采矿工程专业毕业设计指导书

《采矿工程专业》毕业设计指导书一、毕业设计的要求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，每个教师指导7-8名学生，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和七张图纸。设计采用kcsjcad软件完成，图纸全部由计算机绘制。二、毕业设计的基本内容及指导要点第一章井田概述和井田地质特征§1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§2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。§3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。本章可直接利用地质报告书。本章要求的图表如下: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.煤的工业分析表第二章井田境界与储量§1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。§3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。按煤层，将计算结果与地质储量计算一起汇集成表。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。第三章矿井工作制度及生产能力§1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。§2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。第四章井田开拓§1井田开拓方式的确定根据前三章的已定条件(设计原始资料)及基本数据，提出至少二个或二个以上的井田开拓方案，其基本内容为：1.井筒的位置、形式、数目及矿井通风方式。2.阶段垂高及开采水平的规划、位置与数目，计算各开采水平的服务年限(为第三章的要求)。3.开采水平的布置：运输大巷、主要石门及暗井的位置、形状及数目。4.采(盘)区划分及开采程序。各方案阐述上述内容，从技术合理方面论证各方安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。§2达到设计生产能力时工作面的配备在确定的最优开拓平面图上，根据开采顺序及第六章中所采取的采煤方法确定移交生产时和达到生产能力时，回采工作面的数目与位置，并进行阐述，使之完全符合移交标准和达产标准。绘制井田开拓平面图与剖面图，绘成小插图，附入说明书，井筒的座标与方位要标在井田开拓平面图上，井筒特征要在说明书中列表说明。第五章矿井基本巷道及建井计划§1井筒、石门与大巷根据主副井（风井）的井筒形式或石门与大巷，考虑提升与运输设备的数量、规格、其他装备（如水管、风管及电缆）与人行道（或梯子间等）具体数据，设计或由标准设计图册中选取合理井筒断面或石门、大巷的断面。阐明井筒或石门、大巷的掘进断面、净断面的规格尺寸。确定支护材料及井壁厚度的主要依据。井筒净断面、石门、大巷的净断面，应根据所通过的风量，验算风速，井巷净断面要同时满足安全、运输及通风的要求。简述井底车场各硐室的位置。绘制井筒断面图（1：50），石门与大巷断面图（1：50）。§2井底车场根据矿井生产能力、运输设备及井上下出车方向等因素，选取合理的井底车场形式。布置平面线路系统，叙述调车方式。绘制井底车场平面图（插图）。应有主要硐室及线路尺寸，说明调车方式。§3建井工作计划根据开拓方案，阐明与分别计算矿井移交和达产时的矿建工程量，即各项井筒与巷道的长度、掘进断面及支护材料。选择施工作业程序，选取合理的进度，分清连锁作业工程和平行作业工程，用统筹法计算建设工期，编制建井工程量及工程衔接程序表。第六章采煤方法§1采煤方法的选择根据煤层的埋藏特征选择采煤方法、所使用的机械设备。对所设计的煤层，应进行详细的分析与论证。§2确定采（盘）区巷道布置和要素对最早开采的采（盘）区所属的煤层，提出两个或两个以上采（盘）区巷道布置方案，进行技术上的详细比较与分析，必要时进行主要项目的经济比较，确定技术上与经济上最佳方案。同时阐明有关要素及其确定的依据，如区段斜长、煤柱尺寸、工作面长度、工作面月推进度等。确定采（盘）区内同时生产的工作面数，它们之间的关系及各工作面的情况。各巷道布置方案应按比例绘成小插图附入说明书中。§3回采工艺与劳动组织确定与阐述落煤、装煤、运煤所用机械设备的型号、能力、参数及数量，以及工作方法。计算顶压、确定工作面支架的型式、吨位、支撑高度、数量、布置方式、最大与最小控顶距及放顶作业方式及顺序。根据回采机械设备及生产需要，编制工作面劳动组织表、工作面的循环作业图表及技术经济指标表。§4采（盘）区的准备与工作面接替确定采（盘）区内各巷道的断面形状、规格及支护，阐明掘进顺序及作业方法，选取合理掘进月进度，计算采(盘)区准备时间及采(盘)区的掘进出煤率及万吨掘进率，采掘比、采区回采率。合理安排工作面的接替顺序，(不少于3—5年)确定采(盘)区内掘进工作面数目及位置(达产时)。插图有：(1)采(盘)区巷道布置及机械配备平面图l：2000；(2)采(盘)区巷道布置剖面图1：2000；(3)回采工作面布置图(即采煤方法图，含机械配备、进刀方式、回采工作面劳动组织、循环作业图表及工作面技术经济指标表，1：200~1：100；(4)采区主要巷道断面图1：50；(汇入断面图册内，该图册一般不少于7幅断面图)第七章井下运输§1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。§2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．大巷内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。第八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。第九章矿井通风与安全§1风量的计算根据矿井的日产量和沼气等级确定矿井所需的总风量，对所需风量按人员需要进行复核，选取其中较大数字。§2矿井通风系统和风量分配描述所有回采工作面、掘进工作面及有关峒室(如火药库及充电峒室等)之全矿通风系统，对全矿需要通风的地点进行风量分配，确定其调节方法，绘制通风系统示意图(大图)，在通风系统示意图内标明风流的方向，并注明每一部分的进风量，若示意图为容易时期、则困难时期示意图作为插图附入说明书中，反之亦可。在通风系统图上还应标出通风设施：如风门、风桥、风窗，同时还应标出装备安全设施的地点，如岩粉棚，防火工具仓库、避难峒室等。绘制通风网络图插图于说明书中，可用单线不按比例绘制，应标明风流方向，风量、风阻及主要通风设施等。§3计算负压及等积孔按全矿通风最容易时期及最困难时期的通风系统，各部分的负压和全矿的最大及最小负压，并编汇成表。根据全矿的最大及最小负压计算等积孔。如果矿井的服务年限很长，生产过程中必须更换扇风机时，则最小、最大负压计算均以第一台扇风机工作期限为准。根据计算结果简略分析所选通风系统的合理性。§4选取扇风机根据最大及最小压差选扇风机、绘制扇风机的特性曲线，确定电动机之功率，选择主要扇风机的电能消耗。绘制扇风机特性曲线图，标出困难和容易时期的阻力曲线和工况点。§5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中未指出的有关安全技术措施。一、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。用岩粉法除尘时应确定其方式，岩粉棚在巷道中撒布岩粉或巷道刷浆、确定岩粉除尘的地点及其巷道长度。岩粉材料的来源及其性质．说明岩粉更换撤出的时间及其组织，计算岩粉的消耗量。二、煤及瓦斯突出的预防槽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。哪些煤层可以作为保护层开采，开采保护层所必要的超前距离的根据。建筑避难峒室的必要性，峒室分布的地点，峒室容纳的人数。三、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。四、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