采矿课程设计——中国矿业大学.docx

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1、采矿学课程设计说明书学院:班级:学号:指导中国矿业大学20XX6月第一章采区巷道布置1第一节采区储量与服务年限1第二节采区内的再划分5第三节确定采区巷道布置与生产系统7第四节采区中部车场线路设计12第二章采煤工艺设计20第一节采煤工艺方式的确定20第二节工作面合理长度的验证30第三节采煤工作面循环作业图表的编制31第一章采区巷道布置第一节采区储量与服务年限设计条件和思路：1、采区生产能力选120万t/a2、计算采区工业储量，设计可采储量3、该采区走向长度3600m,倾斜长度IlOom一、工业储量的计算该采区走向长度3600m,倾斜长度IlOOm井田工业储量的计算Zs,=LXSXMXy式中Zx一

2、矿井工业储量，万t;1.采区走向长度，m；S采区倾斜长度，m；M煤层厚度，m；煤的容重，t/m3；取值为1.30该井田包含两层中厚煤层，由于该煤层稳定，地质条件简单，因此取Zg=Zd上煤层工业储量：Zg=360011003.51.30=1801.8万t下煤层工业储量：Zg=39600002.51.30=1287万t则矿井工业储量为：Zg=1801.8+1287=3088.8万t二、矿井设计储量的计算采区上边界采用30m防水煤柱，下边界和左右边界各采用IOm保护煤柱。保护煤柱煤量计算公式如下：Ph=(A-A)M式中：Ph采区保护煤柱量，万t；A采区边界内面积，3960000m2；A保护煤柱内的可

3、采煤面积，(3600-20)U100-40)=3794800m2；M煤层厚度，m；煤层的容重，t/m3；取值为1.3。上煤层保护煤柱：Pia=(3960000-3794800)x3.5x1.3=75.166万3下煤层保护煤柱：Ph3=(3960000-3794800)x2.5xl.3=53.690万3则采区边界保护煤柱：/=75.166+53.690=128.856万t；上煤层设计储量：ZSLZ厂名=1801.8-75.166=1726.6万t下煤层设计储量：Zs3=Zd3-=1287-53.69=1233.3TJt则矿井设计储量：=1726.6+1233.3=2959.9万t三、设计可采储量

4、矿井设计可采储量：矿井设计储量乘以采区回采率，为矿井设计可采储量。Z=ZSXC式中ZK矿井可采储量，万t;Zs矿井设计储量，万t；C采区回采率，中厚煤层0.8上煤层设计可采储量：Z1=1726.60.8=1381.28万t,下煤层设计可采储量：Z依=1233.3x0.8=986.64万t,则矿井设计可采储量：Za=1381.28+986.64=2367.92万to3、计算采区的服务年限根据煤炭工业矿井设计规X规定：矿井设计生产能力，应根据资源条件、外部建设条件、国家对煤炭资源配置与市场需求、开采条件、技术装备、煤层与采煤工作面生产能力、经济效益等因素，经多方案比较后确定。具体矿井设计生产能力的

5、确定应考虑如下因素：(1)资源情况：煤田地质条件简单，储量丰富应加大矿区规模，建设大型矿井。煤田地质条件复杂，储量有限则不能将矿区规模定的太大。开发条件:包括矿区所处的地理位置、交通条件、用户、供电、供水、建筑材料与劳动力来源等，条件好者应加大开发强度和矿区规模；否则应缩小规模。国家需求：对国家煤炭需求量的预测是确定矿区规模的一个重要依据。投资效果：投资少、工期短、生产成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规模，反之，则缩小规模。具体结合矿情况：井田储量丰富，煤层赋存稳定，厚度均匀变化很小，顶底板条件好，地质构造简单，无大断层发育，开采条件简单，又煤质好为优质无烟煤，市场需求状况好，经济效益

6、好，但受高瓦斯煤层限制不适宜建特大型矿井，为此，从矿井资源条件、煤层开采技术条件和煤的加工利用以与煤炭外运条件等方面综合考虑，矿井年设计生产能力确定为120万ta,矿井服务年限的计算公式为：T=ZkAK式中T矿井的服务年限，a；Zk矿井的可采储量，万t；K矿井储量备用系数，取=1.4;A矿井设计生产能力，万t/a。则矿井服务年限：T=2367.92/(1201.4)=l4.095。4、验算采区采出率采区采出率二采区实际出煤量采区工业储量 100%采区实际出煤量=(St)XMxRxCI式中:S采区面积，3960000km2s煤柱面积，区段数为4个，上边界保护煤柱宽30m,下边界保护煤柱宽IOm,

7、区段煤柱宽Ilm,上下山相距20m,左右保护煤柱宽10m；上下部边界煤柱面积=(10+30)3600=144000m2区段内保护煤柱面积=(4-1)11(3600-102)=118140m2左右边界保护煤柱面积=20x(1100-40)=21200m2上下山保护煤柱面积=(20+302)X00-40)=84800m2煤柱面积=144000+118140+21200+84800=368140m2；M煤层厚度，m；k=3.5m,k3=2.5m;R容重，1.3tm3；Ci工作面采出率，厚煤层0.93,中厚煤层0.95；上煤层实际出煤量：(3960000-368140)3.51.30.95=1552.

8、6万t则上煤层采出率=1552.6/1801.8=86.2%下煤层实际出煤量：(3960000-368140)2.51.30.95=1109万t则中厚煤层采出率=1109/1287=86.2%验算结果：符合煤炭工业设计规X规定。第二节采区内的再划分1、回采工作面长度的确定影响工作面长度的因素有煤层赋存条件、机械设备与技术特征、巷道布置等。该采区的煤层特征，其煤层赋存条件好，地质条件简单,根据煤炭工业设计规X规定：采区采出率：厚煤层不低于0.75,中厚煤层不低于0.8,薄煤层不低于0.85O所以该矿井设计为综合机械化程度比较好的现代化矿井。要求工作面的较大的生产能力，故选用较长的工作面。一般综采

9、工作面的长度X围为200300m,但由于综采设备的改进，管理水平的提高，以与各区段之间的关系，为了能够使工作面的生产能力达到设计的要求，需要计算确定合理的工作面长度。2、工作面的推进方向和推进度从便于运输大巷和总回风巷道维护、采后密闭、减少漏风避免采掘干扰、回收大巷煤柱考虑，工作面采用后退式。综采工作面的走向长度一般不宜小于100Omo另外，考虑到工作面搬迁次数与煤损随工作面推进距离之间的关系，结合矿井设计生产能力所选用滚筒采煤机的技术参数，可得出综采工作面的推进度为：工作面的设计生产能力为120万吨/年，正规循环每天进6刀，采煤机滚筒截深为600mm,年工作日数330,可得出综采工作面的推进

10、度为V=0.66330=U88ma3、采区内的工作面数目、长度计算理论上的采区工作面长度1.=VMCkik2式中L采区工作面的长度Ao-采区生产能力k掘进出煤系数，k取1,k2取1.11.=1200000/88x3.5x1.3x.95xl.l)=239m,取240m；区段长度为L=240+4.52+ll=260m;根据整个区段斜长计算区段个数n=(IloO-40)/260=4.08,取n=4；当n=4时，区段长度为Li=00-40)4=265m;重新计算区段各参数，取工作面长度L=245m,巷道宽度4.5m,区段保护煤柱宽度为Ilm,则计算的区段长度L=245+4.52+ll=265m,符合要

11、求。4、工作面生产能力工作面生产能力采用下式计算：A=LMC.式中：4工作面生产能力，万t;1.采煤工作面长度，m；匕工作面推进度，Vo=O.6633O=1188ma,其中，0.6m为采煤机截深，6为每天进刀数，330为年工作日数；M采,m；/煤的容重，/=1.3tm3;C0采煤工作面采出率，中厚煤层0.95上层煤生产能力：A=24511883.51.30.95=l25.8万吨/年120万吨/年。第三节确定采区巷道布置与生产系统1、布置上山数目、位置与进行方案关于技术经济比较：方案一：一煤一岩上山布置，运输上山布置在K3煤层底板下方25m处，轨道上山布置在煤层中。方案二：两条煤层上山布置，两条

12、上山均布置在Kl煤层中。2、可行性方案选择(1)技术因素比较 煤层上山：上山布置在煤层中，掘进容易、费用低，速度快,联络巷道工程量少，生产系统较简单，并可补充勘探资料。改进支护、加大上山煤柱尺寸可改善上山维护条件，但会增加一定的煤炭损失。煤层上山的维护难度取决于采深、煤层的强度和厚度、顶底板岩性、煤柱大小和服务时间。采用煤层上山，随着采煤工作面向上山方向推进，上山将逐渐承受工作面前支承压力影响，其受采动影响的程度与煤柱宽度和处于一侧采动还是两侧采动有关。 岩石上山：上山布置在岩层中，掘进速度慢，准备时间长，受煤层倾角变化和走向断层影响小，特别是维护条件好，维护费用低,原因是巷道围岩较煤层坚硬，

13、同时上山又离开了煤层一段距离，受采动影响小，从维护来说，上山布置在整体性强、分层厚度大、强度高的稳定岩层中，还要受与煤层底板保持一定距离，这是由于支承压力是按照衰减和扩展的规律向底板岩层中传播的，距煤层底板愈远，上山受采动影响愈小。另一方面，从掘进工程量来说，上山与煤层底板距离加大后，联络巷道的工程量就要增加。(2)经济因素比较费用单价表(一)序号项目单价数量1井岩石上山元/m15782巷沿煤上山元/m12843掘进直接费岩石平巷元/m11524煤层平巷元/m8315采区变电所元/m31446采区煤仓元/m1447采区绞车房元/一162费用单价表（二）项目井深一单位300400500700井巷

14、辅助费大巷元m1073160512961524上山兀/m1164130214071605岩石平巷元/m951106511491347煤仓元/m951106511491347嗣室元/m3171183195252生产经营费通风元/0.4150.4270.4800.670排水元/t0.3230.4150.5670.740上山运输元/tkm0.3440.3440.3440.344机巷运输元/tkm0.8000.8000.8000.300大巷运输TC/tkm0.2100.2100.2100.210费用单价表()序号项目单价数量1井巷维护费岩石上山元/年.m402煤层上山元/年.m903岩石平巷元/年.m804煤层平巷元/年m1605碉室元/年.m30根据以上费用单价表计算两种方案的掘进费用和维护费用:运输上山掘进费用：方案一: