2022年煤矿开采学实习报告 .pdf
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1、1 / 24 煤矿开采学实习报告学习专业:采矿专业学生姓名:李贵喜2018 年 12 月 29 日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 24 页2 / 24 目 录绪论2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 采区内的再划分 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14 第一节 采煤工艺方式的确定 14第二节 采煤工作面循环作业图表的编制 19设计总结20 参考文献 22附表精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 2
2、4 页3 / 24 绪论一、设计目的一)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。二)培养采矿工程专业学生的动手能力,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。三)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、盘区或者带区自上而下开采 K1,K2和 K3煤层,煤层厚度、煤层间距及顶底板岩性见综合柱状图。该采区、盘区或带区走向长度2100M,区内各煤层埋藏平稳,埋深较浅,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
3、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8,阶段倾斜长度1200m。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 ,阶 段 倾 斜长 度1000m。三、 课程设计内容一) 采区、盘区或带区巷道布置设计;二) 采煤工艺设计及编制循环图表。四、 进行方式
4、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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 24 页4 / 24 或煤层倾角条件2,综合应用煤矿开采学所学的知识,每个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开掘工程量和维护费用比较。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 24 页5 / 24 煤层附近地层综合柱状图柱状厚度 采区的工业储量Zg=HL(m1+m2+m3
5、( 公式 1-1 式 中 :Zg-采 区 工 业 储 量 , 万t ;H-采 区 倾 斜 长 度 ,1000m; L-采 区 走 向 长 度 , 2100m ; -煤 的 容 重 ,1.30t/m3; m1-K1煤层煤的厚度,为6.90M ;m2-K2煤层煤的厚度,为3.00M ;m3-K3煤层煤的厚度,为2.20M ;Zg=1000 2100 (6.9+3.0+2.21.3=3303.3万 t Zg1=1000 2100 6.9 1.3=1883.70万 t Zg2=1000 2100 3.0 1.3=819.00万 t Zg3=1000 2100 2.2 1.3=600.60万 t (2
6、设计可采储量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 ;C-采 区 采 出 率 , 厚 煤 层 不 低 于75%, 中 厚 煤 层 不 低 于80%,薄煤层不低于85%,地方小煤矿不低于70%。本设计条件下K1煤层取 75%, K2和 K3煤层取80%。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 24 页7 / 24 永久保护煤柱: +30 21000-20-30 )+20 1000-20-30) 6.9 1.3=179.4万 t P2= 2
7、.2 1.3=57.2万 t ZK1=( Zg1-P1 C1=(1883.70-179.40.75=1278.23万 t ZK2=( Zg2-P2 C2=(819.00-57.20.80=609.44万 t ZK3=( Zg3-P3 C3=(600.60-57.20.80=434.72万 t 设 计 可 采 储 量 为 : ZK=ZK1+ZK2+ZK3=1278.23+609.44+434.72=2322.39万 t (3 采区服务年限T= ZK/A K ( 公式1-3 式中: T-采区服务年限,a; A-采区生产能力,120 万 t/a ; ZK-设计可采储量,2322.39万 t ; K-
8、储量备用系数,取1.4 。T1= ZK1/A K=1278.23万 t/(120万 t 1.4=7.61a T2= ZK2/A K=609.44万 t/(120万 t 1.4=3.63a T3= ZK3/A K=434.72万 t/(120万 t 1.4= 2.59a T= T1+ T2 +T3=13.83a ,取 14 年。(4 、验算采区采出率1、对于 K1 厚煤层 : C1=(Zg1-p1/Zg1( 公式 1-4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 24 页8 / 24 式中: C1-采区采出率,% ; Zg 1 -
9、K1煤层的工业储量,万t ; p1 - K1煤层的永久煤柱损失,万t ;C1=(Zg1-p1/Zg1= 75%满足要求2、对于 K2中厚煤层:C2=(Zg3-p3/Zg3( 公式 1-5 式中:C2-采区采出率,% ; Zg 2-K2煤层的工业储量,万t ;P2- K2煤层的永久煤柱损失,万t ;C2=(Zg2-p2/Zg2=(819.00-78.0/ 819.00= 90.48% 80%满足要求。3、对于 K3中厚煤层:C3=(Zg3-p3/Zg3( 公式 1-6 式中: C3-采区采出率,% ; Zg3-K3煤层的工业储量,万t ;P3 - K3煤层的永久煤柱损失,万t ;C3=(Zg3-
10、p3/Zg3= 80%满足要求。第二节采区内的再划分1、确定采煤工作面长度由于采用的煤层左右边界各有10m 的边界煤柱,上部留有20m 防水煤柱, 下部 留 有 30m 护巷 煤柱 ,故其 煤 层倾向 共 有 1000-50=950m的长度,走向长度2100-30 2-20-10 2=2000m。又由于区内各煤层埋藏平稳,埋深较 浅,地 质 构造简 单 ,无断层,瓦斯 涌出量较低,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 24 页9 / 24 自然发火倾向较弱,涌水量也较小,且现代采煤工作面有加长的趋势, 故该矿井设计为综合机械化
11、程度高的现代化矿井,考虑到设备选型及技术方面的因素综采综采工作面长度为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120 万 t/a ,一个工作面便可以满足生产要求。K1采煤工作面采取放顶煤方式生产,合理的工作面长度应是在一个生产班内能将工作面内的顶煤全部放完。据此原则,工作面长度可以用下列式表示:L=n(T/tB=192m 式中: L-工作面长度,m; n-同时放煤支架数; T-每班工作时间,min 。 t-每架支架放煤所需时间,min 。 B-支架宽度, m。-每班工作时间利用率。取: n=2, B=1.5m, T=320min , t= 5min
12、 故本采区采煤工作面长度定为192m。2、确定采区内工作面数目回采工作面是沿倾斜方向布置,沿走向推进,采用走向长壁采煤法。工作面数目: N=(L-S0/(l+l0 ( 公式1-7 式中: L - 煤层倾斜方向长度(m;S0- 采区边界煤柱宽度(m;l - 工作面长度(m;l0 - 回采巷道宽度, 本处取4.5m 。N=(1000-30-20/(192+9 =4.73,取 5。故确定采区内工作面数目为5 个。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 24 页10 / 24 3、工作面生产能力Qr= A/ 式中: A-采区生产能力,1
13、20 万 t/a ;Qr-工作面生产能力,万t ;T-每年正常工作日,330 天。故: Qr = A/T 1.1 ) =120/3301.1 ) =3305.78t4、确定采区内同采工作面数及工作面接替顺序目前开采准备系统 的发展 方 向是高 产 高效生产集中化 ,采用提高工作面单产,以一个工作面产量保证采区产量,所以定为采区内一个工作面生产。以K1 煤层为例 ,5 个区段工作面接替顺序,采用下行开采顺序。对于 K1 煤层:1101 停采线80m 1102 1103 1104 1105 1106 1107 1108 1109 1110 K1 煤层工作面接替顺序:1101 1102 1103 1
14、104 1105 1106 1107 1108 1109 1110 注:箭头表示回采工作面的接替顺序。第三节确定采区内准备巷道布置及生产系统1、完善采区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,在第一开采水平中,把为该采区服务的运输大巷和回风大巷均布置在K3煤层底板下方25m 的稳定岩层中,回风大巷布置在采区上部边界。2、确定采区巷道布置方案及方案分析比较精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 24 页11 / 24 首 先 确 定 回 采 巷 道 布 置 方
15、式 , 由 于 地 质 构 造 简 单, 煤 层 赋 存 条 件好,涌水量较小,瓦斯涌出量较小,直接顶较厚且易跨落,同时为减少煤柱损失,提高采出率,降低巷道维护费用,采用沿空掘巷的方式。因此采用工作面布置图所示工作面接替顺序,就能弥补沿空掘巷时工作面接替复杂的缺点。确定采区巷道布置系统,采区内有3 层煤,每一层都布置5 个工作面,根据相关情况初步制定以下两个方案进行比较:方案一:两条岩石上山在距K3煤层底板15m 处岩石中布置两条岩石上山,一条为运输上山,另一条为轨道上山,两上山层位有一定差距,使其分别联结两翼的区段。平巷不交叉;石门联系各煤层。通风路线:新风从阶段运输大巷采区主石门采区下部车
16、场轨道上山中部甩车场区段轨道集中平巷区段联络巷道区段运输平巷工作面区段回风平巷回风石门阶段回风大巷。方案二:两条煤层上山在 K3 煤层中布置一条轨道上山一条运输上山,通风路线:新风从阶段运输大巷- 采区主石门- 采区下部车场- 轨道上山 - 中部甩车场- 区段轨道集中平巷 - 区段联络巷道- 区段运输平巷- 工作面 - 区段回风平巷- 回风石门- 阶段回风大巷。方案三:一煤一岩上山在距 K3煤层底板15m 处岩石中布置一条岩石运输上山,在K3 煤层中布置另一条轨道上山,石门联系各煤层。通风路线:新风从阶段运输大巷采区主石门采区下部车场轨道上山中部甩车场区段轨道集中平巷区段联络巷道区段运输平巷工
17、作面区段回风平巷回风石门阶段回风大巷。技术经济比较:表 1-6 技术比较表方案一方案二方案三精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 24 页12 / 24 优点:两 条 上 山 均 布 置在 岩 石 中 , 巷 道稳 定 , 受 采 掘 干扰 较 小 , 且 维 护容易两 条 上 山 均 布 置在 同 一 煤 层 中 ,降 低 了 出 矸 量 ,提 高 了 煤 炭 的 生产率,掘进容易兼 有 方 案 一 和 二的 优 点 , 维 护 较容易缺点岩 石 工 程 量 大 ,掘 进 费 用 高 , 工期长维 护 困 难 , 受 采掘
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