课程设计.doc

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1、课程设计课程名称： 盘江矿区八号井采区设计 学 院： 矿业学院 专 业： 安全工程 姓 名： 朱松 学 号： 0908010083年 级： 2009级 任课教师： 潘棋 易汉华 2012年 元 月6日目 录设计说明第一章 采区地质特征 1.1 采区概况 1.2 地质情况及可采煤层情况 1.3 采取储量 第二章 采取生产能力及服务年限 2.1 采取生产能力的确定 2.2 采取服务年限 第三章 采煤方法选择及采区参数选择计算3.1 采煤方法选择 3.2 采区（或盘区、分区）参数选择计算第四章 采区巷道布置 4.1 采区巷道布置方案的选择 4.2 采区生产系统综述 4.3 采区回采工作面配备和生产能

2、力验算 4.4 开采顺序 4.5 采区准备工作及组织 第五章 回采工艺5.1 设计回采工作面概况 5.2 回采工艺的确定 5.3循环方式、作业形式的选择及循环图表的编制第六章 采区设计概算及工作面成本计算6.1 采区概算6.2采区主要技术经济指示表参考文献设计说明一、本设计为采区设计，本大纲参照一般实际采区设计，说明书编制章节的顺序，结合教学要求进行编制，仅供本次课程设计作为内容提要和说明书章节编制顺序参考用。二、当煤层倾角为近水平时，“采区”名称可称为“盘区”或“分区”（倾斜长壁法）第一章 采区地质特征1.1 采区概况盘江矿区位于贵州省盘县县城（红果镇）以北30km的断江镇境内，界于老屋基矿

3、和月亮田矿之间。矿区内有内昆铁路（红果至水城）及盘水公路通过，煤矿办公楼距盘关火车站0.51.0km，交通方便。煤层主要赋存二叠系地层中，分布广，层数较多，主要煤层层位稳定，厚度较大，具有较大的工业价值，其它矿产目前尚不具工业价值。表1.1.1盘江矿区八号井矿区范围拐点坐标表拐点编号直角坐标拐点编号xy13010385356000001230113033560029523301250035601664343011402356045474530087633560065551.2 地质情况及可采煤层情况盘县煤田位于杨子陆块黔北隆起六盘水断陷内，煤田内的构造大致有北西向、北东向两组，盘关向斜是其中北

4、东向构造之一。盘江矿区位于盘关向斜西翼北段，为一向东倾伏的背斜构造，两翼倾角较平缓，一般612，区内发育有南西、北东向的断层数条，并有小型褶曲和较多的小断层分布。井田内自下而上共有3层可采煤层，采用总厚度平均9.96m；局部可采3层，厚度3.90m，分述如下。（1）15煤层：为结构简单煤层，距12煤层34.4942.24m，平均间距36m，煤层厚度2.483.91m，平均厚度3.55m，含夹矸04层，一般02层，煤层存在分叉、合并现象，煤层对比可靠，全区30多个钻孔和数条石门巷道控制，为较稳定煤层，全区大部分地区可采。煤层有伪顶，为0.4m的泥岩夹煤，直接顶为粉砂岩和菱铁质粉砂岩，老顶为细砂岩

5、，直接底为泥质粉砂岩，老底为砂岩。（2）18煤层：煤层结构简单，距15煤层42.2463.48m，平均间距50m，煤层厚度2.303.66m，平均厚度3.43m，含夹矸03层，一般01层，全区有30多个钻孔和部分石门巷道控制，煤层对比可靠，为较稳定煤层，全区大部可采。煤层有伪顶，为0.30m左右厚的黑色炭质泥岩，直接顶为粉砂岩和菱铁质粉砂岩，老顶为砂岩，直接底为泥岩，老底为泥质粉砂岩。（3）19煤层：为简单结构煤层，距18煤层42.7954.30m，平均间距48m，煤层厚度2.152.8m，平均厚度2.51m，含夹矸02层，一般01层，全区有较多个钻孔和部分石门巷道控制，煤层对比可靠，局部地区

6、与18、18-1煤层合并。属较稳定煤层，南井全区可采，北井大部可采。煤层有伪顶为0.30m的泥岩夹炭屑，直接顶为泥质粉砂岩，直接底为粉砂岩，老底为粉砂岩和菱铁质粉砂岩。 煤层特征表煤层编号间 距(m)全层厚度（m）夹石层数可采情况倾角()结构复杂程 度稳定程度顶界74.15152.483.913.55 04 02大部可采9简单较稳定42.2463.4850.00182.303.663.43 03 01大部可采9简单较稳定42.7954.3048.00192.152.82.51 02 01大部可采9简单较稳定84.00底界根据贵州省煤炭管理局黔煤生产字【2007】425号文件对盘江煤电（集团）公

7、司煤矿2007年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复，盘江矿区矿井属高瓦斯矿井（见表5-3）。因相邻的火铺矿、土城矿和老屋基矿曾发生过煤与瓦斯突出，公司有关文件规定：盘江矿区12、19二煤层按煤与瓦斯突出煤层管理。矿井在生产中对各煤层应做好瓦斯的监测及抽放等预防工作，防止瓦斯爆炸和瓦斯突出。表5-3 2007年度盘江矿区矿井瓦斯等级鉴定结果矿井名称气体名称三旬中最大一天的的涌出量m3/min月实际工作天数 d月产煤量t相对涌出量m3/t矿井瓦斯等级上年度瓦斯等级上年度矿井瓦斯涌出量风排量抽采量总量绝对量m3/t相对量m3/t盘江矿区CH448.0273.93121.953110731250.71高瓦斯

8、高瓦斯88.1139.14CO23.250.003.251.351.870.83根据煤炭科学研究院重庆研究所的1987年12月7日对盘江矿区井10、12煤层的煤尘爆炸性试验鉴定结果，10、12煤层有爆炸性危险，其余可采和局部可采煤层虽然未作煤层尘爆炸性试验，但是由于该矿区煤中干燥无灰基挥发分产率在27.4038.03%之间，平均产率33.80%(136),其煤中爆炸指数均大于10，应确定本矿区可采煤层均有爆炸危险性,在实际开采过程中，各均应采取必要的防范措施，以防止煤尘爆炸事故的发生。根据煤炭科学研究院重庆研究所对盘江矿区井10、12煤层燃倾向性试验结果，10煤层为自燃煤层，其自燃倾向性为三类

9、；12煤层为不易自燃煤层，其自燃倾向性为四类。其余可采和局部可采煤层均未煤层作自燃倾向性试验。本地区属亚热带高原性季风气候区，气候温和湿润，冬无严寒，夏无酷暑。长年最高气温27C32C，最低温度1C2C，全年降雨充沛，分旱季和雨季，旱季多集中于十一月至次年四月，雨季集中于69月。有时在五月、十月也出现多雨现象。年降水量10291700mm，日最大降水量为221.4mm，因冷暖气流接触频繁，故降雨量远远大于蒸气发育，因为该采区煤岩属于二叠系上统的龙潭组所以岩性为粉砂岩，粉砂质泥岩、细砂岩、泥岩和煤组成。底部有一层25m的铝土质泥岩，全组厚为220260m。龙潭组含裂隙水，含水性极弱，泉水流量一般

10、小于0.5l/s，受降雨影响，雨季流量较大,接近露头赋存风化带裂隙水。为弱含水层，矿区内断层发育，这些断层破坏了地层的完整性、连续性，降低了岩石的力学强。塑性岩石中断层破碎带含水性和导水性不强，刚性岩石中断层破碎带有一定的含水性和导水性，可能连通含煤地层与上部含水层或地表水，加之矿床开采中人工裂隙大量出现，改变了断层带附近应力场和地下水天然流场，地表水、地下水可能沿裂隙带进入矿井，矿区内有大小不一的小煤矿和老窑，其废弃采面或巷道会成为老窑水、采空区积水、部分地表水进入矿井的通道，由于小窑多分布在浅部，因此，大多出现滴水、淋水现象。涌水量一般不大，且目前盘江矿区已掘进至+1350m+1250m水

11、平，对矿井充水无大的影响。 1.3 采区储量采区工业储量:Zg=S(m1+m2) (公式1-1) 式中： Zg- 采区工业储量,万t；S- 采区实际面积,m2；- 煤的容重，单位t/m3；m1-15#煤层煤的平均厚度，单位m；m2-18#煤层煤的平均厚度，单位m； 可采储量:ZK=（Zg-P）C (公式1-2)式中：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；P永久性煤柱损失量，由于该采区上部工业场地、井筒、建筑、河流、湖泊等，故该P值为0；C- 采区采出率，厚煤层取75%，中厚煤层取80%，薄煤层85%，这里C =75%。采区储量计算表煤层编号投影面积（m

12、2）倾角（度）实际面积（m2）煤厚（m）容重（t/m3）工业储量（万t）煤层采区回采率（%）可采储量（万t）备注15949958.1609961799.5081.0123.551.5512.15875384.11918949958.1609961799.5081.0123.431.35512.15875384.119合计1899916.3291923599.0161.0126.981.421024.31675768.238 第二章 采区生产能力及服务年限 2.1 采区生产能力的确定15#煤层15煤层厚度或采高，3.55m。设计每天割煤刀数为5刀，采煤机的截深为0.8m;所以工作面年推进度为5*

13、0.8*300=1200m。所以该采煤工作面的年产量为A01900.83.553000.931.425107万t因此该采区设计生产能力为120万。2.2 采区服务年限采区服务年限可根据公式算出 T=1024.316*0.93/120 =7.9(年)可知采区的服务年限为7.9年。 第三章 采煤方法选择及采取参数选择计算3.1 采煤方法选择由于采区内煤层全区可采，其稳定程度为稳定，其对比度也较为可靠，平均厚度为3.55m，为厚型煤层。其可采煤层厚度达3.5m左右；由于其基本构造为背斜构造，其煤层倾斜角约为9，15#煤层顶底顶板岩性：伪顶为泥岩夹煤，直接顶为粉砂岩和菱铁质粉砂岩，老顶为细砂岩，底板直

14、接底为泥质粉砂岩，老底为砂岩，18#煤层顶底顶板岩性：伪顶为黑色质泥岩，直接顶为粉砂岩和菱铁质粉砂岩，老顶为细砂岩，直接底泥岩、老底为泥质粉砂岩该采区内无大断层，只有边际有大断层，对煤层开采影响不大。地质构造简单，倾斜长度900米，走向长度1428米，采区生产能力为？万吨，地质情况和生产能力有利于布置单一倾斜长臂采煤法采煤系统，工作面回采顺序采用后退式。该矿井年产量为107万t，说明在经济技术上完全是相当的完善。综合上述，该采区内的煤层开采可以采用综采。所以结合本矿的实际情况后确定采用的采煤方法是：走向长壁采煤法，推进方向采用倒退式。 3.2 采区参数选择计算一、采区斜长及走向长综采由于采煤工

15、作面搬迁困难，一般情况下我国新建矿井采区的走向长度10001500m,因此该采区走向长度设计为1428m，是满足设计要求的。在标高为+1500边界煤层以上，设计该采区斜长为900m。二、回采工作面长度、形式该采区内的三层可采煤层的地质条件较好，煤层倾角为9，煤层为厚煤层，顶底板较稳定，无较大涌水量，采用机械化采煤，15#煤层每天进刀数为5刀，割煤机滚筒截深为0.8m，所以区段设计190米的工作面，能满足生产能力120万t的要求，对于综采工作面的长度一般不小于160m，所以该工作面长度设计为190m是可以的。第四章 采区巷道布置 4.1 采区巷道布置方案的选择一、因该矿井按煤与瓦斯突出矿管理、煤

16、层之间的层位等关系，因此要布置专门的回风巷，因此要布置三条上山，其中一条为运输上山；一条为轨道上山；一条为专用回风上山，且均伸出地表。 二、区段平巷设为单巷布置在煤层中，且两条平巷相互平行，无煤柱护巷。三、该采区各煤层之间采用石门连接，因为本煤层倾角为9、15#煤层和18#煤层的平均层间距为34m,采用石门可以减少巷道的掘进量，减少掘进费用。四、采区上部车场采用顺向平车场，中部车场采用单钩提升甩车场中的绕道式甩车场，下部车场采用甩车场。 4.2 采区生产系统综述运煤系统运煤系统是由工作面将煤炭运输到地面的系统，本采区运煤系统如下：工作面 (刮板输送机)区段运输平巷 (转载机、可伸缩皮带输送机)

17、石门运输上山(皮带输送机)井底煤仓运输大巷平硐地面。运料系统平硐运输大巷井底车场运输上山石门区段运输平巷工作面。排矸系统工作面矸石区段运输平巷石门运输上山地面。通风系统地面新鲜风流平硐运输大巷井底车场回风上山进风石门区段运输平巷工作面区段回风平巷回风石门专用回风上山地面。动力供应系统地面变电站采区变电所工作面（掘进头）；井下所需的风压由地面压风系统直接供应给工作面（掘进头）。排水系统工作面涌出的水水仓轨道下山井底车场副井地面。4.3 采区回采工作面配备和生产能力验算回采工作面生产量回采工作面的年生产能力公式为公式Q=300LNBMC式中Q回采工作面的年生产能力L回采工作面长度N日进刀数B煤刀推

18、进数M采高容重C工作面回采率则Q=30019050.83.551.420.93=1068893t/a即年回采工作面生产产量为107万吨。采区内同时回采工作面数目 该采区15号煤层平均厚为3.55m，一个工作面的生产能力为107万t，与该采区的设计生产能力120万t接近，因此在15号煤层每个区段由一个工作面保产。4.4 开采顺序 煤层间开采顺序为下行式开采；区段间开采顺序也为下行式开采。 第五章 回采工艺5.1 设计回采工作面概况工作面采用综合机械化采煤，工作面由采煤机破煤，落下的煤由刮板机从落煤点运到运输平巷，运输平巷布置皮带输送机把煤运到采区运输石门，运输石门内布置铸铁溜槽把煤运到区段煤仓，

19、上山亦布置皮带机把煤运出。 第六章 采区设计概算及工作面成本计算6.1 采区概算表6-1井巷工程概算表序号工程项目数量支护形式掘进面积(m2)巷道长度（m）巷道工程量(m3)单价(元)总价(万元)1主斜井1锚喷15.51058163995500581.9 2副斜井1锚喷181052189365800610.2 3回风斜井1锚喷181052189365800610.2 4采区石门1锚喷131038134945500570.9 5回风石门1锚喷131018132345800590.4 6区段回风巷道1金属锚杆131444187725000722 7区段运输巷道1金属锚杆13160620878500

20、0803 合 计82681206494488.6表6-2 机电设备及安装工程概算表序号设备名称型号规格单位数量单价(万元)总价(万元)1采煤机MG300/700-WD台11212162主要通风机FBCDZ-8-24台235703水泵MD155-67台6251504可弯曲刮板输送机SGZ730/320台125505运输巷皮带输送机SSJ800/275台225506转载机SZB730/40台225507皮带输送机STJl000/275台5301508矿车MD3.3-6辆300.123.69材料车MC1.5-6A辆200.2410平板车MP1-6A辆300.185.411提升绞车JTB1.61.5-

21、21台2285612混凝土喷浆机HPHC-5台37.522.513乳化液泵站XRB-25/150（套）1101014综掘机EL-90台3350105015液压支架ZZ5200/19.5/42台11430342016无极绳绞车JD-40台26.112.217局部通风机BSDF-No6.3台4156018潜水泵150 QJ 2035 / 5台62515019调度绞车JD-40A台66.136.620蓄电池电机车XK12-7.9/192-/KBT.1辆680 480.00 21合 计6053.3土建工程费用估计5000万元。安装工程费按设备及工器具投资的10%，估计,605.33万元。工程建设其他费

22、用按上述4项合计10%考虑约为1614.723万元。表6-3 采区概算汇总表序号投资指标估算投资（万元）井巷工程土建工程设备及工器具购置安装工程其它费用合计1合计（静态）4488.60 5000.00 6053.30 605.33 1614.7317761.96可以计算出开采每吨煤所需成本17761.96/120=148.1元每吨 6.2 采区主要技术经济指示表表6-4 采区主要技术经济指示表序号项目单位数量序号项目单位数量1走向长米14289年产量万吨1072倾斜长米90010服务年限年7.93煤层数1511采区回采率%754煤层均厚米3.5512掘进出煤率%955倾角度913采取吨煤投资元/吨148.16采煤方法走向长壁垮落式7工业储量万吨1024.3168可采储量万吨768.238参考文献1. 盘江矿区八号井地质资料。2. 开采方法设计指导书。3. 采区开采概算指导。4. 煤矿安全规程。5. 煤矿开采第三版徐永圻。6. 煤矿地质学第一版李增学。7. 矿山压力与岩层控制第二版钱鸣高，石平五，许家林。8. 网络搜寻。