采矿工程课程设计

采矿学

课程设计

设计题目:采矿工程

助学院校:河南理工大学

自考助学专业:采矿工程

姓名:王晓飞

自考助学学号: 1

成绩: 指导教师签名:

河南理工大学成人高等教育

2O 年月日

前言 (1)

基础条件 (2)

第一章巷道断面设计 (2)

1 选择巷道断面形状选择 (2)

2.1确定巷道净宽度B (2)

2.2确定巷道拱高h0 (2)

2.3确定巷道壁高h3 (2)

2.4确定巷道净断面面积S和净周长P (3)

2.5用风速校核巷道净断面面积 (4)

2.6 选择支护参数 (4)

2.7选择道床参数 (4)

2.8确定巷道掘进断面面积 (4)

3 布置巷道内水沟和管线 (4)

4 计算巷道掘进 (5)

5 绘制巷道断面施工图 (6)

第二章课程设计的收获和建议 (8)

参考资料 (8)

原始条件

井田境界：井田走向长度7000m，煤层倾斜长度1600m 。

煤层埋藏特征：煤层厚度m1=2.9m，m2=2.8m；煤层倾角α=170，层间距H=10m；表土层厚30m，风化带深度10m；m1煤层顶板为砂质页岩，底板为砂岩；m2煤层顶板为砂岩，底板为粉砂岩；煤层埋藏稳定，井田无较大构造；地面标高+220m。

煤的容重：γ1=γ2=1.35t/m3。

矿井开采技术条件：矿井正常涌水量Q正=200m3/h；矿井最大涌水量Q大=300m3/h；矿井相对瓦斯涌出量q=7.5m3/d·t；煤有自燃性，自然发火期11个月；煤尘有爆炸性。

第一章井田地质特征、矿井储量与设计生产能力

1.1 井田地质特征

煤层埋藏条件：煤层厚度m

1=2.9m，m

2

=2.8m；煤层倾角α=170，层间距H=10m；

表土层厚30m，风化带深度10m；m

1煤层顶板为砂质页岩，底板为砂岩；m

2

煤层

顶板为砂岩，底板为粉砂岩；煤层埋藏稳定，井田无较大构造；

井田内的主要地质构造：断层性质和要素、褶曲分布形态。

矿井开采技术条件：矿井正常涌水量Q正=200m3/h；矿井最大涌水量Q大=300m3/h；矿井相对瓦斯涌出量q=7.5m3/d·t；煤有自燃性，自然发火期11个月；煤尘有爆炸性。

表1-1 煤层与顶底岩性特征

序号煤层

名称

倾角

（0°）

煤层

平均

厚度

（m）

层间

距

（m）

容重

(t/m2)

硬

度

(f)

煤层

生产率

(t/m2)

围岩

性质

备

注

顶板底板

1 M1 17 2.9 10 1.3 砂质

页岩

砂岩

2 M2 17 2.8 10 1.

3 砂质

页岩

砂岩

1.2 井田范围与储量

1.2.1井田范围：沿走向长度、沿倾斜长度、井田内煤层面积。

1.2.2矿井工业储量：勘探(精查)地质报告提供的“能利用储量”中的A、B、C三级储量。

1.2.3矿井工业储量

矿井设计储量储量计算的方法采用地质块段法和煤层底板等高线综合方法计算。储量计算公式为：

Z工业=∑s.d.γ.cosα式中：Z工业——矿井工业储量s——块段水平面积d——块段采用煤层的平均厚度γ——煤的容重，取γ=1.4t/m3α——每一块段的平均倾角Z工业=7244.16万t

如表2-2-1矿井工业储量汇总表

表2-2-1 矿井高级储量比例

1.2.4矿井设计储量

矿井设计储量既为工业储量减去设计计算的断层煤柱，防水煤柱，井田境界煤柱和地面建筑物、构筑物的保护煤柱，所占煤柱损失后的储量。

因矿区内村庄全部搬迁，无须保护煤柱，故储量为：

Z设计=Z工业-Z断层-Z防水

境界保护煤柱一般为20～30m，取20m，Z境界=93.24万t

防水煤柱：由于南部露头处风化带深128m，故风化带可兼作安全防水煤柱，另留2m 煤柱隔离风化带、煤层与可采煤层。

Z防水=308.49万t

1.2.5矿井设计可采储量

矿井设计储量减去工业场地保护煤柱，矿井井下主要巷道与上下山保护煤柱后乘以采区回采率即是矿井设计可采储量。

矿井中设计可采储量：Z可采=（Z工业-P）×C

式中：Z可采——矿井设计可采储量，万t Z工业——矿井工业储量，万t P——永久煤柱，工业场地，主要巷道保护煤柱之和，万t C——采区采出率，取0.95 工业广场保护煤柱计算：

根据«采矿工程专业实际教学大纲与指导书»表2-2矿井工业广场占地面积指标，年产90万t的矿井，工业广场占地面积指标为1.2公顷。则工业广场长310m,宽350m，根据《测量学》、《采矿学》、《开采损害学》有关知识与查《采矿设计手册》，利用垂直剖面法计算煤柱

保护煤柱计算公式：P工业=A平×m×γ/cosα

式中P工业——工业广场保护煤柱石，万t A平——煤柱平面面积m2m——煤层厚度，m γ——煤的容重 1.4t/m3 α——煤层倾角α=50

查得该矿有关移动角分别为：下山移动角β=550，上山移动角ν=730，走向移动角δ

=730，松散层移动角Ф=450，松散层厚度为15m。

如下表：

表2-2-3 工业广场保护煤柱设计参数表

长方形abcd的面积为工业广场总占地面积，为310×350=108500m2

煤层在保护范围中央处的埋藏深度450 m,地面标高为零，松散层厚h=15m,煤层厚度3.0m，查表确定护围带厚度为15m。

作图如下：确定梯形ABCD的面积为保护煤柱压煤面积确定AD=720m，BC=640m，MN=920m, 计算得保护煤柱计算压煤储量为：P工业=（720+60）×920×1/2×3×1.4×1/cos α=263.75万吨