东北大学 采煤学由唐又驰主文讲

 

 

 

一、教学目的及基本要求

 

1 、目的

 

通过毕业设计要达到下列之目的：

 

⑴ 系统的综合的运用和巩固所学的知识；

 

⑵ 掌握矿井设计的方法、步骤和内容；

 

⑶ 学习、贯彻党和国家的有关方针、政策；

 

⑷ 培养实事求是、理论联系实际的工作作风和严谨的科学态度；

 

⑸ 培养学生有初步科学研究的能力；

 

⑹ 提高编写技术文件和运算的能力

 

⑺ 提高计算机应用能力。

 

2 、基本要求

 

毕业设计是采矿工程专业全部教学中最后一项实践性的教学环节。是在学完全部课程和实习的基础上，通过矿井设计等形式把学到的知识融汇贯通起来的综合性的学习过程。以毕业设计作为主要的结业方式，可为生产一线采矿工程师的全面的基本训练，而且对提高学生质量亦有重要意义。

 

毕业设计和毕业答辩是完整的教学过程，要按教学计划进行，但就毕业设计来说，其具体题目、进程及内容增减，应在统一的毕业设计大纲基础上，根据技术发展和教学实际，每届可有所不同和改进，要由应届指导教师小组集体认真的审定。

 

二、设计内容及安排

 

1 、任务

 

在毕业设计过程中要完成说明书和图纸两项任务

 

1 ）、编写毕业设计说明书一份；

 

说明用计算机输出， 打印内容用小 4 号字， 1.5 倍行距， A4 纸，上、下、左边距各 2.5 厘米 ，右 2 厘米 ；页眉 1.5 厘米 ，页脚 1.75 厘米 。

 

2 ）、 说明书 结构及要求

 

（ 1 ）封面：封面包括：教学单位 、 专业、班级、学生姓名、学号、指导教师时间 ( 年、月、日 ) ；

 

（ 2 ）扉页；

 

（ 3 ）摘要：

 

用 300 字左右概述你选择设计题目的特点，重点概述你所设计的方案的创新点，采用的分析、设计方法，得出的结论等。

 

（ 4 ）英文翻译：将摘要翻译成英文；（成人学生不要求）

 

（ 5 ）目录：目录要层次清晰，要给出标题及页次；

 

（ 6 ）正文：正文应按目录编排的章节依次撰写，要求论述清楚，文字通顺，图表规范，书写整洁，字数一般要求为 5 0 ～ 8 0 页 左右。

 

（ 7 ）参考文献：列出参考文献 ( 包括书、期刊、报告等 ) 。

 

2 、 图纸部分。

 

1 ）、 采区巷道布置图

 

平面图（ (1:1000 或 1:2000) 、剖面图（ (1:1000 或 1: 2000) 。

 

2 ）采煤方法图

 

3 、 毕业设计说明书的内容和要求

 

1 ）、毕业设计说明书的内容

 

第一章 矿井基本情况

 

§ 1 井田及其附近的地质特征

 

井田的地层层位关系，地质构造，煤层及地层特征、煤层的总数及可采层数。表土层及风化带的深度。井田内的煤层及其埋藏条件，走向、倾向倾角；可采煤层的厚度及层间距；各煤层的性质，各煤层顶底板岩石的性质。煤层含瓦斯性、自燃性及含水性。

 

井田中的地质变动，最主要的矿脉形式——断层、褶曲、火成岩侵人等，区域变质及侵入变质的程度，它们的分布及位置。

 

§ 2 矿井开拓方式

 

井筒形式、水平划分、开采水平的布置、大巷布置方式、运输方式、通风方式及通风系统。

 

第二章 设计采区境界及储量

 

§ 1 采区境界、地质概况及矿层特征

 

叙述采区走向边界及倾斜方向上的边界，边界的方位及标高，采区走向及倾向尺寸、采区的面积，边界煤柱的留法及尺寸。煤层的赋存条件、地质构造、瓦斯、含水性、发火期等，煤层顶底板岩石性质。

 

邻近采区情况以及与本采区的关系。

 

论述所定边界的合理性。

 

§ 2 采区的储量

 

采区的工业储量、地质损失、永久煤柱损失量。

 

采区可采储量及开采损失量。

 

第三章 采区生产能力及服务年限

 

论述采区生产能力的合理性，计算采区服务年限。

 

第四章 采准巷道布置

 

§ 1 采区形式、采区上（下）山的数目、位置及用途

 

§ 2 采区区段的划分、区段平巷的布置方式、层间或分层间的联系方式

 

§ 3 采区车场及桐室（选择型式，不作计算）

 

采区上、中、下部车场的形式、线路布置及调车方式。

 

采区各硐室（绞车房、变电所、煤仓）的位置、尺寸、断面形式及支护方式。§ 4 采准系统、通风系统、运输系统（煤、料等）、充填排水系统及灌浆系统等

 

§ 5 采区开采顺序

 

区段间、煤层间、分层间的开采顺序。

 

§ 6 采区巷道断面尺寸、支护方式、采区准备工程量（附采准工程量表）

 

§ 7 采区的巷道掘进率、采区回采率

 

第五章 采煤方法

 

§ 1 采煤方法的选择

 

选择各煤层的采矿方法，对重点设计煤层的采煤方法说明选择的依据。

 

§ 2 概述重点设计层的煤层赋存条件、煤层结构及围岩情况

 

§ 3 工作面长度的确定

 

按通风条件，落矿机械能力，运输机能力等校验工作面长度的合理性。

 

§ 4 落矿机械的选择及回采工艺方式的确定

 

工作面采、支运的设备选型。

 

爆破说明书，支架说明书。

 

顶板管理方法，控顶距，放顶步距，放顶方式，所用机械及方法。附三图三表。（画大图）

 

§ 5 循环方式的选择及循环图表的编制

 

循环图表、工人出勤表、机电设备表、技术经济指标表的计算与绘制。

 

第六章 采区运输与提升（仅选出设备型式，不要求计算）

 

运输平巷运输设备的类型及数量

 

回风平巷运输设备的类型及数量。

 

采区上山运输设备的类型、规格及能力（运输上山及轨道上山）。

 

第七章 采区技术经济指标

 

§ 1 采区人员编制。

 

1 、 工作面工人；

 

2 、 其他工人；

 

3 、 管理人员；

 

§ 2 劳动生产率

 

1 、工作面 直接工效；

 

2 、采区生产工人 工效；

 

§ 3 成本

 

1 、 工作面直接成本；

 

2 、 采区成本；

 

§ 4 采区技术经济指标

 

1 、可采煤层数及可采煤层总厚度：

 

2 、采区境界、走向、倾向、面积；

 

3 、采区储量：工业储量、可采储量；

 

4 、生产能力及服务年限；

 

5 、 采准巷道布置方式；

 

6 、采区上山数目

 

7 、 采煤方法；

 

8 、 顶板管理方法；'

 

9 、 机械化程度；

 

10 、 工作面长度及同时生产工作面数目；

 

11 、 同时生产的采区数目；

 

12 、 工作面年推进度；

 

13 、 掘进率、掘进出煤率；

 

14 、 采区回采率；

 

15 、 效率（工作面直接工效、采区工效）；

 

16 、 成本（工作面直接成本、采区成本）

 

2 ）、设计要求

 

1 、 说明书要文图表并茂

 

语言要简洁，论证要在理，结论要明确，制表要清晰，插图要美，提倡用微机打印；

 

2 、设计内容中，至少要有一处用较为详细的技术经济比较或计算；

 

3 、 对设计图的要求

 

设计图的比例要适中，布局要合理、整洁、正确、美观，手工或按 CAD 绘图规定画图。

 

采区巷道布置平面图

 

a. 图框、图名、标题栏；

 

b. 坐标网格、坐标值、指北针；

 

c. 主要勘探线、主要钻孔及标号；

 

d. 地质构造符号；

 

e. 井巷道名称、底板等高线（ xx 煤层）；

 

f. 采区境界、煤柱线、采止线及区段的界线；

 

g. 投产（或达产）时已完成的巷道画实线，未完成的巷道画虚线；

 

h. 投产（或达产）时工作面位置、工作面推进方向；

 

i. 各系统的箭头图（煤、矸石、料、风）；

 

g. 掘进头位置、巷道坡度及方向；

 

k. 比例尺： 1:1000 、 1:2000 。

 

采区巷道布置剖面图

 

在运输上山位置作剖面。

 

a. 采区上、下山界线。

 

b. 采区内的标高线、区段的标高位置；

 

c. 巷道及硐室的名称、倾斜巷道的倾斜角度；

 

d. 煤柱界线；

 

e. 比例尺： 1.1000 、 1:2000 。

 

采煤方法图——工作面布置平面图（在说明书中的插图）

 

a. 工作面支护方式；

 

b. 回采巷道超前工作面加强支护范围；

 

c. 机头、机尾支护方式；

 

d. 沿空留巷时巷旁支护方式、支护宽度。

 

⑦采煤方法图——工作面布置倾斜剖面图（在说明书中的插图）

 

a. 工作面长度、工作面（煤层）倾角；

 

b. 上、下顺槽断面形式及其与工作面连接；

 

c. 端头支护形式、工作面支护结构形式、柱距；

 

d. 工作面运输机头、机尾的位置，与平巷运输机搭接方式。

 

⑧采煤方法图——工作面布置走向剖面图（在说明书中的插图）

 

a. 工作面最大、最小控顶距和支架排距；

 

b. 梁端到矿壁的距离，运输机到矿壁的距离；

 

c. 工作面高度及伪顶、直接顶厚度；

 

d. 设备类型规格尺寸按比例绘制。

 

4 、时间安排

 

第一周，下达设计题目、设计煤层的底板等高线图绘制、放大或缩小图纸，选题报告；

 

第二周 , 第一章 ～第三章内容 ；

 

第三 ～五 周， 第四章内容 ；

 

第六 ～ 八周，第五 章内容 ；

 

第九周， 第六章、 第七章内容；

 

第十 ～十一 周，设计说明书的撰写、输出、图纸的输出，提交毕业设计说明书和图纸。

 

第十二周答辩。

 

三、考核方法及成绩评定

 

学生提交毕业设计后，按答辩委员会的要求参加答辩，毕业设计成绩按优秀、良好、中等、及格、不及格五级评定标准进行评定。

 

学生旷课、事、病假累计天数超过设计时间三分之一者，不予评定成绩，以不及格论。

 

采矿工程专业实习大纲

 

一、实习目的

 

1. 巩固、加深和扩大所学的理论知识，使理论更好的结合实际，通过参观和实习，对矿井各生产环节建立全面的系统的概念，补充理论教学的不足；

 

2. 使学生熟悉并掌握回采工艺方法及劳动组织管理，初步掌握生产的组织管理和技术管理工作；

 

3. 为毕业设计收集有关资料，同时获得经济组织与计划，矿井通风、安全等方面的技术经济指标；

 

4. 了解矿 井生产技术、组织管理、设计等方面所存在的问题，收集第一手资料。

 

 

 

二、实习方式

 

1. 到生产矿井进行参观和调查，聘请有关人员讲授矿井的地质、开拓、开采、工艺、矿井管理等内容；

 

2. 在实习地点， 收集毕业设计所需资料，如矿井精查地质报告、煤层底版等高线图；

 

3. 仔细了解和分析采煤方法的诸要素、采区巷道布置，通风、运输系统及设备。顶板管理方法、采矿机械化工艺程序等，收集并掌握一些组织上和技术上的成熟经验；

 

4. 详细了解井田的地质资料，全矿井的开拓布局，全矿井的生产系统和各环节的主要机 械设备，并调查研究矿井生产中的有关问题。

 

 

 

三、实习内容

 

1. 全矿性了解

 

本阶段主要内容是通过听报告方式进行。

 

全矿性了解的内容包括：

 

1) 矿区的概况及地质特征，矿床赋存条件、井田的勘探程度等；

 

2) 矿井的开拓方式及生产系统

 

（ 1 ）井田的范围、境界尺寸及面积，工业储量、矿井设计储量、矿井设计可采储量；

 

（ 2 ）矿井年产量、服务年限及工作制度等；

 

（ 3 ）井筒的形式、用途、数目及位置，井筒相互位置关系；

 

（ 4 ）井田的划分方式、主要参数，阶段高度、采区要素等；

 

（ 5 ）煤层的分组或集中方式，集中大巷的数目及位置；

 

（ 6 ）井底车场的形式、调车方式、通过能力、主要硐室的布置；

 

（ 7 ）井田的开采顺序、采区的形式及其划分；

 

（ 8 ）矿井的通风方式、通风系统、通风设备及设施；

 

（ 9 ）矿井的运输系统、设备的类型、规格及数量；

 

（ 10 ）地面生产系统及主要设备。

 

以上各点均应进行分析研究，其决定的依据与合理性以及存在的问题，特别是相互之间的关系必须熟练的掌握。

 

在研究井田开拓问题时，必须掌握其他各环节对矿井生产的影响，逐步树立矿井生产的总体概念。

 

设计所需的原始资料及开拓部分资料，应在此阶段基本收集完备。

 

3) 采区巷道布置和回采工作

 

在本 阶段应注意采区设计、作业规程及先进经验等资料，本部分实习及应收集的资料，详细的要求如下：

 

(1) 实习（或设计）采区在矿井中的位置，邻近采区情况（已采、未采、水、火区等），矿层的赋存条件、地质构造、矿物质量等；

 

(2) 采区的范围（沿走向、倾斜的尺寸），划分的依据，使用的采矿方法，采区的生产能力和采区服务年限；

 

(3) 生产系统及采区要素

 

①采区的巷道布置、准备程序、掘进机械化程度、掘进速度等；

 

②分段及工作面数目，矿柱尺寸决定的依据；

 

③工作面的回采顺序，同时生产工作面数目，工作面的超前距离（上下层间、上下分段间）；

 

④采区巷道的规格、维护方法；

 

⑤采区车场、储矿仓及其它硐室的形式、位置及规格尺寸，调车及装车方法、通过能力；

 

⑥采区的运输系统及设备；

 

⑦采区内的通风系统及设施。

 

（ 4 ）回采工艺及劳动组织

 

① 落煤方式：爆破法时要了解炮眼布置方式、钻眼机械的型号及性能，装药方法、炸药性质、药包规格，每孔装药量、引爆方法及放炮次序，机械开采时要了解进刀深度，机械型号、工作进程、工作能力、工作停顿的原因及分析；

 

② 装煤方式：用爆破法装煤时采取的措施、装载率，机械装载时装载率，提高装载率的措施；

 

③ 工作面运矿方式、运输机械的规格、能力、运输机发生故障的原因及预防措施，移置运输机的设备与方法，劳动组织及工作时间；

 

④ 工作面支架的形式、规格尺寸，运料的方法，支架的折损率、复用率；

 

⑤ 顶板管理方法，最大控顶距、最小控顶距、放顶步距、放顶方式、机械及方法，放顶的效果；

 

⑥ 周期来压时间、来压步距、来压前的措施；

 

⑦ 工序安排及劳动组织情况，循环图表的执行情况，窝工或完不成循环的原因及克服的方法：

 

⑧ 先进工作队或工作者的工作方法及先进经验；

 

⑨ 交接班及验收制度，班、队长的领导。

 

（ 5 ）技术经济资料

 

① 工作面长度、采高、循环进度及年推进度，循坏产量及日产量，每日每月循环数；

 

② 原班的出勤及在籍人数，各工种的定额工级和工资额，付酬方法、奖励方法、劳动生产率；

 

③ 材料及动力消耗定额，材料动力单价，直接成本的组成及吨煤直接成本；

 

④ 巷道的掘进率、掘进出矿率、采区回采率、工作面采出系数及其计算方法。

 

2. 参观

 

1 ）矿井地面设施

 

主要内容：工业广场内的各种设施。

 

2 ）井底车场、水泵房

 

主要内容：车场形式、调车方式、井底水仓及相关硐室。

 

3 ）参观采煤工作面

 

主要内容：工作面长度、支护方式、采煤方法、采煤设备及工艺。

 

4 ）参观掘进工作面

 

主要内容：掘进工作面通风方法、风筒布置及除尘设施。

 

5 ）参观风机房

 

主要内容：风机房位置、风机及其附属装置。

 

6) 参观井下通风设施

 

主要内容：风门、风窗、风桥、密闭等通风构筑物。

 

以上几项内容主要是要让学生对矿井生产、运输、通风、供水、供电一个全面的直观的了解，使学生巩固、深化和扩大所学的理论知识。

 

 

 

四、实习教材及主要参考资料

 

1. 《煤矿开采学》徐永圻 主编 中国矿业大学出版社 1999 年出版；

 

2. 《煤矿地下开采方法》王家廉 吴绍倩 主编 煤炭工业出版社 1985 年出版；

 

3. 《矿井通风》黄元平 主编 中国矿业大学出版社 2002 年 再版；

 

4. 《 煤矿安全技术与事故处理》 吴强 秦宪礼 主编 中国矿业大学出版社 2001 年出版

 

 

 

五、实习时间及安排

 

实习共进行四周。其中：

 

实习动员及往返路途一周；

 

讲课及井下各种工作面参观、资料收集二周；

 

撰写实习报告内容一周。

 

 

 

六、实习考核方法与成绩评定

 

1 ．实习表现考核；

 

2 ．实习日记记载情况；

 

3 ．实习报告质量；

 

4 ．考察、实习时回答问题情况。

 

考核成绩按优、良好、中等、及格、不及格五级分制评定。

 

 

 

七、收集资料参考提纲

 

（一）地质部分

 

矿井地理位置、隶属关系、建设历史、井田范围、煤层数、顶底板岩性、地质构造、断层、瓦斯含量、涌出量、矿井涌水量、煤自然发火特性、煤尘爆炸性、煤的储量、井型、服务年限。

 

除文字部分按设计大纲及实习大纲的内容除外，并应收集下列图表：

 

1. 井田地质地形图；

 

2. 可采煤层底板等高线图；

 

3. 勘探线剖面图；

 

4. 钻孔柱状图；

 

5. 综合柱状图；

 

6. 层位对比图；

 

7. 各煤层及全井田储量计算表 [ 应分煤层，分标高（高差以 50 米 为宜）计算 ] 。

 

当冲击层交厚井与水源由水力联系时，应收集：

 

8. 冲击层等厚线图、冲击层剖面图、冲击层潜水位图。

 

（二）开拓部分

 

文字部分按设计大纲及实习大纲收集，要收集与设计矿井条件相类似井田的参数及开拓方式，并侧重于分析研究其合理性及科学根据。

 

矿井开拓方式、井筒形式数目、水平划分、采区划分、采区上下山布置，如为改、扩建及延深设计时，需收集如下图纸：

 

1 、开拓系统平面图；

 

2 、开拓系统剖面图；

 

3 、井底车底车场布置图及线路图；

 

4 、井底车场主要硐室的平、剖面图；

 

5 、矿井巷道断面图（包括开拓巷道，准备巷道及回采巷道）。

 

（三）开采部分

 

1. 与设计采区条件类似的采区设计说明书。

 

2. 与设计煤层条件类似的回采工作面作业规程（其中包括钻眼爆破说明书，支架及顶板说明书，安全技术措施等）。

 

3. 采煤方法诸要素：工作面长度，工作面进度，分层高度，工作面超前距离（区段间、煤层间、分层间）煤柱尺寸等。

 

4. 回采工作面所用各种机械设备的类型、技术特征 , 外型结构尺寸 , 使用效果 , 生产能力。

 

5. 循环图表（循环作业图，工人出勤表机械设备配备表，技术经济指标表）的内容及编制。

 

图表部分还应收集：

 

1. 采区巷道布置图（平面图及剖面图）；

 

2. 采区上、中、下部车场的线路布置及施工设计图纸；

 

3. 回采工作面布置图（包括上、下顺槽）；

 

4. 采区机械布置图；

 

（四）井下运输及提升部分

 

矿车的类型、规格尺寸及数量。电机车的类型、规格及主要技术特征，如是蓄电池电机车，还应了解充电设备的特征及数目、充电时间等，充电峒室的规格尺寸及布置、车组重量、运行速度、调车方式及运输能力。

 

链板输送机、胶带输送机、绞车、无极绳、单轨吊车、卡轨车、齿轨车等的技术特征使用条件。实际铺设长度、实际运输能力，各种设备及部件的服务年限。

 

各种线路的轨道规格，常用道岔型号，坡度及曲率半径。

 

提升设备的规格，尺寸，技术特征，提升能力。提升设备的布置图，剖面图。运输及提升的辅助设备类型，规格及技术特征（包括复式阻车器、翻笼等）。

 

（五）通风部分

 

1. 矿井的通风系统及通风方式和通风方法；

 

2. 矿井各煤层的瓦斯含量及瓦斯涌出量、瓦斯抽放率；

 

3. 矿井总风量及风量分配的方法；

 

4. 矿井风压及其变化情况；

 

5. 矿井主要通风设备（主要通风机、局部通风机）的类型，规格尺寸，技术特征及实际运转状况；

 

6. 局部通风方式方法、局扇型号、风筒型号、漏风率；

 

7. 矿井主要通风机的型号、特性、工况参数；

 

8. 矿井各种通风设施及构筑物类型及安设地点（包括风幛、风门、风墙、风桥等）；

 

9. 安全措施及主要安全设备；

 

10. 矿井灾害预防与处理计划；

 

图纸要求有：

 

矿井通风系统图（图上标明风量及通风设施等）。

 

（六）矿井瓦斯监测与防治措施

 

1. 矿井瓦斯防治措施；

 

2. 矿井瓦斯抽放系统及方式、设备、抽放参数；

 

3. 矿井瓦斯监测系统、探头布置；

 

4. 瓦斯突出防治措施。

 

（七）矿井火灾防治措施

 

灌浆、阻化剂、注氮等防灭火措施，火区管理，或区封闭、启封条件和措施。

 

（八）计划经济组织部分

 

1. 采掘计划的编制方法；

 

2. 矿井劳动定员的配制方法；

 

3. 矿井管理系统和技术人员的配备；

 

4. 矿井的效率（采煤工、井下工、生产工、全员）；

 

5. 劳动定额（主要收集采掘工）；

 

6. 工级及工资标准、工资及奖金分配方法；

 

7. 材料消耗定量（主要收集采、掘作业）；

 

8. 材料及电力单价（矿用主要材料）；

 

9. 井巷开掘费用；

 

10. 矿井生产经营费用：此项包括运输、提升、通风、排水、供电、选煤、巷道维修等；

 

11. 成本的计算方法、成本的组成部分及成本分析；

 

12. 矿井实际成本（工作面、采区、全矿）；

 

13. 矿井采掘工人组织力量及机械化程度；

 

14. 矿井实际掘进的施工速度。