《煤矿开采学》课程设计说明书姓名：班级：采矿12学号：指导老师:目录绪论 (3)第一章采区巷道布置 (5)第一节采区储量与服务年限 (5)第二节采区内的再划 (7)第三节确定采区内准备巷道布置及生产系统 (9)第二章采煤工艺设计 (12)第一节采煤工艺方式的确定 (12)第二节工作面合理长度的确定 (17)第三节采煤工作面循环作业图表的编制 (18)附表 (20)设计总结 (22)绪论一、设计的目1.初步应用《煤矿开采学》课程所学的知识，通过课程设计，加深对《煤矿开采学》课程的理解。

2.培养安全工程专业学生动手能力，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（一）设计题目的一般条件某矿第一开采水平上山阶段某采区(带)区自下而上开采K1、K2和K3煤层，煤层厚度、层间距及顶底板岩性见综合柱状图。

该采(带)区走向长度3000m，倾斜长度1200m，采(带)区内各煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，K1煤层属简单结构煤层，硬度系数 f=2，K2 和K3煤层属中硬煤层，各煤层瓦斯涌出量较低，自然发火倾向较弱，涌水量也较小。

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(带)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(带)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12° 。

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° 。

三、课程设计内容1．采区或带区巷道布置设计；2．采区中部甩车场线路设计或带区下部平车场（绕道线路和装车站线路）线路设计；3．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《采矿学》所学的知识，每人独立完成一份课程设计。

设计者之间可以讨论、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经济比较。

五、设计说明书内容，疑难问题可与指导教师共同研究解决。

本课程设计要求方案进行技术分析与开掘工程量和维护费比较。

第一章采(带)区巷道布置第一节采区储量与服务年限一、采区的生产能力定为150万t/a，煤层平均倾角为16°。

（一）计算采区的工业储量、设计可采储量1、采区生产能力选定为150万t/a2、采区的工业储量、设计可采储量(1) 采区的工业储量Z g=H×L×(m1+m2+m3)× γ ………………………………………(公式1-1)式中：Z g---- 采区工业储量，万t；H---- 采区倾斜长度，1100m；L---- 采区走向长度，3000m；γ---- 煤的容重，1.30t/m3；m1---- K1煤层煤的厚度，为6.9米；m2---- K2煤层煤的厚度，为3.0米；m3---- K3煤层煤的厚度，为2.2米；Z g=1100×3000×(6.9+3.0+2.2)×1.3=5190.9万t/aK1煤层工业储量：Z g1=1100×3000×6.9×1.3×1.30×10-4=2960.1万t K2煤层工业储量：Z g2 =1100×3000×3.0×1.30×10-4=1287万t K3煤层工业储量：Z g3 =1100×3000×2.2×1.30×10-4=943.8万t 则矿井工业储量为: Z g总=2960.1+1287+943.8=5190.9万t(2) 设计可采储量Z K=(Z g-p)×C ……………………………………………………(公式1-2)式中：Z K---- 设计可采储量, 万t；Z g---- 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%。

本设计条件下取80%。

采区上边界采用30m防水煤柱，下边界留30m保护煤柱。

左右边界留15m边界煤柱。

P m1=30×2×3000×6.9×1.3+15×2×(1100-30×2)×6.9×1.3=189.446万t P m2=30×2×3000×3.0×1.3+15×2×(1100-30×2)×3.0×1.3=82.368万t P m3=30×2×3000×2.2×1.3+15×2×11000-30×2)×2.2×1.3=60.403万t P---- 上下两端永久煤柱损失量，左右两边永久煤柱损失量，万t；Z K1=( Z g1-p1)×C1=(2960.1-189.446)×0.75=2077.991万tZ K2=( Zg2-p2)×C2=(1287-82.368)×0.80=963.706万tZ K3=( Z g3-p3)×C3=(943.8-60.403)×0.80=706.718万t则矿井设计可采储量：Z K= 2077.991+963.706+706.718=3748.415万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---- 采区生产能力，150万t；Z K---- 设计可采储量，3748.415万t；K----储量备用系数，取1.4。

T= Z K/A×K=3748.415万t/(150万t ×1.3)=19.22a取19年。

(4)、验算采区采出率1、对于K1厚煤层:×30×6.9×1.3 = 0.87对于K1煤层: p1支柱= 4C1=(Z g1-p1-p支柱)/Z g1-----(公式1-4)式中：C1-----采区采出率，% ；Z g1---- K1煤层的工业储量，万t ；p1---- K1煤层的永久煤柱损失，万tC1=(Z g1-p1)/Z g1=（1100×3000×6.9×1.3-（30×2×3000×6.9×1.3+15×2×(1100-30×2)×6.9×1.3））/1100×300×6.9×1.3= 93.6% > 75%满足要求2、对于K2中厚煤层：C2=(Z g3-p3)/Z g3………………………………………………………(公式1-5)式中：C2----采区采出率，% ；Z g2----K2煤层的工业储量，万t ；P2---- K2煤层的永久煤柱损失，万t ，取Z g2×4% ；C2=(Z g2-p2)/Z g2=〔（1100×3000×3.0×1.3）-（30×2×3000×3.0×1.3+15×2×(1100-30×2)×3.0×1.3）〕/ 1100×3000×3.0×1.3= 93.6%> 80%满足要求3、对于K3中厚煤层：C3=(Z g3-p3)/Z g3………………………………………………………(公式1-5)式中：C3----采区采出率，% ；Z g3----K3煤层的工业储量，万t ；P3---- K3煤层的永久煤柱损失，万t ，取Zg3×4% ；C3 =(Z g3-p3)/Z g3=〔（1100×3000×2.2×1.3）-（30×2×3000×2.2×1.3+15×2×(1100-30×2)×2.2×1.3）〕/ 1100×3000×2.2×1.3= 93.6%> 80%满足要求第二节采区的再划分一、确定工作面长度及采区区段数目由已知条件知：该煤层倾向共有：1100m的长度。

且采煤工艺选取的是先进的综采，一次采全高放顶煤法，由《采煤学》所学知识得知，综放工作面长度一般为130m—190m，巷道宽度为4m～4.5m,本题目选取4.5m，且采区生产能力为150万t/a，一个中厚煤层的一个区段便可以满足生产要求，最终选定5个区段，区段煤柱选为25m,故工作面长度为：L = (1100-30)/5 - 4.5×2-25= 180(m)取5m的整数倍，所以取L=180m二、确定工作面生产能力采区生产能力的基础是采煤工作面的生产能力，采煤工作面的生产能力取决于煤层厚度、工作面长度和推进度。

一个采煤工作面的生产能力可由下式计算：A0 = L采×V0×m×γ× C式中：A0——工作面生产能力，万t/a ;L采——工作面长度；m，V0 ——工作面推进度.综采面年推进度可达1000—2000m，取1100m。

γ——煤容重，t /m3C——工作面采出率，一般为0.93—0.97，取0.93A0= L采×V0×m×γ× C = 180×1100×6.9×1.3×0.93 = 165.17万t 三、确定采区内同采工作面数及工作面接替顺序由于采区生产能力为150万t/a,且工作面生产能力为 165.17万t,对于K1煤层布置一个工作面便基本可满足生产要求（由于所选采煤机截深为800mm，一天共进6刀，故工作面生产能力为：0.63×6×165.17×6.9×1.3×0.93×330 = 171.74万t，而对于K2、 K3煤层可采取两个工作面同时回采，以满足生产要求。

其具体回采顺序如：表1.1所示：表1.1 回采顺序表对于K1煤层，其厚度为6.9m,布置一个综放工作面便可以满足生产要求。