采矿学课程设计正文

第一章 采区巷道布置

第一节 采区储量与服务年限

1.1.1采区生产能力

采区生产能力是采区准备方式中重要参数，它不仅对准备巷道布置有较大影响，而且是采煤方法和生产系统等经济技术合理性的集中反应，确定采区生产能力的依据： （1）采区生产能力与煤层赋存条件及地质条件相适应。 （2）采区生产能力与采区内的合理的同采数目相适应。

（3）采取生产能力与采区储量相适应，以保证采区平衡生产的稳产期。

综上所述，采区生产能力选定为180万吨/年。

1.1.2采区的工业储量、设计可采储量

(1) 采区的工业储量

采区的工业储量是指在采区的范围内，经过地质勘探煤层厚度和质量均符合开采要求，目前即可供开采利用的储量。煤层工业储量计算公式为： 2

Zc=SL∑miγi （式1-1）

I=1

式中Zc------工业储量 万t

S------采区走向长度 3000米 L------采区斜长1100米

mi------第i层煤的厚度6.9米 γi------第i层煤的容重 1.3t/m 3 2

Zc=SL∑miγi

I=1

=3000×1100×（6.9+2.5）×1.3=4032.6（万吨）

（2）可采储量计算：

设计储量为采区工业储量减去断层、防水、井田境界、地面建（构）筑物等永久煤柱煤量及因法律、社会、环境保护等因素影响不得开采的煤柱煤量。而在该采区范围内预留的永久保护煤柱只有煤层露头保护煤柱。

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表1-1

矿井工业储量煤层名称 （万t） 断层 0 0 0 矿井境界 0 0 0 煤层露头 80.73 29.25 109.98 其它 无 无 无 永久性煤柱损失（万t） 矿井设计储量（万t） 2879.37 1043.25 3922.62 K1煤层 K2煤层 合计 2960.1 1072.5 4032.6 注：煤层露头损失煤柱是按30m留设

采区留煤柱示意图

30M

10M70M10M10M

可采储量是指采区设计储量减去井下主要巷道及上下山保护煤柱损失量后可以采出的储

量后乘以采区回采率。而在该采区范围内预留的可回收的保护煤柱只有采区回采巷道及上下山保护煤柱。

从《煤炭工业矿井设计规范》中查阅各保护煤柱数据于下表： 表1-2 煤厚情况 位置名称 水平大巷 主要回风巷 采区上山 区段巷道 采区边界

中厚煤层煤柱宽度（m） 巷道一侧 20～30 20 20 — — 两巷之间 — — 20～25 8～25 10 6

厚煤层煤柱宽度（m） 巷道一侧 25～50 20～30 30～40 — — 两巷之间 — — 20～25 15～20 10

综上所述该采区的可采储量为

Zu=(Zc－∑P) ×C （式1-2）

式中Zu------采区可采储量 ；

Zc-------工业储量；

C-------采区采出率，厚煤层不低于0.75，中厚煤层不低于0.8，薄煤层不低于0.85； ∑P-------煤柱损失由P1、P2、P3、P4、构成；

P1-------采区上部即井田边界及煤层露头保护留30米煤柱； P2-------采区下部留10米大巷护巷煤柱； P3-------采区左、右边界煤柱各留10米； P4 ------采区上方保护煤柱，两条上山间距取30 米，两边各留20米，共计30+20+20=70米；

Zu=(Zg-P)×C=（Zgi-Pi）×Ci

=[3000×1100×6.9×1.3-(30+10)×3000×6.9×1.3-(2×10+70)

×1100×6.9×1.3]×0.75+[3000×1100×2.5×1.3-(30+10)×3000×2.5×1.3-(2×10+70)×1100×2.5×1.3]×0.80 = 2873.80 (万吨)

表1-3矿井设计可采储量表

工业储量(万吨) 2960.1 1072.5 4032.6 设计储量（含可回收煤量）（万吨） 2879.37 1043.25 3922.62 设计储量（万吨） 设计煤柱损失（万吨） 工业广场 井下巷道 0 0 0 59.20 21.45 80.65 采区边界 46.65 16.9 63.55 设计储量（万吨） 2773.52 1004.9 3778.42 采区采出率 可采储量（万吨） 煤层名称 K1煤层 K2煤层 合计 75% 80% 2072.74 801.06 2873.80 1.1.3计算采区的服务年限

采区的准备时间较长，投资巨大。服务年限短，将造成矿井生产接替困难，采区应保证

一定服务年限，以保证矿井能够均衡稳产高产。

T=ZK/（A×K） ZK------采区可采储量； A------采区生产能力；

K------储量备用系数，取1.3-1.5，此次设计中因地质条件较简单，

故取K=1.3

T=ZK/A×K=2873.80/（180×1.3）=12.28年

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1.1.4验算采区采出率

国家对采出率规定了控制指标，厚煤层不低于75%，中厚煤层不低于80%。本采区采用上山布置，双翼开采除去保护煤柱一翼工作面走向长度为（3000-70-2×10）/2=1455m 倾斜长为1100-（10+30+4×5）=1040m若可分为5个区段四个小煤柱10个工作面单个工作面斜长为1040/5=208m

采区采出率=采区实际采出量/采区工业储量×100% 验算：

K1煤层采出率=Sk1面×Lk1面×m1×γ×0.93×10/SLm1r×100%

=1455×208×6.9×1.3×0.93×10/(3000×1100×6.9×1.3)×100% =85.29%

85.29%>75%,符合规定。

K2煤层采出率=Sk2面×Lk2面×m2×γ×0.95×10/SLm2r×100%

=1455×208×2.5×1.3×0.95×10/(3000×1100×2.5×1.3)×100%

=87.12%

87.12%>80%，符合规定。

第二节 采区的再划分

1.2.1确定确定采煤工作面长度

由已知条件知：该煤层左右边界各有10m的边界煤柱，上部留30m防水煤柱，下部留10m采区边界煤柱，采区中央留有上山保护煤柱及间距共70m,采区边界保护煤柱各10m，故其煤层倾向共有：1100-40=1060m的长度，走向长度3000-（20+70）=2910m。地质构造简单，煤层附存条件较好，瓦斯涌出量小。且现代工作面长度有加长趋势，且采煤工艺选取的是较先进的综采。又知，一般而言，考虑到设备选型及技术方面的因素综采工作面长度为180～250m，巷道宽度为4m～4.5m,本采区选取4m，且采区生产能力为180万t/a，一个中厚煤层的一个工作面便可以满足生产要求，采用沿空掘巷方式,巷道间留较小煤柱，取5米，如图1-2：

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图1-1 采区工作面划分示意图 8