采矿工程毕业设计指导书

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第二节 矿井工作制度和设计井型

一、设计内容 1）确定矿井工作制度

年工作日、矿井出煤班数、每班工作小时数、矿井昼夜提升时间。

2）确定设计井型并阐明矿井年产量确定的依据，计算矿井和水平服务年限。

二、计步骤及内容 1. 确定矿井工作制度

按《煤矿设计规范》有关规定工作制度。矿井设计生产能力按年工作日330天计算，每天3班或4班作业，每天净提升时间为16小时。

采用三班作业制度时，常用两班出煤，一班检修。如果在第六章采煤方法在设计时，设计者认为采用其他作业形式较为恰当，并进行了充分的分析设计，亦可采用其他作业形式，如“三采三准”、“四班交叉”、“三采一准”等。

2. 确定矿井设计年产量及矿井服务年限 1）初算矿井年产量及服务年限

由于一个矿井的设计生产能力（井型）决定于储量、开采条件、技术装备水平和安全生产条件等诸多因素，所以，不可能在设计之初就能确定一个矿井的合理的井型和服务年限。然而一个矿井的开拓系统和采煤方法与井型的大小及服务年限的长短又有密切的关系（例如：不采用高度机械化设备的矿井不可能既达到大型集中化，同时又减少开拓工作量的目的）。所以，在设计之初应用第二章计算出的“工业储量”和《设计规范》有关井型及服务年限的规定，初算矿井的生产能力和服务年限，初算结果作为设计第四章和第六章的参考。可按下式初算：

Tc?式中：TC—初算矿井服务年限； ZG—矿井工业储量（万吨）； Ac—初算井型，（万吨/年）；

ZG (年）Ac?Kc KC—初算储量备用系数，取1.6～1.8。

采用上式计算时，应从《设计规范》所列出井型系列中，参考实习矿山的井型或现

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有生产能力，选一井型代入公式，计算出服务年限后，与《规范》规定的相应的服务年限对照，可以判断出所选井型是否恰当，或者偏小或偏大，然后调整井型。一般调整一次即可。《设计规范》有关规定见附表3—1。

2）当第二章矿井可采储量计算出来以后，用矿井（或水平）可采储量ZK计算矿井（或水平）的设计生产能力和服务年限，作为最后确定值，此时，计算公式如下：

矿井的井型和服务年限表 附表2-2-1

矿井设计生产能力 （万吨/年） 大型井 240、300、400 120、150、180 中型井 45、60、90 小型井 9、15、21、30

矿井服务年限（年） >80 >50～70 >40 >30 矿井稳产时间（年） >70 >60 >50 >30 技改矿井服务年限（年） >50 >40 >30 >15 水平服务年限（年） >30 >20 >15～20 >10 T?Zk A?K式中：Zk—矿井（或水平）可采储量，（万吨）； T—矿井（或水平）服务年限，（年）； A—矿井（或水平）年生产能力，（万吨/年）； K—储量备用系数，一般取1.2～1.5。

2）注意事项

①新建井型必须符合《设计规范》规定的井型，不得出现介于二个井型之间的井型。井型和相应的服务年限随着国民经济和开采技术的发展，煤炭部门在必要时要进行调整，故设计时应以煤炭部门最新技术文件规定为准。

②储量备用系数的取值，是根据井田煤层赋存的稳定情况，勘探程度，构造复杂程度及为增产留有余地等来取值的。一般常取1.4，煤层赋存条件好时可取小值，地质条件复杂时，宜取大值。

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第三节 井田开拓

一、设计内容

本章是毕业设计最主要的部分，其中心是确定一个技术经济上都较为合理的开拓方案。主要内容包括：

1、确定井田合理的开拓方式，主要确定的内容和参数如下： 1）井筒形式、位置、数量及相应工业广场的位置； 2）确定阶段垂高及开采水平；

3）煤层群分组及开采水平大巷的布置； 4）井底车场形式的选择； 5）采区划分及采区开采顺序；

6）拟出矿井各主要生产系统及有关设备、设施。 2、计算经方案比较后确定的开拓方案基建期井巷工程量； 3、达到设计年产量时采区及工作面的配备； 4、开拓系统主要技术装备的选型；

5、基建期及投产后一段时间的采掘工程计划及“三量”计算。

二、设计依据及有关章节

1、第一章所阐述的开发条件、重点考虑的是煤层情况及赋存条件：煤层数、厚度、倾角、层间距、顶底板状况，主要地质构造、主要灾害及参数，地面条件及井上下水文地质条件等；

2、第一节中确定的井田境界及尺寸；

3、第二节初算供参考的矿井井型及服务年限； 4、第六章采煤方法所确定的回采工艺及采区巷道布置； 5、第三章所选择的井巷断面及支护形式；

6、第四章所考虑的矿井通风方式及供风量等方面的资料；

7、有关井巷掘进、维护、矿井提升运输和排水等方面的扩大经济指标； 8、《设计规范》、《矿井设计手册》、《煤矿安全规程》，技术经济概算指标，经营费用指标，煤矿设备手册，样品目录等文件和资料；

9、毕业实习在矿山收集到的现场资料。

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三、设计步骤及方法

1. 井田开拓方案提出前应考虑的问题

1）煤层的开采能力如何？即在第一章所介绍的煤层赋存条件之下，采用什么回采工艺？采面生产能力有多大？采用什么采区形式？能力多大？一个矿井同时有几个采区生产？经过这些问题的分析和设计计算，才能确定煤层的开采能力。所以，必须先进行第六章与开拓关系最为密切的部分的设计，将设计结果作为考虑井田开拓方案的基础。

2）地面条件如何？地面条件通常是指井田地形地势，煤炭外运条件等。在地形复杂的山岳地区，地形条件通常指井田地形地势，煤炭外运条件往往成为开拓方案中某些重要参数（如工业广场，井筒位置等）的决定性条件，所以，必须在实习时对井田地面进行踏勘，调查，了解有关的地面条件（包括地面铁路、公路建设及经营费用等），设计时对照地质地形图进一步的分析，使开拓方案考虑更为全面；

3）水平和阶段的划分及水平服务年限：这一问题是矿井开拓中具有长远影响的问题，后面要详细分析；

4）提升、运输方式及相应的设备；

5）有关通风的形式和主要系统参数、安全要求：这个问题虽然第七章要专门进行设计计算，但应先考虑基本通风方式，供风量，风路系统及矿井灾害的防治等问题，进行全面分析，拟出方案供开拓一章作设计重要参数；

6）其他特殊的要求及条件

当指导教师给予的设计题或设计条件有特殊要求时（例如，矿井瓦斯定为突出矿井，对煤层开采能力，巷道系统等等将有较大的影响），必须将特殊问题予先进行分析研究，拟出专门方案或提出措施，供提出矿井总体开拓方案时综合考虑。

2. 工业广场及井筒的形式、位置、数量的选择

由于矿井地面部分的设计涉及的面比较广，毕业设计不要求对这一部分作具体设计，一般在考虑地面工业广场的位置、面积和外运方式时，尽量采用实习矿山的工业广场作为设计的广场。如果实习矿井工业广场所在位置经多年实践证明不合理（这一问题应在毕业实习时解决），矿区内又有其它可供选择的场地作为工业广场时，设计者可以结合井筒（洞）合理位置的选择，在场地地形、面积、煤炭外运条件等方面作一般性的分析，结合《设计规范》的要求，确定工业广场（包括井筒）的合理位置。

井筒（洞）形式、位置、数量的选择这一部分的重点，设计方法及注意点分述如下： 1）井筒形式：确定井筒形式，一般应按照“先平洞、后斜井再立井”的次序加以考虑，在条件宜于综合开拓时，应采用两种以上的井筒形式综合开拓。在设计时，往往出现不能从技术分析得出合理井筒形式的情况。此时，有必要进行经济比较。经济比较