.0m</p><p>　　臥底量 286 mm</p><p>　　牽引方式 液壓0無鏈</p><p>　　牽引力 44KN</p><p>　　牽引速度 0～6m/min</p><p>　　滾筒中心距

57、 9990 mm</p><p>　　電機功率 2×300kw</p><p>　　總質(zhì)量 40.8噸</p><p>　　制造廠 雞西煤機廠</p><p>　　(2)進刀方式： 為了合理利用工作時間，提高效率。采用端部斜切割三角煤進刀方式，雙向割煤。</

58、p><p>　　(3)采放比=2.6：4.3=1：1.65</p><p>　　(4)放頂步距：為使放出范圍內(nèi)得頂煤能充分破碎松散，提高采出率，降低含矸率，據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》，一般情況下，當采用小截深(0.5～0.6m)時，割兩刀放一次頂煤，放煤步距為2倍的采煤機截深。此工作面放煤步距選用“兩刀一放”即割兩刀底煤放一次頂煤，放頂步距0.6×2=1.2m。</p>&

59、lt;p>　　(5)放煤方式：單輪、間隔、多口放煤。這種方式工藝簡單，便于工人掌握，并可在實踐中逐步提高采出率。</p><p>　　（6）選擇刮板輸送機</p><p><b>　　選型原則：</b></p><p>　?、俟伟遢斔蜋C的輸送能力應(yīng)大于采煤機的最大生產(chǎn)能力,一般取1.2倍。</p><p>　?、谝?/p>

60、根據(jù)刮板鏈的質(zhì)量情況確定鏈條數(shù)目,結(jié)合煤質(zhì)硬度選擇鏈子結(jié)構(gòu)型式。</p><p>　?、蹜?yīng)優(yōu)先選用雙電機雙機頭驅(qū)動方式。</p><p>　?、軕?yīng)優(yōu)先選用短機頭和短機尾。</p><p>　?、輵?yīng)滿足采煤機的配合要求,如在機頭機尾安裝張緊、防滑裝置,靠煤壁一側(cè)設(shè)鏟煤板,靠采空區(qū)一側(cè)附設(shè)電纜槽等。在選型時要確定的刮板輸送機的參數(shù)主要包括輸送能力、電機功率和刮板鏈強度等

61、。輸送能力要大于采煤機生產(chǎn)能力并有一定備用能力。電機功率主要根據(jù)工作面傾角、鋪設(shè)長度及輸送量的大小等條件確定。刮板鏈的強度應(yīng)按惡劣工況和滿載工況進行驗算。</p><p><b>　　(7)確定端頭支架</b></p><p>　　根據(jù)工作面條件，選擇得端頭支架為：ZFTZ5440/17/27。其各項參數(shù)如下：</p><p>　　(8)工作面

62、設(shè)備選型</p><p><b>　　(9)確定移架方式</b></p><p>　　因為此采區(qū)頂板條件好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，所以選用依次順序式的移架方式。這種方式容易保證移架和支護質(zhì)量，操作簡單，但是移架得速度慢，適用與頂板穩(wěn)定性好的采煤工作面。</p><p>　　(10)確定支護方式</p><p>　　此工作面采用及時支

63、護方式，采煤機割煤后，先移架后推溜，防止冒頂和片幫。</p><p>　　(11)確定超前支護方式與距離</p><p>　　超前支護采用金屬鉸接頂梁加單體液壓支柱支護支護，超前工作面25米。</p><p>　　(12)支架高度與強度校核</p><p><b>　　高度校核：</b></p><p

64、>　　在實際使用中，一般所選用的支架得最大結(jié)構(gòu)高度比采高大200mm，最小高度比最小采高小200---300mm。</p><p>　　已知所選用得支架ZFS4000/16/28的最大結(jié)構(gòu)高度為3.2m，采高為2.6m，則有</p><p>　　△1=2.8-2.6=200mm≥200mm，滿足要求；</p><p>　　△2=1.7-1.5=200mm≥20

65、0mm，滿足要求；</p><p>　　故所選支架高度滿足工作要求。</p><p><b>　　強度校核：</b></p><p><b>　　強度校核公式如下：</b></p><p>　　P=k×h1×ρ×10-3×g×A/η

66、 (公式2-2)</p><p>　　式中：P----頂板對支架得作用力，kN；</p><p>　　k----頂板高度系數(shù)，一般取4—8，此采區(qū)頂板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可取k=6；</p><p>　　h1---工作面采高，m；</p><p>　　ρ---巖石密度,kg/m3；</p><p>　　A----液壓支架的有

67、效作用面積，m2；</p><p>　　η---壓力有效作用系數(shù)，此處取η=0.8；</p><p>　　將各參數(shù)值代入則有：</p><p>　　P=6×2.6×2.5×103×10×1.5×5.14×10-3/0.8</p><p>　　=3758.6 kN</p

68、><p>　　由于3758.6 kN＜4000 kN(支架工作阻力)，因此支架選型滿足工作要求。</p><p>　　(13)確定工作面支架的數(shù)量</p><p>　　由于巷道寬度為4.5m，而架寬為2.0～2.17 m，因此選2架，上下兩端共需4架。另兩架空間用單體支架金屬鉸接頂梁支護。支撐高度：1.6～3.0。</p><p>　　工作面所需

69、支架數(shù)量為：</p><p>　　N2=195/1.5=130架</p><p>　　取N2=130架則一個工作面共需要液壓支架的數(shù)量為：</p><p>　　N=N1+N2=4+130=134 架</p><p><b>　　(14)采空區(qū)處理</b></p><p>　　采用全部垮落法處理采空

70、區(qū)，如果較長距離頂板不垮落，則采用強制放頂處理采空區(qū)。</p><p>　　第二節(jié) 工作面合理長度確定</p><p><b>　　煤層地質(zhì)條件</b></p><p>　　該采區(qū)上山階段煤層埋藏穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，K1煤層屬簡單結(jié)構(gòu)煤層，硬度系數(shù)f=2；K2和K3煤層屬中硬煤層，個煤層瓦斯涌出量低，無自然發(fā)火傾向，涌水量小，一般

71、綜采工作面取180---200m，由于采區(qū)的地質(zhì)條件好，故工作面可適當取長一些，約200m。</p><p><b>　　工作面生產(chǎn)能力</b></p><p>　　工作面設(shè)計設(shè)計設(shè)計生產(chǎn) 能力為120萬t/年，，正規(guī)循環(huán)采用每天進4刀，兩刀一放。每刀進600mm，一個工作面就可滿足采區(qū)設(shè)計生產(chǎn)力要求。</p><p><b>　　3

72、、 運輸設(shè)備</b></p><p>　　采區(qū)工作面生產(chǎn)所選用的設(shè)備均為國內(nèi)先進的生產(chǎn)設(shè)備，工作面選用200m的刮板輸送機能滿足工作面的運輸要求。</p><p><b>　　4、 頂板管理</b></p><p>　　該采區(qū)頂板較穩(wěn)定，兩刀一放，采用及時支護，可有效控制頂板冒落等不安全因素，采用全部垮落發(fā)處理采空區(qū)，如長距離頂板不

73、垮落，可采用人工強制放頂?shù)姆椒ㄌ幚眄敯鍐栴}。</p><p>　　5、 經(jīng)濟合理的工作面長度</p><p>　　工作面的合理長度與地質(zhì)因素和技術(shù)因素的關(guān)系十分密切，直接影響工作面的生產(chǎn)效率，現(xiàn)在煤礦都向 “一礦一井一面”的高產(chǎn)高效集中化方向發(fā)展，一個工作面就可滿足采區(qū)，甚至是一個礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力需要。合理的工作面長度不僅生產(chǎn)成本低，而且易管理，可以加快工作面的推進速度，減少巷道的維護

74、時間，降低回采成本，以達到最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟效益。</p><p>　　第三節(jié) 采煤工作面循環(huán)作業(yè)圖表的編制</p><p>　　1、工作面布置圖、循環(huán)作業(yè)圖、勞動組織表、技術(shù)經(jīng)濟指標表</p><p><b>　　(見圖紙)。</b></p><p>　　2、有關(guān)工種及出勤人數(shù)，可參照教學(xué)例題和現(xiàn)場經(jīng)驗酌情安排(見圖紙)。

75、</p><p><b>　　工作面勞動組織表</b></p><p>　　工作面主要技術(shù)經(jīng)濟指標</p><p>　　3、設(shè)計圖紙的內(nèi)容(附圖)</p><p>　　本設(shè)計繪制兩張大圖(零號圖紙)</p><p>　　(1)采煤工作面層次圖(1：50)</p><p>　

76、　應(yīng)包括回采巷道剖面圖(1：50)，最大與最小控頂距剖面圖；</p><p>　　(2)采區(qū)巷道布置平面圖和(1：2000)剖面圖(1:2000)設(shè)計圖紙四周各留20mm的邊框線，右下角留出標題欄。</p><p><b>　　-小 結(jié)</b></p><p>　　這次《采礦學(xué)》課程設(shè)計在**老師的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過近兩個禮拜的時間，我的設(shè)計內(nèi)容

77、全部完成，心情很是愉悅。</p><p>　　這次設(shè)計任務(wù)，煤層地質(zhì)構(gòu)造條件理想，我所在的組的設(shè)計任務(wù)是煤層平均傾角為16°，生產(chǎn)能力為120萬t/a的組合，在設(shè)計過程中，我充分利用《采礦學(xué)》上所學(xué)知識，結(jié)合煤層構(gòu)造實際情況，以安全第一和高產(chǎn)高效為原則，從技術(shù)上和經(jīng)濟上著手，設(shè)計出了一套在技術(shù)上可行，經(jīng)濟上優(yōu)越的現(xiàn)代化大型礦井煤層群組采區(qū)開采方案。</p><p>　　在這次設(shè)計

78、過程中，我對工作面層面布置和采區(qū)回采巷道的設(shè)計有了更進一步的理解和認識，學(xué)到了很多知識，在以零號圖紙為畫布手工繪制工作面布置層面圖（1：50）和采區(qū)巷道布置平面圖（1：2000）及其剖面圖（1：2000）的過程中，從許多細節(jié)問題處達到了很多益處，同時增強了動手能力，使自己得到了又一次很大的鍛煉。</p><p>　　在編制課程設(shè)計說明書和繪圖的過程中，我對《采礦學(xué)》上所學(xué)知識又梳理了一遍，對采礦方面的許多專業(yè)知識

79、比以前的認識更深了，另外也學(xué)到了許多其他的礦業(yè)方面的相關(guān)知識，比如工作面的設(shè)備選型，三機配套，巷道斷面設(shè)計等。在說明書上所附的各計算示意圖和插圖均用工程繪圖軟件AutoCAD繪制，在這個過程中，對使用AutoCAD繪制采礦工程圖形有了新的認識，重新溫習(xí)了許多繪圖命令。不僅會用計算機還會用手繪制標準、規(guī)范、合格的采礦工程圖是我們采礦人必須要掌握的基本技能，這對我們以后的學(xué)習(xí)和工作有著很大的幫助。</p><p>　

80、　通過這次課程設(shè)計，讓我經(jīng)歷了一個采區(qū)巷道和工作面設(shè)計到開采的全過程，這將是我以后學(xué)習(xí)和工作的財富，會對我以后的學(xué)習(xí)和工作有著很大的指導(dǎo)和幫助。</p><p>　　最后再次感謝指導(dǎo)我和幫助過我完成此次課程設(shè)計的老師和同學(xué)！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1、徐永圻，采礦學(xué) 徐州：中國礦業(yè)大學(xué)，1999<

81、;/p><p>　　2、陶馳東，采掘機械 北京：煤炭工業(yè)出版社，1991</p><p>　　3、采礦設(shè)計手冊編委會，采礦手冊(第四卷)，北京：冶金工業(yè)出版社，1990</p><p>　　4、張榮立.何國偉.李鐸，采礦工程設(shè)計手冊.北京：煤炭工業(yè)出版社，2003</p><p>　　5、王國法 ，液壓支架技術(shù)，北京：煤炭工業(yè)出版社，1999&l