采礦課程設(shè)計

1、<p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　一、目的</b></p><p>　　1、初步應(yīng)用《采礦學(xué)》課程所學(xué)的知識，通過課程設(shè)計加深對《采礦學(xué)》課程的理解。</p><p>　　2、培養(yǎng)采礦工程專業(yè)學(xué)生的動手能力，對編寫采礦技術(shù)文件，包括編寫設(shè)計說明書及繪制設(shè)計圖紙進(jìn)行初步鍛煉。 </

2、p><p>　　3、為畢業(yè)設(shè)計中編寫畢業(yè)設(shè)計說明書及繪制畢業(yè)設(shè)計圖紙打基礎(chǔ)。</p><p><b>　　二、設(shè)計題目</b></p><p>　　1、設(shè)計題目的一般條件</p><p>　　某礦第一開采水平上山某采(帶)區(qū)自下而上開采K1、K2和 K3煤層，煤層厚度、層間距及頂?shù)装鍘r性見綜合柱狀圖。該采(帶)區(qū)走

3、向長度3600米，傾斜長度1100 米，采(帶)區(qū)內(nèi)各煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，K1和K2煤層屬簡單結(jié)構(gòu)煤層，硬度系數(shù) f=2，各煤層瓦斯涌出量也較小。設(shè)計礦井的地面標(biāo)高為+30米，煤層露頭為-30米。第一開采水平為該采(帶)區(qū)服務(wù)的一條運輸大巷布置在K3煤層底版下方25米處的穩(wěn)定巖層中，為滿足該采(帶)區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)所需的其余開拓巷道可根據(jù)采煤方法不同由設(shè)計者自行決定。</p><p>　　2、

4、設(shè)計題目的煤層傾角條件</p><p>　　(1)設(shè)計題目的煤層傾角條件1</p><p>　　煤層傾角條件1：煤層平均傾角為12°</p><p>　　(2)設(shè)計題目的煤層傾角條件2</p><p>　　煤層傾角條件2：煤層平均傾角為16°</p><p><b>　　三、課程設(shè)計內(nèi)容&

5、lt;/b></p><p>　　1、采區(qū)或帶區(qū)巷道布置設(shè)計；</p><p>　　2、采區(qū)中部甩車場線路設(shè)計或帶區(qū)下部平車場(繞道線路和裝車站線路)線路設(shè)計；</p><p>　　設(shè)計采(帶)區(qū)綜合柱狀圖</p><p><b>　　四、進(jìn)行方式</b></p><p>　　學(xué)生按設(shè)計大綱

6、要求，任選設(shè)計題目條件中的煤層傾角條1或煤層傾角條件2，綜合應(yīng)用《采礦學(xué)》所學(xué)知識，每個</p><p>　　人獨立完成一份課程設(shè)計。</p><p>　　設(shè)計者之間可以討論、借鑒，但不得相互抄襲，疑難問題</p><p>　　可與指導(dǎo)教師共同研究解決。本課程設(shè)計要求方案進(jìn)行技術(shù)分析與經(jīng)濟(jì)比較。</p><p><b>　　采區(qū)巷道

7、布置</b></p><p>　　第一節(jié)．區(qū)儲量與服務(wù)年限</p><p>　　1.1.1采區(qū)生產(chǎn)能力選定為150萬t/a</p><p>　　1.1.2．采區(qū)的工業(yè)儲量、設(shè)計可采儲量</p><p><b>　　一、采區(qū)的工業(yè)儲量</b></p><p>　　Zg=H×L&

8、#215;(m1+m3)×γ  (公式1-1) </p><p>　　式中：Zg----采區(qū)工業(yè)儲量，Mt；</p><p>　　H----采區(qū)傾斜長度，1100m；</p><p>　　L----采區(qū)走向長度，3600m；</p><p>　　γ----煤的容重，1.30t/m3；</p>&l

9、t;p>　　m1----K1煤層煤的厚度，為3.5米；</p><p>　　m3---- K3煤層煤的厚度，為2.50米；</p><p>　　Zg=1100×3600×(3.5+2.50)×1.3</p><p><b>　　=30.888Mt</b></p><p>　　Zg1=1

10、100×3600×3.5×1.3</p><p><b>　　=18.018Mt</b></p><p>　　Zg3=1100×3600×2.50×1.3</p><p><b>　　=12.870Mt</b></p><p>　　設(shè)計可采

11、儲量  ZK=(Zg-p)×C  (公式1-2)</p><p>　　式中：ZK---- 設(shè)計可采儲量, 萬t；</p><p>　　Zg---- 工業(yè)儲量，萬t；</p><p>　　p---- 永久煤柱損失量，萬t；</p><p>　　C----&

12、#160;采區(qū)采出率，厚煤層可取75%，中厚煤層取80%，薄煤層85%。本設(shè)計條件下取80%。</p><p>　　二、礦井設(shè)計儲量的計算</p><p>　　采區(qū)上下邊界采用30m防水煤柱，左右邊界采用10m保護(hù)煤柱。保護(hù)煤柱煤量計算公式如下：</p><p>　　=（S—S’）×M×γ</p><p>　　式

13、中 ——采區(qū)保護(hù)煤柱量，萬t；</p><p>　　S ——采區(qū)邊界內(nèi)面積，3960000㎡；</p><p>　　S’——保護(hù)煤柱內(nèi)面積，(3600-20)×（1100-60）=3723200㎡；</p><p>　　M——煤層厚度，m；</p><p>　　γ——煤層的容重，t/ m3；取值為1.3。</p

14、><p>　　上煤層保護(hù)煤柱：=（3960000-3723200）×3.5×1.3=107.744Wt</p><p>　　下煤層保護(hù)煤柱：=（3960000-3723200）×2.5×1.3=76.96Wt</p><p>　　則采區(qū)邊界保護(hù)煤柱：</p><p>　　=107.744+76.960=18

15、4.704Wt，取1.847Mt</p><p>　　上煤層設(shè)計儲量：Zs=Zg-Pb=18.018-1.07744=16.941Mt</p><p>　　下煤層設(shè)計儲量：Zs=Zg-Pb=12.87-0.7696=12.1Mt</p><p>　　則礦井設(shè)計儲量：Zs=16.94+12.1=29.041Mt</p><p><b>

16、;　　三、設(shè)計可采儲量</b></p><p>　　礦井設(shè)計可采儲量：礦井設(shè)計儲量乘以采區(qū)回采率，為礦井設(shè)計可采儲量。</p><p>　　Zk=Zs×c </p><p>　　式中 Zk——礦井可采儲量,Mt；</p><p>　　Zs——礦井設(shè)計儲量,Mt；</

17、p><p>　　c——采區(qū)回采率，中厚煤層0.8</p><p>　　上煤層設(shè)計可采儲量：Zk=16.941×0.8=13.553Mt</p><p>　　下煤層設(shè)計可采儲量：Zk=12.1×0.8=9.68Mt</p><p>　　則礦井設(shè)計可采儲量：Zk= 13.553+9.68=23.233Mt</p>&

18、lt;p>　　3、計算采區(qū)的服務(wù)年限</p><p>　　根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，應(yīng)根據(jù)資源條件、外部建設(shè)條件、國家對煤炭資源配置及市場需求、開采條件、技術(shù)裝備、煤層及采煤工作面生產(chǎn)能力、經(jīng)濟(jì)效益等因素，經(jīng)多方案比較后確定。</p><p>　　具體礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的確定應(yīng)考慮如下因素：</p><p><b>　　（1）

19、資源情況：</b></p><p>　　煤田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲量有限則不能將礦區(qū)規(guī)模定的太大。</p><p><b>　?。?）開發(fā)條件：</b></p><p>　　包括礦區(qū)所處的地理位置、交通條件、用戶、供電、供水、建筑材料及勞動力來源等，條件好者應(yīng)加大開發(fā)強度和礦區(qū)規(guī)模；

20、否則應(yīng)縮小規(guī)模。</p><p><b>　?。?）國家需求：</b></p><p>　　對國家煤炭需求量的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)。</p><p><b>　?。?）投資效果：</b></p><p>　　投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之，則縮小規(guī)

21、模。</p><p>　　具體結(jié)合礦情況：井田儲量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，厚度均勻變化很小，頂?shù)装鍡l件好，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無大斷層發(fā)育，開采條件簡單，又煤質(zhì)好為優(yōu)質(zhì)無煙煤，市場需求狀況好，經(jīng)濟(jì)效益好，但受高瓦斯煤層限制不適宜建特大型礦井，為此，從礦井資源條件、煤層開采技術(shù)條件和煤的加工利用以及煤炭外運條件等方面綜合考慮，礦井年設(shè)計生產(chǎn)能力確定為150Wt/a。</p><p>　　礦井服務(wù)年限的

22、計算公式為：</p><p>　　式中 T——礦井的服務(wù)年限，a；</p><p>　　Zk——礦井的可采儲量，萬t；</p><p>　　K——礦井儲量備用系數(shù)，取K=1.5；</p><p>　　A——礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，萬t/a。</p><p>　　則礦井服務(wù)年限T=2323.3/150×

23、1.4=11.06a</p><p><b>　　4、驗算采區(qū)采出率</b></p><p>　　采區(qū)采出率= ×100%</p><p>　　采區(qū)實際出煤量=(S-s)×M×R×C1</p><p>　　式中： S——采區(qū)面積，3723200㎡&

24、lt;/p><p>　　s——區(qū)段面積，區(qū)段數(shù)為5個，上下保護(hù)煤柱寬30m,區(qū)段煤柱寬10m,上下山相距20m，區(qū)段面積=（30×2+20）×1100+(5-1)×10×（3600-10×2）=231200m2；</p><p>　　M——煤層厚度，m；</p><p>　　R——容重，1.3t/ m3；</p&g

25、t;<p>　　C1——工作面采出率，厚煤層0.93，中厚煤層0.95；</p><p>　　上煤層實際出煤量=（3723200-231200）×3.5×1.3×0.95=15.094Mt</p><p>　　則上煤層采出率=15.094/18.018=83.8%</p><p>　　下煤層實際出煤量=（3723200-2

26、31200）×2.5×1.3×0.95=10.782Mt</p><p>　　則中厚煤層采出率=10.782/12.87=83.78%</p><p>　　根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：采區(qū)采出率：厚煤層不低于0.75，中厚煤層不低于0.8，薄煤層不低于0.85。符合《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定。</p><p>　　第二節(jié) 采區(qū)內(nèi)的再劃

27、分</p><p>　　1、回采工作面長度的確定</p><p>　　影響工作面長度的因素有煤層賦存條件、機械設(shè)備及技術(shù)特征、巷道布置等。該采區(qū)的煤層特征，其煤層賦存條件好，地質(zhì)條件簡單，所以該礦井設(shè)計為綜合機械化程度比較好的現(xiàn)代化礦井。要求工作面的較大的生產(chǎn)能力，故選用較長的工作面。一般綜采工作面的長度范圍為200～300m，但由于綜采設(shè)備的改進(jìn)，管理水平的提高，以及各區(qū)段之間的關(guān)系，為

28、了能夠使工作面的生產(chǎn)能力達(dá)到設(shè)計的要求，設(shè)計工作面的長度為220m.</p><p>　　2、工作面的推進(jìn)方向和推進(jìn)度</p><p>　　由于前進(jìn)式的工作面和巷道的維護(hù)條件比較好，工作面的推進(jìn)方向確定為前進(jìn)式。</p><p>　　綜采工作面的走向長度一般不宜小于1000m。另外，考慮到工作面搬遷次數(shù)及煤損隨工作面推進(jìn)距離之間的關(guān)系，結(jié)合礦井設(shè)計生產(chǎn)能力所選用滾筒

29、采煤機的技術(shù)參數(shù)，可得出綜采工作面的推進(jìn)度為：</p><p>　　V=0.6×6×330=1188m/a</p><p>　　3、采區(qū)內(nèi)的工作面數(shù)目</p><p>　　L=(1100-2×30)/220=4.727個取5個區(qū)段，實際區(qū)段斜長為208m</p><p>　　巷道寬4m，區(qū)段保護(hù)煤柱10m<

30、/p><p>　　工作面實際長度L=208-4×2-10=190m</p><p><b>　　4、工作面生產(chǎn)能力</b></p><p>　　工作面生產(chǎn)能力采用下式計算：</p><p>　　式中 ——工作面生產(chǎn)能力，萬t；</p><p>　　——采煤工作面長度，m；</p

31、><p>　　——工作面推進(jìn)度，V0=0.6×6×330=1188m/a，其中，0.6m為采煤機截深，6為每天進(jìn)刀數(shù)，330為年工作日數(shù)；</p><p><b>　　——采高，m；</b></p><p>　　——煤的容重，=1.3t/m3；</p><p>　　——采煤工作面采出率，中厚煤層0.95&

32、lt;/p><p>　　上煤層A1=LV0MRC0=190×1188×3.5×1.3×0.95=97.567Wt</p><p>　　下煤層A3=LV0MRC0=190×1188×2.5×1.3×0.95=69.691Wt</p><p><b>　　采區(qū)生產(chǎn)能力為</b&g

33、t;</p><p>　　=×(A1+ A3)</p><p>　　式中 ——采區(qū)生產(chǎn)能力，萬t；</p><p>　　——采區(qū)掘進(jìn)出煤系數(shù)，取=1.1；</p><p>　　則=×(A1+A3)=1.1×(97.567+69.691)=167.258萬t</p><p>　

34、　第三節(jié) 確定采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)</p><p>　　布置上山數(shù)目、位置及進(jìn)行方案關(guān)于技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較：</p><p>　　方案一 一煤一巖上山布置，運輸上山布置在k3煤層底板下20m處，軌道上山布置在煤層中。</p><p>　　方案二 兩條煤層上山布置，兩條上山均布置在k3煤層中</p><p>　　方案三 兩條巖石上山布置，兩

35、條上山均布置在k3煤層底板下方25m處</p><p><b>　　2、可行性方案選擇</b></p><p><b>　?。?）技術(shù)因素比較</b></p><p>　?、?煤層上山：上山布置在煤層中，掘進(jìn)容易、費用低，速度快，聯(lián)絡(luò)巷道工程量少，生產(chǎn)系統(tǒng)較簡單，并可補充勘探資料。改進(jìn)支護(hù)、加大上山煤柱尺寸可改善上山維護(hù)條

36、件，但會增加一定的煤炭損失。煤層上山的維護(hù)難度取決于采深、煤層的強度和厚度、頂?shù)装鍘r性、煤柱大小和服務(wù)時間。采用煤層上山，隨著采煤工作面向上山方向推進(jìn)，上山將逐漸承受工作面前支承壓力影響，其受采動影響的程度與煤柱寬度和處于一側(cè)采動還是兩側(cè)采動有關(guān)。</p><p>　?、?巖石上山：上山布置在巖層中，掘進(jìn)速度慢，準(zhǔn)備時間長，受煤層傾角變化和走向斷層影響小，特別是維護(hù)條件好，維護(hù)費用低，原因是巷道圍巖較煤層堅硬，同

37、時上山又離開了煤層一段距離，受采動影響小，從維護(hù)來說，上山布置在整體性強、分層厚度大、強度高的穩(wěn)定巖層中，還要受與煤層底板保持一定距離，這是由于支承壓力是按照衰減和擴展的規(guī)律向底板巖層中傳播的，距煤層底板愈遠(yuǎn)，上山受采動影響愈小。另一方面，從掘進(jìn)工程量來說，上山與煤層底板距離加大后，聯(lián)絡(luò)巷道的工程量就要增加。</p><p>　　綜觀以上三種方案，由于雙巖上山巖石掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)費用高，采區(qū)準(zhǔn)備時間較長，因此否

38、決方案三。</p><p><b>　　（2）經(jīng)濟(jì)因素比較</b></p><p>　?、?運輸上山掘進(jìn)費用：</p><p>　　方案一：1100×(1578+1164)=301.62萬元</p><p>　　方案二：1100×（1284+1164）=269.28萬元</p><

39、p>　?、?軌道上山掘進(jìn)費用：兩方案費用相同</p><p>　?、?區(qū)段聯(lián)絡(luò)石門掘進(jìn)費用：</p><p>　　方案一：151×（1152+951）=31.755萬元</p><p>　　方案二：104×（1152+951）=21.871萬元</p><p>　?、?采區(qū)上部車場掘進(jìn)費用：兩方案相同</p&g

40、t;<p>　　⑤ 采區(qū)絞車房掘進(jìn)費用：兩方案相同</p><p>　?、?運輸上山維護(hù)費用：</p><p>　　方案一：1100×40=4.4萬元</p><p>　　方案二：1100×90=9.9萬元</p><p>　?、?軌道上山維護(hù)費用：</p><p><b>

41、　　兩方案費用相同</b></p><p>　　⑧ 區(qū)段運輸石門維護(hù)費用：</p><p>　　方案一 151×80=1.208萬元</p><p>　　方案二 104×80=0.832萬元</p><p>　　⑨ 運輸上山運輸費用：兩方案相同</p><p>　?、?軌道上山運輸費

42、用：兩方案相同</p><p>　　各方案總計費用（相同工程項目除外）：</p><p>　　方案一 338.983萬元</p><p>　　方案二 301.883萬元</p><p>　　從如上的經(jīng)濟(jì)比較中，可以看出雙煤上山所需的總費用要比一煤一巖上山所需的總費用要少，因此在經(jīng)濟(jì)上更加合理，沿煤層掘進(jìn)具有超前探煤作用。綜合考慮以上因素，運輸

43、上山布置在K3煤層底板下20m處，軌道上山布置與煤層中。即：選中一煤一巖上山方式布置生產(chǎn)系統(tǒng)。</p><p>　　3、確定工作面回采巷道布置方式.</p><p>　　K1煤層為中厚煤層，單獨開采時，可滿足生產(chǎn)要求，故先開采K1煤層，K1煤層采完后，接著采K3煤層?？紤]到K1煤層生產(chǎn)能力較大，且礦井瓦斯涌岀量較低，為更好地進(jìn)行工作面接替，減少煤柱損失，故采用沿空留巷。沿采空區(qū)留10m 的

44、護(hù)巷煤柱。</p><p>　　4、在采區(qū)巷道布置平面圖內(nèi)，工作面布置及推進(jìn)的位置應(yīng)以達(dá)到采區(qū)設(shè)計產(chǎn)量為準(zhǔn)。</p><p>　　K1，K3煤層采取聯(lián)合布置的開采方式，且?guī)r體較穩(wěn)定，煤層上山易維護(hù)，故在K1煤層上下邊界各留30m防水煤柱，兩側(cè)各留10m邊界煤柱，在上山附近留15m的停采煤柱。煤層適合綜采一次采全高放頂煤。K3煤層一次采全高。</p><p>　　第四

45、節(jié) 采區(qū)中部甩車場線路設(shè)計</p><p>　　1.4.1斜面線路聯(lián)接系統(tǒng)參數(shù)計算</p><p>　　該采區(qū)開采近距離煤層群，傾角為12°。鋪設(shè)600mm軌距的線路，軌形為22kg/m，采用1t礦車單鉤提升，每鉤提升3個礦車，甩車場存車線設(shè)雙軌道。斜面線路布置采用二次回轉(zhuǎn)方式。</p><p>　　(1) 道岔選擇及角度換算</p>&l

46、t;p>　　由于是輔助提升故道岔均選擇DK622-4-12(左)道岔。道岔參數(shù)為α1=α2=14°02′10″，a=3462mm, b=3588mm。</p><p>　　斜面線路一次回轉(zhuǎn)角α1=14°02′10″ </p><p>　　斜面線路二次回轉(zhuǎn)角δ=α1+α2=28°04′20″</p><p>　　一次回轉(zhuǎn)角的水平投影

47、角</p><p>　　α1′=arctan(tanα1/cosβ)</p><p>　　=14°20′13″(β為軌道上山傾角12°)</p><p>　　二次回轉(zhuǎn)角的水平投影角</p><p>　　δ′=arctan(tanδ/cosβ)</p><p>　　=28°36′04″(β為

48、軌道上山傾角12°)</p><p><b>　　一次偽傾斜角</b></p><p>　　β′=arcsin(sinβcosα1)</p><p>　　=arcsin(sin16°cos14°15′)</p><p>　　=11°38′12″</p><p&g

49、t;<b>　　二次偽傾斜角</b></p><p>　　β″=arcsin(sinβcosδ)</p><p>　　=arcsin(sin16°cos28°30′)</p><p>　　=10°34′15″</p><p>　　為了使計算直觀簡便，做出車場線路布置草圖如圖1-8：</

50、p><p>　?。?)斜面平行線路聯(lián)接點參數(shù)確定如圖1-9：</p><p>　　本設(shè)計采用中間人行道，線路中心距S=1900mm，為簡化計算，斜面聯(lián)接點距中心距與線路中心距相同，曲線半徑取R′=9000mm，則各參數(shù)計算如下：</p><p>　　B=Scotα=1900×cot14°02′10″=7600mm</p><p&g

51、t;　　m=S/sinα=1900/sin14°02′10″=7834mm</p><p>　　T=Rtan(α/2)=9000×tan(14°02′10″/2)=1108mm</p><p>　　n=m-T=7834-1108==6726mm</p><p>　　c=n-b=6726-3588=3138mm</p>&l

52、t;p>　　L=B+T=7600+1108=8708mm</p><p>　　1.4.2豎曲線相對位置</p><p><b>　　豎曲線相對參數(shù)：</b></p><p>　　高道平均坡度：ia=9‰,rg=arctania=30′56″</p><p>　　低道平均坡度：id=8‰,rd=arctanid=27

53、′30″</p><p>　　低道豎曲線半徑：Rd=9000mm</p><p>　　取高道豎曲線半徑：Rg=20000mm</p><p><b>　　高道豎曲線參數(shù)：</b></p><p><b>　　βg=β′- rg</b></p><p>　　=11°3

54、8′12″-30′56″</p><p>　　=11°07′16″</p><p>　　hg= Rg(cosrg-cosβ′)</p><p>　　=20000(cos30′56″-cos11°38′12″)</p><p><b>　　=410.26mm</b></p><p&g

55、t;　　Lg= Rg(sinβ-sinrg)</p><p>　　=20000(sin11°38′12″-sin30′56″)</p><p>　　=3854.13mm</p><p>　　Tg= Rg×tan(βg/2)</p><p>　　=20000×tan(11°07′16″/2)</p&

56、gt;<p>　　=1947.12mm</p><p>　　Kg=Rg×βg/57.3°</p><p>　　=3881.71mm</p><p><b>　　低道豎曲線參數(shù)：</b></p><p><b>　　Βd=β′- rd</b></p>&

57、lt;p>　　=11°38′12″-27′30″</p><p>　　=11°10′42″</p><p>　　hd= Rd(cosrd-cosβ′)</p><p>　　=9000(cos27′30″-cos11°38′12″)</p><p><b>　　=184.69mm</b>

58、</p><p>　　Ld= Rd(sinβ′-sinrd)</p><p>　　=9000(sin11°38′12″＋sin27′30″)</p><p>　　=1887.34mm</p><p>　　Td= Rd×tan(βd/2)</p><p>　　=9000×tan(11

59、6;10′42″/2)</p><p><b>　　=880.74mm</b></p><p>　　Kd=Rd×βd/57.3°</p><p>　　=1755.76mm</p><p><b>　　最大高低差H：</b></p><p>　　由于是輔助提

60、升，儲車線長度按三鉤計算，每鉤提1t礦車3輛，故高低道儲車線長度不小于3×3×2=18m，起坡點間距設(shè)為零，則有：</p><p>　　H=18000×9‰+18000×8‰=306mm</p><p><b>　　豎曲線的相對位置：</b></p><p>　　L1=[(T-L)sinβ+msinβ″+

61、hg-hd+H]=1884.11mm</p><p>　　兩豎曲線下端點(起坡點)的水平距離為L2，則有</p><p>　　L2= L1cosβ′+ Ld- Lg=-114.66mm</p><p>　　負(fù)值表示低道起坡點超前與高道起坡點，其間距滿足要求，說明S選取20000mm合適。</p><p>　　1.4.3高低道存車線參數(shù)確定&l

62、t;/p><p>　　閉合點O的位置計算如圖1-10：</p><p><b>　　設(shè)高差為X，則：</b></p><p>　　tan rd=(X-△X)/Lhg</p><p><b>　　=0.008</b></p><p>　　tan rg=(H-X)/Lhg</p

63、><p><b>　　=0.009</b></p><p><b>　　△X= L2×id</b></p><p>　　=114.66×0.008</p><p>　　=0.91728mm</p><p>　　將△X帶入則可得X=144.49mm，Lhg=17

64、946.59mm</p><p>　　1.4.4平曲線參數(shù)確定</p><p>　　取曲線外半徑R1=9000mm</p><p>　　取曲線內(nèi)半徑R2=9000-1900=7100mm</p><p>　　曲線轉(zhuǎn)角α=14°34′41″</p><p>　　K1= R1α/57.3°</p&

65、gt;<p>　　=9000×14°34′41″/57.3°</p><p>　　=2289.75mm</p><p>　　K2= R2α/57.3°</p><p>　　=7100×14°34′41″/57.3°</p><p>　　=1806.36mm&l

66、t;/p><p>　　△K= K1 -K2</p><p>　　=2289.75-1806.36</p><p><b>　　=483.39mm</b></p><p>　　T1= R1 tanα/2=1151.17mm</p><p>　　T2= R2 tanα/2=908.15mm</p&g

67、t;<p><b>　　存車線長度</b></p><p><b>　　高道存車線長度為</b></p><p>　　Lhg=17946.59mm；</p><p><b>　　低道存車線長度為</b></p><p>　　Lhd=Lhg- L2=17946.59

68、-36.32=17831.93mm；</p><p>　　存車線處于曲線段處，高道存車線處于外曲線，外曲線和內(nèi)曲線得弧長之差為</p><p>　　△K= K1 -K2=2289.75-1806.36=483.39mm</p><p>　　則有低道存車線得總長度為</p><p>　　L=Lhg＋△K=17946.59+483.39=1842

69、9.98mm</p><p>　　具有自動下滑得長度為17946.59mm，平破長度為483.39mm，應(yīng)在閉合點之前。</p><p>　　存車線直線段長度d:</p><p>　　d=Lhd-C1-K2</p><p>　　=17831.93-2000-1806.36</p><p>　　=14025.57mm&l

70、t;/p><p>　　在平曲線終止后接14025.57mm得直線段，然后接存車線第三道岔得平行線路聯(lián)接點。</p><p>　　存車線單開道岔平行線路連接點長度Lk：</p><p>　　存車線單開道岔DK615-4-12，。則Lk=a+B+T=3462+7600+1108=12170mm</p><p>　　(7)甩車場線路總平面輪廓尺寸及坡

71、度：</p><p>　　M2 =a×cosβ+(b+L+a+L1+Td)cosβ′cosα+( Td+C1+ T1)cosα + T1+d+Lk</p><p>　　=3462×cos12°</p><p>　　+(3588+8708+3462+1884.11+880.74)×cos11°38′12″&#

72、215;cos14°34′41″</p><p>　　+(880.74+2000+908.15)×cos14°34′41″</p><p>　　+908.15+14025.57+12170</p><p>　　=51715.04mm</p><p>　　H2 =(b+L+a+L1+Td)cosβ′sinα+( T

73、d+C1+T2)sinα+S</p><p>　　=(3588+8708+3462+1884.11+880.74)×cos11°38′12″×sin14°34′41″</p><p>　　+(880.74+2000+908.15)×sin14°34′41″</p><p><b>　　+19

74、00</b></p><p>　　=7420.01mm</p><p>　　線路各點標(biāo)高 設(shè)低道起坡點標(biāo)高△1=±0；</p><p><b>　　提車線：</b></p><p>　　△2=△1+hd=184.69mm</p><p>　　△5=△2+m×sin

75、β′+T×sinβ″</p><p>　　=184.69+7834×sin11°38′12″</p><p>　　+1108×sin10°34′15</p><p>　　=1968.11mm</p><p><b>　　甩車線：</b></p><p&

76、gt;　　△3=△1+H=0+306=306mm</p><p>　　△4=△3+hg=306+410.26=716.26m</p><p>　　△5=△4+(L-L1)×sinβ″</p><p>　　=716.26+(8708-1884.11)×sin10°34′15</p><p>　　=1968.11mm

77、</p><p>　　由計算結(jié)果可以看出提車線得5標(biāo)高點與甩車線得5標(biāo)高點相同，故標(biāo)高閉合，滿足設(shè)計要求。</p><p><b>　　軌起點:</b></p><p>　　△6=△5+(b+a)sinβ′</p><p>　　=1968.11+(3588+3462)×sin11°38′12″<

78、/p><p>　　=3390.13mm</p><p>　　△7=△6+a×sinβ</p><p>　　=3390.13+3462×sin12°</p><p><b>　　=4109.9mm</b></p><p><b>　　存車線:</b>&

79、lt;/p><p>　　△8=△3-Lhg×ig</p><p>　　=306-17946.59×0.009</p><p><b>　　=144.48mm</b></p><p>　　△9=△8=144.48mm</p><p>　　1.4.5根據(jù)結(jié)果繪制甩車場平面圖如圖1-11

80、其坡度圖如圖1-12：</p><p>　　第二章 采煤工藝設(shè)計</p><p>　　第一節(jié) 采煤工藝方式的確定</p><p>　　2.1. 選第一煤層，即k1煤層為對象設(shè)置采煤工藝。</p><p>　　由于K1煤層厚度為3.5m，K2煤層厚度為2.5m，屬于中厚煤層，硬度系數(shù)f=2，結(jié)構(gòu)簡單，無斷層，故可用綜合機械化采煤工藝，大

81、采高一次采全厚采煤法工作面“三八”制作業(yè)形式，即兩班采煤，一班準(zhǔn)備。采煤機截深為0.6m，。</p><p>　　工作面回采工藝流程為：采煤機割煤、裝煤→移架→采煤機</p><p>　　向下裝煤→推移刮板輸送機→斜切進(jìn)刀→推移刮板輸送機。</p><p>　　2.1.1落煤與裝煤</p><p><b>　　(1)確定落煤方式&l

82、t;/b></p><p>　　采用綜合機械化放頂煤開采，雙滾筒采煤機直接落煤裝煤。</p><p>　　(2)確定工作面日推進(jìn)度 </p><p>　　V=Qr /(L1×h×α ×γ) (公式2-1)</p><p><b>　　式中：</b></p>&l

83、t;p>　　v----日推進(jìn)度，m/天；</p><p>　　Qr ----工作面設(shè)計生產(chǎn)能力，t/天（已算出 5068.42t）；</p><p>　　L1----工作面長度，m；</p><p>　　h----采煤機割煤高度（煤層厚度m），</p><p>　　α----工作面采出率,對于中厚煤層取0.93;<

84、/p><p>　　γ----煤得容重,t/m3;</p><p><b>　　將數(shù)據(jù)帶入可得:</b></p><p>　　V= 5068.42/[190 ×（3.5+2.5)×0.93×1.3]</p><p>　　= 3.68m/d</p><p>　　選擇滾筒截

85、深600mm,日進(jìn)6刀,采用“三八制”，兩采一準(zhǔn)</p><p><b>　　的工作制度。 </b></p><p><b>　　(3)進(jìn)刀方式：</b></p><p>　　為了合理利用工作時間，提高效率。采用端頭斜切煤進(jìn)刀割三角方式，雙向割煤。</p><p><b>　　進(jìn)刀過程如

86、下：</b></p><p>　　a. 當(dāng)采煤機割至工作面端頭時，其后的輸送機槽已移近煤壁，采煤機機身處沿留有一段下部煤（見圖2-1a）；</p><p>　　b. 調(diào)換滾筒位置，前滾筒降下、后滾筒升起、并沿送機移直（見圖2-1b）；</p><p>　　c. 再調(diào)換兩個滾筒上、下位置，重新返回割煤至輸送機機頭處（見圖2-1c）；</p>

87、<p>　　d. 將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上、下滾筒，返程正常割煤（見圖6-1d）。</p><p>　　2.1.2工作面設(shè)備選型</p><p>　　其設(shè)備設(shè)備選型及配套應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　　（1）液壓支架應(yīng)能適應(yīng)煤層厚度的變化和頂板的下沉，要在最大采高或煤厚時支得起并有一定富裕，在最小采高或煤厚時卸得掉。</p>

88、<p>　?。?）采煤機選型的原則</p><p>　?、佟⑦m合特定的煤層地質(zhì)條件，采煤機的采高、截深、功率、牽引方式等選取合理，有較大的適用范圍。</p><p>　?、?、滿足工作面生產(chǎn)能力要求，采煤機實際生產(chǎn)能力大于工作面設(shè)計生產(chǎn)能力。</p><p>　?、?、采煤機性能好，可靠性高，各種保護(hù)功能完善。 ④、采煤機的選型應(yīng)與礦井設(shè)計生產(chǎn)能

89、力相適應(yīng)。</p><p>　　（3）、刮板輸送機的選型原則</p><p>　　①、刮板輸送機的輸送能力要大于或等于采煤機或刨煤機的生產(chǎn)能力。</p><p>　?、?、刮板輸送機的溜槽長度要與液壓支架的寬度相匹配。</p><p>　?、邸⒐伟遢斔蜋C的溜槽與液壓支架的推移千斤頂?shù)倪B接裝置和配合間隙要匹配。</p><p&

90、gt;　　根據(jù)煤層的實際情況，經(jīng)查《采礦設(shè)計手冊》，選用采煤機。</p><p><b>　　(1)采煤機參數(shù):</b></p><p>　　(1)采煤機MG500/1330</p><p>　　(2)液壓支架 ZY35-17/35</p><p>　　(3)工作面刮板輸送機 SGZ－764／500</p>

91、<p>　　(4)刮板轉(zhuǎn)載機 SZB－830／180</p><p>　　(5)破碎機 PCM132</p><p>　　(6)膠帶輸送機 SSJ1000／M</p><p>　　(7)高壓開關(guān)柜 KBZ－450／1140Y</p><p><b>　　2.1.3運煤支護(hù)</b></p>

92、<p><b>　　(4)確定移架方式</b></p><p>　　因為此采區(qū)頂板條件好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，所以選用依次順序式的移架方式。這種方式容易保證移架和支護(hù)質(zhì)量，操作簡單，但是移架得速度慢，適用與頂板穩(wěn)定性好的采煤工作面。</p><p><b>　　(5)確定支護(hù)方式</b></p><p>　　此工作面采用及

93、時支護(hù)方式，采煤機割煤后，先移架后推溜，防止冒頂和片幫。</p><p><b>　　(6)確定端頭支架</b></p><p>　　根據(jù)工作面條件，選擇得端頭支架為：ZFS4800/20/30。其各項參數(shù)如下：</p><p>　　(7)確定超前支護(hù)方式與距離</p><p>　　超前支護(hù)采用金屬鉸接頂梁支護(hù)，超前工作

94、面25米。</p><p>　　(8)校核支架高度與強度</p><p>　　在實際使用中，通常所選用的支架的最大結(jié)構(gòu)高度比最大采煤高度大200mm左右，即：</p><p>　　Hmax=Mmax＋0.2，m</p><p>　　△1=3.5-2.8≥0.2m，滿足要求；</p><p>　　最小結(jié)構(gòu)高度應(yīng)比最小采煤

95、高度小250~350mm，即：</p><p>　　Hmin=Mmin－（0.25～0.35），m</p><p>　　△2=2.2-1.7≥0.25～0.35m，滿足要求；</p><p><b>　　強度校驗：</b></p><p>　　P=(6～8)×9.8×S×γ×M&#

96、215;cosα</p><p>　　式中：S——支架支護(hù)的頂板面積，m2</p><p>　　γ——頂板巖石密度，t／m3</p><p><b>　　M——采高，m</b></p><p><b>　　α——煤層傾角，°</b></p><p>　　P=8

97、15;9.8×5.678×1.42×1.3×2.5×cos12=1975KN<4000KN</p><p>　　經(jīng)校核，支架高度與強度均符合要求。</p><p>　　(9)確定工作面支架的數(shù)量</p><p>　　由于端頭支架中心距2m，巷道寬度4m，則所需端頭支架數(shù)量為：</p><p&

98、gt;　　N1=4×2/2=4 架</p><p>　　即需要6架端頭支架。</p><p>　　工作面所需支架數(shù)量為：</p><p>　　N2=190/1.5=126.7 架</p><p>　　取N2=127架，即工作面所需液壓之間數(shù)量為127架。</p><p>　　則一個工作面共需要液壓支架的數(shù)量為

99、：</p><p>　　N=N1+N2=4+127=131 架</p><p>　　2．1．4采空區(qū)處理</p><p>　　采用全部垮落法處理采空區(qū)，如果較長距離頂板不垮落，則采用強制放頂處理采空區(qū)。</p><p>　　第二節(jié)  工作面合理長度的驗證</p><p>　　1．從煤層地質(zhì)條件考慮&

100、lt;/p><p>　　該采區(qū)內(nèi)的三層可采煤層的地質(zhì)條件較好，無斷層，煤層傾角為12°，煤層厚度適中，頂?shù)装遢^穩(wěn)定，瓦斯涌出量較低，自然發(fā)火傾向較弱，涌水量也較小，所以布置190米的工作面比較合適。</p><p>　　2．從工作面生產(chǎn)能力考慮</p><p>　　工作面的設(shè)計生產(chǎn)能力為150萬噸/年。正規(guī)循環(huán)每天進(jìn)六刀，采煤機滾筒截深為600mm，所以K1與

101、K2煤層的工作面實際年生產(chǎn)能力為：</p><p>　　330×0.600×6×(2.5+3.5)×190×1.3×0.93=156.7  (萬噸)</p><p>　　能夠滿足設(shè)計150萬噸的生產(chǎn)能力的要求，兩個工作面生產(chǎn)就能夠滿足設(shè)計生產(chǎn)能力的要求，并且考慮到其他各個方面對生產(chǎn)的影響，工作面的長度確定的合理

102、。</p><p>　　3．從運輸設(shè)備及管理水平角度考慮</p><p>　　采區(qū)生產(chǎn)選用的設(shè)備均為國內(nèi)先進(jìn)的的生產(chǎn)設(shè)備，工作面選用的200米刮板輸送機。</p><p>　　由于現(xiàn)在提倡管理人員的知識化、年輕化，所以工作面長度為200米在管理上是毫無問題的。</p><p>　　4．從頂板管理及通風(fēng)能力考慮</p><p

103、>　　該采區(qū)的頂板較穩(wěn)定，工作面可以適當(dāng)?shù)募娱L，綜采工作面的長度一般在180~250m，所以選擇的工作面的長度為190米較合適。另外，工作面的瓦斯涌出量較低，通風(fēng)問題能夠解決。</p><p>　　5．從巷道布置角度考慮</p><p>　　由于采區(qū)傾斜方向長為1100米，除去煤柱寬及巷道寬100米，剩余1000米，把每個工作面長度定為190米，1000÷190=5.3，&

104、#160;所以取5個工作面。</p><p>　　6.  經(jīng)濟(jì)合理的工作面</p><p>　　工作面的長度與地質(zhì)因素及技術(shù)因素的關(guān)系十分的密切 ，直接影響生產(chǎn)效率，所以根據(jù)條件，以高產(chǎn)量、高效率為原則選擇合理的工作面長度。合理的工作面以生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)效益高為目標(biāo)。盡量加快工作面的推進(jìn)速度，減少巷道的維護(hù)時間，降低回采總成本，使設(shè)備、資源得到最高利用。<

105、;/p><p>　　第三節(jié) 采煤工作面循環(huán)作業(yè)圖表的編制</p><p>　　2.3.1、工作面布置圖、循環(huán)作業(yè)圖、勞動組織表、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表(見圖紙)。</p><p>　　2.3.2、有關(guān)工種及出勤人數(shù)，可參照教學(xué)例題和現(xiàn)場經(jīng)驗酌情安排(見圖紙)。</p><p><b>　　工作面勞動組織表</b></

106、p><p>　　工作面主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（表2—2）</p><p><b>　　課程設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　從6月8日到6月31日，我們進(jìn)行了為期三周的課程設(shè)計。通過這次課程設(shè)計，我們拓寬了知識面，鍛煉了能力，綜合素質(zhì)得到較大提高。安排課程設(shè)計的基本目的，在于通過理論與實際的結(jié)合、人與人的交流，進(jìn)一步提高思想覺悟。尤其是在觀察、分析和

107、解決問題過程中來培養(yǎng)我們實際工作的能力。這次課程設(shè)計對我們具有很大的意思。</p><p>　　這次《采礦學(xué)》課程設(shè)計在劉勇老師的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過這段時間的努力，我們的設(shè)計內(nèi)容全部完成，心情很是愉悅。在尾聲中，我首先要感謝劉老師的指導(dǎo)和幫助，另外，也要感謝在設(shè)計過程中給予幫助的老師們。</p><p>　　在這次設(shè)計過程中，我對工作面布置和回采巷道的設(shè)計有了更進(jìn)一步的理解和認(rèn)識，學(xué)到了很多

108、知識。在編制課程設(shè)計說明書的過程中，對《采礦學(xué)》上所學(xué)知識又梳理了一遍，對采礦方面的許多專業(yè)知識比以前的認(rèn)識更深了，在說明書上所附的各計算示意圖和插圖均用工程繪圖軟件AutoCAD2007繪制，在這個過程中，對使用AutoCAD2007繪制采礦工程圖形有了新的認(rèn)識，重新溫習(xí)了許多繪圖命令以及了解了最新的制圖標(biāo)準(zhǔn)。如何利用先進(jìn)技術(shù)繪制標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、合格的采礦工程圖是我們采礦人必須關(guān)注并解決的問題，在以后的學(xué)習(xí)和工作中，我也會認(rèn)真的深造。&l

109、t;/p><p>　　通過這次課程設(shè)計，讓我經(jīng)歷了一個礦井從設(shè)計到開采的全過程，這將是我以后學(xué)習(xí)和工作的財富。為我以后的學(xué)習(xí)和工作有著很大的指導(dǎo)和幫助。</p><p>　　最后再次感謝指導(dǎo)我和幫助過我完成此次課程設(shè)計的老師們，謝謝！</p><p><b>　　‘</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)&l

110、t;/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1]、徐永圻，《采礦學(xué)》，徐州：中國礦業(yè)大學(xué)，2003。</p><p>　　[2]、徐永圻，《煤礦開采學(xué)》（修訂本），徐州：中國礦業(yè)大學(xué)，2009。</p><p>　　[3]、陶馳東，《采掘機械》，北京：煤炭工業(yè)出版社，1991。

111、</p><p>　　[4]、李曉豁、謝錫純，《礦山機械與設(shè)備》（第二版）、徐州：中國礦業(yè)大學(xué)，2007.</p><p>　　[5]、張榮立.何國偉，李鐸《采礦工程設(shè)計手冊》，北京：煤炭工業(yè)出版社，2003 。</p><p>　　[6]、采礦設(shè)計手冊編委會，《采礦手冊》，北京：冶金工業(yè)出版社，1990。</p><p>　　[7]、武同振