采礦工程課程設(shè)計(jì)

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)0 22.3確定巷道壁高h(yuǎn)3 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 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

2、和建議 8參考資料 8原始條件井田境界：井田走向長(zhǎng)度7000m，煤層傾斜長(zhǎng)度1600m。煤層埋藏特征：煤層厚度m1=2.9m，m2=2.8m；煤層傾角=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，井田無較大構(gòu)造；地面標(biāo)高+220m。煤的容重：1=2=1.35t/m3。礦井開采技術(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。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

3、1.1 井田地質(zhì)特征煤層埋藏條件：煤層厚度m1=2.9m，m2=2.8m；煤層傾角=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。 表1-1 煤層及頂?shù)讕r性特征序號(hào)煤層名稱傾角（0°）煤層平均厚度（m）層間距（m）容重(t/m2)硬度(

4、f)煤層生產(chǎn)率(t/m2)圍 巖性 質(zhì)備注頂板底板1M1172.9101.3砂質(zhì)頁巖砂巖2M2172.8101.3砂質(zhì)頁巖砂巖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。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。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綜合方法計(jì)算。儲(chǔ)量計(jì)算公式為：Z工業(yè)=s.d.cos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 煤的容重，取=1.4t/m3 每一塊段的平均傾角 Z工業(yè)=7244.16萬t如表2-2-1礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表地質(zhì)開采條件儲(chǔ)量級(jí)

5、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)量匯總表煤層名稱工業(yè)儲(chǔ)量（萬噸）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符合礦井設(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

6、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工業(yè)-P）×C式中：Z可采礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，萬t Z工業(yè)礦井工業(yè)儲(chǔ)量，萬t P永久煤柱，工業(yè)場(chǎng)

7、地，主要巷道保護(hù)煤柱之和，萬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)«采礦工程專業(yè)實(shí)際教學(xué)大綱及指導(dǎo)書»表2-2礦井工業(yè)廣場(chǎng)占地面積指標(biāo)，年產(chǎn)90萬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×m×/cos式中P工業(yè)工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱石， 萬t A平煤柱平面面積 m2 m煤層厚度，m 煤的容重 1.4t/m3 煤層傾角=50查得該礦有關(guān)移動(dòng)角分別為：下山移動(dòng)角=550，上山移動(dòng)角=730，走向移動(dòng)角=7

8、30，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）°（ °）埋深（m）171045735573210長(zhǎng)方形abcd的面積為工業(yè)廣場(chǎng)總占地面積，為310×350=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=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

9、×1.4×1/cos=263.75萬噸工業(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拓方式，采煤方法有關(guān)，起煤柱損失量待第三章井田開拓，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)×6%-P工業(yè)式中：P巷道巷道壓煤儲(chǔ)量 萬tZ工業(yè)礦井工業(yè)儲(chǔ)量 萬tP工業(yè)工業(yè)廣場(chǎng)壓煤儲(chǔ)量 萬t代入數(shù)據(jù)得： P巷道=7244.16×6%-263.75=170.90 萬

10、t礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：Z可采=（Z工業(yè)-P）×CZ可采=（）×0.93=6332.84 萬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)。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力礦井生產(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

11、筒需要特殊施工時(shí)，為擴(kuò)大井田開采范圍，減少開鑿井筒數(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)各類礦井型特征，初步確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬t/a.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tA礦井生產(chǎn)能力，萬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

12、 ×90）=46.91a按設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，井型90萬a/t的礦井的服務(wù)年限至少40a,T=46.9140a，故滿足設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，初步確定該礦井生產(chǎn)能力為90萬t/a.符合要求第二章 井田開拓2.1 井田內(nèi)劃分根據(jù)目前開采水平,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)長(zhǎng)條部分成為一個(gè)階段。通常將設(shè)有井底車場(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 “開采水平”,簡(jiǎn)稱水平。根據(jù)礦區(qū)的地質(zhì)長(zhǎng)

13、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，采用條帶式傾斜長(zhǎng)壁采煤法傾斜開采。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：T1水平=ZK1/（A.K）式中：T

14、第一水平服務(wù)年限，a；第一水平可采儲(chǔ)量，萬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：T1水平=ZK1/（A.K）ZK1=3776.85×0.95=3588.01萬tT1水平=ZK1/（A.K）=3588.01/（90×1.4）=28.47>20a第一水平服務(wù)年限符合要求。井田劃分為階段(或盤區(qū))，確定階段斜長(zhǎng)、階段數(shù)目，或盤區(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 開拓方案的選定根據(jù)煤層賦存條件、開采技術(shù)水平，分析選擇進(jìn)入地下的方式，以及相應(yīng)的

15、井底車場(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23個(gè)技術(shù)上可行的開拓方案(說明書附各開拓方案插圖，圖中標(biāo)明井筒位置、深度、開拓巷道、通風(fēng)系統(tǒng)等)，經(jīng)過技術(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)上可行的開拓方案。方案比較1.分析：方案一：兩水平延深開拓優(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

16、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)：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)備不能滿足要求，又沒條件更換提升設(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

17、，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。在經(jīng)濟(jì)比較時(shí)，作以下說明:1) 兩種方案第一水平開拓幾乎相同，故只對(duì)第二水平開拓（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)算表方案項(xiàng)目方案1方案2工程量 /m工程量 /m初期主井井筒445445

18、副井井筒415415井底車場(chǎng)350350運(yùn)輸大巷13301330主要石門6060后期主井井筒230820（暗斜井）副井井筒200820（暗斜井）石門850井底車場(chǎng)1000運(yùn)輸大巷10001000基建費(fèi)用表方案項(xiàng)目方案1方案2工程量/m單價(jià)/元每米費(fèi)用/萬元工程量/m單價(jià)/元/米費(fèi)用/萬元初期主井井筒4508294379.84508294379.83副井井筒4158294344.24158294344.2井底車場(chǎng)360239986.36360239986.36運(yùn)輸大巷9302249209.19302249209.1主要石門6020001260200012后期主井井筒23010000230820（

19、暗斜井）4560373.9副井井筒23010000230820（暗斜井）4560373.9井底車場(chǎng)8503500297.53500石門16025002502500運(yùn)輸大巷26002983328.111002983328.1生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工程量表3-2-3方案項(xiàng)目方案2工程量工程量立井二水平提升/萬t·km1.20.2530001.20.823000（暗斜井）石門運(yùn)輸/萬t·km1.20.853000排水/萬m31000×24×365×25×1000×24×365×25×2.2.4 確定方案經(jīng)過計(jì)算，從

20、表中可知：方案1費(fèi)用與方案2費(fèi)用多用了322萬元，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)最終確定選用方案2的開拓系統(tǒng)，即立井加暗斜井采區(qū)式開拓。2.3 開采順序開采順序在井田的范圍內(nèi)，采區(qū)的開采順序采用前進(jìn)式開采，從井田中央開始向井田兩翼推進(jìn)，采用上（下）山開采時(shí)，先開采上山部分煤層，后開采下山部分煤層。對(duì)于煤層先開采淺部煤層，后開采深部煤層。先開采優(yōu)質(zhì)煤，再開采次品煤。根據(jù)以上所述原則，結(jié)合本礦井情況，確定先開采第一水平西翼上山部分的淺部煤層，然后開采東翼上山部分煤層，再開采西翼下山部分煤層，最后開采東翼下山部

21、分煤層。第一水平煤層快開采完閉后，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采，采用后退式開采即從邊界向中央推進(jìn)。同采區(qū)數(shù)目和回采工作面采區(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t /a. 查表：礦生產(chǎn)能力（mt/a）采區(qū)個(gè)數(shù)（個(gè)）2.4 3.0231.5 1.8231.2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)量確定達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)工作面總線長(zhǎng)：B=A.x/(m×r×L×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

22、回采出率?？扇?.9m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 × n × I × 330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×I×=1222.65所以：B=A×X/m×r×L×K3=169.6m確定同采工作面?zhèn)€數(shù)N=B×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×/L=169.6×1/1701因此，可確定同采區(qū)工作面為1個(gè)工作面配置采區(qū)內(nèi)同采工作面數(shù)目應(yīng)根

23、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。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；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=3×170 ×1222.65 ×1.4×0.95=87.81萬/t掘進(jìn)煤量：

24、An×10%=8.78則實(shí)際產(chǎn)量為：96.59萬/t大于A ，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井單一煤層厚2.9m , 煤層厚度m1=2.9m，m2=2.8m；煤層傾角=170,煤塵爆炸性指數(shù)為23.426%，煤層頂板為砂質(zhì)頁巖，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

25、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、主要參數(shù)。布置采區(qū)巷道是為了把回采工作面，礦井主要開拓巷道聯(lián)系起來，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)只有一組開采煤層，開采深度小，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

26、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)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。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。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)

27、段回風(fēng)平巷之間用采區(qū)車場(chǎng)和石門聯(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)。(3) 采區(qū)軌道上山與區(qū)段運(yùn)輸平巷之間用采區(qū)車場(chǎng)和石門聯(lián)絡(luò)，但在石門中必須裝設(shè)相互連鎖的兩道雙向風(fēng)門。(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。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。采區(qū)車場(chǎng)形式選擇1.采區(qū)上部車場(chǎng)形式選擇采區(qū)上部車場(chǎng)的選擇，主要是根據(jù)絞車

28、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)和松軟風(fēng)化帶時(shí)，采用平車場(chǎng)。設(shè)計(jì)采區(qū)緊鄰松軟風(fēng)化帶，可采用平車場(chǎng)作為采區(qū)上部車場(chǎng)。如圖所示1運(yùn)輸上山 2軌道上山 3回風(fēng)石門 4回風(fēng)大巷 5絞車房 6甩車場(chǎng)圖采區(qū)上部車場(chǎng)示意圖2.采區(qū)中部車場(chǎng)形式的選擇開采單一薄及中厚煤層，多用繞道式車場(chǎng)，故本設(shè)計(jì)采區(qū)中部車場(chǎng)采用繞道式車場(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)門如圖4-2-8采區(qū)中部車場(chǎng)3.采區(qū)下部車場(chǎng)形式的選擇采區(qū)下部車場(chǎng)由采區(qū)裝車部和輔助提升下部車場(chǎng)組合而成，本設(shè)計(jì)采區(qū)在大巷運(yùn)輸采用裝車線路通過式下部車場(chǎng)，輔助提升下部車場(chǎng)采用臥式底板繞道車場(chǎng)。如圖4-2-8-3

29、采區(qū)下部車場(chǎng) 1軌道上山 2運(yùn)輸上山 3下部車場(chǎng)（繞道） 4 運(yùn)輸大巷 5采區(qū)煤倉(cāng)圖4-2-8 采區(qū)下部車場(chǎng)采區(qū)硐室采區(qū)硐室包括：采區(qū)煤倉(cāng)、采區(qū)絞車房和采區(qū)變電所采區(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 圖4-2-9：采區(qū)煤倉(cāng)絞車

30、房應(yīng)選擇在圍巖穩(wěn)定，無淋水，礦壓小和容易維護(hù)的地點(diǎn)。在滿足施工安裝和提升運(yùn)輸要求前提下，絞車房應(yīng)盡量靠近變坡點(diǎn)，以減少工程量。絞車房的高度為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。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?。同時(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)，電纜穿過密閉門處需要套管保護(hù)。

31、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：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)輸大巷井底車場(chǎng)主井地面。運(yùn)料及設(shè)備路線：地面副井井底車場(chǎng)石門運(yùn)輸大巷采區(qū)下部車場(chǎng)軌道上山上部車場(chǎng)工作面。新鮮風(fēng)流路線副井井底車場(chǎng)石門運(yùn)輸大巷采區(qū)下部車場(chǎng)運(yùn)輸上山區(qū)段運(yùn)輸平巷工作面。乏風(fēng)路線工作面區(qū)段回風(fēng)巷回風(fēng)石門總回風(fēng)大巷風(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)運(yùn)輸大巷采區(qū)下部車場(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)水池以專用管路供本節(jié)附采區(qū)巷

32、道及設(shè)備布置平面、剖面圖(比例11000或12000)。3.3 回采工藝及安全技術(shù)措施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)装鍖僦械确€(wěn)定類型。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)采高（m）截深（mm）傾角（°）滾筒直徑（m）功率（kw）MXA-300/3.51.63.56000251.4300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