1、.：.；課程設(shè)計(jì)說明書姓 名：張歡學(xué) 號(hào)：311002021521班 級(jí)：采礦10-5指點(diǎn)教師：李寶富第一章帶區(qū)巷道布置 第一節(jié) 帶區(qū)儲(chǔ)量與效力年限 第二節(jié)帶區(qū)內(nèi)的再劃分 第三節(jié)確定帶區(qū)內(nèi)預(yù)備巷道布置及消費(fèi)系統(tǒng)第四節(jié)第二章采煤工藝設(shè)計(jì) 第一節(jié) 采煤工藝方式確實(shí)定 第二節(jié)任務(wù)面合理長度確實(shí)定 第三節(jié)采煤任務(wù)面循環(huán)作業(yè)圖表的編制序 論一、目的 1、初步運(yùn)用課程所學(xué)的知識(shí)，經(jīng)過課程設(shè)計(jì)，加深對0.8(符合國家對帶區(qū)采出率的要求。)第二節(jié) 帶區(qū)內(nèi)的再劃分1、確定任務(wù)面長度 以確定任務(wù)面長度為160m確定帶區(qū)內(nèi)分帶數(shù) 共三個(gè)帶區(qū)，一個(gè)帶區(qū)分六個(gè)分帶3、任務(wù)面消費(fèi)才干任務(wù)面日消費(fèi)才干：Qr = A(T1.

2、1) 式中： Qr 任務(wù)面消費(fèi)才干，tdA采區(qū)消費(fèi)才干，ta T每年正常任務(wù)日，300dQr = A(T1.1)=1200000(3001.1) =3636.4td4、確定帶區(qū)內(nèi)同采任務(wù)面數(shù)及任務(wù)面接替順序消費(fèi)才干為120萬t/a,且任務(wù)面消費(fèi)才干為3636.4td。目前開采預(yù)備系統(tǒng)的開展方向是高產(chǎn)高效消費(fèi)集中化，采用提高任務(wù)面單產(chǎn)，以一個(gè)任務(wù)面產(chǎn)量保證采區(qū)產(chǎn)量，所以定為帶區(qū)內(nèi)一個(gè)任務(wù)面消費(fèi)。任務(wù)面布置圖如以下圖所示： K1 煤層一帶區(qū)110111041102110511031106K1煤層二帶區(qū)111011071111110811121109K1煤層三帶區(qū)111311161114111711

3、151118K2 煤層一帶區(qū)120112041202120512031206K2煤層二帶區(qū)121012071211120812121209K2煤層三帶區(qū)121312161214121712151218 任務(wù)面接替順序：跳采，一采一準(zhǔn)；帶區(qū)內(nèi)自右而左開采，先采完一帶區(qū)，后開采二三帶區(qū)；煤層間自上而下開采，先采K1煤層后采K2煤層最終到達(dá)高產(chǎn)高效。任務(wù)面接替順序如下表所示：110111021103110411051106110711081109111011111112111311141115111611171118120112021203120412051206120712081209121012

4、111212121312141215121612171218 闡明：以上箭頭指向表示任務(wù)面接替順序。第三節(jié) 確定帶區(qū)內(nèi)預(yù)備巷道布置及消費(fèi)系統(tǒng)1、完善開辟巷道 為了縮短帶區(qū)預(yù)備時(shí)間并提高經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)所給地質(zhì)條件，在第一開采程度中，把為該帶區(qū)效力的運(yùn)輸大巷布置在K2煤層底板下方20m的穩(wěn)定巖層中，回風(fēng)大巷與運(yùn)輸大巷在同一程度。2、確定帶區(qū)巷道布置系統(tǒng) 首先確定回采巷道布置方式，由于地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層,煤層賦存條件好，涌水量較小，瓦斯涌出量較小，無自然發(fā)火傾向,直接頂較厚且易跨落。同時(shí)為減少煤柱損失，提高采出率，降低巷道維護(hù)費(fèi)用，采用沿空掘巷的方式。因此采用任務(wù)面布置圖所示任務(wù)面接替順序，就能彌

5、補(bǔ)沿空掘巷時(shí)任務(wù)面接替復(fù)雜的缺陷。3、帶區(qū)布置方案分析比較 確定帶區(qū)巷道布置系統(tǒng)，每一層都布置18個(gè)任務(wù)面，根據(jù)相關(guān)情況初步制定以下兩個(gè)方案進(jìn)展比較：方案一：分帶單獨(dú)布置 每一個(gè)分帶分別開斜巷進(jìn)入上部煤層，每一個(gè)分帶都布置一個(gè)煤倉直通運(yùn)輸大巷。 通風(fēng)系統(tǒng)為：新風(fēng)從運(yùn)輸大巷進(jìn)風(fēng)行人斜巷煤層運(yùn)輸平巷分帶運(yùn)輸斜巷采煤任務(wù)面分帶運(yùn)料斜巷回風(fēng)斜巷回風(fēng)大巷。該方案的特點(diǎn)是，每個(gè)分帶都布置了煤倉，所以管理較復(fù)雜，煤倉和聯(lián)絡(luò)斜巷工程量大，但有利于通風(fēng)和任務(wù)面的接替。方案二：帶區(qū)布置 每個(gè)煤層分成三個(gè)帶區(qū)，每個(gè)帶區(qū)分成6個(gè)小分帶。運(yùn)輸大巷經(jīng)過進(jìn)風(fēng)行人斜巷進(jìn)入煤層，在煤層布置兩條平巷，一條帶區(qū)煤層運(yùn)料平巷，一條煤

6、層運(yùn)煤平巷。一個(gè)帶區(qū)布置一個(gè)煤倉直通運(yùn)輸大巷。 通風(fēng)系統(tǒng)為：新風(fēng)從運(yùn)輸大巷進(jìn)風(fēng)行人斜巷煤層運(yùn)煤平巷分帶運(yùn)輸斜巷采煤任務(wù)面分帶回風(fēng)斜巷煤層運(yùn)料平巷回風(fēng)石門回風(fēng)斜巷回風(fēng)大巷。該方案簡化了運(yùn)輸系統(tǒng)，一個(gè)帶區(qū)僅布置了一個(gè)煤倉和一對聯(lián)絡(luò)巷，減少了煤倉和聯(lián)絡(luò)斜巷的施工量，使運(yùn)煤、運(yùn)料集中處置，符合集中化消費(fèi)理念，但出現(xiàn)了因帶區(qū)內(nèi)通風(fēng)線路長短不同而呵斥通風(fēng)協(xié)調(diào)困難的問題，同時(shí)還添加煤巷的維護(hù)量。技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較： 巷道硐室掘進(jìn)費(fèi)用表1-1方案方案一方案二工程稱號(hào)單價(jià)元工程量m費(fèi)用萬元工程量m費(fèi)用萬元回風(fēng)運(yùn)料斜巷m157815218=2736432.28801523=45671.9568集中平巷元/m 83161

7、646=5904490.6224進(jìn)風(fēng)行人斜巷m15789418=1692266.9976943=28244.4996煤倉元/m31443.14422018/4=452265.11683.1442203/4=75410.8576合計(jì)764.4024401.48巷道硐室掘維護(hù)費(fèi)用表1-2 方案方案一方案二工程稱號(hào)單價(jià)元工程量m費(fèi)用萬元工程量m費(fèi)用萬元回風(fēng)運(yùn)料斜巷m40 元/a.m1521816.02=43830.72175.3228815216.023=7305.1229.22048進(jìn)風(fēng)行人斜巷m40 元/a.m941816.02=27105.84108.423369416.023=4517.64

8、18.07056小計(jì)283.7462447.29104煤倉元/m330 元/a.m2016.0218=5767.217.30162016.023=961.228.836集中平巷m160 元/a.m98416.022=31527.36504.43776合計(jì)301.04784504.4454消費(fèi)運(yùn)營費(fèi)用表1-3方案方案一方案二工程稱號(hào)單價(jià)元工程量m費(fèi)用萬元工程量m費(fèi)用萬元斜巷m1164 元/m9418=1692196.9488943=28232.8248煤巷m951 元/m2018=36034.2360203=605.7060合計(jì)231.184838.5308費(fèi)用匯總表表1-4礦井費(fèi)用稱號(hào)方案一方

9、案二掘進(jìn)萬元764.4024401.48維護(hù)萬元301.04784504.4454消費(fèi)萬元231.184838.5308總計(jì)萬元1296.63504934.4562 方案一特點(diǎn)：系統(tǒng)簡單，通風(fēng)容易，但消費(fèi)調(diào)度管理復(fù)雜，煤倉太多，維護(hù)困難，裝煤點(diǎn)多，管理復(fù)雜。方案二特點(diǎn)：采用集中化消費(fèi)，從根本上抑制了方案一的缺陷。雖然方案二維護(hù)費(fèi)用高，但從技術(shù)和管理等方面的綜合分析，選擇方案二更優(yōu)越一些。綜上所述，選擇帶區(qū)布置方式，巷道布置情況見巷道布置圖、帶區(qū)巷道剖面圖，以K1煤層為例 。4、確定任務(wù)面回采巷道布置方式及任務(wù)面推進(jìn)終點(diǎn)位置回采巷道布置方式:采用沿空掘巷掘進(jìn)方式。分析：知帶區(qū)內(nèi)各煤層埋藏平穩(wěn)，地

10、質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，同時(shí)，各煤層瓦斯涌出量較低，自然發(fā)火傾向較弱，涌水量也較小。因此有利于綜合機(jī)械化作業(yè)，可以充分發(fā)揚(yáng)綜采高產(chǎn)高效的優(yōu)勢。同時(shí)，為減小煤柱損失，提高采出率。綜合思索各種要素，采用沿空掘巷掘進(jìn)方式。這種方式掘出的巷道正處在應(yīng)力降低區(qū)，既好維護(hù)又提高了采出率，有取代沿空留巷的趨勢。闡明：在帶區(qū)巷道布置平面圖內(nèi)，任務(wù)面布置和推進(jìn)的位置以到達(dá)帶區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)量及平安為準(zhǔn)。任務(wù)面推進(jìn)到距帶區(qū)煤層平巷30m處的位置，即為避開采掘超前影響所留設(shè)的30m護(hù)巷煤柱處。5、確定通風(fēng)布置系統(tǒng)各煤層通風(fēng)系統(tǒng)為：新風(fēng)從運(yùn)輸大巷進(jìn)風(fēng)行人斜巷煤層帶區(qū)運(yùn)煤平巷分帶運(yùn)輸斜巷采煤任務(wù)面分帶回風(fēng)斜巷帶區(qū)運(yùn)料平巷帶區(qū)回風(fēng)石

11、門資料車場回風(fēng)大巷。第四節(jié) 帶區(qū)下部車場線路設(shè)計(jì)該帶區(qū)開采近程度煤層，傾角為8。鋪設(shè)600mm軌距的線路，軌型為15Kg/m，采用1t礦車單鉤提升，每鉤提升3個(gè)礦車，要求輔助運(yùn)輸提升車場線路設(shè)雙軌道，斜面線路布置采用一次回轉(zhuǎn)方式。道岔選擇及角度計(jì)算作為輔助提升，可采用4號(hào)道岔為甩車道岔，同時(shí)也作為分車道岔。選擇規(guī)范道岔DK615-4-12(左)單開道岔。道岔參數(shù)為：轍叉角=140210，a=3261mm,b=3539mm，質(zhì)量為760kg，雙軌線路中心距取S=1500mm。斜面線路一次回轉(zhuǎn)角：=140210一次平面回轉(zhuǎn)角：=arctan(tan/cos)=arctan0.2736=15.305

12、2=151818為資料斜巷傾角24一次偽斜角：=arcsin(sincos)=23.2394=231422為了使計(jì)算直觀簡便，做出車場線路布置草圖如以下圖：軌道線路平面銜接參數(shù)及尺寸計(jì)算確定如以下圖本設(shè)計(jì)為簡化計(jì)算，曲線段雙軌中心距與直線段線路中心距一樣，取線路中心距S=1500mm，軌道曲線半徑取R=12000mm，那么各參數(shù)計(jì)算如下：c=SB+2x1=550+220=590mmL=2Rsin+ccos=212000sin45+590cos45=17387.76mmm=2T+c=2Rtan/2+c=212000tan45/2+590=10531.13mm2T+c=10531.13T=4970

13、.57mm3、豎曲線相對位置豎曲線相對參數(shù)：高道存車線坡度：ig=11, rg=arctan ig =3749=0.63低道存車線坡度：id=9, rd=arctan id=3056=0.515采用高低道豎曲線半徑一樣線路：Rg=Rd=9000mm最大高低差H： 由于是輔助提升，儲(chǔ)車線長度按三鉤計(jì)算，每鉤提1t礦車3輛，故高低道儲(chǔ)車線長度不小于332=18m，起坡點(diǎn)間距設(shè)為零，那么有：H= 1800011+180009=360mm豎曲線高道兩端點(diǎn)高差:Hg=Rg(cosrg - cos)=777.5463mm豎曲線高道兩端點(diǎn)高差:Hd=Rd(cosrd - cos)=777.7265mm高道豎

14、曲線程度投影長度：Lg= Rg(sin- sinrg)=3561.6279mm低道豎曲線程度投影長度：Ld= Rd(sin+sinrd)=3741.6120mm兩豎曲線上端點(diǎn)(起點(diǎn))的程度間隔 為L1L1=(Hg-Hd+H)/sin=884.6505mm兩豎曲線下端點(diǎn)(起坡點(diǎn))的程度間隔 為L2，那么有L2=L1cos+Ld-Lg= 988.1525mm 4、高低道存車線參數(shù)確定設(shè)低道高差為X，那么： tan rd=(X-X)/Lzg=0.009tan rg=(H-X)/Lzg=0.011X= Lid=988.15250.009=8.8933mm將X帶入那么可得X=166.89mm，Lzg=1

15、7555.56mm5、平曲線參數(shù)確定 取曲線外半徑R1=15000mm 取曲線內(nèi)半徑R2=15000-1500=00mm 曲線轉(zhuǎn)角=127 K1= R1/57.3=15000127/57.3=33.2460m K2= R2/57.3=00127/57.3=29.9214m K= K2-K1 =33.2460-29.9214=3.3246mm T1= R1tan/2=15000tan(127/2)= 30085mm T2= R2tan/2=00tan(127/2)= 27076.8mm6、存車線長度 高道存車線長度為Lhg=17555.56mm；低道存車線長度Lhd=Lhg- L2=17555.

16、56-988.1525=16567.43mm；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 K= K1-K2=33.2460-29.9214=3.3246m那么有低道存車線得總長度為L=LhgK=17555.56+3324.6=20880.16mm 選用對稱道岔ZDC622-3-9,轍叉角為182606=18.435，主要尺寸為a=2200mm，b=2800mm；那么存車線對稱道岔平行線路銜接點(diǎn)長度LC：Lc=a+1/2Scot/2+Rtan/4=2200+0.515006.1652+90000.0806=7549.3mm7、下部車場線路平面外輪廓尺寸及坡度：M=L+K

17、1+Lhg+l+ Lg+( L1+d+ Lc)cos=10939.6+33246+17556+5000+3562+(885+2000+7549)cos24=10939.6+33246+17556+5000+3562+104340.9=79835mm8、線路各點(diǎn)標(biāo)高設(shè)低道起坡點(diǎn)提車線標(biāo)高：1=0；2=1+hd=0+777.7265=777.73mm 5=2+d + L1sin=2+1173.3=1951mm甩車線標(biāo)高：3=1+H=0+360=360mm 4=3+hg=3+777.5=1.5mm 5=4+dsin=4+813.5=1951mm 由計(jì)算結(jié)果可以看出提車線得5標(biāo)高點(diǎn)與甩車線得5標(biāo)高點(diǎn)一

18、樣，故標(biāo)高閉合，滿足設(shè)計(jì)要求。根本軌起點(diǎn)標(biāo)高：6=5+Lcsin=1951+75490.4067=5021.2mm9、根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，繪制甩車場平面圖和坡度圖如以下圖：第二章 采煤工藝設(shè)計(jì)第一節(jié) 采煤工藝方式確實(shí)定1、選第一煤層，即K1煤層為對象設(shè)置采煤工藝。 由于k1煤層厚度為6.9m，屬于厚煤層，硬度系數(shù)f=2,構(gòu)造簡單，無斷層，故可用綜合機(jī)械化采煤工藝，采3m，放3.9m。2、綜采任務(wù)面的設(shè)備選用國產(chǎn)綜采設(shè)備。3、采煤與裝煤1落煤方式與采煤機(jī)的選擇 采用綜合機(jī)械化采煤，雙滾筒采煤機(jī)直接落煤和裝煤。選擇采煤機(jī)的截深為800mm，每天正規(guī)循環(huán)推進(jìn)4刀，每個(gè)循環(huán)共推進(jìn)3.20m， 根據(jù)煤層的

19、實(shí)踐情況，經(jīng)查，選用采煤機(jī)。采煤機(jī)的型號(hào)為 MG2300W采高 2.13.6m順應(yīng)煤層硬度 f=13煤層傾角 35截深 800mm滾筒直徑 1.8m臥底量 200 mm牽引方式 液壓無鏈牽引力 463KN牽引速度 05.2m/min滾筒中心距 9589 mm電機(jī)功率 2300kw總質(zhì)量 44噸2進(jìn)刀方式： 為了合理利用任務(wù)時(shí)間，提高效率。采用割三角煤端頭斜切進(jìn)刀方式，雙向割煤。4、運(yùn)煤與支護(hù)1任務(wù)面采用可彎曲刮板保送機(jī)運(yùn)煤。任務(wù)面SGZ-764/500可彎曲刮板保送機(jī)適用條件： 厚煤層出廠長度： 160米運(yùn)輸才干： 1000噸/h刮板鏈方式： 中雙鏈電動(dòng)機(jī)型號(hào)： YBYD680-250/125

20、電機(jī)功率： 2002125KW電機(jī)電壓： 1140V布置方式: 平行布置中部槽規(guī)格 長寬高: 1500764222 (mm)與采煤機(jī)配套牽引方式: 無鏈電牽引制造廠： 西北煤機(jī)廠2任務(wù)面采用支撐掩護(hù)式液壓支架支護(hù)支架型號(hào) ZZS6000 /21/38支撐高度 2.13.8 m任務(wù)阻力 6000 KN支架中心距 1500 mm支護(hù)強(qiáng)度 0.89 Mpa移架步距 700 mm支架分量 24.518噸消費(fèi)廠 北京煤機(jī)廠機(jī)械設(shè)備表標(biāo)號(hào)設(shè)備稱號(hào)型號(hào)主要參數(shù)1主要參數(shù)2消費(fèi)廠家1采煤機(jī)MG2400-W采高 2.13.6800mm截深雞西煤機(jī)廠2可彎曲刮板保送機(jī)SGZ-764/500運(yùn)量1000t/h長度1

21、60m西北煤機(jī)廠3支撐掩護(hù)式支架ZZS6000/21/38自重24.518t任務(wù)阻6000 KN鄭州煤機(jī)廠4端頭支架PDZ3357t24481594鄭州煤機(jī)廠5轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ764/1321100 t/h1500764222mm6破碎機(jī)PCM1001000 t/h110張家口煤機(jī)廠7可伸縮帶式保送機(jī)SSJ1000/2200X1000 t/h2200原平重機(jī)廠8乳化液泵WRB-63/3550輸出壓力3550Mpa無錫煤機(jī)廠9噴霧泵WPZ320/6.3公稱壓力6.3Mpa無錫煤機(jī)廠10單體支柱LZ35-25/110額定阻力 250KN初撐力 147196KN國營平陽機(jī)械廠11挪動(dòng)變電站KSZY-50

22、0/6KV額定電壓6KV洪江市煤礦設(shè)備廠綜放頂煤任務(wù)面層面圖 最大空頂距 最小控頂距1采煤機(jī)2前部運(yùn)輸機(jī)3候補(bǔ)運(yùn)輸機(jī)4液壓支架 5運(yùn)輸吭保送機(jī)6端頭支架 7放煤窗口3移架方式 由于采用及時(shí)支護(hù)方式，而且任務(wù)面每天推進(jìn)4刀，所以選擇順序移架方式。順序式移架速度快，能滿足采煤機(jī)快速牽引的需求，適用于頂板比較穩(wěn)定的高產(chǎn)任務(wù)面。4支護(hù)方式：由于k1煤層f = 2，采高為3米，為防止片幫和冒頂，選用及時(shí)支護(hù)。5任務(wù)面的支架需求量:計(jì)算任務(wù)面支架數(shù): N=(L+2l0- nS)/S1式中： N 任務(wù)面支架數(shù)；L 任務(wù)面長度，m；l0 順槽寬度，m；n 端頭支架數(shù)；S 端頭支架寬度，m；S1支架中心距，m。

23、N =(164+9-61.594)/1.5=109架(6)超前支護(hù)方式和間隔 由于采用綜放采開采，支撐壓力分布范圍為2030米，峰值點(diǎn)距煤壁前方 5-15m,所以超前支護(hù)的間隔 為20米。選用單體支柱和金屬鉸接頂梁支護(hù)，鉸接頂梁的長度為1000mm。(7校核支架的強(qiáng)度和高度 校核高度 經(jīng)查得到： 在實(shí)踐運(yùn)用中，通常所選用的支架的最大構(gòu)造高度比最大采高大200mm左右。即： Hmax = Mmax+0.2米。最小構(gòu)造高度應(yīng)比最小的采高小250350mm。即：Hmin= Mmin-(0.2 50.35)m 知選用的 ZZS6000 /21/38 支撐掩護(hù)式支架的最大構(gòu)造高度為3.8mMmax+0.

24、2，滿足要求。支架的最小構(gòu)造高度為2.1mMmin(0.2 50.35)，滿足要求。校核支架強(qiáng)度：支護(hù)強(qiáng)度：由q=KMg10-6式中：q支護(hù)強(qiáng)度，MPa K作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù)，取6 M采高，米 巖石密度，取 2.5103kg/m3 G取10 m/s2 q=0.525 MPaq=0.525 MPa0.7 Mpa，所以滿足要求由Q=qF103KN式中：F為支架支護(hù)面積，F(xiàn) = 61.5 = 9 m2 Q=0.5259103=4725 KN由P = Q / 式中：P支架的任務(wù)阻力，KN；Q支架的有效任務(wù)阻力，KN；支架的支撐效率，取80%；P=47250.8=5906 KN 支架任務(wù)阻力

25、6000 KN，滿足要求6、處置采空區(qū)采用全部跨落法處置采空區(qū)。第二節(jié) 任務(wù)面合理長度的驗(yàn)證1、煤層地質(zhì)條件該帶區(qū)內(nèi)的兩層可采煤層的地質(zhì)條件較好，無斷層，煤層平均傾角為8，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160m的任務(wù)面是適宜的。任務(wù)面消費(fèi)才干任務(wù)面的設(shè)計(jì)消費(fèi)才干為120萬t/a。正規(guī)循環(huán)每天進(jìn)4刀，采煤機(jī)滾筒截深為800mm，所以K1煤層的任務(wù)面實(shí)踐消費(fèi)才干為：0.806.91601.30.934300=128.13萬t；滿足設(shè)計(jì)消費(fèi)才干的要求，一個(gè)任務(wù)面消費(fèi)就可以滿足設(shè)計(jì)消費(fèi)才干的要求，同時(shí)思索到其他各個(gè)方面對消費(fèi)的影響，確定的任務(wù)面長度也較合理。3、運(yùn)輸設(shè)備及管理程度采區(qū)消費(fèi)選用的設(shè)備均為國內(nèi)先進(jìn)的的消費(fèi)設(shè)備，能滿足任務(wù)面的長度、產(chǎn)量和進(jìn)度的要求，管理較高，有利于消費(fèi)。4、頂板管理及通