采矿学课程设计

《采矿学》课程设计说明书

2010-12-29 10:55:38| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅

目录

前言

第一章井田地质特征、矿井储量及年产量 (1)

第一节井田地质特征 (1)

第二节矿井储量及年产量 (2)

1.2.1 井田境界 (6)

1.2.2矿井年产量及服务年限 (8)

第二章井田开拓 (10)

第一节井田内划分 (16)

第二节开拓方案 (19)

第三节节开采顺序 (16)

第三章采煤方法 (32)

第一节采煤方法的确定 (32)

第二节采区巷道布置 (32)

第三节采煤工艺设计 (38)

第一章井田地质特征、矿井储量及服务年产量

第一节井田地质特征

煤层厚m=6.0m ，煤层倾角a=19°，顶板泥质页岩，底板为砂岩；表土层厚60m，地面标高+100m；煤层埋藏稳定，井田内无大的构造。煤的容重γ=1.3t/m?，煤质中硬偏软，坚固性系数f=1.5～2.5

煤矿开采技术条件：矿井正常涌水量200m?/h，矿井最大涌水量330m?/h。瓦斯相对涌出量q=12.5m?/d﹒t；煤尘无爆炸性，无自然发火倾向。

井田境界：井田走向长度6500m，倾斜长度2700m。

设计可采煤层特征表表1-1-1

第二节矿井储量、年产量及服务年限

2.1 井田境界

井田境界应根据地质构造、储量、水文、煤层赋存情况、开采技术条件、地貌等因素，进行技术分析后确定。一般以下列情况为界：

①、以大断层、褶曲、和煤层露头、老窖采空区为界；

②、以山谷、河流、铁路、较大的城镇建筑物的保护煤柱为界；

③、以相邻矿井井田境界煤柱为界；

④、人为划分井田。

设计该矿井田境界为：井田走向长度6500m，倾斜长度2700m。

井田面积约为17.6k㎡，并且在井田范围内煤层埋藏稳定，没有大的地质构造，单层煤结构，结构简单，采用人为划分井田边界即可。

2.2 井田储量

2.2.1矿井工业储量及可采储量

矿井工业储量是勘探（精查）地质报告提供的“能利用储量”中的A、B、C三级储量之和，本井田M1煤层赋存稳定，结构简单，平均厚度为6m。煤层倾角a=19°。采区生产能力选定为120万吨/年

采区的工业储量、设计可采储量

矿井高级储量比例表1-2-1

工业广场保护煤柱设计参数表表1-2-3

Zg=H×L×(M1)× γ (公式1-1)

式中：Zg---- 采区工业储量，万t；

H---- 采区倾斜长度，2700m；

L---- 采区走向长度，6500m；

γ---- 煤的容重，1.30t/m?；

M1---- 煤的厚度为6.0米；

Zg=2700×6500×6.0×1.3=13689万t

(2)矿井设计储量

矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久性煤柱损失后的储量。

Zc= Zg-P (公式1-2)

式中：Zc---- 设计可采储量, 万t；

Zg---- 工业储量，万t；

P---- 永久煤柱损失量，万t；

P=30×2×6500×6.0×1.3+15×2×(2700-30×2)×6.0×1.3=365.98万t

P---- 上下两端永久煤柱损失量，左右两边永久煤柱损失量，万t；

Zc=Zg-P =13689-365.98=13323.02万t

（3）、矿井设计可采储量

矿井设计可采储量是矿井设计储量减去工业场地保护煤柱，矿井井下主要巷道及上、下山保护煤柱量后乘以采区采出率的储量。

工业场地保护煤柱的计算

矿井工业场地占地指标表1-2-4

工地场地占地面积=设计生产能力×占地指标面积

设计生产能力180万吨/年，则工业广场占地面

S=18×0.9=16.2（公顷）=0.162KM2

假设工业场地为长方形，则长宽比例为4：1，即长为800m,宽为203m，按照《建筑物、水体及主要巷道煤柱留设与压煤开采规程》，用垂线法计算工业场地煤柱损失如下：

图落……

通过上图可算得工业场地煤柱损失

P3=715(万吨)

设计可采储量Zk =（M－P）C

Zk —设计可采储量，万吨

M —工业储量，万吨

P —永久煤柱损失量，万吨

C —采区采出率，厚煤层取75%，中厚煤层取80%，薄煤层取85%，本设计可取cm1=80% 由于工业场地、矿井井下主要巷道等煤柱损失与井田开拓方式、采煤方法有关，其煤柱损失量在开拓方式、采煤方法确定后才能确定，为便于利用矿井可采储量初步确定矿井井型，上述永久煤柱损失与工业场地、井下主要巷道煤柱损失等，可暂时按工业储量的5%~7%记入，初算矿井可采储量。

本井田风化带的厚度为10m,可以做防水煤柱，故无需留设防水煤柱

可采储量的详细计算结果如表1-3

表1-2-5 矿井可采储量计算表

(3)采区服务年限

T= ZK/A×K (公式1-3)

式中：T---- 采区服务年限，a;

A---- 采区生产能力，120万t；

ZK---- 设计可采储量，9940万t；

K----储量备用系数，取1.3。

T= ZK/A×K=9940万t/(120万t ×1.3)=63.72a

计算结果与矿井井型和服务年限表对照知T>50，故本设计满足要求

表1-4 矿井井型和服务年限表

(4)、验算采区采出率

1、对于M1厚煤层:

C = (Zg-P)/Zg (公式1-4)

式中：C-----采区采出率，% ；

Zg ---- M1煤层的工业储量，万t ；

p ---- M1煤层的永久煤柱损失，万t ，取Zg×6% ；

C= ( Zg-p )/ Zg

=(13689-365.98)/13689

=97.33％>80％满足要求

第二章井田开拓

第一节井田内划分

2.1.1、井田内划分及开采水平数目及位置

由于本井田的倾向长度较大，所以根据阶段要有合理的斜长和阶段垂高，将井田划分为两个阶段，井田设置一个水平，阶段斜长都在1300m左右，阶段垂高在420m左右，符合设计要求。由于本井田煤层倾角为19?，瓦斯含量低，涌水量小，采用单水平上、下山开采。阶段内沿走向没有大的地质构造变化，整个井田的I、II阶段沿走向划分为三个采区，每个采区的走向长度在2000m以上，符合设计规范。

2.1.2、确定开采水平

由于井田沿倾向比较长采取用单一水平，分阶段上下山式开采方式，如下图所示：

采用立井提升，井筒位于井田中央，

主副井中央并列式布置。沿倾向平均分开，水平大巷两侧留有保安煤柱各35m，采区式布置，沿走向后退式回采工作面。

2.1.

3.确定工作面长度

采区的生产能力应根据地质条件、煤层生产能力、机械化程度和采区内工作面阶梯关系等因素确定，当采用综合机械化采煤时，采区生产能力一般为0.6~1.0Mt/a；采用普通机械化采煤时，采区生产能力为0.4～0.8 Mt/a，爆破落煤时，采区生产能力一般为０.２～０.６Mt/a．各类矿井正常生产的采区个数一般按表２－１规定

表２－１矿井同时生产的采区数