《煤矿开采学》课程设计大纲.docx

本科煤矿开采学课程设计大纲课程名称：煤矿开采学课程设计课程编号：01213122 适用专业：安全工程总学时数：2周 学分数：2执笔人：孙强审核人：王公忠；编写单位： 安全工程学院。一、课程设计的性质、目的和任务1. 设计的性质煤矿开采学是安全工程专业学生必修的一门专业理论课程。煤矿开采学课程设计是在高年级学生学完煤矿开采学课程后的一次集中式的综合设计，是一次重要的实践性教学环节。2. 设计的目的和任务初步应用煤矿开采学课程所学的知识，通过课程设计，加深对煤矿开采学课程的理解。培养安全工程专业学生动手能力，对编写采矿技术文件，包括编写设计说明书及绘制设计图纸进行初步锻炼。为毕业设计中编写毕业设计说明书及绘制毕业设计图纸打基础。二、课程设计的基本要求通过对本课程设计的完成，学生应达到以下要求：1. 巩固和加深对煤矿开采学课程基本知识和基本理论的理解，提高综合运用知识的能力。2. 培养调查研究、查阅文献资料的能力。3. 在撰写课程设计说明书过程中，培养科技论文的写作能力。4. 培养独立思考和独立解决问题的能力。三、课程设计的主要内容方案1：1、设计题目的一般条件（下例为假想矿井）某矿第一开采水平上山阶段某采（带）区自下而上开采Kl、K2和K3煤层，煤层厚度、层间距及顶底板岩性见综合柱状图。该采（带）区走向长度3000m，倾斜长度1100m，采（带）区内各煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，K1煤层属简单结构煤层，硬度系数f=2，K2和K3煤层属中硬煤层，各煤层瓦斯涌出量较低，自然发火倾向较弱，涌水量也较小。设计矿井的地面标高为+30m，煤层露头为-30m。第一开采水平为该采（带）区服务的一条运输大巷布置在K3煤层底板下方25m处的稳定岩层中，为满足该采（带）区产系统所需的其余开拓巷道可根据采煤方法不同由设计者自行决定。 2、设计题目的煤层倾角条件 （1）设计题目的煤层倾角条件1： 煤层倾角条件1：煤层平均倾角为12。（2）设计题目的煤层倾角条件2： 煤层倾角条件2：煤层平均倾角为25。 设计采（带）区综合柱状图 柱状 厚度(m) 岩性描述 8.60 灰色泥质页岩，砂页岩互层 - 8.40 泥质细砂岩，碳质页岩互层 - 0.20 碳质页岩，松软 6.2 K1煤层，=1.30tm3 4.20 灰色砂质泥岩，细砂岩互层，坚硬 - 7.80 灰色砂质泥岩 3.0 K2煤层，=1.30tm3 - 4.60 薄层泥质细砂岩，稳定 .。 3.20 灰色细砂岩，中硬、稳定 2.20 K3煤层，煤质中硬,=1.30tm3 。3.20 灰白色粗砂岩、坚硬、抗压强度6080MPa 。 24.68 灰色中、细砂岩互层 方案2： 1、设计题目的一般条件（下例为假想矿井）某矿第一开采水平上山阶段某采（带）区内为一层煤（或两层煤，依具体任务确定，若设计题目是两层煤，则自上而下顺序为Kl、K2煤层），煤层厚度、层间距及顶底板岩性见综合柱状图。该采（带）区走向长度1200-3000m，倾斜长度800-1100m，采（带）区内各煤层埋藏平稳，地质构造简单，无断层，煤层均属简单结构煤层，硬度系数f=2，各煤层瓦斯涌出量较低，自然发火倾向较弱，涌水量也较小。设计矿井的地面标高为+30m，煤层露头为-30m。第一开采水平为该采（带）区服务的一条运输大巷布置在煤层底板下方25m处的稳定岩层中，为满足该采（带）区产系统所需的其余开拓巷道可根据采煤方法不同由设计者自行决定。 2、设计题目的煤层倾角条件 （1）一层煤，煤层厚度2.2m，煤层倾角6、10、20，（2）一层煤，煤层厚度6.2m，煤层倾角6、10、20；（3）两层煤，K1煤层厚度6.2m，K2煤层厚度2.2m，煤层倾角20；（4）两层煤，K1煤层厚度2.2m，K2煤层厚度6.2m，煤层倾角20；（5）两层煤，K1煤层厚度6.2m，K2煤层厚度2.2m，煤层倾角10；（6）两层煤，K1煤层厚度2.2m，K2煤层厚度6.2m，煤层倾角10；设计采（带）区综合柱状图一层煤：柱状 厚度(m) 岩性描述 - 10.0 细砂岩- 5.0 灰色砂质泥岩 2.2（或6.2 ） 下石盒子组五煤段五2煤层，煤质中硬,=1.30tm3 。5.0 灰色砂质泥岩。 10.0 细砂岩两层煤：柱状 厚度(m) 岩性描述 10.0 细砂岩- 5.0 灰色砂质泥岩 2.2（或6.2 ）K1煤层，=1.30tm3 5.0 灰色砂质泥岩- 10.0 细砂岩- 5.0 灰色砂质泥岩2.2（或6.2 ） K2煤层，煤质中硬,=1.30tm3 。5.0 灰色砂质泥岩。 10.0 细砂岩采区或带区生产能力定为45万t/a、90万t/a和120万t/a三种，设计者可以在三种中任选一种。注：学生可从方案1与方案2中选一完成课程设计任务。四、设计说明书内容 第一章 采（带）区巷道布置 第一节 采区或带区储量与服务年限 1、采区或带区生产能力定为45万t/a、90万t/a和120万t/a三种，设计者可以在三种中任选一种。 2、计算采区或带区的工业储量、设计可采储量； 3、计算采区或带区的服务年限； 4、验算采区采出率。 第二节 采区或带区内的再划分 1、确定采煤工作面长度； 2、确定采区内的区殴数目或带区内的工作面数目； 3确定工作面生产能力； 4、确定采区或带区内同采工作面数目及工作面接替顺序。 第三节 确定采（带）区内准备巷道布置及生产系统 1、根据所选题目条件，完善采（带）区所需的开拓巷道； 2、确定采（带）区巷道布置系统时至少就上山数目、位置、或带区布置方式提出两个布置方案，并进行技术分析与经济比较。 3、确定回采巷道布置方式（单巷布置、双巷布置、沿空掘巷、沿空掘巷），并进行分析。 4、在采（带）区巷道布置平面图内，工作面布置及推进到的位置应以达到采（带）区设计产量为准。 5、采区内上、下区段，或上下煤层工作面，或带区内相邻工作面交替期间同时生产时的通风系统在说明书中以简图示之。 6、采区上、中、下部车场只作选型。 第二章 采煤工艺设计 第一节 采煤工艺方式的确定 1、针对设计采（带）区内的任意一个煤层，进行采煤工艺设计，布置一个采煤工作面，可以选用综采或普采任意一种工艺，鼓励选用先进的采煤方法进行设计。 2、由于设备资料来源的原因，选用国产综采或普采设备。 3、采煤与装煤 如采用普通机械化采煤工艺，要选定采煤机，确定截深，上下缺口长度，进刀方式，截割方式等。 如采用综合机械化采煤工艺，要选定落煤方式，确定截深，进刀方式等。 厚煤层放顶煤开采时，要确定采放比，放顶步距，放煤方式。 厚煤层分层开采时，要确定人工假顶材料和假顶的铺设方法。4、运煤确定工作面和区段运输平巷的运输机的设备型号，要和其有关其它设备匹配。5、支护如选用金属单体支柱及金属铰接顶梁支护，应确定相应的型号、规格，确定支架的布置方式、排距、柱距、最大控顶距、最小控顶距、放顶步距、工作面端头支护及超前支护方式和距离等。要计算工作面支柱和顶梁的需要量。如选用液压支架支护，要确定支架型号、规格、架中心距、移架方式、支护方式、端头支架及超前支护方式和距离等，要校核支架高度、强度。计算工作面支架的需要量。 6、处理采空区 一般采用全部垮落法。 第二节 工作面合理长度的确定 根据设计大纲要求，确定工作面合理长度时要考虑以下方面： 1、煤层地质条件 2、工作面生产能力 3、运输设备及管理水平 4、顶板管理及通风能力 5、经济合理的工作面长度（产量、效率和工作面推进度的关系） 第三节 采煤工作面循环作业图表的编制 1包括工作面布置图、循环作业图、劳动组织表、技术经济指标表。 2有关工种及出勤人数，可参照教学例题和现场经验酌情安排。 五、设计图纸的内容 本设计绘制两张图(A4纸打印) 1采煤工作面层面图(图签栏写比例为1：50) 应包括回采巷道剖面目(图签栏写比例为1：50)，最大与最小控距剖面图。2采（带）区巷道布置平面图和剖面图(图签栏写比例为1：2000) 设计图纸四周各留20mm的边框线，右下角留出标题栏，其格式如下。 凡设计图中已有内容，说明书中都可以不画。 六、附表 1、井巷掘进直接费 2、井巷辅助费 3、井巷维护费 费用单价表（一） 序号 项目 单价 数量 1 井巷掘进直接费 岩石上山 元m 1578 2 沿煤上山 元m 1284 3 岩石平巷 元m 1152 4 煤层平巷 元m 831 5 采区变电所 元m3 144 6 采区煤仓 元m3 144 7 采区绞车房 元m3 162 费用单价表（二） 项目 井深(m) 单位 300 400 500 700 井巷辅助费 大巷 元m 1073 1605 1296 1524 上山 元m 1164 1302 1407 1605 岩石平巷 元m 951 1065 1149 1347 煤仓 元m 951 1065 1149 1347 硐室 元m3 171 183 195 252 生产经营费 通风 元/t 0.415 0.427 0.480 0.670 排水 元/t 0.323 0.415 0.567 0.740 上山运输 元t km 0.344 0.344 0.344 0.344 机巷运输 元t km 0.800 0.800 O.800 0.300 大巷运输 元t km 0.210 0.210 0.210 0.210 费用单价表（三） 序号 项目 单价 数量 1 井巷维护费 岩石上山 元/年.m 40 2 煤层上山 元/年.m 90 3 岩石平巷 元/年.m 80 4 煤层平巷 元/年.m 160 5 硐室 元/年.m 30 七、大纲编制说明1.煤矿开采学课程设计大纲是参照安全工程专业本科煤矿开采学编写的。 2. 通过课程设计使学生达到掌握和运用煤矿开采设计的基本理论、基本知识和基本技能的能力，了解煤矿开采设计的一般规律，具有采区初步设计的能力。3. 具有运用标准、规范、技术资料的能力和分析计算能力。八、课程