【正文】 0 51 90 .9 0gZ ? ? ? ? ? ? ?萬(wàn) t （ 2） 設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 蔡武 01060063 4 ()KgZ Z P C? ? ? （ 公式 12） 式中： KZ ——設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 ， 萬(wàn) t； gZ——工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn) t； P——永久煤柱損失量，萬(wàn) t； 根據(jù)《采礦學(xué)》 P209所述及 設(shè)計(jì)題目中的條件，P 包括采區(qū)邊界煤柱的損失 ，上山煤柱損失和 保護(hù)大巷煤柱 損失 ，即上 邊界永久 煤柱，取 10m，下邊界護(hù)大巷煤柱 30m， 左右邊界永久煤柱， 各 取 10m 和上山煤柱30+20+30=80m。 1 ( 1 0 3 0 ) 3 0 0 0 6 .9 0 1 .3 0 ( 8 0 1 0 1 0 ) ( 1 1 0 0 3 0 1 0 ) 6 .9 0 1 .3 0 2 0 2 .7 2P ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?萬(wàn) t 2 ( 1 0 3 0 ) 3 0 0 0 3 .0 0 1 .3 0 ( 8 0 1 0 1 0 ) ( 1 1 0 0 3 0 1 0 ) 3 .0 0 1 .3 0 8 8 .1 4P ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?萬(wàn) t 3 ( 1 0 3 0 ) 3 0 0 0 2 .2 0 1 .3 0 ( 8 0 1 0 1 0 ) ( 1 1 0 0 3 0 1 0 ) 2 .2 0 1 .3 0 6 4 .6 4P ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?萬(wàn) t 1 1 1 1( ) ( 2 9 6 0 .1 0 2 0 2 .7 2 ) 7 5 % 2 0 6 8 .0 4KgZ Z P C? ? ? ? ? ? ?萬(wàn) t 2 2 2 2( ) ( 1 2 8 7 .0 0 8 8 .1 4 ) 8 0 % 9 5 9 .0 9KgZ Z P C? ? ? ? ? ? ?萬(wàn) t 3 3 3 3( ) ( 94 3. 80 64 .6 4) 80 % 70 3. 33KgZ Z P C? ? ? ? ? ? ?萬(wàn) t 1 2 3 K K KZ Z Z Z? ? ? ?萬(wàn) t 計(jì)算 采 區(qū)服務(wù) 年 限 KZT AK? (公式 13) 式中： T ——采 區(qū)服務(wù) 年 限， 年； A——采 區(qū)生產(chǎn)能力， 90萬(wàn) t； KZ ——設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量； K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 。 (1) 對(duì)于 1K 厚煤層 ， P 包括 采區(qū)內(nèi)留設(shè)的各種煤柱損失 1P 及 工作面采煤過(guò)程中的落煤損失 1 7%gZ ? ： 1 1 1117% 2 9 6 0 . 1 2 0 2 . 7 2 2 9 6 0 . 1 7 %1 0 0 % 1 0 0 % 8 6 . 1 5 % 7 5 %2 9 6 0 . 1gggZ P ZC Z? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 滿足要求 。 (3) 對(duì)于 3K 中厚煤層 ， P 包括 采區(qū)內(nèi)留設(shè)的各種煤柱損失 3P 及 工作面采煤過(guò)程中的落煤損失 3 5%gZ ? ： 3 3 3335% 9 4 3 . 8 0 6 4 . 6 4 9 4 3 . 8 0 5 %1 0 0 % 1 0 0 % 8 8 . 1 5 % 8 0 %9 4 3 . 8 0gggZ P ZC Z? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 滿足要求 。 確定 采煤 工作面長(zhǎng)度 由已知條件知 ： 該煤層左右邊界各有 10m的邊界煤柱， 上山保護(hù)煤柱 80m， 上部留10m防水煤柱，下部留 30m護(hù) 大 巷煤柱，故其煤層傾向共有： 11 00 40 10 60?? m的長(zhǎng)度，走向長(zhǎng)度 11 00 2 10 80 29 00? ? ? ?m。且現(xiàn)代工作面長(zhǎng)度有加長(zhǎng)趨勢(shì)，且采煤工藝選取的是較先進(jìn)的綜采。 圖 2 采區(qū)工作面劃分示意圖 采區(qū)傾斜長(zhǎng)度可用如下公式表示： 1 2 3 4 5( 1 ) 2L n L L n L n L L? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （公式 15） 式中： L ——采區(qū)傾向長(zhǎng)度， 1100m； n ——區(qū)段數(shù)目，擬定 8個(gè)； 1L ——工作面長(zhǎng)度， m； 2L ——上部邊界煤柱，取 10m； 3L ——區(qū)段 煤柱 ， 取 5m； 4L ——回采 巷道寬度 ， 為 ； 5L ——護(hù) 大 巷煤柱寬度， 取 30m； 《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 蔡武 01060063 7 因此，求得工作面長(zhǎng)度 1L ： 2 3 4 51 ( 1 ) 2 1 1 0 0 1 0 7 5 2 8 4 . 5 3 0 1198L L n L n L LLmn? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 確定采區(qū)內(nèi)的區(qū)段數(shù)目 回采工作面是沿傾斜方向布置，沿走向推進(jìn)，采用走向長(zhǎng)壁法開(kāi)采。 于是， 1 1 0 0 1 0 3 0 8 .31 1 9 9N ????? ， 取 8。 參照《采礦學(xué)》 P208，可知 一個(gè)采煤工作面的生產(chǎn)能力可由下式計(jì)算： 0 mA LvM C?? (公式 17) 式中： 0A ——工作面生產(chǎn)能力 ， 萬(wàn) /ta； L——采煤 工作面長(zhǎng)度； 119m； v——工作面年推進(jìn)度， 4 33 0 10 56 /ma? ? ? （截深 ，每天進(jìn) 4刀）； M ——放頂煤工作面采放高度， 。 《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 蔡武 01060063 8 于是， 0 1 1 9 1 0 5 6 6 .9 1 .3 0 .8 1 9 1 .3mA L v M C?? ? ? ? ? ? ?萬(wàn) t 確定采區(qū)同采工作面數(shù)目及接替順序 目前 ， 煤炭企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)向高產(chǎn)高效集中化生產(chǎn)的方向發(fā)展 ， 新建大型化礦井均朝 “一礦一井一面 ”的設(shè)計(jì)思想改革，采用提高工作面單產(chǎn) ， 用一個(gè)工作面的產(chǎn)量來(lái)保證整個(gè)礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，故為適應(yīng)現(xiàn)階段煤炭行業(yè)的 指導(dǎo) 規(guī)范，本采區(qū)設(shè)計(jì) 1K 煤層 采 煤工作面。 表 1 1K 煤層工作面接替順序表 1101 停 采 線 80 m 1102 1103 1104 1105 1106 1107 1108 1109 1110 1111 1112 1113 1114 1115 1116 1K 煤層工作面接替順序： 1101→1102→1103→1104→1105→1106→11 07→1108→1109→1110 →1111→1112→1113→1114→1115→1116 注：箭頭表示回采工作面的接替順序。 《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 蔡武 01060063 9 確定巷道布置系統(tǒng) 首先確定回采巷道布置方式，由于地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)斷層 ， 煤層賦存條件好 ， 涌水量較小，瓦斯涌出量較小，無(wú)自然發(fā)火傾向 ， 直接頂較厚且易跨落 。因此采用工作面布置圖所示工作面接替順序，就能彌補(bǔ)沿空掘巷時(shí)工作面接替復(fù)雜的缺點(diǎn)。 方案一：雙巖石上山 參照《采礦學(xué)》 P198， 將兩條上山都布置在 3K 煤層底板巖石中，其中運(yùn)輸上山布置在距離底板 15m處，軌道上山布置在運(yùn)輸上山上方 5m，即距離 3K 煤層 10m處。 圖 3 雙巖石上山示意圖 方案二：雙煤層上山 將兩條上山都布置在 K3 煤層中。 圖 4 雙煤層上山示意圖 方案三：一巖一煤上山 《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 蔡武 01060063 10 將兩條上山分別布置在 3K 煤層的底板和煤層中，運(yùn)輸上山布置在距離 3K 煤層 底板5m處，軌道上山布置在 3K 煤層中。 圖 5 一煤一巖上山示意圖 方案間 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 表 2 掘進(jìn)費(fèi)用表 方案 工程 名稱 單價(jià) 方案一 方案二 方案三 工程量 費(fèi)用 （萬(wàn)元） 工程量 費(fèi)用 （萬(wàn)元） 工程量 費(fèi)用 （萬(wàn)元） 巖石 上山（ m） 1578 2 11002640??? 1100=1320 煤層 上山（ m） 1284 2 11002640??? 1100=1320 煤倉(cāng) (元 /m3) 144 215/ cos16 8? ? ???? 25/ cos16 8? ? ???? 甩入石門(mén)(元 /m) 1152 10/sin168 ???? 合計(jì) 《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 蔡武 01060063 11 表 3 維護(hù)費(fèi)用表 方案 工程 名稱 單價(jià) 方案一 方案二 方案三 工程量 費(fèi)用 （萬(wàn)元） 工程量 費(fèi)用 （萬(wàn)元） 工程量 費(fèi)用 （萬(wàn)元） 巖石上山（ m） 40 264029=76560 132029=38280 煤層上山（ m） 90 264029=76560 132029=38280 甩入石門(mén) (元 /m) 80 29= 合計(jì) 表 4 輔助費(fèi)用表 方案 工程名稱 單價(jià) 方案一 方案二 方案三 工程量 費(fèi)用 （萬(wàn)元） 工程量 費(fèi)用 （萬(wàn)元） 工程量 費(fèi)用 （萬(wàn)元） 煤倉(cāng) (元 /m3) 951 甩入石門(mén) (元 /m) 951 合計(jì) 表 5 費(fèi)用總匯表 方 案 費(fèi)用項(xiàng)目 方案一 方案二 方案三 掘進(jìn)費(fèi)用 維護(hù)費(fèi)用 輔助費(fèi)用 費(fèi)用總計(jì) 百分率 % % 100% 《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 蔡武 01060063 12 表 6 技術(shù) 經(jīng)濟(jì) 比較表 方案一 方案二 方案三 優(yōu) 點(diǎn) 兩條上山均布置在演示中，巷道穩(wěn)定，受采掘干擾較小，且維護(hù)容易 兩條上山均布置在同一煤層中，降低了出矸量，提高了煤炭的生產(chǎn)率，掘進(jìn)容易 兼有方案一和二的優(yōu)點(diǎn)，維護(hù)較容易 缺 點(diǎn) 巖石工程量大，掘進(jìn)費(fèi)用高，工期長(zhǎng) 維護(hù)困難， 受采掘影響較大 增加了巖石工程量，降低了生產(chǎn)率，增加了掘進(jìn)成本 綜上所述，方案 二 、方案三在技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)上有利，又考慮到采區(qū)服務(wù)年限不長(zhǎng)，雙煤上山的管理比較容易，掘進(jìn)速度快，有利于迅速達(dá)產(chǎn)，故選擇方案二，即雙煤上山的煤層群聯(lián)合布置的準(zhǔn)備方式 其示意圖如圖 4所示 。 確定工作面回采巷道布置方式 已知采區(qū)內(nèi)各 煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)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。同時(shí)，為減小煤柱損失，提高采出率。這種方式掘出的巷道正處在應(yīng)力降低區(qū)，即好維護(hù)又提高了采出率，有取代沿空留巷的趨勢(shì)。工作面推進(jìn)到距回風(fēng)大巷 10m處的位置 ， 即為避開(kāi)采掘 殘余支承壓力 影響所留設(shè)的 10m護(hù)巷。 第一區(qū)段和第二區(qū)段同時(shí)生產(chǎn)時(shí)的通風(fēng)系統(tǒng)如圖 6 所示，即在采區(qū)上山附近，第二區(qū)段工作面的回風(fēng)平《采礦學(xué)》課程設(shè)計(jì) 蔡武 01060063 13 巷中設(shè)風(fēng)門(mén)，隔開(kāi)第一區(qū)段工作面的進(jìn)風(fēng)，在中部車場(chǎng)附近開(kāi)掘回風(fēng)斜巷與運(yùn)輸上山相通，第二區(qū)段工作面的污風(fēng)由回風(fēng)平巷經(jīng)運(yùn)輸上山進(jìn)入回風(fēng)井。 (2)由于 運(yùn)輸大巷布置在 3K 煤層底版下方 25m處的穩(wěn)定巖層中， 采區(qū)生產(chǎn)能力 較 大，故下部車場(chǎng)可選擇大巷裝車式下部車場(chǎng)。 本設(shè)計(jì)線路布置采用 “道岔 —道岔 ”系統(tǒng)斜面線路二次回轉(zhuǎn)方式，為了使計(jì)算直觀簡(jiǎn)便， 做 出車場(chǎng)線路布置草圖如圖 7所示。 道岔參數(shù)為 ：1214 15 39。 已知 斜面線路二次回轉(zhuǎn)角 12 28 30 39。? 為： 11 ta n ta n 1 4 1 5 39。 a r c ta n a r c ta n 1 4 4 7 39。39。) 二次回轉(zhuǎn)角 ? 的水平投影角 39。39。 3 4 39。c o s c o s 1 6?? ? ?? ? ? ?? (β為軌道上山傾角 16176。? 為： 139。 sin 1 6 ) 1 5 2 9