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文檔簡介
1、<p> 河 南 理 工 大 學(xué)</p><p> 《煤礦開采學(xué)》課程設(shè)計說明書</p><p> 姓 名:學(xué) 號:</p><p> 學(xué) 院:能源科學(xué)與工程學(xué)院</p><p> 班 級:采礦工程</p><p> 指導(dǎo)教師:職 稱:副教授</p><
2、p><b> 前言</b></p><p> 采礦課程設(shè)計是采礦工程專業(yè)學(xué)習(xí)的重要一環(huán),它是繼我們學(xué)過《井巷工程》、《采礦學(xué)》、《礦井通風(fēng)與安全》等課程,以及通過生產(chǎn)實習(xí)之后進行的,其目的是鞏固和擴大我們所學(xué)理論知識并使其系統(tǒng)化,培養(yǎng)我們運用所學(xué)理論知識解決實際問題的能力,提高我們計算,繪圖,查閱資料的基本技能,為畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。</p><p> 依照
3、老師精心設(shè)計的題目,按照大綱的要求進行,要求我們在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成計算,繪圖及編寫說明書等全部工作。</p><p> 煤層開采設(shè)計是煤炭開采重要環(huán)節(jié),而煤礦開采技術(shù)根據(jù)煤層賦存條件的不同有很大差異。開采方式不對會造成煤炭的極大浪費,甚至?xí)斐蓚鍪鹿实陌l(fā)生。在21世紀,能源極為重要的時代,要適應(yīng)蓬勃發(fā)展的社會經(jīng)濟,就必須優(yōu)化開采技術(shù),體現(xiàn)綠色開采和可持續(xù)發(fā)展策略,而合理的開采設(shè)計則能有效減少煤炭損失,將賦
4、存在地下的煤炭高速度,高效率的回采出,滿足祖國經(jīng)濟建設(shè)對能源的需求。</p><p> 設(shè)計中要求嚴格遵守和認真貫徹《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》以及國家制定的其它有關(guān)煤炭工業(yè)的方針政策,設(shè)計力爭做到分析論證清楚,計算精準,并積極采用切實可行的先進技術(shù),力爭使自己的設(shè)計達到較高水平,但由于本人水平有限,難免有疏漏和錯誤之處,敬請老師指正。</p><p><b>
5、 目 錄</b></p><p> 第1章 緒 論………………………………………………………………........1</p><p> 第2章 采區(qū)巷道布置2</p><p> 2.1 采區(qū)儲量與服務(wù)年限2</p><p> 2.1.1采區(qū)工業(yè)儲量、設(shè)計可采儲量的計算2</p><p>
6、 2.1.2服務(wù)年限計算與采區(qū)采出率的驗算3</p><p> 2.2 采區(qū)內(nèi)的再劃分3</p><p> 2.2.1 確定采煤工作面長度3</p><p> 2.2.2 確定采區(qū)內(nèi)的區(qū)段數(shù)目4</p><p> 2.2.3 確定工作面生產(chǎn)能力4</p><p> 2.2.4 確定采區(qū)同采工作面數(shù)目
7、及工作面接替順序4</p><p> 2.3 確定采區(qū)內(nèi)準備巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)4</p><p> 2.3.1 完善采區(qū)開拓巷道布置4</p><p> 2.3.2采區(qū)巷道布置系統(tǒng)方案的分析比較5</p><p> 2.3.3確定回采巷道布置方式.........................................
8、................................7</p><p> 2.3.4上下區(qū)段工作面交替生產(chǎn)的通風(fēng)系統(tǒng)…………………………….....7</p><p> 2.3.5采區(qū)上、下部車場的選型……………………………………………..7</p><p> 2.4 采區(qū)中部甩車場線路設(shè)計.............................
9、..........................................8</p><p> 第3章 采煤工藝設(shè)計…………………………………………………………13</p><p> 3.1 采煤工藝方式的確定…………………………………………………..13</p><p> 3.2 工作面合理長度的確定……………………………………………….16<
10、;/p><p> 3.3 采煤工作面循環(huán)作業(yè)圖表的編制………………………………...………17</p><p> 第4章 課程設(shè)計總結(jié)…………………………………………………………18</p><p> 第5章 參考文獻……………………………………………………………….19</p><p><b> 緒論</b><
11、;/p><p> 采礦課程設(shè)計是采礦工程專業(yè)學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。這次設(shè)計任務(wù),煤層地質(zhì)構(gòu)造條件理想,我所在的組的設(shè)計任務(wù)是煤層平均傾角為20 度,年生產(chǎn)能力為90萬噸。在設(shè)計過程中,我充分利用《采礦學(xué)》上所學(xué)知識,結(jié)合煤層構(gòu)造實際情況,認真精確計算為原則,從技術(shù)和經(jīng)濟上著手,設(shè)計了一套在技術(shù)上可行,在經(jīng)濟上優(yōu)越的采區(qū)設(shè)計方案。由于自己能力有限,理解不夠深刻,難免會出現(xiàn)錯誤,希望老師加以一定的幫助與更正。以下是具體設(shè)計題
12、目的條件。</p><p> 1.設(shè)計題目的一般條件:某礦第一開采水平上山階段某采區(qū)開采K1煤層,煤層平均厚度3.5m,頂?shù)装鍘r性如下表所示。該采區(qū)走向長度2500m,傾斜長度980m,采區(qū)內(nèi)各煤層埋藏平穩(wěn),地質(zhì)構(gòu)造簡單,無斷層,K1煤層屬簡單結(jié)構(gòu)煤層,硬度系數(shù)f=0.3,該采區(qū)K1煤層具備突出危險性,瓦斯含量為12m³/t。設(shè)計礦井的地面標高為+30m,煤層露頭為-30m。第一開采水平為該采區(qū)服務(wù)的
13、一條運輸大巷布置在K3煤層底板下方25m處的穩(wěn)定巖層中,為滿足該采區(qū)產(chǎn)系統(tǒng)所需的其余開拓巷道可根據(jù)采煤方法不同由設(shè)計者自行決定。</p><p> 2.設(shè)計題目的煤層傾角條件 </p><p> 煤層平均傾角為20度。</p><p> 3.設(shè)計采區(qū)煤層及頂?shù)装迩闆r如下表1-1</p><p> 表1-1 設(shè)計采區(qū)煤層及頂?shù)装迩闆r&
14、lt;/p><p> 第2章 采區(qū)巷道布置</p><p> 2.1 采區(qū)儲量與服務(wù)年限</p><p> 2.1.1采區(qū)工業(yè)儲量、設(shè)計可采儲量的計算</p><p> 確定采區(qū)生產(chǎn)能力:采區(qū)生產(chǎn)能力是采區(qū)準備方式中重要參數(shù),它不僅對準備巷道布置有較大影響,而且是采煤方法和生產(chǎn)系統(tǒng)等經(jīng)濟技術(shù)合理性的集中反應(yīng),確定采區(qū)生產(chǎn)能力的依據(jù):
15、 </p><p> ?。?)采區(qū)生產(chǎn)能力與煤層賦存條件及地質(zhì)條件相適應(yīng)。 </p><p> ?。?)采區(qū)生產(chǎn)能力與采區(qū)內(nèi)的合理的同采數(shù)目相適應(yīng)。 </p><p> ?。?)采取生產(chǎn)能力與采區(qū)儲量相適應(yīng),以保證采區(qū)平衡生產(chǎn)的穩(wěn)產(chǎn)期。 </p><p> 綜上所述,采區(qū)生產(chǎn)能力定為90萬噸/年。</p><p>
16、;<b> ?、俨蓞^(qū)工業(yè)儲量</b></p><p> Zg=H×L×m×γ (式2-1)</p><p> 式中: Zg---- 采區(qū)工業(yè)儲量,萬t; </p><p> H---- 采區(qū)傾斜長度,980m;</p><p>
17、L---- 采區(qū)走向長度,2500m;</p><p> m---- 煤層的厚度,3.5m;</p><p> γ---- 煤的容重,γ=1.30t/m³;</p><p> Zg=980×2500×3.5×1.3=1114.75萬t。</p><p> ②采區(qū)設(shè)計可采儲量:礦井可采儲量(Z)是
18、礦井設(shè)計的可以采出的儲量,故Z=(Zg-P)×C (式2-2)</p><p> 式中:Z---- 設(shè)計可采儲量, 萬t;</p><p> Zg---- 工業(yè)儲量,萬t;</p><p> P---- 永久煤柱損失量,萬t;</p><p> C---- 采區(qū)采出率,
19、厚煤層不低于0.75,中厚煤層不低于0.8,薄煤層不低于0.8。此處取0.8。</p><p> P=(2500×10×2+980×10×2)×3.5×1.3+80×960×3.5×1.3</p><p><b> =66.7萬噸。</b></p><p&
20、gt; Z=(Zg-P)×C=(1114.75-66.7)×0.8=838.4萬噸。 </p><p> 2.1.2 服務(wù)年限計算與采區(qū)采出率的驗算</p><p> ?、佼?shù)V井生產(chǎn)能力A一定時,可以計算出設(shè)計服務(wù)年限T。</p><p> T=Z/(A×K) (式2-3)</p&
21、gt;<p> 式中K———礦井儲量備用系數(shù),礦井設(shè)計一般取1.3。</p><p> T=Z/(A×K)=838.4/(90×1.3)=7.2年</p><p><b> ②驗算采區(qū)采出率。</b></p><p> 采區(qū)采出率=采區(qū)實際采出量/采區(qū)工業(yè)儲量×100%</p>
22、<p> 采區(qū)采出率=(1114.75-66.7)/1114.75=94%>80%</p><p><b> 符合規(guī)定。</b></p><p> 2.2 采區(qū)內(nèi)的再劃分</p><p> 2.2.1 確定采煤工作面長度</p><p> 合理的工作面長度能為工作面高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件,在一定范圍內(nèi)
23、增加工作面長度能獲得較高產(chǎn)量并提高效率,降低成本,同時加大工作面長度,可以相對減少區(qū)段數(shù)目,減少巷道掘進量。根據(jù)本采區(qū)煤層的基本條件,該煤層傾向長度有980米,且采煤工藝選取的是綜采工藝,單一走向長壁采煤法,一次采全高。由《采煤學(xué)》知:綜采工作面長度為150~240m,巷道寬度為4~5m,本設(shè)計選取5m,且生產(chǎn)能力為90萬噸,最終選取4個區(qū)段,區(qū)段煤柱選10m,故工作面長度為:</p><p> L1={L-2
24、×q-【(2×L2+p) ×n-p】}/n </p><p> 式中:L1——工作面長度,m;</p><p> L2——區(qū)段平巷寬度,m;</p><p> L——采區(qū)傾向長度,m;</p><p> q——采區(qū)上下邊界預(yù)留煤柱寬度,m;</p><
25、p> P——護巷煤柱寬度,m;</p><p> n——區(qū)段數(shù)目,個;</p><p> L1={980-2×10-【(2×5+10) ×4-10】}/4=222.5</p><p> 取5的整數(shù)倍,所以取220米。</p><p> 2.2.2 確定采區(qū)內(nèi)的區(qū)段數(shù)目</p><
26、;p><b> 4個。</b></p><p> 2.2.3 確定工作面生產(chǎn)能力</p><p> 采區(qū)生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)是采煤工作面生產(chǎn)能力,而采煤工作面的產(chǎn)量取決于煤層厚度、工作面長度及推進度。</p><p> 工作面日生產(chǎn)能力:Qr=A/T</p><p> 式中Qr——工作面日生產(chǎn)能力,t/d;&l
27、t;/p><p> A——采區(qū)生產(chǎn)能力,t/a;</p><p> T——年工作日,330d。</p><p> 所以Qr= A/T=900000/330=2727.27t/d。</p><p> 2.2.4 確定采區(qū)同采工作面數(shù)目及工作面接替順序</p><p> 本設(shè)計生產(chǎn)能力90萬t/a,且工作面生產(chǎn)能力2
28、727.27 t/d。采用單面達產(chǎn),以實現(xiàn)高產(chǎn)高效集中化生產(chǎn),滿足礦井的生產(chǎn)需求。</p><p> 采區(qū)內(nèi)工作面布置(雙翼布置)如表2-1:</p><p> 表2-1 煤層的區(qū)段劃分</p><p><b> 工作面接替順序:</b></p><p> 1101---1102---1103---1104---
29、1105---1106---1107---1108</p><p> 2.3 確定采區(qū)內(nèi)準備巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)</p><p> 2.3.1 完善采區(qū)開拓巷道布置</p><p> 運輸大巷布置在K3煤層底板下方25m處的穩(wěn)定巖層中,回風(fēng)大巷布置在煤層底板下方25米的巖層中,通過回風(fēng)石門與工作面相連。</p><p> 2.3.2采區(qū)
30、巷道布置系統(tǒng)方案的分析比較;</p><p> 就上山數(shù)目、位置提出布置方案,并進行技術(shù)分析與經(jīng)濟比較。</p><p> 因為該煤層為高瓦斯,所以布置三條上山用來滿足運輸、行人和通風(fēng)的要求。下面列出兩條可行性方案進行比較:</p><p> 方案一:三條巖石上山,將三條上山都布置在層底板巖石中,上山位于采區(qū)走向中央,通過石門與煤層相連,其中軌道上山布置在距離
31、底板10m處,運輸上山布置在下煤層15m處。</p><p> 方案二:一條煤層上山、兩條巖石上山,將回風(fēng)上山布置在煤層的煤層底板中,其中軌道上山布置距離底板10m處,運輸上山布置在下煤層15m處。</p><p> ⑴兩種方案經(jīng)濟性比較</p><p> 表2-2 巷道掘進費 單位:萬元<
32、/p><p> 表2-3 維護費用表 單位:萬元</p><p> 表2-4 輔助費用表 單位:萬元</p><p> 方案一:合計費用:481.41+89.72+359.79=930.92萬元</p><p>
33、 方案二:合計費用:426.24+109.35+335.23=870.82萬元</p><p> ?、苾煞N方案技術(shù)性比較</p><p> 表2-5 技術(shù)方案比較</p><p> 從以上對比中可以看出,兩巖一煤上山所需費用較少,在經(jīng)濟上更為合理,沿煤層掘進具有超前探煤的作用,再加上現(xiàn)在我國煤巷支護技術(shù)有了很大的提高,完全可以滿足煤層
34、上山的需要,綜合考慮以上因素,確定的在巖層里布置兩條上山。即:選兩條巖石上山、一條煤層上山方式布置生產(chǎn)系統(tǒng)。</p><p> 2.3.3確定回采巷道布置方式</p><p> 回采巷道布置方式.:沿空掘巷方式。</p><p> 分析:已知采區(qū)內(nèi)各煤層埋藏平穩(wěn),地質(zhì)構(gòu)造簡單,無斷層,煤層具備突出危險性,瓦斯含量為12m³/t??刹捎醚乜站蛳镩_采。&
35、lt;/p><p> 說明:在采區(qū)巷道布置平面圖內(nèi),工作面布置和推進的位置應(yīng)以達到采區(qū)設(shè)計產(chǎn)量及安全為準。工作面推進到距回風(fēng)大巷20米處的位置時停止,即為避開采掘超前影響所留設(shè)的20m護巷。</p><p> 2.3.4上下區(qū)段工作面交替生產(chǎn)的通風(fēng)系統(tǒng),如圖2-1。</p><p> 圖2-1 區(qū)段接替期間同時生產(chǎn)時通風(fēng)系統(tǒng)</p><p>
36、; 2.3.5采區(qū)上、下部車場的選型</p><p> ?、俨捎蒙喜科杰噲觯囕v運行順當,調(diào)車方便。</p><p> ?、诓蓞^(qū)下部車場選用大巷裝車頂板繞道式車場,調(diào)車方便,線路布置緊湊,工程量小。</p><p> 2.4 采區(qū)中部甩車場線路設(shè)計</p><p><b> 軌距</b></p>&l
37、t;p> 大巷(雙軌),采區(qū)軌道上山(單軌),區(qū)段石門(單軌)均選用600mm軌距。</p><p> 軌道上山作輔助提升,一次提升一噸礦車3個,設(shè)備型號</p><p><b> 軌型:15kg/m</b></p><p><b> 中部車場設(shè)計</b></p><p> 斜面線路
38、聯(lián)接系統(tǒng)各參數(shù)計算</p><p> ?、?道岔選擇及角度換算。</p><p> 由于是輔助提升,兩組道均選用DK 615-4-12(右)道岔。岔道參數(shù):α1 = α2 = 14°15′,a1 = a2 = 3 340 mm,b1 = b2 = 3 500 mm(以下非經(jīng)注明,長度單位均為mm)</p><p> 斜面線路一次回轉(zhuǎn)角α1 = 14
39、176;15′;</p><p> 斜面線路二次回轉(zhuǎn)角δ = α1 + α2 = 28°30′。</p><p> 一次回轉(zhuǎn)角α1的水平投影角α1’為:</p><p> α1’ = arc tan(tanα1/cosβ) = arc tan(tan14°15’/cos20°) = 14°33’18” (20°
40、為軌道上山傾角)。</p><p> 二次回轉(zhuǎn)角δ的水平投影角δ’為:</p><p> δ’ = arc tan(tan(α1 +α2)/cosβ) = arc tan(tan28°30’/cos20°) = 29°02’03” (20°為軌道上山傾角)。</p><p><b> 一次偽斜角β’為:<
41、/b></p><p> β’ = arc sin(cosα1sinβ) = arc sin(cos14°15’ × sin20°) = 11°37’32”</p><p><b> 二次偽斜角β”為:</b></p><p> β” = arc sin((α1 +α2)sinβ) = arc
42、 sin(cos28°30’ × sin20°) = 10°31’41”</p><p> ?、?計算斜面平行線路聯(lián)接點各參數(shù)。</p><p> 設(shè)計采用中間人行道,線路中心距S定為1 800。為簡化,斜面聯(lián)接點線路</p><p> 中心距取與S同值。斜面聯(lián)接點曲線半徑取9 000,則</p><p
43、> B = S?cotα2 = 1 800 × cot 14°15’ = 7 088mm</p><p> T1 = Rtan0.5α2 = 9 000 × tan (0.5 ×14°15’) = 1 125mm</p><p> L = B + T1 = 7 088 + 1 125=8 213mm</p><
44、;p> m = S/sinα2 = 1 800/sin 14°15’ = 7 313mm</p><p> ?。?)確定豎曲線的相對位置</p><p> ① 豎曲線各參數(shù)計算。</p><p> 取高道平均坡度iG = 11‰,γG = arctaniG = 37’49”;</p><p> 取低道平均坡度iD =
45、9‰,γD = arctaniD = 30’56”;</p><p> 取低道豎曲線半徑iD=9 000;</p><p> 暫定高道豎曲線半徑iG = 20 000。</p><p> 高道豎曲線各參數(shù)計算:</p><p> βG = β”-γG =10º31’41”-37’49” = 9º53’52”<
46、/p><p> hG = RG(cosγG-cosβ”) = 20 000(cos37’49”-cos10º31’41”) =336</p><p> lG = RG(sinβ”-sinγG) = 20 000(sin10º31’41”-sin37’49”) =3 434</p><p> TG = RGtan0.5βG = 20 000
47、215; tan(0.5 × 9º53’52”) = 1 732</p><p> KPG = RGβGº /57.3 = 20 000 × 9.9/57.3 = 3 455</p><p> 同理可求得低道各參數(shù):</p><p> βD = 11º02’37”、hD = 151、lD = 1 723、TD
48、= 867、KPD = 1 734mm</p><p> ② 最大高低差ΔH的計算。</p><p> 輔助提升時,存車線長度按2鉤車長度考慮,每鉤車提一噸礦車3輛,故高、低道存車線不于2 × 2 × 3 = 12 m?,F(xiàn)暫取12 m,起坡點間距暫設(shè)為零,則:</p><p> ΔH = 12 000 × 11‰+12 000 &
49、#215; 9‰ = 132 + 108 = 240mm。</p><p> 暫定存車線長度及起點間距是為了計算高低差ΔH,該二暫定值將以計算為準。</p><p> ?、?豎曲線相對位置的確定。</p><p> 負號表明低道起坡點超前于高道起坡點。其間距基本滿足要求,說明前面所取RG為20 m合適。</p><p> ?。?)高、低道
50、存車線各參數(shù)計算</p><p> ?、?閉合點O的位置計算,如下圖所示。</p><p> 設(shè)低道的高差為x,則</p><p> tanγD = (x-Δx)/LhG = 0.009</p><p> tanγG = (H-Δx)/LhG = 0.011</p><p> 式中Δx = L2iD = 388
51、 × 9‰ = 3.5,解上二式得</p><p> ?。▁-3.5)/0.009 = (249-x)/0.011</p><p><b> x = 110</b></p><p> LhG = (110-3.5)/0.009 = 11833mm</p><p> ② 計算存車線長度。</p>
52、<p> 高道存車線長度為11 833。低道存車線長度11 833 + 388 = 12 211(自動滾行段)。由于低道處于外曲線,故低道存車線總長度為12 221 +ΔkP = 14 136。</p><p> ?、?平曲線各參數(shù)計算。</p><p> 平曲線內(nèi)半徑R內(nèi) = 9 000</p><p> 平曲線外半徑R外 = 9 000 +
53、1 800 = 10 800</p><p> 平風(fēng)線轉(zhuǎn)角θ = 90º-29º02’03” = 60º57’57”</p><p> Kp內(nèi) = R內(nèi)(90º-δ’)/57.3 = 9 000 × 60.97º/57.3 = 9 576</p><p> Kp外 = R外(90º-δ’)/
54、57.3 = 10 800 × 60.97º/57.3 = 11 491</p><p> ΔKp = Kp外-Kp內(nèi) = 11 491-9 576 = 1 915</p><p> T內(nèi) = R內(nèi)tan((90º-δ’)/2) = 9 000 × tan(60º57’57”/2) = 5 298</p><p>
55、; T外 = R外tan((90º-δ’)/2) = 10 800 × tan(60º57’57”/2) = 6 357</p><p> ?、?計算存車線直線段長度d。</p><p> d = LhD-C1-Kp外</p><p> LhD為低道存車線總長,等于14 316</p><p> C1平、
56、豎曲線間插入段,取2 000</p><p> d = 14 316-2 000-11 491 = 645</p><p> 即在平曲線終止后接645 mm的直線段,然后接存車線第三道岔的平行線路聯(lián)接點。</p><p> ?、?計算存車線單開道岔平行線路聯(lián)結(jié)點長度Lk存車線道岔選用ZDK615-4-12,參數(shù)同前。則:</p><p>
57、 Lk = a + B + T1 = 3 340 + 7 088 + 1 125 = 11 533</p><p> ?。?)甩車場線路總平面輪廓尺寸及坡度計算。</p><p> 縱斷面線路的各點標高計算。</p><p> 設(shè)第二道岔岔心O”的標高h = ±0</p><p> 2點標高h = -(L-L1)sinβ”
58、= -(8 213-1 346) sin10°31’41” = -1 255</p><p> 3點標高h = -h(huán)――h = -1 255-336 = -1591</p><p> 4點標高h = -h(huán)-130 = -1 721 (LhG?iG) = 11 833 × 0.011 = 330)</p><p> 5點標高h = h = -
59、1721</p><p> 6點標高h = h-110 = -1 831 (LhD?iD) = 12 221 × 0.009 = 110)</p><p> 7點標高h = -h(huán)+ hD = -1 831 + 151 = -1680</p><p> 驗算標高是否閉合。1點與7點高差h-為:</p><p> h- = -(
60、msinβ’ + T1sinβ”) = -(7 313 × sin11°37’32” + 1 125 × sin10°31’41”)=-1 680</p><p> 計算結(jié)果與7點標高相同,故標高閉合,計算無誤差。</p><p> 設(shè)及’相對標高為±0.000 m</p><p> 點標高為:h2 = -AO
61、sinγDcosγD = -34 800 × sin34’23” × cos34’23” = -0.346 m</p><p> 點標高為:h3 = h2-TDsinγD + TDsinθ = -0.346-2.042 × sin34’23” + 2.042 × sin25°</p><p><b> = 0.497</
62、b></p><p> 、'’標高為:h4 = h4'’= h3+lCDsinθ = 0.497 + 2.186sin × sin25° = 1.687 m</p><p> '’標高為:h2'’= h4'’(TGsinθ + TGsinγD) = 1.687-(3.262 × sin25° + 3.
63、262 × 27'’0"”</p><p><b> = 0.28 m</b></p><p> 以高道計算'’:h2'’= BOsinγGcosγG = 35 024 × sin27'’0"”× cos27'’0"”= 0.28 m</p><
64、;p><b> 高低道閉合無誤。</b></p><p> 第3章 采煤工藝設(shè)計</p><p> 3.1 采煤工藝方式的確定</p><p><b> 1、采煤工藝</b></p><p> 本設(shè)計采區(qū)的煤層埋藏平穩(wěn),地質(zhì)構(gòu)造簡單,無斷層,屬簡單結(jié)構(gòu)煤層,煤厚3.5米,采用綜采,一
65、次采全高??梢詫崿F(xiàn)高采、高效、安全、低耗、且勞動條件好,勞動強度較小。</p><p> 主要工序:割煤—→移架—→推移輸送機</p><p><b> 2、設(shè)備選型</b></p><p> 選用國產(chǎn)設(shè)備見表3-1</p><p> 表3-1 設(shè)備型號資料表</p><p><b&
66、gt; 3、采煤與裝煤</b></p><p> ?、俾涿悍绞剑簷C械落煤</p><p><b> ?、诖_定截深:</b></p><p> e=Qr/( L1×d×r×C)</p><p> e--------采煤工作面日進尺,米;</p><p>
67、; Qr-------工作面日生產(chǎn)能力;</p><p> L1-------工作面長度;</p><p> d-------煤層厚度;</p><p> C-------工作面采出率,%;取0.95。</p><p> e=Qr/( L1×d×r×C)</p><p> =2
68、727.27/(220×3.5×1.3×0.95)=2.87米</p><p> 所以選擇滾筒截深800mm,日進四刀,采用“三八制”,兩采一準備的工作制度。則工作面日進尺0.8×4=3.2米。</p><p> ?、圻M刀方式:采區(qū)割三角煤端部斜切進刀方式,往返一次進兩刀。</p><p> 根據(jù)煤層的實際情況,選用采煤機
69、型號為MG300∕690-W,其各項參數(shù)如表3-2。</p><p> 表3-2 采煤機主要參數(shù)</p><p> 割三角煤方法進刀過程如圖3-1:</p><p> 圖3-1 割三角煤進刀方式</p><p> ?、俨擅簷C割至工作面端頭時,其后的輸送機槽已移近煤壁,采煤機機身處尚留有一段下部煤,如圖3-1(a)。</p>
70、<p> ?、?調(diào)換滾筒位置,前滾筒降下、后滾筒升起并沿輸送機彎曲段反向割入煤壁,直至輸送機直線段為止。然后將輸送機送機移直,如圖3-1(b)。</p><p> ?、?再調(diào)換兩個滾筒上下位置,重新返回割煤至輸送機機頭處,如圖3-1(c)。</p><p> ?、?將三角煤割掉,煤壁割直后,再次調(diào)換上下滾筒,返程正常割煤,如圖3-1(d)。</p><p&
71、gt;<b> 4、運煤</b></p><p> 使用刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、破碎機、膠帶輸送機運煤。</p><p> 工作面可彎曲刮板輸送機型號:SGD—630/180,其各項參數(shù)如表3-3</p><p> 表3-3 刮板輸送機主要參數(shù)</p><p><b> 5、工作面頂板支護</b&
72、gt;</p><p> 液壓支架型號:ZZ400/18/38;端頭支架型號:T1C5480-22/42</p><p> 移架方式:順序移架;支護方式:為防止片幫和冒頂,因此選用及時支護。</p><p> 工作面支架需用量:220/1.5=147,其主要參數(shù)如表3-4</p><p> 表3-4 液壓支架主要參數(shù)</p&
73、gt;<p><b> 支架校核: </b></p><p><b> 強度校核:</b></p><p><b> P=(4~8)Mr</b></p><p> 式中M------采高,3.5米 r------容重,1.3t/m3</p><p>
74、 因為地質(zhì)條件較好,按6倍采高計算</p><p> Pk1=6×3.5×1.3×9.8=267.54</p><p> Pk3=6×2.5×1.3×9.8=191.1</p><p> Pk1、Pk3均小于707KN,符合要求。</p><p><b> 高度校核
75、</b></p><p> hmax=Hmax+(0.2-0.3)m</p><p> hmax-----支架最高距離,Hmax------采高最大高度。</p><p> Hmax1+(0.2~0.3)m;H取3.5米,頂板距離取300mm,</p><p> 3.5+0.3=3.8米,<支架hmax</p&
76、gt;<p><b> 所以符合規(guī)定。</b></p><p><b> 6、處理采空區(qū)</b></p><p><b> 采用全部垮落法。</b></p><p> 3.2 工作面合理長度的確定</p><p><b> 1煤層地質(zhì)條件<
77、;/b></p><p> 地質(zhì)構(gòu)造簡單,采區(qū)內(nèi)無地質(zhì)變化,煤層厚度穩(wěn)定,而且傾角20度,不大且穩(wěn)定,工作面適當加長可增加效益。</p><p><b> 2、工作面生產(chǎn)能力</b></p><p> Q= L1×d×r×e×C×d</p><p> L1-
78、------工作面長度;</p><p> d-------煤層厚度;</p><p> C-------工作面采出率,%;取0.95;</p><p> e-------采煤工作面日進尺,米;</p><p> d-------年工作日,330d。</p><p> Q=220×4×0.
79、8×3.5×1.3×0.95×330=100.42萬噸。</p><p> 所以此設(shè)計符合生產(chǎn)需要。</p><p> 3、運輸設(shè)備及管理水平</p><p> 工作面所用運輸設(shè)備為國產(chǎn)成熟設(shè)備,技術(shù)先進,性能可靠,</p><p> 完全可以保障生產(chǎn)需要,采區(qū)的生產(chǎn)技術(shù)人員要具備一定經(jīng)驗,認真
80、組織施工。</p><p> 4、頂板管理及通風(fēng)能力</p><p> 1.工作面選用液壓支架為支撐掩護式,工作阻力大,技術(shù)可靠,</p><p> 對頂板管理比較有利。</p><p> 2.煤層瓦斯涌出量大,設(shè)計的采區(qū)巷道具有足夠的斷面,且巷道風(fēng)速不大于4m/s,通風(fēng)能力滿足生產(chǎn)需求。</p><p>
81、5、經(jīng)濟合理的工作面長度</p><p> 加大工作面長度,可相對減少區(qū)段數(shù),減少煤柱損失,提高采</p><p> 出率。增加經(jīng)濟效益,相對減少巷道掘進費、維護費,故工作面長度確定為220米。</p><p> 3.3 采煤工作面循環(huán)作業(yè)圖表的編制</p><p> 圖3-2 循環(huán)作業(yè)圖表</p><p>
82、 第4章 課程設(shè)計總結(jié)</p><p> 這次《采礦學(xué)》課程設(shè)計,在 老師的認真細心的指導(dǎo)下,經(jīng)過了為期兩周的時間,我的設(shè)計最終全部完成。在尾聲中,我要首先感謝老師意思不茍的指導(dǎo)和同學(xué)們的無私奉獻的幫助。</p><p> 這次設(shè)計任務(wù),煤層地質(zhì)構(gòu)造條件理想,我所在的組的設(shè)計任務(wù)是煤層平均傾角為20 度,年生產(chǎn)能力為90萬噸。在設(shè)計過程中,我充分利用《采礦學(xué)》上所學(xué)知識,結(jié)合煤層
83、構(gòu)造實際情況,認真精確計算為原則,從技術(shù)和經(jīng)濟上著手,設(shè)計了一套在技術(shù)上可行,在經(jīng)濟上優(yōu)越的采區(qū)設(shè)計方案。</p><p> 在這次設(shè)計過程中,我對工作面層面布置和采區(qū)回采巷道的設(shè)計有了更進一步的理解和認識,學(xué)到了很多知識,以零號圖紙繪制工作面布置層面圖(1:50)和采區(qū)巷道布置平面圖(1:2000)及其剖面圖(1:2000)的過程中,從許多細節(jié)問題處達到了很多益處,同時增強了動手能力,加強了CAD操作的熟練程
84、度。 </p><p> 在編制課程設(shè)計的過程中,對《采礦學(xué)》課本上的知識又重新梳理了一遍,對采礦的很多知識比以前認識更深了,還有《通風(fēng)安全》這本書,對全礦井的通風(fēng)有的更加全面的理解,自己比較滿意本次設(shè)計。</p><p> 通過這次課程設(shè)計,讓我經(jīng)歷了一個采區(qū)巷道和工作面設(shè)計到開采的全過程,這將是我以后學(xué)習(xí)和工作的財富,會對我以后的學(xué)習(xí)和工作有著很大的指導(dǎo)和幫助。 </p&
85、gt;<p> 最后再次感謝指導(dǎo)我和幫助過我完成此次課程設(shè)計的老師和同學(xué)!</p><p><b> 第5章 參考文獻</b></p><p> [1] 徐永圻,《采礦學(xué)》,徐州:中國礦業(yè)大學(xué),2003。</p><p> [2] 張榮立.何國偉,李鐸《采礦工程設(shè)計手冊》,北京:煤炭工業(yè)出版社,2003 。</p&g
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