煤礦采區(qū)課程設(shè)計.

1、目錄緒論 1第一章 帶區(qū)地質(zhì)特征3第一節(jié)帶區(qū)概況.3第二節(jié)帶區(qū)開采煤層特征 .3第三節(jié)帶區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯、煤塵及發(fā)火情況 3第二章帶區(qū)巷道布置 .5第一節(jié)帶區(qū)儲量與服務(wù)年限 7第二節(jié)帶區(qū)內(nèi)的再劃分 8第三節(jié) 確定帶區(qū)內(nèi)準備巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 9第三章采煤工藝設(shè)計.10第一節(jié)采煤工藝方式的確定10第二節(jié) 工作面合理長度的確定 1 0第三節(jié) 米煤工作面循環(huán)作業(yè)圖表的編制 11附表 .12設(shè)計總結(jié) .14參考文獻 .15、設(shè)計題目課程設(shè)計條件采 區(qū) 概 況位置上部標咼-450m，下部標咼-600m走向長度自量傾斜長度自量大巷位置運輸大巷和回風巷均布置在煤層底板巖石中，標高自定運輸方式大巷采用3t底卸

2、式，10t架線電機車牽引井底車場折返式瓦斯等級相對涌出量為低于3口5m /t 日礦井通風方式中央并列式地表特征煤層賦存條件可采煤層數(shù)傾角厚度層間距及厚度2自量見右表煤巖性質(zhì)厚度M地質(zhì)構(gòu)造斷層褶曲火成巖侵入頁巖20無無無C1煤層有3其它砂頁巖15設(shè) 計 任 務(wù)確定采區(qū)生產(chǎn)能力為 90萬"年的采煤方 法。C2煤3砂巖35、設(shè)計圖紙的內(nèi)容 本設(shè)計繪制兩張大圖（零號圖紙）1、采煤工作面層面圖（1: 2500）,剖面圖（1: 2500 ）,2、工作面巷道布置平面圖（1： 300）和剖面圖。設(shè)計圖紙上、下、右各留10mn邊框線，左邊留25mmi框線，右下角留出標題欄。第一章帶區(qū)地質(zhì)特征第一節(jié)帶區(qū)

3、概況采區(qū)位置、境界、開采范圍，與鄰近采區(qū)關(guān)系，與地面關(guān)系、采區(qū)內(nèi)煤系 產(chǎn)狀，可采層厚度等。采區(qū)處于井田的位置，164采區(qū)處于劉村井田的中部，東以傾東 6-1斷層為 界，西以-265水平運輸巷為界，北至-265提升下山保護煤柱，南至162采區(qū)邊 界。南北走向長805-715m,平均長780m 東西傾斜寬215-235m,平均寬230m 全區(qū)面積179400m2全采區(qū)地表大部分為劉村莊下，地勢較為平整，地面標高+50m左右。采區(qū)上回風巷標高為-265m,距地面垂距為315m采區(qū)運輸巷標高為-340m,距地面 垂高為390m離地表相對較深，采厚1.2m，采厚較小，回采后對地表基本無影 響。第二節(jié)帶區(qū)

4、開采煤層特征開采煤層特征（厚度、傾角、煤質(zhì)、夾石、層間距、頂?shù)装鍘r石特征等）、采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯、煤塵、煤的自燃性，井上下及采區(qū)水文地質(zhì)條件，上部 及淺部開采情況等。2、煤層特征該采區(qū)煤層位于較理想地層，煤系類型。此煤層賦存穩(wěn)定與否，結(jié)構(gòu)類 型，煤層產(chǎn)狀為傾角7.42。，一般或平均7°。煤層厚度為3m 一般3m是否 分層，各層厚3m中間無夾矸。3、煤層頂?shù)装逄匦裕?）頂板煤層直接頂為十灰下，厚5.5-7.8m，一般在5.5m，抗壓強度為 600-1000kg/cm2 ;局部有偽頂，厚 0.09-0.25m。煤層依次向上對應(yīng) 58m的頂板 為石灰?guī)r（十下）、泥巖、石灰?guī)r（十上）、砂泥巖

5、、砂泥巖互層、細砂巖、煤15、石灰?guī)r（九）、砂泥巖、煤14下、泥巖、煤14中。（2）底板煤層直接底為砂泥巖，厚 8-11m,抗壓強度一般在200-400kg/cm2。煤層依次向下所對應(yīng)32m的底板為砂泥巖、石灰?guī)r（11）、煤17、中砂巖、 泥巖、煤18、泥巖、石灰?guī)r（12）。下距十二層灰?guī)r30-35m。第三節(jié)帶區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯、煤塵及發(fā)火情況1、地質(zhì)構(gòu)造本區(qū)為地塹型階梯式單斜構(gòu)造，整個區(qū)域東西狹窄，南北延展，大致走向 北偏東，褶皺不明顯，走向斷層十分發(fā)育，屬構(gòu)造中等地區(qū)。本區(qū)內(nèi)可見斷層 為傾東6-1，為正斷層，走向為10°30°，傾角83°，落差3560m,落差變

6、 化北大南小，多孔控制該斷層不導(dǎo)水?；鸪蓭r在水平方向和垂直方向侵入的范圍較廣泛，本區(qū)內(nèi)及附近有鉆孔 3個，分別為70-1號、B-16號、112號孔， 圭寸孔質(zhì)量基本良好，十四、十六層煤基本沒受到侵蝕破壞。2、水文地質(zhì) （該采區(qū)水文地質(zhì)條件）地表水：滲透性和儲水性，與井下水有無補給關(guān)系，受季節(jié)因素影響大 小。地表有無塌陷坑及河流通過。含水層水：該區(qū)主要含水層數(shù)，涌水量大小，對采區(qū)是否造成水患威 脅。女口：該采區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，無大的水患威脅。地表水：本區(qū)第四系沖積層較厚，孔隙率大，滲透性和儲水性較強，與井 下水有補給關(guān)系，為中等補給，受季節(jié)因素影響較大。地表無積水區(qū)、塌陷 坑、無河流通過。由于

7、該采區(qū)所采煤層較深，地表水對煤系地層無直接影響， 但仍應(yīng)注意地面觀測。含水層水：該區(qū)主要含水層為三灰、九灰、十灰和一灰，通過揭露，涌 水量較小，僅為淋、滴水，不會對采區(qū)造成水患威脅。斷層水：下部傾東6-1斷層經(jīng)揭露不導(dǎo)水、不含水，開采時留設(shè)足夠的保護煤柱，故對采區(qū)開拓 開采不會造成影響。封閉不良鉆孔：本采區(qū)內(nèi)有70-1鉆孔為封閉不良鉆孔，70-1孔由于施工時 間較長，施工標準較低，定為基本合格，采取留設(shè)保護煤柱。女口：根據(jù)16層煤大巷揭露和含水層情況，綜合分析認為，本區(qū)無大的水 患，但受季節(jié)影響，煤層頂板出現(xiàn)淋水、滲水等，并隨開采空間加大，會有加 大趨勢，但補給條件差，以靜儲量為主，經(jīng)過一段時

8、間后基本無水。預(yù)計采區(qū) 正常涌水量為15m3/h，最大涌水量為40m3/h。3、瓦斯、煤塵及發(fā)火情況礦井瓦斯鑒定結(jié)果的來源及依據(jù),礦井瓦斯相對涌出量為 5m3/t，礦井瓦斯 等級。煤層是否具有瓦斯爆炸危險性；煤層是否具有自燃發(fā)火可能，一般發(fā)火 期為3-12個月。根據(jù)礦井 2006年生產(chǎn)資料及瓦斯鑒定結(jié)果，礦井瓦斯相對涌出量為1.452m3/t，絕對涌出量為 0.371m3/min，二氧化碳相對涌出量為 4.21m3/t，絕 對涌出量為1.076m3/min。第二章帶區(qū)巷道布置第一節(jié)帶區(qū)儲量與服務(wù)年限1、帶區(qū)儲量本帶區(qū)采用傾斜長壁采煤法，設(shè)計開采走向長度2000m傾斜長度1155m設(shè)計預(yù)留各類煤

9、柱寬度各為15m(采區(qū)上、下山間留設(shè)2025m保護煤柱；三條 采區(qū)上、下山時各上、下山間分別留設(shè)1015m保護煤柱；鉆孔兩側(cè)各留設(shè)20m保護煤柱；薄及中厚煤層時水平運輸大巷留設(shè)3040m護巷煤柱，厚煤層時水平運輸大巷留設(shè)4050m護巷煤柱。根據(jù)斷層落差大小、性質(zhì)、含水情況和其 導(dǎo)水性不同，斷層落差很大時，一側(cè)留設(shè)不小于30m煤柱，斷層落差較大時，一側(cè)一般留設(shè)1015m煤柱，斷層落差較h,可不留設(shè)煤柱，)。帶區(qū)回采率為 85%本區(qū)儲量級別為B級，容重1.3t/m3，煤厚取3m通過有關(guān)計算，該帶區(qū)各 煤層設(shè)計可采儲量為1469.36萬t，總可采儲量為1801.80萬t，設(shè)計生產(chǎn)能力 90萬t/年。

10、2、帶區(qū)工業(yè)儲量、設(shè)計可采儲計算(1) 帶區(qū)工業(yè)儲量Zg=HX LX (m1+m) X 丫(公式 1-1)式中：Zg- 帶區(qū)工業(yè)儲量，萬t ;H- 帶區(qū)傾斜長度，1155m L- 帶區(qū)走向長度，2000m 丫 -煤的容重，1.30t/m3 ;m-煤層煤的厚度，為3m金-煤層煤的厚度，為3mZg=1155X 2000X 3.0 X 1.3=900.90 萬 tZg=1155X 2000X 3.0 X 1.3=900.90 萬 tZg=1155X 2000X( 3+3)X 1.3=1801.80 萬 t515m1 5 ITT30m采區(qū)留煤柱示意圖(2) 設(shè)計可米儲量Zk= (Zg-p )x C(公

11、式 1-2)式中：Zk- 設(shè)計可米儲量,萬t ；Zg- 工業(yè)儲量，萬t ;p-永久煤柱損失量，萬t;C-帶區(qū)采出率，厚煤層取75%中厚煤取80%薄煤層85%Pi=30x 2000x 3X 1.3+15 x 2x (1155-30) x 3X 1.3=36.56 萬 tR=30X 2000x 3x 1.3+15 x 2x (1155-30) x 3x 1.3=36.56 萬 tZ1=( Zg 1-P1) x C=(900.90-36.56) x 0.85=734.68 萬 tZ2=( Zg 2-P2) x C=(900.90-36.56) x 0.85=734.68 萬 tZk=Z+Z2 =73

12、4.68+734.68=1469.36 萬 t(3) 帶區(qū)服務(wù)年限T= Zk/(A x K)(公式 1-3)式中：-帶區(qū)服務(wù)年限，a;A-生產(chǎn)能力，90萬t ;Zk-設(shè)計可米儲量；K-儲量備用系數(shù)，取1.3。T= Zk/(A x K) =1469.36 /(90x 1.3 ) =12.6a取T=13年。(4) 驗算帶區(qū)采出率帶區(qū)采出率C=(Zg-P)/Zg(公式 1-4)式中：C-帶區(qū)采出率，%Zg -帶區(qū)的工業(yè)儲量，萬tP -帶區(qū)的煤柱損失量，萬t1 煤層：C= (Zg Pl)/Zg=(900.90-36.56) /900.90=95.9% > 85%2 煤層：C2= (Zg B)/Z

13、g2=(900.90-36.56) /900.90=95.9% > 85%則1#、2#均滿足帶區(qū)回采要求。(符合國家對帶區(qū)采出率的要求。)表1第二節(jié) 帶區(qū)內(nèi)的再劃分1、確定工作面長度L= (2000-15 X 2-4.5 X 9) /9=220m2、確定帶區(qū)內(nèi)工作面數(shù)目N=(2000-15 X 2)/220=93、工作面生產(chǎn)能力220X 0.8 X 4X 1.3 X 3=2745.6 t4、確定帶區(qū)內(nèi)同采工作面數(shù)及工作面接替順序生產(chǎn)能力為90萬t/a,且工作面生產(chǎn)能力為2745.6 t。目前開采準備系統(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)，以一個工作面產(chǎn)量保 證采區(qū)產(chǎn)量，

14、所以定為帶區(qū)內(nèi)一個工作面生產(chǎn)。以K1煤層為例,9個分帶工作面接替順序，采用下行開采順序表2 K1工作面接替順序表分帶11001分帶21002分帶31003分帶41004分帶51005分帶61006分帶71007分帶81008分帶91009對于K1布置一個綜采工作面便可以滿足生產(chǎn)設(shè)計的要求。K1煤層：區(qū)段1 (001)-區(qū)段2 (001)-區(qū)段3 (001)-區(qū)段4 (001)區(qū)段 5 (001)區(qū)段 6 (001)區(qū)段 7 (001)區(qū)段 8 (001)區(qū)段 9 (001)(說明：以上箭頭表示方向為工作面推進順序。)5、存在的問題與建議(1) 本區(qū)位于劉村莊下，采取條帶式開采，回收率偏低，回采

15、時必須清理 凈浮煤，并嚴格按照條采設(shè)計留設(shè)煤柱。(2) 在施工過程中，加強通風、防塵工作，嚴格控制瓦斯?jié)舛群兔簤m濃度不超標。第三節(jié) 確定帶區(qū)內(nèi)準備巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)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)濟效益，根據(jù)所給地質(zhì)條 件及采礦工程設(shè)計規(guī)劃，一般該帶區(qū)服務(wù)的運輸大巷和回風大巷均應(yīng)布置在最下 煤層底板下方的穩(wěn)定巖層中。2 確定巷道布置系統(tǒng)及帶區(qū)布置方案分析比較確定采區(qū)巷道布置系統(tǒng)，根據(jù)采區(qū)內(nèi)煤層地質(zhì)構(gòu)造情況簡單，無折曲，去 斷層，煤層賦存穩(wěn)定，相對瓦斯量較低等情況綜合考慮，同時為減少煤柱損失， 提高采出率，降低巷道維護費用，采用沿空掘巷的方式。帶區(qū)內(nèi)有兩層煤，采用 聯(lián)

16、合布置，每一層都布置9個工作面，根據(jù)相關(guān)情況初步制定以下兩個方案進行 比較。方案一：煤層布置分帶集中運輸巷通過分別在1#和2#各煤層中布置一條輔助運輸巷和一條輔助回風巷，經(jīng)過行人 斜巷和帶區(qū)進料斜巷分別和運輸大巷和回風大巷相連，構(gòu)成整個帶區(qū)的生產(chǎn)巷道布置系統(tǒng)。通風路線為：新風 t運輸大巷1 t進風行人斜巷6 t區(qū)帶運煤平巷5宀區(qū)帶 運輸斜巷9t工作面t 區(qū)帶回風平巷10t分帶輔助運料回風巷 4t帶區(qū)回風石門11t帶區(qū) 運料斜巷3t回風大巷2。該方案的特點是：巷道布置簡單，減少了分帶的煤倉和車場數(shù)目， 但增加了為各分帶工作面運煤的和運料服務(wù)的平巷。1. 優(yōu)缺點煤層分帶運輸平巷掘進容易，費用低，速

17、度快，聯(lián)絡(luò)巷道工程量少，生產(chǎn)系統(tǒng)簡單 并叮補充勘搽資料f口是巷道維護閑難，成本乳2. 適用條件(1) 、開采薄或中厚煤層的帶區(qū)，帶區(qū)服務(wù)年限短；(2) 、開采煤層數(shù)少的薄及中厚煤層，煤層頂?shù)装鍘r石比較穩(wěn)固、煤質(zhì)中硬以上;（3）、煤層群聯(lián)合準備的帶區(qū)，下部有維護條件好的薄及中厚煤層。方案二：近距離煤層多分帶聯(lián)合布置帶區(qū)該方案的巷道布置為每條區(qū)帶都獨立有各自的回風巷道，即每個區(qū)帶都有一個絞車房和車場，通風路線為：新風t運輸大巷t進風行人斜巷t區(qū)帶運煤平巷t工作面t 區(qū)帶運料平巷t帶區(qū)運料斜巷t回風大巷。此方案的特點是：巷道系統(tǒng)簡單，但大巷裝車點多，由于是兩層煤，所以巷道穿插煤層太多， 對巷道維護不

18、利，且分帶斜巷與大巷的聯(lián)絡(luò)巷 道以及車場工程量較大。1. 優(yōu)缺點巷道掘進數(shù)目少，掘進速度慢，準備時間長，受煤層傾角變化和走向斷層 影響小，維護條件好，維護成本低。2. 適用條件服務(wù)年限長的帶區(qū)。3. 帶區(qū)巷道的形式我國煤礦井下使用的巷道斷面形狀，按其結(jié)構(gòu)的輪廓線可以分為兩種：折線型：矩形、梯形、不規(guī)則形；曲線型：直墻拱形（如三心拱形、半圓拱形、圓弧拱形）以及封閉拱形、橢 圓形、圓形等。1、影響巷道斷面選擇的因素1、作用在巷道上的地壓大小和方向在選擇巷道斷面形狀時起主要作用。2、巷道用途和服務(wù)年限也是選擇巷道斷面形狀不可缺少的重要因素。3、礦區(qū)的支架材料和習慣使用的支護方式直接影響巷道斷面形狀的

19、選擇；4、掘進方法和掘進設(shè)備對于巷道斷面形狀的選擇也有一定影響。5、 需要風量大的礦井，選擇通風阻力小的斷面和支護方式， 有利于安全和 具有經(jīng)濟效益。綜上所述，帶區(qū)運輸大巷的斷面形狀選擇梯形巷道，其寬取4.5m,墻高取1.8m。因此帶區(qū)運輸大巷的總凈高度為 3.8m，以保證能滿足運輸能力、通風和行人的 要求。分帶平巷（分帶運輸平巷和分帶回風平巷）也是梯形巷道，借以緩和地力 對巷道的影響。在帶區(qū)中，大巷布置在煤層底板相對較穩(wěn)定巖層中，圍巖比較穩(wěn)定，可以 采用錨網(wǎng)聯(lián)合支護。其余的巷道也可用同樣支護方式支護，必要或局部需要時， 還可使用一些加強支護。2、采區(qū)巷道掘進順序掘進順序123巷道名稱帶區(qū)下部

20、車場運輸大巷，回風大巷帶區(qū)進料斜巷掘進順序456巷道名稱帶區(qū)煤層運煤平巷，帶區(qū)煤 層運料平巷，進風行人斜 巷，溜煤眼，帶去回風石門分帶運輸平巷，分帶 回風平巷俯米工作面第二章 米煤工藝設(shè)計第一節(jié)采煤工藝方式的確定1、設(shè)計回采工作面概況闡明該面煤層的賦存情況、煤質(zhì)和種類、節(jié)理和層理的發(fā)育情況；瓦斯、煤塵、爆炸性和自然發(fā)火情況；頂?shù)装逍再|(zhì)，回采范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造和水文情況。2、回米工藝的確定(1) 、截煤方式：機械落煤應(yīng)選擇落煤機械型號及規(guī)格，并確定工作方式。(2) 、運煤：運輸機械選擇、鋪設(shè)和移置方法。(3) 、支架：確定采場支護方式、支架材料或型號規(guī)格、支護密度、支架的 規(guī)格尺寸、特種支架的架設(shè)和

21、支護的要求。(4) 、頂板管理：頂板管理方法，確定最大、最小控頂距、放頂步距、放頂 回柱方式及所用設(shè)備等。第二節(jié)工作面合理長度的確定1、煤層地質(zhì)條件該采區(qū)內(nèi)的可采煤層的地質(zhì)條件對于布置高產(chǎn)高效工作面是否有利。煤層厚度如何，傾角及頂?shù)装迩闆r，有無明顯影響生產(chǎn)的地質(zhì)構(gòu)造，瓦斯涌出量較低，自然 發(fā)火傾向，涌水量等，對于布置較長的工作面的影響。2、工作面生產(chǎn)能力工作面的設(shè)計生產(chǎn)能力為：A0= L采X VOX mXyX C。生產(chǎn)煤層的實際生產(chǎn)能力為：A仁LX EX NX r X M萬tA 1與Ao的差值是否在允許的范圍內(nèi)，可否達到生產(chǎn)要求，工作面的長度確定 的是否合理。3、運輸設(shè)備及管理水平采區(qū)生產(chǎn)選用

22、的設(shè)備均應(yīng)為國內(nèi)先進的的生產(chǎn)設(shè)備，并能滿足工作面的長度、產(chǎn)量和進度的要求，管理水平較高，有利于生產(chǎn)的。4、頂板管理及通風能力論述該采區(qū)的頂板穩(wěn)定程度，工作面是否可以適當?shù)募娱L，綜放工作面的長度一 般在130190m所以選擇的工作面的長度是否合適。另外，工作面長度與通風 的關(guān)系，瓦斯涌出量對煤層開采的影響， 工作面的風速是否滿足生產(chǎn)要求， 通風能力如何。5、回采巷道布置由于各煤層的賦存條件相同但開采技術(shù)不同，各煤層應(yīng)相互配合達到生產(chǎn)要求，盡量提高煤炭采出率，巷道布置盡量保持一致，綜采可以采用折線適當變化，但 必須保持兩巷平行。6經(jīng)濟合理的工作面工作面的長度與地質(zhì)因素及技術(shù)因素的關(guān)系十分的密切 ，

23、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度。 合理的工作面以 生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟效益高為目標。盡量加快工作面的推進速度，減少巷道的維護 時間，降低回采總成本，使設(shè)備、資源得到最高利用。第三節(jié)采煤工作面循環(huán)作業(yè)圖表的編制1、工作面作業(yè)方式2、繪制循環(huán)作業(yè)圖表：勞動組織表、技術(shù)經(jīng)濟指標表、工作面勞動組織表。(1)勞動組織表序號工種早班中班夜班合計1班長22262采煤機司機33283輸送機司機11134轉(zhuǎn)載機司機11135皮帶機司機11136移架工33177推溜工22268超前維護工663159跟班電工221510運料工4411安全質(zhì)量員111312跟班機修工225913送飯工1113合計25252575(2)工作面主要經(jīng)濟技術(shù)指標序號項目單位數(shù)量1煤層厚度m3.02煤層傾角073平均采高m3.04采煤機臺15液壓支架架1206端頭支架架47刮板輸送機部18破碎機臺19轉(zhuǎn)載機部11