课程设计说明书

采矿工程专业。

2010级课程设计。

陶一设计组（第三组）

姓名：关达。

班级：采矿1001

学号：100020108

指导老师：杨本生。

第一章：课程设计大纲2

第二章：采区开采范围及地质情况3

第三章：采区工业和可采储量5

第四章：采区巷道布置7

第五章：采区车场11

第六章：回采工艺及顺序20

第七章：采区生产能力及服务年限29

第八章：采区生产系统及设备32

第九章：巷道断面选择断面规格及支护方式………34

第十章：安全措施37

第一章课程设计大纲。

一、实践课程的性质、目的与任务。

采矿工程专业课程设计是采矿工程专业学生一项实践性的教学环节。是在“矿山压力及其控制”、“井巷工程”、“采煤方法”、“矿井设计”等课程的理论教学和生产实习的基础上，通过采区设计把理论知识融会贯通于实践的综合性的教学过程。

通过采区设计要达到下列目的：

1.系统地灵活运用和巩固所学的理论知识；

2.掌握采区开采设计的步骤和方法；

3.提高和培养学生文字编写、绘图、计算和分析问题、解决问题的能力。

本课程设计的主要任务是：

1.编写采区设计说明书一份（30～50页）；

2.设计图纸部分：

采区巷道布置平、剖面图（平面图1：2000，剖面图1：1000）；

工作面布置图（平面图1：100或1：200，剖面图1：100或1：50），其中附工作面循环作业图表、工作面技术经济指标表及工人出勤表；

二、课程设计的基本要求。

1.加深对采矿工程专业所学理论的认识和理解，提高对就业岗位的感性认识；

2.使学生在课程设计过程中，独立完成教学要求，提高设计工作能力；

3.使学生能熟练采区设计内容级步骤，提高和培养学生文字编写、绘图、计算和分析问题、解决问题的能力。

第二章采区开采范围及地质情况。

一。采区的位置及开采范围。

本采区为河北省某矿一水平西翼第一采区，煤层倾角为9~15°，平均为13°，走向长度最大3840m，倾向斜长=1388.3/cos13°=1425m，采区面积为：4494023m2.

二。采区地质。

1、地质构造：

本采区储量丰富、地质构造简单，断层较少，煤层倾角在9~15°之间，其特点是断层少，褶曲起伏变化较小，对开采影响不大。

2、煤层。本井田含煤地层为二叠系下统山西组、石炭系上统太原组、中统本溪组，总厚度174～267m，平均厚度207m（注：未计算岩浆岩厚度），其中山西组平均厚度67m，太原组平均厚度120m，本溪组平均厚度20m。

山西组含煤8层，分布在煤系地层最上部，其中可采煤层1层，为2号煤层。

太原组含煤14层，其中可采煤层3层，为煤层，均分布在本组中、下部。下组煤层由于受奥灰水威胁列为远景储量目前不可采。

3、可采煤层特征。

1）、煤层赋存条件。

#煤层为井田主要可采煤层。煤层厚度2.8～3.

2m，平均厚度3.0m，为中厚煤层，煤层结构简单，全区可采。2号煤层直接顶为粉砂岩和页岩互层，厚度4.

5m，老顶为中粒砂岩，厚度4.0～6.0m。

2号煤层底板岩性多为粉砂岩和泥岩。2号煤下距4号野青煤15m。

本采区4号煤层厚度1.3～2.0m，平均厚度1.8m。4号煤层顶板为野青灰岩，厚度2.0m，灰岩稳定、韧性良好。底板为粉砂岩，厚度1.6m。

2）、煤质。

号煤为中灰煤、高发热量、低硫无烟煤。

3）、瓦斯。

矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井，瓦斯相对涌出量3.52 m3/t，瓦斯绝对涌出量为1.85m3/t，co2相对涌出量3.25 m3/t，为低瓦斯矿井。

4）、自然发火性。

煤尘无**性，煤层无自然发火倾向。

5）、水文地质条件。

矿井正常涌出量200 m3/h，最大涌出量400 m3/h。

4、大巷和总回风巷道。

一水平运输大巷布置-300m标高的2号煤层底板岩石中，回风大巷布置在井田浅部2号煤层底板岩石中。

第三章采区工业和可采储量。

第一节。采区工业和可采储量计算：

1. 采区工业储量计算：

#煤采区工业储量计算：

z1=s1*m1*r=4494023m2×3m×1.4

19371384.84吨=1937.14（万吨）

式中： z1 ——2#煤一采区工业储量（万吨）

s1 ——采区面积（m2）

m1 ——煤层厚度 (m)

r ——煤的容重(t/m3)，一般去1.4t/m3

#煤采区工业储量计算：

z2=s2*m2*r=4494023m2×1.8m×1.4

11622830.9吨=1162.28(万吨)

式中： z2 ——2#煤一采区工业储量（万吨）

s2 ——采区面积（m2）

m2 ——煤层厚度 (m)

r ——煤的容重(t/m3) ，一般去1.4t/m,采区总工业储量zg=z1+z2=30994215.74吨=3099.42(万吨)

第二节采区可采储量计算：

煤柱损失：采区边界留设20米边界煤柱，（边界周长为8152.63米，）两条上山间各留有20m保护煤柱，上山两侧留有20m护巷煤柱。大巷两侧留20保护煤柱。

经计算煤柱损失等于上山保护煤柱+边界保护煤柱。

p=1425×3×20×1.4×（3+1.8）+9323×20×1.

4×（3+1.8）=610383.81吨+1253027.

33吨=1863411.14吨=186.34(万吨)

因此，采区可采储量计算：

zk=(zg-p)*c=(30994215.74-1863411.14) ×80%=23304643.68吨=2330.46(万吨)

式中： p1—— 保护工业场地、井筒、井田边界、河流、湖泊、建筑物等留设的永久煤柱损失量；

c---采出率，厚煤层取75%，中厚煤层取80%，薄煤层取85%，取80%

第三节采区生产能力和服务年限。

假设服务年限t=9年，求生产能力a

t=zk/ka

式中：a---采区生产能力，t---采区服务年限，k---矿井储量备用系数，矿井设计一般取1.4，地质条件复杂的矿井及矿区总体设计可取1.5，地方小煤矿可取1.3。

计算得：a=185万吨/年。

根据煤层赋存情况和矿井可采储量，遵照煤炭工业矿井设计规范规定，将矿井生产能力a确定为180万吨/年。

可得到矿井服务年限：t=2330.46/(1.4×180)=9.2年。

第四章采区巷道布置。

第一节采区形式。

本矿井一水平大巷布置-300m标高的2号煤层底板岩石中，采区倾斜长度约为1425米，选择上山开采。本采区中走向长度最短为2500m，最长为3840m，平均走向长度为3170m。采用双翼采区布置，每翼走向长度约为1600m。

本采区设置6个区段，每个区段斜长约为220米，区段运输平巷内设置胶带输送机，区段间采用沿空掘巷，保留2m的煤墙。煤层倾角平均13°，满足综采工作面走向长壁开采的要求。故本采区采用双翼布置走向长壁布置形式。

第二节采区上山及设计方案。

本采区煤层赋存稳定，地质构造简单，瓦斯涌出量不大，两煤层间距煤层间距15m，煤层没有自然发火性，根据以上条件，采区上山可以提出三种布置方案。

方案一：采区上山联合准备方式，在4#煤层设置煤层上山（双煤层上山）。

1—运输大巷，2—回风大巷，3—采区下部车场绕道，4—采区煤仓，5--运输上山，6--轨道上山，8--回风石门，9,9’—区段回风平巷，10—采区上部车场，11,11’—区段运输平巷，12—遛煤眼，13--采区石门，14—绞车房。

在4#煤层中布置两条**集中上山，通过区段石门连接2#煤层中的区段平巷。2#煤层中各区段的煤通过区段遛煤眼，进入4#煤层中的集中运输上山。运料排矸行人走采区石门。

方案二：采区上山联合准备方式，在下部煤层底板设置岩石上山（双岩石上山）。

在距4#煤层的底板岩层中布置两条集中上山，上山位于采区走向**，通过石门与两煤层联系，两条上山间距20m。两层煤通过遛煤眼进入集中运输上山，运料行人走石门。

方案三：采区上山单独准备方式。

在2#煤层和4#煤层分别设置独立的煤层上山，使用独立运输系统，运料排矸系统，通风系统，排水系统，和供电系统。在采区下部车场，2#煤层中的煤通过遛煤眼进入下部4#煤中的采区煤仓。通过绕道连接轨道上山和运输大巷。

方案技术比较：

结合本采区煤层条件，采用第一方案，即联合准备，双煤层上山较为合适。

第三节区段参数。

本采区倾斜长度为1425m，每翼走向长度为1600m。采区划分为6个区段，区段斜长内设置一个走向长壁采煤工作面，因此区段斜长就等于采煤工作面长度加上区段平巷宽度加上煤墙的宽度。

工作面长度的确定一般而言，考虑到设备选型及技术方面的因素，采用综采时，缓斜薄煤层工作面长度为120～150m，缓斜中厚及厚煤层厚度可以达到150～240m，巷道宽度为4m～4.5m。最终本采区分为5个区段，区段平巷巷道宽度4.

5m，区段间采取沿空掘巷。

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