文档介绍：该【矿井开采课程设计实例及设计格式 】是由【青山代下】上传分享，文档一共【16】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【矿井开采课程设计实例及设计格式 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:..个人收集整理勿做商业用途《矿井开采》课程设计说明书姓名:段向红班级:安全0902学号:3**********指导老师:许彦鹏日期:2012年1月7日:..个人收集整理勿做商业用途目录第一章采区巷道布置第一节采区储量与服务年限第二节采区内的再划第三节确定采区内准备巷道布置及生产系统第二章采煤工艺设计第一节采煤工艺方式的确定第二节工作面合理长度的确定第三节采煤工作面循环作业图表的编制附表:..个人收集整理勿做商业用途前言我国煤层的赋存条件多种多样,煤矿开采条件比较复杂;同时,由于我国是一个发展中的国家,原有工业基础较薄弱,从而决定了我国煤矿的建设方式、采煤方法和管理体制具有多层次、多类型的特点。煤矿矿井开采的重要特点是地下作业,生产环节多,工序复杂,要搞好掘进、运输、提升、通风、排水、动力供应,及生产技术及组织管理。同时由于煤层的赋存条件变化的随机性,,矿井开采是一个复杂的生产过程,在一定程度上可以说是各种技术的综合应用和反映。采煤方法是煤炭工业的关键技术方法,是建设现代化矿井基础,要通过发展机械化、自动化、工艺操作控制程序化,从而达到安全、高效、高产、资源损失少的目的,并努力达到或接近国际先进水平。通过这一年的学****对煤矿采区的布置及采煤的方法有了初步的了解。这次的毕业设计为了达到以下几个目的:在这一年的学****过程中,对煤矿采区的布置及采煤的方法有了初步的了解。这次的毕业设计为了达到以下几个目的:1、初步应用《矿井开采》课程所学的知识,通过课程设计加深对《矿井开采》课程的理解。2、培养我们的动手能力,对编写采矿技术文件,包括编写设计说明书及绘制设计图纸进行初步锻炼。3、为毕业设计中编写毕业设计说明书及绘制毕业设计图纸打基础。:..个人收集整理勿做商业用途目录第一章采区巷道布置第一节采区储量与服务年限第二节采区内的再划第三节确定采区内准备巷道布置及生产系统第二章采煤工艺设计第一节采煤工艺方式的确定第二节工作面合理长度的确定第三节采煤工作面循环作业图表的编制附表:..个人收集整理勿做商业用途第一章采区的基本概况整个井田有较大范围的正、逆断层和正斜、背斜,其地质构造复杂。井田的倾斜长度为3035m,,可将整个井区分为三个采区。本次课程设计,看着重设计的是第一采区。第一采区地质条件良好,没有明显的断层构造,其中有一个断层位于采区边界,对于巷道的布置没多大的影响。采区的倾向长度为1447m,,煤质中硬偏软,坚固性系数f=~,容易开采。但是该采区的煤主要以低灰—高灰、特低硫-高硫贫煤,煤质不是很好,煤的燃烧烟气量比较大,,煤的煤尘较大,有爆炸性,无自然发火倾向,贫煤的***含量比较多,***相对涌出量q=12。5m3/d·t,属于高***矿井。所以在设计采煤工艺时,要特别注意通风,保证采区的粉尘与***=1。5t/m3。煤层厚0。55—2。60m,平均1。39m。该煤层顶板为砂质泥岩,底板以砂质泥岩为主,地面标高+1210m~1480m;矿井正常涌水量Q=200m3/=430m3正大/h。采区施工时要做好排水工作。煤层倾角90~100,属于缓倾斜煤层。第二章采区巷道布置第一节区储量与服务年限1、采区生产能力选定为15万t/a2、采区的工业储量、设计可采储量(1)采区的工业储量0:..个人收集整理勿做商业用途Z=H×L×m×γ………………………………………(公式2—1)g式中:Z--——采区工业储量,万t;gH—--—-采区倾斜长度,1447m;L-—-——采区走向长度,1098m;r——-—煤的容重,1。50t/m3;m-—--煤层煤的厚度,;Z=×106××=331万t/ag(2)设计可采储量Z=(Z—p)×C………………………………………………(公式1-2)Kg式中:Z—-——设计可采储量,万t;KZ——-—工业储量,万t;gp—-—-永久煤柱损失量,万t;C—---采区采出率,厚煤层可取75%,中厚煤层取80%,薄煤层85%。P=30×2×1098×1。39×+15×2×(1447-30×2)×1。39×1。5=-——-上下两端永久煤柱损失量,左右两边永久煤柱损失量,万t;Z=(Z—p)×C=(331—22。4)×85%=;Kg(3)采区服务年限T=Z/A×K…………………………………………………………(公式1-3)K式中:T-———采区服务年限,a;A--—-采区生产能力,15万t;Z——--设计可采储量,;KK--——储量备用系数,。T=Z/A×K=262。31万t/(15万t×)=,取14年。K1(4)、验算采区采出率C=(Z—p)/Z-—--——-—-—-—-———--————-——---——--——-gg-(公式1—4)1:..个人收集整理勿做商业用途式中:C---—-采区采出率,%;1Z--—-煤层的工业储量,万t;gZ————煤层的设计可采储量,万t;KC=(Z-p)/Zgg=(331-)/331=%>85%满足要求第二节采区内的再划1、确定工作面长度放顶煤工作面长度的确定应主要考虑顶煤破碎、顶煤放出和减少煤炭损失等三个因素的影响。顶煤破碎主要取决于支承压力及顶板活动的作用,由工作面长度对支承压力及矿压显现的影响分析可知,工作面长度不得少于80m,但工作面长度大于200m以后,其变化趋于缓和。合理的工作面长度应是在一个生产班内能将工作面内的顶煤全部放完。据此原则,工作面长度可以用下列式表示:L=n(T/t)Bη=:L--——————工作面长度,m;n—---————同时放煤支架数;T-———-———每班工作时间,min;t---—-——-—每架支架放煤所需时间,min;B———-——-支架宽度,m;η-—-——-—每班工作时间利用率。取:n=3,B=,T·η=300min,t=5min2、确定采区内工作面数目回采工作面是沿倾斜方向布置,沿走向推进,:N=(L—S)/(l+l)……………………………………(公式1-004)式中:L-——-—煤层倾斜方向长度(m);S—---采区边界煤柱宽度(m);0l—--—-工作面长度(m);2:..个人收集整理勿做商业用途l——-—回采巷道宽度,因采用普采,故l取3m。00N=(1447-30×2)/(262。5+6)=,、工作面生产能力Q=A/T×1。1………………………………………………………(公式1-5)r式中:A——--采区生产能力,15万t/a;Q—-—-工作面生产能力,万t;rT—---每年正常工作日,330天。故:Q=A/T×1。1=15/330×1。1=、确定采区内同采工作面数及工作面接替顺序生产能力为150万t/a,。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。以K1煤层为例,5个区段工作面区段1001002区段2001002区段3001002区段4001002区段5001002接替顺序,采用下行开采顺序图1K工作面接替顺序图1对于K1布置一个综放工作面便可以满足生产设计的要求。K1煤层:区段1(001—002)→区段2(001—002)→区段3(001—002)→区段4(001—002)→区段5(001-002)(说明:以上箭头表示方向为工作面推进顺序。)第三节确定采区内准备巷道布置及生产系统1、完善开拓巷道3:..个人收集整理勿做商业用途为了减少煤柱损失提高采出率,利于灭灾并提高经济效益,根据所给地质条件及采矿工程设计规划,在第一开采水平中,把为该采区服务的运输大巷和回风大巷均布置在K煤层底板下方25m的稳定岩层中,两巷水平间距相距961。26m。,由于地质构造简单,煤层赋存条件好,涌水量较小,***涌出量较小,,提高采出率,降低巷道维护费用,,就能弥补沿空掘巷时工作面接替复杂的缺点。确定采区巷道布置系统,采区内有3层煤,每一层都布置5个工作面,根据相关情况初步制定以下两个方案进行比较:方案一:两条岩石上山在距K煤层底板15m处岩石中布置两条岩石上山,一条为运输上山,另一3条为轨道上山,两上山层位有一定差距,使其分别联结两翼的区段;平巷不交叉;:新风从阶段运输大巷→采区主石门→采区下部车场→轨道上山→中部甩车场→区段轨道集中平巷→区段联络巷道→区段运输平巷→工作面→区段回风平巷→回风石门→阶段回风大巷。该方案的特点是:岩石工程量大,掘进费用高,联络石门长,但维护条件好,维护费用低,有利于通风,运输能力大。方案二:一煤一岩上山在距K煤层底板15m处岩石中布置一条岩石运输上山,在K3煤层中布置3另一条轨道上山,石门联系各煤层。通风路线:新风从阶段运输大巷→采区主石门→采区下部车场→轨道上山→中部甩车场→区段轨道集中平巷→区段联络巷道→区段运输平巷→工作面→区段回风平巷→回风石门→阶段回风大巷。该方案的特点是:节省了一条岩石上山,相对减少了岩石工程量,但轨道上山不易维护,维护费用高,需要保护煤柱。经济技术比较:表1—1巷道硐室掘进费用4:..勿做商业用途方案方案一方案二单价工程量费用单价工程量费用工程名称(元)(万(元)(万元)元)上山(m)×1000189。×(m)×54。-----—--—42×4合计27301461。-—-————-1—2巷道及硐室维护费方案方案一方案二单价工程量费用单价工程量费用工程名称(元(万(元(万)元))元)上山(m)×1000×2096。00901。×1000×××4×——--—---—(m)——---—-———3井巷辅助费方案方案一方案二工程单价工程量费用单价工程量费用名称(元(万(元)(万)元)元)上山(m)—---————————-----—--5:..××4×2024。84--————-—(m)-。84-—--————-—--1—4费用汇总表方案方案一方案二总费用掘进(万元)219。(万元)137。(万元)(万元)382。08方案一:岩石工程量达,掘进费用高,联络石门长,但维护条件好,维护费用低,有利于通风,运输能力大方案二:节省了一条岩石上山,相对减少了岩石工程量,但轨道上山不易维护,维护费用高,需要保护煤柱。由此可见,一煤一岩上山不但节省了费用,而且具有超前探煤作用。随着我国巷道锚喷技术的提高对煤巷的维护能够起到很好的效果,另外,本例中K3煤层顶地板效果比较好,易于维护,所以采用一煤一岩上山采区联合布置方式。巷道布置情况见巷道布置图、采区巷道平面图、剖面图,以K1煤层为例。.:单巷沿空掘巷掘进方式。分析:已知采区内各煤层埋藏平稳,地质构造简单,无断层,同时,各煤层***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,6:..勿做商业用途可以充分发挥棕采高产高效的优势。同时,为减小煤柱损失,提高采出率。综合考虑各种因素,,即好维护又提高了采出率,有取代沿空留巷的趋势。说明:在采区巷道布置平面图内,工作面布置和推进的位置应以达到采区设计产量及安全为准。工作面推进到距回风大巷30米处的位置,即为避开采掘超前影响所留设的30m护巷。附采区巷道及设备布置平面、剖面图(比例∶1000或1∶2000)。第二章采煤工艺设计第一节采煤工艺方式的确定1、选第一煤层,即K煤层为对象设置采煤工艺。1由于K煤层厚度为6。9m,属于厚煤层,硬度系数f=2,结构简单,无断层,故1可用综合机械化采煤工艺,”制作业形式,即两班采煤,一班准备。采煤机截深为0。6m,割两刀放一次顶煤,放煤步距为1。2m。,采放比为1:。工作面回采工艺流程为:采煤机向上割煤、移架→采煤机向下装煤→推移刮板输送机→斜切进刀→推移刮板输送机。放顶煤河割煤交叉作业,、综采工作面的设备选用国产设备。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。依据采区的设计生产能力确定工作面每天的推进度为:选择采煤机的滚筒截深为600mm,每天正规循环推进六刀,,。根据煤层的实际情况,经查《采矿设计手册》,选用采煤机。(2)进刀方式:为了合理利用工作时间,提高效率。采用端头斜切割三角煤进刀方式,双向割煤。7:..勿做商业用途(3)采放比=1:(4)放顶步距:割两刀放一次顶煤,×2=1。2m。据《采矿工程设计手册》,一般情况下,当采用小截深(~0。6m)时,割两刀放一次顶煤,放煤步距为2倍的采煤机截深.(5)放煤方式:单轮、间隔、多口放煤。这种方式工艺简单,便于工人掌握,并可在实践中逐步提高采出率。4、运煤(1)工作面采用可弯曲刮板输送机运煤,运输平巷采用转载机和胶带运输机运煤。工作面可弯曲刮板输送机型号:SGD-630/180(2)以设备选用配套原则为基础并结合采煤工作面采煤能力具体情况,工作面采用支撑掩护式液压支架支护,从《采矿设计手册》选用如下设备:(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,故选择顺序移架方式进行移架。顺序移架方式移架速度快,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.(4)支护方式:由于K煤层属中硬煤层,,,为防止片帮和冒顶,选用及时支护方式进行支护。(5)工作面的支架需求量:由n=L/E式中:n工作面支架数目,取整数;L——工作面长度,m;E——架中心距;得:n=(175+5+5)/=,取123架。(6)端头支架由于巷道宽4。5m,而架宽为1。5m,因此选3架,《采矿设计手册》选用如下设备:8:..勿做商业用途端头支架型号:PDZ(掩护式)(7)超前支护方式和距离由于采用综采工艺开采,支撑压力分布范围为20~30m,峰值点距煤壁前方515m,所以超前支护的距离为20m。选用单体支柱和金属铰接顶梁支护。(8)校核支架的强度和高度①校核高度经查《采矿设计手册》得到:在实际使用中,通常所选用的支架的最大结构高度比最大采高大200mm左右,即:H=M+;最小结构高度应比最小的采高小250-350mm,maxmax即:H=M-(~)mminmin已知选用的ZZS6000—17/37支撑掩护式液压支架的最大结构高度为3。7m>(3。0+)m,满足要求。<-(~)m,满足要求.②校核强度由q=K×M×ρ×g×10—6式中:q——支护强度,Mpa;K—-作用于支架上的顶板岩石厚度系数,取6;M-—采高,m;ρ——岩石密度,×103Kg/m3;g——取10N/Kg。q=6×××103×10×10-6=0。45Mpa由Q=q×F×103KN式中:F—-为支架支护面积,F=5。725×1。450==0。45×8。30×103=3735KN由P=Q/η式中:P—-支架的工作阻力,KN;9:..勿做商业用途Q支架的有效工作阻力,KN;η——支架的支撑效率,取80%P=3735÷=4688。75KN<支架工作阻力6000KN,满足要求。5、处理采空区一般采用全部跨落法处理采空区。,无断层,煤层倾角为16°,煤层厚度适中,顶底板较稳定,***涌出量较低,自然发火倾向较弱,涌水量也较小,所以布置175米的工作面比较合适。,采煤机滚筒截深为600mm,所以K1煤层的工作面实际年生产能力为:330×0。600×6×6。9×175××=(万吨)能够满足设计生产能力的要求,一个工作面生产就能够满足设计生产能力的要求,并且考虑到其他各个方面对生产的影响,工作面的长度确定的合理。,工作面选用的200米刮板输送机能够利用国内先进的技术,能够与时俱进的跟上技术的发展。由于现在提倡管理人员的知识化、年轻化,所以工作面长度为200米在管理上是毫无问题的。,工作面可以适当的加长,综采工作面的长度一般在150~250m,所以选择的工作面的长度为175米较合适。另外,工作面的***涌出量较低,通风问题能够解决。:..个人收集整理勿做商业用途由于采区倾斜方向长为1000米,除去煤柱宽及巷道宽125米,剩余875米,把每个工作面长度定为175米,875÷175=5,正好为5工作面。,直接影响生产效率,所以根据条件,以高产量、高效率为原则选择合理的工作面长度。合理的工作面以生产成本低,经济效益高为目标。尽量加快工作面的推进速度,减少巷道的维护时间,降低回采总成本,使设备、