《煤矿开采学》课程设计(准备方式：采区布置煤层倾角：17°生产能力：75万t /a)班级：15采矿-1班：正权学号：167150037时间：2016年1月3日目录序论 (3)第一章．采区巷道布置 (5)第一节．采区储量与服务年限 (5)第二节．采区的再划分 (6)第三节．确定采区准备巷道布置及生产系统 (8)第四节．采区中部甩车场线路设计 (9)第二章．采煤工艺设计 (10)第一节．采煤工艺方式的确定 (10)第二节．工作面合理长度的确定 (15)第三节．采煤工作面循环作业图表的编制 (16)小结 (18)参考文献 (19)序论一、设计目的1.通过课程设计，使学生进一步消化和理解《煤矿开采学》所讲授的基本理论知识，对现代化矿井的采煤方法、准备方式等的涵有一个基本了解。
2.通过课程设计，培养学生动手能力，对编写采矿技术文件，包括编写设计说明书及绘制设计图纸进行初步锻炼。
3.为毕业设计中编写毕业设计说明书及绘制毕业设计图纸打基础。
二、设计题目1、设计题目的一般条件本采区东以F4断层为界，西以相邻采区煤柱为界，上部+30m以上为风化带煤柱，下部边界为水平煤柱。
采区走向平均长度2130m，倾斜平均长度为1020m，倾角平均为17°。
采区共有两层煤，区地质构造简单，为单斜构造，无断层和褶曲。
采区无大的含水层和地下水，开采条件较好。
运输大巷和回风大巷标高分别为-350和-50m，且位于距离4-1号煤层30m 的岩层中。
采取生产能力自定。
2、煤层特征本采区赋存的2号和4-1号煤层，煤层均为厚煤层。
煤层埋藏稳定，构造简单，煤质中硬，自燃发火期为3-12个月。
煤层爆炸指数为34-70%。
煤层瓦斯含量小，采区所属矿井属于低瓦斯矿井。
三、课程设计容1、一个采区（盘区）或带区巷道布置设计；2、一个采煤工作面的采煤工艺设计及编制循环图表；3、采区中部车场线路设计设计采(带)区综合柱状图第一章采区巷道布置第一节采区储量与服务年限1、设计生产能力75万t/年。
2、采区工业储量、设计可采储计算（1）采区工业储量Zg=H×L×(m1+m2)×γ(公式1-1)式中：Zg---- 采区工业储量，万t；H---- 采区倾斜长度，1020m；L---- 采区走向长度，2130m；γ---- 煤的容重，1.30t/m3；m1---- 2煤层煤的厚度，为4.2米；m2---- 4-1煤层煤的厚度，为4米；Zg1=1020×2130×4.2×1.3=1186.24万tZg2=1020×2130×4.0×1.3=1129.75万tZg=1020×2130×（4.2+4.0）×1.3=2316.00万t（2）设计可采储量15m 15m15m65m15m图1-1 采区留煤柱示意图Z K=（Zg-p）×C (公式1-2)式中：Z K---- 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，厚煤层可取75%，中厚煤层取80%，薄煤层85%。
P1=15×2×2130×4.2×1.3+15×2×(1020-15×2)×4.2×1.3+65×(1020-15×2) ×1.3×4.2=84.24万tP2=15×2×2130×4.0×1.3+15×2×(1020-15×2)×4.0×1.3+65×(1020-15×2) ×1.3×4.0=82.13万tZ2=( Zg1-p1)×C=(1186.24-84.24)×0.75=826.50万tZ4-1=( Zg2-p2)×C=(1129.75-82.13)×0.75=785.72万tZ K= Z2+Z4-1 =826.50+785.72=1612.22万t（3）采区服务年限T= Z K/(A×K) (公式1-3)式中：T----采区服务年限，a;A----生产能力，75万t；Z K----设计可采储量；K----储量备用系数，取1.3。
T= Z K/(A×K) =1612.22 /（75×1.3）=16.53a取T=16年。
(4)验算采区采出率采区采出率C=(Zg-P)/Zg (公式1-4)式中：C-----采区采出率，%Zg ---- 采区的工业储量，万tP ---- 采区的煤柱损失量，万t2煤层：C1=（Zg1－P1）／Zg1=(1186.24-84.24)／1186.24=92.9% > 75% 4-1煤层：C2=（Zg2－P2）／Zg2=(1129.75-82.13)／1129.75=92.7% > 75% (符合国家对采区采出率的要求。
)则2、4-1均满足采区回采要求。
第二节采区的再划分1、确定工作面长度由已知条件知：该煤层左右边界各有15m的边界煤柱，上部留15m煤柱，下部留15m护巷煤柱，故其煤层倾向共有：1020-30=990m的长度，走向长度2130-30=2100m。
地质构造简单，煤层附存条件较好，瓦斯涌出量小。
且现代工作面长度有加长趋势，且采煤工艺选取的是较先进的综采。
又知，一般而言，考虑到设备选型及技术方面的因素综采工作面长度为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75万t/a，一个中厚煤层的一个工作面便可以满足生产要求，采用沿空掘巷方式,巷道间留较小煤柱，取4米，如图1-2：取区段平巷的宽度为4.5m ，留5m 小煤墙，则采煤工作面长度为：L 1=(b-2×q-((2×L 2+p) ×n-p))/n (公式1-5)式中：L 1——工作面长度，m ； L 2——区段平巷宽度，m ；b ——采区倾向长度，m ；q ——采区上下边界预留煤柱宽度，m ； P ——护巷煤柱宽度，m ； n ——区段数目，个；L 1=(1020-2×15-((2×4.5+4) ×5)-4)/5=184.2m 2、工作面生产能力Qr = A/(T ×1.1) (公式1-6) 式中：A----采区生产能力，75万t/a ；Qr ----工作面生产能力，t /天； T----每a 正常工作日，300天。
故： Qr = A/（T ×1.1） =75/(300×1.1) =2272.1t图1-2 采区工作面划分示意图目前，煤炭企业生产系统向高产高效集中化生产的方向发展，新建大型化矿井均朝“一矿一井一面”的设计思想改革，采用提高工作面单产，用一个工作面的产量来保证整个矿井的设计生产能力，故为适应现阶段煤炭行业的知道规，本采区设计一个采煤工作面。
其工作面接替顺序如下表：对于2煤层：2煤层工作面接替顺序：1101→1102→1103→1104→1105→1106→1107→1108→1109→1110 对于4-1煤层：4-1煤层工作面接替顺序：2101→2102→2103→2104→2105→2106→2107→2108→2109→2110 注：箭头表示回采工作面的接替顺序。
第三节确定采区准备巷道布置及生产系统1、根据所选题目条件，完善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2煤层中上部边界开掘一条阶段回风大巷。
第一开采水平为该采区服务的一条运输大巷，布置在4-1煤层底板下方30m处的稳定岩层中。
2、确定巷道布置系统及采区布置方案分析比较确定采区巷道布置系统，采区有两层煤，采用联合布置，每一层都布置5个工作面，根据相关情况初步制定以下三个方案进行比较(由于2,4-1煤层相同，就去以4-1煤层说明。
)。
方案一：双岩石上山将两条上山都布置在4-1煤层底板岩石中，其中运输上山布置在距离底板15m处，轨道上山布置在运输上山上方5m，即距离4-1煤层10m处。
如图1-3：方案二：双煤层上山将两条上山都布置在4-1煤层中。
如图1-4：图1-4 方案二示意图方案三：一岩一煤上山将两条上山分别布置在4-1煤层的底板和煤层中，运输上山布置在距离4-1底板5m处，轨道上山布置在4-1煤层中。
如图1-5：图1-5 方案三示意图双岩上山维护费用少且无需留煤柱。
综合考虑以上因素，可采用在4-1煤层下10m处集中布置两条岩石上山，。
即：选中双岩上山方式布置生产系统。
3、确定工作面回采巷道布置方式及工作面推进终点位置根据煤层储存条件可知，2煤层厚4.2m，4-1煤层厚4.0m，都为厚煤层，瓦斯含量较低，涌水量也较小，易于维护。
采用单巷布置，且一个工作面就可以达到设计生产能力的要求。
综合考虑，回采巷道布置方式采用单巷沿空掘巷。
4、在采区巷道布置平面，工作面布置及推进到的位置应以达到采区设计产量为准该采区采用双翼开采，在采区两侧各留15m煤柱，开始布置工作面，进行推进。
在采区巷道布置中，工作面布置及推进到的位置应以达到采区设计产量安全为准，工作面应推进到距上山20m处停采线位置处，即为避开采掘影响对上山的影响而留设的20m护巷煤柱处。
5、采区上、下区段工作面交替期间同时生产时的通风系统图采区上下区段工作面交替期间同时生产时的通风系统图如下图所示6、采区上、下部车场选型采区上部车场选用单向甩车场；采区下部车场选用大巷装车顶板绕道式下部车场。
采区中部车场该采区开采近距离煤层群，轨道上山布置在煤层中，倾角为17°，向区段石门甩车。
轨道上山和石门均铺设600mm轨距的线路，轨形为15kg/m，采用1t矿车单钩提升，每钩提升3个矿车，要求甩车场存车线设双轨高低道。
斜面线路布置采用一次回转方式。
第二章采煤工艺设计第一节采煤工艺方式的确定1、选第二个煤层，即4-1煤层,进行采煤工艺设计，布置采煤工作面由于4-1煤层厚4.2m，煤质中硬，因此采用综合机械化采煤，一次采全高。
工作面回采工艺流程为：采煤机向上割煤、移架→采煤机向下装煤→推移刮板输送机→斜切进刀→推移刮板输送机。
2、综采工作面的设备选用国产设备。
由于设备资料来源的原因，选用国产综采设备。
各设备技术参数(1)采煤机MG500/1330-WD（煤机厂）(2)液压支架BY3600-25/50(3)工作面刮板输送机SGZ－764／500（煤机厂）(4)刮板机 SZB －830／180（煤机厂）(5)破碎机 PCM132（煤机厂）(6)胶带输送机 SSJ1000／M （西北煤机厂）(7)高压开关柜 KBZ －450／1140Y3、采煤与装煤(1)确定采煤工艺、截深及日进刀数采用综合机械化采煤，采煤机落煤和装煤。