采矿学课程设计.docx
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采矿学课程设计
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采矿学课程设计
采矿工程系
《煤矿开采学》课程设计说明书
课程名称：
煤矿开采学
姓名：
学号：
班级：
指导教师：
.
序论········································2
第一章．采区巷道布置·······························4
第一节．采区储量与服务年限···························4
第二节．采区内的再划分·····························5
第三节．确定采区内准备巷道布置及生产系统····················7
第四节．采区中部甩车场线路设计·························11
第二章．采煤工艺设计·······························18
第一节．采煤工艺方式的确定···························18
第二节．工作面合理长度的确定··························22
第三节．采煤工作面循环作业图表的编制······················23
小结········································25
参考文献········································26
序论
一、目的
1、初步应用《采矿学》课程所学的知识，通过课程设计，加深对《采矿学课程的理解。
2、培养采矿工程专业学生的动手能力，对编写采矿技术文件，包括编写设计说明书及绘制设计图纸进行初步锻炼。
3、为毕业设计中编写毕业设计说明书及绘制毕业设计图纸打基础。
二、设计题目
1、设计题目的一般条件
本采区南以F4断层为界，北以相邻采区煤柱为界，上部标高-50m以上为风化带煤柱，下部边界为水平煤柱。
采区走向长度2100m，倾斜平均长度960m,倾角平均为12°。
采区共有两层煤，区内地质构造简单，为单斜构造，无断层和褶曲。
采区内无大的含水层和地下水，开采条件较好。
运输和回风石门标高分别是-250m和-50m。
采区生产能力自定。
2.煤层特征
本采区内赋存4，5号两层煤，4号煤层和5号煤层均为中厚煤层。
煤层埋藏稳定，构造简单，煤质中硬，自然发火期为3-12个月。
煤岩爆炸指数为34-70％。
煤层瓦斯含量小，采区所属矿井为低瓦斯矿井。
煤层特征表
序号
煤厚（m）
顶底板岩性
层间距（m）
倾角（°）
稳定性
最大
最小
一般
顶板
底板
最大
最小
一般
4
2
粉砂岩
粉砂岩
24
18
20
12
稳定
5
粉砂岩
粉砂岩
12
稳定
三、课程设计内容
1、采区或带区巷道布置设计；
2、采区中部甩车场线路设计或带区下部平车场（绕道线路和装车站线路）线路设计；
3、采煤工艺设计及编制循环图表
四、进行方式
学生按设计大纲要求，任选设计题目条件中的煤层倾角条件1或煤层倾角条件2，综合应用《采矿学》所学知识，每个人独立完成一份课程设计。
第一章采区巷道布置
第一节区储量与服务年限
1、采区生产能力选定
根据要求采区上部煤柱为10m下部煤柱留10m，故剩余倾斜长度为：
960-20=940m
N=940/220+4*2=取分4个区段
采煤工艺选取综合机械化采煤，工作面长度取220m。
采区生产能力A0=LV0MrC0取第四层先生产
A0=220*1200*2**=≈65万吨/a
2、采区的工业储量、设计可采储量
（1）采区的工业储量
Zg=H×L×（m4+m5）×γ（公式1-1）
式中：
Zg----采区工业储量，万t；
H----采区倾斜长度，960m；
L----采区走向长度，2100m；
γ----煤的容重，m3；
M4----K1煤层煤的厚度，为2米；
M5----K3煤层煤的厚度，为米；
Zg=960*2100**（2+）=万吨
（2）采区设计可采储量
Zk=（Zg-P）×C（公式1-2）
式中：
Zk----采区设计可采储量,万t；
Zg----采区工业储量，万t；
P----采区煤柱损失量，万t；
C----采区采出率，厚煤层可取75%，中厚煤层取80%，薄煤层85%
（说明：
采区煤柱包括区段煤柱、采区上下边界煤柱、采区两侧边界煤柱及维护上山煤柱。
由于K4、K5煤层都为中厚煤层，因此C值取）
PK4=2*20*3*940*+15*2*940*+2*30*940*+2055*10*2*2*=万吨
PK5=*20*3*940*+15**940*+2055*10*2**+*30*940*=
P=PK4+PK5=+=万吨
ZK=万吨
（3）采区服务年限
T=Zk/（A×K）（公式1-3）
式中：
T----采区服务年限，a;
A----采区生产能力，万t；
ZK----设计可采储量，万t；
K----储量备用系数，取。
T=878/65*=取11年
（4）验算采区采出率
采区采出率
C=（Zg-P）/Zg（公式1-4）
式中：
C-----采区采出率，%
Zg----采区的工业储量，万t
P----采区的煤柱损失量，万t
C=（）/=>
（符合国家对采区采出率的要求。
）
第二节采区内的再划分
1、确定工作面长度
以确定工作面长度为220m
2、确定采区内区段数
确定采区内区段数为4段
3、工作面生产能力
工作面日生产能力：
Qr=A／（T×（公式1—6）
式中：
Qr——工作面生产能力，t／d
A——采区生产能力，t／a
T——每年正常工作日，300d
Qr=A／（T×=650000／（300×=t／d
4、确定采区内同采工作面数及工作面接替顺序
生产能力为65万t/a,且工作面生产能力为／d。
目前开采准备系统的发展方向是高产高效生产集中化，采用提高工作面单产，以一个工作面产量保证采区产量，所以定为采区内一个工作面生产。
工作面布置（双翼布置）图如下图所示：
K4煤层
K5煤层
1401
1402
1501
1502
1403
1404
3303
1504
1405
1406
3305
1506
1407
1408
1507
1508
工作面接替顺序：
左右交替，左边开采，右边准备；采区内自上而下开采，先采完上区段，后开采下区段；煤层间自上而下开采，先采K4煤层后采K5煤层最终达到高产高效。
工作面接替顺序如下表所示：
1401→1402→1403→1404→1405→1406→1407→1408→1501→1502→1503→1504→1505→1506→1507→1508
（说明：
以上箭头指向表示工作面接替顺序。
）
第三节确定采区内准备巷道布置及生产系统
1、根据所选题目条件，完善开拓巷道
为了减少煤柱损失提高采出率，利于灭灾并提高经济效益，根据所给地质条件及采矿工程设计规划，-50标高开掘一条阶段回风大巷。
第一开采水平为该采区服务的一条运输大巷，布置在-250标高处
2、确定巷道布置系统及采区布置方案分析比较
按采区上山数目、位置的不同提出两个方案：
方案一：
在K4煤层中开掘一条轨道上山，在距K4煤层10m处的底板岩层中开掘一条运输上山，即一煤一岩上山，如下图所示
方案二：
在K4煤层中开掘两条上山（轨道上山与运输上山），即双煤上山，如下图所示
（1）两种方案在经济上比较
工程量表：
序号
工程名称
单位
数量
工程量
计算式
1
轨道上山
巷道宽4m=自巷道底板算起的墙高
2
掘进=960m
100m3
*960=
3
半圆拱断面积
S=4**4+=
4
树脂药卷锚杆架设Φ20*2000mm
100根
（*960
（5）
（7）
（9）
经济合理的工作面
工作面的长度与地质因素及技术因素的关系十分的密切，直接影响生产效率，所以根据条件，以高产量、高效率为原则选择合理的工作面长度。
合理的工作面以生产成本低，经济效益高为目标。
尽量加快工作面的推进速度，减少巷道的维护时间，降低回采总成本，使设备、资源得到最高利用。
第三节采煤工作面循环作业图表的编制
1、工作面布置图（设计图纸中）、循环作业图（设计图纸中）、劳动组织表（表2—1）、技术经济指标表（表2—2）
2、工种及出勤人数的安排，如下表（表2—1）所示：
工作面劳动组织表（表2—1）
序号
工种
早班
中班
夜班
合计
1
班长
2
2
2
6
2
采煤机司机
3
3
2
8
3
输送机司机
1
1
1
3
4
转载机司机
1
1
1
3
5
皮带机司机
1
1
1
3
6
移架工
3
3
1
7
7
推溜工
2
2
2
6
8
超前维护工
6
6
3
15
9
跟班电工
2
2
1
5
10
运料工
4
4
11
安全质量员
1
1
1
3
12
跟班机修工
2
2
5
9
13
送饭工
1
1
1
3
合计
25
25
25
75
工作面（针对K3煤层）主要经济技术指标（表2—2）
序号
项目
单位
数量
1
煤层厚度
m
2
2
煤层倾角
°
12
3
平均采高
m
2
4
采煤机
台
1
5
液压支架
架
146
6
端头支架
架
4
7
刮板输送机
部
1
8
破碎机
台
1
9
转载机
部
1
10
胶带输送机
部
2
11
循环进尺
m
12
日产量
t
13
生产方式
两采一准
14
出勤人数
人
75
15
回采工效
t／工
16
截齿消耗
个／万t
20
17
乳化液消耗
Kg／万t
180
18
油脂消耗
Kg／万t
70
19
日循环数
个
8
六、设计图纸的内容
本设计绘制两张大图（零号图纸）
1、采煤工作面层次图（1：
200）
应包括回采巷道剖面图（1：
50），最大与最小控顶距剖面图；
2、采区巷道布置平面图（1：
3000）和剖面图（1:
3000）。
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