认证主体：方**（实名认证）
IP属地：河北
下载本文档
1、采矿学课程设计说明书设计题目：助学院校：自考助学专业：姓名：自考助学学号：成绩：指导教师签名：河南理工大学成人高等教育20年 月采矿课程设计是采矿工程专业教学环节的重要一环它是学生学过井巷工程、采矿学、矿井通风安全等课程，以及通过生产实习之后进行的。其目的 是巩固和扩大所学理论知识并使之系统化，培养学生运用所学理论知识解决实际问题的 能力，提高学生计算、绘图、查阅资料的基本技能，为毕业设计奠定基础。采矿课程设计是属于教学性设计，设计题目由指导教师拟定。学生应根据设 计题目 按照本大纲的要求，在规定的时间内认真、独立地完成计算、绘图、编写 说明书等全部 工作。设计中要认真贯彻煤炭工业技术政策、煤
2、矿安全规程、煤炭工业矿井 设 计规范以及国家制定的其它有关煤炭工业的方针政策。设计力争作到分析论证清楚、 论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计成果达到较高水平。目录1井田地质特征、矿井储量及设计生产能力 错误！未定义书签。井田地质特征 错误！未定义书签。地层错误！未定义书签。构造错误！未定义书签。井田范围及储量错误！未定义书签。井田境界 错误！未定义书签。井田储量错误！未定义书签。矿井的工业储量 错误！未定义书签。矿井设计储量 错误！未定义书签。矿井设计可采储量 错误！未定义书签。矿井年储量及服务年限错误！未定义书签。矿井工业制度错误！未定义书签。矿井服务年限 错误！未定义
3、书签。2井田开拓错误！未定义书签。井田内划分错误！未定义书签。开拓方案的选定 错误！未定义书签。方案经济比较错误！未定义书签。确定方案错误！未定义书签。3采煤方法错误！未定义书签。选择确定采煤方法错误！未定义书签。采区巷道布置错误！未定义书签。采区主要参数的确定错误！未定义书签。煤柱尺寸错误！未定义书签。采区上下山的布置错误！未定义书签。回采巷道的布置错误！未定义书签。联络巷的布置错误！未定义书签。采区车场形式的选择 错误！未定义书签。采区胴室错误！未定义书签。采区千吨掘进率、采区掘进出煤率及采区回采率 错误！未定义书签。回采工艺错误！未定义书签。综采工作面的主要设备 错误！未定义书签。工作面
4、循环方式和循环作业图表的编制错误！未定义书签。参考文献 错误！未定义书签。1井田地质特征、矿井储量及设计生产能力井田地质特征平顶山煤田处于秦岭纬向构造带的东延部位，淮阳山字型构造的西翼反射弧 顶部，为纬 向构造与山字型构造的复合部位，由于二者的共同影响，使得整个煤田形成了一系列北西向 的复式褶皱（李口向斜、灵武向斜、郭庄背斜、牛庄向斜、诸葛庙背斜等）和大断层（白石 沟逆断层、锅底山正断层、山庄逆断层等），总 体构造线为北西向。追溯区域地质历史，平 顶山煤田曾受到中岳运动、少林运动、怀远运动、加里东运动、印支燕山运动和喜山运动六期 构造运动的影响，在C一P煤系沉积以后，燕山运动最为重要，使区内中
5、生代及其以前地层（包括前震旦纪）卷入了这 次运动，形成了北西向的褶皱和断裂，并拌有中酸性岩浆侵入。喜山运动在本区主要表现为差 异升降运动，并使先期断裂再次活动，形成了一幅复杂的构造图案。井田地表多被第四系地层覆盖，依据钻探工程揭露地层从老到新依次有：寒武系固山组、 石炭系本溪组、太原组和二叠系山西组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组和第四系。1.1.1 地层本井田内地层层序由老至新依次为：寒武系岗山组、石炭系本溪组、太原组和二叠系山 西组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组和第四系。寒武系蜀山组系石炭、二叠系含煤地层的沉积基底，厚度大于68m,为灰色厚s巨厚层状 白云质灰岩。石炭系本溪组上界为太
6、原组L7灰岩底面，？下界为蜀山组白云质灰岩的顶 面，厚度平 均为，？主要为浅灰色灰白色铝土质泥岩和深灰色、灰黑色炭质泥 岩。石炭系太原组上界为L1灰岩的顶面，？或为山西组底部砂质泥岩的底面，下界为本溪 组铝土质泥岩的顶面，或L 7灰岩的底面，厚度为53s86m,平均，？由深色生物碎屑灰岩、 燧石灰岩、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和煤组成，间夹菱 镁质泥岩薄层，庚组煤位于本组下部灰 岩的上部。二叠系山西组上界为下石盒子组砂锅窑砂岩底面，下界为太原组顶部灰岩顶面，厚87s 114m,平均为，由浅灰绿、深灰色中细粒砂岩、泥岩和煤组成。含煤2s 5层，为己组 煤。二叠系下石盒子组上界为田家沟砂岩的底面，下界
7、至砂锅窑砂岩的底面，厚度284s311m,平均，？由灰黄色、深灰色中s细粒砂岩、砂质泥岩、泥 岩所组成。依据岩性和含煤性，自下而上分为戊组煤、丁组煤和丙组煤。二叠系上石盒子组上界至平顶山砂岩底面，下界至田家沟砂岩顶面，厚 294s331m,平均314.5m。?主要由灰白色、灰黄色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、中细粒砂 岩及劣质煤层组成。自下而上分为乙组煤和甲组煤。二叠系石千峰组在井田内出露不全，厚度0255m,平均。主要由平顶山砂 岩等组成。第四系厚033m,平均为11.93m。主要为黄土沙砾滚石（平顶山砂岩和 石千峰组砂 岩）之山坡残积物分布于低洼处，厚度不大，表土平均2m厚。1.1.2 构造受区
8、域构造的控制，特别是李口向斜及锅底山正断层的影响井田构造总体上为一北北东 向缓倾斜的单斜构造，地层走向100° ,倾向10。，倾角6?° -18° o在此单斜构造之上 发育有一条大中型断层和少量小断层，褶皱构造不发育。（一）褶曲井田内的褶曲构造有两种表现形式，一种是断层面附近的拖曳小褶皱及挤压 揉皱现象， 它是断层的伴生褶曲，不具独立的构造意义,因此，将其放在断层构 造中论述；另一种是宽缓 的小褶皱，规模较小，它对巷道的布置和岩层产状及矿井生产有一定的影响。井田内褶皱主要为晋沟向斜，该向斜在井田内的南东部较为明显，向北西方向在39-18 孔北约150m处消失，延伸
9、长度2000m左右，它对井田内各煤层的产 状，巷道布置均有一 定影响，但由于甚为开阔，故伴生构造少见，对煤层厚度影 响也不明显，仅局部对生产影响较 大。井田内背斜不发育，揭露较少，控制程度较差。（二）、断层井田范围内的大中型断层共有二条（见主断层一览表1-1）,其主要特征如下：F1锅底山正断层该断层走向N25° s 50。W,倾向南西，倾角60° -70° ,落差110200|71,位 置在四矿西南，三矿西北部，在一、四、六扩勘区内有六个钻孔控制，地表有 零星露头控制。（三）矿井小断层矿井小断层在煤田地质勘探中一般不能控制，？只能在矿井地质及巷道掘进 或煤层开采
10、过程中才能发现，这些小断层数量不多，具有一定的随机性等特点，给矿井地质工作带来些许 不便，成为影响煤矿生产的地质因素之一 表主断层一览表编 号名称 及性 质产 状落差 （m）延展长 度（m）控制工 程简要描述控制 程度走向倾 向倾角F1锅底 山正 断层350 °310 °南西60°70°10020046-6 孔 46-7 孔 46-8 ?L 47-14 孔 47-7 ?L 42-12 孔 39-17 孔 39-8 7I等矿区外控制工程很多，区内无 控制工程，其小山北分支断层 为该井田二水平南部边界可靠井田范围及储量1.2.1 井田境界井田境界应根据地质构
11、造、储量、水文、煤层赋存情况、开采技术条件、开 拓方式及地貌、地物等因素，进行技术分析后确认。一般情况下以下列情况为界：1、以大断层、褶曲和煤层露头、老窑采空区为界：2、以山谷、河流、铁路、较大的城镇或建筑物的保安煤柱为界：3、以相邻矿井井田境界煤柱为界：4、人为的划分井田境界：平煤天安公司一矿位于平顶山矿区中部，东以26勘探线为界与十矿相邻，西以36勘探线为界与天安四矿、六矿相邻，丁组煤层南起老窑采空区下界（+45”+110m之间），北至600m等高线，戊组煤层南起露头北至-650m等高线，己组煤层南起 240m北至-800m等高线，庚组煤层南起250m北至800m等高线。东 西走向长5公里
12、，南 北倾斜宽公里，最大面积平方公里。南邻二矿，北为人为边 界，是一矿的延伸部分。经中华人 民共和国国土资源部批准，2001年换领了采矿许可证，采矿许可证号登记面积平方公里，开采深度由+150m至800m标高，有效期30年。一矿采矿登记边界主要拐点坐标为：D0101, .00, D0102, .00D0105, .00D0108, .001.2.2 井田储量矿井储量是指矿井边界范围里，通过地质手段查明的符合国家煤炭储量计算标准的全部 储量，又称矿井总储量。它不仅反映了煤炭资源的埋藏量，还表示煤炭的质量。本井田采用等高线法计算储量，该方法是目前我国所用比较广泛的方法之O等高线法根据煤层底板等高线
13、间距相近的以等高线为边界划分为一块，如此把井田划分为几块，在CAD图上算出每一块面积及平均倾角，再算出其倾斜面积，依据各 块煤厚及容重算出储量，再后相加既的矿井的工业储量。1.2.3 矿井的工业储量矿井工业储量是勘探（精查）地质报告提供的“能利用储量”中的 A、B、C三级储量之和，其中高级储量A、B级之和所占比例应符合表1 -2的规定。由煤层底板等高线及储量计算图上提供的资料可计算出来设计矿井工业储量汇总表见1 3o表1一2矿井高级储量比例地质开采条件储量级别比例（）简单中等复杂大型中型小 型大型中型小型中型小型井田内A+B级储量占总储量的比例4035253540202515第一水平内A+B级
14、储量占本水平储 量的比例70604060503040不作具体规定第一水平内A级储量占本水平内储 量的比例4030153020不作具体规XE不要求表13 矿井工业储量汇总表煤层名称工业储量（万吨）备注ABA+BCA+B+C煤层45723048762007620符合总计45723048762007620符合1.2.4 矿井设计储量矿井设计储量等于矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田边界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量；计算 公式如下：矿井设计储量二工业储量一永久煤柱损失永久煤柱为：井田境界、断层、铁路桥、村庄保护煤柱；永久煤柱的留设：本井田范围
15、内无河流、断层及其他构筑物，因此只需要计算境界保护 煤柱。井田境界保护煤柱的留设：井田境界处保护煤柱均留设25mo计算得总的损失煤量为万吨。故，矿井设计储量二工业储量一永久煤柱损失125矿井设计可采储量矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、井下主要巷道及上、下山保护煤柱煤 量后乘以米 区米区米出率的储量。矿井设计可米储量计算公式如下：矿井设计可采储量二（矿井设计储量一保护煤柱损失）采出率保护煤柱为：工业场地、风井场地、主要巷道及上、下山保护煤柱。1 )、工业场地保护煤柱的计算:按规范规定，年产90万t/a的中型矿井，工业场地占地面积指标为公顷/10万吨。故可算 得工业场地的总占地面积：S二X9公顷
16、二108000 ( m2)。工业广场占地面积为270X400tfi,平面形状为矩形。根据垂直剖面可计算工业广场的保护 煤柱的留设：计算如表14所示：表14工业广场保护煤柱设计参数表煤层倾角(°煤厚(m)松散层厚(m)© (°Y (°3 (°(°埋深 (m)52045706070500其中：© 土层移动角；B柱上山移动角；S向方向移动角；丫一 柱下山移动角；用垂直剖面法留设工业广场保护煤柱如图15所示:k£LD长=171,经计算可得，工业场地共压煤万吨;2）、井下主要巷道设计煤柱损失计算井下主要压煤巷道为皮带大巷、轨
17、道大巷和回风大巷，水平大巷之间设计间距为30m,巷道两侧各留30m保护煤柱，计算出井下主要巷道设计煤柱损失为万吨。矿井储量汇总表如下表1-6所示。表16可米储量汇总表开采煤层工业储量（A+水名称B+ C)平万吨断层矿井设计储量（万吨）永久性煤柱损失构/r/r巩物/我设计矿井可采储量（万吨）设计煤柱损失工业场地井下巷道可采, /我皇储1戊10000合计戊10000矿井年储量及服务年限1.3.1 矿井工业制度按照煤炭工业矿井设计规范中规定，确定本矿井设计生产能力按年工作日330天 计算，“三八”制作业(二班生产，一班检修)，每日二班出煤，净提升 时间为16小时。1.3.2 矿井服务年限矿井服务年限
18、的公式为：T=Z/(A X K)其中：T矿井的服务年限，a；Zk矿井的可采储量，t ;A 矿井的设计生产能力，90万t/a ；K矿井储量备用系数，取。则：T = (90X) = (a) >40 (a)符合矿井服务年限要求。2井田开拓井田内划分由于本井田的埋臧较深，倾斜长度较长，固采用立井多水平开拓。并按照工业广场少 压煤，至少不压好煤和井下生产费用较低的原则确定了主、副井筒位于 井田偏南部的井田 走向中央。为了避免采用箕斗井通风时封闭井塔困难和减少穿越表土层，初期决定开凿一个风 井。并采取中央边界式通风，风井位于南部边界处，这样由于边界留有边 界煤柱，风井 就不需要留设保护煤柱，减少了煤
19、柱的损失。同时为了减少煤柱损失和保护大巷维护条 件，把运输大巷设在煤层底板下30m处，根据平煤四矿井田走向及倾向长度及设计规范的有关规定，本井田可以划分三个水 平，采用立井或暗斜井开拓，具体方案见下面说明书。(1),井胴形式选择由于平煤四矿矿区南北走向一直为上坡，但坡度不大，井田靠北为山丘，煤 臧较深， 从而确定采用立井开拓方式。立井开拓井筒短，提升速度快，提升能力大，通风有效断面 大，能够满足矿井通风的需要。井筒数目因为平煤四矿走向长度大，且为高瓦斯矿井，前面已经确定采用立井开拓方式，故只 需开凿一对立井井筒和一个风井即可。后期可以在下一水平边界开设一个风井用于第二水 平的回风。井筒位置选择
20、根据井田地形和地质条件，从首先满足第一水平的开采，缩短贯通距离，减少井巷工 程量考虑，将主、副井筒设置在井田走向的中央处偏南处。该处的地质 构造清楚、简单、 开采条件好。3.2.1.3运输大巷和总回风巷的布置为了减少煤柱损失和便于维护巷道，将运输大巷布 置在距离煤层30m处的己组煤层底板岩石中。布置岩石大巷时，应避免在松软、吸水膨 胀、易风化的岩 石中布置，同时还应避开支承压力的不利影响。考虑到该煤层具有自燃发火倾向，且煤质为比较坚硬的焦煤，将巷道布置在煤层中维 护较困难。所以将回风大巷布置在煤层的南端煤层上部的岩石中。开拓方案的选定根据前述各项决定，本井田在技术上可行的开拓方案有下列二种:立
21、井一水平暗斜井二三水平,图2- 1 立井一水平暗斜井二三延伸开拓立井一二水平暗斜井三水平，见图22；图2 2立井一二水平暗斜井三水平开拓从以上方案的简图可以对方案I和方案U进行比较，二方案的生产系统均简单可靠， 两个方案均属技术上可行的方案。水平服务年限也均符合要求（中型矿 井第一水平服务年 限应大于20年），初期采用的开拓方案一样，一个立井延深，一个暗斜井延伸，从表面上 很难看出两方案的优劣，因此两方案要通过经济比较才能够确定其优劣。方案经济比较由于方案I和方案U在第一水平内的准备方式和采煤方法都完全相同，方案比较 法在对不同的开拓方案进行比较时，一些相同的部分可以不进行比较，于是我们在对方
22、案I和方案U两个方案进行比较时，可以只将两个方案中有差表2-3 基建工程量时期项目方案I方案n早期主井井筒/m立井465+20暗斜井600立井465+20暗斜井600副井井筒/m立井465+5暗斜井600立井465+5暗斜井600井底车场/m13430+1114013430+11140运输大巷/m150150后期主井井筒/m2300立井220暗斜井700副井井筒/m2300立井205暗斜井700井底车场/m13430+1114013430+11140主石门/m01400运输大巷/m150150表2-4基建费用表'万案项目方案I方案n工程量/m单价/元gm 1费用/万元工程量/m单价/元
23、gm 1费用/万 元早期主井井筒485485副井井筒470470井底车场2457028124570280风井210210运输大巷150150小计后期主井井筒1000220副井井筒1000205井底车场2457028124570281主石门0001400小计共计别的基建工程量、基建费用、生产经营费用及费用汇总表分别计算汇总于下表。通过费 用汇总表在经济上来比较两方案的优越。表2 5生产经营费用项目方案I生产经营费用/万兀项目方案n生产经营费用/万兀石门运输0石门运输XXX =提升XXX =XXX =2877提升XX承排水123X365X24X3710123X24X365 XXAX 10排水123
24、X24X365 XA=< 10123X24X365Xi=X10合计7209合计表2 6 费用汇总表I案项卜、方案I方案n费用/万兀百分率/%费用/万元百分率/%基建工程费100生产经营费7209100总费用977938100从前面表格中的计算可以看出，方案I的总费用要比方U案的高出,由于方案I暗斜井可以当作上山，由此可以减少万元的费用，节约了 2000m左右的岩石巷道，故决定采用方案I确定方案综上比较可知方案U的总费用超过了方案L故决定采用方案L即采用立井一水平加暗斜井延伸。第一水平位于250m,采用上下山开采；第二水平位于-495m,采用 上下山开采，第三水平位于585m,采用下山开采
25、。开采顺序采区的生产能力应根据地质条件、煤层生产能力、机械化程度和采取内工作面接替关系 等因素确定。各类矿井正常生产的采区个数一般按表规定：表2 7矿井同时生产的采区个数矿井设计生产能力（Mt/a）采区个数3s42s3及以下1-2因为设计矿井年产量为90Mt/a,因此，本矿井生产采区为一个，保证年产量 的工作面为 一个。3.5.2.1 矿井达到设计产量的回采工作面个数确定达到设计产量时工作面总线长：AgX mg g_gKa式中：B-回采工作面总线长，m；A-矿井设计年产量，t/a；X一回采出煤率，可取；工m-同采煤层总厚度，m；3煤层容重，K3-工作面米出率，97%、95%、93%；L命推进度
26、，L二330XnX养其中：300-矿井年工作日，天；n-日循环数；I循环进度，m ；A,但不宜超过An= 4X 200X 792XX1 二万 t计算结果代加上全矿井掘进煤之和应大于矿井设计产量1.15Ao全矿井掘进煤人屈二与X=x二万t实际产煤为An + A掘二十二万t因此进行验算有：90= <故符合设计要求。3采煤方法选择确定采煤方法为了选择合理的采煤方法，必须详细研究煤层的赋存条件和地质特征，并考虑实习矿 井实际使用经验。平煤四矿煤层赋存比较稳定，可采煤层主要为己16-17煤层，己1617 煤层属于近水平煤层，平均倾角8° -12° o煤层平均厚度为4.0mo煤尘
27、无爆炸性，煤层 有自燃发火倾向；发火期46个月，为高瓦斯矿，相对瓦斯涌出量为立方m每吨，煤硬度 不大，煤层直接顶为大占砂岩，岩厚度变化在815m之间，中等稳定，不易容易冒落。底 板为波浪带砂岩。地质构造简单，结合设计矿井矿井实际情况以及现有的生产技术条件， 设计采用综合机械化一次采全高回采工艺，倾斜长壁采煤法，用全部跨落法处理采空区。采区巷道布置3.2.1 采区主要参数的确定本采区位于井田的南部，采用双翼开采，倾向长度 1000m,一翼走向长度 1550m,一共布置10个工作面，采用一个工作面生产，年产量为90万吨。具前所述，工作面长度定为200m,回采巷道宽4m,区段斜长为208m,分5个区
28、段, 采用无煤柱护巷技术。3.2.2 煤柱尺寸由于采用无煤柱护巷，没有区段煤柱，上下留30m的煤柱，采区边界留25m煤柱3.2.3 采区上下山的布置由于煤层瓦斯涌出量较大，按照煤矿安全规程规定，必须布置三条 上山，考 虑到第一水平服务时间较长，且有自然发火危险，将上山布置在煤层底板下的岩层中，以 煤的间距为25m左右。运输上山布置在轨道上山三m下，回 风上山在最上，距轨道上山 3m.3.2.4 回采巷道的布置由于开采的煤层为单一厚煤层且回采巷道的服务年限较短，根据煤层赋存条件可以知道顶板板岩石比较稳定，维护条件较好，所以决定将回采巷道布置在煤层中，为 了减少煤层厚度的损失，回采巷道和采煤工作面
29、开切眼均应沿煤层底板布置。3.2.5 联络巷的布置回风巷用斜巷与回风大巷联接，运输巷用进风行人斜巷与大巷联接，上山以各区段用斜巷联系。3.2.6 采区车场形式的选择4.2.7,1采区上部车场：结合该处具体情况，上部车场采用甩车场。具体 形式 见下图。4.2.7.1采区上部车场：图3-1 上部车场1 风窗 2-轨道上山3-回风卜.山5-绞车房6-甩车道7回风大巷8-绕道 9-风门427.1采区中部车场：该车场为绕道式甩车场，具体形式见图4-2-2:/ J图3-2中部车场1-轨道上山2-回风上山5-石门6 车场绕道3 运输上山4 区段运输平巷7 回风斜巷3.2.7米区洞室4.2.8.1采区煤仓：圆
30、形垂直煤仓，净直径 2m,图度为10m。（大巷布置在煤层底板下垂距为 30m的岩层中）支护方式采用砌殖支护，壁厚300- 400mm。428.2绞车房：绞车房布置在围岩稳定、无淋水、地压小、易维护的地点，应避开较大的地质构造、 含水层，支护采用锚网。4.2.8.3变电所：由于采用上下山开采，并且采用采区式布置，将变电所设在轨道运输巷道的一侧（采 区用电荷中心处），支护方式采用料石支护。主要尺存高度为，长度为16m, 3%o的坡 度，宽度为3.2.8采区千吨掘进率、采区掘进出煤率及采区回采率采区掘进巷道及其煤巷统计见表。表3-1 采掘进巷道统计序号巷道名称围岩形式支护方式巷道断面（m2）巷道长度
31、（m）同类巷道总长度（m）净断面掘断面1运输上山砂岩锚喷100010002回风上山砂岩锚喷100010003轨道上山砂岩锚喷100010004区段运输上山煤锚网15503 X 15505区段回风上山煤锚网15503 X 15506开切眼煤支架1520010X 200合计岩巷3000煤巷11300表3-2米煤巷统计表序号巷道名称巷道断面面枳(m2)每m出煤量(t/m)巷道全长(m)全部出煤 量采总出煤量wt采千吨掘 进率 (m/kt)采掘进出煤率(%)区段1运输46501502平巷区段2回风4650938091502平巷3开切眼2000444081502合计94861502 - 234回采工艺在确定采煤方法及回采工艺的类型的基础上，对首采区首先投产工作面回采 工艺设 计，回采工艺设计主要包括机械设备选型、确定作业方式、确定支护方式 和采空区处理方法、绘制机械配备平剖面图、编制循环图表及工作面技术经济指标表。311综采工作面的主要设备表3-1综采面主要设备表序号设备名称型号数量1采煤机MXA-300/4512刮板
0/150
联系客服
本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接被用户下载，本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。人人文库仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私，请立即通知人人文库网，我们立即给予删除！