《采煤工艺课程设计》大纲.docx

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《采煤工艺课程设计》大纲

采矿10级

《采煤工艺课程设计》大纲

陕西能源职业技术学院能源工程系

第一章概述

一、采煤工作面位置及开采范围

1、采煤工作面位置

采煤工作面的位置主要指本工作面所处的水平、翼、采区（盘区或带区）、区段等，并应说明工作面的编号。

2、开采范围

采煤工作面的开采范围是指开采的上下边界、始采和终采位置、沿走向（或倾斜）方向的推进长度及工作面的长度。

二、采煤工作面与相邻煤层及相邻采区的关系

1、与相邻煤层的关系

开采煤层群的矿井，应写明本采煤工作面所开采的煤层与上下煤层的层号、层间距、各煤层的厚度、开采情况及对本工作面的影响，若上下煤层工作面同采，应写明两工作面的错距。

2、与相邻己采采区的关系

应写明本采煤工作面与相邻已采采区有无隔离煤柱以及煤柱的宽度；采空区内是否有积水和瓦斯等，对本工作面采煤有何影响。

三、采煤工作面与地面相对位置的关系

采煤工作面开采范围与地面相对位置的范围内有无建筑物、水体、铁路。

若有，则应附本工作面井上下对照图，并写明建筑物、水体或铁路对本工作面开采的影响和应采取的措施及建议。

第二章地质概况

一、煤层

主要说明采煤工作面开采范围内煤层的走向、倾向、倾角及其变化规律，煤层的名称、结构及厚度，煤的硬度、强度、牌号、容重及其他一些物理力学指标和工业指标。

二、岩层

阐明含煤地层的岩性、特征及厚度。

附本工作面煤层综合柱状图。

三、地质构造及水文地质

主要说明褶曲、断层、陷落柱及岩浆侵入的特征、产状等。

说明本工作面顶底板岩层含水情况，围岩采空区积水情况及工作面最大、最小涌水量等。

四、开采条件

瓦斯：

说明本采煤工作面瓦斯涌出情况及涌出量，是否有煤（岩）与瓦斯突出危险。

煤尘：

煤尘爆炸危险性及煤尘爆炸指数

自然发火：

说明煤层自然发火倾向性及发火期，

煤层顶底板：

伪顶的岩石性质及厚度；煤层直接顶的岩性、厚度、结构及强度，层理、节理发育程度，直接顶的类别；基本顶的岩性、厚度及强度，基本顶的级别；底板的岩性、厚度、结构及强度。

冲击地压危险性及其对开采的影响。

第三章可采储量及可采期

计算出本采煤工作面开采范围内的可采储量及可采期。

（1）可采储量计算：

Z=LSmrK

式中L——采煤工作面长度，m；

S——采煤工作面走向长度，m；

m——采高，m；

r——煤层实体密度，t/m3；

K——工作面采出率。

（2）可采期计算：

T=Z/A

式中T——采煤工作面可采期，a；

Z——采煤工作面走向长度，万tm；

A——工作面生产能力，万t/a。

也可根据工作面的走向长度与推进度计算工作面的可采期。

第四章巷道布置与生产系统

第一节巷道布置

简要说明本工作面所在采区（盘区或带区）的巷道布置方式，附巷道布置示意图。

详细说明本采煤工作面的运煤巷、回风巷及开切眼的布置、巷道断面规格、支护形式以及支架折损情况，附本工作面巷道布置平面图及巷道断面图。

第二节生产系统

一、运输系统

主要包括煤炭运输系统和材料及设备运输系统。

运输系统除用文字说明外，在图中用箭头标明运煤及运料的方向，用不同的符号标明各种运输设备所安设的位置，并附运输设备配备表，在表中列明设备名称、型号、台数及主要技术特征。

二、排水系统

采煤工作面遇有涌水时，作业规程要说明水源及涌水量、排水方式、所选用的排水设备的型号、台数及主要技术特征，并绘制排水系统图，标明排水方向、路线及排水设备使用地点。

三、供电系统

将本工作面所有用电设备的负荷列表统计，格式见下表1。

绘制工作面供电系统图，图中应注明开关的型号及整定值、电缆的长度及型号、用电设备的型号等。

表1采煤工作面用电设备负荷统计表

设备名称

规格型号

使用地点

数量

额定容量/KW

备注

……

……

……

……

……

四、通风防尘系统

1、确定风量

先按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、炸药消耗量、工作面温度计算出采煤工作面需风量，然后按风速验算，确定出采煤工作面实际需风量。

2、通风防尘系统图

用文字说明通风设施和通风监测仪表的布置及要求，说明综合防尘的设施、设备及要求，并绘制通风防尘系统图。

五、管路系统

用文字说明采煤工作面供液、供压风、洒水、注水、注浆、充填、瓦斯抽放等管路系统，并绘制管路系统图。

六、照明及通信系统

说明工作面照明设备的型号、数量及安设地点。

说明工作面通信设备的型号及安设地点，并说明各特定的联络信号和联络办法。

第五章采煤工艺

第一节采煤工艺的选择

确定采煤工艺，应首先详细了解煤层赋存条件，并对实习矿井目前使用的采煤工艺进行认真分析，作出简要的评价。

采煤工艺设计应尽可能采用先进技术、先进设备，以提高机械化水平、产量和劳动生产率，保证安全生产，降低吨煤成本。

第二节采煤工艺

采煤工作面的工艺过程，包括破煤、装煤、运煤、支护、（放顶煤）和采空区处理等工序。

一、破煤

1、滚筒采煤机落煤

在煤层赋存稳定、地质构造简单、顶板完整、煤层厚度在O.8m以上的长壁工作面可采用滚筒采煤机落煤。

在设计中应说明：

采煤机类型、采煤机的工作方式、采煤机的进刀方式以及合理的截深等。

2、爆破落煤

炮采在我国仍广泛采用，特别是在地质条件复杂，不具备使用采煤机的工作面中应用更广。

钻眼爆破工作包括打眼、装药、填炮泥、联炮线及爆破等。

依据采煤工作面的采高、煤层的软硬、煤层节理裂隙发育程度及围岩的性质，正确地确定钻眼爆破参数。

这些参数包括炮眼的排列、炮眼布置

方式、炮眼的角度、炮眼深、装药量、一次起爆炮眼数量及其爆顺序等。

附炮眼布置图、炮眼装药结构示意图、爆破说明书。

4、爆破材料消耗量

列表计算爆破材料消耗量。

表格形式可参考表2。

二、装煤

1、炮采工作面的装煤方式

（1）爆破装煤。

人工装煤辅以爆破自装。

爆破装煤的自装率与爆破参数有关。

（2）机械装煤。

2、普采及综采工作面的装煤方式

使用滚筒式采煤机的工作面，采煤机在割煤的同时，约90％的煤靠挡煤板及螺旋叶片将煤推向输送机，完成装煤工作。

其余少量浮煤由安装在输送机上的

表2循环爆破材料消耗量计算表

炮眼名称

循环

个数

角度/（。

）

眼深

／m

眼距/m

炸药／kg

雷管

封孔

水平角度

仰角

俯

角

距顶

板

距底板

问距

种类

每眼装药量

每循

环装药量

种类

段

数

循环用量

水炮泥

封孔长度

每循环

炮眼数

每循环炸药

总量／kg

每循环雷管数

/发

每循环水炮泥散

／个

铲煤板在移输送机时铲入输送机内，或由人工清理。

三、运煤

1、采煤工作面的运输方式

采煤工作面的运煤方式主要根据煤层倾角及破煤方式确定。

在缓斜煤层工作面，无论采用何种采煤方式，均采用可弯曲刮板输送机运煤。

在倾斜煤层工作面，当采用滚筒式采煤机破煤时，使用可弯曲刮板输送机运煤或活节溜槽溜煤；当采用爆破法破煤时，可采用铁溜槽或搪瓷溜槽溜煤。

搪瓷溜槽的摩擦系数较小，在煤层倾角大于19。

时即可采用。

2、采煤工作面输送机的选择

采煤工作面输送机的选择应根据落煤方式及运煤能力确定。

而各种输送机在设计上已规定了它们适应的落煤方式，所以在设计中着重根据运煤能力来考虑，所选输送机的运输能力应大于工作面生产能力。

四、工作面支护

1、炮采、普采工作面支护

一般选用单体液压支柱与铰接顶梁组成的金属支架。

应计算单体支柱规格（计算出最大、最小高度，查表确定单体支柱的类型和规格）、工作面支架布置方式（附工作面支架布置图）、工作面上下出口支护、采煤巷道的超前支护等。

2、综采工作面支护

说明液压支架的架型及规格。

3、综采放顶煤工作面应说明主要工艺过程、初采和末采放煤工艺、放煤步距、放煤方式、端头放煤、放煤效果等情况。

五、采空区处理

采空区处理方法有全部跨落法、充填法、煤柱支撑法、缓慢下沉法等。

其中全部跨落法应用广泛。

全部跨落法是通过回柱放顶、移架使工作面控顶距范围以外的顶板岩层有计划地垮落下来，基本上填满

采空区，同时维护好控顶距范围内的顶板，使其保持完整稳定。

为此设计这部分内容要确定放顶距及控顶距的大小；是否采用特种支架，采用何种形式的特种支架；工作面回柱顺序、回柱方法等几个问题。

第六章生产技术管理

这一章内容包括确定循环方式、作业方式、工序安排及劳动组织、编制循环作业图表、采煤工作面主要技术经济指标表。

一、循环方式

循环方式系指循环进度和昼夜循环的总称。

二、作业形式

指一昼夜内采煤班和准备班的配合形式。

三、工序安排

首先应对整个采煤工艺过程进行分析，确定主要工序和次要工序及相互关系，充分利用工作面空间和时问，避免各工序的相互影响，保证主要工序顺利进行。

如普采工作面割煤是主要工序，支护、放顶等是次要工序，把次要工序围绕主要工序进行安排。

其次应对各工序在时间上分清先后顺序，在空间上应分清位置关系，在不影响安全的前提下应安排其平行作业。

四、劳动组织

劳动组织包括人员的配备和劳动组织形式。

五、循环图表

循环作业图表示工作面内各工序在时间与空间上的相互关系。

它是以工作面长度（单位是米）为纵坐标，以昼夜24h为横坐标，再以规定的符号在图内绘出各工序所处的时间和地点。

循环图表应根据确定的循环方式、作业形式、工序安排及劳动组织等编制。

作图时应准确地反映出各工序在时间上和空间上的关系。

图的下面应注明图例。

六、工人出勤表

工人出勤表中各工种出勤人数，可根据各工种的工作量及实习矿井收集到的劳动定额计算求得，无定额的工种，按岗位定员。

七、采煤工作面技术经济指标

用表格形式来表示采煤工作面的工作条件和应获得的技术经济指标，其所包括内容参见教材相关章节。

第七章采煤方法图的设计与绘制

采煤方法设计的最终成果要反映在采煤方法设计图中，这是指导生产的重要图件，是必须完成的最主要的设计图纸之一。

一、采煤方法图的内容

采煤方法图包括以下主要图表。

1、采煤工作面平面图

绘出工作面的全貌，画出工作面机械设备及位置；工作面支柱及顶梁的布置；工作面上下出口的支护方式；采煤机割煤方式；割煤、挂梁、支柱、移溜、放顶各工序的空间关系；采煤工作面生产系统等。

2、采煤工作面断面图

在工作面平面图适当位置处作若干个剖面图，说明最小和最大控顶距，工作面支护方式，画出机道、人行道、材料道及放顶宽度，工作面中采煤机、输送机、支柱、顶梁在空间的相互关系。

3、采煤工作面循环作业图

在该图中用规定符号画出各主要工序和辅助工序，并画出各道工序在时间上的先后顺序和间隔时间。

如果是炮采工作面，还要绘制炮眼布置图和编制爆破说明书。

二、采煤方法图中应标注的主要尺寸

1、工作面全长，上下切口长度、深度，采煤巷道宽度、采高。

2、柱距、排距、机道宽度，无支护宽度及最大和最小控顶距。

3、炮眼布置参数。

三、绘制采煤方法图应注意的事项

1、用给出的图幅按比例画图。

2、图面布置要疏密匀称，重点突出，线条清晰，粗细分明，各图摆布恰当，整齐干净。

3、正式绘图前，先画设计草图，然后在图纸上用铅笔画底图，经检查无误后上墨。

第八章安全技术措施

一、确保采煤工作面各个工序顺利进行的安全技术措施

（一）爆破及采煤机落煤安全技术措施

（二）装煤的安全技术措施

（三刮板输送机运煤的安全技术措施

（四）挂梁、打柱及液压支架操作的安全技术措施

（五）回柱放顶的安全技术措施

（六）端头及超前支护的安全技术措施

二、井下五大灾害的防治措施

（一）预防瓦斯爆炸的措施

（二）预防瓦斯喷出与突出的措施

（三）瓦斯抽放

（四）矿井水灾的防治

（五）矿井火灾的防治

（六）矿尘的防治

（七）顶板事故的防治措施

三、其它方面的安全技术措施

其他方面的安全技术措施（如初次放顶、收尾放顶、托伪顶开采、过老巷、过断层、褶曲和过陷落柱等的安全技术措施）。

四、安全管理制度

五、遇灾害时的紧急处理及避灾路线

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