煤礦采區(qū)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、 .wd. .wd. .wd.一、設(shè)計(jì)題目課程設(shè)計(jì)條件采區(qū)概況位置某礦東翼二采區(qū)，西部以一采區(qū)為界，東部以三采區(qū)為界走向長(zhǎng)度自量， 傾斜長(zhǎng)度 自量大巷位置回風(fēng)大巷及運(yùn)輸分別設(shè)在+50M和-250M標(biāo)高運(yùn)輸方式大巷采用3噸底卸式，架線電機(jī)車(chē)牽引14個(gè)井底車(chē)場(chǎng)環(huán)形車(chē)場(chǎng)瓦斯等級(jí)相對(duì)涌出量5m3/噸日礦井通風(fēng)方式對(duì)角式地表特征柱狀圖煤層賦存條件可采煤層數(shù)傾角厚度煤巖性質(zhì)柱狀厚度m砂巖15砂頁(yè)巖22#煤4砂頁(yè)巖123#煤3.5粗砂巖204#煤2.5中砂巖10自量C2 4mC3 3.5mC4 2.5m地質(zhì)構(gòu)造斷層褶曲火成巖侵入無(wú)走向有起伏其他發(fā)火期23個(gè)月設(shè)計(jì)任務(wù)確定采區(qū)生產(chǎn)能力為90萬(wàn)/年的采煤方法。二

2、、設(shè)計(jì)圖紙的內(nèi)容本設(shè)計(jì)繪制兩張大圖零號(hào)圖紙1、采煤工作面層面圖1：4000，剖面圖1: 4000，2、工作面巷道布置平面圖1：300和剖面圖。設(shè)計(jì)圖紙上、下、右各留10mm邊框線，左邊留25mm邊框線，右下角留出標(biāo)題欄。采區(qū)巷道布置 采區(qū)儲(chǔ)量與服務(wù)年限1、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬(wàn)t/年。2、采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)計(jì)算1采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量Zg=HL(m1+m2) (公式1-1)式中： Zg- 采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn)t；H- 采區(qū)傾斜長(zhǎng)度，1040m；L- 采區(qū)走向長(zhǎng)度，2780m；- 煤的容重 ，1.50t/m3；m1- 煤層煤的厚度，為4米；m2-煤層煤的厚度，為3.5米；m3- 煤層煤的厚度，為2米Zg1=

3、104027804.01.5=1734.72萬(wàn)tZg2=104027803.51.5=1517.88萬(wàn)tZg3=104027802.51.5=1084.2萬(wàn)tZg=104027802.5+3.5+41.5=4336.8萬(wàn)t2設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量ZK=Zg-pC 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，厚煤層取75%，中厚煤取80%，薄煤層85%。P1=152278041.5+152(1040-152)41.5=82.36萬(wàn)tP2=15227803.51.5+152(1040-30)3.51.5=73.8萬(wàn)tP3=15227802.51.

4、5+152(1040-30)2.51.5=52.74萬(wàn)tZ1= ( Zg1-p1)C=(1734.72-82.36)0.75=1238.82萬(wàn)tZ2=( Zg2-p2)C=(1517.88-73.8)0.8=1155.3萬(wàn)tZ3= ( Zg3-p3)C=(1084.2-52.74)0.8=825.17萬(wàn)tZK= Z1+Z2+Z3 =1238.82+1155.3+825.17=3219.29萬(wàn)t3采區(qū)服務(wù)年限T= ZK/(AK) (公式1-3)式中： T-采區(qū)服務(wù)年限，a;A-生產(chǎn)能力，90萬(wàn)t；ZK-設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量；K-儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.3。T= ZK/(AK) =3219.29 /901.3

5、=27.52a取T=28年。(4)驗(yàn)算采區(qū)采出率采區(qū)采出率C=(Zg-P)/Zg (公式1-4)式中： C-采區(qū)采出率，% Zg - 采區(qū)的工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn)t P - 采區(qū)的煤柱損失量，萬(wàn)t 1煤層：C1=Zg1P1Zg1=(1734.12-82.36)1734.12=95.2% 75%2煤層：C2=Zg2P2Zg2=(1517.88-73.8)1517.88=95.1% 75%2煤層：C3=Zg3P3Zg3=(1084.2-52.74)1084.2=95.1% 75%那么1#、2#、3#均滿足采區(qū)回采要求。(符合國(guó)家對(duì)采區(qū)采出率的要求。)第二節(jié) 采區(qū)內(nèi)的再劃分1、確定工作面長(zhǎng)度由條件知：該煤層左

6、右邊界各有15m的邊界煤柱，上部、下部留15m護(hù)巷煤柱，故其煤層傾向共有：1040-30=1010m的長(zhǎng)度，走向長(zhǎng)度2780-30=2750m。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層附存條件較好，瓦斯涌出量小。且現(xiàn)代工作面長(zhǎng)度有加長(zhǎng)趨勢(shì)，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90萬(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，采用雙巷布置,巷道間留煤墻，取5米，如圖1-2：圖1-2 采區(qū)工作面劃分示意圖取區(qū)段平巷的寬度為4.5m，留5m煤墻，那么采煤工作面長(zhǎng)度為：L1=(b-2

7、q-(2L2+p) n-p)/n (公式1-5) 式中：L1工作面長(zhǎng)度，m； L2區(qū)段平巷寬度，m；b采區(qū)傾向長(zhǎng)度，m； q采區(qū)上下邊界預(yù)留煤柱寬度，m；P護(hù)巷煤柱寬度，m； n區(qū)段數(shù)目，個(gè)； L1=(1040-215-(24.5+5)5)-5)/5=181m，取L=1802、工作面生產(chǎn)能力Qr = A/(T1.1) (公式1-6)式中：A-采區(qū)生產(chǎn)能力，90萬(wàn)t/a ； Qr -工作面生產(chǎn)能力，t /天；T-每a正常工作日，330天。故： Qr = A/T1.1 =90/(3301.1) =2479.3t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(kāi)展，新建大型化礦井均朝“一礦一井一面的

8、設(shè)計(jì)思想改革，采用提高工作面單產(chǎn)，用一個(gè)工作面的產(chǎn)量來(lái)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)的知道標(biāo)準(zhǔn)，本采區(qū)設(shè)計(jì)一個(gè)采煤工作面。其工作面接替順序如下表：對(duì)于1#煤層：1102停采線40m1101110411031106110511081107111011091#煤層工作面接替順序：1101110211031104110511061107110811091110對(duì)于2#煤層：2102停采線40m2101210421032106210521082107211021092#煤層工作面接替順序：2101210221032104210521062107210821092110對(duì)于3#煤層：

9、3102停采線40m3101310431033106310531083107311031093#煤層工作面接替順序：3101310231033104310531063107310831093110注：箭頭表示回采工作面的接替順序。第三節(jié) 確定采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)一、根據(jù)所選題目條件，完善開(kāi)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1#煤層中上部邊界+50處開(kāi)掘一條階段回風(fēng)大巷。第一開(kāi)采水平為該采區(qū)服務(wù)的一條運(yùn)輸大巷，布置在3#煤層底板下方-250的穩(wěn)定巖層中。二、確定巷道布置系統(tǒng)及采區(qū)布置方案分析比較確定采區(qū)巷道布置系統(tǒng)， 采區(qū)內(nèi)有

10、三層煤，采用聯(lián)合布置，每一層都布置5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)展比較。方案一：一. 煤層上山 方案一示意圖 1. 優(yōu)缺點(diǎn) 煤層上山掘進(jìn)容易，費(fèi)用低，速度快，聯(lián)絡(luò)巷道工程量少，生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單并可補(bǔ)充勘探資料。但是巷道維護(hù)困難，本錢(qián)高。2. 適用條件1、 開(kāi)采薄或中厚煤層的采區(qū)，采區(qū)服務(wù)年限短；2、 開(kāi)采分層數(shù)少的厚煤層，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(zhǔn)備的采區(qū)，下部有維護(hù)條件好的薄及中厚煤層。方案二：一. 巖石上山圖1-3 方案二示意圖 1.優(yōu)缺點(diǎn)巖石上山布置在煤層底板巖層中，掘進(jìn)速度慢，準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，受煤層傾角變化和走向斷層影響小，維護(hù)條件好，維護(hù)本錢(qián)低。

11、2.適用條件服務(wù)年限長(zhǎng)的采區(qū)。上山條數(shù)確實(shí)定 采區(qū)上山至少要有兩條，即一條運(yùn)輸上山，一條軌道上山。當(dāng)采區(qū)生產(chǎn)能力較大、瓦斯涌出量較大、下山采區(qū)、后煤層采區(qū)以及煤層群聯(lián)合布置時(shí)，常增加一條通風(fēng)上山，并兼作行人和輔助提升之用。本采區(qū)采用2條上山。上山間的相互關(guān)系 采區(qū)上山之間在層面上需要保持一定間距。當(dāng)采用兩條巖石上山布置時(shí)，其間距一般取2025m；采用三條巖石上山布置時(shí)，其間距縮小到1015m。 采區(qū)上山可以在同一層位的煤巖層中，也可以根據(jù)需要，在層位上保持一定的高差。上山的用途上山布置在巖層中，分別為軌道上山、運(yùn)輸上山。軌道上山是用于運(yùn)輸采區(qū)的材料、工作人員、設(shè)備、矸石、鋪設(shè)管路和電纜線以及鋪

12、設(shè)軌道，主要擔(dān)負(fù)采區(qū)輔助運(yùn)輸工作，常在軌道上山的上部布置絞車(chē)房，同時(shí)還作為采區(qū)的進(jìn)風(fēng)巷道，新鮮空氣從軌道上山分別向采區(qū)各地方供給；在軌道上山內(nèi)可以修水溝，起由工作面，經(jīng)區(qū)段運(yùn)輸平巷流下來(lái)的礦水的引流的作用。運(yùn)輸上山主要是用于運(yùn)輸煤炭。綜上所述，確定本采區(qū)的上山布置在煤層底板巖層中，采用雙巖布置上山，上山間距為20m。分別為為軌道上山、運(yùn)輸上山。三、采區(qū)巷道的形式我國(guó)煤礦井下使用的巷道斷面形狀，按其構(gòu)造的輪廓線可以分為兩種：折線型：矩形、梯形、不規(guī)那么形；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。見(jiàn)圖 3-1 巷道斷面形狀。圖 3-1 巷道斷面形狀1、影響巷

13、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(shí)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(xí)慣使用的支護(hù)方式，也直接影響巷道斷面形狀的選擇；4、掘進(jìn)方法和掘進(jìn)設(shè)備對(duì)于巷道斷面形狀的選擇也有一定影響。5、需要風(fēng)量大的礦井，選擇通風(fēng)阻力小的斷面和支護(hù)方式，有利于安全和具有經(jīng)濟(jì)效益。綜上所述，采區(qū)上山的斷面形狀選擇拱形巷道，其寬取4m，墻高取1.8m。因此采區(qū)上山的總凈高度為3.8m，以保證能滿足運(yùn)輸能力、通風(fēng)和行人的要求。采區(qū)平巷區(qū)段運(yùn)輸平巷和區(qū)段回風(fēng)平巷也是拱形巷道，借以緩和地應(yīng)力對(duì)巷道的影響。巷道斷面圖如下采區(qū)上山斷面圖區(qū)

14、段回風(fēng)平巷斷面圖在采區(qū)中，上山布置在煤層底板相對(duì)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(hù)。其余的巷道也可用同樣支護(hù)方式支護(hù)，必要或局部需要時(shí)，還可使用一些加強(qiáng)支護(hù)。2、 采區(qū)巷道掘進(jìn)順序注釋：在上表中，步驟二軌道上山、運(yùn)輸上山應(yīng)當(dāng)同時(shí)掘進(jìn)，以減少貫穿的時(shí)間。步驟四中，應(yīng)先掘進(jìn)運(yùn)輸和回風(fēng)石門(mén)，然后一組掘進(jìn)區(qū)段平巷區(qū)段運(yùn)輸平巷或區(qū)段回風(fēng)平巷皆可，一組掘進(jìn)溜煤眼。第四節(jié) 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1、根據(jù)煤層儲(chǔ)存條件可知，1#煤層厚4m，2#煤層厚3.5m，為厚煤層和中厚煤層，瓦斯含量較低，涌水量也較小，易于維護(hù)。采用雙巷布置，且一個(gè)工作面就可以到達(dá)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求。該

15、采區(qū)有三層煤，采用采區(qū)多煤層集中上山聯(lián)合布置的準(zhǔn)備方式。煤層與上山間通過(guò)石門(mén)及采區(qū)上部甩車(chē)場(chǎng)聯(lián)系。區(qū)段平巷采用雙巷布置，設(shè)在煤層中，上區(qū)段的進(jìn)風(fēng)平巷在采煤后，作為下區(qū)段的回風(fēng)平巷，平巷與上山之間以石門(mén)連接。2、在采區(qū)巷道布置平面內(nèi)，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)量為準(zhǔn)。該采區(qū)采用雙翼開(kāi)采，在采區(qū)兩側(cè)各留15m煤柱，開(kāi)場(chǎng)布置工作面，進(jìn)展推進(jìn)。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)量安全為準(zhǔn)，工作面應(yīng)推進(jìn)到距上山20m處停采線位置處，即為避開(kāi)采掘影響對(duì)上山的影響而留設(shè)的20m護(hù)巷煤柱處。第五節(jié) 采區(qū)上、中、下部車(chē)場(chǎng)選型一、采區(qū)車(chē)場(chǎng)形式采區(qū)車(chē)場(chǎng)是采區(qū)上下山與運(yùn)輸大巷

16、、回風(fēng)大巷或區(qū)段平巷聯(lián)結(jié)處的一組巷道和硐室的總稱，是采區(qū)巷道布置系統(tǒng)中的重要組成局部。采區(qū)車(chē)場(chǎng)的巷道包括甩車(chē)道、存車(chē)線及一些聯(lián)絡(luò)巷道，硐室主要有煤倉(cāng)、絞車(chē)房、變電所和采區(qū)水倉(cāng)等。1、采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)是采區(qū)上山與采區(qū)上部區(qū)段回風(fēng)平巷之間的一組聯(lián)絡(luò)巷道和硐室。 基本形式有平車(chē)場(chǎng)、甩車(chē)場(chǎng)和轉(zhuǎn)盤(pán)式車(chē)場(chǎng)。1. 采區(qū)上部平車(chē)場(chǎng)采區(qū)上部平車(chē)場(chǎng)是將采區(qū)絞車(chē)房布置在階段回風(fēng)水平，采區(qū)軌道上山以一段水平巷道與區(qū)段回風(fēng)平巷或石門(mén)聯(lián)結(jié)，并在這條水平巷道內(nèi)布置車(chē)場(chǎng)調(diào)車(chē)線和存車(chē)線。2. 采區(qū)上部甩車(chē)場(chǎng)采區(qū)上部甩車(chē)場(chǎng)是將采區(qū)絞車(chē)房布置在階段回風(fēng)水平以上的位置，絞車(chē)將礦車(chē)沿軌道上山提至甩車(chē)道標(biāo)高以上，然后經(jīng)甩車(chē)道下甩

17、入上部區(qū)段回風(fēng)平巷。甩車(chē)場(chǎng)可以在平巷中設(shè)置存車(chē)線和調(diào)車(chē)線。按甩車(chē)方向可分為單向甩車(chē)場(chǎng)和雙向甩車(chē)場(chǎng)。3. 轉(zhuǎn)盤(pán)車(chē)場(chǎng)采區(qū)上部轉(zhuǎn)盤(pán)車(chē)場(chǎng)就是將上山軌道以一段水平巷道與區(qū)段回風(fēng)平巷聯(lián)結(jié)，并在水平巷道與區(qū)段回風(fēng)平巷或回風(fēng)大巷的穿插處設(shè)置轉(zhuǎn)盤(pán)，礦車(chē)從軌道上山提到上部平臺(tái)之后，經(jīng)轉(zhuǎn)盤(pán)將礦車(chē)直接轉(zhuǎn)向平巷。這種形式的上部車(chē)場(chǎng)，巷道工程量省，調(diào)車(chē)簡(jiǎn)單，但體力勞動(dòng)強(qiáng)度大，車(chē)場(chǎng)通過(guò)能力小。適合在小型煤礦或生產(chǎn)能力小的采區(qū)應(yīng)用。2、采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)聯(lián)結(jié)采區(qū)上山和區(qū)段下部平巷的一組巷道稱為采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)。采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)一般為甩車(chē)場(chǎng)，無(wú)極繩運(yùn)輸時(shí)可采用平車(chē)場(chǎng)。，一個(gè)采區(qū)由于巷道布置、區(qū)段劃分不同，一般要設(shè)置多個(gè)中部車(chē)場(chǎng)。中部車(chē)場(chǎng)按甩

18、入地點(diǎn)不同，分為平巷式、石門(mén)式和繞道式三種。1. 繞道式中部車(chē)場(chǎng) 在采區(qū)某個(gè)區(qū)段下部，甩車(chē)道線路由上山斜面進(jìn)入與平巷同一平面后，經(jīng)頂板繞道到達(dá)上山的兩翼巷道，即為繞道式中部車(chē)場(chǎng)。 2. 平巷式中部車(chē)場(chǎng)薄及中厚煤層采區(qū)，一般可將軌道上山布置在煤層中，這時(shí)可在采區(qū)各區(qū)段下部，利用甩車(chē)道將上山提上來(lái)的礦車(chē)直接甩入?yún)^(qū)段平巷，并在平巷中設(shè)置存車(chē)線，這就是所謂的甩入平巷式中部車(chē)場(chǎng)。3. 石門(mén)式中部車(chē)場(chǎng) 煤層群聯(lián)合布置采區(qū)，由于區(qū)段石門(mén)較長(zhǎng)，假設(shè)在其中能布置車(chē)場(chǎng)存車(chē)線和調(diào)車(chē)線，可以從采區(qū)軌道上山用甩車(chē)道直接將礦車(chē)甩入石門(mén)，即為石門(mén)式中部車(chē)場(chǎng)。3、采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)是采區(qū)上山與階段運(yùn)輸大巷相聯(lián)結(jié)的一組巷

19、道和硐室的總稱。采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)通常設(shè)置有裝車(chē)站、繞道、輔助提升車(chē)場(chǎng)和煤倉(cāng)等。根據(jù)裝車(chē)站的地點(diǎn)不同，分為大巷裝車(chē)式、石門(mén)裝車(chē)式和繞道裝車(chē)式三種形式；按軌道上山的繞道位置不同，分為頂板繞道式和底板繞道式兩種。1). 大巷裝車(chē)式下部車(chē)場(chǎng)采區(qū)煤倉(cāng)的煤炭直接在大巷由采區(qū)煤倉(cāng)裝入礦車(chē)或輸送機(jī)。輔助運(yùn)輸由軌道上山，通過(guò)頂板繞道或底板繞道與大巷聯(lián)接。當(dāng)上山坡度大于12，上山起坡點(diǎn)落在大巷頂板，且頂板圍巖條件較好時(shí)，可采用頂板繞道式下部車(chē)場(chǎng)。當(dāng)上山坡度小于12，上山通常提前下扎，并在大巷底板逐步變平，圍巖條件較好，可采用底板繞道式下部車(chē)場(chǎng)。大巷裝車(chē)式下部車(chē)場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)是，調(diào)車(chē)方便，線路布置緊湊，工程量少。但巷道維護(hù)量

20、大，影響大巷通過(guò)能力。2). 石門(mén)裝車(chē)式下部車(chē)場(chǎng)煤層群聯(lián)和布置的采區(qū)，通常具有較長(zhǎng)的采區(qū)石門(mén)。在布置下部車(chē)場(chǎng)時(shí)，可在下部采區(qū)石門(mén)內(nèi)布置裝車(chē)站，利用繞道將軌道上山同采區(qū)石門(mén)相連接。采區(qū)石門(mén)裝車(chē)站下部車(chē)場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)是，車(chē)場(chǎng)工程量較小，調(diào)車(chē)方便，通過(guò)能力大，裝車(chē)站和軌道上山下部車(chē)場(chǎng)都遠(yuǎn)離運(yùn)輸大巷，不影響大巷的正常運(yùn)輸。通常應(yīng)用在煤層群聯(lián)合布置的采區(qū)中。3). 繞道裝車(chē)式下部車(chē)場(chǎng)在運(yùn)輸大巷的一側(cè)，開(kāi)掘與大巷向平行的繞道作為采區(qū)下部裝車(chē)站，運(yùn)輸上山通過(guò)煤倉(cāng)與繞道聯(lián)系。在大巷另一側(cè)布置材料車(chē)場(chǎng)甩車(chē)道和繞道，軌道上山那么通過(guò)材料車(chē)場(chǎng)甩車(chē)道和繞道與大巷相聯(lián)。繞道裝車(chē)式下部車(chē)場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)是，裝車(chē)站裝煤對(duì)大巷的運(yùn)輸通過(guò)能

21、力沒(méi)有影響。主要缺點(diǎn)是工程量大，調(diào)車(chē)時(shí)間較長(zhǎng)，適用于采區(qū)石門(mén)短，不宜布置裝車(chē)站或者是產(chǎn)量高的大型礦井的采區(qū)。根據(jù)上述分析，從礦井經(jīng)濟(jì)及有關(guān)因素等方面考慮，采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)采用平車(chē)場(chǎng)。中部車(chē)場(chǎng)為甩車(chē)場(chǎng)，用甩入石門(mén)形式；下部車(chē)場(chǎng)采用頂板繞道、大巷裝車(chē)式下部車(chē)場(chǎng)。其簡(jiǎn)圖如以下圖：采區(qū)上部平車(chē)場(chǎng)采區(qū)中部甩車(chē)場(chǎng) 大巷裝車(chē)式下部車(chē)場(chǎng)第二章采煤工藝設(shè)計(jì)第一節(jié)采煤工藝方式確實(shí)定1、選第一個(gè)煤層，即1煤層,進(jìn)展采煤工藝設(shè)計(jì)，布置采煤工作面在該采區(qū)中，煤的工業(yè)儲(chǔ)量為4336.8萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量為3219.29萬(wàn)噸。如果用炮采，生產(chǎn)能力低，可能不滿足礦井生產(chǎn)能力，回采率低，煤炭資源損失大。落煤方式是靠爆破落煤，落下的煤一

22、局部是爆破裝煤，另一局部是靠工人裝煤。因此，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，且服務(wù)年限過(guò)長(zhǎng)，但對(duì)地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。工作面的支護(hù)設(shè)備是金屬摩擦支柱和木支護(hù)，斜撐、木垛、雙排柱、叢柱，導(dǎo)致存在安全問(wèn)題。如果采用普通機(jī)械化采煤，用機(jī)械化方法破煤、裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤和單體支柱支護(hù)頂板及斜撐、木垛、雙排柱、叢柱等支護(hù)頂板。生產(chǎn)能力過(guò)小和服務(wù)年限過(guò)大，只適用于中小型礦井，對(duì)于大型礦井，生產(chǎn)不能滿足要求，而且對(duì)于礦井來(lái)說(shuō)不經(jīng)濟(jì)。如果采用綜合機(jī)械化采煤法采煤，工作面是用機(jī)械方法破煤和裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤和自移式液壓支架支護(hù)頂板，大大地降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，采區(qū)回采率高，移架速度快，能夠及時(shí)支撐頂板，工作面的液壓支架與刮板輸送機(jī)

23、通過(guò)千斤頂連接，移動(dòng)時(shí)互為支點(diǎn)，相互推移。生產(chǎn)能力大，適用于大型礦井。但要求煤層的走向長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，埋藏比較穩(wěn)定，頂?shù)装逑鄬?duì)平整的煤層。因此采用綜合機(jī)械化采煤，一次采全高。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。由于設(shè)備資料來(lái)源的原因，選用國(guó)產(chǎn)綜采設(shè)備。各設(shè)備技術(shù)參數(shù)(1)采煤機(jī)MG400/985-WD采高2.14.0m適應(yīng)傾角30截深600mm滾筒直徑2.0m牽引方式交流變頻調(diào)速無(wú)鏈雙驅(qū)動(dòng)電牽引牽引力927550kN牽引速度07.128.69滾筒中心距8180mm機(jī)面高度1615mm(2)液壓支架 BY36

24、00-25/50型式掩護(hù)式支撐高度2.55m外形尺寸6.021.43m煤層厚度34.8m初撐力3092KN工作阻力3600kN支架中心距1500mm支護(hù)強(qiáng)度0.610.73Mpa適應(yīng)煤層傾角25(3)工作面刮板輸送機(jī) SGZ764500張家口煤機(jī)廠出廠長(zhǎng)度200m運(yùn)輸能力1100th鏈速1.21m中部槽規(guī)格1500764222mm刮板鏈型式中雙鏈與采煤機(jī)配套牽引方式無(wú)鏈(4)刮板轉(zhuǎn)載機(jī) SZB830180張家口煤機(jī)廠出廠長(zhǎng)度37.8m運(yùn)輸能力1200ta中部槽規(guī)格1500830222mm刮板間距516mm速度1.46ms(5)破碎機(jī) PCM132張家口煤機(jī)廠破碎能力1200th(6)膠帶輸送機(jī)

25、 SSJ1000M西北煤機(jī)廠輸送長(zhǎng)度2000m輸送量800 th帶速2.5 ms3、采煤與裝煤(1)確定采煤工藝、截深及日進(jìn)刀數(shù)采用綜合機(jī)械化采煤，采煤機(jī)落煤和裝煤。依據(jù)選取的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定工作面每天的推進(jìn)度為：公式21式中：V采煤工作面每天的推進(jìn)度，md Qr采煤工作面日生產(chǎn)能力, tdL采煤工作面的長(zhǎng)度，mM采煤工作面的采高取4-1煤層厚度4.0m煤的容重，t/m3C工作面的采出率由于4-1煤層為厚煤層，因此C值取0.95 那么：v=2479.3/(1804.01.50.95)=2.42m/d因選用的采煤機(jī)截深為600mm，假設(shè)每日推進(jìn)四刀，共推進(jìn)0.64=2.4m，可滿足每天至少推進(jìn)2

26、.42m的要求。(2)確定進(jìn)刀方式為了合理利用工作時(shí)間，提高工作效率，采用割三角煤工作面端部斜切進(jìn)刀方式，并采用及時(shí)支護(hù)。進(jìn)刀深度0.6m。采煤機(jī)進(jìn)刀示意圖如以下圖，進(jìn)刀過(guò)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)4、運(yùn)煤(1)支架選型采用液壓支架支護(hù)，選擇工作

27、面支架的型號(hào)為：BY3600-25/50，為掩護(hù)式支架。(2)移架方式由于1#煤層上方有2m的砂頁(yè)巖，再上面是15m的砂巖，所以選用依次順序移架方式。依次順序移架方式:采煤機(jī)割煤后依次順序逐架前移。這種方式操作簡(jiǎn)單，容易保證支護(hù)質(zhì)量。(3)支護(hù)方式由于1#煤層上部為砂頁(yè)巖，為防止片幫和冒頂，所以選用及時(shí)支護(hù)方式，選用BY3600-25/50掩護(hù)式支架。(4)工作面支架需要量工作面支架的需要量 公式22式中：工作面支架數(shù)目取整數(shù)L工作面長(zhǎng)度，me架中心間距BY3600-25/50型支架e值取1.5m=180/e=120 取=120(5)端頭支架由于巷道寬度為4.5m，選用寬度為2.1m型號(hào)為PD

28、Z的端頭支架兩臺(tái)架，即兩端共有4架。(6)超前支護(hù)方式和距離超前支護(hù)方式采用單體支柱和金屬鉸接頂梁支護(hù)。由于壓力峰值點(diǎn)距煤壁前方10m左右，所以超前支護(hù)距離選20m。(7)校核支架高度與強(qiáng)度在實(shí)際使用中，通常所選用的支架的最大構(gòu)造高度比最大采煤高度大200mm左右，即：Hmax=Mmax0.2，m1=5-4.20.2m，滿足要求；經(jīng)校核，支架高度與強(qiáng)度均符合要求。處理采空區(qū)采用全部垮落法。采區(qū)硐室采區(qū)主要硐室有絞車(chē)房，煤倉(cāng)。絞車(chē)房 主要是根據(jù)絞車(chē)的型號(hào)及規(guī)格，基礎(chǔ)尺寸，絞車(chē)房的服務(wù)年限和所處的圍巖性質(zhì)等進(jìn)展設(shè)計(jì)，其位置選擇在圍巖穩(wěn)定，無(wú)淋水的，地壓小的易維護(hù)的地點(diǎn)， 在滿足施工，機(jī)械安裝和提升

29、運(yùn)輸要求的前提下，應(yīng)在滿足足夠存車(chē)和安全距離的前提下，盡量靠近上山變坡點(diǎn)，以減少巷道工程量。另外，它與臨近巷道間應(yīng)有足夠的距離，本采區(qū)采用平車(chē)場(chǎng)，該絞車(chē)房寬度為2.5m，高4m，長(zhǎng)6m。煤倉(cāng) 在采區(qū)煤倉(cāng)的尺寸確定之前，首先可煤倉(cāng)的容量進(jìn)展確定：按采煤機(jī)連續(xù)作業(yè)割一刀煤的產(chǎn)量計(jì)算。式中Q煤倉(cāng)容量t 防空倉(cāng)漏風(fēng)留煤量，一般取5-10t L工作面長(zhǎng)度，mM 采高mb 進(jìn)刀深度 r 煤的容重1.5t/m3采區(qū)采出率0.94工作面采出率0.95n采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面數(shù)目所以Q=5+180*2.5*0.6*1.5*0.94*0.95=489.9t由以上計(jì)算作為依據(jù)，選擇煤倉(cāng)容量為489.9t目前煤倉(cāng)圓形

30、斷面直徑一般取25米，以45米最正確。煤倉(cāng)過(guò)高易使煤壓實(shí)而起拱，引起堵塞，一般不易超過(guò)32米，煤倉(cāng)上口設(shè)鐵箅子煤倉(cāng)溜口與裝車(chē)方向一樣，閘門(mén)的形式為單扇閘門(mén)，開(kāi)啟方式為氣動(dòng)。其簡(jiǎn)圖如下采區(qū)煤倉(cāng)簡(jiǎn)圖第三節(jié)工作面合理長(zhǎng)度的驗(yàn)證1從煤層地質(zhì)條件考慮該采區(qū)內(nèi)三個(gè)煤層的地質(zhì)條件較好，無(wú)斷層，煤層傾角為16，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23個(gè)月，涌水量也較小，所以布置181米的工作面比較適宜。2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90萬(wàn)噸/年。正規(guī)循環(huán)每天進(jìn)四刀，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： 3300.644.01801.50.95=82.

31、51(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。3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200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)的開(kāi)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200米左右在管理上是毫無(wú)問(wèn)題的。4從頂板管理及通風(fēng)能力考慮該采區(qū)的頂板穩(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180米較適宜。另外，工作面的瓦斯涌出量較低，通風(fēng)問(wèn)題能夠解決。5從巷道布置角度考

32、慮由于采區(qū)傾斜方向長(zhǎng)為1040米，除去煤柱寬30米，剩余1010米，把每個(gè)工作面長(zhǎng)度定為180米，1010/180=5，為5個(gè)區(qū)段。6. 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、高效率為原那么選擇合理的工作面長(zhǎng)度。合理的工作面以生產(chǎn)本錢(qián)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，降低回采總本錢(qián)，使設(shè)備、資源得到最高利用。通風(fēng)安全第一節(jié) 采煤工作面所需風(fēng)量計(jì)算1、按瓦斯涌出量計(jì)算：QW=100Qgwk =10051.25 =625m/min式中：QW-采煤工作面需要風(fēng)量，m/min Qgw-采煤工作面瓦斯

33、絕對(duì)涌出量，5 m/min k-采煤工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)：2 、按工作面氣溫與風(fēng)速的公式計(jì)算，回采工作面所需風(fēng)量QW=60VwiSwiKwi式子中：Vw-采煤工作面的風(fēng)速，按其進(jìn)風(fēng)流溫度查表，取1.6m/s Sw-采煤工作面有效通風(fēng)斷面，；Sw=4.5(5.049+4.499)/2=211.483Kw-工作面的長(zhǎng)度系數(shù)。取1.2QW=601.621.4831.2=2474.8416m/min3、按井下同時(shí)工作人員最多時(shí)計(jì)算QW=nwk=4501.25=250m/min式中：4-每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量，m/min nw-第i個(gè)采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)， 個(gè) 4、 按風(fēng)速進(jìn)

34、展驗(yàn)算 根據(jù)?規(guī)程?規(guī)定，回采工作面最低風(fēng)速為0.25m/s,最高風(fēng)速為4m/s，要求進(jìn)展驗(yàn)算，即 QW0.25604.5(5.049+4.499)/2=322.245m/min QW4604.5(5.049+4.499)/2=5155.92 m/min經(jīng)歷算，采煤工作面風(fēng)量最大值為2474.8416 m/min，取風(fēng)量為2490 m/min為適宜。第二節(jié)掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算1、按瓦斯涌出量計(jì)算Qhi=100QghiKghiQhi-第i個(gè)掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量，m/minQghi-第i個(gè)掘進(jìn)工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量；m/minKghi-第i個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出不均勻和備用風(fēng)量系數(shù)，一般可取1.2

35、2.0。2、按局部吸風(fēng)量計(jì)算Qhi=Qhfikhfi式中：Qhfi-第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量的和。常用4、11、28KW的局扇，每臺(tái)吸風(fēng)量分別為100、200、350安設(shè)局扇的巷道中的風(fēng)量，除了滿足局扇的吸風(fēng)量以外，還應(yīng)保證局扇入口至掘進(jìn)工作面回風(fēng)流之間的風(fēng)速不小于0.15m/s,以防止局扇吸入循環(huán)風(fēng)和這段距離內(nèi)風(fēng)流停滯。Khfi-為防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，一般取1.21.3；進(jìn)風(fēng)巷道中無(wú)瓦斯涌出時(shí)取1.2，有瓦斯涌出時(shí)取1.3Qbi=20021.3=520m/min3、按風(fēng)速驗(yàn)算每個(gè)煤巷或半煤巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量為Qa0.256012.6=189m/minQa

36、46012.6=3024m/min因有兩個(gè)掘進(jìn)工作面所需總風(fēng)量為5202=1040 m/min4、硐室風(fēng)量計(jì)算火藥庫(kù)：大型礦井供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)是100-150 m/min，此處取150 m/min采區(qū)變電所：經(jīng)歷數(shù)據(jù)是60-80 m/min，此處取70 m/min絞車(chē)房：采區(qū)有1個(gè)絞車(chē)房，需要風(fēng)量為70 m/min5、采區(qū)總風(fēng)量計(jì)算采區(qū)的總風(fēng)量，應(yīng)按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和： Qm=(Qwt+ Qht+ Qrt)Km式中 Qwt 采煤工作面和備用工作面所需風(fēng)量之和，m3/min； Qht掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，m3/min； Qrt硐室所需風(fēng)量之和，m3/min； Km礦井通風(fēng)系統(tǒng)包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素備用系數(shù)，宜取1.151.25。Qm=2490+1040+150+70+