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《煤矿开采学》教案

《煤矿开采学》教案
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绪    论
学习目的与要求:本章主要介绍我国煤炭工业分布情况、发展历史、发展现状、发展趋势及存在问题以及煤矿开采的基本概念、研究学习方法。要求学生了解我国煤炭工业的发展在国民经济中的位置及煤矿开采学的基本内容。
本章重点与难点:了解煤炭发展历程、现状、趋势以及煤矿开采学基本内容
授课内容:
一、我国煤炭工业分布情况
煤炭工业的粮食 各行各业 煤炭占我国的一次能源的70%左右,水、核、石油占20%左右。
储量一万亿吨以上,如果没有新的替代能源产生的话,可采150以上。神府14亿,准格尔更大,是世界上煤炭资源丰富的国家之一,发展煤炭工业具备资源条件。
由于地广、煤多,分布不均衡(东南缺、西北丰、西南求略大于供、东北适度),决定了采煤方法五花八门,种类繁多。美国是柱式体系,利用煤炭的历史七千多年,解放初到80年代,是发展最迅速的时期期,增长33倍,30年的时间,年递增12%。
二、我国煤碳工业的发展现状
目前年产量已达19个亿,居世界首位。
综采面:平均年产约100万吨,最高1000万吨,多集中在山西和陕蒙交界的神府。
普采面:平均年产约40万吨,最高90万吨。
炮采面:平均年产约15万吨,最高50万吨
出现了5.5m厚煤层一次采全高采煤法   6m以上厚煤层综采放顶煤采煤法。
三、我国煤碳工业的发展存在问题及发展趋势
存在问题:资源、环境、就业、发展均衡、安全等;
发展趋势:安全高产高效、自动化、集约化、信息化、技术和管理科学化
地位:石油逐渐短缺。煤炭是长久能源。正在发展煤的气化和液化。近几年煤炭行业发展速度加快,产量继续增加,前途光明。
四、煤矿开采学的概念、内容
煤炭开采学――是研究煤矿开采技术的综合性技术科学。
研究:采、掘、机、运、通、排。
战胜井上下的各种不利条件:暗、脏、湿、累、险。
煤矿开采学的基本的基本内容:理论结合实际地阐述适应不同煤层赋存条件的各种采煤方法、准备方式、井田的开拓方式及设计等有关问题。阐述回采工作面——采面布置及系统——井田开拓之间的关系。
五、作业布置及参考资料

六、教学后记(课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
 
第一章  煤矿开采的基本概念
学习目的与要求:本章介绍煤矿开采的基本知识,要求学生了解煤田开发、井田内划分、矿山井巷、矿井生产的基本概念。
本章重点与难点:重点是矿山井巷名称及井田内划分,难点是矿井生产的基本概念。
授课内容:
第一节  煤田开发的概念
煤田、矿区、井田的概念(图1-1)
矿井设计生产能力、核定生产能力,矿井年产量,井型的概念
露天开采、地下开采的概念
第二节  矿井井巷名称及井田内划分
井巷名称(图1-3)
井田划分为阶段、条带、盘区(图1-4、1-7、1-8)
阶段内划分为采区(或分段、条带)(图1-5、1-6、1-7)
采区内划分为区段的划分方式(图1-5)
阶段与水平的区别和联系(图1-4)
 第三节  矿井生产的基本概念
矿井开掘顺序(图1-9及动画演示)
矿井主要生产系统:运煤、通风、运料、排矸、排水、供电系统(动画演示)
开拓巷道、准备巷道、回采巷道的概念与范围

第二章  采煤方法的概念和分类
一、学习目的与要求:通过本章学习,要求学生了解采煤方法的概念、分类及两大体系采煤方法的基本特征。
二、本章重点与难点:采煤方法的概念。
三、授课内容:
第一节  采煤方法的概念
采场、采煤工作面(动画演示)
采煤工艺、采煤系统
采煤方法
第二节  采煤方法的分类及应用
采煤方法的分类(表2-1、图2-1)
两大体系采煤方法的主要类型与基本特征:
1、壁式体系采煤法
主要类型:
(1)薄及中厚煤层单一长壁采煤法:走向长壁采煤法、倾斜长壁采煤法(图2-2、2-3)
(2)厚煤层分层采煤法:倾斜分层下行垮落采煤法、倾斜分层上行充填采煤法、水平或斜切分层下行垮落采煤法(图2-4)
(3)厚煤层整层采煤法等:大采高一次采全厚采煤法、综采放顶煤采煤法(或普、炮采放顶煤采煤法)、伪倾斜柔性掩护支架采煤法
基本特征:
(1)通常具有较长的采煤工作面长度
(2)采煤工作面两端至少各有一条巷道用于通风与运输
(3)随着采煤工作面推进有计划的处理采空区
(4)采下的煤炭沿平行于采煤工作面的方向运出采场
2、柱式体系采煤法
主要类型:
房式采煤法、房柱式采煤法(图2-5)
基本特征:
(1)一般采煤工作面长度不大,数目多,采、回设备合一,设备自行
(2)采煤工作面通风条件较差
(3)矿压显现较弱,可不处理采空区
(4)采场内煤炭运输方向垂直工作面
四、教学过程及方法(用小四号黑体)
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
内容用小四号宋体。
五、作业布置及参考资料

六、教学后记(课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
 
第三章  单一走向长壁采煤法采煤工艺
学习目的与要求:采煤工艺是采煤方法的两个组成部分之一。通过学习,学生要深刻理解炮采、普采、综采采煤工艺的定义,各种采煤工艺的主要工序过程、具体要求与适用条件,掌握采煤工作面工艺设计与作业规程的编制方法。能够根据具体条件熟练运用本章内容选择正确的采煤工艺,编制采煤工作面工艺设计与作业规程。
本章重点、难点:采煤工艺的主要工序过程、作业规程的编制方法
授课内容:
第一节  爆破采煤回采工艺
一、爆破落煤
1、工序:打眼,装药,添炮泥,联炮线,放炮。
    要求:
采用不同的参数。
2、炮眼布置:  单排眼     对眼
                双排眼     三花眼
                三排眼     三角眼
3、炮眼角度
4、炮眼深度:大于进度,进度0.8;1.0;1.2。
5、装药量:150~600g/每孔
6、爆破方法:串连法。
二、装煤与运煤
1、装煤: 爆破装煤,人工装煤,机械化装煤。
2、运煤:SGW—40或SGW—44型刮板运输机 。移动千斤顶一台/6m,机头机尾各3台。
三、支护与采空区处理
1、支护
顶梁:铰接顶梁、∏型钢梁、十字顶梁
支柱:金属支柱、单体液压支柱
支架布置形式:正悬臂齐梁直线柱、错梁三角柱(图3- 5)
    控顶距:最小控顶距、最大控顶距
加强支架:从柱、密集支柱、木垛、斜撑、切顶墩柱(图3-6)
      2、采空区处理
全部垮落法(图3-7)
回柱放顶方式:绞车、人工
回柱放顶顺序:由下而上、由采空区向煤壁方向
第二节  普通机械化回采工艺
一、工作面布置及设备(图3-8)
二、单滚筒采煤机工作方式
(一)滚筒位置与旋转方向  (图3-10)
左工作面、右螺旋滚筒、顺时针旋转:稳定、震动小、利装煤、安全、产尘小
(二)割煤方式
1、双向割煤、往返一刀  (图3-8、3-11):中厚煤层常用
2、∞字形割煤、往返一刀(图3-12):中厚煤层常用
3、单向割煤、往返一刀  (图3-13):较薄煤层常用
4、双向割煤、往返二刀  (图3-14):又称穿梭割煤,薄煤层常用
(三)进刀方式
1、直接推入式 (图3-9)
2、中部斜切进刀(即∞字形割煤) (图3-12)
3、端部斜切进刀:割三角煤  (图3-15)、留三角煤       (图3-16)
三、单体支架布置方式
1、单体支架布置方式:齐梁直线柱(正悬臂支架)(图3-18)、错梁三角柱(正、倒悬臂支架相隔)
2、端头支护
四、普采面工艺参数分析
  支护强度、支护密度、排距、柱距
第三节 综合机械化回采工艺 
 一、双滚筒采煤机工作方式
(一)滚筒旋转方向 
右滚筒、右螺旋、顺时针旋转:稳定、震动小、利装煤、安全、产尘小
左滚筒、左螺旋、逆时针旋转
前滚筒、割顶煤;后滚筒、割底煤。特殊情况,可相反。
(二)割煤方式
1、往返一次割二刀:双向割煤、端部斜切进刀,条件顶板稳定
2、往返一次割一刀:单向割煤、中部或端部斜切进刀,条件顶板不太稳定
(三)进刀方式
1、直接推入式:  不常用(图3-9)
2、中部斜切进刀:常用           (图3-26)
3、端部斜切进刀:割三角煤(图3-25)、留三角煤(图3-16)
4、滚筒转入法进刀:不常用(图3-27)
二、移架方式:顺序移架、分组间隔移架、成组顺序移架
三、工序配合方式:及时支护方式、滞后支护方式
四、综采设备配套参数分析
1、尺寸配套关系
采煤机最大采高、支架最小支撑高度、下切量、底托架高度、摇臂升角
2、综采设备横向配套尺寸
3、设备选择与生产能力配套:采煤机、输送机、支架、运输系统能力、供风量校核
第四节 其他条件下机采的工艺特点
一、薄煤层机采的特点
双滚筒,功率不小,薄机身,破岩力较强。
骑溜式——类似普通采煤机,适用M>0.8~0.9m;
爬底式——机身在滚筒侧,M=0.6~0.8m,前底后顶;
滚筒转向——对滚;
运输机——转型,双边链,矮机身;
“三股道”控顶距——人行道,机道,割煤道,尽量减少控顶距,滞后支护。
二、大采高综采的工艺特点
3.5m~5.0m,分层和放顶都不太适合,支架容易歪斜,扭转,倒架,容易出现大面积片帮。
保护支架措施:加强司机培训;煤壁要直,输送机要防滑;适度带压移架;               过构造有措施
防片帮措施:调整工作面推进方向,推进方向和节理方向一致或交小角有利;用木锚杆加固煤壁;树脂固结
三、大倾角机采的工艺特点:防止输送机下滑和液压支架防滑措施
1、运输机防滑:防止没煤矸进入底槽;工作面适当伪斜;自上而下,单向移溜,下行割煤,上行装煤移溜;单体柱固定机头;锚固装置不能同时挪开。
2、液压支架防倒:自下向上移架,防采空区矸石下冲支架尾部;间隔移架,并使支架保持适当迎山角;确保工作面下端头排头支架的稳定。
3、采煤机防滑: >16°时,设液压安全绞车;采用无链牵引采煤机,本身防滑;                 轻型采煤机设简单防滑杆;倾角较小时采煤机应具备下滑闭锁功能,以防溜子刮动采煤机。
四、综采面调斜及旋转工艺
1、确定方案:选择煤层稳定,不受采动影响,构造少,无老巷的快段,一般应以机头端为中心,旋转机尾端。
2、顶板管理:采用虚旋转中心法,实质是靠近端头的支架走一个小弧线。
3、调斜工艺:从长刀逐渐变为短刀,最后调直运输,调正支架,进入下一个转角工程,小角度的旋转叫调斜,转角45°—90°叫旋转。
适用条件:局部地质变化,回收边角煤。
主要目的:减少搬家次数。
第五节  采煤工艺方式的选择
炮采、普采、综采的适用条件及选择
第六节  回采工艺的特殊技术措施
一、回采工作面过地质构造的技术措施
一般措施:炮采;把断层留在煤柱中;调斜;工作面甩掉一部分;搬家
(一) 回采工作面过断层,不搬家,因为搬家费太高,又得停产。
条件: 断层落差≤煤层厚度
综采面:断层落层<煤厚与最小采高之差,则不挑顶,不卧底;否则,挑顶卧底;采煤机割或放炮
挑顶卧底时需注意:调整方向,工作面与断层走向夹角≮20o~30o预先逐步减小采高。
(二)综采面过其它地质构造
1、过陷落柱(直径<30m)>30m时,搬家。
措施:1)控制爆破,采煤机清矸,清矸石后马上转移架,小步距循环。
2)以最小采高通过。
3)陷落柱范围内支架相对滞后。
2、过褶曲带
     当褶曲较大时,工作面推进方向应垂直于背向斜轴。
(三)综采面过旧巷道
二、综采面的拆迁与安装
(一)拆迁
1、顶板控制:金属网加木板梁;金属网加钢丝绳;金属网加锚杆------推荐
2、拆除方法:端头平巷,挑高,装平板车外运;工作面支架托地板,或者上机槽滑板;拆除方向灵活掌握
(二)安装
1、开切眼断面扩大及支护
扩大: 一次扩完、边装边扩
支护:网加棚子、网加锚杆
2、组装:地面、上出口
3、设备进工作面的方法:拖底板;轨道滑板;机槽滑板;单轨吊
※现场最常用的是平板车进工作面方式
4、安装顺序:前进式——安装顺序与运送方向一致;后退式
第七节  回采工作面工艺设计
 采煤工艺设计即合理选择工作面参数、设备、工艺参数,编制采煤工作面作业规程
一、工作面参数确定
1、机采面开机率
2、机采面生产能力
3、工作面合理长度确定
二、作业规程编制的内容与步骤
1、工作面概况
2、地质条件
3、采煤方法
4、循环作业图、劳动组织表、技术经济指标表
5、安全技术措施
三、循环作业图表的编制
1、循环、循环作业、正规循环作业、正规循环率
2、循环方式:单、多循环
3、作业方式:一昼夜内采煤班和准备班的配合方式
两采一准、边采边准、三采一准、两班半采煤半班准备、四班交叉作业
4、工序安排
顺序作业(流水作业)、平行作业、顺序作业与平行作业
5、劳动组织
   分段作业、追机作业、分段接力追机作业
6、循环作业图(以图3-59为例,动画演示)
a.以工作面长度为纵坐标、时间(24小时)为横坐标
b.在图上用不同符号表示各工序在工作面的位置和起止时间
c.超前工序在左、滞后工序在右
d.在图下用不同符号注释说明各工序含义
该图反映循环方式、作业方式、工序安排、劳动组织等内容
7、技术经济指标表
  a.工作面参数、工效、采出率、循环数、循环率
  b.煤厚、倾角、可采储量
  c.主要设备及其参数
  d.材料消耗:坑木、火药、金属网等
  e.采煤方法、顶板管理等
四、教学过程及方法
         1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。

五、作业布置及参考资料

六、教学后记(课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
 
第四章 单一走向长壁采煤法
 
学习目的与要求:单一走向长壁采煤法是最简单的、我国应用最广的采煤方法,和后面的有关采煤方法有一定的联系。通过学习,要求掌握单一走向长壁采煤法的采煤系统,能够根据具体条件熟练选择应用该采煤方法。
本章重点难点:重点是采准顺序、生产系统;难点是区段平巷布置,采场通风方式
授课内容:
第一节  示例
一、适用条件
二、布置顺序(图4-1)
三、生产系统
运煤、运料、排矸、通风、供电、压气、供水系统(图4-1)
四、各类巷道
    回采巷道、准备巷道的定义与范围定义与范围
第二节 采煤系统分析 
一、区段参数
    区段斜长、区段走向长度(图4-1)
二、区段平巷坡度与方向
    运输平巷、回风平巷坡度与方向(图4-2、4-3)
三、区段平巷布置
区段平巷单巷布置、双巷布置(图4-4、4-5)
四、对拉工作面
对拉工作面实质、通风方式、上、下工作面错距(图4-6)
五、回采顺序
后退式、前进式、往复式、旋转式(图4-7)
六、区段无煤柱护巷
沿空留巷、沿空掘巷(图4-7、4-8、4-9)
七、采场通风方式
U型、Z型、Y型、H型、W型通风方式(图4-10)
八、构造影响下区段平巷布置
断层影响下区段平巷布置(图4-11)
陷落柱影响下区段平巷布置(图4-12)
第三节  单一走向采煤法的应用
适用条件:顶板易于冒落的缓倾斜、倾斜的薄、中厚及厚煤层(5.5m以下)。
四、教学过程及方法
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
内容用小四号宋体。
五、作业布置及参考资料

六、教学后记(课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
 
第五章  倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法
学习目的与要求:倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法是我国重要的采煤方法之一,通过学习,要求学生掌握该采煤法的概念、采煤工艺特点,能够根据具体条件熟练选择应用该采煤方法。
本章重点:重点是该采煤法的巷道布置与生产系统、回采工艺特点;难点是采煤系统分析
       授课内容:
第一节  示例
 
一、采区巷道布置
分层同采时巷道布置(图5-1)
分层分采时巷道布置(图5-10)
        二、巷道掘进布置顺序
三、生产系统
运煤、运料、排矸、通风系统(图5-1)
四、采掘接替
第二节 采煤系统分析
一、区段分层平巷布置
    倾斜式:内错式、外错式、水平式、垂直式 (图5-3)
二、区段集中平巷布置
区段集中平巷布置方式:一煤一岩(图5-1)、机轨合一(图5-4)
区段岩石集中平巷位置:距煤层底板垂直距离h(图5-5、5-6)、压力传递影响角φ
区段分层平巷与集中平巷间的联系方式:石门、斜巷、溜煤眼(图5-7)
三、无区段集中平巷布置
无区段集中平巷布置与有区段集中平巷布置的区别(图5-10)
四、跨上山回采时的巷道布置
有区段岩石集中平巷跨上山回采后的巷道布置与生产系统(图5-9)
无区段岩石集中平巷跨上山回采后的巷道布置与生产系统(图5-10)
五、无煤柱护巷时的巷道布置等
沿空留巷、沿空掘巷(图5-11)
第三节 采煤工艺特点 
一、顶分层特点
(一)人工假顶
1、假顶材料:竹笆式,便宜,只能铺底网,寿命短;金属网,强度高,耐腐蚀,寿命长;塑料网,不粘手,工人不累,抗控强度高,抗剪差,延伸率大,成本高,容易出网兜
2、假顶形式:底网、顶网
顶网优点:
1)不必把底煤全部清净即可挂网,及时支护,顶分层即可受益。
2)窜矸少,回柱方便。
3)本层浮煤在下分层可采出。
4)支柱工艺简单。
采面铺顶网方式:长边平行于工作面
综采铺顶网方式:长边垂直于工作面
(二)再生顶板:灌浆、人工假顶
二、假顶下回采特点:
(一)支护及顶网管理
周期来压不明显,但破碎,
浅截深,支柱,正倒悬臂错深齐柱式,或长梁对棚。
综采,支架一般为掩护式或支撑掩护式,擦顶带压移架,滚筒距网>100mm
(二)放顶
切顶好,最后一排的处理:斜撑,抬棚,防止悠架
(三)分层采高控制           
间隔30~50m打钻向下,分层厚度   综采<3.2,一般3.0m
                                 普采<2.4,一般2.0 m
三、适用条件                     
煤层顶板不十分坚硬易于跨落,直接顶具有一定厚度的缓斜及倾斜厚煤层(不能放顶煤的,不能一次采全高的)。
自燃问题比较严重,假顶工作量大,巷道复杂,维护较困难。
<5.5m一次采全厚,〉5.5m放顶煤。
四、教学过程及方法(用小四号黑体)
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
 
五、作业布置及参考资料
内容用小四号宋体。
六、教学后记( 课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
 


第六章  倾斜长壁采煤法
学习目的与要求:倾斜长壁采煤法是我国重要的采煤方法,通过学习,要求学生掌握倾斜长壁采煤法的概念、巷道布置特点、采煤工艺特点,能够根据具体条件熟练选择应用该采煤方法。
本章重点难点:重点是倾斜长壁采煤法采煤系统和巷道布置特点;难点是条带斜巷布置及联系方式、矿压显现及支护特点
    授课内容:
第一节  示例 
一、单一倾斜长壁采煤法采煤系统
巷道掘进布置顺序(图6-1)
生产系统:运煤、通风、排水、排矸、运料系统(图6-1)
二、倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法采煤系统
巷道掘进布置顺序(图6-2)
生产系统:运煤、运料、通风系统(图6-2)
三、倾斜长壁采煤法的巷道布置特点
倾斜长壁采煤法回采巷道直接与运输回风大巷连接,回采巷道沿倾斜方向布置,工作面沿水平布置,沿倾斜方向推进。
第二节 采煤系统分析
一、仰采与俯采(图6-3)
仰斜——顶板稳定,顶板淋水较大,易自燃,需采空区灌浆。
俯斜——煤厚及倾角较大,易片帮,瓦斯大,易自燃,注氮。〈12º时无所谓,可上、下山。
二、对拉工作面
对拉工作面巷道布置、适用条件(图6-1)
三、回采顺序
后退式、前进式、往复式(图6-4)
四、分带斜巷布置及其联系方式
分带岩石集中斜巷布置(图6-2)
分带岩石集中斜巷与分层斜巷联系方式:联络斜巷、溜煤立眼
五、生产系统
系统简单,辅助运输比较困难,单轨吊车、卡轨车、齿轨车设备费高。小绞车倒短,但还是技术经济效果比较好的一种。
通风方式也有U,Z,Y,W,H等方式。
回风大巷可设在采区上部边界。最好还是靠近运输大巷。
第三节 采煤工艺特点
一、 矿压显现及支护特点(图6-5、6-6)
架型 移架 顶板 架尾 窜矸等。
仰斜:工作面太长,煤壁片帮,运输机开不起来,移架困难,采用小步距多次移架方式,采用大拉力推移千斤顶。选掩护式或支撑掩护式。
俯斜:选架,顶架后壁加长,防止冲掩护架。带压移架,梁尾拱起。
二、回采工艺特点(图6-7、图6-8)
仰斜:工作面没水。但下山采空区需设泵排水。机身有向采空区反倒的趋势,截深不足,煤入槽底,易短链。易震动,导向管易破碎。
俯斜:装煤困难,机组易掉道或断牵引链,导向装置磨损严重,以上问题的处理有一些土办法,效率并不好。挺困难,关键应从设备设计上解决问题。
第四节 适用条件及评价
一、评价  在地质条件适宜的煤层中,有如下的优点:
1、布置简单,工程少,维护少,投产快。
2、运输简单,运费低。
3、工作面易等长,可布置对拉工作面。
4、风路短。
5、成本低,效果显著。
缺点:辅助运输困难,运煤设备无专门的设计,大巷装车点多。
二、适用条件:
1.〈12º  
2、采取有效措施时可用于12º~17º,但是否走向长壁,要比较。
3、倾斜和斜交断层较多时,可倾斜长壁或伪斜长壁。
四、教学过程及方法(用小四号黑体)
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
 
五、作业布置及参考资料
 
六、教学后记( 课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
  内容用小四号宋体。
第七章  放顶煤采煤法
学习目的与要求:放顶煤采煤法是我国重要的和热点采煤方法,通过学习,要求学生掌握放顶煤采煤法的实质,采煤工艺特点,能够根据具体条件选择应用该采煤方法。
本章重点难点:重点是该采煤法的类型、工艺特点;难点是放顶煤工艺参数选择确定
授课内容:
第一节 基本特点及类型
一、放顶煤采煤法的特点:采底层,上部冒落放出,高位、中位、低位,过程,不充分碎裂体,较充分,冒落放出;实质:矿压作用、支架支撑
二、放顶煤采煤法的类型:(图7-1、7-2)
    一次采全厚放顶煤采煤法、预采顶分层放顶煤采煤法、预采中间分层放顶煤采煤法、倾斜分段放顶煤采煤法
第二节 放顶煤开采支护设备
综采放顶煤支架:单输送机高位放顶煤支架(图7-3)、双输送机中位放顶煤支架(图7-4)、双输送机低位放顶煤支架(图7-5)
第三节 矿压显现特点及顶煤破碎机理
放顶煤矿压显现特点及顶煤破碎机理(图7-6、7-7)
顶煤破坏分区:完整区、破坏发展区、裂隙发育区、破碎放出区(图7-8)
第四节 放顶煤工艺特点
一、顶煤放出规律
放出椭球体、松动椭球体,放出漏斗、移动漏斗(图7-9)
放煤口间距与放煤效果                     (图7-10、7-11)
二、放顶煤工艺
     放顶煤步距:一采一放、两采一放、三采一放(图7-12)
放顶煤方式:单轮、顺序放煤,单轮、间隔放煤(图7-13)
多轮、顺序放煤,多轮、间隔放煤 
第五节 采煤系统分析 
一、回采巷道布置
一般三巷布置,偏E型通风方式(图7-14)
二、放顶煤损失
初采损失、末采损失、端头损失、放顶煤工艺损失 
第六节 适用条件及评价 
该采煤法的优点:单产高、效率高、成本低、巷道掘进率低、维护费用少、搬家费用少、技经效果显著、对煤层厚度变化及地质构造适应性较强。
该采煤法的缺点:煤损多、煤尘大、瓦斯易积聚、易发火的问题。
适用条件:厚煤层、中硬、缓斜、地质构造较复杂、不易自然发火的煤层。
四、教学过程及方法(用小四号黑体)
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
内容用小四号宋体。
五、作业布置及参考资料
 
六、教学后记( 课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
  
第八章  急斜煤层采煤法
学习目的与要求:要求学生了解急斜煤层采煤法的特点与主要类型,掌握伪斜柔性掩护支架采煤法,能够根据具体条件选择应用该采煤方法。
本章重点:急斜煤层采煤法的主要类型
本章难点:伪斜柔性掩护支架采煤法
授课内容:
急斜煤层采煤法的特点(图8-1)
急斜煤层采煤法的主要类型:
一、急斜煤层走向长壁采煤法
倒台阶采煤法(图8-2)
俯伪斜走向长壁采煤法(图8-3)
机采工艺走向长壁采煤法(图8-6、8-8、)
二、俯伪斜柔性掩护支架采煤法
  采煤系统(图8-9)
  柔性掩护支架结构(图8-10)
  回采工艺(图8-11、8-12、8-13、8-15、8-16)
  评价及适用条件
三、分层采煤法
水平分层采煤法与斜切分层采煤法(图8-24、8-25、8-26)
四、水平分段放顶煤采煤法
  综采放顶煤采煤法(图8-27、8-28)
  滑移支架放顶煤采煤法(图8-29)
五、仓储采煤法(图8-32)
四、教学过程及方法
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
 
五、作业布置及参考资料
 
六、教学后记( 课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
 
第九章  柱式体系采煤法
    学习目的与要求:通过多媒体及教学录像片,使学生了解柱式体系采煤法的采煤工艺,柱式体系采煤法的特点,该采煤法的优缺点及应用。本章为了解性内容。
本章重点及难点:柱式体系的房式、房柱式采煤法的特点
    授课内容:柱式体系采煤法的间断、连续运输采煤工艺,柱式体系的房式、房柱式采煤法的特点,柱式体系采煤法的优缺点及应用。
四、教学过程及方法
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
 
五、作业布置及参考资料
 
六、教学后记( 课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
 

第十章  采煤方法的选择及发展
学习目的与要求:掌握选择采煤方法的原则及影响因素,了解采煤方法工艺技术的发展,采煤方法的发展方向。
本章重点:选择采煤方法的影响因素
本章难点:选择采煤方法
授课内容:
一、选择采煤方法的原则及影响因素
选择采煤方法的原则:
生产安全、经济合理、煤炭采出率高
选择采煤方法的影响因素:
地质、技术装备、管理水平
二、采煤工艺技术的发展
  了解采煤工艺技术的发展
三、采煤方法的发展方向
  了解采煤方法的10个发展方向
四、教学过程及方法
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
 
五、作业布置及参考资料
 
六、教学后记( 课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
  
第二篇  准备方式及采区设计
第十一章  准备方式的类型及其选择
    学习目的与要求:熟练掌握准备方式的涵义、类型及其选择应用。
本章重点:采区式准备
本章难点:石门盘区式准备
授课内容:
第一节 准备方式的概念及分类
 准备方式的概念:
准备巷道的布置方式即准备方式。
准备方式的分类(图11-2):
按煤层赋存条件——采区式准备、盘区式准备、带区式准备,概念。
按开采方式——上山采区式准备、下山采区式准备
按上山布置位置——单翼采区准备、双翼采区准备、跨多上山采区准备(图11-1)
按煤层群开采时的联系——单层准备、联合准备
 
第二节 采区式准备
一、煤层群单层准备方式(图11-3)
二、采区多煤层联合准备方式
      共用采区集中上山联合准备方式(图11-4、11-5)
      共用区段集中平巷联合准备方式(图5-1)
三、煤层群分组集中采区联合准备方式(图11-6);是否分组:看两组之间的联络巷道及附属巷道总量与一套上山工程量哪个多,另外,还有区段平皮带运输巷和石门架线运输巷之差。
采区式准备方式主要类型的特点:
煤层群单层准备方式:各煤层各自布置采区,采区石门贯穿若干采区。
采区多煤层联合准备方式:各煤层采用采区集中上山联合准备,区段石门或斜巷或溜煤眼贯穿各煤层并与采区集中上山联系,可共用或不共用区段集中平巷。
煤层群分组集中采区联合准备方式:是上述2者的结合,兼具2者特点。
四、示例
  开滦范各庄矿(图11-7)
  淮南新庄孜矿(图11-8)
五、缓斜、倾斜煤层采区式准备方式的选择
采区式准备方式的选择主要取决于层间距及采煤工艺类型。当层间距较大(如大于30m),各煤层采用各自布置采区的单层准备方式。当层间距较小(如小于20—30m),各煤层采用共用集中上山的联合准备,当层间距进一步减小(如小于10—15m),可进一步采用共用区段集中平巷的联合准备方式。当煤层群层间距大小不一时,相距较近的几层煤层可划为一组,采用分组集中采区联合准备方式。
     联合准备的主要特点:
技术发展趋势—采区准备单层化,特点:
六、急斜煤层采区式准备的特点。
看图11-9
在煤层内布置上山眼的缺点:运料、行人困难,溜煤,溜矸眼易堵,上山眼难维护,上山煤柱量大。
伪斜集中岩石上山比较合理。
适用:层数多,层间距不大(50~60),采区生产结合较大(>25~30万吨),常用,多煤层地质条件较多。

第三节 盘区式准备
 
盘区式准备方式的类型:
按开采煤层数目分: 单一煤层盘区和联合布置盘区。
按盘区主要巷道位置分:上山盘区、下山盘区、石门盘区
一、上(下)山盘区准备方式
上(下)山盘区单层准备方式
上山盘区集中上山联合准备方式(图11-10)
    二、石门盘区集中平巷联合准备方式
石门盘区集中平巷联合准备方式(图11-11、11-12、11-13)
石门与上山混合布置的准备方式(图11-14)
三、上山盘区与石门盘区的选择
 石门盘区主要优点:
1.石门盘区内水平运输,机车可进入,生产系统简化,运费低;
2.利于连续生产;
3.岩巷维护费低,利于降低煤损。
石门盘区主要缺点:
岩石工程量大,准备时间长。
选择:通过技术方案比较确定。

第四节 带区式准备
 
带区式准备方式的类型:相邻分带的带区式准备和多分带的带区式准备
一、相邻分带的带区式准备方式
单一倾斜长壁带区式准备(图6-1)
厚煤层倾斜分层集中巷带区式准备(图6-2)
二、多分带的带区式准备方式
  多分带的带区式准备方式(图11-15、11-16)
本章习题:
1、采区式准备方式的类型及应用。
2、盘曲式准备方式的类型及应用。
3、采区式和盘曲式准备的异同点及如何选择应用?
 四、教学过程及方法(用小四号黑体)
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
 
五、作业布置及参考资料
 
六、教学后记( 课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
 

第十二章  煤层群的开采顺序
 
学习目的与要求:要求理解煤层群开采各煤层开采相互影响的基本规律,掌握缓倾斜及倾斜煤层群、急倾斜煤层群的开采顺序。
本章重点:缓倾斜的开采顺序
本章难点:煤层群开采各煤层开采相互影响的基本规律
授课内容:
第一节    缓斜及倾斜煤层群的开采顺序
 
一、煤层群开采各煤层开采相互影响的基本规律
上下层工作面超前关系(图12-1)
二、上行式开采的技术条件及判别方法
比值判别法(图12-2);
“三带”判别法(图12-3,12-4);
围岩平衡法(图12-5)。
三、采动影响的时空关系
采动上覆岩层移动特点(图12-6)
四、上行开采的技术措施及应用条件
 
第二节    急斜煤层群的开采顺序
 
一、    急斜煤层群上下煤层的相互影响
互相影响(图12-8)
二、    开采急斜煤层群采取得安全措施
四、教学过程及方法
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
 
五、作业布置及参考资料
 
六、教学后记( 课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
 

第十三章  采(盘)区准备巷道布置及参数分析
 
学习目的与要求:要求学生熟练掌握煤层群区段集中平巷的布置方式、层间联系方式,采区上下山布置的特点、采区有关参数的确定。
本章重点:煤层群区段集中平巷的布置方式类型
本章难点:煤层群区段集中平巷的布置方式类型与层间联系方式
授课内容:
第一节煤层群区段集中平巷的布置及层间联系方式

     区段集中平巷的概念,作用和目的。
一、机轨分煤岩巷布置
布置位置(图13-1a、b)
区段集中平巷与区段平巷间联系方式
    石门、斜巷、溜煤立眼
区段集中平巷与采区上山间联系方式
    石门、斜巷、溜煤眼
二、机轨双岩巷布置
布置位置(图13-2a、b)
三、机轨合一岩巷布置
  倾斜煤层时布置位置(图13-3)
  缓斜煤层时布置位置(图13-4a、b)
四、机轨双煤巷布置
  布置位置(图13-5)
 
第二节 采区上(下)山布置
 
一、采区上下山位置选择
  煤层上山(图13-6),特点,改善维护状况的措施,适用条件。
  岩石上山(图13-7),特点,适用条件。
  岩石上山的层位与坡度:在煤层底板岩层中,但是含水层太近时不宜布置。与煤层倾角可以一致或不一致。
二、采区上山数目及其相对位置
采区上山数目(图13-7)
采区上山布置类型:
    一煤一岩(图13-7a)
    两岩或两半煤岩(图13-7b、c)
    两岩一煤(图13-7d)
    三岩(图13-7e)
采区上山相互位置关系:
    距离20—25m,高差0—3—5m;三岩时距离10—15m。
采区边界上山设置问题
    参见图5-10。
三、采区上山运输方式
运输上山:胶带机、刮板机、自溜、绞车
轨道上山:绞车串车
 
第三节 采区参数
 
一、采区斜长
采区斜长与阶段斜长一致,考虑区段斜长与数目,一般600—1000m。
二、采区走向长度
采区走向长度由下列因素制约:
    地质因素——构造(决定性作用)、三下区、顶底板、自燃性,
技术因素——区巷的运输、掘进、供电。
经济因素——长度引起掘、堆、运费的变化。(图13-8)
三、采区生产能力
采区生产能力取决于工作面生产能力、同采面数目、运输环节能力、通风等因素。
综60—100,普45—60,炮30—60万t/a.已取消备用工作面。
四、采区采出率及煤柱尺寸
采区采出率:厚煤层75﹪,中厚煤层80﹪,薄厚煤层85﹪,水采70﹪。
煤柱尺寸:
大巷煤柱、上下山煤柱、区段煤柱、边界煤柱、断层煤柱确定参见表13-2。
四、教学过程及方法
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
 
五、作业布置及参考资料
 
六、教学后记( 课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
 


第十四章  采区车场
学习目的与要求:要求学生熟练掌握采区车场的定义与作用,轨道线路布置的基本概念,采区上、中、下部车场的类型与线路布置方式,了解采区硐室有关参数的确定方法,能够根据具体条件选择应用采区上、中、下部车场的类型与线路布置方式。
本章重点:采区上、中、下部车场的类型
本章难点:采区中、下部车场的线路布置方式
授课内容:
 采区车场的概念、分类(图14-1)
第一节 轨道线路布置的基本概念
     一、矿井轨道
1、轨道
轨道构成、轨型及选择(表14-1)
2、道岔
道岔构成(图14-2)、辙岔号码、道岔类别(单开、对称、渡线道岔)(图14-3)、道岔选择(表14-2)
二、轨道线路
1、轨距、轨中心距(表14-3)
2、曲线半径(表14-4)、弯道转角(图14-4)、外轨抬高、轨距加宽、弯道加宽(图14-5)
三、轨道线路联接计算
1、轨道线路平面联接
单开道岔非平行线路联接(图14-7)
单开道岔平行线路联接(图14-8)
对称道岔平行线路联接(图14-9)
线路平移(图14-10)
2、纵面线路竖曲线联接和坡度
纵面线路竖曲线联接(图14-11)
线路坡度:
坡度(图14-12)、等阻力坡度﹤流水坡度(3—5‰)﹤自滚坡度(7—11‰)
 
第二节  采区上部车场
 
一、采区上部车场形式选择
平车场:
  顺向平车场(图14-13a,并用多媒体课件动画演示调车方式)
  逆向平车场(图14-13b,并用多媒体课件动画演示调车方式)
甩车场:
  单侧甩车场(图14-14,并用多媒体课件动画演示调车方式)
转盘车场(图14-15,并用多媒体课件动画演示调车方式)
二、采区上部车场设计
顺向平车场(图14-16)
逆向平车场(图14-18)
顺向双轨平车场(图14-17)
 四、教学过程及方法
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
 
五、作业布置及参考资料(用小四号黑体)
 
六、教学后记(用小四号黑体,课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
  内容用小四号宋体。

第三节  采区中部车场
 
一、采区中部车场分类和布置方式
采区中部车场分类:
根据提升任务分:主提升甩车场、辅助提升甩车场
根据提升方式分:双钩提升甩车场、单钩提升甩车场
按甩车方式分:单钩单侧甩车场(图14-19)、单钩双侧甩车场(图14-20动画演示调车方式)
按甩入地点分:
甩入绕道式车场(图14-19,并用多媒体课件动画演示调车方式)
甩入石门式车场(图14-21,并用多媒体课件动画演示调车方式)
甩入平巷式车场(图14-20,并用多媒体课件动画演示调车方式)
采区中部车场线路组成和布置方式:
  斜面线路:甩车道岔、分车道岔
  竖面线路:高、低道竖曲线
  平面线路:高、低道车线(空、重车线)
二、斜面线路联接计算
回转方式:
  一次回转方式、二次回转方式(表14-7)
  层面回转角、平面回转角、伪倾斜角(图14-24)
  提升牵引角θ(图14-23)
斜面线路参数计算及平面图(表14-8、图14-22)
纵面图标高计算(图14-25)
 
第四节  采区下部车场
 
一、采区下部车场基本形式
采区下部车场由装煤车场及辅助提升车场组合而成。
二、装煤车场
大巷装车式:通过式、尽头式(图14-26)
石门装车式:一个装车点、多个装车点(图14-33、14-34、14-35)
绕道装车式:单向绕道、双向绕道、环形绕道(图1-9)
三、辅助提升车场
车场出口方向:朝向井底车场方向、背向井底车场方向(图14-29)
车场形式:底板绕道、顶板绕道(图14-27、14-28)
辅助提升车场形式选择(表14-9)
线路设计:
  起坡点位置:
    顶板绕道时(图14-30a)
底板绕道时(图14-30b修改图文中错误)
线路设计:
    顶板绕道时(图14-31修改图文中错误)
底板绕道时(图14-32修改图文中错误)
 
第五节  采区硐室
采区煤仓:形式、煤仓容量计算确定方法
采区变电所:形式、参数确定方法
采区绞车房:形式、参数确定方法

第六节 其它辅助运输方式的车场及轨道线路连接特点
一、单轨吊车 (图14-46)
基本特征
1)以特殊工字钢为轨道悬吊单轨吊车连续运行
2)牵引动力 - 钢丝绳牵引、柴油机车、蓄电池机车。
 无极绳钢丝绳牵引- =1825,运距2000m,载重69t,
3)轨道:I  140  E型工字钢。
二、卡轨车
三、齿轨机车
四、无轨胶轮
1)不需轨道,转载少;
2)柴油机或蓄电池作动力;
3)重载爬坡可达12,空载可达30。
四、教学过程及方法(用小四号黑体)
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
内容用小四号宋体。
五、作业布置及参考资料(用小四号黑体)
内容用小四号宋体。
六、教学后记(用小四号黑体,课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
  内容用小四号宋体。

第十五章  采区设计的程序和步骤
学习目的与要求: 要求学生了解采区设计的依据、程序、步骤和内容。
本章重点:以自学为主,了解采区设计的内容
本章难点:无
    学习知识点:采区设计的依据、程序、步骤和内容。
四、教学过程及方法(用小四号黑体)
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
内容用小四号宋体。
五、作业布置及参考资料(用小四号黑体)
内容用小四号宋体。
六、教学后记(用小四号黑体,课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
  内容用小四号宋体。

第十六章 井田开拓的基本概念
学习目的与要求:要求学生掌握煤田划分为井田、矿井生产能力与服务年限、开拓方式的概念与分类。
本章重点:矿井生产能力与服务年限确定
本章难点:无
授课内容:煤田划分为井田的主要影响因素,矿井生产能力与服务年限、储量备用系数的合理确定,开拓方式的概念与分类确定的原则。

第一节  煤田划分为井田
一、煤田划分为井田的原则
井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与A相适应。
合理规划、处理与邻井的关系。
井田合理尺寸、利用自然条件划分井田(图16-1)、人为合理划分井田。
二、井田划分方法
垂直划分、水平划分、按煤组划分、按地质构造划分(图16-2、16-3、16-4)。
 
第二节 矿井储量、生产能力和服务年限 
一、矿井储量
矿井地质储量:包括能利用储量(平衡表内储量A+B+C+D)、尚难利用储量(平衡表外储量)。
能利用储量:包括工业储量(A+B+C)、远景储量(D)。
工业储量:包括矿井设计储量(Zs)、永久煤柱损失。
矿井设计储量:包括矿井设计可采储量(Zk)、工广等煤柱损失(P)与采区损失(1-C)。
永久煤柱损失:设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、已有的建筑物保护煤柱。
工广等煤柱损失(P):工业广场、井下主要大巷、上下山等保护煤柱量。
采区采出率C:厚煤层75﹪,中厚煤层80﹪,薄厚煤层85﹪,水采70﹪
矿井设计可采储量
Zk=(Zs- P)C 
二、矿井生产能力(A)与服务年限(T)
T= Zk/(A×K)
储量备用系数K:地质条件简单时取1.3,地质条件复杂时取1.5。
矿井生产能力与服务年限关系(表16-1、16-2、16-3)
  
第三节 矿井开拓方式的概念及分类 
一、矿井开拓方式分类
按井筒形式分为:立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓
按开采水平数目分为:单水平开拓、多水平开拓
按准备方式分为:上山式开采、上下山式开采、混合式开采
按开采水平大巷布置方式分为:分煤层大巷、分组集中大巷、集中大巷
我国常用开拓方式分类见图16-5、16-6。
二、矿井开拓主要解决的问题
(1)确定井筒形式、数目、工业广场位置
(2)确定开采水平数目、位置
(3)布置大巷及井底车场
(4)设计开拓延伸方式。
四、教学过程及方法(用小四号黑体)
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
内容用小四号宋体。
五、作业布置及参考资料(用小四号黑体)
内容用小四号宋体。
六、教学后记(用小四号黑体,课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
  内容用小四号宋体。

第十七章  井田开拓方式
学习目的与要求:要求学生熟练掌握各种开拓方式的类型、优缺点与适用条件。
本章重点:开拓方式的类型
本章难点:开拓方式的优、缺点
授课内容:立井、斜井、平硐、综合、分区域开拓方式的特征、类型、优缺点与适用条件。

第一节 立井开拓 
一、立井开拓开掘顺序(图17-1、17-2 )
二、矿井生产系统:
运煤、通风、运料系统(图17-1 )
三、立井开拓的准备方式
可以是采区式准备、盘区式准备、带区式准备其中之一。
立井井筒装备(表17-1)
     主井:箕斗
     副井:罐笼
箕斗井兼作回风井,按《煤安程》规定。
立井开拓示列(图17-1);立井多水平上山式开拓
1.  井田内的划分:倾斜、二个煤层、赋采。奥灰水。
2.  采区准备方式。
运煤、矸石、材料等生产系统、排水系统。
第二节 斜井开拓 
一、集中斜井开拓
开掘顺序(图17-3)
矿井生产系统:运煤、通风、运料系统(图17-3)
斜井开拓的准备方式:可以是采区式准备、盘区式准备、带区式准备其中之一。
二、片盘斜井开拓
开掘顺序(图17-4)
矿井生产系统:运煤、通风、运料系统(图17-4)
三、斜井提升方式
主井:胶带机、箕斗、绞车串车、无极绳,各有角度限制
副井:绞车串车
四、斜井类型
沿煤层斜井(图17-4)
沿煤层底板斜井(图17-3)
顶板顺向穿层斜井
顶板反斜井(图17-6)
底板穿层斜井(图17-5)
折返式斜井等
五、斜井开拓优缺点
六、倾斜井单水平开拓
七、斜井多水平上山式开拓(图17-3)
1.  开采条件及井田内划分
2.  井巷开掘顺序
3.  生产系统
4.通风方式
第三节  平硐开拓 
 一、垂直走向平硐
开掘顺序(图17-7)。
矿井生产系统:运煤、通风、运料系统(图17-7)。
适用条件。
二、走向平硐
开掘顺序(图17-8)
矿井生产系统:运煤、通风、运料系统(图17-8 )
适用条件。
三、阶梯平硐
布置方式特点(图17-9)。
适用条件。
第四节 井筒形式分析及选择 
本节介绍立井、斜井、平硐开拓方式的优缺点与适用条件。
一、平硐开拓方式的优缺点与适用条件 
二、斜井开拓方式的优缺点与适用条件
斜井开拓方式的优点:
(1)井筒掘进技术和施工设备简单,掘进速度快,井筒装备、井底车场简单,无需大
型提升设备,初期投资少,建井期短
(2)斜井石门长度短,石门掘进工程量小,沿石门运输工程量小
(3)斜井延伸方式简单、方便,对生产干扰少
(4)强力胶带输送机的应用扩大了斜井应用的范围。
斜井开拓方式的缺点:
(1)斜井比立井长的多
(2)斜井井筒维护费用高
(3)斜井提升速度小、能力低、钢绳磨损大、提升费用较大
(4)井筒中管线长
(5)斜井井筒风路长、断面较小、通风阻力较大
(6)斜井井筒通过流沙层困难
斜井开拓方式的适用条件:
  煤层埋藏不深、表土层不厚、水文地质条件简单、斜井井筒不需要特殊施工法的缓斜和倾斜煤层。
三、立井开拓方式的优缺点与适用条件
立井开拓方式的优缺点及适用条件与斜井开拓方式是相反的。
 
第五节 综合开拓 
综合开拓方式的类型很多,如主斜井—副立井综合开拓(图17-10)、主平硐—副立井综合开拓(图17-11)、前期平硐后期立井综合开拓(图17-12)等。以主斜井—副立井综合开拓方式为例介绍综合开拓方式的特点。
主斜井—副立井综合开拓方式的优越性:
(1)主斜井井筒掘进技术和施工设备简单,掘进速度快;
(2)副立井断面大,通风阻力小,通风能力强,辅助提升能力强,管线用量少;
(3)主斜井延伸方式简单、方便,对生产干扰少;
(4)主斜井强力胶带输送机生产能力大,其应用扩大了斜井应用的范围。
主斜井—副立井综合开拓方式存在的缺陷:
(1)主斜井比立井长的多;
(2)主斜井井筒维护费用高;
(3)主斜井井筒通过流沙层困难;
(4)主斜井、副立井井口若在一起,则井底位置分散,不便于联系;主斜井、副立井井底若在一起,则井口位置分散,需建两个工业广场留两个保护煤柱,煤柱损失大。            
主斜井—副立井综合开拓方式的适用条件:
大型或特大型矿井、水文地质条件比较简单、主斜井井筒不需要特殊施工法的缓斜和倾斜煤层。
 
第六节 多井筒分区式开拓 
本节需了解多井筒分区式开拓方式的特点(图17-13)。
 四、教学过程及方法(用小四号黑体)
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
内容用小四号宋体。
五、作业布置及参考资料(用小四号黑体)
内容用小四号宋体。
六、教学后记(用小四号黑体,课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
  内容用小四号宋体。
 

第十八章  井田开拓巷道布置 
学习目的与要求:通过本章学习,要求学生熟练掌握开采水平的划分,上下山开采、辅助水平的应用,开采水平大巷的布置,井筒位置的确定,矿井通风方式的确定,能够根据具体条件选择确定合理的矿井开采水平、辅助水平、开采水平大巷、井筒位置与矿井通风方式。
本章重点:开采水平大巷的布置,井筒位置的确定,矿井通风方式的确定
本章难点:开采水平的划分、辅助水平的应用
授课内容:开采水平的划分,上下山开采、辅助水平的应用,开采水平大巷的布置,井筒位置的确定,矿井通风方式类型与适用条件。


第一节 开采水平的划分及上下山开采 
一、开采水平的合理垂高
1、应具有合理的阶段斜长:考虑运煤、辅助运输、行人条件
2、应具有合理的区段数目:倾斜≥3—5,倾、急倾≥2—3
3、应有利于采区的正常接替  时间,工程量
4、要保证开采水平合理服务年限及储量
延伸一个新水平3—5a,过度期2—3a,故水平接替时间5—8a
Ts= Zs/(.A·K)
5、经济上有利
提出方案,技经比较,表18-1  矿井阶段(水平)垂高。
二、下山开采的应用
1、上下山开采的比较(图18-1)
上山开采时,煤向下运输容易、费用低,但是有折返运输,井下涌水可以自流,通风路线短、漏风小;
下山开采时,煤向上运输较难、费用高,但是没有折返运输,井下涌水需要用水泵排到大巷,通风路线长、漏风大。
下山开采主要优点是可以充分利用原有开采水平的井巷设施,节约开拓工程量和基建投资,延长水平服务年限,缓和接替关系。
2、下山开采的应用条件
倾角小于16的缓斜煤层,瓦斯及水的涌出量不大;井田深部受到自然条件限制,储量不多的局部地区;多水平开采时,为了缓和接替关系而临时采用。
三、辅助水平的应用条件
阶段斜长局部过大的地区(图18-2);多水平上下山开采时,临时采用解决上水平下山开采辅助运输及排水问题(图18-3);近水平煤层主采煤层之外的煤层,可以设置辅助水平。
   
第二节 开采水平大巷的布置 
一、对大巷布置的要求
大巷的运输方式和设备:矿车或胶带机(表18-1)。
大巷的断面和支护:大巷的断面应满足运输、通风、行人、管线敷设要求;支护采用锚喷或砌碹。
大巷的方向和坡度:矿车运输要求平,胶带机运输要求直或分段取直;一般流水坡度。
二、开采水平大巷的布置方式
分煤层大巷和主要石门(溜井)联系的布置(图18-4、18-5)
集中大巷和采区石门联系的布置(图18-6)
分组集中大巷和主要石门联系的布置(图18-7)
主要根据煤层间距或煤层组间距来选择开采水平大巷的布置方式(图18-8)。
三、运输大巷位置的选择确定
煤层大巷、岩石大巷(图18-9)
四、回风大巷的布置
   与开采水平大巷的布置要求相同,但是可以根据不同标高分段布置。
1.  设计在阶段上部,岩石或煤层
2.  设在防水煤柱内。
3.  标高一致。
4.  近水平煤层,条带开采时(或盘区时)与大巷并列布置。
分采区通风时,不设回风大巷。
 
第三节 井筒位置的确定 
一、对井下开采合理的井筒位置
井筒一般设在沿井田走向的中央
井筒沿井田倾斜方向的位置(图18-10、18-11)
二、对井筒掘进与维护有利的井筒位置
井筒掘进通过的岩层及表土应具有较好的水文、围岩地质条件,尽量不通过流沙层。
三、便于地面布置工业广场的井筒位置
工业广场场地足够,具有较好的水文、工程地质条件,便于供电与运输,井筒位置高于最高洪水位,平整工业场地工程量小等。
四、风井布置与矿井通风方式
中央并列式通风方式(图18-12)
中央边界式通风方式(中央分列式)(图18-13)
对角式通风方式(图18-14)
分采区式通风方式(图18-15)
分区域式通风方式(图17-13)
四、教学过程及方法(用小四号黑体)
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
内容用小四号宋体。
五、作业布置及参考资料(用小四号黑体)
内容用小四号宋体。
六、教学后记(用小四号黑体,课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
  内容用小四号宋体。

第十九章  井底车场
学习目的与要求:通过学习,要求学生了解井底车场的组成、调车方式与线路布置、井底车场硐室,掌握井底车场的不同形式及其正确选择应用。
本章重点:井底车场的不同形式
本章难点:井底车场的调车方式与线路布置
授课内容:井底车场的组成部分、调车方式、线路布置、井底车场硐室,固定式矿车、底卸式矿车、斜井、小型矿井等井底车场的类型及其选择时要考虑的影响因素。


第一节 井底车场调车方式与线路布置 
井底车场的组成包括巷道及硐室(图19-1)。
一、井底车场调车方式
顶推调车、专用机车调车、甩车调车、顶推拉调车(图19-1)
井底车场的构成:巷道线路、硐室、
存车线——主井、副井空、重车线、材料车线。
行车线——绕道回车线、调车线。
主井硐室——翻笼(或卸载坑)、煤仓、箕斗装载室、清理井底撤煤斜巷。
副井硐室——中变、水泵室、人车场、充电室等。
二、井底车场线路平面布置及存车线长度
井底车场线路平面布置及存车线长度见图19-2、表19-1。
三、井底车场线路坡度
井底车场线路坡度见表19-2。
 
第二节 井底车场形式及其选择 
井底车场可分为环形式、折返式两大类,固定式矿车运煤时,两大类都可用,底卸式矿车运煤时,一般为折返式井底车场。
一、固定式矿车运煤时井底车场形式
1、环形式井底车场
立井环形式井底车场
卧式(图19-3)
斜式(图19-4)
立式(图19-5)
刀式(图19-1)
斜井环形式井底车场(图19-6)  
2、折返式井底车场
立井折返式井底车场
梭式车场(图19-7)
尽头式车场(图19-8、图19-9)
斜井折返式井底车场(图19-10)
二、底卸式矿车运煤时井底车场
底卸式矿车卸煤原理(图19-11)
尽头式车场(图19-12a、b、c)
梭式车场(图19-12d、19-13)
三、小型矿井井底车场形式
1、小型立井井底车场形式
环形式(图19-14)
折返式
梭式车场(图19-15a)
尽头式车场(图19-15b)
2、小型斜井井底车场形式
甩车场(图19-16)
平车场(图19-17、19-18)
四、大巷胶带机运煤的井底车场
大巷胶带机运煤的井底车场(图19-19)
五、井底车场形式选择的影响因素
井田开拓方式
大巷运煤方式
地面布置及生产系统
分运分提要求
 
第三节 井底车场硐室 
了解井底车场硐室的内容(图19-1):
主井系统车场硐室
副井系统车场硐室
其它硐室
四、教学过程及方法(用小四号黑体)
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
内容用小四号宋体。
五、作业布置及参考资料(用小四号黑体)
内容用小四号宋体。
六、教学后记(用小四号黑体,课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
  内容用小四号宋体。

第二十章  矿井开拓延深与技术改造
学习目的与要求:通过学习,要求学生了解矿井的采掘关系、矿井开拓延深方案与技术改造内容,能够正确选择矿井开拓延深方案与技术改造方式。
本章重点:矿井开拓延深方案与技术改造内容
本章难点:矿井开拓延深方案的正确选择
授课内容:矿井的采掘接替计划,不同的矿井开拓延深方案、选择原则与要求,技术改造内容与意义。

第二十一章  矿井开采设计
学习目的与要求:通过学习,要求学生了解矿井开采设计的程序与内容、矿井开采设计方法及评价准则,掌握方案比较法的内容、步骤与注意事项,能够正确应用方案比较法进行矿井开采设计。
本章重点:方案比较法的内容、步骤
本章难点:正确应用方案比较法进行矿井开采设计
授课内容:矿井开采设计的程序与内容,矿井开采设计方法及评价准则,方案比较法的内容、步骤与注意事项。

第一节 矿井开采设计的程序与内容
地勘、矿井设计和建井施工是采矿工业基建战线三个重要组成部分。
一、矿井设计的依据
设计任务书:包括十点主要内容,具有法律性,不能自行修改,是编制设计文件的主要依据。
精查地质报告(表21-1):是矿井设计的基本资料,井田精查地质报告的主要内容为矿井初步设计提供可靠的地质资料,其成果要满足选择井筒、大巷位置,划分阶段或盘区的需要。
国家方针、政策、规程、规范:《煤炭工业技术政策》《矿井设计规范》《煤矿安全规程》《环境保护法》等
经过批准的上阶段设计确定的原则。
二、矿井设计的程序:矿井设计程序就是矿设工作阶段开展工作的顺序。矿设分为以下几个设计阶段:
矿井可行性研究:了解矿井可行性研究的含义、国内外可行性研究的情况;了解可行性研究的内容;了解可行性研究报告的章节内容;掌握可行性研究技术评价方法。
矿区开发可行性研究:
矿区总体设计:了解矿区总体设计内容、作用
注意如下几个问题:
1.  井型与服务年限有大型化趋势
2.  重视矿区总体布置
3.   查明煤炭资源与水源
4.  全面安排个项建设项目
矿井初步设计:施工图设计
三、 矿井初步设计内容:
1)   矿井初步设计文件包括:
(1)矿井初步设计说明书
(2)主要机电设备和器材目录
(3)初步设计概算书
(4)初步设计三材请册和附图
2)   采矿专业主要设计内容
开拓设计:核定井田境界、储量计算;矿井设计生产及服务年限;井田开拓方式;井底车场、大巷及设备选型等。
 
第二节 矿井开采设计方法及评价准则 
一、矿井开采设计方法
矿井开采设计方法一般采用方案比较法。方案比较法是确定矿井开采设计方案的方法之一,是一种优化方法。
实质:在进行矿井设或其他工程设计时,由已知条件经分析列出在技术上可行的若干方案,进行具体的准确的经济比较和技术分析,从中选出相对最优(技术上最优、经济上最合理、安全上最可靠)的一种方案的设计方法。
方案比较法比较的主要项目和内容:
(1)工程量:井巷工程量、地面建筑工程量、机电设备安装工程量、其它工程量
(2)基建投资:井巷、地面建筑、机电设备安装、其它工程量的费用
(3)生产经营费用:巷道维护费、运输费、提升费、通风费、排水费等
(4)基建工期等。
方案比较法比较的步骤:
1.   明确设计的内容、性质、要求、要达到的目标(参数)或额定指标
2.   熟悉要解决的总体或局部课题的内部、外部条件,如井田地质、地形条件、交通、与邻井关系、与其他企业关系、采矿技术条件
3.   依设计的目标与内容,深入细致分析后,提出若干技术上可行的方案
4.   进行技术经济分析,选出2-3个较优方案,否定容易鉴别的不合理方案(若不明显判定优势,可先经济比较)
5.   详细经济比较
1)        基建费及设备费:井巷掘进费,建筑物修建费,大型设备费
2)        营运费
6.   综合技术、经济比较结果,确定合理的矿井开拓方案
7.   并对该方案作出详细的文字说明,绘相关图纸
综合分析评价,权衡各方案利弊,抓住关键问题,选择技术上合理、经济效益高的方案。
方案比较法注意事项:
1.  提出可行方案和技术分析是方案比较法的基础和重要步骤,应不遗漏方案
2.  只考虑重要项目的费用
3.  相同费用可不比较
4.  营运费单价选取应可靠。准确。
5.  大方案比较之前,可先把相同类型的局部方案比较
6.  基建费与生产经营费分别列出
7.  各方案基建工期分别计算比较
8.  各方案费用差别以百分比表示,总费用最小方案为100%
9.  两方案费用差额<10%时,认为经济上相等
10.最终综合评价时,正确估计各影响因素在研究方案中的重要程度(可用专家评议法确定),择优选用
二、评价准则
经济评价方法也是矿井开采设计的最优化准则。
(1)总算法:就是把各方案的基建费与营运费相加作为方案的总费用,根据其多少来评价方案的优势
     C=P+CaQT万元
式中C——总算费用,在服务年限内,基投与生经费之和。
      P——基建投资,万元
      Ca——吨煤营运费用(吨煤成本)元/t
      Q——年生产能力,万t
      T——矿井服务年限
该方法未考虑资金的时间价值。
以费用最低为最优方案(常用方法)
(2)投资回收期法(返本期法)
在不计利息的条件下,两方案的投资差额用生产经营每年所节省的经营费(年运行成本)去补偿的时间,即用节约的经营费来回收投资的年限(返本期),这种评价方案经济效果的方法叫投资回收期法。
T=(K1-K2)/(C2-C1)=ΔK/ΔC
E=1/T
式中T——投资回收期,a
    K1、K2——第1、2方案的投资总额
    C1、C2——第1、2方案的年成本总额
ΔK——两方案的投资差额
ΔC——两方案的年成本差额
E——投资效果系数
四、教学过程及方法(用小四号黑体)
     如:1、一个教学单元的知识系统和结构,其关键知识点、达到的知识目标和能力目标。
         2、一个知识点的教学方法,如板书、教具、多媒体、模型等的使用。
         3、对重点和难点部分具有特色的教授方法、逻辑思维方法、启发方法、点拨关键等。
         4、举例的特点作用与教授内容的配合。
         5、每一个知识点的学时分配。
内容用小四号宋体。
五、作业布置及参考资料(用小四号黑体)
内容用小四号宋体。
六、教学后记(用小四号黑体,课后再写,对意外发现、点滴收获以及个别疏漏而及时补充的方法等内容进行总结,以便下一次改进)
  内容用小四号宋体。

第一章  煤矿开采的基本概念
学习目的与要求:本章介绍煤矿开采的基本知识,要求学生了解煤田开发、井田内划分、矿山井巷、矿井生产的基本概念。
本章重点与难点:重点是矿山井巷名称及井田内划分,难点是矿井生产的基本概念。
授课内容:
第一节  煤田开发的概念
煤田、矿区、井田的概念(图1-1)
矿井设计生产能力、核定生产能力,矿井年产量,井型的概念
露天开采、地下开采的概念
第二节  矿井井巷名称及井田内划分
井巷名称(图1-3)
井田划分为阶段、条带、盘区(图1-4、1-7、1-8)
阶段内划分为采区(或分段、条带)(图1-5、1-6、1-7)
采区内划分为区段的划分方式(图1-5)
阶段与水平的区别和联系(图1-4)
 第三节  矿井生产的基本概念
矿井开掘顺序(图1-9及动画演示)
矿井主要生产系统:运煤、通风、运料、排矸、排水、供电系统(动画演示)
开拓巷道、准备巷道、回采巷道的概念与范围

第二章  采煤方法的概念和分类
学习目的与要求:通过本章学习,要求学生了解采煤方法的概念、分类及两大体系采煤方法的基本特征。
本章重点与难点:采煤方法的概念。
授课内容:
第一节  采煤方法的概念
采场、采煤工作面(动画演示)
采煤工艺、采煤系统
采煤方法
第二节  采煤方法的分类及应用
采煤方法的分类(表2-1、图2-1)
两大体系采煤方法的主要类型与基本特征:
1、壁式体系采煤法
主要类型:
(1)薄及中厚煤层单一长壁采煤法:走向长壁采煤法、倾斜长壁采煤法(图2-2、2-3)
(2)厚煤层分层采煤法:倾斜分层下行垮落采煤法、倾斜分层上行充填采煤法、水平或斜切分层下行垮落采煤法(图2-4)
(3)厚煤层整层采煤法等:大采高一次采全厚采煤法、综采放顶煤采煤法(或普、炮采放顶煤采煤法)、伪倾斜柔性掩护支架采煤法
基本特征:
(1)通常具有较长的采煤工作面长度
(2)采煤工作面两端至少各有一条巷道用于通风与运输
(3)随着采煤工作面推进有计划的处理采空区
(4)采下的煤炭沿平行于采煤工作面的方向运出采场
2、柱式体系采煤法
主要类型:
房式采煤法、房柱式采煤法(图2-5)
基本特征:
(1)一般采煤工作面长度不大,数目多,采、回设备合一,设备自行
(2)采煤工作面通风条件较差
(3)矿压显现较弱,可不处理采空区
(4)采场内煤炭运输方向垂直工作面
第三章  单一走向长壁采煤法采煤工艺
学习目的与要求:采煤工艺是采煤方法的两个组成部分之一。通过学习,学生要深刻理解炮采、普采、综采采煤工艺的定义,各种采煤工艺的主要工序过程、具体要求与适用条件,掌握采煤工作面工艺设计与作业规程的编制方法。能够根据具体条件熟练运用本章内容选择正确的采煤工艺,编制采煤工作面工艺设计与作业规程。
本章重点、难点:采煤工艺的主要工序过程、作业规程的编制方法
授课内容:
第一节  爆破采煤回采工艺
一、爆破落煤
1、工序:打眼,装药,添炮泥,联炮线,放炮。
    要求:
采用不同的参数。
2、炮眼布置:  单排眼     对眼
                双排眼     三花眼
                三排眼     三角眼
3、炮眼角度
4、炮眼深度:大于进度,进度0.8;1.0;1.2。
5、装药量:150~600g/每孔
6、爆破方法:串连法。
二、装煤与运煤
1、装煤: 爆破装煤,人工装煤,机械化装煤。
2、运煤:SGW—40或SGW—44型刮板运输机 。移动千斤顶一台/6m,机头机尾各3台。
三、支护与采空区处理
1、支护
顶梁:铰接顶梁、∏型钢梁、十字顶梁
支柱:金属支柱、单体液压支柱
支架布置形式:正悬臂齐梁直线柱、错梁三角柱(图3- 5)
    控顶距:最小控顶距、最大控顶距
加强支架:从柱、密集支柱、木垛、斜撑、切顶墩柱(图3-6)
      2、采空区处理
全部垮落法(图3-7)
回柱放顶方式:绞车、人工
回柱放顶顺序:由下而上、由采空区向煤壁方向
第二节  普通机械化回采工艺
一、工作面布置及设备(图3-8)
二、单滚筒采煤机工作方式
(一)滚筒位置与旋转方向  (图3-10)
左工作面、右螺旋滚筒、顺时针旋转:稳定、震动小、利装煤、安全、产尘小
(二)割煤方式
1、双向割煤、往返一刀  (图3-8、3-11):中厚煤层常用
2、∞字形割煤、往返一刀(图3-12):中厚煤层常用
3、单向割煤、往返一刀  (图3-13):较薄煤层常用
4、双向割煤、往返二刀  (图3-14):又称穿梭割煤,薄煤层常用
(三)进刀方式
1、直接推入式 (图3-9)
2、中部斜切进刀(即∞字形割煤) (图3-12)
3、端部斜切进刀:割三角煤  (图3-15)、留三角煤       (图3-16)
三、单体支架布置方式
1、单体支架布置方式:齐梁直线柱(正悬臂支架)(图3-18)、错梁三角柱(正、倒悬臂支架相隔)
2、端头支护
四、普采面工艺参数分析
  支护强度、支护密度、排距、柱距
第三节 综合机械化回采工艺 
 一、双滚筒采煤机工作方式
(一)滚筒旋转方向 
右滚筒、右螺旋、顺时针旋转:稳定、震动小、利装煤、安全、产尘小
左滚筒、左螺旋、逆时针旋转
前滚筒、割顶煤;后滚筒、割底煤。特殊情况,可相反。
(二)割煤方式
1、往返一次割二刀:双向割煤、端部斜切进刀,条件顶板稳定
2、往返一次割一刀:单向割煤、中部或端部斜切进刀,条件顶板不太稳定
(三)进刀方式
1、直接推入式:  不常用(图3-9)
2、中部斜切进刀:常用           (图3-26)
3、端部斜切进刀:割三角煤(图3-25)、留三角煤(图3-16)
4、滚筒转入法进刀:不常用(图3-27)
二、移架方式:顺序移架、分组间隔移架、成组顺序移架
三、工序配合方式:及时支护方式、滞后支护方式
四、综采设备配套参数分析
1、尺寸配套关系
采煤机最大采高、支架最小支撑高度、下切量、底托架高度、摇臂升角
2、综采设备横向配套尺寸
3、设备选择与生产能力配套:采煤机、输送机、支架、运输系统能力、供风量校核
第四节 其他条件下机采的工艺特点
一、薄煤层机采的特点
双滚筒,功率不小,薄机身,破岩力较强。
骑溜式——类似普通采煤机,适用M>0.8~0.9m;
爬底式——机身在滚筒侧,M=0.6~0.8m,前底后顶;
滚筒转向——对滚;
运输机——转型,双边链,矮机身;
“三股道”控顶距——人行道,机道,割煤道,尽量减少控顶距,滞后支护。
二、大采高综采的工艺特点
3.5m~5.0m,分层和放顶都不太适合,支架容易歪斜,扭转,倒架,容易出现大面积片帮。
保护支架措施:加强司机培训;煤壁要直,输送机要防滑;适度带压移架;               过构造有措施
防片帮措施:调整工作面推进方向,推进方向和节理方向一致或交小角有利;用木锚杆加固煤壁;树脂固结
三、大倾角机采的工艺特点:防止输送机下滑和液压支架防滑措施
1、运输机防滑:防止没煤矸进入底槽;工作面适当伪斜;自上而下,单向移溜,下行割煤,上行装煤移溜;单体柱固定机头;锚固装置不能同时挪开。
2、液压支架防倒:自下向上移架,防采空区矸石下冲支架尾部;间隔移架,并使支架保持适当迎山角;确保工作面下端头排头支架的稳定。
3、采煤机防滑: >16°时,设液压安全绞车;采用无链牵引采煤机,本身防滑;                 轻型采煤机设简单防滑杆;倾角较小时采煤机应具备下滑闭锁功能,以防溜子刮动采煤机。
四、综采面调斜及旋转工艺
1、确定方案:选择煤层稳定,不受采动影响,构造少,无老巷的快段,一般应以机头端为中心,旋转机尾端。
2、顶板管理:采用虚旋转中心法,实质是靠近端头的支架走一个小弧线。
3、调斜工艺:从长刀逐渐变为短刀,最后调直运输,调正支架,进入下一个转角工程,小角度的旋转叫调斜,转角45°—90°叫旋转。
适用条件:局部地质变化,回收边角煤。
主要目的:减少搬家次数。
第五节  采煤工艺方式的选择
炮采、普采、综采的适用条件及选择
第六节  回采工艺的特殊技术措施
一、回采工作面过地质构造的技术措施
一般措施:炮采;把断层留在煤柱中;调斜;工作面甩掉一部分;搬家
(一) 回采工作面过断层,不搬家,因为搬家费太高,又得停产。
条件: 断层落差≤煤层厚度
综采面:断层落层<煤厚与最小采高之差,则不挑顶,不卧底;否则,挑顶卧底;采煤机割或放炮
挑顶卧底时需注意:调整方向,工作面与断层走向夹角≮20o~30o预先逐步减小采高。
(二)综采面过其它地质构造
1、过陷落柱(直径<30m)>30m时,搬家。
措施:1)控制爆破,采煤机清矸,清矸石后马上转移架,小步距循环。
2)以最小采高通过。
3)陷落柱范围内支架相对滞后。
2、过褶曲带
     当褶曲较大时,工作面推进方向应垂直于背向斜轴。
(三)综采面过旧巷道
二、综采面的拆迁与安装
(一)拆迁
1、顶板控制:金属网加木板梁;金属网加钢丝绳;金属网加锚杆------推荐
2、拆除方法:端头平巷,挑高,装平板车外运;工作面支架托地板,或者上机槽滑板;拆除方向灵活掌握
(二)安装
1、开切眼断面扩大及支护
扩大: 一次扩完、边装边扩
支护:网加棚子、网加锚杆
2、组装:地面、上出口
3、设备进工作面的方法:拖底板;轨道滑板;机槽滑板;单轨吊
※现场最常用的是平板车进工作面方式
4、安装顺序:前进式——安装顺序与运送方向一致;后退式
第七节  回采工作面工艺设计
 采煤工艺设计即合理选择工作面参数、设备、工艺参数,编制采煤工作面作业规程
一、工作面参数确定
1、机采面开机率
2、机采面生产能力
3、工作面合理长度确定
二、作业规程编制的内容与步骤
1、工作面概况
2、地质条件
3、采煤方法
4、循环作业图、劳动组织表、技术经济指标表
5、安全技术措施
三、循环作业图表的编制
1、循环、循环作业、正规循环作业、正规循环率
2、循环方式:单、多循环
3、作业方式:一昼夜内采煤班和准备班的配合方式
两采一准、边采边准、三采一准、两班半采煤半班准备、四班交叉作业
4、工序安排
顺序作业(流水作业)、平行作业、顺序作业与平行作业
5、劳动组织
   分段作业、追机作业、分段接力追机作业
6、循环作业图(以图3-59为例,动画演示)
a.以工作面长度为纵坐标、时间(24小时)为横坐标
b.在图上用不同符号表示各工序在工作面的位置和起止时间
c.超前工序在左、滞后工序在右
d.在图下用不同符号注释说明各工序含义
该图反映循环方式、作业方式、工序安排、劳动组织等内容
7、技术经济指标表
  a.工作面参数、工效、采出率、循环数、循环率
  b.煤厚、倾角、可采储量
  c.主要设备及其参数
  d.材料消耗:坑木、火药、金属网等
  e.采煤方法、顶板管理等

第四章 单一走向长壁采煤法
 
学习目的与要求:单一走向长壁采煤法是最简单的、我国应用最广的采煤方法,和后面的有关采煤方法有一定的联系。通过学习,要求掌握单一走向长壁采煤法的采煤系统,能够根据具体条件熟练选择应用该采煤方法。
本章重点难点:重点是采准顺序、生产系统;难点是区段平巷布置,采场通风方式
授课内容:
第一节  示例
一、适用条件
二、布置顺序(图4-1)
三、生产系统
运煤、运料、排矸、通风、供电、压气、供水系统(图4-1)
四、各类巷道
    回采巷道、准备巷道的定义与范围定义与范围
第二节 采煤系统分析 
一、区段参数
    区段斜长、区段走向长度(图4-1)
二、区段平巷坡度与方向
    运输平巷、回风平巷坡度与方向(图4-2、4-3)
三、区段平巷布置
区段平巷单巷布置、双巷布置(图4-4、4-5)
四、对拉工作面
对拉工作面实质、通风方式、上、下工作面错距(图4-6)
五、回采顺序
后退式、前进式、往复式、旋转式(图4-7)
六、区段无煤柱护巷
沿空留巷、沿空掘巷(图4-7、4-8、4-9)
七、采场通风方式
U型、Z型、Y型、H型、W型通风方式(图4-10)
八、构造影响下区段平巷布置
断层影响下区段平巷布置(图4-11)
陷落柱影响下区段平巷布置(图4-12)
第三节  单一走向采煤法的应用
适用条件:顶板易于冒落的缓倾斜、倾斜的薄、中厚及厚煤层(5.5m以下)。

第五章  倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法
学习目的与要求:倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法是我国重要的采煤方法之一,通过学习,要求学生掌握该采煤法的概念、采煤工艺特点,能够根据具体条件熟练选择应用该采煤方法。
本章重点:重点是该采煤法的巷道布置与生产系统、回采工艺特点;难点是采煤系统分析
       授课内容:
第一节  示例
 
一、采区巷道布置
分层同采时巷道布置(图5-1)
分层分采时巷道布置(图5-10)
        二、巷道掘进布置顺序
三、生产系统
运煤、运料、排矸、通风系统(图5-1)
四、采掘接替
第二节 采煤系统分析
一、区段分层平巷布置
    倾斜式:内错式、外错式、水平式、垂直式 (图5-3)
二、区段集中平巷布置
区段集中平巷布置方式:一煤一岩(图5-1)、机轨合一(图5-4)
区段岩石集中平巷位置:距煤层底板垂直距离h(图5-5、5-6)、压力传递影响角φ
区段分层平巷与集中平巷间的联系方式:石门、斜巷、溜煤眼(图5-7)
三、无区段集中平巷布置
无区段集中平巷布置与有区段集中平巷布置的区别(图5-10)
四、跨上山回采时的巷道布置
有区段岩石集中平巷跨上山回采后的巷道布置与生产系统(图5-9)
无区段岩石集中平巷跨上山回采后的巷道布置与生产系统(图5-10)
五、无煤柱护巷时的巷道布置等
沿空留巷、沿空掘巷(图5-11)
第三节 采煤工艺特点 
一、顶分层特点
(一)人工假顶
1、假顶材料:竹笆式,便宜,只能铺底网,寿命短;金属网,强度高,耐腐蚀,寿命长;塑料网,不粘手,工人不累,抗控强度高,抗剪差,延伸率大,成本高,容易出网兜
2、假顶形式:底网、顶网
顶网优点:
1)不必把底煤全部清净即可挂网,及时支护,顶分层即可受益。
2)窜矸少,回柱方便。
3)本层浮煤在下分层可采出。
4)支柱工艺简单。
采面铺顶网方式:长边平行于工作面
综采铺顶网方式:长边垂直于工作面
(二)再生顶板:灌浆、人工假顶
二、假顶下回采特点:
(一)支护及顶网管理
周期来压不明显,但破碎,
浅截深,支柱,正倒悬臂错深齐柱式,或长梁对棚。
综采,支架一般为掩护式或支撑掩护式,擦顶带压移架,滚筒距网>100mm
(二)放顶
切顶好,最后一排的处理:斜撑,抬棚,防止悠架
(三)分层采高控制           
间隔30~50m打钻向下,分层厚度   综采<3.2,一般3.0m
                                 普采<2.4,一般2.0 m
三、适用条件                     
煤层顶板不十分坚硬易于跨落,直接顶具有一定厚度的缓斜及倾斜厚煤层(不能放顶煤的,不能一次采全高的)。
自燃问题比较严重,假顶工作量大,巷道复杂,维护较困难。
<5.5m一次采全厚,〉5.5m放顶煤。

第六章  倾斜长壁采煤法
学习目的与要求:倾斜长壁采煤法是我国重要的采煤方法,通过学习,要求学生掌握倾斜长壁采煤法的概念、巷道布置特点、采煤工艺特点,能够根据具体条件熟练选择应用该采煤方法。
本章重点难点:重点是倾斜长壁采煤法采煤系统和巷道布置特点;难点是条带斜巷布置及联系方式、矿压显现及支护特点
    授课内容:
第一节  示例 
一、单一倾斜长壁采煤法采煤系统
巷道掘进布置顺序(图6-1)
生产系统:运煤、通风、排水、排矸、运料系统(图6-1)
二、倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法采煤系统
巷道掘进布置顺序(图6-2)
生产系统:运煤、运料、通风系统(图6-2)
三、倾斜长壁采煤法的巷道布置特点
倾斜长壁采煤法回采巷道直接与运输回风大巷连接,回采巷道沿倾斜方向布置,工作面沿水平布置,沿倾斜方向推进。
第二节 采煤系统分析
一、仰采与俯采(图6-3)
仰斜——顶板稳定,顶板淋水较大,易自燃,需采空区灌浆。
俯斜——煤厚及倾角较大,易片帮,瓦斯大,易自燃,注氮。〈12º时无所谓,可上、下山。
二、对拉工作面
对拉工作面巷道布置、适用条件(图6-1)
三、回采顺序
后退式、前进式、往复式(图6-4)
四、分带斜巷布置及其联系方式
分带岩石集中斜巷布置(图6-2)
分带岩石集中斜巷与分层斜巷联系方式:联络斜巷、溜煤立眼
五、生产系统
系统简单,辅助运输比较困难,单轨吊车、卡轨车、齿轨车设备费高。小绞车倒短,但还是技术经济效果比较好的一种。
通风方式也有U,Z,Y,W,H等方式。
回风大巷可设在采区上部边界。最好还是靠近运输大巷。
第三节 采煤工艺特点
一、 矿压显现及支护特点(图6-5、6-6)
架型 移架 顶板 架尾 窜矸等。
仰斜:工作面太长,煤壁片帮,运输机开不起来,移架困难,采用小步距多次移架方式,采用大拉力推移千斤顶。选掩护式或支撑掩护式。
俯斜:选架,顶架后壁加长,防止冲掩护架。带压移架,梁尾拱起。
二、回采工艺特点(图6-7、图6-8)
仰斜:工作面没水。但下山采空区需设泵排水。机身有向采空区反倒的趋势,截深不足,煤入槽底,易短链。易震动,导向管易破碎。
俯斜:装煤困难,机组易掉道或断牵引链,导向装置磨损严重,以上问题的处理有一些土办法,效率并不好。挺困难,关键应从设备设计上解决问题。
第四节 适用条件及评价
一、评价  在地质条件适宜的煤层中,有如下的优点:
1、布置简单,工程少,维护少,投产快。
2、运输简单,运费低。
3、工作面易等长,可布置对拉工作面。
4、风路短。
5、成本低,效果显著。
缺点:辅助运输困难,运煤设备无专门的设计,大巷装车点多。
二、适用条件:
1.〈12º  
2、采取有效措施时可用于12º~17º,但是否走向长壁,要比较。
3、倾斜和斜交断层较多时,可倾斜长壁或伪斜长壁。
第七章  放顶煤采煤法
学习目的与要求:放顶煤采煤法是我国重要的和热点采煤方法,通过学习,要求学生掌握放顶煤采煤法的实质,采煤工艺特点,能够根据具体条件选择应用该采煤方法。
本章重点难点:重点是该采煤法的类型、工艺特点;难点是放顶煤工艺参数选择确定
授课内容:
第一节 基本特点及类型
一、放顶煤采煤法的特点:采底层,上部冒落放出,高位、中位、低位,过程,不充分碎裂体,较充分,冒落放出;实质:矿压作用、支架支撑
二、放顶煤采煤法的类型:(图7-1、7-2)
    一次采全厚放顶煤采煤法、预采顶分层放顶煤采煤法、预采中间分层放顶煤采煤法、倾斜分段放顶煤采煤法
第二节 放顶煤开采支护设备
综采放顶煤支架:单输送机高位放顶煤支架(图7-3)、双输送机中位放顶煤支架(图7-4)、双输送机低位放顶煤支架(图7-5)
第三节 矿压显现特点及顶煤破碎机理
放顶煤矿压显现特点及顶煤破碎机理(图7-6、7-7)
顶煤破坏分区:完整区、破坏发展区、裂隙发育区、破碎放出区(图7-8)
第四节 放顶煤工艺特点
一、顶煤放出规律
放出椭球体、松动椭球体,放出漏斗、移动漏斗(图7-9)
放煤口间距与放煤效果                     (图7-10、7-11)
二、放顶煤工艺
     放顶煤步距:一采一放、两采一放、三采一放(图7-12)
放顶煤方式:单轮、顺序放煤,单轮、间隔放煤(图7-13)
多轮、顺序放煤,多轮、间隔放煤 
第五节 采煤系统分析 
一、回采巷道布置
一般三巷布置,偏E型通风方式(图7-14)
二、放顶煤损失
初采损失、末采损失、端头损失、放顶煤工艺损失 
第六节 适用条件及评价 
该采煤法的优点:单产高、效率高、成本低、巷道掘进率低、维护费用少、搬家费用少、技经效果显著、对煤层厚度变化及地质构造适应性较强。
该采煤法的缺点:煤损多、煤尘大、瓦斯易积聚、易发火的问题。
适用条件:厚煤层、中硬、缓斜、地质构造较复杂、不易自然发火的煤层。

第八章  急斜煤层采煤法
学习目的与要求:要求学生了解急斜煤层采煤法的特点与主要类型,掌握伪斜柔性掩护支架采煤法,能够根据具体条件选择应用该采煤方法。
本章重点:急斜煤层采煤法的主要类型
本章难点:伪斜柔性掩护支架采煤法
授课内容:
急斜煤层采煤法的特点(图8-1)
急斜煤层采煤法的主要类型:
一、急斜煤层走向长壁采煤法
倒台阶采煤法(图8-2)
俯伪斜走向长壁采煤法(图8-3)
机采工艺走向长壁采煤法(图8-6、8-8、)
二、俯伪斜柔性掩护支架采煤法
  采煤系统(图8-9)
  柔性掩护支架结构(图8-10)
  回采工艺(图8-11、8-12、8-13、8-15、8-16)
  评价及适用条件
三、分层采煤法
水平分层采煤法与斜切分层采煤法(图8-24、8-25、8-26)
四、水平分段放顶煤采煤法
  综采放顶煤采煤法(图8-27、8-28)
  滑移支架放顶煤采煤法(图8-29)
五、仓储采煤法(图8-32)

第九章  柱式体系采煤法
    学习目的与要求:通过多媒体及教学录像片,使学生了解柱式体系采煤法的采煤工艺,柱式体系采煤法的特点,该采煤法的优缺点及应用。本章为了解性内容。
本章重点及难点:柱式体系的房式、房柱式采煤法的特点
    授课内容:柱式体系采煤法的间断、连续运输采煤工艺,柱式体系的房式、房柱式采煤法的特点,柱式体系采煤法的优缺点及应用。

第十章  采煤方法的选择及发展
学习目的与要求:掌握选择采煤方法的原则及影响因素,了解采煤方法工艺技术的发展,采煤方法的发展方向。
本章重点:选择采煤方法的影响因素
本章难点:选择采煤方法
授课内容:
一、选择采煤方法的原则及影响因素
选择采煤方法的原则:
生产安全、经济合理、煤炭采出率高
选择采煤方法的影响因素:
地质、技术装备、管理水平
二、采煤工艺技术的发展
  了解采煤工艺技术的发展
三、采煤方法的发展方向
  了解采煤方法的10个发展方向

第二篇  准备方式及采区设计
第十一章  准备方式的类型及其选择
    学习目的与要求:熟练掌握准备方式的涵义、类型及其选择应用。
本章重点:采区式准备
本章难点:石门盘区式准备
授课内容:
第一节 准备方式的概念及分类
 准备方式的概念:
准备巷道的布置方式即准备方式。
准备方式的分类(图11-2):
按煤层赋存条件——采区式准备、盘区式准备、带区式准备,概念。
按开采方式——上山采区式准备、下山采区式准备
按上山布置位置——单翼采区准备、双翼采区准备、跨多上山采区准备(图11-1)
按煤层群开采时的联系——单层准备、联合准备
 
第二节 采区式准备
一、煤层群单层准备方式(图11-3)
二、采区多煤层联合准备方式
      共用采区集中上山联合准备方式(图11-4、11-5)
      共用区段集中平巷联合准备方式(图5-1)
三、煤层群分组集中采区联合准备方式(图11-6);是否分组:看两组之间的联络巷道及附属巷道总量与一套上山工程量哪个多,另外,还有区段平皮带运输巷和石门架线运输巷之差。
采区式准备方式主要类型的特点:
煤层群单层准备方式:各煤层各自布置采区,采区石门贯穿若干采区。
采区多煤层联合准备方式:各煤层采用采区集中上山联合准备,区段石门或斜巷或溜煤眼贯穿各煤层并与采区集中上山联系,可共用或不共用区段集中平巷。
煤层群分组集中采区联合准备方式:是上述2者的结合,兼具2者特点。
四、示例
  开滦范各庄矿(图11-7)
  淮南新庄孜矿(图11-8)
五、缓斜、倾斜煤层采区式准备方式的选择
采区式准备方式的选择主要取决于层间距及采煤工艺类型。当层间距较大(如大于30m),各煤层采用各自布置采区的单层准备方式。当层间距较小(如小于20—30m),各煤层采用共用集中上山的联合准备,当层间距进一步减小(如小于10—15m),可进一步采用共用区段集中平巷的联合准备方式。当煤层群层间距大小不一时,相距较近的几层煤层可划为一组,采用分组集中采区联合准备方式。
     联合准备的主要特点:
技术发展趋势—采区准备单层化,特点:
六、急斜煤层采区式准备的特点。
看图11-9
在煤层内布置上山眼的缺点:运料、行人困难,溜煤,溜矸眼易堵,上山眼难维护,上山煤柱量大。
伪斜集中岩石上山比较合理。
适用:层数多,层间距不大(50~60),采区生产结合较大(>25~30万吨),常用,多煤层地质条件较多。

第三节 盘区式准备
 
盘区式准备方式的类型:
按开采煤层数目分: 单一煤层盘区和联合布置盘区。
按盘区主要巷道位置分:上山盘区、下山盘区、石门盘区
一、上(下)山盘区准备方式
上(下)山盘区单层准备方式
上山盘区集中上山联合准备方式(图11-10)
    二、石门盘区集中平巷联合准备方式
石门盘区集中平巷联合准备方式(图11-11、11-12、11-13)
石门与上山混合布置的准备方式(图11-14)
三、上山盘区与石门盘区的选择
 石门盘区主要优点:
1.石门盘区内水平运输,机车可进入,生产系统简化,运费低;
2.利于连续生产;
3.岩巷维护费低,利于降低煤损。
石门盘区主要缺点:
岩石工程量大,准备时间长。
选择:通过技术方案比较确定。

第四节 带区式准备
 
带区式准备方式的类型:相邻分带的带区式准备和多分带的带区式准备
一、相邻分带的带区式准备方式
单一倾斜长壁带区式准备(图6-1)
厚煤层倾斜分层集中巷带区式准备(图6-2)
二、多分带的带区式准备方式
  多分带的带区式准备方式(图11-15、11-16)
本章习题:
1、采区式准备方式的类型及应用。
2、盘曲式准备方式的类型及应用。
3、采区式和盘曲式准备的异同点及如何选择应用?
 
第十二章  煤层群的开采顺序
 
学习目的与要求:要求理解煤层群开采各煤层开采相互影响的基本规律,掌握缓倾斜及倾斜煤层群、急倾斜煤层群的开采顺序。
本章重点:缓倾斜的开采顺序
本章难点:煤层群开采各煤层开采相互影响的基本规律
授课内容:
第一节    缓斜及倾斜煤层群的开采顺序
 
一、煤层群开采各煤层开采相互影响的基本规律
上下层工作面超前关系(图12-1)
二、上行式开采的技术条件及判别方法
比值判别法(图12-2);
“三带”判别法(图12-3,12-4);
围岩平衡法(图12-5)。
三、采动影响的时空关系
采动上覆岩层移动特点(图12-6)
四、上行开采的技术措施及应用条件
 
第二节    急斜煤层群的开采顺序
 
一、    急斜煤层群上下煤层的相互影响
互相影响(图12-8)
二、    开采急斜煤层群采取得安全措施

第十三章  采(盘)区准备巷道布置及参数分析
 
学习目的与要求:要求学生熟练掌握煤层群区段集中平巷的布置方式、层间联系方式,采区上下山布置的特点、采区有关参数的确定。
本章重点:煤层群区段集中平巷的布置方式类型
本章难点:煤层群区段集中平巷的布置方式类型与层间联系方式
授课内容:
第一节煤层群区段集中平巷的布置及层间联系方式

     区段集中平巷的概念,作用和目的。
一、机轨分煤岩巷布置
布置位置(图13-1a、b)
区段集中平巷与区段平巷间联系方式
    石门、斜巷、溜煤立眼
区段集中平巷与采区上山间联系方式
    石门、斜巷、溜煤眼
二、机轨双岩巷布置
布置位置(图13-2a、b)
三、机轨合一岩巷布置
  倾斜煤层时布置位置(图13-3)
  缓斜煤层时布置位置(图13-4a、b)
四、机轨双煤巷布置
  布置位置(图13-5)
 
第二节 采区上(下)山布置
 
一、采区上下山位置选择
  煤层上山(图13-6),特点,改善维护状况的措施,适用条件。
  岩石上山(图13-7),特点,适用条件。
  岩石上山的层位与坡度:在煤层底板岩层中,但是含水层太近时不宜布置。与煤层倾角可以一致或不一致。
二、采区上山数目及其相对位置
采区上山数目(图13-7)
采区上山布置类型:
    一煤一岩(图13-7a)
    两岩或两半煤岩(图13-7b、c)
    两岩一煤(图13-7d)
    三岩(图13-7e)
采区上山相互位置关系:
    距离20—25m,高差0—3—5m;三岩时距离10—15m。
采区边界上山设置问题
    参见图5-10。
三、采区上山运输方式
运输上山:胶带机、刮板机、自溜、绞车
轨道上山:绞车串车
 
第三节 采区参数
 
一、采区斜长
采区斜长与阶段斜长一致,考虑区段斜长与数目,一般600—1000m。
二、采区走向长度
采区走向长度由下列因素制约:
    地质因素——构造(决定性作用)、三下区、顶底板、自燃性,
技术因素——区巷的运输、掘进、供电。
经济因素——长度引起掘、堆、运费的变化。(图13-8)
三、采区生产能力
采区生产能力取决于工作面生产能力、同采面数目、运输环节能力、通风等因素。
综60—100,普45—60,炮30—60万t/a.已取消备用工作面。
四、采区采出率及煤柱尺寸
采区采出率:厚煤层75﹪,中厚煤层80﹪,薄厚煤层85﹪,水采70﹪。
煤柱尺寸:
大巷煤柱、上下山煤柱、区段煤柱、边界煤柱、断层煤柱确定参见表13-2。

第十四章  采区车场
学习目的与要求:要求学生熟练掌握采区车场的定义与作用,轨道线路布置的基本概念,采区上、中、下部车场的类型与线路布置方式,了解采区硐室有关参数的确定方法,能够根据具体条件选择应用采区上、中、下部车场的类型与线路布置方式。
本章重点:采区上、中、下部车场的类型
本章难点:采区中、下部车场的线路布置方式
授课内容:
 采区车场的概念、分类(图14-1)
第一节 轨道线路布置的基本概念
     一、矿井轨道
1、轨道
轨道构成、轨型及选择(表14-1)
2、道岔
道岔构成(图14-2)、辙岔号码、道岔类别(单开、对称、渡线道岔)(图14-3)、道岔选择(表14-2)
二、轨道线路
1、轨距、轨中心距(表14-3)
2、曲线半径(表14-4)、弯道转角(图14-4)、外轨抬高、轨距加宽、弯道加宽(图14-5)
三、轨道线路联接计算
1、轨道线路平面联接
单开道岔非平行线路联接(图14-7)
单开道岔平行线路联接(图14-8)
对称道岔平行线路联接(图14-9)
线路平移(图14-10)
2、纵面线路竖曲线联接和坡度
纵面线路竖曲线联接(图14-11)
线路坡度:
坡度(图14-12)、等阻力坡度﹤流水坡度(3—5‰)﹤自滚坡度(7—11‰)
 
第二节  采区上部车场
 
一、采区上部车场形式选择
平车场:
  顺向平车场(图14-13a,并用多媒体课件动画演示调车方式)
  逆向平车场(图14-13b,并用多媒体课件动画演示调车方式)
甩车场:
  单侧甩车场(图14-14,并用多媒体课件动画演示调车方式)
转盘车场(图14-15,并用多媒体课件动画演示调车方式)
二、采区上部车场设计
顺向平车场(图14-16)
逆向平车场(图14-18)
顺向双轨平车场(图14-17)
 
第三节  采区中部车场
 
一、采区中部车场分类和布置方式
采区中部车场分类:
根据提升任务分:主提升甩车场、辅助提升甩车场
根据提升方式分:双钩提升甩车场、单钩提升甩车场
按甩车方式分:单钩单侧甩车场(图14-19)、单钩双侧甩车场(图14-20动画演示调车方式)
按甩入地点分:
甩入绕道式车场(图14-19,并用多媒体课件动画演示调车方式)
甩入石门式车场(图14-21,并用多媒体课件动画演示调车方式)
甩入平巷式车场(图14-20,并用多媒体课件动画演示调车方式)
采区中部车场线路组成和布置方式:
  斜面线路:甩车道岔、分车道岔
  竖面线路:高、低道竖曲线
  平面线路:高、低道车线(空、重车线)
二、斜面线路联接计算
回转方式:
  一次回转方式、二次回转方式(表14-7)
  层面回转角、平面回转角、伪倾斜角(图14-24)
  提升牵引角θ(图14-23)
斜面线路参数计算及平面图(表14-8、图14-22)
纵面图标高计算(图14-25)
 
第四节  采区下部车场
 
一、采区下部车场基本形式
采区下部车场由装煤车场及辅助提升车场组合而成。
二、装煤车场
大巷装车式:通过式、尽头式(图14-26)
石门装车式:一个装车点、多个装车点(图14-33、14-34、14-35)
绕道装车式:单向绕道、双向绕道、环形绕道(图1-9)
三、辅助提升车场
车场出口方向:朝向井底车场方向、背向井底车场方向(图14-29)
车场形式:底板绕道、顶板绕道(图14-27、14-28)
辅助提升车场形式选择(表14-9)
线路设计:
  起坡点位置:
    顶板绕道时(图14-30a)
底板绕道时(图14-30b修改图文中错误)
线路设计:
    顶板绕道时(图14-31修改图文中错误)
底板绕道时(图14-32修改图文中错误)
 
第五节  采区硐室
采区煤仓:形式、煤仓容量计算确定方法
采区变电所:形式、参数确定方法
采区绞车房:形式、参数确定方法

第六节 其它辅助运输方式的车场及轨道线路连接特点
一、单轨吊车 (图14-46)
基本特征
1)以特殊工字钢为轨道悬吊单轨吊车连续运行
2)牵引动力 - 钢丝绳牵引、柴油机车、蓄电池机车。
 无极绳钢丝绳牵引- =1825,运距2000m,载重69t,
3)轨道:I  140  E型工字钢。
二、卡轨车
三、齿轨机车
四、无轨胶轮
1)不需轨道,转载少;
2)柴油机或蓄电池作动力;
3)重载爬坡可达12,空载可达30。

第十五章  采区设计的程序和步骤
学习目的与要求: 要求学生了解采区设计的依据、程序、步骤和内容。
本章重点:以自学为主,了解采区设计的内容
本章难点:无
    学习知识点:采区设计的依据、程序、步骤和内容。

第十六章 井田开拓的基本概念
学习目的与要求:要求学生掌握煤田划分为井田、矿井生产能力与服务年限、开拓方式的概念与分类。
本章重点:矿井生产能力与服务年限确定
本章难点:无
授课内容:煤田划分为井田的主要影响因素,矿井生产能力与服务年限、储量备用系数的合理确定,开拓方式的概念与分类确定的原则。

第一节  煤田划分为井田
一、煤田划分为井田的原则
井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与A相适应。
合理规划、处理与邻井的关系。
井田合理尺寸、利用自然条件划分井田(图16-1)、人为合理划分井田。
二、井田划分方法
垂直划分、水平划分、按煤组划分、按地质构造划分(图16-2、16-3、16-4)。
 
第二节 矿井储量、生产能力和服务年限 
一、矿井储量
矿井地质储量:包括能利用储量(平衡表内储量A+B+C+D)、尚难利用储量(平衡表外储量)。
能利用储量:包括工业储量(A+B+C)、远景储量(D)。
工业储量:包括矿井设计储量(Zs)、永久煤柱损失。
矿井设计储量:包括矿井设计可采储量(Zk)、工广等煤柱损失(P)与采区损失(1-C)。
永久煤柱损失:设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、已有的建筑物保护煤柱。
工广等煤柱损失(P):工业广场、井下主要大巷、上下山等保护煤柱量。
采区采出率C:厚煤层75﹪,中厚煤层80﹪,薄厚煤层85﹪,水采70﹪
矿井设计可采储量
Zk=(Zs- P)C 
二、矿井生产能力(A)与服务年限(T)
T= Zk/(A×K)
储量备用系数K:地质条件简单时取1.3,地质条件复杂时取1.5。
矿井生产能力与服务年限关系(表16-1、16-2、16-3)
  
第三节 矿井开拓方式的概念及分类 
一、矿井开拓方式分类
按井筒形式分为:立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓
按开采水平数目分为:单水平开拓、多水平开拓
按准备方式分为:上山式开采、上下山式开采、混合式开采
按开采水平大巷布置方式分为:分煤层大巷、分组集中大巷、集中大巷
我国常用开拓方式分类见图16-5、16-6。
二、矿井开拓主要解决的问题
(1)确定井筒形式、数目、工业广场位置
(2)确定开采水平数目、位置
(3)布置大巷及井底车场
(4)设计开拓延伸方式。

第十七章  井田开拓方式
学习目的与要求:要求学生熟练掌握各种开拓方式的类型、优缺点与适用条件。
本章重点:开拓方式的类型
本章难点:开拓方式的优、缺点
授课内容:立井、斜井、平硐、综合、分区域开拓方式的特征、类型、优缺点与适用条件。

第一节 立井开拓 
一、立井开拓开掘顺序(图17-1、17-2 )
二、矿井生产系统:
运煤、通风、运料系统(图17-1 )
三、立井开拓的准备方式
可以是采区式准备、盘区式准备、带区式准备其中之一。
立井井筒装备(表17-1)
     主井:箕斗
     副井:罐笼
箕斗井兼作回风井,按《煤安程》规定。
立井开拓示列(图17-1);立井多水平上山式开拓
1.  井田内的划分:倾斜、二个煤层、赋采。奥灰水。
2.  采区准备方式。
运煤、矸石、材料等生产系统、排水系统。
第二节 斜井开拓 
一、集中斜井开拓
开掘顺序(图17-3)
矿井生产系统:运煤、通风、运料系统(图17-3)
斜井开拓的准备方式:可以是采区式准备、盘区式准备、带区式准备其中之一。
二、片盘斜井开拓
开掘顺序(图17-4)
矿井生产系统:运煤、通风、运料系统(图17-4)
三、斜井提升方式
主井:胶带机、箕斗、绞车串车、无极绳,各有角度限制
副井:绞车串车
四、斜井类型
沿煤层斜井(图17-4)
沿煤层底板斜井(图17-3)
顶板顺向穿层斜井
顶板反斜井(图17-6)
底板穿层斜井(图17-5)
折返式斜井等
五、斜井开拓优缺点
六、倾斜井单水平开拓
七、斜井多水平上山式开拓(图17-3)
1.  开采条件及井田内划分
2.  井巷开掘顺序
3.  生产系统
4.通风方式
第三节  平硐开拓 
 一、垂直走向平硐
开掘顺序(图17-7)。
矿井生产系统:运煤、通风、运料系统(图17-7)。
适用条件。
二、走向平硐
开掘顺序(图17-8)
矿井生产系统:运煤、通风、运料系统(图17-8 )
适用条件。
三、阶梯平硐
布置方式特点(图17-9)。
适用条件。
第四节 井筒形式分析及选择 
本节介绍立井、斜井、平硐开拓方式的优缺点与适用条件。
一、平硐开拓方式的优缺点与适用条件 
二、斜井开拓方式的优缺点与适用条件
斜井开拓方式的优点:
(1)井筒掘进技术和施工设备简单,掘进速度快,井筒装备、井底车场简单,无需大
型提升设备,初期投资少,建井期短
(2)斜井石门长度短,石门掘进工程量小,沿石门运输工程量小
(3)斜井延伸方式简单、方便,对生产干扰少
(4)强力胶带输送机的应用扩大了斜井应用的范围。
斜井开拓方式的缺点:
(1)斜井比立井长的多
(2)斜井井筒维护费用高
(3)斜井提升速度小、能力低、钢绳磨损大、提升费用较大
(4)井筒中管线长
(5)斜井井筒风路长、断面较小、通风阻力较大
(6)斜井井筒通过流沙层困难
斜井开拓方式的适用条件:
  煤层埋藏不深、表土层不厚、水文地质条件简单、斜井井筒不需要特殊施工法的缓斜和倾斜煤层。
三、立井开拓方式的优缺点与适用条件
立井开拓方式的优缺点及适用条件与斜井开拓方式是相反的。
 
第五节 综合开拓 
综合开拓方式的类型很多,如主斜井—副立井综合开拓(图17-10)、主平硐—副立井综合开拓(图17-11)、前期平硐后期立井综合开拓(图17-12)等。以主斜井—副立井综合开拓方式为例介绍综合开拓方式的特点。
主斜井—副立井综合开拓方式的优越性:
(1)主斜井井筒掘进技术和施工设备简单,掘进速度快;
(2)副立井断面大,通风阻力小,通风能力强,辅助提升能力强,管线用量少;
(3)主斜井延伸方式简单、方便,对生产干扰少;
(4)主斜井强力胶带输送机生产能力大,其应用扩大了斜井应用的范围。
主斜井—副立井综合开拓方式存在的缺陷:
(1)主斜井比立井长的多;
(2)主斜井井筒维护费用高;
(3)主斜井井筒通过流沙层困难;
(4)主斜井、副立井井口若在一起,则井底位置分散,不便于联系;主斜井、副立井井底若在一起,则井口位置分散,需建两个工业广场留两个保护煤柱,煤柱损失大。            
主斜井—副立井综合开拓方式的适用条件:
大型或特大型矿井、水文地质条件比较简单、主斜井井筒不需要特殊施工法的缓斜和倾斜煤层。
 
第六节 多井筒分区式开拓 
本节需了解多井筒分区式开拓方式的特点(图17-13)。
  

第十八章  井田开拓巷道布置 
学习目的与要求:通过本章学习,要求学生熟练掌握开采水平的划分,上下山开采、辅助水平的应用,开采水平大巷的布置,井筒位置的确定,矿井通风方式的确定,能够根据具体条件选择确定合理的矿井开采水平、辅助水平、开采水平大巷、井筒位置与矿井通风方式。
本章重点:开采水平大巷的布置,井筒位置的确定,矿井通风方式的确定
本章难点:开采水平的划分、辅助水平的应用
授课内容:开采水平的划分,上下山开采、辅助水平的应用,开采水平大巷的布置,井筒位置的确定,矿井通风方式类型与适用条件。


第一节 开采水平的划分及上下山开采 
一、开采水平的合理垂高
1、应具有合理的阶段斜长:考虑运煤、辅助运输、行人条件
2、应具有合理的区段数目:倾斜≥3—5,倾、急倾≥2—3
3、应有利于采区的正常接替  时间,工程量
4、要保证开采水平合理服务年限及储量
延伸一个新水平3—5a,过度期2—3a,故水平接替时间5—8a
Ts= Zs/(.A·K)
5、经济上有利
提出方案,技经比较,表18-1  矿井阶段(水平)垂高。
二、下山开采的应用
1、上下山开采的比较(图18-1)
上山开采时,煤向下运输容易、费用低,但是有折返运输,井下涌水可以自流,通风路线短、漏风小;
下山开采时,煤向上运输较难、费用高,但是没有折返运输,井下涌水需要用水泵排到大巷,通风路线长、漏风大。
下山开采主要优点是可以充分利用原有开采水平的井巷设施,节约开拓工程量和基建投资,延长水平服务年限,缓和接替关系。
2、下山开采的应用条件
倾角小于16的缓斜煤层,瓦斯及水的涌出量不大;井田深部受到自然条件限制,储量不多的局部地区;多水平开采时,为了缓和接替关系而临时采用。
三、辅助水平的应用条件
阶段斜长局部过大的地区(图18-2);多水平上下山开采时,临时采用解决上水平下山开采辅助运输及排水问题(图18-3);近水平煤层主采煤层之外的煤层,可以设置辅助水平。
   
第二节 开采水平大巷的布置 
一、对大巷布置的要求
大巷的运输方式和设备:矿车或胶带机(表18-1)。
大巷的断面和支护:大巷的断面应满足运输、通风、行人、管线敷设要求;支护采用锚喷或砌碹。
大巷的方向和坡度:矿车运输要求平,胶带机运输要求直或分段取直;一般流水坡度。
二、开采水平大巷的布置方式
分煤层大巷和主要石门(溜井)联系的布置(图18-4、18-5)
集中大巷和采区石门联系的布置(图18-6)
分组集中大巷和主要石门联系的布置(图18-7)
主要根据煤层间距或煤层组间距来选择开采水平大巷的布置方式(图18-8)。
三、运输大巷位置的选择确定
煤层大巷、岩石大巷(图18-9)
四、回风大巷的布置
   与开采水平大巷的布置要求相同,但是可以根据不同标高分段布置。
1.  设计在阶段上部,岩石或煤层
2.  设在防水煤柱内。
3.  标高一致。
4.  近水平煤层,条带开采时(或盘区时)与大巷并列布置。
分采区通风时,不设回风大巷。
 
第三节 井筒位置的确定 
一、对井下开采合理的井筒位置
井筒一般设在沿井田走向的中央
井筒沿井田倾斜方向的位置(图18-10、18-11)
二、对井筒掘进与维护有利的井筒位置
井筒掘进通过的岩层及表土应具有较好的水文、围岩地质条件,尽量不通过流沙层。
三、便于地面布置工业广场的井筒位置
工业广场场地足够,具有较好的水文、工程地质条件,便于供电与运输,井筒位置高于最高洪水位,平整工业场地工程量小等。
四、风井布置与矿井通风方式
中央并列式通风方式(图18-12)
中央边界式通风方式(中央分列式)(图18-13)
对角式通风方式(图18-14)
分采区式通风方式(图18-15)
分区域式通风方式(图17-13)

第十九章  井底车场
学习目的与要求:通过学习,要求学生了解井底车场的组成、调车方式与线路布置、井底车场硐室,掌握井底车场的不同形式及其正确选择应用。
本章重点:井底车场的不同形式
本章难点:井底车场的调车方式与线路布置
授课内容:井底车场的组成部分、调车方式、线路布置、井底车场硐室,固定式矿车、底卸式矿车、斜井、小型矿井等井底车场的类型及其选择时要考虑的影响因素。


第一节 井底车场调车方式与线路布置 
井底车场的组成包括巷道及硐室(图19-1)。
一、井底车场调车方式
顶推调车、专用机车调车、甩车调车、顶推拉调车(图19-1)
井底车场的构成:巷道线路、硐室、
存车线——主井、副井空、重车线、材料车线。
行车线——绕道回车线、调车线。
主井硐室——翻笼(或卸载坑)、煤仓、箕斗装载室、清理井底撤煤斜巷。
副井硐室——中变、水泵室、人车场、充电室等。
二、井底车场线路平面布置及存车线长度
井底车场线路平面布置及存车线长度见图19-2、表19-1。
三、井底车场线路坡度
井底车场线路坡度见表19-2。
 
第二节 井底车场形式及其选择 
井底车场可分为环形式、折返式两大类,固定式矿车运煤时,两大类都可用,底卸式矿车运煤时,一般为折返式井底车场。
一、固定式矿车运煤时井底车场形式
1、环形式井底车场
立井环形式井底车场
卧式(图19-3)
斜式(图19-4)
立式(图19-5)
刀式(图19-1)
斜井环形式井底车场(图19-6)  
2、折返式井底车场
立井折返式井底车场
梭式车场(图19-7)
尽头式车场(图19-8、图19-9)
斜井折返式井底车场(图19-10)
二、底卸式矿车运煤时井底车场
底卸式矿车卸煤原理(图19-11)
尽头式车场(图19-12a、b、c)
梭式车场(图19-12d、19-13)
三、小型矿井井底车场形式
1、小型立井井底车场形式
环形式(图19-14)
折返式
梭式车场(图19-15a)
尽头式车场(图19-15b)
2、小型斜井井底车场形式
甩车场(图19-16)
平车场(图19-17、19-18)
四、大巷胶带机运煤的井底车场
大巷胶带机运煤的井底车场(图19-19)
五、井底车场形式选择的影响因素
井田开拓方式
大巷运煤方式
地面布置及生产系统
分运分提要求
 
第三节 井底车场硐室 
了解井底车场硐室的内容(图19-1):
主井系统车场硐室
副井系统车场硐室
其它硐室

第二十章  矿井开拓延深与技术改造
学习目的与要求:通过学习,要求学生了解矿井的采掘关系、矿井开拓延深方案与技术改造内容,能够正确选择矿井开拓延深方案与技术改造方式。
本章重点:矿井开拓延深方案与技术改造内容
本章难点:矿井开拓延深方案的正确选择
授课内容:矿井的采掘接替计划,不同的矿井开拓延深方案、选择原则与要求,技术改造内容与意义。

第二十一章  矿井开采设计
学习目的与要求:通过学习,要求学生了解矿井开采设计的程序与内容、矿井开采设计方法及评价准则,掌握方案比较法的内容、步骤与注意事项,能够正确应用方案比较法进行矿井开采设计。
本章重点:方案比较法的内容、步骤
本章难点:正确应用方案比较法进行矿井开采设计
授课内容:矿井开采设计的程序与内容,矿井开采设计方法及评价准则,方案比较法的内容、步骤与注意事项。

第一节 矿井开采设计的程序与内容
地勘、矿井设计和建井施工是采矿工业基建战线三个重要组成部分。
一、矿井设计的依据
设计任务书:包括十点主要内容,具有法律性,不能自行修改,是编制设计文件的主要依据。
精查地质报告(表21-1):是矿井设计的基本资料,井田精查地质报告的主要内容为矿井初步设计提供可靠的地质资料,其成果要满足选择井筒、大巷位置,划分阶段或盘区的需要。
国家方针、政策、规程、规范:《煤炭工业技术政策》《矿井设计规范》《煤矿安全规程》《环境保护法》等
经过批准的上阶段设计确定的原则。
二、矿井设计的程序:矿井设计程序就是矿设工作阶段开展工作的顺序。矿设分为以下几个设计阶段:
矿井可行性研究:了解矿井可行性研究的含义、国内外可行性研究的情况;了解可行性研究的内容;了解可行性研究报告的章节内容;掌握可行性研究技术评价方法。
矿区开发可行性研究:
矿区总体设计:了解矿区总体设计内容、作用
注意如下几个问题:
1.  井型与服务年限有大型化趋势
2.  重视矿区总体布置
3.   查明煤炭资源与水源
4.  全面安排个项建设项目
矿井初步设计:施工图设计
三、 矿井初步设计内容:
1)   矿井初步设计文件包括:
(1)矿井初步设计说明书
(2)主要机电设备和器材目录
(3)初步设计概算书
(4)初步设计三材请册和附图
2)   采矿专业主要设计内容
开拓设计:核定井田境界、储量计算;矿井设计生产及服务年限;井田开拓方式;井底车场、大巷及设备选型等。
 
第二节 矿井开采设计方法及评价准则 
一、矿井开采设计方法
矿井开采设计方法一般采用方案比较法。方案比较法是确定矿井开采设计方案的方法之一,是一种优化方法。
实质:在进行矿井设或其他工程设计时,由已知条件经分析列出在技术上可行的若干方案,进行具体的准确的经济比较和技术分析,从中选出相对最优(技术上最优、经济上最合理、安全上最可靠)的一种方案的设计方法。
方案比较法比较的主要项目和内容:
(1)工程量:井巷工程量、地面建筑工程量、机电设备安装工程量、其它工程量
(2)基建投资:井巷、地面建筑、机电设备安装、其它工程量的费用
(3)生产经营费用:巷道维护费、运输费、提升费、通风费、排水费等
(4)基建工期等。
方案比较法比较的步骤:
1.   明确设计的内容、性质、要求、要达到的目标(参数)或额定指标
2.   熟悉要解决的总体或局部课题的内部、外部条件,如井田地质、地形条件、交通、与邻井关系、与其他企业关系、采矿技术条件
3.   依设计的目标与内容,深入细致分析后,提出若干技术上可行的方案
4.   进行技术经济分析,选出2-3个较优方案,否定容易鉴别的不合理方案(若不明显判定优势,可先经济比较)
5.   详细经济比较
1)        基建费及设备费:井巷掘进费,建筑物修建费,大型设备费
2)        营运费
6.   综合技术、经济比较结果,确定合理的矿井开拓方案
7.   并对该方案作出详细的文字说明,绘相关图纸
综合分析评价,权衡各方案利弊,抓住关键问题,选择技术上合理、经济效益高的方案。
方案比较法注意事项:
1.  提出可行方案和技术分析是方案比较法的基础和重要步骤,应不遗漏方案
2.  只考虑重要项目的费用
3.  相同费用可不比较
4.  营运费单价选取应可靠。准确。
5.  大方案比较之前,可先把相同类型的局部方案比较
6.  基建费与生产经营费分别列出
7.  各方案基建工期分别计算比较
8.  各方案费用差别以百分比表示,总费用最小方案为100%
9.  两方案费用差额<10%时,认为经济上相等
10.最终综合评价时,正确估计各影响因素在研究方案中的重要程度(可用专家评议法确定),择优选用
二、评价准则
经济评价方法也是矿井开采设计的最优化准则。
(1)总算法:就是把各方案的基建费与营运费相加作为方案的总费用,根据其多少来评价方案的优势
     C=P+CaQT万元
式中C——总算费用,在服务年限内,基投与生经费之和。
      P——基建投资,万元
      Ca——吨煤营运费用(吨煤成本)元/t
      Q——年生产能力,万t
      T——矿井服务年限
该方法未考虑资金的时间价值。
以费用最低为最优方案(常用方法)
(2)投资回收期法(返本期法)
在不计利息的条件下,两方案的投资差额用生产经营每年所节省的经营费(年运行成本)去补偿的时间,即用节约的经营费来回收投资的年限(返本期),这种评价方案经济效果的方法叫投资回收期法。
T=(K1-K2)/(C2-C1)=ΔK/ΔC
E=1/T
式中T——投资回收期,a
    K1、K2——第1、2方案的投资总额
    C1、C2——第1、2方案的年成本总额
ΔK——两方案的投资差额
ΔC——两方案的年成本差额
E——投资效果系数

文档信息
  • 文档上传人:admin
  • 文档格式:Doc
  • 上传日期:2015年01月03日
  • 文档星级:★★★★★
  • 需要煤安币:5个
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