采矿工程(本科)毕业设计指导书(定稿)fzj[1].doc

前前 言言 毕业设计是完成教学计划达到培养目标的重要环节 是学生综合素质与 培养效果的全面检验 是学生毕业及学位资格认证的重要依据 是学生教育 质量的综合反映 是对学生所学的专业知识的总结 是对学生综合运用所学 理论知识与技能解决具有一定复杂程度的工具问题的综合性实际训练 搞好 毕业设计 论文 工作 对促进学校各项教学改革 全面提高教学质量具有 重要意义 毕业设计是学生在校期间向学校交的最后一份作业 是学生第一次独立 地完成实际系统开发工作 对大多数学生来说不理解毕业设计的意义 错误 的认为这是学校强加给他们的额外负担 宁作十万利润 不写毕业论文 这 就是部分学生在毕业论文写作之前的心态 实践证明在学生的毕业设计过程 中 自始至终都需要教师的鼓励 帮助和指导 因此太原理工大学继续教育 学院支持编写了毕业设计指导书 以供各位指导教师和毕业生参考 本书第一章对采矿专业作了简介 使学生更加理解本专业的特点 系统 的总结在校期间所学课程 并对毕业设计环节的教学目标和程序有一定的了 解 第二章介绍了毕业实习的目的和要求 第三章介绍了毕业设计的目的 要求 毕业论文书写规范 第四章给出答辩标准 最后附录一篇设计实例 以供参考 本书参阅了大量的资料 力求体系合理 文字流畅 通俗易懂 有不足 之处各位教师和同学指正 目目 录录 第一部分第一部分 采矿工程专业简介采矿工程专业简介 1 1 1 培养目标 1 1 2 培养要求 1 1 3 主要课程 1 1 4 主要实践教学环节 1 第二部分第二部分 毕业实习毕业实习 2 2 1 实习的性质 目的和任务 2 2 2 实习的主要内容和要求 2 2 3 毕业实习日记和毕业实习报告 4 2 4 实习成绩考核 4 第三部分第三部分 毕业设计毕业设计 6 3 1 毕业设计的性质 目的与任务 6 3 2 毕业设计的要求 6 3 3 毕业设计的规范性要求 6 3 4 毕业设计的成绩评定及答辩 7 3 5 其它 8 3 6 设计具体内容及要求 8 第四部分第四部分 设计示例设计示例 26 附录一 实习报告书写及装订格式要求附录一 实习报告书写及装订格式要求 92 附录二附录二 毕业设计说明书书写格式及装订要求毕业设计说明书书写格式及装订要求 93 附录三附录三 毕业设计图纸绘制要求毕业设计图纸绘制要求 95 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 0 第1部分 采矿工程专业简介 1 1 培养目标培养目标 采矿工程 本科 专业是培养掌握煤炭矿床开采的基本理论和方法 具备采 矿工程师的基本能力 从事矿区开发规划 矿山设计 岩层控制 矿山安全 技术及工程设计 监察 生产技术管理和科学研究的高级技术人才 1 2 培养要求培养要求 本专业学生主要学习岩体工程力学 采矿及矿山安全及工程方面的基本 理论和基本技术 受到采矿工程师的基本训练 具有矿区规划 矿山开采设 计 岩层控制技术 矿山安全技术及工程设计方面的基本能力 1 3 主要课程主要课程 地质学 测量学 岩体工程力学 机械学 电工学 采矿学 现代采矿 系统工程学 计算机应用 矿山通风与安全 矿山现代企业管理等 液压传 动及其控制 矿山压力及其控制 固定机械及其运输等 1 4 主要实践教学环节主要实践教学环节 金工实习 地质实习 认识实习 生产实习 毕业实习 课程设计 毕 业设计等 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 1 第2部分 毕业实习 2 1 实习的性质 目的和任务实习的性质 目的和任务 2 1 1 实习性质实习性质 本次实习是学生在校学完全部课程之后 最后一个学期进行的 这次实 习是学生以现场为课堂 进行理论与实践结合 为毕业设计及今后的工作打 下坚实的基础 是提高学生专业素质及政治思想必要的教学环节 2 1 2 实习目的和任务实习目的和任务 1 继续学习工人阶级的优秀品质 培养为煤炭事业献终身的事业心和主 人翁思想 育出正确的人生观 价值观 始终坚持群众的观点 劳动的观点 和辩证唯物主义的观点 2 理论联系实际 对煤矿生产建立全面系统的概念 巩固 扩大及加深 理论知识 特别是开采方法 井巷工程及矿井通风等专业课 以达到理论联 系实际的目的 为即将进入社会作准备 3 要求学生参加掘进与回采工艺的劳动 使他们在实践中学习专业技术 培养学生的动手能力 学习工艺方法 增强他们的工程观点 产生劳动组织 及生产技术管理观念 4 了解企业的现代化管理知识 并初步培养学生应用理论知识分析问题 解决问题的能力 初步了解及学习现代生产管理与技术管理的方法 5 收集毕业设计 包括专题 有关资料 即按毕业设计大纲及专题提纲 要求进行收集 与现场工程技术人员探讨合理的设计方案 2 2 实习的主要内容和要求实习的主要内容和要求 2 2 1 实习的主要内容实习的主要内容 实习以矿井开拓方式 采区巷道布置及回采工艺为主 具体有 1 煤矿生产系统实习 熟悉煤矿从井下工作面到地面的整个生产系统 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 2 包括提升 运输 供电 供水 通风 排水等子系统的组成 设施和设备 分析评价其各子系统的合理性 对其存在的问题进行解剖 并提出改进措施 实习方式为听取报告 座谈 参观及资料收集 2 了解矿井运输 提升 排水 供电等系统的合理性并收集有关设备的 型号 性能及技术数据 收集并确定生产经营费用中有关参数 如运输费用 维护费用及经济部分的各项指标等 3 回采工艺实习 根据具体矿井地质条件及管理水平掌握确定采矿工艺 的方法 劳动组织 生产管理 并进行技术经济效益分析 要收集设备类型 型号和性能等资料 4 掘进工艺实习 掌握掘进工作面的设备类型 型号和性能 熟悉各种 设备的布置位置及其对掘进工作的影响 掌握各工序之间配合关系及支护类 型对地质条件的适应情况 5 通风与安全实习 熟悉测定风量 瓦斯 的方法 加深瓦斯 煤尘 煤矿火灾等灾害防治知识 了解矿井通风状况 熟悉现场实际配风方法及各 工作地点所需风量 掌握矿井实际存在的自然灾害及其相应的安全措施 6 实习期间 应结合实习内容阅读图纸 资料 操作手册 根据实际条 件和教学需要 邀请工程技术人员作技术报告或由老师组织现场教学 7 参观实习所在地区的其它施工现场 扩大知识面 了解实习场地没有 的 又有特点的工程类型 2 2 2 实习要求实习要求 1 加强安全教育 处处 事事 时时讲安全 实习安全 安全第一 2 实习前必须认真阅读 毕业设计大纲 明确设计要求及实习中必须 收集的设计原始资料 3 实习中必须自觉 严格地执行实习计划 觉遵守各项规章制度 实习 考核不及格者 必须重新实习 否则取消毕业设计资格 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 3 4 认真专心听取各类报告 记好笔记 在劳动 参观中做到腿勤 手勤 口勤 多干 多问和多记 尤其是在采掘劳动中 要做到多动手 亲手干 5 实习期间 要聘请矿方工程技术人员为实习指导人 要主动取得他们 的帮助与指导 要尊重矿方人员 搞好团结 友爱 做到文明实习 2 3 毕业实习日记和毕业实习报告毕业实习日记和毕业实习报告 在实习进行中 学生必须写实习日记 定时交指导教师检查 在实习日 记中 记录每天主要的资料收集情况 讲座内容 对有关知识的理解及提出 的问题 画出必要的图纸 实习结束时 学生每人必须提交一份实习报告 它是学生向指导教师汇 报实习的完成情况 实习内容及收获 体会 建议等书面材料 也是评定学 生成绩的重要依据之一 实习报告参照实习报告提纲编写 在实习时期内按 质按量完成 实习报告内容应有层次 各部分 各节要有规格化的标题 语言简练 通顺 易懂 资料准确 单位标准 图表清晰 内容完整 要求用统一的实 习报告用纸书写 书写要用蓝 或黑 墨水 或者打印 要求装订成册 封面注明 报告名称 实习地点 实习日期 学生班级 及姓名 签名 指导教师姓名 签名 写完报告日期 第二页是实习鉴定 表 正文每一页应编页码 图和表格应有编号和图名 表名 具体书写格式 见附录一 2 4 实习成绩考核实习成绩考核 实习结束时 由指导教师组织对学生全面考核 按百分制评定 最后按 五级分制折算 优 良 中 及格 不及格 评定成绩 评分的依据是 1 平时成绩 占总成绩的 60 考察学生实习态度 安全纪律执行情况 实习日记的记录情况等 2 实习报告成绩 占总成绩的 40 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 4 包括报告的正确性 广度 深度 概括性 文字表达能力及工整程度 3 注意 1 实习报告文字草率 发现错别字不改者 不得给 优 良 成绩 2 集体安排的实习活动 报告 参观 下井等 无故缺勤一次 不得 给 优 良 中 成绩 3 照抄他人资料而没有消化 平时对生产实际一无所知者 应给 不 及格 成绩 4 实习不认真 违反矿方和校方规定 无组织无纪律者 应给 不及 格 成绩 5 不论什么原因 凡实习时间未达 1 4 者 一律不给成绩 按 缺生 产实习 对待 6 对于 实习不及格 及 缺生产实习 者 按学校学籍管理办法规定处 理 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 5 第3部分 毕业设计 3 1 毕业设计的性质 目的与任务毕业设计的性质 目的与任务 毕业设计是学生完成教学培养计划规定的全部课程之后进行的必修实践 性教学环节 通过这个阶段的煤矿矿井初步设计 培养学生综合应用所学基 础理论和专业课程知识 获得独立分析和解决实际问题的能力 培养学生严 谨 求实 开拓 创新的工作作风 使学生受到一个未来采矿工程高级工程 技术人才的基本训练 3 2 毕业设计的要求毕业设计的要求 一 毕业设计的选题 采矿工程专业学生毕业设计的选题 是针对某一矿井的原始条件 由指 导教师根据不同的煤层数目和井田范围 确定若干个题目 每个学生一个题 目 独立完成整个矿井设计 一般情况下 每个指导教师选定一个实际生产的矿井作为选题的依据 矿井初步设计包括文字说明书一份和五张图纸 1 矿井井田开拓平面图 1 10000 1 5000 0 号图纸 2 采区巷道布置及机械配备平面图 1 2000 1 1000 0 号图纸 3 采区巷道布置及机械配备剖面图 1 2000 1 1000 0 号图纸 4 回采工作面详图 1 100 0 号图纸 5 巷道断面图册 1 50 二 毕业设计任务书 毕业设计任务书由指导教师编写 毕业设计任务书的内容包括 题目 设计矿井井型 设计矿井的地质资 料 煤层底板等高线图 地层柱状图 地形图等 3 3 毕业设计的规范性要求毕业设计的规范性要求 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 6 一 设计图纸 图纸采用计算机绘制 要求图纸布置合理 图标清楚 尺寸标识准确 详尽 各部分符合采矿制图标准的规定 二 文字部分 说明书力求文字简练 通顺 整洁 工整 一般包括封面 扉页 目录 正文 附录 参考文献和索引等 说明书的书写 标题层次 标点符号 名 词术语 计量单位 数字 公式 插图 表格 注释 引文和参考文献等均 要符合科技图书的书稿要求 说明书正文一般不超过 120 页 3 4 毕业设计的成绩评定及答辩毕业设计的成绩评定及答辩 一 成绩评定 1 毕业设计成绩由指导教师的评阅成绩和答辩成绩两部分组成 按优 良 中 及格 不及格五级划分 2 指导教师应在答辩前根据每个学生在设计期间的表现和设计的水平 客观 全面地写出书面评语并给出评分 3 评定成绩的主要依据包括毕业设计的难度 质量 设计方案是否有创 新 是否表现了自己的独立见解 独立工作能力及答辩情况等 4 指导教师 答辩委员会 小组 成员均应按统一标准给出成绩 为保 证成绩评定的公正性 两部分成绩互不参考 二 答辩 1 答辩委员会和答辩小组 答辩委员会和答辩小组由系统一组织 所有学生必须参加小组答辩 答 辩小组成员不得少于三人 2 答辩资格 学生必须在规定的时间提交设计成果 凡未按要求完成毕业设计或有严 重抄袭行为 设计成果有严重错误或质量太差者 由指导教师提议 答辩委 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 7 员会复议确认后 取消该学生答辩资格 3 答辩程序 采矿工程专业学生毕业答辩主要为设计内容答辩 1 学生简述设计主要内容 2 答辩组成员提问 3 学生回答问题 4 答辩小组给出设计内容答辩成绩 3 5 其它其它 对毕业设计评为优秀的学生要按 太原理工大学毕业设计 论文 工作 条例 中的要求 写出设计摘要 3 6 设计具体内容及要求如下 设计具体内容及要求如下 按章节安排 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 8 第 1 章 井田概况及地质特征 1 1 矿区概述矿区概述 矿区地理位置及交通条件 矿区的工农业生产建设概况 矿区电力供应基本情况 矿区的水文简况 矿区的地形与气象 1 2 井田地质特征井田地质特征 井田所属的位置 勘探程度 地质层位的概述 绘制井田综合地质柱状 图 井田内煤系地层的主要地质构造 断层 褶曲 陷落柱 火成岩侵入 冲 侵带等 的形式及分布 冲积层厚度及地层的移动角 井田的水文地质概况 地下含水层的情况 岩层间的透水性及井田的正 常涌水量 最大涌水量 1 3 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征 煤层的赋存特征 走向 倾向及倾角 埋藏深度等在井田内的变化情况 煤层的层数 各煤层的最小 最大和平均厚度 各煤层之间的最小 最大及 平均间距 煤层围岩性质 各煤层顶板及底板的岩石种类 硬度 容重及碎胀系数 及其等级 与煤层伴生的其他有用矿物 层 的情况 煤的性质及品种 煤层的结构 含夹石的情况 煤的硬度 容重 解理 性 煤的含瓦斯性及沼气等级 煤的自燃性及自燃发火期 煤尘的爆炸性及 其爆炸指数 煤的工业分析 牌号及其用途 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 9 本章可直接利用地质报告书 要求的图表如下 1 矿区交通位置示意图 插图 包括井田境界关系 2 地质综合柱状图 1 200 500 插图 3 设计煤层底板等高线图 1 5000 或 1 10000 可与开拓图结合 4 煤层埋藏特征表 5 煤的工业分析表 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 10 第 2 章 井田境界与储量 2 1 井田境界井田境界 井田边界的描述 边界确定的依据及性质 即 自然边界或人为边界 有 无扩区的可能等 井田走向长度与倾斜长度 包括最大最和平均 井田的面积 2 2 地质储量的计算地质储量的计算 依精查地质报告中所提供的可采煤层底板等高线及储量计算图为准 以 不同储量等级分别计算井田范围内的地质储量 说明地质储量的计算方法 将计算结果按储量等级汇集成表 高级储量 的比例一定要符合设计规范的要求 要求的图表如下 地质储量计算表 2 3 可采储量的计算可采储量的计算 确定井田边界的煤柱 井筒及工业广场的煤柱 城镇与村庄煤柱 河流 煤柱及已探明的井田内的断层等所需的煤柱 上述煤柱 现场已有实际数字 可选用 没有资料者 按煤柱计算法进行估算 要求的图表如下 1 按煤层 将计算结果与地质储量计算一起汇集成表 2 绘制井田境界关系图 应当指出 有些矿井上部已采多年 或深部地质勘探程度不足 储量资 料不能满足设计要求时 指导教师可适当予以调整 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 11 第 3 章 矿井工作制度及生产能力 3 1 矿井工作制度矿井工作制度 确定设计工作日数 昼夜出煤班数 每班工作小时数及每昼夜净提升小 时数 3 2 矿井生产能力及服务年限矿井生产能力及服务年限 确定矿井生产能力并论证其依据 根据井田可采储量计算矿井设计服务年限 阐明矿井生产能力与其服务 年限的关系应符合设计规范和煤炭工业技术政策的要求 根据第四章所确定的最佳开拓方案 分别计算各开采水平的可采储量及 服务年限 也必须满足设计规范和煤炭工业技术政策的有关规定 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 12 第 4 章 井田开拓 4 1 井田开拓方式的确定井田开拓方式的确定 设计井田开拓应遵守的原则 参考煤炭工业相关政策 规范及有关规定 根据前三章的已定条件 设计原始资料 及基本数据 提出至少技术上可 行的二个或二个以上的井田开拓方案 其基本内容为 1 确定井硐形式 数目 位置及坐标 包括主井 副井和风井 2 确定工业场地位置 形状和面积 3 确定开采水平的数目 位置和标高 各水平的垂直高度 上山 上下 山或下山开采 阶段的数目和斜长 采 盘 区或带区的划分和布置 4 确定煤层群分组和组间联系方式 煤层生产能力 主要开拓巷道 大巷及井底车场的布置和数目 5 确定矿井开拓延深及深部开拓布置方案 6 确定矿井水平间 采 盘 区或带区间 煤组和煤层间接替顺序 在确定上述开拓内容的基础上 用方案比较法确定合理的矿井开拓系统 从技术合理方面论证各方案的优越性及存在问题 从技术经济效益的可行性 方面 对各方案进行经济对比 从中选取最优方案 重在体现技术经济的观 点 技术经济效益的对比内容是 基本建设费用 主要是井巷工程的直接费 生产经营费用 主要是煤的运输及巷道维护费 注意要以各方案的第一开采 水平为主进行计算与比较 建井时间及储量损失并将各项的比较 分别汇编 成表 要求的图表如下 1 井田开拓方案技术比较表 2 基本建设费用计算表 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 13 3 生产经营费用计算表 4 井田开拓方案经济比较汇总表 4 2 矿井基本巷道矿井基本巷道 1 井筒 确定主井 副井及风井的断面形状和断面布置 确定井筒净断面和掘进断面尺寸 井壁材料及厚度 并根据规定验算风 速 要求绘制的说明书插图有 主井 副井和风井断面图 2 井底车场 确定井底车场的型式和布置形式 验算主 副井空 重车线长度 说明井底车场调车方式 说明井底车场各种硐室的布置 要求绘制的说明书插图是井底车场平面布置图 应包括线路 巷道及硐 室布置 3 主要开拓巷道 确定运输大巷 主石门 采 盘 区或带区石门 总回风道等主要开拓 巷道的断面形式和断面大小 支护方式 并对掘进的工艺与支护进行简单设 计 巷道断面大小应符合运输和通风的要求 要求绘制的说明书插图有 运输大巷 主石门 采 盘 区或带区石门 总回风道等主要开拓巷道断面图 本节中的井筒 主要开拓巷道断面图均需按 1 50 的比例尺绘制 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 14 第 5 章 准备方式 采 盘 区或带区巷道布置 5 1 煤层的地质特征煤层的地质特征 详细说明设计采 盘 区或带区内可采煤层 特别是主要可采层 的厚 度 倾角 煤层结构 煤的牌号 硬度 容重以及它们的变化情况 说明顶 底板岩层的组成 物理力学特性 煤层的瓦斯和水文地质情况 煤尘的爆炸 性和自燃发火危险性 煤层的主要地质构造 与邻近煤层的开采关系其他与 开采有关的特征 如与采 盘 区或带区对应的地面有无村庄 湖泊 河流 铁路及高压线等 5 2 采 盘 区或带区巷道布置及生产系统采 盘 区或带区巷道布置及生产系统 要求对首采 盘 区或带区或指定设计采 盘 区或带区进行详细设计 并按首采 盘 区或带区 带区 或指定设计采 盘 区或带区 带区 煤 层的实际赋存情况绘制图纸 确定采 盘 区或带区的走向长度 采 盘 区或带区内各种煤柱尺寸 采 盘 区或带区内的区段斜长和数目或带区内的分带斜长和数目 确定采区上 下 山 区段平巷 区段集中巷和它们之间的联络巷道的 形式 位置和布置方式 盘区开采时 确定盘区内各种巷道的位置和布置方式 倾斜长壁开采时 要布置出至少两个及两个以上的分带 确定采 盘 区或带区内煤层开采顺序 同时生产的煤层和回采工作面 数目 若布置上 下分层 上 下煤层 上 下区段间或相邻分带间同采时 应绘出工作面的超前距离 确定采 盘 区或带区内工作面的接替顺序 确定采 盘 区或带区通风和通风设施 运输 煤 矸 材料设备 系 统 绘制采 盘 区或带区巷道布置及机械配备平面图及剖面图 平面图比 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 15 例为 1 2000 剖面图比例为 1 2000 或 1 1000 确定采 盘 区或带区内各种巷道的掘进方法 包括掘进通风方式 并 在 1 2000 的采 盘 区或带区巷道布置平面图上标出掘进工作面局扇的设置 位置 确定采 盘 区或带区生产能力 计算采 盘 区或带区采出率 要求绘制的说明书插图有 主要准备巷道断面图 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 16 第 6 章 采煤方法 6 1 采煤工艺方式采煤工艺方式 根据设计采 盘 区或带区的地质条件和煤层赋存条件 经详细论证后 确定主要可采煤层和其他可采层的采煤工艺方式及相应的采煤机械化程度 确定回采工作面长度 工作面推进方向和推进度 厚煤层分层开采时 确定分层方式 分层厚度及分层开采顺序 确定回采工作面的破煤 装煤方式 选择采煤机或其他破煤 装煤机械 确定回采工作面运输方式 选择运输机 确定回采工作面支护方式 选择支架 确定布置方式 确定工作面上 下出口的支护方式 确定工作面采空区处理方法 控顶距离 特种支架的类 型 规格和布置方式 回柱方法和设备 列表说明选用的采煤 运煤和支护设备技术特征 厚煤层放顶煤开采时 确定采放比 放顶步距 放煤方式 厚煤层分层 开采时 确定人工假顶材料和假顶的铺设方法 各工艺过程安全注意事项 计算回采工作面吨煤成本 组织回采工作面 正规循环作业 并编制正规循环作业图表 对上述采煤方法和回采工艺的确定 特别是对于主要可采煤层 或指定 煤层的 要加以详细分析和论证 同时 要求进行控顶设计和支护强度校核 绘制 1 100 的主采煤层采煤方法图 6 2 回采巷道布置回采巷道布置 根据采用的采煤工艺方式 确定回采巷道布置方式 并论证可行性 回采巷道单巷布置 双巷布置 一条半巷道布置 沿空留巷 沿空掘巷 及煤柱尺寸 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 17 回采巷道断面大小及确定依据 方向及坡度要求 施工技术等 回采巷道支护方式 回采巷道在煤层中的相对位置 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 18 第 7 章 井下运输 7 1 运输系统和运输方式的确定运输系统和运输方式的确定 从回采工作面到井底车场运输系统的叙述 并计算各运输环节的长度和 货载量 运输系统应配合井田开拓和采煤方法设计予以确定 各运输环节运输方式的选择 此外对材料 设备和人员的运输 以及各 运输环节的配合都应加以考虑 7 2 运输设备的选择和计算运输设备的选择和计算 1 矿车 材料车和人车 根据井型和运输系统选定矿车的规格 及其技术特征 计算所需要 的矿车数量 材料车的规格和数量 人车的类型和数量 2 运输设备的选型和计算 1 当大巷采用电机车运输时 根据矿井日产量和瓦斯等级选择电机车的 类型 电机车牵引的计算 确定每列的矿车数目 根据运输距离和运输工作 量 包括煤炭 矸石 人员等 计算所需要电机车的数目 同时还需估计回风 水平需用的电机车数目 据此确定井下使用的和后备的电机车数目 2 当采用钢丝绳运输时 确定钢丝绳运输的型式 根据运输货载量 运 输距离 运输工作的时间和选定的钢丝绳速度 计算牵引的矿车数 选择钢 丝绳的直径 选取绞车的型式 计算电动机的容量 3 当采用皮带运输机运输时 选择运输机的型号 计算运输机的生产能 力 验算是否满足生产需要 验算电动机容量 进行运输机的张力计算 验 算皮带强度 其它各运输环节和调度绞车等可参考实习矿井情况加以选择 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 19 第 8 章 矿井提升 根据每班和每昼夜必须提的煤炭 矸石 人员和下放的材料数量 用计 算方法选择主井提升容器的类型和规格 根据计算选择钢丝绳 天轮和提升 机 确定提升机房和井筒的相对位置 并绘制提升系统和绞车房相对位置图 进行提升运动学和动力学的计算 并选择电动机 这种详细计算仅为主井的一套主要提升设备 其它的提升设备只进行概 略的计算 确定提升设备的种类和规格 选择绞车的型号及计算出电动机能 力 当采用平峒开拓时 应该选择其它 如暗井 材料斜巷等 提升设备并进 行详细计算 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 20 第 9 章 矿井通风与安全 9 1 矿井通风系统选择矿井通风系统选择 经过分析比较 确定全矿抽出式或者压入式通风方法 以及中央式 对 角式或者混合式通风方式 确定采区和回采工作面通风方式 绘制矿井第一 开采水平通风容易与通风困难两个时期的通风系统示意图和通风网络图 均 作为插图放入说明书内 注明节点号 风流方向和风量以及主要通风设施 风桥 风门 风墙等 注明主要通风机和局部通风机的位置 9 2 采 盘 区或带区及全矿所需风量采 盘 区或带区及全矿所需风量 分别按井下同时工作的最多人数 矿井沼气和二氧化碳涌出量计算风量 确定采 盘 区或带区及全矿的风量分配并确定矿井所需总风量 按 煤矿安全规程 规定验算风速 并将验算结果列表 9 3 全矿通风阻力的计算全矿通风阻力的计算 根据井型分别计算通风容易和通风困难两个时期的通风阻力 并将计算 结果列表 计算矿井总风阻及总等积孔 9 4 通风机选型通风机选型 分别计算通风容易和通风困难两个时期的主要通风机风压 利用通风机 特性曲线选择主要通风机 将选出的主要通风机技术特征列表 并绘出所选 通风机特性曲线 注明工况点 选择电动机 并列表说明所选电动机的技术特征 9 5 安全生产技术措施安全生产技术措施 本节之内容 应根据设计矿井的具体条件和在安全技术方面的特殊问题 来编写 不必机械地按大纲的内容一一设计 如有必要学生可以补充在大纲 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 21 中未指出的有关安全技术措施 1 煤尘爆炸的防止措施 说明煤尘爆炸的爆炸指数 指出其危险的程度 对矿井中爆炸事故原因 进行简要的叙述 拟定煤尘爆炸的防治措施 用洒水防尘应指出洒水的地点 洒水工作的 组织 给水路线 洒水的型式及其数量 2 煤及瓦斯突出的预防措施 说明矿井哪些煤层有突出的倾向 矿井中产生煤及瓦斯突出事故的筒要 分析 预防煤及瓦斯突出的措施 超前钻眼及超前支架的应用及其具体要求 采用震动性放炮及排放瓦斯 的必要性和根据 进行这些工作的地点 钻眼数目与钻孔深度 炸药量 爆 破材料的种类和爆破工作的组织 3 矿井突然涌水预防措施 说明井田周围老塘和积水情况 论述采取防火措施的必要性 确定井田突然涌水的预防措施 打超前钻眼 钻眼的超前深度与直 径 钻孔的分布及防水墙与防水闸门的构造及其设置地点 4 火灾预防措施 说明煤的自燃性 矿井内曾发生过火灾的原因分析 确定火灾预防措施 对一般的与前述各章有关的预防性技术伺题 不另叙述 如降低煤损 开岩 石大巷等 此处需考虑其它特殊措施 如采空区的预防灌浆 灌浆方法 灌 桨材料及灌桨工作的组织 指出建筑防火密封的地点 保存防火材料的地点 说明火灾警告信号的联络方法 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 22 第 10 章 技术经济指标及环境保护 10 1 设计矿井基本技术经济指标设计矿井基本技术经济指标 设计矿井的基本技术经济指标格式如表 10 1 表 10 1 设计矿井基本技术经济指标 序号技术经济指标项目单位数量或内容 1煤层牌号 2可采煤层数目层 3可采煤层总厚度m 4煤层倾角 1 矿井工业储量万 t5 2 矿井可采储量万 t 1 矿井年工作日数d6 2 日采煤班数班 1 矿井年生产能力万 t a 7 2 矿井日生产能力t d 8矿井服务年限a 9矿井第一水平服务年限a 井田走向长度m10 井田倾斜长度m 瓦斯等级11 瓦斯相对涌出量m3 t d 12通风方式 1 矿井正常涌水量m3 h13 2 矿井最大涌水量m3 h 14开拓方式 指井硐形式 水 平数 1 第一水平标高m15 2 最终水平标高m 1 生产的工作面数目个16 2 备用的工作面数目个 17采煤工作面年进度m 1 移交时井巷工程量m18 2 达产时井巷工程量m 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 23 19开拓掘进队数个 20大巷运输方式 21矿车类型 22电机车类型台数 23设计煤层采煤方法 24 1 工作面长度 2 工作面推进度 3 工作面坑木消耗量 4 工作面效率 5 工作面成本 m m 月 m3 kt t 工 元 t 10 2 环境保护环境保护 矿井建设对环境的影响 各种污染的防治措施 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 24 第四部分 设计示例 许厂矿许厂矿 400 万万 t a 新井设计新井设计 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 25 目 录 1 矿区概述及井田地质特征 29 1 1 矿区概述 29 1 1 1 交通位置 29 1 1 2 地形地貌及水系 29 1 1 3 矿井电源 29 1 2 井田地质特征 29 1 2 1 井田地质概况 29 1 2 2 地层 30 1 2 3 褶皱及断层 30 1 2 4 水文地质特征 30 1 3 煤层特征 30 1 3 1 煤层 30 1 3 2 煤质 30 1 3 3 煤层开采技术条件 31 2 井田境界和储量 32 2 1 井田境界 32 2 1 1 井田境界及划分 32 2 1 2 井田面积 32 2 2 矿井工业储量 32 2 2 1 矿井工业储量 32 2 3 矿井可采储量 33 2 3 1 断层煤柱损失 33 2 3 2 井田边界保护煤柱 33 2 3 3 工业广场煤柱 34 2 3 4 矿区铁路保护煤柱 34 2 3 5 井田内永久煤柱损失 34 2 3 6 矿井实际可采储量 35 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 26 3 矿井工作制度 设计生产能力及服务年限 36 3 1 矿井工作制度 36 3 2 矿井设计生产能力 服务年限 36 3 2 1 校核煤层开采能力是否满足设计生产能力 36 3 2 2 校核各种辅助生产环节的能力 37 3 2 3 校核储量条件 37 4 井田开拓 39 4 1 井田开拓的基本问题 39 4 1 1 井筒形式和位置 39 4 1 2 工业广场布置 39 4 1 3 开采水平划分 40 4 1 4 大巷布置 40 4 1 5 矿井开拓延深 41 4 1 6 矿井内的接替顺序 42 4 1 7 矿井开拓方案经济比较 42 4 2 矿井基本巷道 53 4 2 1 井筒 53 4 2 2 井底车场 53 4 2 3 主要开拓巷道 55 4 2 4 风速验算 56 5 准备方式 57 5 1 煤层地质特征 57 5 1 1 带区位置 57 5 1 2 带区煤层特征 57 5 1 3 煤层顶底板岩石特征 57 5 1 4 水文地质 57 5 1 5 煤层瓦斯 煤尘爆炸性和自然发火性 57 5 1 6 地质构造 58 5 2 带区巷道布置及生产系统 58 5 2 1 带区准备方式确定 58 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 27 5 2 2 带区巷道布置 58 5 2 3 带区生产系统 59 5 2 4 带区内巷道掘进方法 61 5 2 5 带区生产能力及采出率 61 6 采煤方法 64 6 1 采煤工艺方式 64 6 1 1 带区煤层特征及地质条件 64 6 1 2 采煤工艺方式选择 64 6 1 3 回采工作面参数 65 6 1 4 破煤 装煤方式 66 6 1 5 工作面运煤方式 66 6 1 6 放顶煤参数确定 66 6 1 7 采煤生产工艺过程 67 6 1 8 回采工作面支护 69 6 1 9 回采工作面劳动组织和正规循环作业 70 6 2 回采巷道布置 72 6 2 1 回采巷道布置方式 72 6 2 2 工作面回采巷道布置 73 7 井下运输 75 7 1 带区运输设备的选择 75 7 1 1 工作面及顺槽运输设备选型 75 7 1 2 辅助运输设备的选型 75 7 3 大巷运输设备的选择 75 7 3 1 确定大巷的运输方式 75 7 3 2 主运输系统与设备 75 7 3 3 矿井辅助运输系统 75 8 矿井提升 77 8 1 主井提升系统 77 8 2 副井提升系统 78 9 矿井通风及安全 79 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 28 9 1 矿井通风方式选择 79 9 1 1 矿井通风类型的确定 79 9 1 2 主扇工作方法的确定 79 9 1 3 带区通风系统 79 9 1 4 回采工作面通风方式 80 9 2 矿井风量计算 80 9 2 1 采煤工作面需风量 80 9 1 2 掘进工作面需风量 80 9 1 3 各种峒室需风量 81 9 1 4 全矿总风量的计算 81 9 1 5 风量分配 81 9 2 矿井通风阻力计算 82 9 2 1 确定矿井通风容易时期和困难时期 82 9 2 2 矿井最大阻力路线 82 9 2 3 各段通风阻力 84 9 2 4 全矿总风阻和等积孔 84 9 3 矿井通风设备选择 84 9 3 1 通风机选型 84 9 3 2 电动机选型 85 9 3 3 反风 风峒的要求 86 9 4 矿井灾害的防治措施 86 9 4 1 瓦斯管理措施 86 9 4 2 煤尘的防治 87 9 4 3 防火 87 9 4 4 防水 87 10 设计矿井基本技术经济指标及环境保护 93 10 1 设计矿井基本技术经济指标 93 10 2 环境保护 94 10 2 1 对环境的主要影响 94 10 2 2 各种污染的防治措施 94 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 29 1 矿区概述及井田地质特征 1 1 矿区概述 1 1 1 交通位置交通位置 许厂井田位于山东济 宁 北矿区东部 隶属于济宁市管辖 西南距 济宁市 10 km 东北距兖州市 26 km 地理坐标为东经 116 36 116 43 北纬 35 24 35 31 井田南北长约 5 6 km 东西宽约 3 6 km 面积约 20 2 km2 京沪线从本矿区东部的兖州矿区通过 区内有兖州 邹城车站 京九 线从本矿区西部的荷泽市通过 现已建成通车 连接京沪 京九两大南北 交通干线的新 乡 兖 州 石 臼所 铁路 从本矿区通过 区内 设有济宁 孙氏店及兖州西车站 本区煤炭铁路外运十分方便 1 1 2 地形地貌及水系地形地貌及水系 井田内河流稀少 水系不甚发育 主要河流有 2 条 一条为洸府河 系人工河 位于井田中部 由北向南流入南阳湖 汛期洸府河最大洪水位 为 38 3 最大流量为 400 s 1964 年 9 月 1 日 枯水季节河水减少 甚至断流 另有一条为洸府河支流杨家河 亦为季节性人工河流 1 1 3 矿井电源矿井电源 本矿井电源取自接庄 220 kv 区域变电站 该站位于本矿井以南 12 km 处 设计装有 120 kv 变压器两台 电压为 220 110 35 现已建成送电 第二电源来自济北矿区岱庄矿井 110 kv 变电所 岱庄矿井 110 kv 电源取自 济宁东北郊 220 kv 变电所 1 2 井田地质特征 1 2 1 井田地质概况井田地质概况 本井田位于济宁煤田东北部 为一全隐蔽型煤田 井田内主要构造为 一轴向北东的向斜及一组走向近南北的高角度正断层 井田内煤系地层由 东向西呈阶梯式下降 第四勘探线以南 倾角平缓 断层较少 构造中等 偏简单 第四勘探线以北 地层产状变化较大 此一级褶曲及断层发育 构造中等偏复杂 主要可采煤层为 3下 16上 17 煤层 3下煤层为主采煤层 煤层赋存 于全区 每次厚度变化较小 属稳定煤层 此外尚有 3上 15上煤层 属局 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 30 部可采的不稳定煤层 综上所述 本井田属于构造中等局部偏复杂和主要煤层赋存稳定的井 田 1 2 2 地层地层 井田内地层包括 第四系 上侏罗统蒙阴组 上二迭统上石盒子组 下二迭统下石盒子组及山西组 上石炭统太原组 中石炭统本溪组 中奥 陶统及下奥陶统 1 2 3 褶皱及断层褶皱及断层 本井田位于南北向的济宁地堑构造内 孙氏店断层构成井田的东部及 东北部边界 兖州向斜由东向西穿越本井田 受上述区域性构造的控制 致使井田内发育一组走向北东 向南西倾伏的宽缓褶曲及走向近南北的西 倾高角度正断层组 使井田内煤系地层由东向西呈阶梯式下降 构造中等 局部偏复杂或简单 1 2 4 水文地质特征水文地质特征 本井田水文地质边界东以孙氏店支1断层为界 西至八里铺断层 南起 八里营断层 北至孙氏店断层 由此四条断层包围形成封闭的地质小块段 构成独立的水文地质小单元 井田水文地质条件属中等类型 其中上组煤 含水层富水性中等 补给条件不良 下组煤含水层富水性中等 补给条件 良好 1 3 煤层特征 1 3 1 煤层煤层 本井田含煤地层为下二迭统山西组和上石炭统太原组 平均总厚 246 33 m 共含煤 25 层 平均总厚 23 12 m 含煤系数 9 4 其中可采及 局部可采煤层有 3上 3下 15上 16上 17 共 5 层 平均总厚 17 2 m 含 煤系数 7 0 其主要可采煤层为 3下 16上 17 煤层 平均总厚 15 8 m 占可采煤层总厚的 91 8 主要煤层中又以 3下煤层厚度较大 平均厚度为 12 55 m 且埋藏浅 储量丰富 是本井田首采 主采煤层 本设计只对此 煤层进行设计 1 3 2 煤质煤质 山西组煤层煤岩类型以亮煤为主 裂隙较发育 均为气煤 且以气煤 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 31 二号为主 精煤为特质灰 特质磷 结焦性能好 成焦率高 是优质炼焦 配煤及动力燃料用煤 亦可作为气化液化用煤 太原组煤层煤岩类型以亮煤型为主 裂隙发育 为气煤 气肥煤 除 硫分含量高外 其余指标均比山西组煤层强 该煤按比例与山西组煤混合 使用 可符合炼焦配煤的要求 也可作为动力燃料用煤或进行气化液化用 煤 1 3 3 煤层开采技术条件煤层开采技术条件 1 瓦斯 太原组主采煤层瓦斯含量最低 但二氧化碳含量略高于山西组煤层 瓦斯含量与煤层厚度呈正比 在煤层顶底板中虽亦有游离瓦斯存在 但其 含量很小 井田内各主采煤层瓦斯成分中甲烷和二氧化碳占 32 24 余之 为氮气和少量的重烃等气体 瓦斯成分主要为 N2 CO2带 综上所述本井 田属低沼气矿井 2 煤尘 井田内各煤层的火焰长度均大于 200 最大达 750 扑灭火焰的 岩粉用量在 60 95 之间 可燃基挥发分一般大于 37 灰分除 3上 16上 煤层外均小于 15 根据挥发分 Vr 和固定碳 CrGD 计算的煤尘爆炸 指数 山西组煤层为 39 34 太原组煤层为 44 06 故各煤层均有煤尘爆 炸的危险性 3 煤的自燃 本井田各煤层的原样着火温度在 325 349 之间 还原样与氧化样的 着火点之差 T 在 2 41 之间 从不易自燃到最容易自燃均有 但以 较容易自燃为主 故各煤层均有自然发火倾向 4 地温 本井田地温规律是随着深度的增加而升高 在非煤系地层中 低温梯 度一般在 2 100m 在煤系地层中 低温梯度较高 一般在 2 6 100m 平均地温梯度 2 3 100m 在向斜轴部及断层带附近有温度偏高现象 5 矿井涌水量预计 矿井正常涌水量 包括孙氏店支2断层以东的 3下煤顶底板砂岩正常涌 水量 三灰及井筒涌水量 即 106 130 15 251 m3 h 矿井最大涌水量 包括孙氏店支2断层以东的 3下煤顶底板砂岩正常涌 水量 孙氏店支2断层以西的 3下煤顶底板砂岩及三灰 井筒涌水量 即 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 32 169 189 106 15 479 m3 h 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 33 2 井田境界和储量井田境界和储量 2 1 井田境界 2 1 1 井田境界及划分井田境界及划分 许厂煤矿矿区内孙氏店断层为一区域性断裂构造 落差大于 200 m 地 层东升西降 东盘为奥陶系石灰岩 无含煤地层 西盘为煤系露头 但因 孙氏店断层附近有许多中等断层 故以其东部黄桥断层 落差为 0 60 m 走向长度 3 5 m 为东部及东北部境界 八里铺断层落差最大为 170 m 断层两侧的 3上 3下煤层均沉缺或被 冲刷 形成上组煤的无煤带 所以 以八里铺断层作为西部及西北部地边 界 西南部是岱庄井田 因此 西南部系人工境界 南部和东南部则是为保护济宁市而留得人工境界 故本井田南部和西部及北部均无扩大的可能性 只有东北部断层比较 发育 地质构造复杂的地方未划入井田内 当开采技术达到后 可以到后 期考虑开采 2 1 2 井田面积井田面积 1 井田走向和倾向尺寸 许厂井田走向最大长度约为 6 km 最小约为 5 15 km 平均约为 5 6 km 井田的倾斜长度最大为 3 9 km 最小约为 3 2 km 平均为 3 6 km 2 井田面积 井田面积可用下式计算 S L H cos 2 1 则 S 20 21km2 2 2 矿井工业储量 2 2 1 矿井工业储量矿井工业储量 许厂井田含煤地层为下二叠统山西组和上石炭统太原组 平均总厚 246 33 m 其中 可采煤层及局部可采煤层有 3上 3下 15上 16上 17 共五层 平均总厚度 17 2 主要煤层为 3下 16上 17 煤层平均总厚度 15 8 m 占可采煤层总厚度的 91 8 主要可采煤层中又以 3下煤层厚度最大 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 34 平均厚度为 12 55 m 且埋藏浅 储量丰富 是本井田地首采煤层 主采煤 层 本设计主要针对 3下煤层进行开采设计 1 矿井工业储量 矿井工业储量可用下式计算 Zgi mi ri si 2 2 式中 mi 第 i 煤层平均厚度 m ri 第 i 煤层容重 t m 3 si 第 i 煤层工业储量 万 t 2 矿井可采储量 矿井可采储量采用下式计算 Zki Zgi P Ci 2 3 式中 Zgi 第 i 煤层工业储量 万 t P 煤柱损失 取煤层工业储量的 15 万 t Ci 带区采出率 薄煤层不应小于 85 中厚煤层不应小于 80 厚煤层不应小于 75 Zki 第 i 煤层可采储量 万 t 经计算全矿井工业储量为 47897 6 万 t 可采储量为 31415 7 万 t 2 3 矿井可采储量 设计只对井田内厚度 12 55 m 的 3下煤层进行开采设计 因此 井田内 的各种永久煤柱损失只按 3下煤层进行计算 其余煤层只考虑一定的系数 而不作具体计算 2 3 1 断层煤柱损失断层煤柱损失 根据 采矿工程设计手册 有关规定 根据断层落差及导水性选取适 当的保护煤柱宽度 并按下式计算出断层保护煤柱损失 Pd 2 H L m r 2 4 式中 H 煤柱 断层一盘侧 的宽度 m 太原理工大学继续教育学院毕业设计指导书 采矿工程专业 35 L 断层上盘或下盘的长度 m m 煤层厚度 m r 煤层容重 t m 3 Pd 断层保护煤柱损失 万 t 2 3 2 井田边界保护煤柱井田边界保护煤柱 井田边界保护煤柱按许厂矿实际情况取 50 m 则用下式计算井田边界 保护煤柱损失 Pj H L m r 2 5 式中 H 井田边界煤柱宽度 m L