煤礦開采設(shè)計(jì)[1].doc

目錄序 論 1第一章 采區(qū)概況 2第二章 采區(qū)地質(zhì)概況 4第三章 采區(qū)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 10第四章 采煤方法 12第五章 工作面開采順序 15第六章 采區(qū)巷道布置 . 15七章 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) . 18第八章 采區(qū)車場(chǎng) . 22第九章 采區(qū)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 28第十章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 29生產(chǎn)采區(qū)一采 區(qū)工作面編號(hào)保有 可采儲(chǔ)量/萬(wàn)噸生產(chǎn)條件面長(zhǎng)*采高*進(jìn)度月產(chǎn)量/萬(wàn)噸序 論一課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想該課程設(shè)計(jì)是采礦工程專業(yè)學(xué)生一項(xiàng)實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié)，是在“井巷工程”、“采礦學(xué)”等課程的理論教學(xué)和認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)采區(qū)設(shè)計(jì)把所學(xué)的主干專業(yè)課程采礦學(xué)理論知識(shí)融會(huì)貫通于實(shí)踐的綜合性學(xué)習(xí)過(guò)程，以提高工科大學(xué)生的工程實(shí)踐和動(dòng)手能力。隨著技術(shù)發(fā)展和教學(xué)改革的深入，專業(yè)課程設(shè)計(jì)的題目、內(nèi)容和要求將有所改進(jìn)和提高，其具體事宜要在專業(yè)課程設(shè)計(jì)大綱的基礎(chǔ)上。二課程設(shè)計(jì)的目的通過(guò)采區(qū)設(shè)計(jì)達(dá)到下列目的：1 系統(tǒng)靈活運(yùn)用和鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，并結(jié)合實(shí)際條件加以運(yùn)用。豐富學(xué)生的安全生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，并進(jìn)一步培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生熱愛(ài)勞動(dòng)、善于理論聯(lián)系實(shí)際、尊重科學(xué)和實(shí)踐的良好思想作風(fēng)；2 掌握采區(qū)方案設(shè)計(jì)的步驟和方法，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)；3 鞏固和發(fā)展學(xué)生的文字編寫、運(yùn)算和繪圖的工程技能，培養(yǎng)和提高大學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力三設(shè)計(jì)說(shuō)明書內(nèi)容1 采區(qū)概況：敘述采區(qū)位置、開采范圍寄與臨近采區(qū)的關(guān)系，采區(qū)邊界的確定等。2采區(qū)地質(zhì)概況:采區(qū)范圍內(nèi)煤層賦存條件、煤層走向、傾向、傾角、煤層數(shù)目、煤質(zhì)、煤的自燃性、瓦斯等級(jí)、頂?shù)装鍘r石厚度、巖性、采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、水紋地質(zhì)條件等、計(jì)算采區(qū)儲(chǔ)量。3 確定采區(qū)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限、采區(qū)內(nèi)同采的工作面數(shù)目、工作面配產(chǎn)情況與接續(xù)情況，編制采區(qū)內(nèi)回采工作面接替圖表、掘進(jìn)工作面接替圖表、回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表。4 選擇各層煤層采煤方法，確定回采工藝方式、工作面支護(hù)形式和支護(hù)設(shè)備、采煤機(jī)和運(yùn)輸機(jī)類型。確定工作面進(jìn)刀方式、截割方式、工作面長(zhǎng)度、采高及工作面推進(jìn)度等。5 劃分區(qū)段或條帶，確定工作面開采順序。6 通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇采區(qū)巷道布置最優(yōu)方案，并論證其合理性。7 確定采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)，包括運(yùn)煤、運(yùn)矸、運(yùn)料系統(tǒng)及通風(fēng)系統(tǒng)。列表說(shuō)明采區(qū)設(shè)備主要參數(shù)。8 選擇采區(qū)上、中、下不車場(chǎng)形式，并附插圖。9 編制采區(qū)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表：包括采區(qū)走向長(zhǎng)度、斜長(zhǎng)、區(qū)段數(shù)目、采煤方法、采面長(zhǎng)度，采區(qū)可采儲(chǔ)量、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限、采區(qū)回采率、工作面回采率、采掘面頭數(shù)比等。四、設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目的一般條件：采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力120、150、180、200萬(wàn)噸1#煤層傾角20，厚度3m，埋深400，采區(qū)面積1.5km1km2#煤層厚度3m，層間距30m瓦斯： CH4含量在0-5.21ml/g間,平均1.83ml/g礦井涌水量:正常涌水量300m3/h,最大涌水量600m3/h直接頂板硬底板硬煤質(zhì)硬第一章 采區(qū)概況采區(qū)概況：敘述采區(qū)位置、開采范圍、及與臨近采區(qū)的關(guān)系，采區(qū)邊界的確定等。附表1：設(shè)計(jì)采區(qū)綜合柱狀圖柱 狀厚度（m）巖 性 描 述-8.4細(xì)砂巖-18砂巖，堅(jiān)硬3.01#煤層=1.40t/m3-30灰色砂巖3.02#煤層層,=1.40t/m325灰色細(xì)砂巖，中硬、穩(wěn)定。15灰色粗砂巖、堅(jiān)硬某礦第一開采水平上山某采(帶)區(qū)自下而上開采1#煤層和2#煤層，煤層厚度、層間距及頂?shù)装鍘r性見(jiàn)以上綜合柱狀圖。設(shè)計(jì)礦井的地面標(biāo)高為+30米，煤層露頭為-30米。第一開采水平為該采(帶)區(qū)服務(wù)的一條運(yùn)輸大巷布置在1#煤層底版下方25米處的穩(wěn)定巖層中，為滿足該采(帶)區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)所需的其余開拓巷道可根據(jù)采煤方法不同由設(shè)計(jì)者自行決定。第二章 采區(qū)地質(zhì)概況敘述采區(qū)范圍內(nèi)煤層賦存條件、煤層走向、傾向、傾角、煤層數(shù)目、煤質(zhì)、煤的自燃性、瓦斯等級(jí)、頂?shù)装鍘r石厚度、巖性、采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等，計(jì)算采區(qū)儲(chǔ)量。煤層 地下開采近水平煤層 8緩斜煤層 825中斜煤層 2545急斜煤層 45所給條件煤層傾角為20因此為緩斜煤層，煤層 地下開采薄煤層 1.3m中厚煤層 1.33.5m厚煤層 3.5m所給條件煤層厚度3m因此為中厚煤層。瓦斯等級(jí)劃分為三級(jí)：低瓦斯礦井，相對(duì)瓦斯涌出量10m3/t以下；高瓦斯礦井，相對(duì)瓦斯涌出量10m3/t以上；煤與瓦斯突出礦井，指在采掘過(guò)程中發(fā)生過(guò)煤與瓦斯突出的礦井。CH4含量在0-5.21ml/g間,平均1.83ml/g即平均在1.83m3/t,最高是5.21m3/t,所以為低瓦斯礦井。該煤層賦存在地下400m，煤層傾角為20，為低瓦斯礦井，煤質(zhì)為無(wú)煙煤，顏色為鋼灰色，條痕為深黑灰黑色，似金屬光澤，硬度和密度在煤中最大。揮發(fā)分低，固定碳高，燃點(diǎn)高，不易自燃，火力耐久。采(帶)區(qū)內(nèi)各煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)斷層；1#煤層和 2#煤層屬簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層，硬度系數(shù) f=4，1#煤層和2#煤層屬于硬煤層，各煤層瓦斯涌出量也較小。1.確定采區(qū)走向長(zhǎng)度因?yàn)榫镒呦驘o(wú)大的地質(zhì)變化,采區(qū)走向長(zhǎng)度應(yīng)從技術(shù)上可能和經(jīng)濟(jì)上有利的原則來(lái)確定。區(qū)段平巷布置在煤層底板的硬砂巖中，巷道容易維護(hù)，采區(qū)走向長(zhǎng)度可以適當(dāng)加長(zhǎng)。煤層平均傾角為20，為緩斜煤層，開采條件較好，采掘機(jī)械化程度高，采區(qū)集中巷采用皮帶運(yùn)輸機(jī)，生產(chǎn)能力較大的采區(qū)其走向長(zhǎng)度為10001500，綜采工作面單面布置時(shí)，走向長(zhǎng)度一般不小于1000m。雙面布置時(shí)，走向長(zhǎng)度不小于2000m。普采雙面布置一般為12001500m。因?yàn)椴蓞^(qū)走向長(zhǎng)度為2000m，綜采工作面雙面布置，走向長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為2000m。該煤層左右邊界各有15m的邊界煤柱，上部留30m防水煤柱，下部留30m護(hù)巷煤柱，故其煤層傾向共有：1000-60=940m的長(zhǎng)度，走向長(zhǎng)度1500-152=1470m。2.確定區(qū)段斜長(zhǎng)和區(qū)段數(shù)目、回采工作面長(zhǎng)度采區(qū)傾斜長(zhǎng)度為940m，走向長(zhǎng)度為1470m。采區(qū)劃分為4個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段傾斜長(zhǎng)度為235m，區(qū)段斜長(zhǎng)內(nèi)一般設(shè)置一個(gè)走向長(zhǎng)壁采煤工作面，因此區(qū)段斜長(zhǎng)就等于采煤工作面長(zhǎng)度加上區(qū)段平巷寬度和護(hù)巷煤柱的寬度，護(hù)巷煤柱寬度根據(jù)礦山壓力的大小和所采取的護(hù)巷方法分別為015m厚煤層有煤柱護(hù)巷時(shí)區(qū)段煤柱寬度可達(dá)20m。護(hù)巷煤柱寬度取15m。一般而言，考慮到設(shè)備選型及技術(shù)方面的因素綜采工作面長(zhǎng)度為180250m，巷道寬度為4m4.5m,本采區(qū)選取4.5m，且采區(qū)生產(chǎn)能力為150萬(wàn)t/a，一個(gè)中厚煤層的一個(gè)工作面便可以滿足生產(chǎn)要求，最終選定4個(gè)區(qū)段，采用沿空掘巷方式,巷道間留較小煤柱，取5米，兩區(qū)段間留有較大煤柱，取30米。故工作面長(zhǎng)度為：L =(1000-302-54-84.5)/4=220m工作面合理長(zhǎng)度的驗(yàn)證從煤層地質(zhì)條件考慮該采區(qū)內(nèi)的三層可采煤層的地質(zhì)條件較好，無(wú)斷層，煤層傾角為20，煤層厚度適中，頂?shù)装遢^穩(wěn)定，瓦斯涌出量較低，自然發(fā)火傾向較弱，涌水量也較小，所以布置220米的工作面比較合適。從工作面生產(chǎn)能力考慮工作面的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為150萬(wàn)噸/年。正規(guī)循環(huán)每天進(jìn)六刀，采煤機(jī)滾筒截深為600mm，所以1#煤層的工作面實(shí)際年生產(chǎn)能力為： 3300.63332201.40.95=156.4 (萬(wàn)噸)能夠滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求，一個(gè)工作面生產(chǎn)就能夠滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求，并且考慮到其他各個(gè)方面對(duì)生產(chǎn)的影響，工作面的長(zhǎng)度確定的合理。從運(yùn)輸設(shè)備及管理水平角度考慮采區(qū)生產(chǎn)選用的設(shè)備均為國(guó)內(nèi)先進(jìn)的的生產(chǎn)設(shè)備，工作面選用的250米刮板輸送機(jī)能夠利用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的技術(shù)，能夠與時(shí)俱進(jìn)的跟上技術(shù)的發(fā)展。由于現(xiàn)在提倡管理人員的知識(shí)化、年輕化，所以工作面長(zhǎng)度為220米在管理上是毫無(wú)問(wèn)題的。從頂板管理及通風(fēng)能力考慮該采區(qū)的頂板較穩(wěn)定，工作面可以適當(dāng)?shù)募娱L(zhǎng)，綜采工作面的長(zhǎng)度一般在180250m，所以選擇的工作面的長(zhǎng)度為220米較合適。另外，工作面的瓦斯涌出量較低，通風(fēng)問(wèn)題能夠解決。從巷道布置角度考慮 由于采區(qū)傾斜方向長(zhǎng)為1000米，除去煤柱寬及巷道寬116米，剩余884米，把每個(gè)工作面長(zhǎng)度定為220米，884220=4，正好為4工作面。 經(jīng)濟(jì)合理的工作面 工作面的長(zhǎng)度與地質(zhì)因素及技術(shù)因素的關(guān)系十分的密切，直接影響生產(chǎn)效率，所以根據(jù)條件，以高產(chǎn)量、高效率為原則選擇合理的工作面長(zhǎng)度。合理的工作面以生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)效益高為目標(biāo)。盡量加快工作面的推進(jìn)速度，減少巷道的維護(hù)時(shí)間，降低回采總成本，使設(shè)備、資源得到最高利用。3、確定采區(qū)內(nèi)工作面數(shù)目回采工作面是沿傾斜方向布置，沿走向推進(jìn)，采用走向長(zhǎng)壁法開采。工作面數(shù)目： N=(L-S0)/(l+l0)式中：L - 煤層傾斜方向長(zhǎng)度(m)；S0 - 采區(qū)邊界煤柱寬度(m)；l - 工作面長(zhǎng)度(m)；l0 - 回采巷道寬度，因采用綜采，故 l0取5(m)。 N=(1000-302)/(220+10) = 4.08，取4 .4、采區(qū)的工業(yè)儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量(1) 采區(qū)的工業(yè)儲(chǔ)量Zg=HL(m1+m2) 式中： Zg- 采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn)t； H- 采區(qū)傾斜長(zhǎng)度，940m； L- 采區(qū)走向長(zhǎng)度，1470m； - 煤的容重 ，1.40t/m3； m1- 1#煤層煤的厚度，為3.0米；m2- 2#煤層煤的厚度，為3.0米；Zg=10001500(3.0+3.0)1.4=1260萬(wàn)t/aZg1=Zg2=100015003.01.4=630萬(wàn)t(2) 設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量ZK=(Zg-p)C式中：ZK- 設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量, 萬(wàn)t； Zg- 工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn)t； p- 永久煤柱損失量，萬(wàn)t；C- 采區(qū)采出率，厚煤層可取75%，中厚煤層取80%，薄煤層85%。本設(shè)計(jì)條件下取80%。Pm1= Pm2= 30215003.01.4+152(1000-302)3.01.4=48.8萬(wàn)tP- 上下兩端永久煤柱損失量，左右兩邊界永久煤柱損失量，萬(wàn)t；該煤層左右邊界各有15m的邊界煤柱，上部留30m防水煤柱，下部留30m護(hù)巷煤柱。ZK1= ZK2= ( Zg1-p1) C1=(630-48.8)0.80=464.96萬(wàn)t5、驗(yàn)算采區(qū)采出率C對(duì)于1#、2厚煤層:C1=C2 =(Zg1-p1)/Zg1式中： C1-采區(qū)采出率，% ； Zg1 - 1#煤層的工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn)t ； p1 - 1#煤層的永久煤柱損失，萬(wàn)t ，取Zg16% ；C1=(Zg1-p1)/Zg1 =（630-48.8）/630= 92.25% 80%滿足要求。第三章 采區(qū)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限采區(qū)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限、采區(qū)內(nèi)同采的工作面?zhèn)€數(shù)、工作面配產(chǎn)情況與接續(xù)情況，編制采區(qū)內(nèi)回采工作面接替圖表、掘進(jìn)工作面接替圖表、回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表。1、采區(qū)生產(chǎn)能力采區(qū)生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)是采面的生產(chǎn)能力，而采面的產(chǎn)量取決于煤層厚度、工作面長(zhǎng)度、及推進(jìn)速度。一個(gè)采面的產(chǎn)量A0（萬(wàn)t）可由下式計(jì)算A0 =LV0MC0式中 L采煤工作面長(zhǎng)度，m； V0 推進(jìn)速度，m/a； M煤層厚度或采高，m； 煤的密度，t/m3 C0 采煤工作面采出率，一般取0.930.97,薄煤層取高限,厚煤層取低限；此處取0.95。 采煤工作面年推進(jìn)速度綜采面可達(dá)10801200m或以上。此處取1200m/a。采煤機(jī)截深取0.6m,一天截9刀，采用四六制一個(gè)班截3刀。一天工作面推進(jìn)速度為5.4m,采煤工作面年推進(jìn)速5.4m/d330d=1782m/a。因此一個(gè)采面生產(chǎn)能力A0 =220178231.40.95=156.4萬(wàn)t。采區(qū)生產(chǎn)能力AB =k1k2 A0i式中 n 采區(qū)內(nèi)同采的工作面?zhèn)€數(shù)，此處取2； k1 采區(qū)掘進(jìn)出煤系數(shù)，取1.1 左右； k2 工作面之間出煤影響系數(shù)，n=1取1，n=2 時(shí)取0.95,n=3時(shí)取0.9。采區(qū)生產(chǎn)能力AB =1.11156.4=172萬(wàn)t。2、采區(qū)服務(wù)年限T= ZK/(AK)式中： T- 采區(qū)服務(wù)年限，a; A- 采區(qū)生產(chǎn)能力， 172萬(wàn)t； ZK- 設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，929.9萬(wàn)t； K-儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.3。T1= ZK1/（AK）=464.96萬(wàn)t/(172萬(wàn)t 1.3)=2.07a ；T2= ZK2/（AK）=464.96萬(wàn)t/(172萬(wàn)t 1.3)=2.07a；T= T1+ T2 =4.14a。所以采區(qū)的服務(wù)年限為4.14年。采區(qū)內(nèi)同采的工作面?zhèn)€數(shù)為1。3、確定采區(qū)內(nèi)同采工作面數(shù)生產(chǎn)能力為172萬(wàn)t/a,且工作面生產(chǎn)能力為5212t/a。目前開采準(zhǔn)備系統(tǒng)的發(fā)展方向是高產(chǎn)高效生產(chǎn)集中化，采用提高工作面單產(chǎn)，以一個(gè)工作面產(chǎn)量保證采區(qū)產(chǎn)量，所以定為采區(qū)內(nèi)一個(gè)工作面生產(chǎn)第四章 采煤方法選擇各煤層采煤方法，確定回采工藝方式、工作面支護(hù)形式、支護(hù)設(shè)備、采煤機(jī)和運(yùn)輸類型。確定工作面進(jìn)刀方式、截割方式、工作面長(zhǎng)度、采高及工作面推進(jìn)度等。1采煤方法的確定單一走向長(zhǎng)壁采煤法主要用于緩斜、傾斜薄及中厚煤層或緩斜3.55.0m厚煤層,其采煤系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單。所給條件煤層厚3m，傾角20為緩斜中厚煤層，所以選用單一走向長(zhǎng)壁采煤法。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層賦存條件較好，瓦斯涌出量小。且現(xiàn)代工作面長(zhǎng)度有加長(zhǎng)趨勢(shì)，因此采煤工藝選取的是較先進(jìn)的綜采。2.采煤工藝方式的確定(1)選第一煤層，即1#煤層為對(duì)象設(shè)置采煤工藝。由于1#煤層厚度為3m，屬于中厚煤層，硬度系數(shù)f=4，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)斷層，故可用綜合機(jī)械化采煤工藝。綜采放頂煤工作面“四六”制作業(yè)形式，即三班采煤，一班準(zhǔn)備。采煤機(jī)截深為0.6m。采煤機(jī)割煤高度為3m。工作面回采工藝流程為：采煤機(jī)向上割煤、移架采煤機(jī)向下裝煤推移刮板輸送機(jī)斜切進(jìn)刀推移刮板輸送機(jī)。(2)綜采工作面的設(shè)備選用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。(3)采煤與裝煤落煤方式與采煤機(jī)的選擇采用綜合機(jī)械化采煤，雙滾筒采煤機(jī)直接落煤和裝煤。依據(jù)采區(qū)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定工作面每天的推進(jìn)度為5.4m。選擇采煤機(jī)的滾筒截深為600mm，每天正規(guī)循環(huán)推進(jìn)9刀，每個(gè)循環(huán)0.6m，可滿足每天至少推進(jìn)5.4m的要求。根據(jù)煤層的實(shí)際情況，煤層厚度為3m，工作面長(zhǎng)度為220m，采高3m，工作面推進(jìn)速度1782m/a。經(jīng)查采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用MGT375/750采煤機(jī)。MGT375/750型采煤機(jī)的采高范圍1.83.5m,截深為0.6m。 工作面采用自移式液壓支架支護(hù)移架方式由于采用及時(shí)支護(hù)方式，而且工作面每天推進(jìn)6刀，所以選擇順序移架方式。順序式移架速度快，能滿足采煤機(jī)快速牽引的需要，適用于頂板比較穩(wěn)定的高產(chǎn)工作面。支護(hù)方式：由于1#煤層f = 4，選用及時(shí)支護(hù)。工作面的支架需求量:由n = L / E式中： N 工作面支架數(shù)目，取整數(shù)； L 工作面長(zhǎng)度，m； E 架中心距； n= 220/1.5=146(架)端頭支架由于巷道寬度為5m，而架寬為1.431.59 m，因此選2架，上下兩端共需4架。另兩架空間用單體支架金屬鉸接頂梁支護(hù)。支撐高度：1.63.8。超前支護(hù)方式和距離由于采用綜采開采，支撐壓力分布范圍為2030米，峰值點(diǎn)距煤壁前方 5-15m,所以超前支護(hù)的距離為20米。 選用單體支柱和金屬鉸接頂梁支護(hù)。鉸接頂梁的長(zhǎng)度為1000mm。校核支架的強(qiáng)度和高度 校核高度 經(jīng)查采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)得到： 在實(shí)際使用中，通常所選用的支架的最大結(jié)構(gòu)高度比最大采高大200mm左右。即： Hmax = Mmax+0.2米。最小結(jié)構(gòu)高度應(yīng)比最小的采高小250350mm。即：Hmin= Mmin-(0.2 50.35)m已知選用的 ZY3400/16/35 支撐掩護(hù)式支架的最大結(jié)構(gòu)高度為3.5m(Mmax+0.2)，滿足要求。支架的最小結(jié)構(gòu)高度為1.8m Mmin - (0.2 50.35)，滿足要求。校核強(qiáng)度由q=KMg10-6式中： q 支護(hù)強(qiáng)度，Mpa；K 作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù)，取6； M 采高，m； 巖石密度，取 2.5103Kg/m3; g 取10N/Kg。 q=63.02.51031010-6=0.45Mpa由Q=qF103KN式中：F為支架支護(hù)面積，F(xiàn) = 5.7251.450 = 8.30m2 Q=0.458.30103=3735 KN由P = Q / 式中：P 支架的工作阻力，KN； Q 支架的有效工作阻力，KN； 支架的支撐效率，取80% P=37350.8=4688.75 KN 支架工作阻力6000 KN， 滿足要求。3、處理采空區(qū) 采用全部跨落法處理采空區(qū)。第五章 工作面開采順序劃分區(qū)段或條帶，確定工作面開采順序。將采區(qū)劃分為四個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段傾斜長(zhǎng)度為235m，一次采一個(gè)工作面，。以1#煤層為例,4個(gè)區(qū)段工作面接替順序，采用下行開采順序1#工作面接替順序圖區(qū)段1001002區(qū)段2001002區(qū)段3001002區(qū)段4001002圖.1對(duì)于1#布置一個(gè)綜放工作面便可以滿足生產(chǎn)設(shè)計(jì)的要求。1#煤層：K1煤層：區(qū)段1（001-002）區(qū)段2（001-002）區(qū)段3（001-002）區(qū)段4（001-002）區(qū)段5（001-002）(說(shuō)明：以上箭頭表示方向?yàn)楣ぷ髅嫱七M(jìn)順序。) 3確定工作面回采巷道布置方式及工作面推進(jìn)終點(diǎn)位置第六章 采區(qū)巷道布置通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇采區(qū)巷道布置最優(yōu)方案，并論證其合理性?；夭上锏啦贾梅绞?：?jiǎn)蜗镅乜站蛳锞蜻M(jìn)方式。分析：已知采區(qū)內(nèi)各煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)斷層，同時(shí)，各煤層瓦斯涌出量較低，自然發(fā)火傾向較弱，涌水量也較小。因此有利于綜合機(jī)械化作業(yè)，可以充分發(fā)揮綜采高產(chǎn)高效的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，為減小煤柱損失，提高采出率。綜合考慮各種因素，采用單巷沿空掘巷掘進(jìn)方式。這種方式掘出的巷道正處在應(yīng)力降低區(qū)，即好維護(hù)又提高了采出率，有取代沿空留巷的趨勢(shì)。說(shuō)明：在采區(qū)巷道布置平面圖內(nèi)，工作面布置和推進(jìn)的位置應(yīng)以達(dá)到采區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)量及安全為準(zhǔn)。工作面推進(jìn)到距回風(fēng)大巷30米處的位置，即為避開采掘超前影響所留設(shè)的30m護(hù)巷。1完善開拓巷道為了減少煤柱損失提高采出率，利于滅災(zāi)并提高經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)所給地質(zhì)條件及采礦工程設(shè)計(jì)規(guī)劃，在第一開采水平中，把為該采區(qū)服務(wù)的運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷均布置在2#煤層底板下方25m的穩(wěn)定巖層中，兩巷水平間距相距1457.39m 。2確定巷道布置系統(tǒng)及采區(qū)布置方案分析比較 首先確定回采巷道布置方式，由于地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層賦存條件好，涌水量較小，瓦斯涌出量較小，直接頂較厚且易跨落。同時(shí)為減少煤柱損失，提高采出率，降低巷道維護(hù)費(fèi)用，采用沿空掘巷的方式。因此采用工作面布置圖1所示工作面接替順序，就能彌補(bǔ)沿空掘巷時(shí)工作面接替復(fù)雜的缺點(diǎn)。確定采區(qū)巷道布置系統(tǒng)，采區(qū)內(nèi)有2層煤，每一層都布置4個(gè)工作面，根據(jù)相關(guān)情況初步制定以下兩個(gè)方案進(jìn)行比較：方案一：兩條巖石上山在距2#煤層底板15m處巖石中布置兩條巖石上山，一條為運(yùn)輸上山，另一條為軌道上山，兩上山層位有一定差距，使其分別聯(lián)結(jié)兩翼的區(qū)段;平巷不交叉；石門聯(lián)系各煤層。通風(fēng)路線：新風(fēng)從階段運(yùn)輸大巷采區(qū)主石門采區(qū)下部車場(chǎng)軌道上山中部甩車場(chǎng)區(qū)段軌道集中平巷區(qū)段聯(lián)絡(luò)巷道區(qū)段運(yùn)輸平巷工作面區(qū)段回風(fēng)平巷回風(fēng)石門階段回風(fēng)大巷。該方案的特點(diǎn)是：巖石工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高，聯(lián)絡(luò)石門長(zhǎng)，但維護(hù)條件好，維護(hù)費(fèi)用低，有利于通風(fēng)，運(yùn)輸能力大。 方案二：一煤一巖上山在距2#煤層底板15m處巖石中布置一條巖石運(yùn)輸上山，在2#煤層中布置另一條軌道上山，石門聯(lián)系各煤層。通風(fēng)路線：新風(fēng)從階段運(yùn)輸大巷采區(qū)主石門采區(qū)下部車場(chǎng)軌道上山中部甩車場(chǎng)區(qū)段軌道集中平巷區(qū)段聯(lián)絡(luò)巷道區(qū)段運(yùn)輸平巷工作面區(qū)段回風(fēng)平巷回風(fēng)石門階段回風(fēng)大巷。該方案的特點(diǎn)是：節(jié)省了一條巖石上山，相對(duì)減少了巖石工程量，但軌道上山不易維護(hù)，維護(hù)費(fèi)用高，需要保護(hù)煤柱。論證回采巷道布置方式的合理性：方案一：巖石工程量達(dá)，掘進(jìn)費(fèi)用高，聯(lián)絡(luò)石門長(zhǎng)，但維護(hù)條件好，維護(hù)費(fèi)用低，有利于通風(fēng)，運(yùn)輸能力大方案二：節(jié)省了一條巖石上山，相對(duì)減少了巖石工程量，但軌道上山不易維護(hù)，維護(hù)費(fèi)用高，需要保護(hù)煤柱。而且又由于煤層較硬，相對(duì)來(lái)說(shuō)，軌道上山維護(hù)容易一些，費(fèi)用相對(duì)會(huì)少。這種布置方式適用于產(chǎn)量不大，服務(wù)年限不太長(zhǎng)的采區(qū)。綜上所述，選擇一煤一巖上山采區(qū)聯(lián)合布置方式，巷道布置情況見(jiàn)巷道布置圖、采區(qū)巷道平面圖、剖面圖，以1#煤層為例。軌道上山布置在最下一層煤為維護(hù)條件較好的薄及中厚煤層當(dāng)中，運(yùn)輸上山布置在底板巖石中。采區(qū)服務(wù)年限為4年，不太長(zhǎng)，產(chǎn)量也不大。因此此方案比較合理。如下圖所示：第七章 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)確定采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)，包括運(yùn)煤、運(yùn)矸、運(yùn)料系統(tǒng)及通風(fēng)系統(tǒng)。列表說(shuō)明采區(qū)設(shè)備主要參數(shù)1生產(chǎn)系統(tǒng)單一煤層走向巷道布置圖（1）運(yùn)煤系統(tǒng) 在運(yùn)輸上山和運(yùn)輸巷內(nèi)均鋪設(shè)有刮板輸送機(jī)。其運(yùn)煤路線為：工作面運(yùn)出的煤，經(jīng)運(yùn)輸平巷、運(yùn)輸上山到采區(qū)煤倉(cāng)上口，通過(guò)采區(qū)煤倉(cāng)在采區(qū)運(yùn)輸石門裝車外運(yùn)。最后一個(gè)區(qū)段工作面運(yùn)出的煤，則有區(qū)段運(yùn)輸巷至運(yùn)輸上山，在運(yùn)輸上山鋪設(shè)一臺(tái)短刮板輸送機(jī)，向上運(yùn)至煤倉(cāng)上口。（2）運(yùn)料排矸系統(tǒng)運(yùn)料排矸采用600mm軌距的礦車和平板車。物料自下部車場(chǎng)3，經(jīng)軌道上山到上部車場(chǎng)6，然后經(jīng)回風(fēng)巷10送至采煤工作面。區(qū)段回風(fēng)巷8，8和運(yùn)輸巷9，9 所需的物料，自軌道上山4經(jīng)中部車場(chǎng)7，7送人。掘進(jìn)巷道時(shí)所出的煤和矸石，利用礦車從各平巷運(yùn)出經(jīng)軌道上山運(yùn)至下部車場(chǎng)。（3）通風(fēng)系統(tǒng) 采煤工作面所需的新鮮風(fēng)流，從采區(qū)運(yùn)輸石門進(jìn)入，經(jīng)下部車場(chǎng)、軌道上山、中部車場(chǎng)7分成兩翼經(jīng)平巷8、聯(lián)絡(luò)眼11、運(yùn)輸巷9到達(dá)工作面。從工作面出來(lái)的污風(fēng)，經(jīng)回風(fēng)巷10，右翼直接進(jìn)入采區(qū)回風(fēng)石門，左翼側(cè)需經(jīng)車場(chǎng)繞道6進(jìn)入采區(qū)回風(fēng)石門。 掘進(jìn)工作面所需的新鮮風(fēng)流，從軌道上山經(jīng)中部車場(chǎng)7分兩翼送至8.平巷內(nèi)由局部通風(fēng)機(jī)送往掘進(jìn)工作面，污風(fēng)流則從運(yùn)輸巷9經(jīng)運(yùn)輸上山回入采區(qū)回風(fēng)石門。2采區(qū)設(shè)備參數(shù)采煤機(jī)主要參數(shù)采煤機(jī)型號(hào)MGT375/750采高2.34.2m截深686mm適應(yīng)傾角 25外形尺寸（長(zhǎng)寬高）4505mm1350mm1483mm牽引型式液壓無(wú)鏈滾筒中心距1488mm牽引力350KN電壓1140v機(jī)重40噸牽引速度 06.5 m/min制造廠太原礦山機(jī)器集團(tuán)有限公司刮板輸送機(jī)主要參數(shù)刮板輸送機(jī)型號(hào)適用條件設(shè)計(jì)長(zhǎng)度m輸送量t/h中部槽內(nèi)寬mm裝機(jī)功率kw刮板鏈型式溜槽結(jié)構(gòu)型式制造廠SGB420/22緩斜2.84.5m806040022邊雙鏈軋制張家口廠轉(zhuǎn)載機(jī)主要參數(shù)轉(zhuǎn)載機(jī)型號(hào)SZB730/40適用條件中厚煤層出廠長(zhǎng)度(m)25刮板鏈型式邊雙鏈輸送量(t/h)400鏈速(M/s)0.85與皮帶機(jī)有效重疊長(zhǎng)度（m）12電機(jī)型號(hào)DSB-40裝機(jī)功率kw680制造廠張家口廠支架主要參數(shù)支架型號(hào)ZZS6000-17/37外形尺寸（長(zhǎng)寬高）5725mm1450mm1700mm支撐高度1.73.7 m工作阻力6000 KN初撐力5105 KN支架中心距1500 mm支護(hù)強(qiáng)度0.810.91 Mpa支架移架步距9001100 mm支架重量19噸生產(chǎn)廠重慶慶江機(jī)械第八章 采區(qū)車場(chǎng)選擇采區(qū)上、中、下部車場(chǎng)形式，并附插圖。按照軌道上山與上部區(qū)段回風(fēng)巷（或回風(fēng)石門）的連接方式不同，上部車場(chǎng)分為平車場(chǎng)、甩車場(chǎng)和轉(zhuǎn)盤車場(chǎng)三類。若軌道上山以水平的巷道與區(qū)段回風(fēng)巷相連，絞車房布置在與回風(fēng)巷同一水平的巖石中，則為上部平車場(chǎng)；若軌道上山以傾斜的甩車道與區(qū)段區(qū)段回風(fēng)平巷相連為采區(qū)上部甩車場(chǎng)；轉(zhuǎn)盤車場(chǎng)的特點(diǎn)是軌道上山與區(qū)段回風(fēng)平巷呈十字形相交，利用轉(zhuǎn)盤調(diào)車，即礦車提至轉(zhuǎn)盤上，將轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)90，再將礦車送入?yún)^(qū)段回風(fēng)平巷。采區(qū)上部平車場(chǎng)線路的特點(diǎn)是設(shè)置反向豎曲線，上山經(jīng)反向豎曲線變平，然后設(shè)置平臺(tái)，在平臺(tái)上進(jìn)行調(diào)運(yùn)工作。根據(jù)提升方向與礦車在車場(chǎng)內(nèi)運(yùn)行方向來(lái)區(qū)分，平車場(chǎng)又可分為順向和逆向車場(chǎng)兩種形式。兩種車場(chǎng)如何選擇，主要根據(jù)軌道上山、絞車房及回風(fēng)巷的相對(duì)位置決定。當(dāng)車場(chǎng)巷道直接與回風(fēng)道聯(lián)系時(shí)可采用順向平車場(chǎng)。當(dāng)煤層群聯(lián)合布置采區(qū)，且有采區(qū)回風(fēng)石門與各煤層回風(fēng)巷及總回風(fēng)巷相聯(lián)系時(shí)，可采用逆向平車場(chǎng)，有時(shí)也可用順向平車場(chǎng)。對(duì)于煤層軌道上山，為減少巖石工程量，可采用甩車場(chǎng)，并具有通過(guò)能力大，調(diào)車方便，勞動(dòng)量小等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)是絞車房布置在回風(fēng)巷標(biāo)高以上，當(dāng)上部為采空區(qū)或松軟的風(fēng)化帶時(shí)，絞車房維護(hù)比較困難，而且絞車房回風(fēng)有一段下行風(fēng)，通風(fēng)條件較差。所以，當(dāng)采區(qū)上部是采空區(qū)或?yàn)樗绍浀娘L(fēng)化帶時(shí)，可選擇平車場(chǎng)。此外，在煤層群聯(lián)合布置時(shí)，回風(fēng)石門較長(zhǎng)，為便于與回風(fēng)石門聯(lián)系也多選用平車場(chǎng)，其他條件下，可選擇甩車場(chǎng)。如下圖：采區(qū)中部車場(chǎng)也同樣采用甩車場(chǎng)形式。如下圖：采區(qū)下部車場(chǎng)的基本形式，按裝車地點(diǎn)不同分為大巷裝車、石門裝車和繞道裝車三種；按材料車場(chǎng)設(shè)置地點(diǎn)不同，又有頂板繞道和底板繞道兩種。當(dāng)煤層傾角在12及以下是，采用底板繞道。本采區(qū)的下部車場(chǎng)根據(jù)條件可以大巷裝車形式，由于煤層傾角為12，故采用頂板繞道。但應(yīng)注意軌道上山的起坡角，一般以不超過(guò)25為宜。大巷裝車站線路布置圖如下：1- 運(yùn)輸上山；2-調(diào)度絞車；3-煤倉(cāng)；4-空車存車線；5-重車存車線；6-裝車點(diǎn)道岔；7，8-通過(guò)線渡道岔；9-通過(guò)線大巷裝車式下部車場(chǎng)的輔助提升車場(chǎng)為頂板繞道式，其形式如下圖：1- 運(yùn)輸上山；2-軌道上山；3-采區(qū)煤倉(cāng)；4-大巷；5-人行道；6-材料車場(chǎng)；7-繞道第九章 采區(qū)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)九、編制采區(qū)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：包括采區(qū)走向長(zhǎng)度、斜長(zhǎng)、區(qū)斷數(shù)目、采煤方法、采面長(zhǎng)度、采區(qū)可采儲(chǔ)量、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限、 采區(qū)回采率、工作面回采率、采掘面頭比等。 采區(qū)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)量1走向長(zhǎng)度m14702傾向長(zhǎng)度m9403區(qū)段數(shù)目個(gè)44采煤方法單一走向長(zhǎng)壁5采面長(zhǎng)度m2206采區(qū)可采儲(chǔ)量萬(wàn)t929.97生產(chǎn)能力萬(wàn)t/a1508服務(wù)年限a49采區(qū)回采率92.25%10工作面回采率95%11采掘面頭比1：2工作面主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)量1煤層厚度m32煤層傾角204日產(chǎn)量t52125循環(huán)進(jìn)尺m0.66平均日推進(jìn)度m5.47回采率0.928采煤機(jī)臺(tái)19液壓支架架14610端頭支架架611刮板輸送機(jī)部112破碎機(jī)臺(tái)113轉(zhuǎn)載機(jī)部114膠帶輸送機(jī)部215日循環(huán)數(shù)個(gè)616生產(chǎn)方式三采一準(zhǔn)17出勤人數(shù)人9518回采工效t/工35.0819截齒消耗個(gè)/萬(wàn)t2020乳化液消耗Kg/萬(wàn)t18021油脂消耗Kg/萬(wàn)t70工作面勞動(dòng)組織表序號(hào)工種1班2班3班4班合計(jì)1班長(zhǎng)111142采煤機(jī)司機(jī)3333123輸送機(jī)司機(jī)3333124轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)222395膠帶輸送機(jī)司機(jī)222177端頭維護(hù)工4442148跟班電工4442149運(yùn)料工44101泵站工1111411跟班機(jī)修工22251112技術(shù)員11114合計(jì)2323232695第十章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)這次采礦學(xué)課程設(shè)計(jì)在老師的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)近兩個(gè)禮拜的時(shí)間，我的設(shè)計(jì)內(nèi)容全部完成，心情很是愉悅。在尾聲中，我首先要感謝老師一絲不茍的悉心指導(dǎo)和諄諄教誨，另外，也要感謝我院在設(shè)計(jì)過(guò)程中給予幫助的老師們。這