21118《采矿学课程设计》教学大纲

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课程编号：21118《采矿学》课程设计大纲（采矿工程专业地下开采方向）中国矿业大学能源与安全工程学院采矿工程系2005年10月7 《采矿学》课程设计大纲一、目的1、初步应用《采矿学》课程所学的知识，通过课程设计，加深对《采矿学》课程的理解。2、培养采矿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。3、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、设计题目1、设计题目的一般条件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3600m，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和K2煤层属简单结构煤层，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16°三、课程设计内容1．采区或带区巷道布置设计；2．采区中部甩车场线路设计或带区下部平车场（绕道线路和装车站线路）线路设计；3．采煤工艺设计及编制循环图表。7 设计采（带）区综合柱状图柱状厚度(m)岩性描述¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾8.60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3.5K1煤层，γ=1.30t／m3¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾4.20灰色砂质泥岩，细砂岩互层，坚硬-----------------------------------------------------------------------7.80灰色砂质泥岩0.2~0.5K2煤层------------------------------------4.60薄层泥质细砂岩，稳定……………………….……3.20灰色细砂岩，中硬、稳定2.50K3煤层，煤质中硬,γ=1.30t／m3。。。。。。。。。。。。。。。。。。3.50灰白色粗砂岩、坚硬、抗压强度60～80MPa。。。。。。。。。。。。。。。。。。24.68灰色中、细砂岩互层四、进行方式学生按设计大纲要求，任选设计题目条件中的煤层倾角条件1或煤层倾角条件2，综合应用《采矿学》所学的知识，每人独立完成一份课程设计。设计者之间可以讨论、借鉴，但不得相互抄袭，疑难问题可与指导教师共同研究解决。本课程设计要对设计方案进行技术分析与经济比较。7 五、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可选90万t/a、120万t/a、150万t/a和180万t/a，设计者可任选一种。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、下部车场只作选型。第四节采区中部甩车场或带区下部平车场线路设计1、巷（双轨）、采区轨道上山（单轨）、区段石门（单轨）、带区材料上山（单轨）均为600m轨距。2、轨道上山作辅助提升时，一次提一吨矿车3个：或选其他辅助运输设备方式；选用设备型号。7 3、按比例在说明书中绘制车场线路平面图及坡度图作为插图。本章应绘制采（带）区巷道布置平面图及剖面图(均按1：2000绘制)第一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验证。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7 5．巷道布置6、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。六、设计图纸的内容本设计绘制两张大图(零号图纸)1．采煤工作面层面图(1：50)应包括回采巷道剖面目(1：50)，最大与最小控距剖面图；2．采（带）区巷道布置平面图和(1：2000)剖面图(1：2000)设计图纸四周各留20mm的边框线，右下角留出标题题栏，其格式如下：标题栏格式凡设图书中都可以不画，说明书中都可以不画。7 七、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／m15782沿煤上山元／m12843岩石平巷元／m11524煤层平巷元／m8315采区变电所元／m31446采区煤仓元／m31447采区绞车房元／m3162费用单价表（二）项目井深(m)单位300400500700井巷辅助费大巷元m1073160512961524上山元／m1164130214071605岩石平巷元／m951106511491347煤仓元／m951106511491347硐室元／m3171183195252生产经营费通风元/0.4150.4270.4800.670排水元/t0.3230.4150.5670.740上山运输元／tkm0.3440.3440.3440.3447 机巷运输元／tkm0.8000.800O.8000.300大巷运输元／tkm0.2100.2100.2100.210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.m402煤层上山元/年.m903岩石平巷元/年.m804煤层平巷元/年.m1605硐室元/年.m30大纲制定者：汪理全教授大纲审定者：徐金海教授大纲批准者：冯平安副院长2005年10月10日7