采礦學課程設計(放頂煤設計說明書及繪制設計圖紙)

1、<p>　　《采礦學》課程設計說明書</p><p><b>　　學院： </b></p><p><b>　　班級：</b></p><p><b>　　設計者：</b></p><p><b>　　學號：</b></p><

2、;p><b>　　指導教師：</b></p><p><b>　　設計日期： </b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　序論- 1 -</b></p><p>　　1 采區(qū)巷道布置- 3 -</p&g

3、t;<p>　　1.1 采區(qū)儲量與服務年限- 3 -</p><p>　　1.1.1 采區(qū)生產(chǎn)能力的選定- 3 -</p><p>　　1.1.2 計算采區(qū)的工業(yè)儲量、設計可采儲量- 3 -</p><p>　　1.1.3 計算采區(qū)服務年限- 4 -</p><p>　　1.1.4 驗算采區(qū)采出率- 5 -</p

4、><p>　　1.2 采區(qū)內(nèi)的再劃分- 6 -</p><p>　　1.2.1 確定采煤工作面長度- 6 -</p><p>　　1.2.2 確定采區(qū)內(nèi)的區(qū)段數(shù)目- 7 -</p><p>　　1.2.3 確定工作面生產(chǎn)能力- 7 -</p><p>　　1.2.4 確定采區(qū)同采工作面數(shù)目及接替順序- 8 -&l

5、t;/p><p>　　1.3 確定采區(qū)內(nèi)準備巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)- 8 -</p><p>　　1.3.1 完善采區(qū)所需的開拓巷道- 8 -</p><p>　　1.3.2 確定巷道布置系統(tǒng)- 9 -</p><p>　　1.3.3 確定工作面回采巷道布置方式- 12 -</p><p>　　1.3.4 確定通風系統(tǒng)

6、- 12 -</p><p>　　1.3.5 采區(qū)上、下部車場選型- 13 -</p><p>　　1.4 采區(qū)中部甩車場線路設計- 13 -</p><p>　　1.4.1 斜面線路聯(lián)接系統(tǒng)參數(shù)計算- 14 -</p><p>　　1.4.2 確定豎曲線相對位置- 15 -</p><p>　　1.4.3

7、高、低道存車線參數(shù)確定- 16 -</p><p>　　1.4.4 甩車場線路總平面輪廓尺寸及坡度- 17 -</p><p>　　1.4.5 繪制甩車場平面圖和坡度圖- 19 -</p><p>　　2 采煤工藝設計- 19 -</p><p>　　2.1 采煤工藝方式的確定- 19 -</p><p>　

8、　2.1.1 采煤與裝煤- 20 -</p><p>　　2.1.2 工作面設備選型- 22 -</p><p>　　2.1.3 運煤- 25 -</p><p>　　2.1.4 采空區(qū)處理- 27 -</p><p>　　2.2 工作面合理長度確定- 27 -</p><p>　　2.2.1 煤層地質(zhì)條件

9、- 27 -</p><p>　　2.2.2 工作面生產(chǎn)能力- 27 -</p><p>　　2.2.3 運輸設備及管理水平- 28 -</p><p>　　2.2.4 頂板管理- 28 -</p><p>　　2.2.5 經(jīng)濟合理的工作面長度- 28 -</p><p>　　2.3 采煤工作面循環(huán)作業(yè)圖表的編

10、制- 29 -</p><p>　　2.3.1 循環(huán)作業(yè)圖表- 29 -</p><p>　　2.3.2 勞動組織表- 29 -</p><p>　　2.3.3 技術經(jīng)濟指標表- 29 -</p><p>　　3 課程設計總結(jié)- 30 -</p><p>　　參考文獻：- 31 -</p>&

11、lt;p><b>　　圖表目錄</b></p><p>　　圖 1 設計采（帶）區(qū)綜合柱狀圖- 2 -</p><p>　　圖 2 采區(qū)工作面劃分示意圖- 6 -</p><p>　　圖 3 雙巖石上山示意圖- 9 -</p><p>　　圖 4 雙煤層上山示意圖- 9 -</p><p

12、>　　圖 5 一煤一巖上山示意圖- 10 -</p><p>　　圖 6 上下區(qū)段同時生產(chǎn)時的通風系統(tǒng)- 13 -</p><p>　　圖 7 中部甩車場線路計算草圖- 14 -</p><p>　　圖 8 斜面平行線路聯(lián)接- 15 -</p><p>　　圖 9 線路設計圖（平面圖，坡度圖）- 19 -</p>

13、<p>　　圖 10采煤機進刀方式圖- 21 -</p><p>　　表 1 煤層工作面接替順序表- 8 -</p><p>　　表 2 掘進費用表- 10 -</p><p>　　表 3 維護費用表- 11 -</p><p>　　表 4 輔助費用表- 11 -</p><p>　　表 5 費用

14、總匯表- 11 -</p><p>　　表 6 技術經(jīng)濟比較表- 12 -</p><p>　　表 7 煤層賦存條件- 22 -</p><p>　　表 8 工作面主要設備- 22 -</p><p>　　表 9 采煤機主要技術特征- 22 -</p><p>　　表 10 后刮板輸送機主SGZ-630/22

15、0型主要技術特征- 23 -</p><p>　　表 11 前刮板輸送機SGZ-764/3200型主要技術特征- 24 -</p><p>　　表 12 液壓支架主要技術特征表- 25 -</p><p>　　表 13 端頭支架主要技術特征見表- 26 -</p><p><b>　　公式目錄</b></p

16、><p>　?。ü?-1）- 3 -</p><p>　?。ü?-2）- 4 -</p><p>　　(公式1-3)- 4 -</p><p>　　（公式1-4）- 5 -</p><p>　?。ü?-5）- 6 -</p><p>　?。ü?-6）- 7 -</p>

17、<p>　　(公式1-7)- 7 -</p><p>　　(公式2- 1)- 20 -</p><p>　?。?.15~0.21） （公式2-2）- 21 -</p><p>　?。ü?- 3）- 26 -</p><p>　　（所乘1.1為掘進出煤系數(shù)） （公式2-4）- 28 -&

18、lt;/p><p><b>　　序論</b></p><p><b>　　一、設計目的 </b></p><p>　　1、初步應用《采礦學》課程所學的知識，通過課程設計加深對《采礦學》課程的理解。</p><p>　　2、培養(yǎng)采礦工程專業(yè)學生的動手能力，對編寫采礦技術文件，包括編寫設計說明書及繪制設計圖

19、紙進行初步鍛煉。</p><p>　　3、為畢業(yè)設計中編寫畢業(yè)設計說明書及繪制畢業(yè)設計圖紙打基礎。</p><p><b>　　二、設計題目</b></p><p>　　1、設計題目的一般條件</p><p>　　某礦第一開采水平上山階段某采（帶）區(qū)自下而上開采、和 煤層，煤層厚度、層間距及頂?shù)装鍘r性的綜合柱狀圖如圖1所

20、示。該采（帶）區(qū)走向長度3000m，傾斜長度1100m，采（帶）區(qū)內(nèi)各煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，煤層屬簡單結(jié)構(gòu)煤層，硬度系數(shù)，和煤層屬中硬煤層，各煤層瓦斯涌出量也較低，自然發(fā)火傾向較弱，涌水量也較小。設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（帶）區(qū)服務的一條運輸大巷布置在煤層底版下方25m處的穩(wěn)定巖層中，為滿足該采（帶）區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)所需的其余開拓巷道可根據(jù)采煤方法不同由設計者自行決定。

21、 </p><p>　　2、設計題目的煤層傾角條件</p><p>　?。?）、設計題目的煤層傾角條件1</p><p>　　煤層傾角條件1：煤層平均傾角為12°</p><p>　?。?）、設計題目的煤層傾角條件2</p><p>　　煤層傾角條件2：煤層平均傾角為16°&

22、lt;/p><p>　　圖 1 設計采（帶）區(qū)綜合柱狀圖</p><p><b>　　三、課程設計內(nèi)容</b></p><p>　　1、采區(qū)或帶區(qū)巷道布置設計；</p><p>　　2、采區(qū)中部甩車場線路設計或下部平車場（繞道線路和裝車站線路）線路設計；</p><p>　　3、采煤工藝設計及編制循環(huán)

23、圖表。</p><p><b>　　四、進行方式</b></p><p>　　學生按設計大綱要求，任選設計題目條件中的煤層傾角條件1或煤層傾角條件2，綜合應用《采礦學》所學知識，每個人獨立完成一份課程設計。</p><p>　　設計者之間可以討論、借鑒，但不得相互抄襲，疑難問題可與指導教師共同研究解決。</p><p>

24、　　本課程設計要求方案進行技術分析與經(jīng)濟比較。</p><p><b>　　五、設計說明書內(nèi)容</b></p><p>　　本人此次課程設計在遵循原有設計條件下選擇采區(qū)準備方式進行設計，煤層平均傾角為16°，生產(chǎn)能力為90萬。</p><p><b>　　1 采區(qū)巷道布置</b></p><p

25、>　　1.1 采區(qū)儲量與服務年限</p><p>　　1.1.1 采區(qū)生產(chǎn)能力的選定</p><p>　　采區(qū)生產(chǎn)能力選定為90萬。</p><p>　　1.1.2 計算采區(qū)的工業(yè)儲量、設計可采儲量</p><p><b>　?。?）采區(qū)工業(yè)儲量</b></p><p><b>　

26、?。ü?-1）</b></p><p>　　式中： ——采區(qū)工業(yè)儲量，萬t；</p><p>　　——采區(qū)傾斜長度，1100m；</p><p>　　——采區(qū)走向長度，3000m；</p><p>　　——煤的密度，1.30；</p><p>　　——煤層煤的厚度，為6.9m；</p>

27、<p>　　——煤層煤的厚度，為3.0m；</p><p>　　——煤層煤的厚度，為2.2m。</p><p><b>　　萬t</b></p><p><b>　　萬t</b></p><p><b>　　萬t</b></p><p><

28、;b>　　萬t</b></p><p>　?。?） 設計可采儲量 </p><p><b>　　（公式1-2）</b></p><p>　　式中：——設計可采儲量，萬t；</p><p>　　——工業(yè)儲量，萬t；</p><p>　　——永久煤柱損失量，萬t；根據(jù)《采礦學》P

29、209所述及設計題目中的條件，包括采區(qū)邊界煤柱的損失，上山煤柱損失和保護大巷煤柱損失，即上邊界永久煤柱，取10m，下邊界護大巷煤柱30m，左右邊界永久煤柱，各取10m和上山煤柱30+20+30=80m。</p><p>　　——采區(qū)采出率，厚煤層取75%，中厚煤層取80%，薄煤層85%，這里，。</p><p><b>　　萬t</b></p><

30、p><b>　　萬t</b></p><p><b>　　萬t</b></p><p><b>　　萬t</b></p><p><b>　　萬t</b></p><p><b>　　萬t</b></p><

31、p><b>　　萬t</b></p><p>　　1.1.3 計算采區(qū)服務年限</p><p><b>　　(公式1-3)</b></p><p>　　式中： ——采區(qū)服務年限，年；</p><p>　　——采區(qū)生產(chǎn)能力，90萬t；</p><p><b>　

32、　——設計可采儲量；</b></p><p>　　——儲量備用系數(shù)，取1.4。</p><p><b>　　年</b></p><p><b>　　年</b></p><p><b>　　年 </b></p><p>　　年

33、 </p><p>　　1.1.4 驗算采區(qū)采出率</p><p><b>　?。ü?-4）</b></p><p>　　式中： ——采區(qū)采出率，% ；</p><p>　　——煤層的工業(yè)儲量，萬t ；</p><p>　　——開采損失，包括采區(qū)內(nèi)留設的各種煤柱損失及工作面采煤過程中的

34、落煤損失，萬t 。</p><p>　　(1) 對于厚煤層，包括采區(qū)內(nèi)留設的各種煤柱損失及工作面采煤過程中的落煤損失：</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　(2) 對于中厚煤層，包括采區(qū)內(nèi)留設的各種煤柱損失及工作面采煤過程中的落煤損失：</p><p><b>　　滿足要求。&l

35、t;/b></p><p>　　(3) 對于中厚煤層，包括采區(qū)內(nèi)留設的各種煤柱損失及工作面采煤過程中的落煤損失：</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　1.2 采區(qū)內(nèi)的再劃分</p><p>　　以首采面煤層設計為例。</p><p>　　1.2.1 確定采煤工

36、作面長度</p><p>　　由已知條件知：該煤層左右邊界各有10m的邊界煤柱，上山保護煤柱80m，上部留10m防水煤柱，下部留30m護大巷煤柱，故其煤層傾向共有：m的長度，走向長度m。地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層附存條件較好，瓦斯涌出量小。且現(xiàn)代工作面長度有加長趨勢，且采煤工藝選取的是較先進的綜采。又知，一般而言，考慮到設備選型及技術方面的因素，巷道寬度為4m～4.5m，本采區(qū)選取4.5m，且采區(qū)生產(chǎn)能力為90萬t/a，

37、采用沿空掘巷方式，區(qū)段間留較小煤柱，取5米，如圖2所示。</p><p>　　圖 2 采區(qū)工作面劃分示意圖</p><p>　　采區(qū)傾斜長度可用如下公式表示：</p><p><b>　?。ü?-5） </b></p><p>　　式中：——采區(qū)傾向長度，1100m；</p><p>　　——

38、區(qū)段數(shù)目，擬定8個；</p><p>　　——工作面長度，m；</p><p>　　——上部邊界煤柱，取10m；</p><p>　　——區(qū)段煤柱，取5m；</p><p>　　——回采巷道寬度，為4.5m；</p><p>　　——護大巷煤柱寬度，取30m；</p><p>　　因此，求得工作

39、面長度：</p><p>　　1.2.2 確定采區(qū)內(nèi)的區(qū)段數(shù)目</p><p>　　回采工作面是沿傾斜方向布置，沿走向推進，采用走向長壁法開采。</p><p><b>　　工作面數(shù)目：</b></p><p><b>　　（公式1-6）</b></p><p>　　式中：—

40、—采區(qū)傾向長度，1100m；；</p><p>　　——采區(qū)邊界煤柱寬度10+30m；</p><p>　　——工作面長度，119m；</p><p>　　——兩回采巷道寬度，為9m。</p><p><b>　　于是，，取8。</b></p><p>　　1.2.3 確定工作面生產(chǎn)能力<

41、/p><p>　　采區(qū)生產(chǎn)能力的基礎是采煤工作面的生產(chǎn)能力，采煤工作面的生產(chǎn)能力取決于煤層厚度、工作面長度和推進度。參照《采礦學》P208，可知一個采煤工作面的生產(chǎn)能力可由下式計算：</p><p><b>　　(公式1-7)</b></p><p>　　式中：——工作面生產(chǎn)能力，萬；</p><p>　　——采煤工作面長度

42、；119m；</p><p>　　——工作面年推進度，（截深0.8m，每天進4刀）；</p><p>　　——放頂煤工作面采放高度，6.9m。</p><p>　　——煤的密度，1.3</p><p>　　——工作面采出率，根據(jù)《采礦學》P139可知，綜放面的采區(qū)率平均達到81%～83%，取81%。</p><p>&

43、lt;b>　　于是，萬t</b></p><p>　　1.2.4 確定采區(qū)同采工作面數(shù)目及接替順序</p><p>　　目前，煤炭企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)向高產(chǎn)高效集中化生產(chǎn)的方向發(fā)展，新建大型化礦井均朝 “一礦一井一面”的設計思想改革，采用提高工作面單產(chǎn)，用一個工作面的產(chǎn)量來保證整個礦井的設計生產(chǎn)能力，故為適應現(xiàn)階段煤炭行業(yè)的指導規(guī)范，本采區(qū)設計煤層采煤工作面。其工作面接替順序見表

44、1。</p><p>　　表 1 煤層工作面接替順序表</p><p>　　煤層工作面接替順序：</p><p>　　1101→1102→1103→1104→1105→1106→1107→1108→1109→1110→1111→1112→1113→1114→1115→1116</p><p>　　注：箭頭表示回采工作面的接替順序。</p

45、><p>　　1.3 確定采區(qū)內(nèi)準備巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)</p><p>　　1.3.1 完善采區(qū)所需的開拓巷道</p><p>　　為了縮短采區(qū)準備時間并提高經(jīng)濟效益，根據(jù)所給地質(zhì)條件，在第一開采水平中，把為該采區(qū)服務的運輸大巷和回風大巷均布置在煤層底板下方25m的穩(wěn)定巖層中。</p><p>　　1.3.2 確定巷道布置系統(tǒng)</p>

46、<p>　　首先確定回采巷道布置方式，由于地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，煤層賦存條件好，涌水量較小，瓦斯涌出量較小，無自然發(fā)火傾向，直接頂較厚且易跨落。同時為減少煤柱損失，提高采出率，降低巷道維護費用，采用沿空掘巷的方式。因此采用工作面布置圖所示工作面接替順序，就能彌補沿空掘巷時工作面接替復雜的缺點。</p><p>　　確定采區(qū)巷道布置系統(tǒng)， 采區(qū)內(nèi)有三層煤，采用聯(lián)合布置，首采面煤層布置8個工作面，根據(jù)相

47、關情況初步制定以下三個方案進行比較(由于，煤層在我的設計中相同，所以僅以煤層為例說明)。</p><p><b>　　方案一：雙巖石上山</b></p><p>　　參照《采礦學》P198，將兩條上山都布置在煤層底板巖石中，其中運輸上山布置在距離底板15m處，軌道上山布置在運輸上山上方5m，即距離煤層10m處。如圖3所示。</p><p>　　

48、圖 3 雙巖石上山示意圖</p><p><b>　　方案二：雙煤層上山</b></p><p>　　將兩條上山都布置在K3煤層中。如圖4所示。</p><p>　　圖 4 雙煤層上山示意圖</p><p>　　方案三：一巖一煤上山</p><p>　　將兩條上山分別布置在煤層的底板和煤層中，運輸

49、上山布置在距離煤層底板5m處，軌道上山布置在煤層中。如圖5所示。</p><p>　　圖 5 一煤一巖上山示意圖</p><p>　　1.3.3 方案間技術經(jīng)濟比較</p><p><b>　　表 2 掘進費用表</b></p><p><b>　　表 3 維護費用表</b></p>

50、<p><b>　　表 4 輔助費用表</b></p><p><b>　　表 5 費用總匯表</b></p><p>　　表 6 技術經(jīng)濟比較表</p><p>　　綜上所述，方案二、方案三在技術可行，經(jīng)濟上有利，又考慮到采區(qū)服務年限不長，雙煤上山的管理比較容易，掘進速度快，有利于迅速達產(chǎn)，故選擇方案二，即雙煤

51、上山的煤層群聯(lián)合布置的準備方式其示意圖如圖4所示。</p><p>　　工作面推進位置的確定：在采區(qū)巷道布置中，工作面布置及推進到的位置應以達到采區(qū)設計產(chǎn)量安全為準，工作面應推進到距上山30m處停采線位置處，即為避開采掘影響對上山的影響而留設的30m保護上山煤柱處。</p><p>　　1.3.4 確定工作面回采巷道布置方式</p><p>　　已知采區(qū)內(nèi)各煤層埋藏

52、平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，同時，各煤層瓦斯涌出量較低，自然發(fā)火傾向較弱，涌水量也較小。因此有利于綜合機械化作業(yè)，可以充分發(fā)揮綜采高產(chǎn)高效的優(yōu)勢。同時，為減小煤柱損失，提高采出率。綜合考慮各種因素，采用單巷沿空掘巷掘進方式。這種方式掘出的巷道正處在應力降低區(qū)，即好維護又提高了采出率，有取代沿空留巷的趨勢。</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以達到采區(qū)設計產(chǎn)量及安全為準。工作

53、面推進到距回風大巷10m處的位置，即為避開采掘殘余支承壓力影響所留設的10m護巷。</p><p>　　1.3.5 確定通風系統(tǒng)</p><p>　　采用雙巷掘進時，可以很好的解決兩個工作面以上同時生產(chǎn)的情況。第一區(qū)段和第二區(qū)段同時生產(chǎn)時的通風系統(tǒng)如圖6所示，即在采區(qū)上山附近，第二區(qū)段工作面的回風平巷中設風門，隔開第一區(qū)段工作面的進風，在中部車場附近開掘回風斜巷與運輸上山相通，第二區(qū)段工作

54、面的污風由回風平巷經(jīng)運輸上山進入回風井。</p><p>　　圖 6 上下區(qū)段同時生產(chǎn)時的通風系統(tǒng)</p><p><b>　　其通風系統(tǒng)為：</b></p><p>　　第二區(qū)段工作面：2→11→4→3→第二區(qū)段工作面（污風）→5→1→7→15</p><p>　　第二區(qū)段工作面：2→8→6→第一區(qū)段工作面（污風）→7

55、→9→7→15</p><p>　　1.3.6 采區(qū)上、下部車場選型</p><p>　　(1)考慮到采區(qū)上部車場有車輛運行順當、調(diào)車方便等優(yōu)點和有通風不良，有下行風的缺點，確定采用上部平車場。</p><p>　　(2)由于運輸大巷布置在煤層底版下方25m處的穩(wěn)定巖層中，采區(qū)生產(chǎn)能力較大，故下部車場可選擇大巷裝車式下部車場。</p><p>

56、;　　1.4 采區(qū)中部甩車場線路設計</p><p>　　該采區(qū)開采近距離煤層群，傾角為，鋪設600mm軌距的線路，軌形為15，采用1t礦車單鉤提升，每鉤提升3個礦車，甩車場存車線設雙軌道。本設計線路布置采用“道岔—道岔”系統(tǒng)斜面線路二次回轉(zhuǎn)方式，為了使計算直觀簡便，做出車場線路布置草圖如圖7所示。</p><p>　　圖 7 中部甩車場線路計算草圖</p><p>

57、;　　1.4.1 斜面線路聯(lián)接系統(tǒng)參數(shù)計算</p><p>　　(1) 道岔選擇及角度換算</p><p>　　由于是輔助提升，故兩個道岔均采用DK615-4-12(左)道岔。道岔參數(shù)為：；；。</p><p>　　已知斜面線路二次回轉(zhuǎn)角，于是可計算得：</p><p>　　一次回轉(zhuǎn)角的水平投影角為：</p><p>

58、　　(β為軌道上山傾角16°)</p><p>　　二次回轉(zhuǎn)角的水平投影角為：</p><p>　　(β為軌道上山傾角16°)</p><p><b>　　一次偽傾斜角為：</b></p><p><b>　　二次偽傾斜角為：</b></p><p>　　

59、（2）斜面平行線路聯(lián)接點各參數(shù)確定</p><p>　　斜面平行線路聯(lián)接圖如圖8所示，本設計采用中間人行道，線路中心距定為1800mm。為簡化計算，斜面聯(lián)接點線路中心距取與同值。斜面聯(lián)接點曲線半徑取為9000mm，各參數(shù)計算如下：</p><p>　　圖 8 斜面平行線路聯(lián)接</p><p>　?。?）斜面非平行線路聯(lián)接點各參數(shù)確定</p><p

60、>　　1.4.2 確定豎曲線的相對位置</p><p>　　(1) 豎曲線各參數(shù)計算</p><p>　　取高道的平均坡度，；取低道的平均坡度，；取低道豎曲線半徑；暫定高道豎曲線半徑。兩豎曲線均在二次偽斜角上起坡，公式中應以代入。高道豎曲線各參數(shù)計算：</p><p>　　低道豎曲線各參數(shù)計算：</p><p>　　(2) 最大高低差H

61、的計算</p><p>　　輔助提升時，儲車線長度按2鉤車長度考慮，每鉤車提1噸礦車3輛，故高、低道儲車線長度各不小于?，F(xiàn)暫取12m，起坡點間距暫設為零，計算得： </p><p>　　暫定儲車線長度及起坡點間距是為了計算高低差。該二暫定數(shù)值以后以計算結(jié)果為準。</p><p>　　(3) 豎曲線的相對位置L1及L2值計算</p><p>&

62、lt;b>　　按公式計算得：</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)計算得</b></p><p><b>　　，計算得</b></p><p>　　負值表明低道起坡點超前于高道起坡點。其間距基本滿足要求，說明前面所取為20m為合適。</p><p>　　1.4.3 高、低道

63、存車線參數(shù)確定</p><p>　　(1) 閉合點O的位置計算</p><p><b>　　設低道的高差為，則</b></p><p><b>　　式中，解上二式得</b></p><p>　　(2) 計算儲車線長度</p><p>　　高道儲車線長度為11000；低道儲車線

64、長度為11000+1205=12205。由于儲車線處于曲線段，低道處于外曲線，外曲線與內(nèi)曲線弧長之差為。則低道儲車線總長度為12205+1915=14120，但具有自動滾行的長度仍為12205，線段長度1915應為平坡，并位于閉合點之前。</p><p>　　(3) 平曲線各參數(shù)計算</p><p><b>　　取平曲線內(nèi)半徑</b></p><p

65、><b>　　平曲線外半徑</b></p><p><b>　　平曲線轉(zhuǎn)角 </b></p><p>　　(4) 計算儲車線直線段長度d</p><p>　　為低道儲車線總長，等于14151；為平、豎曲線間插入段，取2000mm</p><p>　　即為在平曲線終止后，接709mm的直線段

66、，然后接儲車線第三道岔的平行線路聯(lián)接點。</p><p>　　(5) 計算儲車線單開道岔平行線路聯(lián)接點長度</p><p>　　儲車線道岔選為DK615-4-12,參數(shù)同前。則</p><p>　　1.4.4甩車場線路總平面輪廓尺寸及坡度計算</p><p>　　(1) 總平面輪廓線尺寸m2、n2計算</p><p>

67、<b>　　代入數(shù)值計算可得：</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　(2) 縱斷面線路的各點標高計算</p><p>　　設第二道岔岔心的標高</p><p><b>　　2點標高</b></p><p><b>

68、;　　3點標高；4點標高</b></p><p>　　5點標高；6點標高；7點標高</p><p>　　驗算標高是否閉合。1點與7點高差為：</p><p>　　代入數(shù)值計算得。計算結(jié)果與7點標高相同，故標高閉合，計算無誤差。</p><p>　　1.4.5 繪制甩車場平面圖和坡度圖</p><p>　　圖

69、 9 線路設計圖（平面圖，坡度圖）</p><p><b>　　2 采煤工藝設計</b></p><p>　　2.1 采煤工藝方式的確定</p><p>　　選取首采面第一煤層，即煤層為對象，進行采煤工藝設計。由于煤層厚度為6.9米，屬于厚煤層，硬度系數(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，無斷層，瓦斯涌出量較低，涌水量也較少，故可用綜合機械化采煤工藝，進行綜采放頂煤開

70、采。綜采放頂煤工藝有利于合理集中生產(chǎn)，實現(xiàn)高產(chǎn)高效，單產(chǎn)和效率高，具有顯著的經(jīng)濟效益；對地質(zhì)條件、煤層賦存條件有更大的適應性；巷道掘進較少，減少了巷道的維護工程量，同時生產(chǎn)也相對集中；工作面搬家次數(shù)少；工作面塊煤量與機采割煤相比有所增加。</p><p>　　采煤工藝：工作面利用雙滾筒采煤機破煤、裝煤，刮板輸送機運煤，液壓支架進行支護，其上下端頭用端頭支架進行支護，并在上下順槽中加強支護。</p>

71、<p>　　2.1.1 采煤與裝煤</p><p>　　（1） 確定落煤方式</p><p>　　采用綜合機械化放頂煤開采，雙滾筒采煤機直接落煤裝煤。</p><p><b>　?。?） 確定截深</b></p><p><b>　　(公式2- 1)</b></p><

72、p>　　式中：——日推進度，m/天；</p><p>　　——工作面設計生產(chǎn)能力，t/天 ；</p><p>　　——工作面長度，m；</p><p><b>　　——煤層厚度，m；</b></p><p>　　——綜放面采出率，取0.81；</p><p><b>　　——煤得容

73、重，；</b></p><p><b>　　將數(shù)據(jù)帶入可得：</b></p><p><b>　　m</b></p><p>　　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。</p><p>　?。?） 確定進刀方式</p><p>　

74、　進刀方式：采用割三角煤工作面端部斜切進刀方式。進刀長度30 m，進刀深度0.8 m。采煤機進刀示意圖如圖10所示，進刀過程如下：</p><p>　?。╝）當采煤機割至工作面端頭時，其后的輸送機槽已移近煤壁，采煤機機身處沿留有一段下部煤(如圖a所示)；</p><p>　?。╞）調(diào)換滾位置，前滾筒降下、后滾筒升起、并沿輸送機彎曲段返向割入煤壁，直至輸送機直線段為止。然后將輸送機移直(如圖

75、b所示)；</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c所示)；</p><p>　　（d）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d所示)。</p><p>　　圖 10采煤機進刀方式圖</p><p><b>　?。?） 確定采放比</b></p

76、><p>　　由《采礦學》P122中介紹，我國緩斜煤層煤質(zhì)中硬以下，節(jié)理發(fā)育，采放比1：1~1:2.4為宜，即采高2.5~3.0m，放煤高度3.0~7.2m，采放高度5.5~10.2m。參照本設計條件，選擇采高2.3m，放煤高度4.6m，因此確定采放比1:2。</p><p>　?。?） 確定放煤步距</p><p>　　根據(jù)我國放頂煤放頂步距根據(jù)經(jīng)驗公式得：</

77、p><p>　?。?.15~0.21） （公式2-2）</p><p>　　式中：——放煤口至煤層底板的垂高，選用低位放頂煤，取0.5m；</p><p><b>　　——放煤步距，m；</b></p><p><b>　　——煤層厚度，m；</b></p><

78、;p>　　M——采煤機割煤高度，m；</p><p>　　則： d =0.2×[（6.9-2.3）-0.5] =0.8（m）</p><p>　　結(jié)合礦區(qū)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，采煤機截深0.8m，本設計采用“一采一放”，即采一刀放一次頂煤。</p><p>　?。?） 確定放煤方式</p><p>　　按照綜采放頂煤采煤法生產(chǎn)工藝，放

79、煤方式可分為：單輪順序放煤、多輪順序放煤和單輪間隔放煤以及多輪間隔放煤。</p><p>　　結(jié)合煤層的賦存條件、煤層結(jié)構(gòu)、頂?shù)装鍘r性等，本帶區(qū)內(nèi)工作面采用單輪間隔放煤，這種放煤方式擴大了放煤間隔，避免了鄰近放煤漏斗的矸石竄入放煤口，減少混矸，也便于增加出煤點和多口放煤，提高工作面產(chǎn)量和加快放煤速度，提高設備開機率，從而達到高產(chǎn)高效的目的。</p><p>　　2.1.2 綜采工作面設備選

80、型</p><p>　　工作面選型的主要依據(jù)見表7。</p><p>　　表 7 煤層賦存條件</p><p>　　根據(jù)工作面的關鍵參數(shù)，查《綜采綜掘高檔普采設備類型配套圖集》選用編號為ZFS4400/16/28的配套設備，見表8。</p><p>　　表 8 工作面主要設備</p><p>　?。?）采煤機的技術特征

81、</p><p>　　采煤機技術特征見表9。</p><p>　　表 9 采煤機主要技術特征</p><p>　?。?）刮板輸送機選型</p><p>　　刮板輸送機選型原則：</p><p>　　（a）刮板輸送機的輸送能力應大于采煤機的最大生產(chǎn)能力，一般取1.2~2.5倍；</p><p>　

82、　（b）牽引方式要跟采煤機相配套。</p><p>　　根據(jù)以上原則，選用SGZ-764/3200型前部刮板輸送機，后部刮板輸送機同樣選用SGZ-630/220型，其技術特征見表10，表11。</p><p>　　表 10 后刮板輸送機主SGZ-630/220型主要技術特征</p><p>　　表 11 前刮板輸送機SGZ-764/3200型主要技術特征</p

83、><p>　?。?）支架選型及布置</p><p>　　回采工作面支護采用液壓支架支護，根據(jù)工作面頂?shù)装鍘r性及煤層厚度、采高等條件，選用成套設備中的ZFS4400/16/28型液壓支架和ZZ4800/20/30型端頭支架。</p><p>　　由于端頭支架中心距2.2m，液壓支架中心距1.5m，巷道寬度4.5m，考慮到巷道兩幫變形，則上下兩端各需端頭支架數(shù)量為2架，即需

84、要4架端頭支架。工作面所需支架數(shù)量為： 架取N2=79架，即工作面所需液壓之間數(shù)量為79架。則一個工作面共需要液壓支架的數(shù)量為：N=N1+N2=4+79=83架。支架技術特征見表12。</p><p>　　表 12 液壓支架主要技術特征表</p><p><b>　　2.1.3 運煤</b></p><p>　?。?） 確定移架及推溜方式<

85、;/p><p>　　根據(jù)本煤層的地質(zhì)條件，頂?shù)装遢^穩(wěn)定。為減輕工人勞動強度，移架用依次順序移架，滯后采煤急后滾筒2～3架追機作業(yè)。這種方式容易保證移架和支護質(zhì)量，操作簡單，但是移架得速度慢，適用與頂板穩(wěn)定性好的采煤工作面。由于頂煤較弱，應該采用及時支護，以防頂煤冒落，如移架過程中頂板破碎或片幫嚴重要及時拉過超前架并打出護幫板。推溜采用單向依次推溜與移架相配合。</p><p>　?。?） 確定

86、支護方式</p><p>　　端頭是工作面與順槽的交接處，起特點是跨度大，斷面大，支承壓力在此集中，變形量大，難于維護。上下順槽受回采影響，壓力增大，不易支護。決定采用端頭液壓支架。其優(yōu)點是支護方便、安全；為轉(zhuǎn)載機和輸送機頭的移動提供動力；能適應工作面傾角變化。端頭選用的支架型號為：ZZ4800/20/30型中置式端頭支架。其技術特征見表13。</p><p>　　表 13 端頭支架主要技

87、術特征見表</p><p>　?。?）確定超前支護方式及距離</p><p>　　順槽超前支護布置形式采用鋼帶下套打單體支柱，每排3根支護，打柱范圍從工作面煤壁算起，保證每班超前支護距離不小于30m，生產(chǎn)班隨循環(huán)推進，將排頭支架前回掉的單體支柱向前打，使超前支護始終不小于30 m。</p><p>　　要求：每排三根，柱子間要保證不小于0.7m的人行通道，同時，又不

88、影響轉(zhuǎn)載機推拉，柱子用鐵絲連鎖防倒，超前支護距離在順槽中不得低于30m。</p><p>　?。?） 確定控頂距離</p><p>　　設計選用采煤機截深0.8m，端面距200mm，支架的頂梁長度為3250mm，因此最小控頂距為3450mm，最大控頂距為4250mm。</p><p>　?。?） 支架高度與強度校核</p><p>　?。╝）

89、支架工作阻力校核</p><p>　　結(jié)合經(jīng)驗和本設計實際情況，工作面液壓支架支護強度按工作面最大采高的8倍進行計算，上覆巖層所需的支護強度按下式計算：</p><p><b>　　（公式2- 3）</b></p><p>　　式中：k——采高的倍數(shù)，這里取8；</p><p>　　H——工作面采高，2.3m；</

90、p><p>　　R——頂煤與頂板巖石密度，這里取2.35 t/m3；</p><p>　　S——支架的支護的面積，取6.39m3；</p><p>　　F——計算工作阻力，kN。</p><p>　　F＝8×2.3×2.35×9.8×6.39×1000= 2707.8kN<4315KN<

91、;/p><p>　　根據(jù)ZFS4400/16/28型放頂煤液壓支架的特征表可知，工作阻力為4315KN。經(jīng)演算，工作面阻力P不大于支架額定工作阻力，符合控頂設計對支架工作阻力的要求。</p><p>　?。╞）支架初撐力校核</p><p>　　對于老頂來壓強烈的工作面，支架的初撐力應適當加大，約為額定工作阻力的75%為宜。則：</p><p>

92、　　P0=75%×4315 = 3236kN </p><p>　　由液壓支架技術特征表可知，所選支架的初撐力為3922kN，符合控頂設計對支架初撐力的要求。</p><p><b>　?。╟）支架高度校核</b></p><p>　　在實際使用中，一般所選用的支架得最大結(jié)構(gòu)高度比采高大200mm，最小高度比最小采高小200～300m

93、m。</p><p>　　已知所選用得支架ZFS4400/16/28的最大結(jié)構(gòu)高度為2.8m，采高為2.3m，則有</p><p>　　△1=2.8-2.3=500mm≥200mm，滿足要求；</p><p>　　△2=1.9-1.6=300mm≥200mm，滿足要求；</p><p>　　故所選支架高度滿足工作要求。</p>

94、<p>　　2.1.4 采空區(qū)處理</p><p>　　采用全部垮落法處理采空區(qū)，如果較長距離頂板不垮落，則采用強制放頂處理采空區(qū)。</p><p>　　2.2 工作面合理長度確定</p><p>　　2.2.1 煤層地質(zhì)條件</p><p>　　該采區(qū)上山階段煤層埋藏穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，煤層屬簡單結(jié)構(gòu)煤層，硬度系數(shù)；和煤層

95、屬中硬煤層，煤層瓦斯涌出量低，無自然發(fā)火傾向，涌水量小，一般綜采工作面取150—200m，由于本設計的生產(chǎn)能力較小為90萬t/a，再結(jié)合采區(qū)的地質(zhì)條件又好，故工作面取為119m。</p><p>　　2.2.2 工作面生產(chǎn)能力</p><p>　　工作面設計生產(chǎn)能力為90萬t/年，正規(guī)循環(huán)采用每天進4刀，一刀一放。每刀進800mm，一個工作面就可滿足采區(qū)設計生產(chǎn)力要求。</p>

96、<p>　?。ㄋ?.1為掘進出煤系數(shù)） （公式2-4）</p><p>　　式中：——工作面長度，取119m；</p><p>　　——工作面日推進長度，=4×0.8=3.2；</p><p>　　——采高，放頂煤時為每次采放總厚度，取6.9m；</p><p>　　——煤層容重，取1.3t/m3；</

97、p><p>　　——工作面回采率，采2.6m放4.3 m， 取＝0.81；</p><p>　　——工作面日產(chǎn)量， t/d。</p><p>　　采區(qū)設計生產(chǎn)為90萬t/a，工作面日產(chǎn)量大于工作面設計日產(chǎn)量，能滿足采區(qū)的產(chǎn)量要求。</p><p>　　2.2.3 運輸設備及管理水平</p><p>　　采區(qū)工作面生產(chǎn)所選用

98、的設備均為國內(nèi)先進的生產(chǎn)設備，工作面選用200m的刮板輸送機能滿足工作面的運輸要求。同時考慮到當前采礦界管理人員知識化、專業(yè)化、年輕化，所以工作面長度為119m在管理上是沒有問題的。</p><p>　　2.2.4 頂板管理</p><p>　　該采區(qū)頂板較穩(wěn)定，一刀一放，采用及時支護，可有效控制頂板冒落等不安全因素，采用全部垮落發(fā)處理采空區(qū)，如長距離頂板不垮落，可采用人工強制放頂?shù)姆椒ㄌ?/p>

99、理頂板問題。</p><p>　　考慮到本工作面的瓦斯涌出量較低，119m長的工作面通風問題能夠解決。</p><p>　　2.2.5 經(jīng)濟合理的工作面長度</p><p>　　工作面的合理長度與地質(zhì)因素和技術因素的關系十分密切，直接影響工作面的生產(chǎn)效率，現(xiàn)在煤礦都向 “一礦一井一面”的高產(chǎn)高效集中化方向發(fā)展，一個工作面就可滿足采區(qū)，甚至是一個礦井的設計生產(chǎn)能力需要

100、。合理的工作面長度不僅生產(chǎn)成本低，而且易管理，可以加快工作面的推進速度，減少巷道的維護時間，降低回采成本，以達到最優(yōu)的技術經(jīng)濟效益。所以根據(jù)條件，以高產(chǎn)量、高效率為原則，以盡量加快工作面的推進速度，減少巷道的維護時間，降低回采總成本，使設備、資源得到最高利用為指導，選擇119m的工作面長度是合理的。</p><p>　　2.3 采煤工作面循環(huán)作業(yè)圖表的編制</p><p>　　2.3.1

101、循環(huán)作業(yè)圖表</p><p>　　如大圖《工作面布置層面圖》所示。</p><p>　　2.3.2 勞動組織表</p><p>　　2.3.3 技術經(jīng)濟指標表</p><p><b>　　3 課程設計總結(jié)</b></p><p>　　這次《采礦學》課程設計在張吉雄老師的悉心指導下，經(jīng)過近兩個禮拜的

102、時間，我的設計內(nèi)容全部完成，心情很是愉悅。在尾聲中，我首先要感謝張老師一絲不茍的悉心指導和諄諄教誨，另外，也要感謝在設計過程中給予幫助的周楠師兄，吳師兄和安師兄，同時對校圖書館的工作人員表示感謝。</p><p>　　這次設計任務，煤層地質(zhì)構(gòu)造條件理想，我選擇了煤層平均傾角為16°，生產(chǎn)能力為90萬t/a的組合，在設計過程中，充分利用《采礦學》上所學知識，結(jié)合煤層構(gòu)造實際情況，以安全第一和達產(chǎn)為原則，從

103、技術上和經(jīng)濟上著手，設計出了一套在技術上可行，經(jīng)濟上優(yōu)越的現(xiàn)代化大型礦井煤層群組采區(qū)開采方案。</p><p>　　在這次設計過程中，我對工作面布置和回采巷道的設計有了更進一步的理解和認識，學到了很多知識，在以零號圖紙為畫布手工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，使自己得到了又一次前所未有的鍛煉

104、。在編制課程設計說明書的過程中，對《采礦學》上所學知識又梳理了一遍，對采礦方面的許多專業(yè)知識比以前的認識更深了，在說明書上所附的各計算示意圖均用工程繪圖軟件AutoCAD2007繪制，在這個過程中，我對采礦AutoCAD制圖有了新的認識，重新溫習了許多繪圖命令，如何利用先進技術繪制標準、規(guī)范、合格的采礦工程圖是我們采礦人必須關注并解決的問題，在以后的學習和工作中，必須深造。</p><p>　　通過這次課程設計，

105、讓我經(jīng)歷了一個礦井從設計到開采的全過程，這將是我以后學習和工作的財富。最后再次感謝指導我和幫助過我完成此次課程設計的老師和師兄們。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 杜計平，《采礦學》，徐州：中國礦業(yè)大學，2009。</p><p>　　[2] 徐永圻，《煤礦開采學》（修訂本），徐州：中國礦業(yè)大學，19

106、99。</p><p>　　[3] 陶馳東，《采掘機械》，北京：煤炭工業(yè)出版社，1991。</p><p>　　[4] 張榮立，何國偉，李鐸，《采礦工程設計手冊》，北京：煤炭工業(yè)出版社，2003 。</p><p>　　[5] 采礦設計手冊編委會，《采礦手冊》，北京：冶金工業(yè)出版社，1990。</p><p>　　[6] 武同振等，《綜采綜掘