采矿课程设计实例副本采矿课程设计实例副本采矿课程设计学院：专业班级：姓名：学号：指导老师：目录前言第一章井田地质特征矿井储量及年产量 5 第一节井田地质特征 5 第二节井田范围及储量 6 第三节矿井年产量及服务年限10第二章井田开拓12 第一节井田内划分12 第二节开拓方案的选定15 第三节开采顺序23 第三章采煤方法26 第一节采煤方法的确定26 第二节采区巷道布置27 第三节回采工艺31 第四节灾害预防34 结束语37 参考文献38前言采矿课程设计是采矿工程专业学习的重要一环，它是继我们学过《井巷工程》、《采矿学》、《矿井通风与安全》等课程，以及通过生产实习之后进行的，其目的是巩固和扩大我们所学理论知识并使之系统化，培养我们运用所学理论知识解决实际问题的能力，提高我们计算，绘图，查阅资料的基本技能，为毕业设计奠定基础。
依照老师精心设计的题目，按照大纲的要求进行，要求我们在规定的时间内独立完成计算，绘图及编写说明书等全部工作。
煤层开采设计是煤炭开采重要环节，而煤矿开采技术根据煤层赋存条件的不同有很大差异。
开采方式不对会造成煤炭的极大浪费，甚至会造成伤亡事故的发生。
在21世纪，能源极为重要的时代，要适应蓬勃发展的社会经济，就必须优化开采技术，体现绿色开采和可持续发展策略，而合理的开采设计则能有效减少煤炭损失，将赋存在地下的煤炭高速度，高效率的回采出，满足祖国经济建设对能源的需求。
设计中要求严格遵守和认真贯彻《煤炭工业设计政策》、《煤矿安全规程》、《煤矿工业矿井设计规范》以及国家制定的其它有关煤炭工业的方针政策，设计力争做到分析论证清楚，论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计达到较高水平，但由于本人水平有限，难免有疏漏和错误之处，敬请老师指正。
设计题目如下：井田境界：井田走向长度8000m,，倾斜长度2600m。
煤层埋藏特征：煤层厚度m1=3.9m, m2=2.8m，煤层倾角α=17°，层间距H=10m;表土层厚度30m,风化带深度10m; m1 顶板为砂质页岩，底板为砂岩；m2煤层顶板为砂岩，底板为粉砂岩；煤层埋藏稳定，井田无较大构造；地面标高+220m.煤的容重γ1=γ2=1.35t/m3,煤质中硬，坚固性系数f =2~3矿井开采技术条件：矿井正常涌水量Q=200 m3/h; 矿井最大涌水量Q大=300正m3/h,矿井相对瓦斯涌出量q=7.5 m3/d·t;。
煤有自燃性，自然发火期11个月;煤尘有爆炸性。
第一章井田地质特征矿井储量及年产量第一节井田地质特征一、煤层埋藏条件井田范围内煤层厚度m1=3.9m, m2=2.8m，煤层倾角α=17°，层间距H=10m；表土层厚度30m,风化带深度10m；m1煤层顶板为砂质页岩，底板为砂岩；m2煤层顶板为砂岩，底板为粉砂岩；煤层埋藏条件稳定，井田无较大构造；地面标高+220m。
煤的容重γ1=γ2=1.35t/m3；煤质中硬，坚固性系数f=2~3。
二、煤层开采技术条件矿井正常涌水量Q=200 m3/h；; 矿井最大涌水量Q大=300 m3/h；正矿井相对瓦斯涌出量q=7.5 m3/d·t;煤有自燃性，自然发火期11个月；煤尘有爆炸性。
三、煤层及顶、底板岩性煤层顶、底板岩性详见表1-1表1-1 煤层顶、底板岩性表第二节井田范围及储量一、井田煤炭赋存情况（井田范围）井田范围内沿走向长8000m,倾向长2600m,井田内煤层面积为20.8km2,井田面积为19.9km2二、矿井工业储量矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质堪探煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前即可供利用的可列入平衡表内的储量。
矿井工业储量是进行矿井设计的资源依据，一般即列入平衡表面的A+B+C 级储量，不包括作为远景的D级储量的远景储量。
计算方式如下：M=hAΓ式中h —煤层厚度，m;A —煤层面积，m2;Γ—煤层容重，t/m3(1)m1煤层矿井工业储量为M1= h1AΓ1= 3.9×2.08×107×1.35=1.10×104万吨)(2)m2煤层的矿井工业储量为M2= h2AΓ2= 2.8×2.08×107×1.35=7.86×103(万吨)总储量M=M1+M2=18860(万吨)三、矿井设计储量矿井设计储量是指矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物，建筑物需要留设的保护煤柱等永久性煤柱损失后的储量。
井田境界煤柱损失，可设计矿井一侧按20m留设，由于存在10m厚的风化带，采区边界只需要另留10m的保护煤柱。
Z C=M－P式中Z C —矿井设计储量，万吨M —工业储量P —永久煤柱损失量对m1煤层：井田境界煤柱损失P1=3.9×8000×1.35×20×2+3.9×1.35×(2600－40) ×20×2=222.4(万吨)对m2煤层：井田境界煤柱损失P2=2.8×8000×1.35×20×2+2.8×1.35×(2600－40) ×20×2=159.7(万吨)井田境界煤柱损失p=222.4+159.7=382.1(万吨)本井田风化带的厚度为10m，可以做防水煤柱，故无需留设防水煤柱；另假设本井田除工业场地外没有需要保护的地面建筑物、构筑物。
矿井设计储量Z1=M1－P1=10777.6(万吨)Z2=M2－P2=7700.3(万吨)Z C=Z1+Z2=18477.9(万吨)四、矿井设计可采储量矿井设计可采储量是矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上、下山保护煤柱量后乘以采区采出率的储量。
工业场地保护煤柱的计算设计生产能力180万吨/年，则工业广场占地面S=18×0.9=16.2（公顷）=0.162km2假设工业场地为长方形，则长宽比例为4：1，即长为800m,宽为203m，长轴与煤层走向斜交θ=60̊，煤层在保护中央处埋藏深度H0=350m，保护等级为Ⅱ级。
该地区移动角参数如下：β=60̊，δ=γ=75，φ=45.按照《建筑物、水体及主要巷道煤柱留设与压煤开采规程》，用垂直断面法计算工业场地煤柱损失如下：通过上图可算得工业场地煤柱损失P3=513(万吨) P4=368（万吨）工业场地保护煤柱P‘=P3+P4=881(万吨）设计可采储量Z k =（Z c－P）CZ k—设计可采储量，万吨Z c—设计储量，万吨P —工业场地、主要巷道及上下山保护煤柱损失量，万吨C —采区采出率，厚煤层取75%，中厚煤层取80%，薄煤层取85%，本设计可取C m1=75%，C m2=80%。
由于工业场地、矿井井下主要巷道等煤柱损失与井田开拓方式、采煤方法有关，其煤柱损失量在开拓方式、采煤方法确定后才能确定，为便于利用矿井可采储量初步确定矿井井型，上述永久煤柱损失与工业场地、井下主要巷道煤柱损失等，可暂时按工业储量的5%~7%记入，初算矿井可采储量。
可采储量的详细计算结果如表1-3表1-3 矿井可采储量计算表煤层名称工业储量(万吨)煤柱损失(万吨)矿井设计储量(万吨)矿井设计可采储量(万吨) 断层井田境界工业场地合计m111000 0 222.4 513 735.4 10777.6 10340 m27860 0 159.7 368 527.7 7700.3 7388.4第三节矿井年产量及服务年限一、矿井工作制度矿井工作日为330天，采用三八制作业，边采煤边准备，每天净提升时间为16小时。
二、矿井年产量及服务年限全矿井可采储量为17728.4万吨，考虑采用1.4的矿井储量备用系数，矿井设计生产能力为180万吨/年。
矿井服务年限T = Z K/A·K式中Z K—可采储量，万吨A —年产量，万吨K —备用系数，取K=1.4T —服务年限，年按上式算得服务年限T=17728.4/180×1.4=70.3年计算结果与矿井井型和服务年限表对照知T>50，故本设计满足要求第二章井田开拓第一节井田内划分一、同采采区数、工作面数和区段斜长及数目1、保证年产量的同采工作面数和采区数采区的生产能力应根据地质条件、煤层生产能力、机械化程度和采区内工作面阶梯关系等因素确定，当采用综合机械化采煤时，采区生产能力一般为0.6~1.0Mt/a；采用普通机械化采煤时，采区生产能力为0.4～0.8 Mt/a，爆破落煤时，采区生产能力一般为０.２～０.６Mt/a．各类矿井正常生产的采区个数一般按表２－１规定（1）达到设计产量时工作面总数长B= AX / ∑m·γ·L·k3式中 B —采煤工作面总长度，m；A —矿井设计年产量，t/a ；X —回采出煤率，可取0.9；∑m —同采煤层总厚度，mγ—煤层容重，t/m3k3 —工作面采出率，97%，95%或93%L —年推进度，L=330·n·I·Φ式中n—日循环数，个330—矿井年工作日，天I—循环进度，mΦ—正规循环系数，0.8~1 按上述计算 B = 180×104×0.9 / 6.7×1.35×1188×0.95= 158.7m其中，L=330×5×0.8×0.9×=1188m 满足《设计规范》的要求。
日循环取5个，循环进度为0.8m, 正规循环系数取0.9根据表2-2采煤工作面长度的选取要求，取工作面长度为200m,由题中给出条件相对瓦斯涌出量验算工作面长度，亦满足要求，故设计工作面长度为160m 较为合理。
N = B·n / l式中N —同采工作面个数，个B —工作面总线长，mn —同采煤层数，个l —采煤工作面长度，m将相关数据代入求得N = 158.7×2 / 200 =1.587即同采工作面个数可取为2个才能满足生产要求3、区段斜长和区段数目本设计煤层采用走向长壁采煤法，采用无煤柱护巷技术。
井田划分阶段时，阶段要有合理的斜长，以利于运输通风，巷道维护等。
阶段垂高一般缓斜倾斜阶段垂高为150~250m,该设计煤层倾角为17°，上山采用大倾角皮带输送机；由于辅助提升一般采用单钩串车提升，绞车滚筒直径一般不大于1.6m,根据绞车的缠绳量，阶段斜长一般不超过800m,对煤层赋存条件好，生产能力较大的采用滚筒直径2.0m的绞车，有效提升距离可达900m,综合经济效益和设计规范，将阶段倾斜长初步定为800m.倾角大于16°的煤层，瓦斯含量较大，涌水量较大时，不易采用上、下山开采相结合的方式，故本矿可设置上山开采，矿井阶段数目设为4个，其中区段斜长640m,根据安全规定区段垂高不能超过250m，该煤层的最大斜长为250/sin17°=855m>640m，所以设为4个阶段合理。