2010开采课程设计(实例).doc

如果确实搜集不到资料 可参考这个课程设计 但必须按自己的学号计算 完全照抄不及格 只有封面可以打印 按这个格式 填上班级 后再打印 其它必须手写 山西煤炭职工联合大学山西煤炭职工联合大学 课课程程 设设计计 说说 明明 书书 题目 题目 二矿二矿 390390 水平水平 1515 号煤层十三采区设计号煤层十三采区设计 专业班级 专业班级 20102010 业余 业余 学生姓名 学生姓名 指导教师 指导教师 张世登张世登 二二 一一年十二月三十日一一年十二月三十日 1 目目 录录 第一章 矿井概况与采区地质特征 2 第一节 矿井概况 2 第二节 采区地质特征 5 第二章 采区储量 生产能力及服务年限 7 第一节 采区储量 7 第二节 采区生产能力及服务年限 7 第三章 采煤方法及采区巷道布置 9 第一节 采煤方法的选择 9 第二节 采区巷道布置 9 第四章 回采工艺设计 13 第一节 回采工艺过程 13 第二节 循环工作组织 15 参考文献 19 致 谢 19 2 第一章第一章 矿井概况矿井概况与采区地质特征与采区地质特征 第一节第一节 矿井概况矿井概况 一一 井井田田位位置置与与境境界界 二矿井田位于阳泉矿区东南部 东距阳泉市约5km 其地理坐标为东经 113 25 17 113 33 07 北纬37 46 44 37 52 19 井田东部为大阳泉井田 西部为西上庄井田 南部与五矿井田相邻 北 部以石太铁路为界 隔桃河与三矿 四矿相望 井田走向长约 8km 倾向长 约 7 8km 面积为 62 4186km2 二 矿井生产能力与服务年限二 矿井生产能力与服务年限 矿井设计按年工作日按 300d 计算 每天净提升时间 14h 确定二矿设 计生产能力为 4 35Mt a 2005 年山西省煤炭工业局以晋煤规发 2005 256 号文下发 关于 2005 年 省属煤炭集团公司及地方国有煤炭企业部分生产矿井生产能力核定的批复 批准国阳二矿的核定能力为 7 2Mt a 根据 2005 年底储量估算结果 保有地质储量 821 54 Mt 期末可采储量 473 91 Mt 按设计生产能力 4 35Mt a 可采储量 473 684Mt 取储量备用系 数 4 矿井服务年限为 78 年 按核定生产能力 7 2Mt a 储量备用系数采 用 1 4 矿井服务年限为 47a 三 矿井开拓部署三 矿井开拓部署 在井田的北部建立工业广场 采用主斜井 副立井 石门大巷开拓方式 现使用主要井筒 14 个 分别为 3 主斜井 2 个 东 西主斜井分别装备钢绳芯胶带提升机 钢丝绳牵 引胶带输送机 担负矿井主提升任务 副立井 2 个 装备落地式多绳磨擦轮提升机 担负矿井辅助提升任 务 材料斜井 1 个 任液压支架等大型材料的提升任务 专用进风井 4 个 桑掌进风井 南山进风井 龙门进风井 1 进风 井 回风井 5 个 南山回风立井 桑掌回风立井 大南沟回风井 由一号斜 井和二号斜井并联组成 龙门回风立井 北茹回风立井 主要通风机全部采用抽出式工作方法 分别形成南山 大南沟 桑掌 龙门 北茹五个分区抽出式通风系统 回风井分别装备两台同等能力 同等 型号的通风机 其中一台工作 一台备用 通风机型号见下表 主通风机主通风机 安装地点安装地点 主通风机型号主通风机型号类型类型 电机额定电机额定 功率功率 kw kw 龙门 BDK 8 No29 轴流式 630 2 北茹 AGF606 3 12 1 68 2 轴流式 1600 南山 GAF31 5 19 1 轴流式 1800 大南沟 GAF25 15 1 轴流式 1250 桑掌 K4 73 01 No33 5 离心式 2500 矿井总回风量为 56120m3 min 总进风量 46095m3 min 矿井设 560 470 两个主水平和一个 390 辅助水平对井田内的各煤层进 行统一考虑 联合开采 其中 560 水平布置有东丈八 一南翼 二南翼三组 轨道运输和回风石门大巷 主要开采的 3 8 9 15 煤层 470 水平布 置有西翼 南翼二组轨道运输和回风石门大巷 开采 15 煤层和深部的 4 8 9 煤层 390 水平开采 15 煤层 各个水平都分西 南两翼同时生产 在大巷两侧布置上 下 山采区 各煤层都是自上而下开采 采区由近而远向井田边界前进式推进 采煤 工作面为后退式开采 大巷主运输采用 14t 20t 架线式电机车牵引 3t 4t 底卸式矿车 辅助运 输采用 10t 架线式电机车牵引 1t 固定式矿车 560 水平和 470 水平分别设有 主运输与辅助运输井底车场 两个主井车场都采用梭式调车系统 副井车场 采用环形调车系统 可以满足运煤和材料 矸石 人员的需要 560 主井车 场通过能力为 453 万 t a 470 主井车场二套卸载装置通过能力为 590 万 t a 四 采区准备方式四 采区准备方式 在采区布置上 充分发挥 三大 优势 即扩大采区范围 增大工作面 长度和加大工作面推进度 为采用新设备 新技术 新工艺 提高回采工作 面单产创造良好条件 双翼采区一般布置 条采区准备巷 即 条轨道运输巷 条皮带运输 巷和 条回风巷 单翼采区布置有轨道巷 皮带巷和回风巷 3 条准备巷 回采巷道的布置主要考虑回采工作面通风瓦斯情况 开采 3 煤 8 煤和 12 煤的回采工作面通风系统为 U L 型通风 即一个回采工作面配一条进风 巷 一条回风巷 一条专用排放采空区瓦斯的外错尾巷 开采 15 煤的回采 工作面为 U I 型通风 即一个回采工作面配一条进风巷 一条回风巷 一 条专用处理落山瓦斯的内错尾巷 5 矿井现有生产采区 8 个 分别是 3 煤 13 采区 15 采区 8 煤 13 采 区 12 采区 15 煤 8 采区 10 采区 7 采区 9 采区 准备采区 2 个 分 别是 15 煤 11 采区 12 采区 全矿有成建制采煤队 5 个 其中综放队 3 个 综采队 2 个 掘进队 11 个 其中综掘队 8 个 普掘队 3 个 五 采煤方法五 采煤方法 采区内布置走向长壁工作面 后退式开采 全部垮落法处理采空区 开 采 3 8 和 12 煤层采用一般综合机械化回采工艺 开采 15 煤层采用放顶 煤综合机械化回采工艺 六 矿井瓦斯 煤尘和煤炭自燃六 矿井瓦斯 煤尘和煤炭自燃 根据山西省安全生产监督管理局文件 晋安监煤字 2004 262 号 关于对 阳泉煤业 集团 有限责任公司所属煤矿 2004 年度瓦斯等级鉴定的批复 本 矿井瓦斯相对涌出量 15 44 m3 t 绝对涌出量为 254 91 m3 min 二氧化碳 相对涌出量 3 53 m3 t 绝对涌出量为 42 03 m3 min 属高瓦斯矿井 3 8 号煤层具有煤尘爆炸性 15 号煤无煤尘爆炸性 矿井自燃危险等级为不易 自燃 第二节第二节 采区采区地质特征地质特征 一 采区位置及范围一 采区位置及范围 390 水平 15 号煤层 11 采区 地表位于太旧高速公路北茹至龙门段以西 旧龙门村南北一带 井下东部以高速公路规划煤柱为界 西部为井田边界 北部为北龙门大断层 南部以 390 水平大巷保护煤柱为界 走向长度 6 2189m 倾斜长度 1007m 面积 2204300m2 为了便于课程设计 采区范围 修改为走向长度 2000m 倾斜长度 1000m 邻近 15 煤九采区和十二采区正在掘进送巷 尚未进行开采 上部 3 煤 层不可采 8 煤层未设计开采 二二 地地质质构构造造特特征征 采区总体上为一单斜构造 东部高西部低 向南西倾伏 煤层倾角 2 15 平均 9 其上宽缓褶皱构造发育 主要大的褶曲为背斜 走 向北东 根据地表实见资料推测 本区断裂构造发育 有四条北东向的正断 层 陷落柱不发育 仅在南部推测有一个长轴 110m 短轴 100m 的陷落柱 三三 煤煤层层特特征征 本区 15 号煤层稳定可采 厚度变化不大 整体上东部较薄 西南部较 厚 变异系数 6 5 可采性指数为 1 煤层厚度 6 18 6 78m 平均 6 48m 煤层结构复杂 含两层夹石 夹石总厚度 0 25m 同学们注意 这同学们注意 这 里将夹石厚度改为自己学号后里将夹石厚度改为自己学号后 3 位位 1000 例如你的学号是 例如你的学号是 2010285 夹石厚 夹石厚 度为度为 285 1000 0 285m 必须这样做 否则课程设计不及格 必须这样做 否则课程设计不及格 15 煤直接顶为泥岩 砂质泥岩 平均厚度为 6 75m 黑色 致密 含 黄铁矿结核 基本顶为细粒砂岩 平均厚度 3 48m 深灰色 具条带状层理 含水性一般 直接底为泥岩 砂质泥岩 平均厚度为 6 95m 灰黑色 富含 植物化石 15 煤为黑色 似金属光泽 煤岩类型为光亮型 半光亮型 硬度 3 7 5 容重 1 41t m3 工业指标 Mt 1 67 Ad 13 18 Vdug 7 45 Std 1 31 Qgrd 35 3MJ Kg 工业牌号 WY3 四四 水水文文地地质质条条件件 本区水文地质条件复杂 主要充水因素为奥灰水 其次为上部岩层含水 根据区域水文地质资料推测 本区奥灰水位在 420m 左右 而煤层底板标高 最低 330m 左右 大部分地段奥灰水位高于煤层底板标高 属于带压开采 对采掘安全又很大影响 预计最大涌水量 30 50m3 h 正常涌水量 5 10m3 h 五 瓦斯 煤尘和自燃五 瓦斯 煤尘和自燃 15 号煤具有自燃发火倾向性 无煤尘爆炸危险 根据已采区预测 工作 面回采期间本煤层瓦斯 10 m3 min 左右邻近层瓦斯为 60 90 m3 min 第二章第二章 采区储量 生产能力及服务年限采区储量 生产能力及服务年限 第一节第一节 采区储量采区储量 采区的地质储量已由地质说明书提供 根据采区巷道布置 采区开采损 失主要由各类巷道煤柱损失和工作面落煤损失构成 确定采区储量见下表 采区储量表 煤层地质储量 万吨 开采损失 万吨 可采储量 万吨 15 188 9621 91267 第二节第二节 采区生产能力及服务年限采区生产能力及服务年限 采区生产能力主要取决于回采工作面生产能力和同时生产的工作面个数 掘进出煤一般占总出煤量 5 10 8 一 计算回采工作面年生产能力一 计算回采工作面年生产能力 A0 lLM c 10 4 万 t a 式中 A0 采煤工作面年生产能力 万 t a l 工作面年推进度 根据回采工艺设计 日推进度 4 8m 年工作 日 330d 年推进度 1584m L 工作面长度 根据采区巷道布置取平均 200m M 煤层厚度 取有益厚度 平均厚度减去夹石厚度 m 注意 因每人的夹石厚度不同 故注意 因每人的夹石厚度不同 故 M 不同 例如学号为不同 例如学号为 2010285 则 则 M 6 48 0 285 6 195 m 煤层容重 取 1 41t m3 c 工作面采出率 根据放顶煤开采实际取 87 代入数据计算得 A0 lLM c 10 4 1584 200 6 195 1 41 87 10 4 240 75 万 t a 二 计算采区设计生产能力二 计算采区设计生产能力 A n A0Bk 万 t a 式中 n 采区内同时生产的工作面个数 取 1 个 A0 采煤工作面年生产能力 万 t a B 掘进出煤率 根据采区巷道布置估算取 1 05 k 采煤工作面产量不均衡系数 单工作面生产时取 1 代入数据计算得 A 1 240 75 1 05 1 252 78 万 t a 9 确定采区生产能力为 250 万 t a 三 采区服务年限三 采区服务年限 采区服务年限 采区可采储量 采区生产能力 1267 250 5 a 第三章第三章 采煤方法及采区巷道布置采煤方法及采区巷道布置 第一节第一节 采煤方法的选择采煤方法的选择 一一 选选择择采采煤煤方方法法的的基基本本要要求求 采煤方法包括采煤系统和回采工艺两方面内容 选择采煤方法应遵循 技术先进 经济合理的原则 满足采煤系统优化 采煤机械化程度高 煤 炭采出率高 煤炭质量好 产量大 效率高 材料消耗少 成本低 工作 安全等基本要求 二二 设设计计采采区区采采煤煤方方法法的的确确定定 根据本采区煤层地质条件 综合本矿井现有技术装备 技术管理水平等 因素 确定本采区采用走向长壁后退式割底分层放顶煤综合机械化采煤方法 采空区处理采用全部垮落法 第二节第二节 采区巷道布置采区巷道布置 一 确定设计方案一 确定设计方案 根据采区的地质特征 所处地理位置以及现有的生产系统 从技术 经济和安全方面综合考虑 提出以下两个巷道布置方案 第一方案 10 采区准备巷道布置在采区中部 形成双翼采区 共布置四条煤层上山 沿 15 号煤层顶面开掘 分别为采区皮带巷 进风 采区轨道巷 进风 采区两翼各一设条专用回风巷 采区轨道巷与皮带巷之间护巷煤柱宽度为 40m 采区两翼回风巷与轨道巷和皮带巷之间护巷煤柱宽度为 30m 采区沿倾斜可划分为 4 个区段 共可布置 8 个采煤工作面 区段煤柱宽 度 20m 采煤工作面长度 200m 回采巷道布置方式为 运输顺槽 进风 和 轨道顺槽 回风顺槽 均沿 15 号煤层底面开掘 距回风顺槽 30m 沿 15 号煤 层顶面开掘内错瓦斯尾巷 回风 另外在上邻近层 12 号煤层中布置走向高 抽巷 第二方案 在采区中部由北向南布置 5 条采区准备巷 分别为采区右回风巷 采区 皮带巷 进风 采区轨道巷 进风 采区猴车巷 进风 采区左回风巷 采区实现两翼开采 区段划分和回采巷道的布置与第一方案相同 两个方案比较如下 1 技术比较 两个方案的主要区别是 第一方案比第二方案少一条猴车巷 因此 第 一方案比第二方案巷道布置简单 运输环节少 而且减少了一个猴车巷的护 巷煤柱的损失 提高了煤炭回收率 但第一方案少了一条进风巷 比第二方 案通风阻力大 2 经济比较 第一方案比第二方案减少了猴车巷及其车场的工程费用以及猴车设备的 11 购置费和安装费 而且多获得一个煤柱煤量的利润 但少了一条进风巷 通 风阻力较大 增加了主通风机的电力费用 综上所述 第一方案从技术上 经济上都比第二方案较为合理 故最终 选择第一方案为本采区开采设计方案 要绘制采区巷道布置平面图 参考下图 标出运煤 运料和和通风路线 用要绘制采区巷道布置平面图 参考下图 标出运煤 运料和和通风路线 用 不同形状的箭头区分 并增加图例内容 图幅可以自己定 但必须按比例绘不同形状的箭头区分 并增加图例内容 图幅可以自己定 但必须按比例绘 制 制 三 采区准备三 采区准备 采区准备利用三水平皮带大巷 轨道大巷 回风大巷进行 390 水平布置采区材料车场 4 条准备巷均沿 15 号煤层顶面开掘 其中 12 采区皮带巷从 15 煤层上山掘至 390 水平皮带大巷立交处 施工一采区煤仓 形成采区出煤系统 采区轨道巷与 390 水平轨道大巷连接 形成采区运料系 统 采区右 左回风巷分别与 390 水平回风大巷联通 形成采区回风系统 工作面运输顺槽和回风顺槽均沿 15 号煤层底面单巷掘进 距回风顺槽 30m 沿 15 号煤层顶面开掘内错瓦斯尾巷 采区高抽巷沿 12 煤层掘进 高抽准备巷与采区准备巷方位一致 采区计划布置一个综采队 一个综掘队和一个高抽巷准备队 四 四 采区采区生产系统生产系统 1 运煤系统 运煤系统 各工作面出煤由可弯曲刮板输送机运出 经顺槽转载机 可伸缩胶带输 送机和采区皮带巷胶带输送机拉到采区煤仓卸载 再下放至 390 水平主运皮 带巷 工作面运煤配备 SGZ 880 630 型可弯曲刮板输送机一部 出煤转载配 备 SZZ1000 400 型转载机一部 其上配套安设一部 PLM3000 型破碎机 运 输顺槽和采区皮带巷各配备 SSJ 1200 2 250 型可伸缩胶带输送机两部 2 运料系统 运料系统 采区各工作面所需材料和设备由 390 水平轨道大巷运至采区下料车场 经采区轨道巷 回风顺槽进入工作面 采区轨道巷配备 JW 950 48 无极绳绞车 顺槽辅助运输配备 JD 11 4 型调度绞车 提升重大设备时选用 JM 28 型慢速绞车 3 通风系统 通风系统 13 本采区的通风由北茹分区主通风机负担 由北茹进风井入风 新鲜风流 经 390 水平轨道巷和皮带巷进入采区 通过采区轨道巷和皮带巷进入各采煤 工作面 掘进工作面 硐室和其他用风地点 污风经各用风地点的回风巷 采区回风巷汇入 390 水平回风大巷 经北茹回风井由分区主通风机排出地面 第四章第四章 回采工艺回采工艺设计设计 第一节第一节 回采工艺过程回采工艺过程 一 落煤 装煤和运煤一 落煤 装煤和运煤 1 落煤和装煤 工作面采用 MGTY400 930 3 3D 型双滚筒采煤机完成落煤和装煤工序 采煤机截割高度控制在 2 9m 截割方式为双向割煤往返一次进两刀 采煤机进刀方式为端部割三角煤斜切进刀 如图所示 绘制插图 进刀的过程如下 1 进刀准备 a 图 采煤机割至工作面端头后 将采煤机后面 15m 以外的工作溜已移近煤壁 形成输送机弯曲段 并将采煤机前滚筒降 下 后滚筒升起 2 斜切进刀 b 图 采煤机沿着输送机弯曲段逐渐割入煤壁 直至采煤机全部进入输送机直线段为止 3 割三角煤 c 图 将输送机移直 采煤机两滚筒上下位置调 换 重新返回割煤至工作面端头处 14 4 正式割煤 d 图有错误自己修改 再次调换采煤机两滚筒上 下位置 返程正常割煤 2 运煤和放煤 工作面前 后运煤采用两部 SGZ 880 800 型可弯曲刮板输送机分别运 输采煤机落煤和液压支架放落的顶煤 液压支架将前输送机移到煤壁处 然 后摆动尾梁将已松碎的顶煤放出 并进入后部输送机 待放出的煤炭中矸石 含量超过一定限度后 及时关闭放煤口 接着操作工作面后部输送机专用千 斤顶 将后部输送机相应前移 3 顶板管理 工作面顶板支护使用 ZF6200 1 7 3 2 型低位放顶煤液压支架 127 架 和 ZF6600 1 7 3 2 型过渡液压支架 机头 机尾各 3 架 133 架呈单列式布 置覆盖全工作面 架间中心心距 1 5m 支架空间由侧护板伸出支护 支护 15 方式为及时支护 即采煤机割煤后 先移支架 后移前输送机 进 回风两端头采用单体液压支柱配木质板梁或钢制 型梁交错抬棚支 护 同时两顺槽切口向外超前 20 米使用单体液压支柱配合 型钢梁抬棚支 护 支柱一般不少于两排 压力较大时 加支走向抬棚支护 采空区处理采用全部垮落法 即随工作面推进 拉液压支架 机头机 尾回柱放顶 使顶板自行垮落 支架最小控顶距 支架顶梁长度 梁端距 5 47 0 34 5 81 m 支架最大控顶距 支架顶梁长度 截深 梁端距 5 47 0 8 0 34 6 61 m 第二节第二节 循环工作组织循环工作组织 一 循环作业内容一 循环作业内容 工作面生产组织实行正规循环作业 包括作业形式 循环方式 工序安 排和劳动组织为四方面内容 1 作业形式 采用 二九一六 作业形式 即一日三班 两个生产班 每班工作 9 小时 一个检修班 工作 6 小时 生产一班 午班 15 00 24 00 生产二班 晚 班 0 00 9 00 检修班 早班 9 00 15 00 2 循环方式 生产班完成一个循环规定为 割一刀煤 截深 0 8m 移一次支架 推 一次前工作溜 放一次顶煤 拉一次后工作溜 确定生产班每班割 3 刀煤 即一日 6 循环 循环进度 0 8m 工作面日推进 4 8m 16 3 工序安排 工序安排的原则是 以机组割煤为中心组织拉架 推溜 以保证采煤 机效能的发挥 尽可能增加出煤时间 并在保证安全的前提下 尽可能使 辅助工序与采煤平行交叉作业 为组织多循环创造条件 4 劳动组织 按循环工作量和劳动定额配备各工种或岗位的出勤人数 生产班每 班出勤 33 人 检修班为 44 人 日出勤 110 人 原则上生产班人员相等 领导骨干均匀 技术力量平衡 检修班人员少而精 判断事故准确 处理 事故迅速 具体劳动组织形式为生产班追机作业 检修班组织专业工作组 由各大中心组长负责 自己绘制工作面循环作业图 和劳动组织表 循环作业图参考下图 将工作面长度改为200m 三班改为 第一 二班全完一样 都是 9 小时 每班割 3 刀煤 增加一道放顶煤工序 和一 道拉后部输送机工序 图例自己定 第三班 6 小时检修不出煤 注注意意 必必须须修修改改 完完全全照照抄抄者者 课课程程设设计计不不及及格格 17 二 主要技术经济指标计算二 主要技术经济指标计算 1 工作面循环产量 Q循 LBM c t 式中 Q循 循环产量 t L 工作面长度 取 200m B 循环进度 取 0 8m M 煤层厚度 注意 这里每人不同 取值同计算采煤工作面年注意 这里每人不同 取值同计算采煤工作面年 生产能力时一样 不按自己学号计算 课程设计不及格生产能力时一样 不按自己学号计算 课程设计不及格 煤层容重 取 1 41t m3 c 工作面采出率 取 87 代入数据计算得 Q循 200 0 8 6 195 1 41 87 1216 t 2 工作面平均日产量