推荐-煤矿开采学课程设计说明书 精品 精品001

10级采矿工程专业煤矿开采学课程设计说明书学号：120XX020XX34姓名：刘洋班级：采矿工程<5、6>班指导老师：王文设计成绩：设计时间：20XX-10-22---20XX-11-8目录一、带区巷道布置1、带区概况 (3)2、采区储量及服务年限 (3)3、带区的再划分 (6)4、确定采区内巷道布置 (8)5、确定工作面回采巷道布置方式及推进终点位置 (12)6、确定通风布置系统煤层通风系统 (12)7、带区车场路线设计 (13)二、采煤工艺设计1、采煤工艺方式的确定 (14)2、工作面主要机械设备 (15)3、采煤机工作方式 (16)4、工作面的支架方式 (17)5、超前支护方式和距离 (18)6、校核支架的强度和高度 (18)7、工作面合理长度的验证 (21)8、循环方式选择及循环图表的编制 (23)总结 (27)参考文献 (28)一、带区巷道布置1.1 带区概况本采区为某矿第二水平第四采区，其中二采区已采，六采区未采。

上部标高-150m，下部标高-300m。

本采区构造简单，单斜构造，煤层为厚煤层，煤层埋藏稳定，构造简单，煤质中硬，煤层厚度4.5m，煤的密度为1.35t/ m3，煤的密度为1.35t/ m3，自然发火期为3-12个月。

采区走向长度20XXm，倾斜长度1200m,煤层倾角为7.5°，采区生产能力自定。

运输方式：大巷运煤采用胶带输送机，辅助运输采用1.5t固定式矿车，10t架线电机牵引。

瓦斯等级：瓦斯相对涌出量 5 m3/t，为低瓦斯矿井。

图1 煤层柱状图1.2 采区储量及服务年限1.采区工业储量Q L I M R20201200 4.5 1.35 1472.58t=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=工万 式中： Q 工 —— 地质储量和工业储量L —— 带区煤层走向长，m I —— 带区倾斜长，1200m M —— 煤层厚度，m R —— 煤的容重 1.35t/m 32.采区煤柱损失：P =（40×1200+30×1980）×4.5×1.35=65.25万t ；3.采区可采储量：Q 采=（Q 工－P ）C=（1472.58－65.25）×0.97=1365.11万t式中： Q 采—采区可采储量，万tQ 工—采区工业储量，万tP —采区煤柱损失 ，万t C —厚煤层取0.974.采区采出率：采区采出率=（采区工业储量－煤柱损失量）÷采区工业储量η=（Q工－P）÷Q工=92.70%>75% 满足要求5.采区生产能力及服务年限：工作制度：本矿井设计工作日为330天，每天三班作业，其中两班生产，一班检修。

每班工作8小时，每日生产为16小时。

采区生产能力：A＝ L V0 M γC0＝220×330×0.8×6×4.5×1.35×0.95≈200万t式中： L——采煤工作面长度，m；V0——推进速度，m/a；M——煤层厚度或采高，m；γ——煤的密度，t/m3C0——采煤工作面采出率，一般取0.93～0.97，此处取0.95。

【1】采区服务年限：P= Q采／AK=1365.11／200×1.4≈5a式中：P—采取服务年限，aQ采—采区可采储量，万tA—采取平均年生产能力，万t／aK—矿井储量备用系数，一般取1.4日产量：0/ 200/(330 1.1) 5509.64t/dA A TK==⨯=式中： A — 采区生产能力200万t ／aT —根据《煤矿安全规程》，工作日为330天 K —采区掘进出煤系数，取为1.1.【1】1.3 带区的再划分 1. 确实工作面长度该煤层边界各留20 m 的边界煤柱，下部各留30m 护巷煤柱，从而其煤层倾向长度共有：1200-30=1170m ，走向长度为20XX －40=1980m 。

煤层埋藏平稳,地质构造简单，无断层,煤层附存条件较好，瓦斯涌出量较低,涌水量也小,无自然发火倾向,且现代采矿工作面长度有加长趋势，故采煤工艺选取较先进的综合机械化采煤方法。

一般而言，考虑到设备选型及技术方面的因素,综采工作面长度为180～250m ，巷道宽度为3.5m ～5m,本采区开掘巷道宽度为5m ，且采区生产能力为200万t/a ，一个厚煤层或中厚煤层的一个工作面便可以满足生产要求，将带区划分为9个分带, 采用岩空留巷方式，采用混凝土砌块构筑的护巷带。

L = [H -(n+1) ×M ]/n =(1980－10×4.5)/9 = 220m 式中： L ─工作面长度，mH─采区走向长度，mn─条带数目，个M─煤层厚度，m2. 确定采区内的分段数目回采工作面沿走向布置，沿走向推进，采用近距离煤层联合布置开采。

区段数目：N =(L-S0)/(l+l0) =（20XX－40）／（220+5）=9式中：L—煤层走向长度，m；S0—带区边界煤柱宽度，m；L —工作面长度，m；l0—回采巷道宽度，因采用综采采煤法，故 l0取5m。

采区走向长20XXm，采煤面长度设计220m，采区划分为9个区段3. 确定采区内同采工作面数目及工作面接替顺序生产能力为200万t/a,且工作面生产能力为5509t／d。

目前开采准备系统的发展方向是高产高效生产集中化，采用提高工作面单产，以一个工作面产量保证采区产量，所以定为采区内一个工作面生产。

煤层采用跳采方式开采,9个分带工作面接替顺序如下表:对于布置一个综采工作面便可以满足生产设计的要求。

该煤层接替顺序为：1109-1108-1107-1106-1105-1104-1103-1102-11011.4 确定采区内准备巷道布置为了缩短采区准备时间并提高经济效益，根据所给地质条件，在开采水平中，把为该采区服务的运输大巷和回风大巷分别布置在煤层底板岩石中。

确定带区巷道布置系统时至少就条带数目，位置或布置方式提出两个布置方案，并进行技术分析与经济比较带区巷道布置系统，带区内有一层煤，布置9个工作面，根据相关情况初步制定以下两个方案进行比较：方案一：分带单独布置每一个分带分别开斜巷进入上部煤层，每一个分带都布置一个煤仓直通运输大巷。

通风系统为：新风从运输大巷→进风行人斜巷→煤层运输平巷→分带运输斜巷→采煤工作面→分带运料斜巷→回风运料斜巷→煤层回风大巷→回风石门。

该方案的特点是，每个分带都布置了煤仓，所以管理较复杂，煤仓和联络斜巷工程量大，但有利于通风和工作面的接替。

方案二：带区联合布置将带区分成两个大分带，每一大分带由2个小分带组成。

运输大巷通过进风行人斜巷进入上部煤层，在上部煤层布置两条煤层集中平巷，一条煤层运输集中平巷，一条煤层回风集中平巷。

整个带区布置一个煤仓直通运输大巷。

通风系统为：新风从运输大巷→进风行人斜巷→煤层运输集中平巷→分带运输斜巷→采煤工作面→分带回风斜巷→煤层回风集中平巷→回风石门→回风运料斜巷→回风大巷。

该方案简化了运输系统，仅布置了一个煤仓和一对联络巷，减少了煤仓和联络斜巷的施工量，使运煤、运料集中处理，符合集中化生产理念，但出现了因带区内通风线路长短不同而造成通风协调困难的问题，同时还增加煤巷的维护量，增大了煤柱损失。

方案一分带单独布置方案二带区联合布置经济技术比较：表1：巷道硐室掘进费用表3：生产经营方案一：系统简单，通风容易，但生产调度管理复杂，煤仓太多，维护困难，装煤点多，管理复杂。

方案二：采用集中化生产，从根本上克服了方案一的缺点。

虽然方案二费用高，但从技术和管理等方面的综合分析，方案二更优越一些。

综上所述，选择带区联合布置方式。

1.5确定工作面回采巷道布置方式及工作面推进终点位置回采巷道布置方式:采用单巷沿空留巷掘进方式分析：已知带区内各煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，同时，各煤层瓦斯涌出量较低，自然发火倾向较弱，涌水量也较小。

因此有利于综合机械化作业，可以充分发挥综采高产高效的优势。

同时，为减小煤柱损失，提高采出率。

综合考虑各种因素。

说明：在带区巷道布置平面图内，工作面布置和推进的位置以达到带区设计产量及安全为准。

工作面推进到距回风大巷30m处的位置，即为避开采掘超前影响所留设的30m护巷煤柱处。

1.6确定通风布置系统煤层通风系统新风从运输大巷→进风行人斜巷→煤层运输集中平巷→分带运输斜巷→采煤工作面→分带回风斜巷→煤层回风集中平巷→联络巷→材料车场→回风大巷。

1.7带区车场线路设计该带区开采近距离煤层群，倾角为7.5°。

铺设600mm轨距的线路，轨型为15Kg/m，采用1t矿车单钩提升，每钩提升3个矿车，要求甩车场存车线设双轨道，斜面线路布置采用二次回转方式。

二、采煤工艺设计2.1 采煤工艺方式的确定1、设置采煤工艺:由于煤层厚度为4.5m，属于厚煤层，结构简单，无断层，故可用综合机械化采煤工艺。

2、综采工作面的设备选用国产综采设备。

3、采煤与装煤（1）落煤方式与采煤机的选择采用综合机械化采煤，双滚筒采煤机直接落煤和装煤。

依据带区的设计生产能力确定工作面每天的推进度为：V =Qr/L×M×γ×C=2000000/（330×220×4.5×1.35×0.97）=4.7m/d式中：V—采煤工作面每天的推进度，m/dQr—采煤工作面生产能力，t/aL—采煤工作面的长度，mM—采煤工作面采高（煤层取4.5m）γ—煤的容重，1.35t/m3C—工作面的采出率（煤层为厚煤层，因此C取0.95）选择采煤机的截深为800mm，每天正规循环推进六刀，每个循环共推进4.7m，可满足每天至少推进4.50m的要求。

（考虑到产量较大，煤层较厚，一次采全高煤层容易片帮，工作面输送机容易造成压车。

故选用截深较小的采煤机）根据煤层的实际情况，经查《采矿设计手册》，选用采煤机。

2.2 工作面主要机械设备表1 采煤机参数表2 刮板输送机参数表3 液压支架参数表4 转载机参数表5 破碎机参数表6 胶带动输机参数表7 乳化液泵站参数2.3 采煤机工作方式（1）滚筒的位置采用双滚筒采煤机，在运行过程中为了司机操作安全，煤尘少，装煤效果好，前滚筒沿顶板割煤，后滚筒沿底板割煤，并有一定的卧底量，以增加采煤机对底板平整性及输送机槽歪斜的适应能力，避免采煤机和输送机因底板鼓起或者浮煤垫起而向采空区倾斜。

（2）采煤机割煤方式图2 割三角煤端头斜切进刀(a)起始；（b）斜切并移置输送机；（c）割三角煤；（d）开始正常割煤（3）移架方式由于采用及时支护方式，而且工作面每天推进6刀，所以选择顺序移架方式。

顺序式移架速度快，能满足采煤机快速牵引的需要，适用于顶板比较稳定的高产工作面。