采礦學(xué)課程設(shè)計(jì)(放頂煤設(shè)計(jì)說明書及繪制設(shè)計(jì)圖紙)

1、精品文檔?采礦學(xué)?課程設(shè)計(jì)說明書學(xué)院： 班級：設(shè)計(jì)者：學(xué)號：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)日期： 目 錄序論- 1 -1 采區(qū)巷道布置- 3 -1.1 采區(qū)儲量與效勞年限- 3 -1.1.1 采區(qū)生產(chǎn)能力的選定- 3 -1.1.2 計(jì)算采區(qū)的工業(yè)儲量、設(shè)計(jì)可采儲量- 3 -1.1.3 計(jì)算采區(qū)效勞年限- 4 -1.1.4 驗(yàn)算采區(qū)采出率- 5 -1.2 采區(qū)內(nèi)的再劃分- 6 -1.2.1 確定采煤工作面長度- 6 -1.2.2 確定采區(qū)內(nèi)的區(qū)段數(shù)目- 7 -1.2.3 確定工作面生產(chǎn)能力- 7 -1.2.4 確定采區(qū)同采工作面數(shù)目及接替順序- 8 -1.3 確定采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)- 8 -1.3.1

2、 完善采區(qū)所需的開拓巷道- 8 -1.3.2 確定巷道布置系統(tǒng)- 9 -1.3.3 確定工作面回采巷道布置方式- 12 -1.3.4 確定通風(fēng)系統(tǒng)- 12 -1.3.5 采區(qū)上、下部車場選型- 13 -1.4 采區(qū)中部甩車場線路設(shè)計(jì)- 13 -1.4.1 斜面線路聯(lián)接系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算- 14 -1.4.2 確定豎曲線相對位置- 15 -1.4.3 高、低道存車線參數(shù)確定- 16 -1.4.4 甩車場線路總平面輪廓尺寸及坡度- 17 -1.4.5 繪制甩車場平面圖和坡度圖- 19 -2 采煤工藝設(shè)計(jì)- 19 -2.1 采煤工藝方式確實(shí)定- 19 -2.1.1 采煤與裝煤- 20 -2.1.2 工作面

3、設(shè)備選型- 22 -2.1.3 運(yùn)煤- 25 -2.1.4 采空區(qū)處理- 27 -2.2 工作面合理長度確定- 27 -2.2.1 煤層地質(zhì)條件- 27 -2.2.2 工作面生產(chǎn)能力- 27 -2.2.3 運(yùn)輸設(shè)備及管理水平- 28 -2.2.4 頂板管理- 28 -2.2.5 經(jīng)濟(jì)合理的工作面長度- 28 -2.3 采煤工作面循環(huán)作業(yè)圖表的編制- 29 -2.3.1 循環(huán)作業(yè)圖表- 29 -2.3.2 勞動(dòng)組織表- 29 -2.3.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表- 29 -3 課程設(shè)計(jì)總結(jié)- 30 -參考文獻(xiàn)：- 31 -圖表目錄圖 1 設(shè)計(jì)采帶區(qū)綜合柱狀圖- 2 -圖 2 采區(qū)工作面劃分示意圖- 6

4、-圖 3 雙巖石上山示意圖- 9 -圖 4 雙煤層上山示意圖- 9 -圖 5 一煤一巖上山示意圖- 10 -圖 6 上下區(qū)段同時(shí)生產(chǎn)時(shí)的通風(fēng)系統(tǒng)- 13 -圖 7 中部甩車場線路計(jì)算草圖- 14 -圖 8 斜面平行線路聯(lián)接- 15 -圖 9 線路設(shè)計(jì)圖平面圖，坡度圖- 19 -圖 10采煤機(jī)進(jìn)刀方式圖- 21 - 表 1 煤層工作面接替順序表- 8 -表 2 掘進(jìn)費(fèi)用表- 10 -表 3 維護(hù)費(fèi)用表- 11 -表 4 輔助費(fèi)用表- 11 -表 5 費(fèi)用總匯表- 11 -表 6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬表- 12 -表 7 煤層賦存條件- 22 -表 8 工作面主要設(shè)備- 22 -表 9 采煤機(jī)主要技術(shù)特征

5、- 22 -表 10 后刮板輸送機(jī)主SGZ-630/220型主要技術(shù)特征- 23 -表 11 前刮板輸送機(jī)SGZ-764/3200型主要技術(shù)特征- 24 -表 12 液壓支架主要技術(shù)特征表- 25 -表 13 端頭支架主要技術(shù)特征見表- 26 -公式目錄 公式1-1- 3 - 公式1-2- 4 - (公式1-3)- 4 - 公式1-4- 5 - 公式1-5- 6 - 公式1-6- 7 - (公式1-7)- 7 - (公式2- 1)- 20 -0.150.21 公式2-2- 21 - 公式2- 3- 26 -所乘1.1為掘進(jìn)出煤系數(shù) 公式2-4- 28 -歡迎下載精品文檔序論一、設(shè)計(jì)目的 1、初

6、步應(yīng)用?采礦學(xué)?課程所學(xué)的知識，通過課程設(shè)計(jì)加深對?采礦學(xué)?課程的理解。2、培養(yǎng)采礦工程專業(yè)學(xué)生的動(dòng)手能力，對編寫采礦技術(shù)文件，包括編寫設(shè)計(jì)說明書及繪制設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行初步鍛煉。3、為畢業(yè)設(shè)計(jì)中編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及繪制畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙打根底。二、設(shè)計(jì)題目1、設(shè)計(jì)題目的一般條件某礦第一開采水平上山階段某采帶區(qū)自下而上開采、和 煤層，煤層厚度、層間距及頂?shù)装鍘r性的綜合柱狀圖如圖1所示。該采帶區(qū)走向長度3000m，傾斜長度1100m，采帶區(qū)內(nèi)各煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，煤層屬簡單結(jié)構(gòu)煤層，硬度系數(shù)，和煤層屬中硬煤層，各煤層瓦斯涌出量也較低，自然發(fā)火傾向較弱，涌水量也較小。設(shè)計(jì)礦井的地面標(biāo)高為+30

7、m，煤層露頭為-30m。第一開采水平為該采帶區(qū)效勞的一條運(yùn)輸大巷布置在煤層底版下方25m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。 2、設(shè)計(jì)題目的煤層傾角條件1、設(shè)計(jì)題目的煤層傾角條件1煤層傾角條件1：煤層平均傾角為12°2、設(shè)計(jì)題目的煤層傾角條件2煤層傾角條件2：煤層平均傾角為16°柱狀厚度m巖性描述8.60灰色泥質(zhì)頁巖，砂頁巖互層8.40泥質(zhì)細(xì)砂巖，碳質(zhì)頁巖互層0.20碳質(zhì)頁巖，松軟6.90煤層，4.20灰色砂質(zhì)泥巖，細(xì)砂巖互層，堅(jiān)硬7.80灰色砂質(zhì)泥巖3.00煤層，4.60薄層泥質(zhì)細(xì)砂巖，穩(wěn)定3.20灰色細(xì)砂巖，中硬、

8、穩(wěn)定2.20煤層，煤質(zhì)中硬，。3.20灰白色粗砂巖、堅(jiān)硬、抗壓強(qiáng)度。24.68灰色中、細(xì)砂巖互層圖 1 設(shè)計(jì)采帶區(qū)綜合柱狀圖三、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1、采區(qū)或帶區(qū)巷道布置設(shè)計(jì)；2、采區(qū)中部甩車場線路設(shè)計(jì)或下部平車場繞道線路和裝車站線路線路設(shè)計(jì)；3、采煤工藝設(shè)計(jì)及編制循環(huán)圖表。四、進(jìn)行方式學(xué)生按設(shè)計(jì)大綱要求，任選設(shè)計(jì)題目條件中的煤層傾角條件1或煤層傾角條件2，綜合應(yīng)用?采礦學(xué)?所學(xué)知識，每個(gè)人獨(dú)立完成一份課程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)者之間可以討論、借鑒，但不得相互抄襲，疑難問題可與指導(dǎo)教師共同研究解決。本課程設(shè)計(jì)要求方案進(jìn)行技術(shù)分析與經(jīng)濟(jì)比擬。五、設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容本人此次課程設(shè)計(jì)在遵循原有設(shè)計(jì)條件下選擇采區(qū)準(zhǔn)備方式進(jìn)行

9、設(shè)計(jì)，煤層平均傾角為16°，生產(chǎn)能力為90萬。1 采區(qū)巷道布置1.1 采區(qū)儲量與效勞年限1.1.1 采區(qū)生產(chǎn)能力的選定采區(qū)生產(chǎn)能力選定為90萬。 計(jì)算采區(qū)的工業(yè)儲量、設(shè)計(jì)可采儲量1采區(qū)工業(yè)儲量 公式1-1式中： 采區(qū)工業(yè)儲量，萬t； 采區(qū)傾斜長度，1100m； 采區(qū)走向長度，3000m； 煤的密度，1.30； 煤層煤的厚度，為6.9m；煤層煤的厚度，為3.0m；煤層煤的厚度，為2.2m。萬t萬t萬t萬t2 設(shè)計(jì)可采儲量 公式1-2式中：設(shè)計(jì)可采儲量，萬t； 工業(yè)儲量，萬t； 永久煤柱損失量，萬t；根據(jù)?采礦學(xué)?P209所述及設(shè)計(jì)題目中的條件，包括采區(qū)邊界煤柱的損失，上山煤柱損失和保護(hù)

10、大巷煤柱損失，即上邊界永久煤柱，取10m，下邊界護(hù)大巷煤柱30m，左右邊界永久煤柱，各取10m和上山煤柱30+20+30=80m。采區(qū)采出率，厚煤層取75%，中厚煤層取80%，薄煤層85%，這里，。萬t萬t萬t萬t萬t萬t萬t 計(jì)算采區(qū)效勞年限 (公式1-3) 式中： 采區(qū)效勞年限，年； 采區(qū)生產(chǎn)能力，90萬t； 設(shè)計(jì)可采儲量； 儲量備用系數(shù)，取1.4。年年年 年 驗(yàn)算采區(qū)采出率 公式1-4式中： 采區(qū)采出率，% ； 煤層的工業(yè)儲量，萬t ； 開采損失，包括采區(qū)內(nèi)留設(shè)的各種煤柱損失及工作面采煤過程中的落煤損失，萬t 。 (1) 對于厚煤層，包括采區(qū)內(nèi)留設(shè)的各種煤柱損失及工作面采煤過程中的落煤損

11、失：滿足要求。(2) 對于中厚煤層，包括采區(qū)內(nèi)留設(shè)的各種煤柱損失及工作面采煤過程中的落煤損失：滿足要求。(3) 對于中厚煤層，包括采區(qū)內(nèi)留設(shè)的各種煤柱損失及工作面采煤過程中的落煤損失：滿足要求。1.2 采區(qū)內(nèi)的再劃分以首采面煤層設(shè)計(jì)為例。 確定采煤工作面長度由條件知：該煤層左右邊界各有10m的邊界煤柱，上山保護(hù)煤柱80m，上部留10m防水煤柱，下部留30m護(hù)大巷煤柱，故其煤層傾向共有：m的長度，走向長度m。地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層附存條件較好，瓦斯涌出量小。且現(xiàn)代工作面長度有加長趨勢，且采煤工藝選取的是較先進(jìn)的綜采。又知，一般而言，考慮到設(shè)備選型及技術(shù)方面的因素，巷道寬度為4m4.5m，本采區(qū)選取4

12、.5m，且采區(qū)生產(chǎn)能力為90萬t/a，采用沿空掘巷方式，區(qū)段間留較小煤柱，取5米，如圖2所示。圖 2 采區(qū)工作面劃分示意圖采區(qū)傾斜長度可用如下公式表示： 公式1-5 式中：采區(qū)傾向長度，1100m；區(qū)段數(shù)目，擬定8個(gè)；工作面長度，m；上部邊界煤柱，取10m； 區(qū)段煤柱，取5m； 回采巷道寬度，為4.5m； 護(hù)大巷煤柱寬度，取30m；因此，求得工作面長度： 確定采區(qū)內(nèi)的區(qū)段數(shù)目回采工作面是沿傾斜方向布置，沿走向推進(jìn)，采用走向長壁法開采。工作面數(shù)目： 公式1-6式中：采區(qū)傾向長度，1100m； 采區(qū)邊界煤柱寬度10+30m；工作面長度，119m；兩回采巷道寬度，為9m。于是，取8。1.2.3 確定

13、工作面生產(chǎn)能力采區(qū)生產(chǎn)能力的根底是采煤工作面的生產(chǎn)能力，采煤工作面的生產(chǎn)能力取決于煤層厚度、工作面長度和推進(jìn)度。參照?采礦學(xué)?P208，可知一個(gè)采煤工作面的生產(chǎn)能力可由下式計(jì)算： (公式1-7)式中：工作面生產(chǎn)能力，萬； 采煤工作面長度；119m； 工作面年推進(jìn)度，截深0.8m，每天進(jìn)4刀； 放頂煤工作面采放高度，6.9m。 煤的密度，1.3工作面采出率，根據(jù)?采礦學(xué)?P139可知，綜放面的采區(qū)率平均到達(dá)81%83%，取81%。于是，萬t 確定采區(qū)同采工作面數(shù)目及接替順序目前，煤炭企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)向高產(chǎn)高效集中化生產(chǎn)的方向開展，新建大型化礦井均朝 “一礦一井一面的設(shè)計(jì)思想改革，采用提高工作面單產(chǎn)，

14、用一個(gè)工作面的產(chǎn)量來保證整個(gè)礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，故為適應(yīng)現(xiàn)階段煤炭行業(yè)的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，本采區(qū)設(shè)計(jì)煤層采煤工作面。其工作面接替順序見表1。表 1 煤層工作面接替順序表1101停采線80m110211031104110511061107110811091110111111121113111411151116煤層工作面接替順序：1101110211031104110511061107110811091110111111121113111411151116注：箭頭表示回采工作面的接替順序。1.3 確定采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng) 完善采區(qū)所需的開拓巷道為了縮短采區(qū)準(zhǔn)備時(shí)間并提高經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)所給地質(zhì)條件，

15、在第一開采水平中，把為該采區(qū)效勞的運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷均布置在煤層底板下方25m的穩(wěn)定巖層中。 確定巷道布置系統(tǒng)首先確定回采巷道布置方式，由于地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，煤層賦存條件好，涌水量較小，瓦斯涌出量較小，無自然發(fā)火傾向，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)有三層煤，采用聯(lián)合布置，首采面煤層布置8個(gè)工作面，根據(jù)相關(guān)情況初步制定以下三個(gè)方案進(jìn)行比擬(由于，煤層在我的設(shè)計(jì)中相同，所以僅以煤層為例說明)。方案一：雙巖石上山參照?采礦學(xué)?P

16、198，將兩條上山都布置在煤層底板巖石中，其中運(yùn)輸上山布置在距離底板15m處，軌道上山布置在運(yùn)輸上山上方5m，即距離煤層10m處。如圖3所示。圖 3 雙巖石上山示意圖方案二：雙煤層上山將兩條上山都布置在K3煤層中。如圖4所示。圖 4 雙煤層上山示意圖方案三：一巖一煤上山將兩條上山分別布置在煤層的底板和煤層中，運(yùn)輸上山布置在距離煤層底板5m處，軌道上山布置在煤層中。如圖5所示。圖 5 一煤一巖上山示意圖 方案間技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬表 2 掘進(jìn)費(fèi)用表方案工程名稱單價(jià)方案一方案二方案三工程量費(fèi)用萬元工程量費(fèi)用萬元工程量費(fèi)用萬元巖石上山m1578416.590.000.001100×1.2=1320

17、208.30煤層上山m12840.000.00338.981100×1.2=1320169.49煤倉(元/m3)14427.090.000.009.03甩入石門(元/m)115240.120.000.000.000.00合計(jì)483.80338.98386.82表 3 維護(hù)費(fèi)用表方案工程名稱單價(jià)方案一方案二方案三工程量費(fèi)用萬元工程量費(fèi)用萬元工程量費(fèi)用萬元巖石上山m402640×29=76560306.240.000.001320×29=38280153.12煤層上山m900.000.002640×29=76560689.041320×29=382

18、80344.52甩入石門(元/m)80348.3×29=10100.780.810.000.000.000.00合計(jì)387.05689.04497.64表 4 輔助費(fèi)用表 方案工程名稱單價(jià)方案一方案二方案三工程量費(fèi)用萬元工程量費(fèi)用萬元工程量費(fèi)用萬元煤倉(元/m3)9511881.5178.930.000.00627.259.65甩入石門(元/m)951348.333.120.000.000.000.00合計(jì)221.050.0059.65表 5 費(fèi)用總匯表 方 案費(fèi)用工程方案一方案二方案三掘進(jìn)費(fèi)用483.80338.98386.82維護(hù)費(fèi)用387.05689.04497.64輔助費(fèi)用2

19、21.050.0059.65費(fèi)用總計(jì)1091.91028.02944.11百分率115.65%108.89%100%表 6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬表方案一方案二方案三優(yōu) 點(diǎn)兩條上山均布置在演示中，巷道穩(wěn)定，受采掘干擾較小，且維護(hù)容易兩條上山均布置在同一煤層中，降低了出矸量，提高了煤炭的生產(chǎn)率，掘進(jìn)容易兼有方案一和二的優(yōu)點(diǎn)，維護(hù)較容易缺 點(diǎn)巖石工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高，工期長維護(hù)困難，受采掘影響較大增加了巖石工程量，降低了生產(chǎn)率，增加了掘進(jìn)本錢綜上所述，方案二、方案三在技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)上有利，又考慮到采區(qū)效勞年限不長，雙煤上山的管理比擬容易，掘進(jìn)速度快，有利于迅速達(dá)產(chǎn)，應(yīng)選擇方案二，即雙煤上山的煤層群聯(lián)合布置的

20、準(zhǔn)備方式其示意圖如圖4所示。工作面推進(jìn)位置確實(shí)定：在采區(qū)巷道布置中，工作面布置及推進(jìn)到的位置應(yīng)以到達(dá)采區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)量平安為準(zhǔn)，工作面應(yīng)推進(jìn)到距上山30m處停采線位置處，即為避開采掘影響對上山的影響而留設(shè)的30m保護(hù)上山煤柱處。1.3.4 確定工作面回采巷道布置方式采區(qū)內(nèi)各煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，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。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。說明：在采區(qū)巷道布

21、置平面圖內(nèi)，工作面布置和推進(jìn)的位置應(yīng)以到達(dá)采區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)量及平安為準(zhǔn)。工作面推進(jìn)到距回風(fēng)大巷10m處的位置，即為避開采掘剩余支承壓力影響所留設(shè)的10m護(hù)巷。1.3.5 確定通風(fēng)系統(tǒng)采用雙巷掘進(jìn)時(shí)，可以很好的解決兩個(gè)工作面以上同時(shí)生產(chǎn)的情況。第一區(qū)段和第二區(qū)段同時(shí)生產(chǎn)時(shí)的通風(fēng)系統(tǒng)如圖6所示，即在采區(qū)上山附近，第二區(qū)段工作面的回風(fēng)平巷中設(shè)風(fēng)門，隔開第一區(qū)段工作面的進(jìn)風(fēng)，在中部車場附近開掘回風(fēng)斜巷與運(yùn)輸上山相通，第二區(qū)段工作面的污風(fēng)由回風(fēng)平巷經(jīng)運(yùn)輸上山進(jìn)入回風(fēng)井。圖 6 上下區(qū)段同時(shí)生產(chǎn)時(shí)的通風(fēng)系統(tǒng)其通風(fēng)系統(tǒng)為：第二區(qū)段工作面：21143第二區(qū)段工作面污風(fēng)51715第二區(qū)段工作面：286第一區(qū)段工作面污

22、風(fēng)797151.3.6 采區(qū)上、下部車場選型(1)考慮到采區(qū)上部車場有車輛運(yùn)行順當(dāng)、調(diào)車方便等優(yōu)點(diǎn)和有通風(fēng)不良，有下行風(fēng)的缺點(diǎn)，確定采用上部平車場。(2)由于運(yùn)輸大巷布置在煤層底版下方25m處的穩(wěn)定巖層中，采區(qū)生產(chǎn)能力較大，故下部車場可選擇大巷裝車式下部車場。1.4 采區(qū)中部甩車場線路設(shè)計(jì)該采區(qū)開采近距離煤層群，傾角為，鋪設(shè)600mm軌距的線路，軌形為15，采用1t礦車單鉤提升，每鉤提升3個(gè)礦車，甩車場存車線設(shè)雙軌道。本設(shè)計(jì)線路布置采用“道岔道岔系統(tǒng)斜面線路二次回轉(zhuǎn)方式，為了使計(jì)算直觀簡便，做出車場線路布置草圖如圖7所示。圖 7 中部甩車場線路計(jì)算草圖 斜面線路聯(lián)接系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算(1) 道岔選擇

23、及角度換算由于是輔助提升，故兩個(gè)道岔均采用DK615-4-12(左)道岔。道岔參數(shù)為：；。 斜面線路二次回轉(zhuǎn)角，于是可計(jì)算得：一次回轉(zhuǎn)角的水平投影角為： (為軌道上山傾角16°) 二次回轉(zhuǎn)角的水平投影角為： (為軌道上山傾角16°)一次偽傾斜角為： 二次偽傾斜角為：2斜面平行線路聯(lián)接點(diǎn)各參數(shù)確定斜面平行線路聯(lián)接圖如圖8所示，本設(shè)計(jì)采用中間人行道，線路中心距定為1800mm。為簡化計(jì)算，斜面聯(lián)接點(diǎn)線路中心距取與同值。斜面聯(lián)接點(diǎn)曲線半徑取為9000mm，各參數(shù)計(jì)算如下：圖 8 斜面平行線路聯(lián)接3斜面非平行線路聯(lián)接點(diǎn)各參數(shù)確定 確定豎曲線的相對位置(1) 豎曲線各參數(shù)計(jì)算取高道的

24、平均坡度，；取低道的平均坡度，；取低道豎曲線半徑；暫定高道豎曲線半徑。兩豎曲線均在二次偽斜角上起坡，公式中應(yīng)以代入。高道豎曲線各參數(shù)計(jì)算：低道豎曲線各參數(shù)計(jì)算：(2) 最大上下差H的計(jì)算輔助提升時(shí)，儲車線長度按2鉤車長度考慮，每鉤車提1噸礦車3輛，故高、低道儲車線長度各不小于。現(xiàn)暫取12m，起坡點(diǎn)間距暫設(shè)為零，計(jì)算得： 暫定儲車線長度及起坡點(diǎn)間距是為了計(jì)算上下差。該二暫定數(shù)值以后以計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn)。(3) 豎曲線的相對位置L1及L2值計(jì)算按公式計(jì)算得： 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得，計(jì)算得負(fù)值說明低道起坡點(diǎn)超前于高道起坡點(diǎn)。其間距根本滿足要求，說明前面所取為20m為適宜。 高、低道存車線參數(shù)確定(1) 閉合點(diǎn)O

25、的位置計(jì)算 設(shè)低道的高差為，那么式中，解上二式得 (2) 計(jì)算儲車線長度 高道儲車線長度為11000；低道儲車線長度為11000+1205=12205。由于儲車線處于曲線段，低道處于外曲線，外曲線與內(nèi)曲線弧長之差為。那么低道儲車線總長度為12205+1915=14120，但具有自動(dòng)滾行的長度仍為12205，線段長度1915應(yīng)為平坡，并位于閉合點(diǎn)之前。(3) 平曲線各參數(shù)計(jì)算 取平曲線內(nèi)半徑平曲線外半徑平曲線轉(zhuǎn)角 (4) 計(jì)算儲車線直線段長度d為低道儲車線總長，等于14151；為平、豎曲線間插入段，取2000mm即為在平曲線終止后，接709mm的直線段，然后接儲車線第三道岔的平行線路聯(lián)接點(diǎn)。(5

26、) 計(jì)算儲車線單開道岔平行線路聯(lián)接點(diǎn)長度儲車線道岔選為DK615-4-12,參數(shù)同前。那么甩車場線路總平面輪廓尺寸及坡度計(jì)算(1) 總平面輪廓線尺寸m2、n2計(jì)算代入數(shù)值計(jì)算可得：，(2) 縱斷面線路的各點(diǎn)標(biāo)高計(jì)算設(shè)第二道岔岔心的標(biāo)高2點(diǎn)標(biāo)高3點(diǎn)標(biāo)高；4點(diǎn)標(biāo)高5點(diǎn)標(biāo)高；6點(diǎn)標(biāo)高；7點(diǎn)標(biāo)高驗(yàn)算標(biāo)高是否閉合。1點(diǎn)與7點(diǎn)高差為：代入數(shù)值計(jì)算得。計(jì)算結(jié)果與7點(diǎn)標(biāo)高相同，故標(biāo)高閉合，計(jì)算無誤差。 繪制甩車場平面圖和坡度圖圖1-12 車場坡度圖圖 9 線路設(shè)計(jì)圖平面圖，坡度圖2 采煤工藝設(shè)計(jì)2.1 采煤工藝方式確實(shí)定選取首采面第一煤層，即煤層為對象，進(jìn)行采煤工藝設(shè)計(jì)。由于煤層厚度為6.9米，屬于厚煤層，硬

27、度系數(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，無斷層，瓦斯涌出量較低，涌水量也較少，故可用綜合機(jī)械化采煤工藝，進(jìn)行綜采放頂煤開采。綜采放頂煤工藝有利于合理集中生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，單產(chǎn)和效率高，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益；對地質(zhì)條件、煤層賦存條件有更大的適應(yīng)性；巷道掘進(jìn)較少，減少了巷道的維護(hù)工程量，同時(shí)生產(chǎn)也相對集中；工作面搬家次數(shù)少；工作面塊煤量與機(jī)采割煤相比有所增加。采煤工藝：工作面利用雙滾筒采煤機(jī)破煤、裝煤，刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，液壓支架進(jìn)行支護(hù)，其上下端頭用端頭支架進(jìn)行支護(hù)，并在上下順槽中加強(qiáng)支護(hù)。2.1.1 采煤與裝煤1 確定落煤方式 采用綜合機(jī)械化放頂煤開采，雙滾筒采煤機(jī)直接落煤裝煤。2 確定截深 (公式2- 1) 式中：日

28、推進(jìn)度，m/天； 工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，t/天 ； 工作面長度，m； 煤層厚度，m； 綜放面采出率，取0.81； 煤得容重，； 將數(shù)據(jù)帶入可得：m選擇滾筒截深800mm，日進(jìn)四刀，采用“三八制，兩采一準(zhǔn)備的工作制度。3 確定進(jìn)刀方式進(jìn)刀方式：采用割三角煤工作面端部斜切進(jìn)刀方式。進(jìn)刀長度30 m，進(jìn)刀深度0.8 m。采煤機(jī)進(jìn)刀示意圖如圖10所示，進(jìn)刀過程如下：a當(dāng)采煤機(jī)割至工作面端頭時(shí)，其后的輸送機(jī)槽已移近煤壁，采煤機(jī)機(jī)身處沿留有一段下部煤(如圖a所示)；b調(diào)換滾位置，前滾筒降下、后滾筒升起、并沿輸送機(jī)彎曲段返向割入煤壁，直至輸送機(jī)直線段為止。然后將輸送機(jī)移直(如圖b所示)；c再調(diào)換兩個(gè)滾筒上、下

29、位置，重新返回割煤至輸送機(jī)機(jī)頭處(如圖c所示)；d將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上、下滾筒，返程正常割煤(如圖d所示)。圖 10采煤機(jī)進(jìn)刀方式圖4 確定采放比由?采礦學(xué)?P122中介紹，我國緩斜煤層煤質(zhì)中硬以下，節(jié)理發(fā)育，采放比1：11:2.4為宜，即采高2.53.0m，放煤高度3.07.2m，采放高度5.510.2m。參照本設(shè)計(jì)條件，選擇采高2.3m，放煤高度4.6m，因此確定采放比1:2。5 確定放煤步距 根據(jù)我國放頂煤放頂步距根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得：0.150.21 公式2-2式中：放煤口至煤層底板的垂高，選用低位放頂煤，取0.5m；放煤步距，m；煤層厚度，m；M采煤機(jī)割煤高度，m；那么：

30、d =0.2×6.9-2.3-0.5 =0.8m結(jié)合礦區(qū)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，采煤機(jī)截深0.8m，本設(shè)計(jì)采用“一采一放，即采一刀放一次頂煤。6 確定放煤方式按照綜采放頂煤采煤法生產(chǎn)工藝，放煤方式可分為：單輪順序放煤、多輪順序放煤和單輪間隔放煤以及多輪間隔放煤。結(jié)合煤層的賦存條件、煤層結(jié)構(gòu)、頂?shù)装鍘r性等，本帶區(qū)內(nèi)工作面采用單輪間隔放煤，這種放煤方式擴(kuò)大了放煤間隔，防止了鄰近放煤漏斗的矸石竄入放煤口，減少混矸，也便于增加出煤點(diǎn)和多口放煤，提高工作面產(chǎn)量和加快放煤速度，提高設(shè)備開機(jī)率，從而到達(dá)高產(chǎn)高效的目的。2.1.2 綜采工作面設(shè)備選型工作面選型的主要依據(jù)見表7。表 7 煤層賦存條件煤層厚度傾角

31、硬度瓦斯?jié)舛鹊V井生產(chǎn)能力6.9m16°23低90萬t/a根據(jù)工作面的關(guān)鍵參數(shù)，查?綜采綜掘高檔普采設(shè)備類型配套圖集?選用編號為ZFS4400/16/28的配套設(shè)備，見表8。表 8 工作面主要設(shè)備采煤機(jī)前后刮板輸送機(jī)工作面液壓支架MG200/490-WSGZ764/3200SGZ630/220ZFS4400/16/281采煤機(jī)的技術(shù)特征采煤機(jī)技術(shù)特征見表9。表 9 采煤機(jī)主要技術(shù)特征工程單位技術(shù)特征型號MG200/490-W采高m1.93.8適應(yīng)媒質(zhì)硬度F4煤層傾角°40截深mm800滾筒直徑m1.6/1.8/2.0牽引方式電池互換、無鏈牽引力KN550、450牽引速度m/s

32、05.4、6.6鏈條規(guī)格銷輪齒軌滾筒中心距mm6220機(jī)面高度mm1450臥底量mm264電型號YSKBC300/300動(dòng)功率KW490機(jī)臺數(shù)臺1電壓VV1140冷卻方式電機(jī)牽引、截割、搖臂均水冷噴霧滅塵方式內(nèi)外噴霧控頂距mm2445最小不可拆卸件尺寸mm3260×1275×1039總重T41設(shè)計(jì)單位上海煤研院生產(chǎn)廠家雞西煤機(jī)廠2刮板輸送機(jī)選型刮板輸送機(jī)選型原那么：a刮板輸送機(jī)的輸送能力應(yīng)大于采煤機(jī)的最大生產(chǎn)能力，一般取1.22.5倍；b牽引方式要跟采煤機(jī)相配套。根據(jù)以上原那么，選用SGZ-764/3200型前部刮板輸送機(jī)，后部刮板輸送機(jī)同樣選用SGZ-630/220型，其

33、技術(shù)特征見表10，表11。表 10 后刮板輸送機(jī)主SGZ-630/220型主要技術(shù)特征工程單位技術(shù)特征設(shè)計(jì)長度m200出廠長度m150運(yùn)輸能力t/h700鏈速m/s0.95電動(dòng)機(jī)型號YSB-160功率KW2×160電壓V1140減速器速比1：39.73布置方式平行布置中部槽規(guī)格長×寬×高mm1500×730×222圓環(huán)鏈規(guī)格mm30×180-c圓環(huán)鏈破斷負(fù)荷KN1107.4刮板鏈形式中雙鏈刮板間距mm1080與采煤機(jī)配套牽引方式無鏈總重t170.8生產(chǎn)廠家張家口廠表 11 前刮板輸送機(jī)SGZ-764/3200型主要技術(shù)特征工程單位技術(shù)

34、特征設(shè)計(jì)長度m200出廠長度m150運(yùn)輸能力t/h900鏈速m/s1.1電動(dòng)機(jī)型號YBRYSS100/200-8/4功率KW200電壓V1480減速器速比1：27.635布置方式平行布置中部槽規(guī)格長×寬×高mm1500×764×222圓環(huán)鏈規(guī)格mm26×92-c圓環(huán)鏈破斷負(fù)荷KN1107.4刮板鏈形式準(zhǔn)雙邊鏈刮板間距mm920與采煤機(jī)配套牽引方式無鏈總重t170.8生產(chǎn)廠家張家口廠3支架選型及布置回采工作面支護(hù)采用液壓支架支護(hù)，根據(jù)工作面頂?shù)装鍘r性及煤層厚度、采高等條件，選用成套設(shè)備中的ZFS4400/16/28型液壓支架和ZZ4800/20/

35、30型端頭支架。由于端頭支架中心距2.2m，液壓支架中心距1.5m，巷道寬度4.5m，考慮到巷道兩幫變形，那么上下兩端各需端頭支架數(shù)量為2架，即需要4架端頭支架。工作面所需支架數(shù)量為： 架取N2=79架，即工作面所需液壓之間數(shù)量為79架。那么一個(gè)工作面共需要液壓支架的數(shù)量為：N=N1+N2=4+79=83架。支架技術(shù)特征見表12。表 12 液壓支架主要技術(shù)特征表序號參數(shù)類型參數(shù)值序號參數(shù)類型參數(shù)值1型號ZFS4400/16/288中心距1500mm2型式支撐掩護(hù)式9外形尺寸4470×1430×1600mm3放煤形式低位放煤10支護(hù)強(qiáng)度0.8020.829Mpa4運(yùn)煤方式雙輸

36、送機(jī)運(yùn)輸11適應(yīng)煤層傾角25°5高度1.6-2.8m12供液泵壓31.4Mpa6工作阻力4315 kN13支架重量13.5t7初撐力3922 kN14設(shè)計(jì)單位北京開采研究所2.1.3 運(yùn)煤1 確定移架及推溜方式 根據(jù)本煤層的地質(zhì)條件，頂?shù)装遢^穩(wěn)定。為減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，移架用依次順序移架，滯后采煤急后滾筒23架追機(jī)作業(yè)。這種方式容易保證移架和支護(hù)質(zhì)量，操作簡單，但是移架得速度慢，適用與頂板穩(wěn)定性好的采煤工作面。由于頂煤較弱，應(yīng)該采用及時(shí)支護(hù)，以防頂煤冒落，如移架過程中頂板破碎或片幫嚴(yán)重要及時(shí)拉過超前架并打出護(hù)幫板。推溜采用單向依次推溜與移架相配合。2 確定支護(hù)方式端頭是工作面與順槽的交

37、接處，起特點(diǎn)是跨度大，斷面大，支承壓力在此集中，變形量大，難于維護(hù)。上下順槽受回采影響，壓力增大，不易支護(hù)。決定采用端頭液壓支架。其優(yōu)點(diǎn)是支護(hù)方便、平安；為轉(zhuǎn)載機(jī)和輸送機(jī)頭的移動(dòng)提供動(dòng)力；能適應(yīng)工作面傾角變化。端頭選用的支架型號為：ZZ4800/20/30型中置式端頭支架。其技術(shù)特征見表13。表 13 端頭支架主要技術(shù)特征見表序號參數(shù)類型參數(shù)值序號參數(shù)類型參數(shù)值1型號ZZ4800/20/308中心距2200mm 2型式支撐掩護(hù)式9外形尺寸5470×1930×2030mm3放煤形式開天窗10支護(hù)強(qiáng)度0.87Mpa4運(yùn)煤方式雙輸送機(jī)運(yùn)輸11適應(yīng)傾角25°5高度2.03

38、2.98m12供液泵壓31.5Mpa6工作阻力4704 kN13支架重量15.57t7初撐力3920 kN14設(shè)計(jì)單位北京煤機(jī)廠3確定超前支護(hù)方式及距離順槽超前支護(hù)布置形式采用鋼帶下套打單體支柱，每排3根支護(hù)，打柱范圍從工作面煤壁算起，保證每班超前支護(hù)距離不小于30m，生產(chǎn)班隨循環(huán)推進(jìn)，將排頭支架前回掉的單體支柱向前打，使超前支護(hù)始終不小于30 m。要求：每排三根，柱子間要保證不小于0.7m的人行通道，同時(shí)，又不影響轉(zhuǎn)載機(jī)推拉，柱子用鐵絲連鎖防倒，超前支護(hù)距離在順槽中不得低于30m。4 確定控頂距離 設(shè)計(jì)選用采煤機(jī)截深0.8m，端面距200mm，支架的頂梁長度為3250mm，因此最小控頂距為3

39、450mm，最大控頂距為4250mm。5 支架高度與強(qiáng)度校核 a支架工作阻力校核結(jié)合經(jīng)驗(yàn)和本設(shè)計(jì)實(shí)際情況，工作面液壓支架支護(hù)強(qiáng)度按工作面最大采高的8倍進(jìn)行計(jì)算，上覆巖層所需的支護(hù)強(qiáng)度按下式計(jì)算： 公式2- 3式中：k采高的倍數(shù)，這里取8；H工作面采高，2.3m；R頂煤與頂板巖石密度，這里取2.35 t/m3；S支架的支護(hù)的面積，取6.39m3；F計(jì)算工作阻力，kN。F8×2.3×2.35×9.8×6.39×1000= 2707.8kN<4315KN根據(jù)ZFS4400/16/28型放頂煤液壓支架的特征表可知，工作阻力為4315KN。經(jīng)演算，

40、工作面阻力P不大于支架額定工作阻力，符合控頂設(shè)計(jì)對支架工作阻力的要求。b支架初撐力校核對于老頂來壓強(qiáng)烈的工作面，支架的初撐力應(yīng)適當(dāng)加大，約為額定工作阻力的75%為宜。那么：P0=75%×4315 = 3236kN 由液壓支架技術(shù)特征表可知，所選支架的初撐力為3922kN，符合控頂設(shè)計(jì)對支架初撐力的要求。c支架高度校核在實(shí)際使用中，一般所選用的支架得最大結(jié)構(gòu)高度比采高大200mm，最小高度比最小采高小200300mm。所選用得支架ZFS4400/16/28的最大結(jié)構(gòu)高度為2.8m，采高為2.3m，那么有1=2.8-2.3=500mm200mm，滿足要求；2=1.9-1.6=300mm2

41、00mm，滿足要求；故所選支架高度滿足工作要求。2.1.4 采空區(qū)處理采用全部垮落法處理采空區(qū)，如果較長距離頂板不垮落，那么采用強(qiáng)制放頂處理采空區(qū)。2.2 工作面合理長度確定 煤層地質(zhì)條件 該采區(qū)上山階段煤層埋藏穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，煤層屬簡單結(jié)構(gòu)煤層，硬度系數(shù)；和煤層屬中硬煤層，煤層瓦斯涌出量低，無自然發(fā)火傾向，涌水量小，一般綜采工作面取150200m，由于本設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力較小為90萬t/a，再結(jié)合采區(qū)的地質(zhì)條件又好，故工作面取為119m。 工作面生產(chǎn)能力 工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬t/年，正規(guī)循環(huán)采用每天進(jìn)4刀，一刀一放。每刀進(jìn)800mm，一個(gè)工作面就可滿足采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)力要求。所乘1

42、.1為掘進(jìn)出煤系數(shù) 公式2-4式中：工作面長度，取119m；工作面日推進(jìn)長度，=4×0.8=3.2；采高，放頂煤時(shí)為每次采放總厚度，取6.9m；煤層容重，取1.3t/m3；工作面回采率，采2.6m放4.3 m， 取0.81；工作面日產(chǎn)量， t/d。采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)為90萬t/a，工作面日產(chǎn)量大于工作面設(shè)計(jì)日產(chǎn)量，能滿足采區(qū)的產(chǎn)量要求。 運(yùn)輸設(shè)備及管理水平采區(qū)工作面生產(chǎn)所選用的設(shè)備均為國內(nèi)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，工作面選用200m的刮板輸送機(jī)能滿足工作面的運(yùn)輸要求。同時(shí)考慮到當(dāng)前采礦界管理人員知識化、專業(yè)化、年輕化，所以工作面長度為119m在管理上是沒有問題的。 頂板管理該采區(qū)頂板較穩(wěn)定，一刀一放，采用及時(shí)支護(hù)，可有效控制頂板冒落等不平安因素，采用全部垮落發(fā)處理采空區(qū)，如長距離頂板不垮落，可采用人工強(qiáng)制放頂?shù)姆椒ㄌ幚眄敯鍐栴}?？紤]到本工作面的瓦斯涌出量較低，119m長的工作面通風(fēng)問題能夠解決。 經(jīng)濟(jì)合理的工作面長度工作面的合理長度與地質(zhì)因素和技術(shù)因素的關(guān)系十分密切，直接影響工作面的生產(chǎn)效率，現(xiàn)在煤礦都向 “一礦一井一面的高產(chǎn)高效集中化方向開展，一個(gè)工作面就可滿足采區(qū)，甚至是一個(gè)礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力需要。合理的工作面長度不僅生產(chǎn)本錢低，而且易管理，可