煤矿采取设计副本.docx
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煤矿采取设计副本
1．采区巷道布置
采区概况
本采区为某矿的一个采区，该采区沿走向位于两个采区之间，其一侧以断层为界，一侧以未开发的采区边界限为界。
采区边界走向长度均值2000m，采区倾斜长度900m，采区内有一层煤，煤层倾角均为°。
本采区结构简单，单斜构造，煤层厚度7m，煤的密度为m,均为稳固厚煤层，煤质中硬，煤层直接顶板为粉砂岩，平均厚度为10m，无断层，无火成岩侵入，瓦斯相对涌出量³/吨日，为低瓦斯矿井。
图1煤层综合柱状图
采区储量及服务年限
1.采区工业储量计算
煤层：
式中：
Q工——工业储量
L——带区煤层走向长，m
I——带区倾斜长，
——煤层倾角为°
M——煤层厚度，m
r——煤的容重m3
2.采区煤柱损失：
式中：
P1—按照《煤矿安全规程》，采区护巷煤柱至少30m
P2—按照《煤矿安全规程》，采区边界煤柱至少10m
P3—按照《煤矿安全规程》，采区区段煤柱留长150～200m，宽15～20m
P4—保护上山煤柱20m
3.采区可采储量：
式中：
Q采—采区可采储量，万tQ工—采区工业储量，万t
P—采区煤柱损失，万tC—厚煤层取
4.采区采出率：
采区采出率=（采区工业储量－煤柱损失量）÷采区工业储量
按照《煤矿安全规程》，采区采出率必需大于75%，知足要求
5.采区生产能力及服务年限：
按照《煤矿安全规程》，矿井设计工作日为330天，“三八制”作业，其中两班生产，一班检修，每班工作8小时。
日产量：
式中：
A—采区生产能力150万t／a
T—按照《煤矿安全规程》，工作日为330天
K—采区掘进出煤系数，取为
日推动度：
式中：
—工作面日进度，mA0—工作面日产量，t／d
L—工作面长度,mM—工作面采高，m
r—煤的容重，t／m³c—工作面回采率，取93%
进刀数：
式中：
n—工作面采煤机日进刀数L₁—工作面日进度，m
采区工作面采煤机滚筒截深为800mm
采区服务年限：
式中：
p—采取服务年限，aQ采—采区可采储量，万t
A—采取平均年生产能力，万t／aK—矿井储量备用系数，一般取
按照《煤矿安全规程》，采区服务年限不得小于3年。
所以，知足。
6.采区生产能力的核算
本采区采用一个工作面生产，采区工作面采用“三八制作业”即两班采煤，一班检修。
共4刀，采煤机截深800mm，一年按330天工作日，工作面持续推动长度2000m，本采区生产力150万吨/年。
采区内的再划分
1.确实工作面长度
该煤层南北边界各留10m的采区边界煤柱，上部和下部各留30m护巷煤柱，从而其煤层偏向长度共有：
900-60=840m，走向长度为2000－20=1980m。
煤层埋藏平稳,地质构造简单，无断层,煤层附存条件较好，瓦斯涌出量较低,涌水量也小,且现代采矿工作面长度有加长趋势，故采煤工艺选取较先进的综合机械化采煤方式。
一般而言，考虑到设备选型及技术方面的因素,按照《煤矿安全规程》，综采工作面长度为180～250m，巷道宽度为～5m,本采区开掘巷道宽度为，且采区生产能力为150万t/a，一个厚煤层或中厚煤层的一个工作面即能够知足生产要求，将采区划分为4个分带,采用双巷布置方式,巷道间留取15m较大煤柱。
故工作面长度为：
L=（900－60－×2－45）/4=196m
取整数
L=200m
2.肯定采区内的分段数量
回采工作面沿走向布置，沿走向推动，采用近距离煤层联合布置开采。
工作面数量：
N=（L-S0）/（l+l₁+l0）=（900－60）／（200+×2+15）=4
式中：
L——煤层走向偏向长度，m；
S0——带区边界煤柱宽度，m；
L——工作面长度，m；
l0——回采巷道宽度，因采用综采采煤法，故l0取。
l₁——区段巷道间留取煤柱，15m
采区走向长2000m，采煤面长度设计200m，采区划分为4个区段3.肯定采区内同采工作面数量及工作面代替顺序，生产能力为150万t/a,且工作面生产能力为／d。
目前开采预备系统的进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。
采区上山布置
为了缩短采区预备时刻并提高经济效益，按照所给地质条件，在开采水平中，把为该采区服务的运输石门和回风石门别离布置在标高为-250和标高-50的煤层底板中。
采区巷道布置系统，采区内有一层煤，煤层平均厚度7m，本采区采用近距离煤层联合布置方式每一个煤层布置4个工作面。
上山布置可提出两种巷道布置方案：
1.上山布置在下部煤层底板的岩石中。
2.上山布置在基层煤煤层中。
按照有关情形初步制定以下两个方案进行比较：
方案：
两条上山布置在煤层底板下部10m的岩石中，用石门与大巷相连，上部用石门与回风大巷相连。
走向长避双翼开采，上山巷道易保护，易于管理。
2．采区布置
采区概况
1．采区形式
依照煤层倾角为°，低瓦斯矿井，顶底板稳固，无大的含水层和地下水，一层煤，按照煤层赋存条件，设计采用走向长壁采煤法，采区巷道是近距离煤层联合布置。
2．采区上山数量，位置及用途
按照所给条件，采区采用一套上山，开掘在下部煤层中。
一条运输上山作为采区的主运输，期内铺设皮带，运输采区工作面和掘进工作面的出煤。
一条轨道上山铺设轨道作为采区的辅助运输，输送矸石、设备、材料，兼作行人和进风。
采区车场及硐室
1.采区车场形式
采区轨道上山上部车场为逆向平车场，由于平车场摘挂钩安全，操作方便，本采区中部车场为甩车形式，下部车场辅助运输采用顶板绕道，主要运输采用大巷装车方式。
2．采区主要硐室
绞车房:
主如果按照绞车的型号及规格，大体尺寸，绞车房的服务年限和所处的围岩性质等进行设计，其位置选择在围岩稳固，无淋水的，地压小的易保护的地址，在知足施工，机械安装和提升运输要求的前提下，应在知足足够存车和安全距离的前提下，尽可能靠近上山变坡点，以减少巷道工程量。
另外它与临近巷道间应有足够的距离，所以采用平车场，该绞车房宽度为，高4m，长6m。
煤仓：
按采煤机持续作业割一刀煤的产量计算。
式中：
Q—采区煤仓容量，tQ₁—防空仓漏风留煤量，一般去5～10t
L—工作面长度，mM—采高，m
b—进刀深度，mr—煤的容重，m³
C₁—工作面采出率N—采区内同时生产的工作面数量
由以上计算得出，选择采区煤仓容量1416t
采区煤仓设计为圆形断面直径为4m，煤仓太高易使煤压实而起拱，引发堵塞，一般不宜超过32m。
图8采区煤仓
采区生产系统
1.采准系统
自-250水平岩石运输石门，开掘采区下部车场，从下部车场向上，在下部煤层中开掘轨道上山和运输上山，两条上山相距20m,到采区上部边界后，以上部车场与采区回风石门连通，抵达-50水平回风石门最后掘开切眼，完成采准工作。
2．通风系统
新鲜风流：
运输大巷——采区运输石门——采区下部车场——轨道上山——回风石门——区段回风平巷——联络巷——区段运输平巷——工作面
乏风风流:
工作面——回风石门——回风大巷
3.运煤系统
采煤工作面——区段运输平巷——溜煤眼——运输上山——采区煤仓——运输大巷
4.运料系统
运输大巷——采区运输石门——采区下部车场——轨道上山——采区上部车场——回风石门——区段回风平巷——工作面
3.工作面主要机械设备
按照本设计采区的实际条件：
煤层平均厚度为7m，平均倾角为°。
选择综采成套设备为MG800／2040—WD型电牵引双滚筒采煤机，功率为2400kw，牵引速度10～16m/min；工作面刮板输送机选用SGZ1000/2×855型刮板输送机，功率1400kw，链速s；综采工作面液压支架选择型号为
ZY3600/25/50，初撑力为3092KN，端头支架选择型号为ZTC20000/25/50。
表1采煤机参数
采煤机型号
MG800／2040—WD
机身长度m
采高m
～
滚筒直径
截深mm
800
牵引速度m/min
10～16
牵引力KN
1250/785
截割功率kw
2×800
牵引形式
销排
总装机功率kw
2040
冷却形式
水冷
喷雾形式
内外喷雾
表2刮板输送机参数
刮板机型号
SGZ1000/2×855
机头尺寸（长*宽）m²
*
运输能力T/h
1000
链速m/s
铺设长度m
229
电机功率kw
700
电压V
3300
刮板机形式
中双链
表3液压支架参数
型号
高度
m
宽度
m
初撑力
KN
工作阻力
KN
支撑强度
MPa
适应
角度
ZY3600/25/50
2．
表4转载机参数
型号
装机功率
输送能力
设计长度
SZZ—1000/525
700kw
1200t/h
60m
表5破碎机参数
型号
功率
破碎能力
破碎粒度
PCM—250
250kw
3000
150—300mm
表6胶带输送机参数
型号
功率
带宽
带速
输送能力
DSP—800/125
200kw
800mm
s
1200t/h
表7乳化液泵站参数
乳化液泵型号
工作压力
功率
乳化液箱
泵站流量
LRB—400/
400kw
一台
400m³/min
4.采煤机工作方式
采煤机割煤方式
其进刀进程如下：
（1）机组下行沿刮板输送机弯曲段斜切进入煤壁，直至达到截深，机组进入直线段，将刮板输送机推直。
（2）机组上行割三角煤。
（3）机组下行正常割煤，移架距采煤机2∽3架。
（4）刮板输送机推向煤壁，弯曲段长度维持在15∽18米，机组割通另一端后，重复
（1）。
完成工作面割煤的一个循环。
采煤机端部斜切进刀
图9割三角煤端头斜切进刀
工作面顶板管理
按照工作面煤层厚度顶板岩性等，采用全数垮落法管理顶板，肯定利用ZY3600/25/50型掩护式液压支架管理顶板，最大控顶距,最小控顶距,顶板及时支护，支架采用成组整体依次顺序移动，适用于顶板较稳固的高产综采面。
工作面的支架需求量：
由n=L/E
式中：
n—工作面支架数量，取整数；
L—工作面长度，m；
E—支架中心距；
工作面支架：
n=200/=125架
端头支架：
n=9/=6架
端头支护和超前支护：
端头支护采用端头支架选择型号为ZTC20000/25/50，运输和回风度用锚杆加锚网，超前支护采用单体液压支柱加铰接顶梁支护。
循环方式选择
循环方式是循环进度和日夜循环总数。
工作面作业制度、循环方式、作业方式、工序安排及劳动组织最终反映在循环图表上，它包括循环作业图、劳动组织表、技术经济指标表等部份。
采煤工作面采用“三八”工作制，两班采煤一班预备，每班工作8小时，采煤班每班进3刀，检修班进行检修。
编制原则：
（1）出勤的工种必需与循环表中的作业时刻相对。
（2）出勤工数必需按国家规定的人员配备，综采队不超过100人。
（3）采煤直接工人包括转载机之内工人，采区人员不在内。
采区主要技术经济指标
表8工人出勤表
序号
工种
一班
二班
三班
合计
1
班长
1
1
1
3
2
采煤机司机
1
1
1
3
3
支架工
5
5
3
13
4
运输及转载机司机
4
4
4
12
5
泵站司机
1
1
1
3
6
其他杂活
2
2
2
6
7
运料工
2
2
2
6
8
副班长
1
1
1
3
9
电工
1
1
2
4
10
钳工
1
1
2
4
11
普工
5
5
1
11
12
队干部
1
1
1
3
总计
25
25
21
71
表9工作面主要设备
序号
设备名称
型号
单位
数量
1
液压支架
ZY3600/25/50
架
119
1
液压支架
ZTC20000/25/50
架
6
2
采煤机
MG800/2040-WD
台
1
3
刮板输送机
SGZ1000/2×855
台
1
4
转载机
SZZ-1000/525
台
1
5
乳化液泵
LRB-400/
台
3
6
移动变电站
KBSGZY-800/1140
台
1
7
胶带输送机
DSP-1200/125
台
1
8
破碎机
PCM-250
台
1
表10主要技术经济指标
序号
指标名称
单位
指标
1
工作面倾角
°
2
工作面长度
m
200
3
工作面高度
m
～
4
截割深度
m
5
日进度
m/d
6
日产量
t/d
7
月进度
m/月
8
月产量
t/月
9
回采工效
t/工
10
截齿消耗
个/mt
31
11
乳化液消耗
Kg/mt
表11工作面正规作业循环图
5.安全技术办法
一、避免瓦斯、煤尘爆炸办法
1）采掘工作面要实现瓦斯自动化监测技术。
2）严格执行煤矿安全规程关于井下瓦斯检查制度，保证采掘工作面风流瓦斯不超限。
3）严格执行回风流及掘进工作面的防尘、降尘技术办法，设置防爆水幕。
二、防治水办法
本采区涌水较小，但在采掘进程中局部将会出现顶板淋水现象，对采掘生产有必然的影响。
在采掘进程中需铺设排水沟，增强排水工作。
当煤层顶板含水层或水体影响安全开采时，必需超前探放水并成立疏排系统。
3、防火办法
由于本采区煤层具有自燃发火偏向性，采煤工作面在回采进程中需进行采空区灌浆。
在采掘进程中必需注意避免煤层自燃发火。
1）作业规程中应有避免煤层自燃发火的技术办法并在施工中严格执行。
2）采掘工作面严禁无风、轻风或风量不足作业。
3）掘进工作面要严格控制顶帮离层，发觉火患，当即处置。
4）采工作面不准时采时停，顶煤要尽可能放净，以避免采空区残煤自燃发火。
5）回采工作面回采后要及时加以封锁，并保证封锁质量。
总结：
这次设计任务，煤层地质构造条件理想，我的设计任务是煤层平均倾角°，生产能力150万t/年的矿井，在设计进程中，我充分利用《煤矿开采学》上所学知识，结合煤层构造实际情形，以安全第一和高产高效为原则，从技术上和经济上着手，设计出了一套在技术上可行，经济上优越的现代化大型矿井煤层群采区开采方案。
在这次设计进程中，我对工作面层面布置和采区回采巷道的布置有了更进一步的理解和熟悉，学到了很多知识。
在零号图纸上绘制工作面布置图（1:
200）和采区巷道布置平面图（1:
2500）及其剖面图（1:
2500）的进程中，许多细节问题的处置使自己取得了提高，同时也增强了动手能力，使自己取得了一次专门大的锻炼。
在编制课程设计说明书和画图的进程中，我把《煤矿开采学》上所学到的知识又梳理了一遍，对采矿方面的许多专业知识比以前的熟悉更深了，同时也学到了许多其他矿业方面的相关知识，比如工作面的设备选型，三机配套，巷道断面设计等。
在说明书上所附的各计算示用意和插图均用工程画图软件AutoCAD绘制，在那个进程中，对利用AutoCAD绘制采矿工程图形有了新的熟悉，从头温习了许多画图命令和了解了最新的制图标准。
如何利用先进技术绘制标准、合格的采矿工程图是咱们采矿人必需关注并注意的问题，在以后的学习和工作中，我也会认真的学习。
通过这次课程设计，我经历了一个采区巷道和工作面设计到开采的全进程，这将是我以后学习和工作的财富，会对我以后的学习和工作有着专门大的指导和帮忙。
参考文献：
[1]国家煤矿安全监察局，国家安全生产监督管理总局.《煤矿安全规程》：
煤炭工业出版社，2011
[2]张荣立，何国纬，李铎等.《采矿工程设计手册》：
煤炭工业出版社，2006
[3]徐永圻《煤矿开采学》：
中国矿业大学出版社，2004
[4]王德明《矿井通风与安全》：
中国矿业大学出版社，2007
[5]谢锡纯《矿山机械与设备》：
中国矿业大学出版社，2000
[6]王国法《高效综合机械化采煤成套装备技术》：
中国矿业大学出版社，2008
[7]本社《煤炭地质测量图例》：
煤炭工业出版社，2006
[8]宋宏伟《井巷工程》：
煤炭工业出版社，2010
[9]陈维健《矿山运输与提升设备》：
中国矿业大学出版社，2011
[10]李锋《现代采掘机械》：
煤炭工业出版社，2011
[11]钱鸣高《矿山压力与岩层控制》：
中国矿业大学出版社，2010
[12]李锦生《现代煤矿企业管理》：
中国矿业大学出版社，2007
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