礦井建設(shè)課程設(shè)計

徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院礦井建設(shè)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：興隆莊煤礦指導(dǎo)老師：班級：礦建08-1設(shè)計成員：陳鋼時間：2010.1.4-2010.1.15目錄、八 、?前言第一章井田境界及儲量第一節(jié)井田境界第二節(jié)礦井儲量第二章礦井工作制度及設(shè)計生產(chǎn)能力第一節(jié)礦井工作制度第二節(jié)礦井設(shè)計能力及服務(wù)年限第三章井田開拓的基本問題第四章準(zhǔn)備方式第一節(jié)煤層的地質(zhì)特征第二節(jié)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)第五章采煤方法……………8第一節(jié)采煤工藝………8第二節(jié)回采巷道布置…………………111212結(jié)束語參考文獻(xiàn)1212前言一、設(shè)計目的：通過對《礦井開拓與開采》、《礦井通風(fēng)與安全》、《井巷工程》三門課的學(xué)習(xí)，對煤礦有了初步的了解。按照礦建技術(shù)員崗位任務(wù)及其要求，同時為了更好的融會貫通，現(xiàn)做礦井模擬系統(tǒng)設(shè)計。二、設(shè)計內(nèi)容：主要分為六個部分，即：井田境界和儲量、礦井工作制度及設(shè)計

生產(chǎn)能力、井田開拓的基本問題、準(zhǔn)備方式、采煤方法、通風(fēng)及安全。三、分組情況：采用自由結(jié)合的方式，我們五人為本次設(shè)計的第二組參與設(shè)計的成員：陳鋼、張攀、張涵、吳飛飛、趙龍四、時間安排：2010.1.4-2010.1.15我們所有成員一定會盡心盡力，發(fā)揮團(tuán)隊精神，努力完成本次設(shè)計任務(wù)，使自己對煤礦的認(rèn)識更進(jìn)一步，為今后工作打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。一、井田境界及儲量1、井田境界井田沿走向長最長處6997m,最短處2787m,傾向長最長處5500m,最短處363m。井田面積為31.9KM2，井田內(nèi)煤層面積為32.2KM2。2、礦井儲量（1）礦井工業(yè)儲量礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)堪探煤層厚度和質(zhì)量均合乎開采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚，目前即可供的可列入平衡表內(nèi)的儲量。礦井工業(yè)儲量是進(jìn)行礦井設(shè)計的資源依據(jù)，一般即列入平衡表面的A+B+C級儲量，不包括作為D級儲量的遠(yuǎn)景儲量。計算方式如下：M=hAY式中：h—煤層厚度，m;A—煤層面積，m2;Y—煤層容重，t/m3M=hay=8.29X32200000X1.35=35708（萬噸）（2）礦井設(shè)計儲量礦井設(shè)計儲量是指礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物，建筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久性煤柱損失后的儲量。井田境界煤柱損失，由于礦井內(nèi)有四個斷層，按40m留設(shè)。Z=M－PC式中Z—礦井設(shè)計儲量，萬噸CM—工業(yè)儲量P—永久煤柱損失量井田煤柱損失p=1475．32（萬噸）礦井設(shè)計儲量Z=M－P=34233（萬噸）C（3）礦井設(shè)計可采儲量礦井設(shè)計可采儲量是礦井設(shè)計儲量減去工業(yè)場地保護(hù)煤柱，礦井井下主要巷道及上、下山保護(hù)煤柱量后乘以采區(qū)采出率的儲量。工業(yè)場地保護(hù)煤柱的計算表1-1礦井工業(yè)場地占地指標(biāo)井型與設(shè)計能力（萬噸/年）占有面積指標(biāo)（公頃/10萬噸）240~3000.7~0.8120~1800.9~145~901.2~1.39~301.5備注：占地面積指標(biāo)中、小型井取大值，大型井取小值工地場地占地面積二設(shè)計生產(chǎn)能力X占地指標(biāo)面積設(shè)計生產(chǎn)能力300萬噸/年，則工業(yè)廣場占地面積S=30X0.8=24（公頃）=240000m2假定工業(yè)場地為長方形，長寬比為3：2,則長邊為600m，短邊為400m，先求出煤柱的占地面積，再乘以煤層厚度，容重即可求出煤柱損失量。工業(yè)廣場保護(hù)煤柱的面積800000m2，和F2斷層部分保護(hù)煤柱重合，經(jīng)計算可得出，工業(yè)場地共壓煤895萬噸；設(shè)計可采儲量Z=（M－P）Ck式中：Z—設(shè)計可采儲量，萬噸kM—工業(yè)儲量，萬噸P—永久煤柱損失量，萬噸C—采區(qū)采出率，厚煤層取75%，中厚煤層取80%，薄煤層取85%，本設(shè)計可取75%由于工業(yè)場地、礦井井下主要巷道等煤柱損失與井田開拓方式、采煤方法有關(guān)，其煤柱損失量在開通方式、采煤方法確定后才能確定，為便于利用礦井可采儲量初步確定礦井井型，上述永久煤柱損失與工業(yè)場地、井下主要巷道煤柱損失等，可暫按工業(yè)儲量的5%~7%計入，暫定礦井可采儲量Z=M-（MX5%）k

煤層名稱工業(yè)儲量(萬噸)煤柱損失(萬噸)采煤方法損失礦井設(shè)計儲量(萬噸)礦井設(shè)計可采儲量(萬噸)斷層井田境界工業(yè)場地合計M335708580089514750.7525674.7533922礦井設(shè)計儲量(35708-1475)X0.75-25674.75萬噸礦井設(shè)計可米儲量35708-(35708X5%)=33922萬噸表1-2表1-2礦井可采儲量計算表二、礦井工作制度及設(shè)計生產(chǎn)能力1、礦井工作制度礦井工作日為330天，采用三八制作業(yè)。2、礦井設(shè)計能力及服務(wù)年限礦井服務(wù)年限T=Z/A?KK式中： Z—可采儲量，萬噸KA—年產(chǎn)量，萬噸K—備用系數(shù)，取K=1.4T—服務(wù)年限，年按上式算得服務(wù)年限T=33922/(300X1.4)=67年計算結(jié)果與礦井井型和服務(wù)年限表對照知T>60，故本設(shè)計滿足要求:表2-1礦井井型和服務(wù)年限表井型礦井設(shè)計生產(chǎn)能力(Mt/a)新礦井服務(wù)年限(a)改擴(kuò)建后礦井服務(wù)年限(a)大型6.0Mt/a及以上70603.00?5.00Mt/a60501.20?2.40Mt/a5040中型0.45?0.90Mt/a4030小型0.30Mt/a及以下由各省煤炭廳(局)自定同左備注：改擴(kuò)建礦井的服務(wù)年限不應(yīng)低于同類型新建礦井的50%三、井田開拓的基本問題井田開拓的基本問題（采用的主要開拓方式，工業(yè)廣場位置，依據(jù)）由于本井田地形較為平坦，表土層厚約48m,井深約300m,考慮到地質(zhì)條件和經(jīng)濟(jì)費(fèi)用，所以采用立井上下山開拓，其主井設(shè)箕斗，副井設(shè)罐籠，兩個井筒裝備梯子間作為安全出口,并按井下生產(chǎn)費(fèi)用盡可能低的原則,確定井筒位置位于井田的中央稍偏西，走向2600m、傾向2800m處，并靠近F2斷層，有效的減少了保護(hù)煤柱的損失。井筒位置位于井田中央,有利于上下山開采,使井下沿井田走向的運(yùn)輸工作量最小,運(yùn)輸費(fèi)用最少。據(jù)上述,本設(shè)計提出以下兩個技術(shù)上可行的方案,方案一和方案二的區(qū)別在于立井上下山開拓還是立井和暗斜井綜合開拓,兩方案生產(chǎn)系數(shù)安全可靠,方案一初期投資費(fèi)用較方案二稍大,建井周期稍長,但在后期可以保證礦井的可持續(xù)生產(chǎn)；而第二方案則采用前期立井250m,可開拓第一水平進(jìn)行生產(chǎn),在開采第二水平是采用暗斜井布置,大大增加了開拓工程量,減小了礦井生產(chǎn)效率。表2-2設(shè)計方案分析比較表優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)方案一提升、運(yùn)輸較簡單，采用上下山開采，對于水量涌出的的礦井節(jié)省費(fèi)用，安全系數(shù)高主副井井筒施工周期長，見效益慢，前期提升排水通風(fēng)費(fèi)用比方案一高方案—初期投資少，前期通風(fēng)排提升水費(fèi)用低提升、運(yùn)輸系統(tǒng)較復(fù)雜，后期暗斜井延伸大大增加了開拓工程量，減小了礦井生產(chǎn)效率綜上所述,可認(rèn)為方案一和方案二在技術(shù)上均有優(yōu)缺點(diǎn),在經(jīng)濟(jì)比較過程中：雖然第一方案的基建費(fèi)用和生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用稍大于第二方案,但方案一后期開拓量較小而方案二后期開拓量增大,投資費(fèi)用高,在總體投資上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于方案一。從長遠(yuǎn)考慮,故決定采用第一方案,即采用立井上下山開拓。立井開拓的適應(yīng)性很強(qiáng),一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制,能通過復(fù)雜的地質(zhì)條件。而且技術(shù)上也比較可靠,提升能力大,機(jī)械化程度高,易于自動控制。井筒為圓形斷面結(jié)構(gòu)合理,維護(hù)費(fèi)用小,有效斷面大,通風(fēng)條件好,管線短,人員升降速度快。、準(zhǔn)備方式（采、帶區(qū)準(zhǔn)備）1、煤層的地質(zhì)特征井田含煤地層共含有26層煤，總厚度17.88m。其中穩(wěn)定可采的有3,16上，17三層煤。局部可采的2煤，6煤以及暫不可采的10下，15上層煤?？刹擅簩涌偤穸?3.14m約占煤層厚度的73.5%。而第三層煤全區(qū)穩(wěn)定，平均厚度為8.29m,占可采煤層的63％，是礦井的主采煤層。2、巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)（分成幾塊、產(chǎn)量、接續(xù)方法、車場、主要巷道、硐室）（1） 主要分為五個采區(qū)，一采區(qū)為首采區(qū)，1101采煤工作面為首采面。（2） 所謂工作面的接替就是按礦井產(chǎn)量計劃要求，一個采煤工作面開采結(jié)束后，由另一個準(zhǔn)備好的采煤工作面投入生產(chǎn)，所形成的相成銜接關(guān)系。采用跳采的接續(xù)方法。（3） 采用臥式井底車場。（4） 產(chǎn)量：采煤工作面的日產(chǎn)量計算：Am二LHNMyCm式中： L——開切眼長度，M；H——工作面煤層厚度，m;M——雙滾筒割煤機(jī)每刀截深0.8m;Y一煤層容重，t/m3N-每天進(jìn)刀數(shù)，每班進(jìn)二刀Cm——工作面采出率，一般取0.93~0.97，薄煤層取高限，厚煤層取低限。放頂煤開采時，一般取0.8。日產(chǎn)量Am=190X8.29X6X0.8X1.35X0.8=8165.32噸月產(chǎn)量:按每月27個工作日計算為220463.64噸年產(chǎn)量：每年按330天計算為2694555.6噸（5） 采區(qū)主要硐室:采區(qū)主要硐室包括：采區(qū)絞車房、采區(qū)變電所、采區(qū)煤倉。在采區(qū)上部、位于圍巖較穩(wěn)定的煤層底板巖層中設(shè)絞車房。在采區(qū)中部、圍巖較為穩(wěn)定的地點(diǎn)設(shè)采區(qū)變電所。大巷裝車線路布置如下圖：圖4.1一J J圖4.1一J JEL / i,yI'北 9J—?1HLH■■,LK.L兀t由述『id：_-O-1I:三一沖訪僉j:3-ftj：.'I#j并」.'I#j并」i11H；3五、采煤方法1、采煤工藝(回采面長度及推進(jìn)方向、破煤裝煤方式、運(yùn)輸、支護(hù)、進(jìn)刀、勞動組織循環(huán))1101回采工作面長度1538米，開切眼長度190米，采用后退式開采。本工作面采用走向長壁綜采放頂煤采煤法，一次采全高，自然垮落法管理頂板。運(yùn)輸通風(fēng)線路：(1)運(yùn)煤線路：由1101工作面——集中運(yùn)輸巷——溜煤眼——采區(qū)運(yùn)輸上山——采區(qū)煤倉——水平運(yùn)輸大巷——井底車場——主井——地面(2)通風(fēng)線路：副井——水平運(yùn)輸大巷——采區(qū)軌道上山——進(jìn)風(fēng)石門——1101工作面下巷——開切眼——1101工作面上巷——采區(qū)運(yùn)輸上山——回風(fēng)井運(yùn)料線路：副井——井底車場——水平運(yùn)輸大巷——采區(qū)下部車場——軌道上山——采區(qū)上部車場——工作面本工作面可采煤厚平均約8.29m，采用液壓支架支護(hù)，其中雙滾筒采煤機(jī)割煤高度3m,放煤高度5.3m，采放比為1：2。采用雙滾筒采煤機(jī)割底煤和利用放頂煤聯(lián)合落煤方式，采煤機(jī)端頭斜切進(jìn)

刀，雙向割煤，截深0.8m，往返割兩刀，放一排頂煤。裝煤和運(yùn)煤方式：采煤機(jī)滾筒旋轉(zhuǎn)裝底煤，人工收縮尾梁插板和擺動尾梁放頂煤，運(yùn)煤采用前后兩部溜子平行運(yùn)煤，集中到下巷轉(zhuǎn)載機(jī)和皮帶機(jī)運(yùn)出。本工作面回采以放頂煤工序?yàn)橹?，割煤與放煤平行作業(yè)，正規(guī)循環(huán)工序?yàn)椋焊蠲海萍埽魄傲铮罅铮蠲海萍埽魄傲铮彭斆海罅铩D5.1工作面端頭斜切進(jìn)刀示意圖E、追機(jī)拉架、推留，采煤機(jī)割煤到機(jī)尾匚、返回D，推機(jī)屋，割三角煤三、空刀返回向機(jī)頭割煤、推機(jī)尾E、追機(jī)拉架、推留，采煤機(jī)割煤到機(jī)尾匚、返回D，推機(jī)屋，割三角煤三、空刀返回向機(jī)頭割煤、推機(jī)尾勞動組織是指正規(guī)循環(huán)中生產(chǎn)工人的組織形式和勞動定員，勞動組織與采煤工藝，作業(yè)方式工序安排有密切關(guān)系，合理的勞動組織應(yīng)有利于完成正規(guī)循環(huán)，提高產(chǎn)量。正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表:2、避災(zāi)路線圖：水災(zāi)：工作面——工作面上巷——運(yùn)輸上山——回風(fēng)井——地面火災(zāi)與瓦斯：工作面——工作面下巷——運(yùn)輸上山——行人聯(lián)絡(luò)巷——水平運(yùn)輸大巷——副井——地面結(jié)束語本設(shè)計于2010年1月13日設(shè)計完畢，感謝涂強(qiáng)老師和徐新斌老師的指導(dǎo)由于第一次做設(shè)計，不免存在很多問題以及設(shè)計不合理的地方，敬請老師指正此次設(shè)計雖然不是很理想，但我們從中學(xué)到了很多有用的東西，再次感謝老師給予的這次機(jī)會！參考文獻(xiàn)1