东荣二矿课程设计采区说明书.docx

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东荣二矿课程设计采区说明书

黑龙江科技大学

采矿工程专业课程设计

题目：

东荣二矿西二采区（18＃）0.75Mt/a采区设计

年级专业：

采矿10-5班

姓名：

学号：

指导教师：

2013年12月25日

黑龙江科技大学

课程设计任务书

姓名：

李艳波

一、设计题目：

东荣煤矿西二采区（18＃）0.75Mt/a采区设计

二、已知技术参数和设计要求：

矿井地质资料、可采煤层底板等高线图、采区设计生产能力为0.75Mt/a。

三、设计的主要内容：

第1章采区地质概况；第2章采区储量与生产能力；第3章采区方案设计；第4章回采工艺；第5章采区生产系统。

四、工作量：

采区平面图、采区剖面图、采区设计说明书

五、工作计划：

第1周第1章采区地质概况；第2章采区储量与生产能力；第3章采区方案设计（3.1、3.2）；

第2周第3章采区方案设计（3.3）；第4章回采工艺（4.1～4.5）；

第3周第4章回采工艺（4.6）；第5章采区生产系统（5.1、5.2）及验收；

第4～5周计算机绘图及撰写说明书；

第6周验收及答辩。

指导教师：

张俊文

教研室主任：

张俊文

年月日

摘要

黑龙江省双鸭山东荣二矿采区设计，本采区内共有1层可采煤层，煤层平均厚度1.8m。

设计采区的工业储量为6.9Mt，可采储量4.9Mt，服务年限5.4年。

本采区形式为单翼开采，采用单一走向长壁采煤法，工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤，一个工作面达产。

“四、六”工作制，三班采煤，一班准备，每天进6刀，截深0.8m，工作面长180m，采空区处理方法为全部垮落法。

关键词：

走向长壁全部垮落法综合机械化

第1章采区地质情况

1.1采区概况

东荣二矿位于黑龙江省集贤煤田东南端。

行政区划属集贤县腰屯乡、升昌乡和二九一国营场管辖。

西南距福利屯32km。

经福利屯到双鸭山矿业集团公司所在地—双鸭山市为40km。

福利屯至富锦县公路穿过本井田中部，福前铁路在东荣矿区南部边缘外约3km处通过，交通比较方便。

详见图1-1。

图1-1交通示意图

双鸭山矿区东西宽8～11km，南北长23km，面积230km2，且规划用四对井进行开发，总规模为510万t/a，

本采区没有生产、在建及停闭矿井，也没有小煤窑，在采区外15km处有正生产的双鸭山矿业集团集贤煤矿，西面约18km处有集贤县升平小煤矿，集贤煤矿采用立井开拓，设计能力60万t/a，一水平标高-150m，目前正开采18#煤层，采区正常涌水量88.88m3/h，最大涌水量278.8m3/h，采区瓦斯不大，属低瓦斯采区。

1.2采区地质情况

1.2.1采区可采煤层的赋存情况

18号煤层是采区发育的可采煤层，间距变化比较稳定，可采厚度一般为1.6～2m，平均1.8m，全层属于变化复杂的煤层，顶底板均为粉砂岩。

1.2.2顶板岩层性质、厚度

煤层一般为1.6～2m，平均1.8m，全层属于变化复杂的煤层，顶底板均为粉砂岩。

图1-2煤层柱状图

1.2.3地质构造

本采区位于三江盆地的西部，三江盆地是中生代以来的一个断层凹陷地，区域构造属新华夏系第二隆起带，北段由一些北东向展布的次一级隆起带和凹陷带组成，本采区属盆地内的绥滨-集贤凹陷带。

本采区的区域构造主要受新华夏系和北西向构造应力场的控制，又前者派生的次级构造占明显优势，本区主要断层为F10，详见断层特征表1-2。

1.2.4瓦斯

采区瓦斯取样的控制浓度在318.5～935.4m，在737.5m以上，甲烷成分为0.85～35.45％，在800.4～933.2m深为28.62～43.98％，平均为34.65～37.88％。

二氧化硫一般为6.36～8.54％，瓦斯成分及含量均很低，由于地质报告没有明确提出采区的瓦斯等级，所以本设计只能根据上述数据进行分析，同时参考集贤矿井的煤尘瓦斯情况，初步确定本采区瓦斯等级为低沼气采区，并有煤尘爆炸危险和自然发火倾向。

本采区的恒温带温度+5.6ºC，深度20m，-500m水平的平均地温为19.5ºC，-600m水平为22.9ºC，-900m水平为30.7ºC

煤层顶底板岩石主要为粉沙岩和细砂岩，抗压强度一般在500～1100kg/cm2左右。

根据资料，预计本采区各煤层顶板类型均在一级Ⅱ类以上。

1.2.5水文地质

1、采区内各地段的水文地质特征各有不同，现分述如下：

第四系孔隙含水层，全井田广泛发育，除山坡地区较薄外，其余均很厚，由南向北逐渐增厚，水的主要补给来源是大气降水和山区地下水，涌水量0.705～7L/sm。

第三系孔隙含水层在井田内广泛分布，其厚度发育规律为由东南向西北逐渐增厚，向东便薄，涌水量为0.001～0.83L/sm。

煤系裂隙含水带，本含水带是直接充水含水层，它与第三系有水力联系，但很微弱。

基底岩层裂隙水：

分布与低山和丘陵地带，由花岗岩安山岩，及变质岩组成，对煤系裂隙水带补给量甚微，而且对矿床水无影响。

2、采区内的主要隔水层有第四系顶部黏土，亚黏土，中部黏土，亚黏土层和第三系泥岩，砂岩层。

3、地面水及各含水层之间的关系

本采区煤系裂隙水补给条件较差，富水性较小，采区在开采过程中，排水将以疏干煤系风化裂隙带的储水量为主，开采初期，矿井涌水量增大，随着开采的不断进行，水的静储量逐渐消耗，采区的涌水量会逐渐减小，并趋于相对稳定状态。

本采区最大涌水量285.06m3/h，正常涌水量86.75m3/h。

1.2.6煤质

1、煤种及其变化

本采区煤的挥发分一般大38.5％，属低变质煤，各煤层Y值平均为5～9m/m，粘结性较低，煤种主要为1/3焦煤，长焰煤次之，煤种在垂向上无明显变化。

2、煤的有害成分

灰分：

本采区煤的灰分含量（Ag）为10.96～24.45％，多属中低灰煤层，其中几个主要可采煤层均为低灰煤层。

硫：

各煤层硫的含量很低，原煤全硫（SgQ）为0.1～0.38％属特低硫煤。

磷：

各煤层原煤磷的平均含量为0.004～0.057％属特低-低磷煤。

3、发热量

各煤层煤的平均发热量（QfD）为3080～6920大卡/kg。

4、元素分析

各煤层碳（Cr）的平均含量为80.72～82.12％。

（Hr）的平均含量为5.12-5.76％。

（Or）的平均含量为10.61-12.62％，说明元素组成稳定，属低变质煤。

5、工业用途评述

本采区原煤按现行煤炭应用分类法属于Ⅰ～Ⅱ气煤，由于本区气煤低灰，低磷，低硫，具有一定的胶质层厚度，所以，本采区原煤经洗选加工后可做为优良的配焦和化工精练，副产品可供动力或民用。

第2章采区储量与生产能力

2.1采区储量

储量计算公式为：

/cos18°

式中——储量，Mt

——煤层面积，m2

——煤层厚度，m

——煤的视密度，t/m3

根据采区煤层地板等高线可知：

/cos18°

=2599339.88×1.8×1.4/cos18°

=6887431.38（t）

2.2采区生产能力

2.2.1采煤工作面年产量

式中：

——回采工作面年生产能力，t

——工作面推进度，m/a

I——工作面长度，m

——煤层厚度，m

——煤的视密度，t/m3

——工作面的回采率,取0.95

本采区采用综合机械化采煤工艺，工作制为四、六制，三班生产，一班检修，双向割煤往返一次割两刀，截深为0.8m，一年工作330d，工作面长度为=180m，工作面的回采率取=0.95，所以年推进度为=6×0.8×330=1584m

所以

=1584×180×1.8×1.4×0.95

=682577.28（t）

2.2.2采区生产能力

采区生产的煤主要来自回采工作面。

掘进出煤一般不超过10%。

同采工作面个数为1个，则采区生产能力为：

=1.1×1×1×682577.28

=750835（t）

式中：

A——采区生产能力，t/a；

n——采区同时生产的工作面个数；

A0——每个工作面的生产能力，t/a；

K1——采区掘进出煤系数，取1.1；

K2——工作面产量不均衡系数

2.3采区服务年限

结合本采区的具体情况按以上方法可计算得到采区服务年限T与采区生产能力A的关系如下：

T=Z/1.4A

Z——采区设计可采储量，t

——采区工业储量，t

——永久煤柱损失，t

——采区回采率，0.8

结合本设计采区的具体情况，按以上方法可计算得到，煤柱损失为688743.14。

所以可采储量为：

=（6887431.38-688743.14）×0.8

=4958950.59（t）

采区服务年限：

T=Z/1.4A

=4958950.59／1.4×750835

=5.4（a）

第3章采区方案设计

3.1采煤方法的选择

本设计采区内煤层倾角平均为18°，采用走向长壁采煤法选用生产运输设备比较容易，行人、通风、运输等方便。

所以本设计采区选用走向长壁采煤法。

3.2采取巷道布置

3.2.1采区走向长度

采区走向长度1800m,可采走向长度1600m。

3.2.2区段长和区段数目

本采区倾斜长度为1000m，区段长设计为180m，1个采区均设5个区段。

3.2.3采区形式

因采区走向长度大约在1000m，故采区采用单翼开采的形式。

3.2.4采区上（下）山的数目和位置

本采区设轨道、运输、回风三条上山。

采区上山布置受可采煤层厚度、采区服务年限及产量、瓦斯涌出量、煤层顶底板岩性等因素的影响，应综合考虑上述因素，使上山布置方案在技术上可行，在经济上合理。

1.上山数目的确定

布置三条上山（一条运输上山，一条轨道上山，一条回风上山），三条上山大致布置位于采区走向边界，各条上山间距设为20m。

2.上山位置的选择

（1）煤层上山

优点：

掘进容易、费用低、速度快、联络巷道工程量少；

缺点：

煤层上山受工作面采动影响较大，生产期间上山的维护困难，需要金属可伸缩支柱，煤柱留设多。

适用条件：

开采薄或中厚煤层的单一煤层采区，采区服务年限短；煤层顶底板岩石比较稳定，煤质在中硬以上，上山不难维护；为部分煤层服务的，维护期限不长的专用通风或运煤上山。

（2）岩石上山

优点：

维护状况良好，维护费用低，煤柱留设少。

缺点：

掘进困难，联络巷道工程量大。

适用条件：

对单一厚煤层采区和联合准备采区，在未采用可伸缩金属支柱的情况下，为改善维护条件，将上山布置在煤层底板岩石中。

结合本采区煤层厚度小，服务年限短，瓦斯含量高的特点，为安全起见，拟布置三条岩层上山，故设计采区选用方案一。

所以将三条上山均布置在煤层中。

3.2.5区段平巷的布置

区段运输平巷和区段回风平巷都沿煤层走向布置，上区段运输平巷长1300m，回风平巷长1300m。

3.2.6采区内煤层开采顺序

本采区共开采一层煤，采用后退式开采。

3.3巷道断面设计

3.3.1巷道断面设计应满足的条件

（1）保证人员通行安全；

（2）合理布置该断面的管路及电缆等；

（3）断面通过最大风量时，不得超过《规程》规定的风速；

（4）按水量要求，设置水沟；

（5）不得小于《规程》规定的最小净断面和最小净高度；

（6）满足其它要求，如需在巷道一侧堆放坑木和材料或安装其它设备等

3.3.2巷道断面选择

1.选择原则

（1）保证人员通行安全；

（2）合理布置该断面的管路及电缆等；

（3）断面通过最大风量时，不得超过《规程》规定的风速；

（4）按水量要求，设置水沟；

（5）不得小于《规程》规定的最小净断面和最小