采煤礦工程培訓(xùn)課程設(shè)計(jì)

年5月29日采煤礦工程培訓(xùn)課程設(shè)計(jì)文檔僅供參考采06級(jí)課程設(shè)計(jì)說明書學(xué)校:河北工程大學(xué)學(xué)院:資源學(xué)院專業(yè)班級(jí):采礦(1)班姓名:周萬存指導(dǎo)教師:李新旺設(shè)計(jì)日期:.01.20目錄第一章:課程設(shè)計(jì)大綱……………2第二章:采區(qū)開采范圍及地質(zhì)情況………………3第三章:采區(qū)工業(yè)和可采儲(chǔ)量……6第四章:采區(qū)巷道布置……………8第五章:采煤方法及回采工藝……14第六章:采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限………………18第七章:采區(qū)巷道斷面設(shè)計(jì)………21第八章:采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)及設(shè)備……27第九章:采區(qū)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)…………………35第十章:安全措施…………………36第一章課程設(shè)計(jì)大綱一、實(shí)踐課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)采礦工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)是采礦工程專業(yè)學(xué)生一項(xiàng)實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié)。是在”礦山壓力及其控制”、”井巷工程”、”采煤方法”、”礦井設(shè)計(jì)”等課程的理論教學(xué)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過采區(qū)設(shè)計(jì)把理論知識(shí)融會(huì)貫通于實(shí)踐的綜合性的教學(xué)過程。經(jīng)過采區(qū)設(shè)計(jì)要達(dá)到下列目的:1.系統(tǒng)地靈活運(yùn)用和鞏固所學(xué)的理論知識(shí);2.掌握采區(qū)開采設(shè)計(jì)的步驟和方法;3.提高和培養(yǎng)學(xué)生文字編寫、繪圖、計(jì)算和分析問題、解決問題的能力。本課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是:1.編寫采區(qū)設(shè)計(jì)說明書一份(30～50頁);2.設(shè)計(jì)圖紙部分:①采區(qū)巷道布置平、剖面圖(平面圖1:,剖面圖1:1000);②工作面布置圖(平面圖1:100或1:200,剖面圖1:100或1:50),其中附工作面循環(huán)作業(yè)圖表、工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表及工人出勤表;二、課程設(shè)計(jì)的基本要求1.加深對采礦工程專業(yè)所學(xué)理論的認(rèn)識(shí)和理解,提高對就業(yè)崗位的感性認(rèn)識(shí);2.使學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過程中,獨(dú)立完成教學(xué)要求,提高設(shè)計(jì)工作能力;3.使學(xué)生能熟練采區(qū)設(shè)計(jì)內(nèi)容級(jí)步驟,提高和培養(yǎng)學(xué)生文字編寫、繪圖、計(jì)算和分析問題、解決問題的能力。第二章采區(qū)開采范圍及地質(zhì)情況一.采區(qū)的位置及開采范圍本采區(qū)位于河北某礦4采區(qū)(二水平),走向長度2125m,傾向長度1150m/cos13°=1185m。煤層面積2518125m2.二.采區(qū)地質(zhì)1、地質(zhì)構(gòu)造:本井田儲(chǔ)量豐富、地質(zhì)構(gòu)造中等,井田為單斜構(gòu)造,以斷裂構(gòu)造為主。礦井地質(zhì)構(gòu)造簡單。地層走向?yàn)?4o,傾向向東南傾斜,傾角10o—15o。其特點(diǎn)是斷層少,褶曲起伏變化較小,對開采影響不大;對礦井開采,特別是初期開采影響很小。2、煤層本井田共有3個(gè)煤層,煤層總厚17.44m,含煤系數(shù)為8.7%。不穩(wěn)定的煤層為10、11、12號(hào)煤層,詳見可采煤層特征表。表1含煤地層煤層編號(hào)可采厚度(m)最小-最大平均煤層結(jié)構(gòu)煤層間距(m)最小-最大平均頂板巖性底板巖性穩(wěn)定性侏羅系10#1.84-2.482.08較簡單7.19-12.238.40細(xì)砂巖、粉砂巖細(xì)砂巖不穩(wěn)定11#1.60-2.491.81較簡單粉細(xì)砂巖、砂質(zhì)泥巖粉砂巖、細(xì)砂巖不穩(wěn)定53.50-77.0063.8312#2.80-4.233.5較簡單粉砂巖、砂質(zhì)泥巖粉砂巖、泥巖不穩(wěn)定各可采煤層頂?shù)装鍘r性各煤層相差不大,煤層頂板一般為粉砂巖和細(xì)砂巖,底板為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖。三.開采技術(shù)條件經(jīng)地質(zhì)分析及預(yù)測,12#煤瓦斯涌出量小于1m3/t,煤層最大瓦斯涌出量2m3/t,為低瓦斯礦井。經(jīng)鑒定本礦井為低瓦斯礦井,12#煤瓦斯絕對涌出量4.0m3/min。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的資料,煤塵無爆炸危險(xiǎn)性,自燃傾向等級(jí)為三類不易自燃煤層。根據(jù)70個(gè)鉆孔井溫測量結(jié)果分析,本井田地溫梯度在距地表深度1100m以上為1.49～2.81℃/100m,低于或接近正常地溫梯度(3℃/100m);僅在距地表深度1100～1200m之間地溫度為3.1℃/100m,略高于正常地溫梯度。因此,本井田屬于正常地溫梯度區(qū)。各煤層的頂?shù)装鍘r性多為砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖和粉砂巖,頂板易于冒落,屬中等條件的頂板管理方法。井田內(nèi)基本無小窯開采,現(xiàn)開采與基建的小井都在井田淺部以外。本礦井屬水文地質(zhì)條件簡單的礦井,絕大部分煤層位于奧灰水位以上,僅深部很少部分受奧灰水影響。本礦井開采的不利因素主要是瓦斯涌出量大,需采取抽放措施,對將來開采有一定影響。四、水文地質(zhì)特征(一)、含水層本礦井自奧陶系灰?guī)r至第四系沖積層共劃分為7個(gè)含水層,自上而下分別為第四系卵石層、二迭系石盒子組砂巖、山西組大煤頂板砂巖、太原群野青灰?guī)r、伏青灰?guī)r、大青灰?guī)r及奧陶系灰?guī)r含水層,分述如下:(1)第四系卵石層含水層卵石層厚度6.45～94m,一般50～60m,總的趨向南、北厚,中部及西部薄,間夾3～4層粘性土透鏡體,卵石層一般為粘土所膠結(jié),富水性較弱,單位涌水量為1.784～3.883L/m.s。(2)二迭系石盒子組砂巖含水層本含水層可分為石盒子組三段砂巖和石盒子組一、二段砂巖兩組。石盒子組三段砂巖為灰白色中、粗粒砂巖,硅質(zhì)及泥質(zhì)膠結(jié),底部為粗粒砂巖,含小礫石,厚度較穩(wěn)定,一般在40m左右,漏水孔多分布在此層。為一富水性弱的含水層。石盒子組一、二段砂巖為灰綠色及深灰色中、細(xì)粒砂巖,分布有2~4層。為一富水性弱的含水層。大多為回采塌陷后,下部砂巖將參于礦坑充水。(3)山西組2號(hào)煤頂板砂巖含水層本含水層為2號(hào)煤層直接或間接頂板,層位不穩(wěn)定,厚度變化較大,厚0～19m,一般6～8m。為富水性弱的承壓裂隙水含水層。(4)野青灰?guī)r含水層野青灰?guī)r厚度0～2.78m,一般厚0.8～1.1m(5)伏青灰?guī)r含水層本層厚度0～4.49m,一般厚度2.5～3.5m,厚度穩(wěn)定。該層透水性較差。為一富水性中等的裂隙水含水層,單位涌水量為0.0345L(6)大青灰?guī)r含水層本層厚度0.6～8.54m,一般厚度5～6m,厚度變化較大,裂隙發(fā)育。為一富水性中等的裂隙水含層,單位涌水量為0.0699L(7)奧陶系灰?guī)r含水層本層鉆孔揭露厚度0.4～160.53m,一般厚度5～15m。在鉆孔揭露的六、七、八段中,七段富水性強(qiáng),灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育極不均均,呈多層狀,垂向變化大,水平較穩(wěn)定。八段巖溶裂隙發(fā)育,但多被鋁土充填。六段為相對隔水層。本層為富水性強(qiáng)的裂隙水含水層,單位涌水量為1.65L(二)礦床充水條件本井田煤層埋藏較深,覆蓋層厚,水文地質(zhì)條件相對簡單。本區(qū)初期開采上部煤層時(shí),水文地質(zhì)類型屬于堅(jiān)硬裂隙巖層為主的水文地質(zhì)條件中等的礦床;當(dāng)開采下三層煤時(shí),則為以裂隙巖溶巖層為主的水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦床。(3)礦井涌水量井田內(nèi)含水層自下而上有奧灰強(qiáng)含水層,厚度大,富水性較強(qiáng);大青灰?guī)r含水層厚度5~6m,為較強(qiáng)含水層;伏青灰?guī)r含水層厚度3.5m左右,為較強(qiáng)含水層;野青灰?guī)r含水層含水性差,一般不含水;山西組砂巖含水層厚7.0m左右,含水性弱到中等;上石盒子組細(xì)砂巖以上含水層厚度大于100m,雖含水性不強(qiáng),但靜儲(chǔ)量比較大;第四系砂礫石層最厚94m,一般50~60m,富水性較強(qiáng)。礦井正常涌水量200m3/h。最大320m3/h綜合上述分析,本礦井開采技術(shù)條件是良好的。第三章采區(qū)工業(yè)和可采儲(chǔ)量一.采區(qū)工業(yè)和可采儲(chǔ)量計(jì)算1.10#煤采區(qū)儲(chǔ)量計(jì)算10#煤采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算:Q1=S1M1r=2518125×2.08×1.4=733.3(萬噸)式中:Q1——地質(zhì)儲(chǔ)量和工業(yè)儲(chǔ)量S1——采區(qū)面積M1——煤層厚度r——煤的容重10#采區(qū)可采儲(chǔ)量計(jì)算煤柱損失:采區(qū)邊界留設(shè)5米邊界煤柱,斷層靠近采區(qū)側(cè)留10米斷層保護(hù)煤柱。(邊界周長為4885米,斷層長度為F2=362.5米)經(jīng)計(jì)算煤柱損失為:4885×5×2.08×1.4+362.5×10×2.08×1.4=81681tZ1=(Q1-P1)×c=(733.3-8.2)×0.8=580(萬噸)式中:P1——保護(hù)工業(yè)場地、井筒、井田邊界、河流、湖泊、建筑物等留設(shè)的永久煤柱損失量;C——采區(qū)采出率2、11#煤層儲(chǔ)量計(jì)算:11#煤的工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算:Q2=S2M2r=2518125×1.81×1.4=638(萬噸)11#煤采區(qū)可采儲(chǔ)量計(jì)算煤柱損失:采區(qū)邊界留設(shè)5米邊界煤柱,斷層靠近采區(qū)側(cè)留10米斷層保護(hù)煤柱。兩條上山間留20米煤柱,上山一側(cè)各留20米保護(hù)煤柱;(邊界周長為4885米,斷層長度為F2=362.5米)經(jīng)計(jì)算煤柱損失為:4885×5×1.81×1.4+72.5×10×1.81×1.4+60×1185×1.81×1.4=243897tZ2=(Q2-P2)×c=(638-24.4)×0.8=490.88(萬噸)3、12#煤層儲(chǔ)量計(jì)算12#煤層工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算:Q3=S3M3r=2518125×3.5×1.4=1233.8(萬噸)12#煤采區(qū)可采儲(chǔ)量計(jì)算煤柱損失:采區(qū)邊界留設(shè)5米邊界煤柱,兩條上山間留20米煤柱,上山一側(cè)各留20米保護(hù)煤柱;斷層靠近采區(qū)側(cè)留10米斷層保護(hù)煤柱。(邊界周長為4885米,傾斜長度為1185米;斷層長度為F2=362.5米)經(jīng)計(jì)算煤柱損失為:4885×5×3.5×1.4+1185×60×3.5×1.4+72.5×10×3.5×1.4=471625tZ3=(Q3-P3)×c=(1233.8-47.2)×0.8=949.3(萬噸)4、采區(qū)可采儲(chǔ)量Z=Z1+Z2+Z3=580+490.9+949.3=2020.2(萬噸)第四章采區(qū)巷道布置一、采區(qū)設(shè)計(jì)方案比較方案一:煤層群采用采區(qū)集中上山的一種聯(lián)合準(zhǔn)備方式,在12#煤層中布置兩條中央集中上山,三層煤共用一組上山,但不共用區(qū)段集中平巷。優(yōu)缺點(diǎn):集中軌道與集中運(yùn)輸巷同標(biāo)高布置,有利于巷道間的聯(lián)系,有利于掘進(jìn)施工,有利于設(shè)備,材料運(yùn)送和方便行人。巷道布置系統(tǒng)完善可靠,生產(chǎn)靈活性大,可多工作面同時(shí)生產(chǎn),生產(chǎn)集中,增產(chǎn)潛力大。服務(wù)年限長的采區(qū)上山及區(qū)段集中巷道布置在較穩(wěn)定堅(jiān)硬的底板巖石中,較好地克服了礦山壓力大,巷道維護(hù)困難的問題,實(shí)現(xiàn)了沿空掘巷,跨上山開采,減少了煤層自燃的危險(xiǎn)?？墒菐r巷掘進(jìn)困難,費(fèi)用高速度慢?？墒怯捎诿簩訉娱g距過大,石門數(shù)量多,巖石工程量大,施工慢,耗費(fèi)高。方案二:10#煤層和11#煤層采用煤層群聯(lián)合布置,12#煤層采用單獨(dú)布置,即分別在11#煤層和12#煤層底板下采用雙巖石區(qū)段集中巷(同一標(biāo)高)采區(qū)巷道布置,該采區(qū)為聯(lián)合集中布置的雙翼采區(qū),兩條巖石上山位于走向中央。優(yōu)缺點(diǎn):服務(wù)年限長的采區(qū)上山及區(qū)段集中巷道布置在較穩(wěn)定堅(jiān)硬的底板巖石中,較好地克服了礦山壓力大,巷道維護(hù)困難的問題,實(shí)現(xiàn)了沿空掘巷,跨上山開采,減少了煤層自燃的危險(xiǎn)。可是巖巷掘進(jìn)困難,費(fèi)用高速度慢。方案三:采用煤層群分組集中采區(qū)聯(lián)合準(zhǔn)備,10#煤層和11#煤層為B組,兩條上山布置在11#煤層中,12#煤層為A組,在12#煤層中單獨(dú)布置兩條煤層上山。采區(qū)石門貫穿各煤層。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較:由于11#煤層和12#煤層間距較大,因此采用分組集中采區(qū)聯(lián)合準(zhǔn)備布置方式(方案三)減少了石門工程量。石門基本上都是布置在巖石中,掘進(jìn)困難,費(fèi)用高,速度慢;減少石門掘進(jìn)費(fèi)用,減少掘進(jìn)時(shí)間;采區(qū)上山沿煤層布置時(shí),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)較簡單。通風(fēng)距離短,管理環(huán)節(jié)少。其主要問題是煤層上山受工作面采動(dòng)影響較大,生產(chǎn)期間上山的維護(hù)比較困難。改進(jìn)支護(hù),加大煤柱尺寸能夠改進(jìn)上山維護(hù),但會(huì)增加一定的煤炭損失。此采區(qū)為穩(wěn)定煤層,瓦斯涌出量小,宜采用煤層上山布置。綜上所述:根據(jù)本采區(qū)的條件,方案三最為合理。二、采區(qū)車場:1、采區(qū)上部車場:采用逆向平車場的形式。2、采區(qū)中部車場:采用甩車場。3、采區(qū)下部車場:根據(jù)給定條件,本采區(qū)采用大巷裝車式采區(qū)下部車場。裝車站設(shè)計(jì):大巷采用皮帶運(yùn)輸。(2)輔助提升車場設(shè)計(jì)本采區(qū)采用頂板繞道,繞道車場起坡后跨越大巷,由于煤層傾角為12到15度,為減少下部車場工程量,軌道上山提前下扎△β角,使起坡角達(dá)25度。運(yùn)輸大巷距上山落平點(diǎn)較近,圍巖條件較好,存車線長,故繞道采用臥式頂板繞道。調(diào)車方便,但工程量較大。下部平車場雙道起坡斜面線路計(jì)算:斜面線路采用DC615-3-12道岔,α=18°26’06”,a=2077mm,b=2723mm.車場雙道中心線間距為S=1300mm。連接半徑取R=1mm。對稱道岔線路連接長度:L=a+=5973豎曲線半徑為:RG=15m(高道豎曲線半徑);RD=12m(低到豎曲線半徑)。高道坡度iG取11‰低道坡度iD取9‰下部平車場雙道起坡斜面線路計(jì)算圖:起坡位置的確定大巷中心線至起坡點(diǎn)水平距離:L1==38.34m式中:h2——運(yùn)輸大巷軌面至軌道上山軌面垂直距離,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),取h2=15m;RD——豎曲線半徑,RD=12m;θ——上山變坡后的坡度,θ=25°;βD——豎曲線轉(zhuǎn)角。βD=25°。軌道上山邊坡點(diǎn)段長度:L2==49.12m式中:h1——運(yùn)輸大巷中心線軌面水平至軌道上山變坡前軌面延長線的垂直距離;h1=18m;β——煤層傾角;其它符號(hào)同前。繞道線路設(shè)計(jì):彎道計(jì)算:如圖中:R1、R3取1,彎道部分軌道中心距仍為1300.則:R2=13300α1、α3均為90°。K1==18850K2==20892c1——插入直線段,應(yīng)該大于一個(gè)礦車長度(豎曲線低道起坡點(diǎn)至曲線終點(diǎn)),一般取2∽3m;這里取3m。d=(Le+n×Lm)-c1-LAB-K1=(4.5m+30×2m)-3m-0.8m-18.85m=41.85m繞道線路設(shè)計(jì)圖如下:N2道岔設(shè)計(jì):采用單開道岔,選用DK618-4-12道岔,α=14°15’,a=3472,b=3328,聯(lián)接曲線半徑為12m。單開道岔平行線路的聯(lián)接長度:L5=a+Scot=9338C2值計(jì)算,因列車已進(jìn)入車場,列車速度v控制為1.5m/s,R=1,C2≥SB+(100～300)=1675 ～3925故取c2=4000N3道岔連接點(diǎn)輪廓尺寸n、m值計(jì)算:選用DK618-4-12道岔,α=14°15’,a=3472,b=3328,聯(lián)接曲線半徑為R4=15000?；剞D(zhuǎn)角β=δ-α=90°-α=75°45’。道岔計(jì)算圖如下:T=R4tan=11700d=bsinα=832;M=d+R4cosα=15370;H=M-R4cosδ=15370n=15370m=a+(b+T)=3472+(3328+11700)×0.97=18049繞道車場開口位置確定:X=LB+m-X1式中:X1——運(yùn)輸機(jī)上山中心線至軌道上山軌道中心線間距;X1=23000;LB=Lg+R3+R1+=d+l5+c2+R3+R1+=41850+9338+4000+1+1+650=79838;故X=79838+18049-23000=74887L3值:根據(jù)大巷斷面得知:e=850L3=R1+C+L1-e-n-R3=1+3000+37535-850-15357-1=24328按L3≥SB+2(100-300)(100SqV2)條件檢查列車運(yùn)行速度控制在2m/s,得:L3≥3500～10150故24382≥10150符合要求第五章:采煤方法及回采工藝一、采煤方法:本采區(qū)可采煤層共分為三層,結(jié)合前述的煤層地質(zhì)特征,本采區(qū)采用單一走向長臂跨落采煤法。二、采煤工藝:(1)適于采用綜采工藝的條件就當(dāng)前煤礦地下開采技術(shù)發(fā)展趨勢看,趨向于綜采工藝的發(fā)展方向,它具有高產(chǎn)、高效、安全,低耗以及勞動(dòng)條件好,勞動(dòng)強(qiáng)度小優(yōu)點(diǎn)?？墒蔷C采設(shè)備價(jià)格昂貴,綜采生產(chǎn)優(yōu)勢的發(fā)展有賴于全礦井良好的生產(chǎn)系統(tǒng),較好的煤層賦存條件以及較高的操作和管理水平。根據(jù)中國綜采生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)前的技術(shù)水平,綜采適用于以下條件:煤層地質(zhì)條件好,構(gòu)造少,上綜采后能很快獲得高產(chǎn),高效,某些地質(zhì)條件特殊,但上綜采后仍有把握取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。(2)適合普采工藝的條件普采設(shè)備價(jià)格便宜,一套普采設(shè)備的投資只相當(dāng)于一套綜采設(shè)備的四分之一。普采對地質(zhì)變化的適應(yīng)性比綜采強(qiáng),工作面搬遷容易。對推進(jìn)距離短,形狀不規(guī)則,小斷層和褶曲較發(fā)育的工作面,綜采的優(yōu)勢難以發(fā)揮,而采用普采則能夠取得較好的效果。與綜采相比,普采操作技術(shù)較易掌握,組織生產(chǎn)比較容易。因此,普采是中國中小型礦井發(fā)展采煤機(jī)械化的重點(diǎn)。綜上,根據(jù)我礦具體情況,地質(zhì)條件好,煤層傾角小,宜采用綜采工藝。三、采煤工作面作業(yè)規(guī)程的編制本采區(qū)全部采用綜合機(jī)械化采煤,采用三班制,每班8小時(shí),綜采生產(chǎn)割煤和移架平行作業(yè),無須單獨(dú)回柱放頂時(shí)間,因此準(zhǔn)備班工作量較小,主要是檢修設(shè)備、更換易損零部件、前移轉(zhuǎn)載機(jī)、縮短輸送機(jī)膠帶、回收運(yùn)輸和回風(fēng)巷支架、平巷超前支護(hù)等工作。在條件差的綜采面,加固煤壁、扶正支架、整理工作面端頭等工作也在準(zhǔn)備班進(jìn)行。但這些工作量能夠平行進(jìn)行,一般用半個(gè)班能夠完成,另半個(gè)班能夠進(jìn)行采煤作業(yè)。因此本采區(qū)采用”兩班半采煤,半班準(zhǔn)備”如下圖:工作面勞動(dòng)組織表:序號(hào)工種一班二班三班合計(jì)1工長11132機(jī)組司機(jī)33283支架工334104轉(zhuǎn)溜司機(jī)11135溜子維護(hù)226轉(zhuǎn)載機(jī)維護(hù)227皮帶及溜子司機(jī)22268皮帶及溜子維護(hù)669乳化泵司機(jī)111310端頭維護(hù)5571711機(jī)電維護(hù)工112412小計(jì)1717306413區(qū)管共4人4第六章采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一．區(qū)段參數(shù)的確定根據(jù)本采區(qū)實(shí)際情況,本采區(qū)傾斜長度為1185m,區(qū)段數(shù)目確定為5個(gè),采煤面斜長確定為210m,區(qū)段平巷留設(shè)保護(hù)煤柱寬度為15m,區(qū)段平巷設(shè)計(jì)斷面為梯形斷面,寬2.5m,高2.2m。則區(qū)段斜長為:210+15+2*2.5=230m。二.采區(qū)生產(chǎn)能力計(jì)算采區(qū)分東西兩翼,兩翼實(shí)行同采,即兩個(gè)工作面同時(shí)開采。10#煤層1、日產(chǎn)量計(jì)算A=2NLSMrC=2×7×210×0.6×2.08×1.4×0.95=4833t式中:N——采煤機(jī)日進(jìn)刀數(shù);L——工作面長度;S——截深;M——采高;r——煤的容重;C——煤的采出率。2、年產(chǎn)量計(jì)算A=300A=300×4833=1449900(噸)3、生產(chǎn)能力計(jì)算A10=K1K2∑A=0.95×1.1×1449900=1515145t式中:A10——采區(qū)生產(chǎn)能力;t/aK1——工作面產(chǎn)量不均衡系數(shù),采區(qū)內(nèi)同采兩個(gè)工作面,取0.95;采區(qū)內(nèi)同采三個(gè)工作面,取0.9.K2——采區(qū)內(nèi)掘進(jìn)出煤系數(shù);取1.1∑A——采區(qū)內(nèi)同時(shí)回采工作面年產(chǎn)量之和。11#煤層1、日產(chǎn)量計(jì)算A=2NLSMrC=2×7×210×0.6×1.81×1.4×0.95=4246t式中:N——采煤機(jī)日進(jìn)刀數(shù);L——工作面長度;S——截深;M——采高;r——煤的容重;C——煤的采出率。2、年產(chǎn)量計(jì)算A=300A=300×4246=1273800(噸)3、生產(chǎn)能力計(jì)算A11=K1K2∑A=0.95×1.1×1273800=1331121t式中:A11——采區(qū)生產(chǎn)能力;t/aK1——工作面產(chǎn)量不均衡系數(shù),采區(qū)內(nèi)同采兩個(gè)工作面,取0.95;采區(qū)內(nèi)同采三個(gè)工作面,取0.9.K2——采區(qū)內(nèi)掘進(jìn)出煤系數(shù);取1.1∑A——采區(qū)內(nèi)同時(shí)回采工作面年產(chǎn)量之和。12#煤層1、日產(chǎn)量計(jì)算A=2NLSMrC=2×7×210×0.6×3.5×1.4×0.95=8211t式中:N——采煤機(jī)日進(jìn)刀數(shù);L——工作面長度;S——截深;M——采高;r——煤的容重;C——煤的采出率。2、年產(chǎn)量計(jì)算A=300A=300×8211=2463300(噸)3、生產(chǎn)能力計(jì)算A12=K1K2∑A=0.95×1.1×2463300=2574148t式中:A12——采區(qū)生產(chǎn)能力;t/aK1——工作面產(chǎn)量不均衡系數(shù),采區(qū)內(nèi)同采兩個(gè)工作面,取0.95;采區(qū)內(nèi)同采三個(gè)工作面,取0.9.K2——采區(qū)內(nèi)掘進(jìn)出煤系數(shù);取1.1∑A——采區(qū)內(nèi)同時(shí)回采工作面年產(chǎn)量之和。三、采區(qū)生產(chǎn)能力:采區(qū)生產(chǎn)能力=四、采區(qū)服務(wù)年限:采區(qū)服務(wù)年限＝eq\f(采區(qū)可采儲(chǔ)量×采區(qū)回采率,采區(qū)生產(chǎn)能力)＝=第七章采區(qū)巷道斷面設(shè)計(jì)一、巷道斷面選擇原則中國煤礦井下使用的斷面形狀,按其構(gòu)成的輪廓可分為折線形和曲線形兩大類,前者如矩形、梯形、不規(guī)則型;后者如半圓拱形、圓弧拱形、三心拱形、馬蹄形、橢圓形和圓形等。巷道斷面形狀的選擇,主要應(yīng)考慮巷道所處的位置及穿過圍巖性質(zhì);巷道的用途及其服務(wù)年限;選用的支架材料和支護(hù)方式;巷道的掘進(jìn)方法和采用的掘進(jìn)設(shè)備因素。一般情況下,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。當(dāng)頂壓和測壓均不大時(shí),可選用梯形或矩形斷面;當(dāng)頂壓較大,側(cè)壓較小時(shí),則應(yīng)選用諸如馬蹄形、橢圓形或者圓形等斷面。巷道的用途及所需的服務(wù)年限也是考慮選擇巷道斷面形狀的不可或缺的因素。服務(wù)年限長達(dá)幾十年的開拓巷道,采用磚石混凝土和錨噴支護(hù)的各種拱形斷面較為有利;服務(wù)年限十幾年的準(zhǔn)備巷道以往多采用梯形斷面,現(xiàn)在采用錨噴支護(hù)和拱形斷面日益增多;服務(wù)年限短的回采巷道因受采動(dòng)影響,須采用具有可縮性金屬支架的梯形斷面。二、A組煤巷道斷面設(shè)計(jì)根據(jù)巷道斷面選擇原則,由于各可采煤層頂?shù)装鍘r性各煤層相差不大,煤層頂板一般為粉砂巖和細(xì)砂巖,底板為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖。屬于中等穩(wěn)定頂板(Ⅱ類頂板)。本采區(qū)兩條采區(qū)上山均沿煤層布置,巷道兩邊均留有保護(hù)煤柱護(hù)巷,因此受才動(dòng)影響不大,服務(wù)年限長,故采用半圓拱形斷面。區(qū)段平巷布置在煤層中,所受頂壓和側(cè)壓都不大,且服務(wù)年限短,采用梯形斷面,支護(hù)方式采用錨梁網(wǎng)支護(hù)。石門都是布置在巖石中,采用半圓拱形斷面。支護(hù)方式均采用錨噴支護(hù)。各巷道斷面設(shè)計(jì)參數(shù)及斷面圖如下:1、采區(qū)輸送機(jī)上山巷道斷面圖及參數(shù):表7-1:圍巖類別斷面/m2設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺寸噴射厚度/mm凈周長/m凈設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度/mm高度/mmⅡ14．516.44740397012014.52、采區(qū)軌道上山巷道斷面圖及參數(shù):表7-2:圍巖類別斷面/m2設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺寸噴射厚度/mm凈周長/m凈設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度/mm高度/mmⅡ14．516.44740397012014.53、區(qū)段平巷斷面圖及參數(shù):表7-3:圍巖類別斷面/m2水溝斷面/m2噴射厚度/mm凈周長/m凈設(shè)計(jì)掘進(jìn)Ⅱ8.29.70.115011.7三、B組煤巷道斷面設(shè)計(jì)根據(jù)巷道斷面選擇原則,由于各可采煤層頂?shù)装鍘r性各煤層相差不大,煤層頂板一般為粉砂巖和細(xì)砂巖,底板為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖。屬于中等穩(wěn)定頂板(Ⅱ類頂板)。本采區(qū)兩條采區(qū)上山均沿煤層布置,巷道兩邊均留有保護(hù)煤柱護(hù)巷,因此受才動(dòng)影響不大,服務(wù)年限長,故采用半圓拱形斷面。區(qū)段平巷布置在煤層中,所受頂壓和側(cè)壓都不大,且服務(wù)年限短,采用梯形斷面,支護(hù)方式采用錨梁網(wǎng)支護(hù)。石門都是布置在巖石中,采用半圓拱形斷面。支護(hù)方式均采用錨噴支護(hù)。1、采區(qū)膠帶機(jī)上山和軌道上山斷面同A組煤。2、區(qū)段平巷斷面圖及參數(shù):表7-4:圍巖類別斷面/m2水溝斷面/m2噴射厚度/mm凈周長/m凈設(shè)計(jì)掘進(jìn)Ⅱ6.88.10.115010.93、主要運(yùn)輸及回風(fēng)石門斷面圖及參數(shù):表7-5:圍巖類別斷面/m2設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺寸噴射厚度/mm凈周長/m凈設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度/mm高度/mmⅡ14．516.44740397012014.5第八章采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)及設(shè)備一、采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng):由于各煤層均采用綜合機(jī)械化采煤,生產(chǎn)系統(tǒng)基本相同,因此根據(jù)綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)系統(tǒng)的要求,各系統(tǒng)運(yùn)作方式如下:(一)、運(yùn)煤系統(tǒng)采煤工作面采出的煤經(jīng)刮板輸送機(jī)輸送到區(qū)段運(yùn)輸平巷,在運(yùn)輸平巷里經(jīng)過膠帶輸送機(jī)輸送至(10#煤層至區(qū)段運(yùn)輸石門,然后經(jīng)過溜煤眼進(jìn)入運(yùn)輸上山)運(yùn)輸上山,然后經(jīng)過運(yùn)輸上山輸送至采區(qū)煤倉,然后機(jī)車經(jīng)過運(yùn)輸大巷運(yùn)至井底車場煤倉,最后經(jīng)過箕斗運(yùn)送至地面。(二)、通風(fēng)系統(tǒng)采煤工作面所需的新鮮風(fēng)流,從采區(qū)運(yùn)輸石門進(jìn)入,經(jīng)下部車場、軌道上山、中部車場,分成兩翼經(jīng)平巷、聯(lián)絡(luò)眼、運(yùn)輸巷到達(dá)工作面。從工作面出來的污風(fēng),經(jīng)回風(fēng)巷,右翼直接進(jìn)入采區(qū)回風(fēng)石門,左翼側(cè)需經(jīng)車場繞道進(jìn)入采區(qū)回風(fēng)石門。掘進(jìn)工作面所需的風(fēng)流,從軌道上山經(jīng)中部車場分兩翼送至平巷。在平巷內(nèi)由局部通風(fēng)機(jī)送往掘進(jìn)工作面,污風(fēng)流則從運(yùn)輸巷經(jīng)運(yùn)輸上山回入采區(qū)回風(fēng)石門。采區(qū)絞車房和變電所所需的新鮮風(fēng)流是由軌道上山直接供給的。(三)、運(yùn)料和排矸系統(tǒng)運(yùn)料排矸采用600mm規(guī)矩的礦車和平板車。物料至下部車場經(jīng)軌道上山到上部車場,然后經(jīng)回風(fēng)巷送至采煤工作面,區(qū)段回風(fēng)巷和運(yùn)輸巷所需物料,自軌道上山經(jīng)中部車場送入。掘進(jìn)巷道時(shí)所出的煤和矸石,利用礦車從各平巷運(yùn)出,經(jīng)軌道上山運(yùn)至下部車場。(四)、供電系統(tǒng)高壓電纜由井底中央變電所,經(jīng)大巷、采區(qū)運(yùn)輸石門、下部車場、運(yùn)輸上山至采區(qū)變電所。經(jīng)降壓后的低壓電,由低壓電纜分別引向回采和掘進(jìn)工作面的附近的配電點(diǎn)以及上山輸送機(jī)、絞車房等用電地點(diǎn)。(五)、壓氣和安全用水用電掘進(jìn)巖巷時(shí)所用的壓氣,采掘工作面、平巷以及上山輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)所需的防塵噴霧用水,分別由地面或井下壓氣機(jī)房和地面儲(chǔ)水池以專用管路送至采區(qū)用氣用水地點(diǎn)。二、采區(qū)設(shè)備:(一)10#煤層和11#煤層厚度及地質(zhì)條件差不多,故選用相同設(shè)備。由于10#和11#煤層厚度在1.6～2.49m范圍內(nèi),要求采煤機(jī)最大采高必須大于2.49m,最小采高必須小于1.6m;本采區(qū)煤層傾角在12°～15°,煤質(zhì)硬度中等,因此采煤機(jī)選用MG300AW1。主要技術(shù)參數(shù):表8-1:技術(shù)特征單位數(shù)值采高m1.5～3.0適應(yīng)煤質(zhì)硬度Kg/cm2或ff=1～3煤層傾角(°)≤35截深m630滾筒直徑m1.6牽引方式無鏈牽引力KN360牽引速度m/min0～6滾筒中心距mm8934機(jī)面高度mm1200臥底量mm225電動(dòng)機(jī)型號(hào)YSKBC-300功率KW300臺(tái)數(shù)臺(tái)1電壓V1140噴霧滅塵方式內(nèi)、外噴霧控頂距mm2455最大不可拆卸件尺寸(長×寬×高)/質(zhì)量mm/t3250×1150×635/8.001總重t34設(shè)計(jì)單位上海分院制造廠雞西煤礦機(jī)械廠根據(jù)工作面條件及綜采工藝,由采煤機(jī)參數(shù),計(jì)算出工作面高峰生產(chǎn)時(shí),每小時(shí)產(chǎn)量為360t/h,因此工作面刮板輸送機(jī)選用SGD-630/180主要技術(shù)參數(shù)如下:表8-2:技術(shù)特征單位型號(hào)SGD-630/180出廠長度m150小時(shí)運(yùn)量T400鏈速m/s0.95電動(dòng)機(jī)型號(hào)DSB-90功率kw90×2電壓V1140鏈破斷力KN850外形尺寸(長×寬×高)mm1500×630×222質(zhì)量T100生產(chǎn)廠商山西煤機(jī)廠工作面液壓支架選用ZY2400/10/26技術(shù)參數(shù)如下:表8-3:技術(shù)特征單位型號(hào)ZY2400/10/26煤層傾角(°)≤25°支護(hù)高度m1.0～2.6初撐力KN1256工作阻力KN2400支護(hù)強(qiáng)度MPa0.45質(zhì)量t8.5支架中心距mm1500橋式轉(zhuǎn)載機(jī)SZB730/40;膠帶輸送機(jī)SSJ800-90;破碎機(jī)LPS-1000;移動(dòng)變電站KSGZY-630/6;乳化液泵站MRB125/31.5;水泵ZBA-6.(二)對12#煤層:由于12#煤層厚度在2.8～4.23m范圍內(nèi),要求采煤機(jī)最大采高必須大于4.23m,最小采高必須小于2.8m;本采區(qū)煤層傾角在12°～15°,煤質(zhì)硬度中等,因此采煤機(jī)選用MXA-300/4.5具體參數(shù)如下:表8-4:技術(shù)特征單位數(shù)值采高m2.3～4.45適應(yīng)煤質(zhì)硬度ff=2～4煤層傾角(°)0～25截深m656滾筒直徑m2.0牽引方式液壓、雙牽引、無鏈牽引力KN400牽引速度m/min0～8.5滾筒中心距mm10326機(jī)面高度mm1905臥底量mm185電動(dòng)機(jī)型號(hào)DMB-300S功率KW300臺(tái)數(shù)臺(tái)1電壓V1140噴霧滅塵方式內(nèi)、外噴霧控頂距mm2342最大不可拆卸件尺寸(長×寬×高)/質(zhì)量mm/t3605×1241×450/2.9總重t48.3設(shè)計(jì)單位西安煤礦機(jī)械廠制造廠西安煤礦機(jī)械廠工作面刮板輸送機(jī)選用SGZ-730/320具體參數(shù)如下:表8-5:技術(shù)特征單位型號(hào)SGZ-730/320出廠長度m150小時(shí)運(yùn)量T700鏈速m/s0.95電動(dòng)機(jī)型號(hào)YSBS-80/160功率kw160×2電壓V1140鏈破斷力KN850外形尺寸(長×寬×高)mm1500×764×222質(zhì)量T160生產(chǎn)廠商山西煤機(jī)廠工作面液壓支架為ZY3500/23/45主要技術(shù)參數(shù)如下:表8-6:技術(shù)特征單位型號(hào)ZY3500/23/45煤層傾角(°)<20°支護(hù)高度m2.3～4.5初撐力KN2600工作阻力KN3500支護(hù)強(qiáng)度MPa0.6～0.76質(zhì)量kg16000轉(zhuǎn)載機(jī)選用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)SZD-730/90主要技術(shù)參數(shù)如下:表8-7:技術(shù)特征單位型號(hào)SZD-730/90出廠長度m30小時(shí)運(yùn)量t/h750鏈速m/s1.31電動(dòng)機(jī)型號(hào)DSB-90功率KW90電壓V1140質(zhì)量t24.2生產(chǎn)廠家山西煤機(jī)廠破碎機(jī)選用LPS-1000主要技術(shù)參數(shù)如下:表8-8:技術(shù)特征單位型號(hào)LPS-1000破碎能力t/h1000進(jìn)料口寬度mm900進(jìn)料口高度mm920出料粒度mm150～300質(zhì)量t14生產(chǎn)廠商西北煤礦機(jī)械總廠膠帶輸送機(jī)選用SSJ1000/220主要技術(shù)參數(shù)如下:表8-