采煤工艺设计与采煤工作面循环作业图表Word下载.docx
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设计矿井的地面标高为+30m,煤层露头为-30m。
第一开采水平为该采区服务的一条运输大巷布置在K3煤层底板下方25m处的稳定岩层中,为满足该采区生产系统所需的其余开拓巷道可根据采煤方法不同由设计者自行决定。
(二)设计题目的煤层倾角条件
1、设计题目的煤层倾角条件1
煤层倾角条件1:
煤层平均倾角为8°
阶段倾斜长度1200m。
2、设计题目的煤层倾角条件2
煤层倾角条件2:
煤层平均倾角为16°
阶段倾斜长度1000m。
三、课程设计内容
(一)采区、盘区或带区巷道布置设计;
(二)采煤工艺设计及编制循环图表。
四、进行方式
学生按设计大纲要求,任选设计题目条件中的煤层倾角条件1或煤层倾角条件2,综合应用<
所学的知识,每个人独立完成一份课程设计。
设计者之间能够讨论、借鉴,但不得相互抄袭,疑难问题可与指导教师共同研究解决。
本课程设计要对设计方案进行技术分析与开掘工程量和维护费用比较。
煤层附近地层综合柱状图
柱状
厚度(m)
岩性描述
——————————
——————————
8.60
灰色泥质页岩,砂页岩互层
·
·
8.40
泥质细砂岩,碳质页岩互层
0.20
碳质页岩,松软
6.90
K1煤层,γ=1.30t/m3
·
4.20
灰色砂质泥岩,细砂岩互层,坚硬
7.80
灰色砂质泥岩
3.0
K2煤层,γ=1.30t/m3
........
4.60
薄层泥质细砂岩,稳定
3.20
灰色细砂岩,中硬、稳定
2.20
K3煤层,煤质中硬,γ=1.30t/m3
灰白色粗砂岩、坚硬、抗压强度60—80Mps
。
24.68
灰色中、细砂岩互层
第一章采区巷道布置
第一节区储量与服务年限
1、采区生产能力选定为120万t/a
2、采区的工业储量、设计可采储量促
(1)采区的工业储量
Zg=H×
L×
(m1+m2+m3)×
γ………………………(公式1-1)
式中:
Zg----采区工业储量,万t;
H----采区倾斜长度,1000m;
L----采区走向长度,2100m;
γ----煤的容重,1.30t/m3;
m1----K1煤层煤的厚度,为6.90米;
m2----K2煤层煤的厚度,为3.00米;
m3----K3煤层煤的厚度,为2.20米;
Zg=1000×
2100×
(6.9+3.0+2.2)×
1.3=3303.3万t
Zg1=1000×
6.9×
1.3=1883.70万t
Zg2=1000×
3.0×
1.3=819.00万t
Zg3=1000×
2.2×
1.3=600.60万t
(2)设计可采储量
ZK=(Zg-P)×
C………………………………………(公式1-2)
ZK----设计可采储量,万t;
Zg----工业储量,万t;
P----永久煤柱损失量,万t;
C----采区采出率,厚煤层不低于75%,中厚煤层不低于80%,薄煤层不低于85%,地方小煤矿不低于70%。
本设计条件下K1煤层取75%,K2和K3煤层取80%。
永久保护煤柱:
(采区边界永久煤柱损失量和上山煤柱损失。
采区两边边界保护煤柱取10米,采取上部边界煤柱取20米,保护煤柱下部边界取30米保护煤柱;
上山之间煤柱取20米保护煤柱,上山两侧煤柱各取30米保护煤柱)
P1=[20×
2100+30×
2100+10×
2×
(1000-20-30)+30×
(1000-20-30)+20×
(1000-20-30)]×
1.3=179.4万t
P2=(50×
2100+100×
950)×
1.3=78.0万t
P3=(50×
950)×
1.3=57.2万t
ZK1=(Zg1-P1)×
C1=(1883.70-179.4)×
0.75=1278.23万t
ZK2=(Zg2-P2)×
C2=(819.00-57.2)×
0.80=609.44万t
ZK3=(Zg3-P3)×
C3=(600.60-57.2)×
0.80=434.72万t
设计可采储量为:
ZK=ZK1+ZK2+ZK3=1278.23+609.44+434.72=2322.39万t
(3)采区服务年限
T=ZK/A×
K………………………………………………………(公式1-3)
T----采区服务年限,a;
A----采区生产能力,120万t/a;
ZK----设计可采储量,2322.39万t;
K----储量备用系数,取1.4。
T1=ZK1/A×
K=1278.23万t/(120万t×
1.4)=7.61a
T2=ZK2/A×
K=609.44万t/(120万t×
1.4)=3.63a
T3=ZK3/A×
K=434.72万t/(120万t×
1.4)=2.59a
T=T1+T2+T3=13.83a,取。
(4)、验算采区采出率
1)、对于K1厚煤层:
C1=(Zg1-p1)/Zg1………………………………………(公式1-4)
C1-----采区采出率,%;
Zg1----K1煤层的工业储量,万t;
p1----K1煤层的永久煤柱损失,万t;
C1=(Zg1-p1)/Zg1
=(1883.70-179.4)/1883.70=90.48%>
75%满足要求
2)、对于K2中厚煤层:
C2=(Zg3-p3)/Zg3………………………………………………………(公式1-5)
式中:
C2----采区采出率,%;
Zg2----K2煤层的工业储量,万t;
P2----K2煤层的永久煤柱损失,万t;
C2=(Zg2-p2)/Zg2
=(819.00-78.0)/819.00=90.48%>
80%满足要求。
3)、对于K3中厚煤层:
C3=(Zg3-p3)/Zg3………………………………………………………(公式1-6)
C3----采区采出率,%;
Zg3----K3煤层的工业储量,万t;
P3----K3煤层的永久煤柱损失,万t;
C3=(Zg3-p3)/Zg3
=(600.60-57.2)/600.60=90.48%>
第二节采区内的再划分
1、确定采煤工作面长度
由于采用的煤层左右边界各有10m的边界煤柱,上部留有20m防水煤柱,下部留有30m护巷煤柱,故其煤层倾向共有1000-50=950m的长度,走向长度2100-30×
2-20-10×
2=m。
又由于区内各煤层
埋藏平稳,埋深较浅,地质构造简单,无断层,瓦斯涌出量较低,自然发火倾向较弱,涌水量也较小,且现代采煤工作面有加长的趋势,故该矿井设计为综合机械化程度高的现代化矿井,考虑到设备选型及技术方面的因素综采综采工作面长度为180-250m,巷道宽度为4m-4.5m,本采区选取4.5m,且采区生产能力为120万t/a,一个工作面便能够满足生产要求。
K1采煤工作面采取放顶煤方式生产,合理的工作面长度应是在一个生产班内能将工作面内的顶煤全部放完。
据此原则,工作面长度能够用下列式表示:
L=n(T/t)Bη=192m
L--------工作面长度,m;
n--------同时放煤支架数;
T--------每班工作时间,min;
t---------每架支架放煤所需时间,min;
B-------支架宽度,m;
η-------每班工作时间利用率。
取:
n=2,B=1.5m,T·
η=320min,t=5min
故本采区采煤工作面长度定为192m。
2、确定采区内工作面数目
回采工作面是沿倾斜方向布置,沿走向推进,采用走向长壁采煤法。
工作面数目:
N=(L-S0)/(l+l0)……………………………(公式1-7)
L-----煤层倾斜方向长度(m);
S0----采区边界煤柱宽度(m);
l-----工作面长度(m);
l0----回采巷道宽度,本处取4.5m。
N=(1000-30-20)/(192+9)=4.73,取5。
故确定采区内工作面数目为5个。
3、工作面生产能力
Qr=A/(T×
1.1)……………………………………………………(公式1-8)
A----采区生产能力,120万t/a;
Qr----工作面生产能力,万t;
T----每年正常工作日,330天。
故:
Qr=A/(T×
1.1)=120/(330×
1.1)=3305.78t
4、确定采区内同采工作面数及工作面接替顺序
当前开采准备系统的发展方向是高产高效生产集中化,采用提高工作面单产,以一个工作面产量保证采区产量,因此定为采区内一个工作面生产。
以K1煤层为例,5个区段工作面接替顺序,采用下行开采顺序。
对于K1煤层:
1101
停
采
线
80m
1102
1103
1104
1105
1106
1107
1108
1109
1110
K1煤层工作面接替顺序:
1101→1102→1103→1104→1105→1106→1107→1108→1109→1110
注:
箭头表示回采工作面的接替顺序。
第三节确定采区内准备巷道布置及生产系统
1、完善采区开拓巷道
为了减少煤柱损失提高采出率,利于灭灾并提高经济效益,根据所给地质条件及采矿工程设计规划,在第一开采水平中,把为该采区服务的运输大巷和回风大巷均布置在K3煤层底板下方25m的稳定岩层中,回风大巷布置在采区上部边界。
2、确定采区巷道布置方案及方案分析比较
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