煤矿开采学设计说明书

《煤矿开采学》

设

计

说

明

书

班级：（矿）采矿工程（02级）

姓名：杨天亮

编制日期：2005.5

摘要

关键词：采区开采设计、采区联合布置、放顶煤

针对某煤矿第一开采水平上山阶段某采区，其走向长3000米，倾斜长1100米，采区内各煤层埋藏平稳，平均倾角为12°，地质构造简单，无断

层，K

1煤层较松软，K

2

和K

3

煤层属中硬煤层，各煤层瓦斯涌出量较低，无自

然发火倾向，涌水量较少等条件，编制了该采区设计。该采区采用采区联合布置，通过设计方案的分析、比较，确定选用两条煤层上山，将运输上山和轨道上山均布置在K

3

，走向长壁采煤法，采区布置双翼工作面，每翼采煤工作面长度为1500m，区段倾斜长度为148m，共划分为7个区段，为提高煤的采出率，采用沿空掘巷的方法施工。为了提高机械化程度，减少工人的劳动

强度，提高劳动效率，K

1煤层用综采放顶煤技术开采，K

2

和K

3

煤层采用综合

机械化开采，采用“三八工作制”，“两班半生产，半班检修”的工作制度。并通过选型计算，选用MXA-300/3.5D型采煤机、SGZ-264/500型刮板输送机和ZZ4800-/17/33型低位放顶煤支架。

目录

绪论 (4)

第一章采区巷道的布置 (4)

第一节确定采区生产能力及服务年限 (4)

第二节确定采区内准备巷道布置及生产系统 (6)

第二章工作面巷道布置及生产系统 (11)

第一节采区巷道布置及生产系统 (11)

第二节工作面合理长度的确定 (18)

第三节工作面循环作业图表 (19)

第四章结论 (19)

参考文献 (20)

绪论

某矿第一开采水平上山阶段某采区自上而下开采，K

1、K

2

和K

3

煤层，煤

层厚度、层间距及顶底板岩性见综合柱状图。该采区走向长度3000m，倾斜长度1100m，采区内各煤层埋藏平稳，平均倾角为12°，地质构造简单，无

断层，K

1煤层较松软，K

2

和K

3

煤层属中硬煤层，各煤层瓦斯涌出量较低，无

自然发火倾向，涌水量也较少。该矿地面标高为+30m。第一开采水平为该采区服务的一条运输大巷布置在煤层K

3

底板下方25m处的稳定岩层中，为满足该采区生产系统所需的其余开拓巷道可根据采煤方法不同由同学自行决定。

1、采区或带区巷道布置设计。

2、回采工艺设计及编制循环图表。

二、设计目的

1、初步运用所学过的有关煤矿开采的知识，加深对课程的理解。

2、对“编写设计说明书”及绘制设计图纸进行初步锻炼。

第一章采区巷道的布置

第一节确定采区生产能力及服务年限（计算储量，确定采区生产能力

及服务年限）

一、确定采煤工作面长度及采区的区段数目

由煤层的附存条件可知，该采区走向长度3000m，倾斜长度1100m。采区内各煤层埋藏平稳，平均倾角为12°，地质构造简单，无断层，各煤层瓦斯涌出量较低，无自然发火倾向，涌水量也较少。故把该采区用走向长壁采煤法布置，即工作面沿倾斜布置，沿走向推进。又因该采区的倾斜长度为1100m，再根据我国的各种设备所能达到的要求，把采区设为7个区段，为了提高煤的采出率，使用沿空掘巷的方法施工。

沿空掘巷，即沿着已采工作面的采空区边缘掘进区段巷道，这种方法利用采空区边缘压力小的特点，沿着上覆岩层已垮落稳定的采区边缘进行掘进，有利于区段平巷在掘进和生产期间的维护。它多用于开采缓斜、倾斜，厚度较大的中厚煤层或厚煤层。沿空掘巷虽然没有减少区段平巷的数目，但是不留或少留煤柱，可减少煤炭损失、减少区段平巷之间的联络巷道，特别是可减少巷道维修工程量甚至基本上不用维修，对巷道支护要求也不太严格。沿空巷道必须在采空区顶板岩石活动稳定后开始掘进，否则受移动支撑压力的剧烈影响，巷道掘进时就需要维修，甚至难以维护。因此，掌握好掘进滞后于回采的间隔时间是十分重要的。一般情况下，这一间隔时间应不小于2~3个月，通常为4~6个月，个别情况下要求8~10个月。坚硬顶板比软顶板需要的间隔时间长一些。

沿采空区掘进巷道要比沿煤层掘进巷道施工困难，主要是需要采取一些措施防止采空区矸石窜入巷道和防止冒顶事故。通常需要考虑采取以下措施：

（1）尽量减少掘进时的空顶面积，放炮前支架跟到掘进工作面顶头，放炮后及时打上临时支柱；

（2）适当缩小每次放炮的进度，并减少炮眼个数和装药量；

（3）巷道支架适当加密，并用木板或荆条等材料刹好顶帮；

（4）完全沿空掘巷时，如原有巷道为木棚支护，其下帮棚腿不要撤掉，并钉上荆笆或木板等，使之起挡矸作用。

由于沿空掘巷的巷道受压较小，对支护要求不如沿空留巷严格，一般梯形金属支架、木支架均可用，故在国内应用广泛。

为了防止采空区矸石窜入到巷道和防止冒顶事故，本设计在两区段之间取3m的保护煤柱（要求3-5m）。设工作面长度为l，由此可得：7×（9+l）+3×5=1100

l=148m

注：区段巷道宽度取4.5m，l取148m。

2、确定工作面生产能力及服务年限

1）采区工业储量

Q=LVMγ

式中：Q——采区工业储量；

L——采区走向长度；

V——采区倾斜长度；

M——煤层厚度；

γ——煤的容重，1.3t/m3

代入上式可得：Q=3000×1100×（6.9+3.0+2.2）×1.3=51.91Mt

2）采区可采储量

由煤层的赋存条件可知，各煤层埋藏稳定，均为中厚以上煤层，估计采区永久性煤炭损失为5%，据采区设计规范要求确定本矿的采区采出率为80%，由此确定出采区的可采储量：39.45Mt（51.91×80%×95%）。

3）采区生产能力

根据设计要求，由于煤层埋藏教深，煤层倾角小，地质构造简单，没有断层，各煤层瓦斯涌出量小，没有自然发火倾向，且煤层顶底板较为稳定，可将本矿设计为120万t/a。

4）采区服务年限

在划分的井田范围内，当矿井生产能力一定时，可计算出矿井的设计服务年限，P=Z/AK

式中：P——服务年限，

Z——矿井可采储量

A——设计生产能力，

K——矿井储量备用系数，取1.4

代入上式可得：P=39.45×102/（120×1.4）=23.4a

取P=24a。