1、河 南 理 工 大 学 万 方 科 技 学 院采 矿 学课 程 设 计专 业：安全工程 班 级：专升本2 姓 名：张豪 学 号：1316250036指导老师：顾明 河南理工大学本科课程设计目 录绪 论 .11 井田地质特征、矿井储量及年产量 .21.1 井田地质特征 .21.2 井田范 围及储量 .31.3 矿井生产能力及服务年限 .82 井田开拓 .102.1 井田内划分 .102.2 开拓方案的选定 .162.3 开采顺序 .243 采煤方法 .263.1 确定采煤方法 .263.2 采区巷道布置 .273.3 采煤工艺 .363.4 安全技术措施 .41参考文献 .43河南理工大学本科课
2、程设计1绪 论采矿课程设计是采矿工程专业实践教学环节的重要一环。它是学生学过井巷工程 、 矿井通风安全 、 矿山压力与控制 、 开采损害与保护 、 采矿学等课程，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。设计中要认真贯彻煤炭工业技术政策 、 煤矿安全规程 、 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。设计力争做到分析论证清楚、证据确凿，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。河南理工大学本科课程设计21 井田地质特征、
3、矿井储量及年产量1.1 井田地质特征煤层埋藏条件：煤层层数为 1；煤层厚度 m=6.0m；煤层倾角 =19；煤的容重 =1.3 t/m3，煤质中硬，坚固系数 f=1.52.5；表土层厚 60m，m 煤层顶板为砂质页岩，底板为砂岩；地面标高+100m。井田内的主要地质构造：煤层埋藏稳定，井田无大构造。矿井涌水量及其他条件：矿井正常涌水量 Q 正 =200m3/h；矿井最大涌水量 Q 大=330 m3/h；矿井相对瓦斯涌出量 q=12.5m3/dt；煤尘无爆炸性，无自然发火倾向 。表 1-1 煤层及顶底岩性特征围 岩性 质序号 煤层名称倾角(0)煤层平均厚度(m)容重(t/m3)硬度(f)顶板 底
4、板1 m 19 6m 1.3 t/m3 1.52.5 砂质页岩 砂岩1.2 井田范围及储量1.2.1 井田范围沿走向长度为 6500m，倾斜长度为 2700m，井田面积为 17.55 km2。井田面积16.6 km2。1.2.2 矿井工业储量矿井工业储量是经过勘探，其煤层厚度和质量均合乎开采要求，而地质构造又比较清楚的平衡表内储量，即勘探(精查)地质报告提供的“能利用储量”中的河南理工大学本科课程设计3A、B、C 三级储量。对于煤矿课程设计没有勘探(精查)地质报告，则用计算矿井工业储量的相关公式即可，如下所示Zg = HLm式中： Zg 矿井工业储量，万 t；H 井田倾斜长度，m；L 井田走向
5、长度，m； 煤的容重，t/m 3； m 煤层的厚度，m；计算可得煤的工业储量： Zg1 = HLm= 270065006.01.3=13689 万 t1.2.3 矿井设计储量矿井设计储量是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性煤柱损失后的储量。由于该井田中无大的构造，则断层煤柱可忽略，同时已有的地面建筑物、构筑物需要留设得保护煤柱也忽略，故既考虑防水煤柱和井田境界煤柱的永久煤柱的损失量。Zs=ZgP式中： Zs 矿井设计储量；万t； Zg 矿井工业储量，万 t；P 永久煤柱的损失量，包括井田边界煤柱、防水煤柱；其中，对于计
6、算井田边界煤柱，在设计井田一侧可按 2030m 宽度留设，该设计中井田边界煤柱取 30m 宽，则井田边界煤柱为:河南理工大学本科课程设计4P1=HL(H230) (L230)m 式中： P1 井田边界煤柱损失量，万 t， ；H 井田倾斜长度，m；L 井田走向长度，m； 煤的容重，t/m 3； m 煤的厚度，m；L1 井田边界煤柱宽度， m。计算可得井田边界煤柱损失量：P30265006.01.3+202(2700-302) 6.01.3287.04万t1.2.4 矿井设计可采储量矿井设计可采储量是矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上、下山保护煤柱煤量后乘以采区采出率的储量。计
7、算工业场地压煤时，其场地占地面积可参考表 1-2。工业场地一般布置成长方形，其长边垂直于煤层走向。因工业场地、矿井井下主要巷道等煤柱损失与井田开拓方式、采煤方法有关，其煤柱损失量待井田开拓、采煤方法确定后才能确定。为便于利用矿井可采储量初步确定矿井设计生产能力，上述永久煤柱损失与工业场地、井下主要巷道煤柱损失等可暂按工业储量的 57%计入，初步估算矿井设计可采储量。但此计算过程不列入设计说明书中，待后续有关设计确定后，再对上述各种损失进行修正，并按表 1-3 的格式正式填入矿井可采储量汇总表，统计出矿井设计可采储量。表 1-2 矿井工业场地占地面积指标序号 井型 设计生产能力(Mt/a) 占地
8、面积指标(公倾/Mt)1 2.40 3.00 782大型1.20 1.50 1.80 910河南理工大学本科课程设计53 中型 0.45 0.60 0.90 12134 小型 0.09 0.15 0.21 0.30 15注：占地面积指标中小井取大值、大井取小值。确定井型时，不应出现介于两种生产能力之间的中间井型。工业场地占地面积设计生产能力占地面积指标预设计年生产能力为 150 万吨年，则工业场地占地面积 S1.51015 公顷。假设工业场地为长方形，长宽比为 3：2，则长边的为 500m，短边为 300m。根据垂直断面法可求得，工业场地煤柱损失煤量 110 万吨。QAm/cos式中： Q 工
9、业场地煤柱损失煤量， 万 t；A 工业场地煤柱在水平投影面的面积，m 2；M 煤层的厚度，m；煤的容重，t/m 3；煤层的倾角，；计算可工业场地煤柱损失煤量：QAm/cos1510 461.3/cos19110 万 t由于主要巷道及上、下山的保护煤柱煤量的具体值在开拓方式确定后才能确定，现在仅按照工业储量的 57%计算，即 131350.05656.75 万吨。矿井设计可采储量 ：Zk(ZsP)C式中： Zk矿井设计可采储量, 万 t；Zs矿井设计储量，万 t；P 矿井工业场地保护煤柱、主要巷道及上、下山保护煤柱量，万 t；C 采区采出率，厚煤层不低于 0.75；中厚煤层不低于0.8；薄河南理
10、工大学本科课程设计6煤层不低于 0.85；地方小煤矿不低于 0.7。计算可得矿井可采储量：Zk(ZsP)C(13689-287.04-110)0.7512730.77 万 t表 1-3 矿井可采储量计算表永久煤柱损失(万 t)煤层名称工业储量(万 t) 断层井田境界工业场地合计矿井设计储量(万t)矿井设计可采储量(万 t)m 13689 0 287.04 110 397.04 13401.96 12730.771.3 矿井生产能力及服务年限1.3.1 矿井工作制度“技术政策”第 14 条规定：“矿井设计能力按年工作日 330d，每天提升 14h”计算。每天 3 班作业，每班工作 8 小时。1.
11、3.2 矿井年产量及服务年限课程设计一般为新建井，分析确定矿井设计生产能力和设计服务年限时，可先试取 1 个矿井设计生产能力（比如 0.90 Mt/a） ，然后按下式计算矿井服务年限：河南理工大学本科课程设计7KATZk式中： T 矿井设计服务年限，a；Zk 矿井设计可采储量，Mt；A 矿井设计生产能力，Mt/a；K 储量备用系数，K=1.31.5。计算可得矿井设计服务年限：ATZk4.15027361a计算出的矿井设计服务年限必须符合表 1-4 中规定的服务年限。如小于规定服务年限，则必须调整矿井设计生产能力。表 1-4 矿井井型和服务年限井型矿井设计生产能力(Mt/a)新矿井服务年限(a)
12、改扩建后矿井服务年限(a)3.005.00 70 50大型1.202.40 60 40中型 0.450.90 50 30小型 0.30 及以下 由各省煤炭厅(局)自定 同左河南理工大学本科课程设计82 井田开拓2.1 井田内划分2.1.1 保证年产量的工作面长度和个数及区段斜长和区段数目1、确定达到设计产量时工作面总线长： 3KLmxAB式中： B 采煤工作面总线长，m；A 矿井设计年产量， 万 t/a； 回采出煤率，可取 0.9； m 同采煤层总厚度，m； 煤层容重，t/m 3；K3 工作面采出率，薄煤层 97%、中厚煤层 95%、厚煤层 93%；L 年推进度， ；InL0其中： 330矿井年工作日，天；n 日循环数，个；I 循环进度，m； 正规循环系数， =0.81。计算可得达到设计产量时工作面总线长： 3KLmxAB95.0216.05178.21 m其中年推进度： InL333060.60.9
