煤矿开采学课程设计班级姓名：学号指导教师：目录前言 1 第一章井田地质特征，矿井储量及年产量 2 第一节井田地质特征 2第二节井田范围及范围 3第三节矿井年产量及服务年限 7 第二章井田开拓8第一节井田内划分 8第二节开拓方案的选定10第三节开采顺序 14 第三章采煤方法 17 第一节选择确定采煤方法 17第二节采区巷道布置 17第四节采煤工艺 20 第四章结束语 28前言按照课程设计要求，我们进行了为其两周的《煤矿开采学》课程设计。
煤矿开采方法课程设计是采矿专业学习重要的一环，通过课程设计，能够培养我们的动手能力、理论结合实践的能力；通过课程设计，能够运用理论知识解决实际生产中的技术问题，锻炼我们的解决问题能力，提高我们的技术水平；并大量的查找资料中，进一部巩固了专业知识，为以后的毕业设计、工作能力奠定了坚实的基础。
此次设计认真贯彻《煤炭工业技术政策》、《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》以及国家制定的其它有关煤炭工业的方针政策，力争作到分析论证清楚、论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计成果达到较高水平。
第一章井田地质待征、矿井储量及年产量第一节井田地质特征一、煤层埋藏条件煤层层数为两层，煤层倾角a=为15°。
煤层厚度m1=4.7m,其顶板为砂质页岩，底板为石灰岩; m2=3.5m，其顶板为石灰岩，底板为砂岩。
层间距H=50m，地面标高+200m，表土层厚70m，m1、m2煤层的容重相同 =1.45 t/m3煤质比较坚硬，坚固性系数f=2.5~4二、井田内主要地质构造井田内埋藏稳定，无大地质构造且构造简单。
三、矿井开采技术条件矿井正常涌水量Q正=400m3/H；矿井最大涌水量Qm=480m3/H；矿井相对瓦斯涌出量Q=6m3/D*T；煤尘有爆炸性，自然发火期11.5个月。
表1-1 煤层及顶板岩性特征第二节井田范围及储量一、井田范围井田走向长度10000m,倾斜长度2600m；井田内煤层面积:S1=S2=走向长×倾斜长=10000×2600=2600万㎡；井田面积：S=S1×COS15°=2511万㎡。
二、矿井工业储量依据题目所给条件，该块煤田已经精查，均为A极储量Z= S1 ×γ×（M1+M2）=2600×10000×（4.7+3.5）×1.45=30914万t式中：Z---- 矿井工业储量，万t；H ----煤层的倾斜长度L----煤层走向长度M1m2------煤层厚度γ---- 煤的容重m1煤层工业储量Z1 =2600×10000×4.7×1.45=17719万tm2煤层工业储量Z2 =2600×10000×3.5×1.45=13195万t三、矿井损失量井田边界煤柱按照《规程》设计在井田边界留设20m煤柱作为永久煤柱损失M1煤层边界煤柱P1 =2×20×2600×4.7×1.45+20×（10000-2×20）×4.7×1.45=207万t M2煤层边界煤柱P2 = 2×20×2600×3.5×1.45+20×（10000-2×20）×3.5×1.45=154万t 井田境界煤柱：P= P1+ P2=361万t四、矿井设计可采储量1,工业场地留设煤柱设计生产能力为240万t/a，查表可得工业场地占地面积S=24×0.7=16.8公顷，假设公冶长地位长方形，长宽比为80：21，则侧长边为800m，短边为210m，用垂直剖面法求煤柱的面积，则煤柱煤量为Q，Q=AMr/cosa式中：A为面积，a为倾角，M为煤层厚度，γ为容重，m 1为煤层的煤柱煤量由图可知m1煤层煤炭损失面积为97万m2，则煤炭含量为Q1=AMγ/cosa=97×10000×4.7×1.45/cos15°=684.4万吨同理可得m2煤层的煤炭损失量为492.6万吨所以工业广场煤炭损失量为Q=Q+Q=684.4+492.6=1177万吨2、矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱煤量根据井田开拓和采煤方法的确定，采区煤层巷道护巷煤柱尺寸：水平大巷留设30m，主要回风巷留设25m，采区上下山留设35m，区段平巷留设20m，采区边界留设10m。
由于该井田划分了3个阶段和15个采区，所以通过计算m1煤保护煤柱煤量为1431.9万吨m2煤保护煤柱煤量为1066.3万吨，则矿井井下主要巷道及上下山保护煤柱煤量P井=2498.2万吨1、矿井设计可采储量矿井可采储量Z=(Zc-Q-P井)C=(30553-1177-2498.2) ×0.75=20158.4万吨式中P井—井下主要巷道和上下山保护煤柱的煤量，万tQ—工业广场保护煤柱煤量，万tZc—矿井工业储量C—采区采出率，厚煤层不低于0.75；中厚煤层不低于0.8M1煤层可采储量Zk1=（ZC1-Q1- P井1）C=（17512-684.4-1431.9）×0.75=11546.8万吨M2煤层可采储量Zk2=（ZC2-Q2- P井2）C=（13041-492.6-1066.3）×0.75=8611.6万吨第三节矿井年产量及服务年限一、矿井工作制度全矿工作日数为330天，日工作班数四班，每班6小时，每日净提升时数16h。
二、采区年产量及服务年限：T= ZK/A×K式中：T---- 采区服务年限，a;A---- 采区生产能力，120万t；ZK---- 设计可采储量，11682.8万t；K----储量备用系数，取1.4。
T= ZK/A×K=11682.8÷（120×1.4）=69a符合我国设计规范规定的大型矿井开采服务年限不低于50年的规定。
第二章井田开拓第一节井田内划分一、工作面总线长的计算B=A.x/∑m.γ.LK3式中：B-----采煤工作面总线长，mA-----矿井设计年产量，t/ax-----回采出煤率，取0.9∑m---同采煤层的总厚度，mγ----煤层容重，t/ m3L-----年推进度；L=330.n.I.φ=330×7×0.6×0.8=1108.8m 式中：330-----矿井年工作日，天n-------日循环数，个I-------循环进度，mφ------正规循环系数，0.8-1则B=2400000×0.9/8.2×1.45×1108.8×0.95=173m二、确定回采工作面个数N=Bn/l=173×2/208=2个式中N----回采工作面个数n---回采煤层数l---采煤工作面长保证年产量的工作面长度和个数，根据上述计算结果和实际条件，确定保证年产量的工作面长度208m，两个工作面三、区段斜长和数目区段斜长为215m，区段数目等于采区斜长除以区段斜长，经计算区段数目为四个四、井田划分本井田阶段斜长860m和850m两种，其中第一阶段为860m，阶段数目为三个，本井田分为3个水平，分为-93，-313，-513水平第一水平服务年限：T= ZK/A×K式中：T---- 采区服务年限，a;A---- 采区生产能力，万t；ZK---- 设计可采储量，万t；K----储量备用系数，取1.4。
经计算得T=27a>25a 符合要求。
五、阶段布置方式：采用采区式布置，每个阶段分5个采区，每个采区长200米第二节开拓方案的选定一、开拓方案技术比较由于本井田地形平坦,表土层较厚,所以确定采用立井开拓(立井设箕斗),并按井下生产费用较低的原则确定了井筒位于井田走向中部.考虑本井田涌水量较大,如使用下山开采在技术上困难较多,所以决定阶段内均采用上山开采并否定了单水平上下山的开拓方案.根据井田条件和设计规范有关规定,本井田划分三个水平;阶段内采用采区式进行准备,每个阶段按走向划分为5个走向长2000m的采区.在井田每翼布置一个生产采区,并采用采区前进式开采顺序.考虑到各煤层间距不大,宜采用集中大巷布置.减少减少煤柱损失和保证大巷维护条件,大巷设在m2煤层底板30m处的岩石中,上阶段运输大巷留作下阶段回风大巷使用.采区石门贯穿各煤层均独立布置采区上山,装车站和车场.根据前述各项决定,对本井田提出了两个在技术上可行的开拓方案,(如图2-1)方案一,方案二的区别在于是用暗立井延伸开拓还是暗斜井延伸开拓,两方案生产系统安全可靠.二.经济比较两方案对比,第一方案需要多立井井筒和立井井底车场,并相应的增加了井筒的石门的运输,提升,排水费用,而第二个方案则多开暗斜井和暗斜井的上.下部车场,并相应增加了斜井的提升和排水费用.方案一和方案二的建井工程量,生产经营工程量,基建费,生产经营费和经济比较汇总表,分别见表2-1,表2-5. 表2-1建井工程量表2-2 生产经营工程量表2-3基建费用表2-4生产经营费表2-5费用汇总表三.综合比较从前述技术经济比较来看,虽然方案一的生产费用略高于方案二,但是其基建投资费用则明显低于方案2,由于基建费用的计算误差一般比生产经营费的计算误差小得多.所以可以认为方案一相对优越,从开采水平接续来看,方案一延伸立井,对生产的影响小于方案二.综上所述，可认为：方案一和方案二在技术和经济方面不相上下，但方案一的基建投资较少，开拓延伸对生产的影响期略少一些。
所以决定选用方案一，即矿井分为三个水平，分别是-93，-313，-513水平，每个水平只采用上山阶段；阶段内沿走向划分为5个采区（每个采区长2000m）。
第三节开采顺序一、井田走向方向的开采顺序井田的开采顺序根据在井田范围内，采区的开采顺序一般采用前进式，即从井田中央开始，向井田两翼推进的方式。
二、井田倾向的开采顺序煤层组与组间的开采顺序，原则上采用下行式，即先采m1煤层，然后依次开采m2煤层。
水平间的开采顺序，采用下行式即先采一水平，然后依次开采二三水平。
阶段间的开采顺序亦是如此。
采区范围的煤层和区段的开采谁顺，采用下行式开采。
三、投产采区的数目、位置M1m2煤层一水平靠近井筒的采区为投产采区。
布置两个工作面。
四、矿井生产能力验算An=∑=••••miKiiLiIimi1γ=（4.7+3.5）×208×1108.8×1.45×0.95=260万t式中：An——矿井回采工作面产量总和，万t；mi——第i号工作面采高，m；Ii——第i号工作面长，m；Li——第i号工作面推进度，m/a；iγ——第i号工作面煤的容重，t/m3；Ki——工作面采出率，97%、95%或93%。