采矿设计范文

采矿设计范文（精选12篇）

采矿设计 第1篇

1 系统总体设计

1.1 设计思路

根据采矿工人井下作业的需要,通过对WBSN技术、ZigBee无线传输协议和可穿戴技术的分析研究,在需求分析的基础上进行总体设计。结合嵌入式开发系统的特点,分别完成硬件和软件设计,最终进行系统集成,建立一套适用于井下作业实时传输的生理状况监测系统。

1.2 系统组成及工作原理

根据系统的需求分析,遵循模块化设计原则,将系统分为3大组成部分,分别是生理信息采集和处理模块、无线收发模块以及数据监测和显示模块。系统整体组成框图如图1所示。

生理信息采集和处理模块集成在矿工的衣服上,由矿工按键启动采集指令,主要采集工人的心率、呼吸、体温等生理参数,采集后的数据经过预处理和数据融合,再通过无线收发模块发送到数据监测和显示模块,数据监测和显示模块可对数据进行分析、处理、显示、存储和回放。

2 系统硬件设计

2.1 系统硬件电路框图

通过分析矿工的工作特点,按照层次化设计思想,综合考虑节点的使用场景、扩展性、稳定性和可靠性等因素,设计硬件电路框图如图2所示。

2.2 处理器模块

由于系统主要用于采矿工人生理状况监测,对系统的安全性、可靠性、体积和功耗等都有较高的要求,因此选择CC2530芯片。CC2530集成了微处理器、存储器和射频模块,无线自组网络更灵活,并带有TI全球唯一地址编码,可进行有效地跟踪和定位。

2.3 传感器单元

2.3.1 心电模块

心电信号是心脏有规律收缩和舒张过程中心肌细胞产生的原发性信号,它反映心脏兴奋的产生、传导和恢复过程中的生物电变化[1],可用于检测各种心律失常、心肌病变、心肌梗塞及心肌缺血等心血管疾病。

根据设计要求,心电采集、放大电路主要由电极采集、前置放大、屏蔽驱动、右腿驱动、低高通滤波、50 Hz工频陷波、二级运放、电平提升和A/D转换8部分组成,如图3所示。

2.3.2 呼吸模块

呼吸信号的检测电路由激励源电路、前置放大电路、检波整流电路、滤波放大电路组成,如图4所示。首先由激励源电路产生频率为62.5 kHz,幅值为2 mA的恒流激励信号,通过心电电极将恒流激励信号输入人体,周期性呼吸运动产生的阻抗变化反映在两电极之间的电压变化上,检测电压信号,并经过前置放大完成初步放大,利用检波整流电路提取有用信号,再通过滤波电路滤除多余频段信号,最后经过放大得到呼吸信号。

2.3.3 体温模块

为保证体温监测的准确性和可靠性,文中采用三点测温、外接电源的供电方式,取平均值作为测量体温。电路连接如图5所示。

2.3.4 血氧饱和度模块

采用CSN604血氧饱和度OEM模块检测矿工的血氧饱和度,模块运用光电容积脉搏波描记法[2,3,4,5](Photo Plethysmo Graph,PPG),建立无创血氧饱和度测量模型,结合朗伯-比尔定律,根据皮肤、肌肉、骨骼和静脉血等对光的吸收恒定不变,而动脉血液中氧合血红蛋白和还原血红蛋白对光的吸收量不同的原理,通过带有传感器的血氧探头直接置于体表动脉处进行活体血氧饱和度检测。其检测原理如图6所示。

2.3.5 体动模块

采用三维加速度传感器MMA7260QT实现体动信息的采集。MMA7260QT由两个表面微加工电容传感单元(g-cell)和信号调理电路(ASIC)组成。工作原理:g-cell可视为一组连接到可移动中间单元的横梁。随着系统运动获得一个加速度,中间单元偏离平衡位置在两个固定梁之间移动,连接到中间单元的横梁也随之运动,它距一边固定梁的距离增加,距另一边固定梁的距离就减少,横梁上有两个背对的电容,随着距离变化电容值也在改变,即:C=Aε/D,其中A是横梁的面积;ε是介电常数;D是到固定梁的距离。ASIC利用开关电容技术测量g-cell的电容值并根据两个不同电容值计算出加速度。原理如图7所示。

2.4 电源模块

系统选用锂电池供电,根据各模块的工作电压和电流消耗,如表1所示,初步设定连续监测24 h,理论测算并结合实际使用,选择总容量为1 500 mAh,电压为3.6 V的锂电池供电。

根据表1各模块工作电压,结合3类电源管理芯片的特性,设计出系统电源模块,如图8所示。

3 系统软件设计

系统软件设计是整个系统实现的关键步骤[6,7],系统的软件设计分3个部分:复合采集节点程序设计、网络协调器程序设计和监控中心监测软件设计。

3.1 复合采集节点程序设计

复合采集节点程序负责生理信号的采集和无线发送,复合采集节点上电后先进行系统初始化操作,然后向网络协调器发送加入网络请求,允许加入网络后进行时间同步调整,与网络协调器达到同步,再启动生理信号采集子程序,分别采集工人的心电、呼吸、体温、血氧饱和度、体动,并将数据发送到网络协调器上。复合采集节点主程序流程图如图9所示。

3.2 网络协调器程序设计

网络协调器程序主要管理整个传感器网络,负责网络的建立、节点的加入数据的汇总、处理和分析,并将处理后的数据通过串口传送到监控中心的计算机,传递来自监控中心的消息指令。网络协调器上电后进行系统初始化,包括端口初始化、定时器初始化、射频初始化、控制字初始化和中断设置。建立ZigBee网络,发送同步消息,使复合采集节点与自身达到同步。等待,接收数据,并判断数据类型,若为复合采集节点加入网络请求,则分配网络地址;若为采集的生理信息,则通过串口将数据传输给监控中心计算机。具体流程如图10所示。

3.3 监控中心监测软件设计

系统监控中心监测软件采用Delphi语言编写,主要用于对所有数据信息进行实时显示、管理、存储和回放分析,并可以通过友好界面实现人机交互。程序主界面如图11所示。

4 结束语

对采矿工人生理状况监测系统的理论基础进行了详实的介绍,设计了系统的总体框架,并对系统的硬件、软件进行了设计。该系统结合无线躯体传感器网络技术、ZigBee技术和可穿戴式技术,能实时监测矿工的生理状况,采集矿工生理参数,使管理者可根据实时数据监测每名工人的工作强度和工作中心理情绪变化,了解矿工对井下环境的适应能力,及时调整人员,提高工作效率,对防止人员伤亡和意外事故的发生起到了重要作用。

摘要：采矿工人生理状况监测系统是工人矿井下作业时,进行实时、连续、长时间地采集、监测心电、呼吸、体温、血氧饱和度和体动等参数,并实现数据无线传输的系统。针对传统监控设备对工人状态掌控缺乏、矿难频发等重大问题,设计了一款无线、可穿戴、无创、低心理负荷的多参数采矿工人生理状况监测系统,以便准确地了解井下工人生理状况,及时预防危险状况发生,安全顺利地完成采矿工作。

关键词：无线数据传输,生理状况,监测

参考文献

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[5]冯友贤.血管外科学[M].上海:上海科学出版社,1992.

[6]赖麒文.单片机C语言软件设计的艺术[M].北京:科学出版社,2002.

采矿工程毕业设计 第2篇

前言 1 1 矿区概述及井田特征 2 1.1 概述 2 1.1.1 矿区的地理位置及行政隶属关系 2 1.1.2 地形、地貌、交通等情况 2 1.1.3 气候地震等情况 3 1.2 井田及其附近的地质特征 3 1.2.1 井田的地层层位关系及地质构造 3 1.2.2 含煤系及地层特征 4 1.2.3 水文地质 5 1.3 煤质及煤层特征 5 1.3.1 井田内煤层及埋藏条件 5 1.3.2 煤层的含瓦斯性、自燃性、爆炸性 7 1.3.3 井田的勘探程度及进一步勘探要求 7 2 井田境界及储量 8 2.1 井田境界 8 2.1.1 井田范围 8 2.1.2 边界煤柱留设 8 2.1.3工业广场保护煤柱留设 8 2.1.4 边界的合理性 9 2.2 井田的储量 9 2.2.1 井田储量的计算原则 9 2.2.2 矿井工业储量 10 3 矿井的年产量、服务年限及一般工作制度 12 3.1 矿井年产量及服务年限 12 3.1.1 矿井的年产量 12 3.1.2 服务年限 12 3.1.3 矿井的增产期和减产期 产量增加的可能性 13 3.2 矿井的工作制度 13 4 井田开拓 14 4.1 井筒形式、位置和数目的确定 14 4.1.1 井筒形式的确定 14 4.1.2 井筒位置及数目的确定 15 4.2 开采水平的设计 19 4.2.1 水平划分的原则 19 4.2.2 开采水平的划分 20 4.2.3 设计水平储量及服务年限 23 4.2.4 设计水平的巷道布置 23 4.2.5 大巷的位置、数目、用途和规格 23 4.3 采区划分及开采顺序 24 4.3.1 采区形式及尺寸的确定 24 4.3.2 开采顺序 25 4.4 开采水平井底车场形式的选择 26 4.4.1 开采水平井底车场选择的依据 26 4.4.2 井底车场主要硐室 27 4.5 开拓系统综述 30 4.5.1 系统概况 30 4.5.2 移交生产时井巷的开凿位置、初期工程量 31 5 采准巷道布置 33 5.1 设计采区的地质概况及煤层特征 33 5.1.1 采区概况 33 5.1.2 煤层地质特征及工业储量 33 5.1.3 采区生产能力及服务年限 33 5.2 采区形式、采区主要参数的确定 34 5.2.1 采区形式 34 5.2.2 采区上山数目、位置及用途 34 5.2.3 区段划分 34 5.3 采区车场及硐室 35 5.3.1 车场形式 35 5.3.2 采区煤仓 35 5.4 采准系统、通风系统、运输系统 36 5.4.1 采准系统 36 5.4.2 通风系统 36 5.4.3 运输系统 36 5.5 采区开采顺序 36 5.6 采区巷道断面 37 6 采煤方法 39 6.1 采煤方法的选择 39 6.1.1 选择的要求 39 6.1.2 采煤方法 39 6.2 开采技术条件 39 6.3 工作面长度的确定 40 6.3.1 按通风能力确定工作面长度 40 6.3.2 根据采煤机能力确定工作面长度 41 6.3.3 按刮板输送机能力校验工作面长度 6.4 采煤机械选择和回采工艺确定 42 6.4.1 采煤机械的选择 42 6.4.2 配套设备选型 44 6.4.3 回采工艺方式的确定 44 6.5 循环方式选择及循环图表的编制 47 6.5.1 确定循环方式 47 6.5.2 劳动组织表 48 6.5.3 机电设备表 49 6.5.4 技术经济指标表 50 7 建井工期及开采计划 51

7.1 建井工期及施工组织 51 7.1.1 建井工期 51 7.1.2 工程排队及施工组织排队 52 7.2 开采计划 53 7.2.1 开采顺序及配产原则 53 7.2.2 开采计划 53 8 矿井通风 55 8.1 概述 55 8.2 矿井通风系统的选择 55 8.2.1 通风方式的选择 56 8.2.2 通风方法的选择 57 8.3 矿井风量的计算与风量分配 57 8.3.1 矿井总进风量 57 8.3.2 回采工作面所需风量的计算 58 8.3.3 掘进工作面所需风量 59 8.3.4 硐室所需风量的∑Qd的计算 60 8.3.5 其他巷道所需风量 61 8.3.6 风量的分配[17] 62 8.4 矿井总风压及等积孔的计算 62 8.4.1 计算原则 62 8.4.2 计算方法 64 8.4.3 计算等积孔 65 8.5 通风设备的选择 66 8.5.1 矿井主要扇风机选型计算 66 8.5.2 电动机选型计算 68 8.5.3 耗电量 68 8.6 灾害防治综述[13] 69 8.6.1 井底火灾及煤层自然发火的防治措施 69 8.6.2 预防煤尘爆炸措施 70 8.6.3 预防瓦斯爆炸的措施 70 8.6.4 避灾路线 70 9 矿井运输与提升 71 9.1 概述 71 9.2 采区运输设备的选择 71 9.2.1 采区运输上山皮带的选择 71 9.2.2 采区轨道上山运输设备的选择 72 9.2.3 运输顺槽转载机和皮带机选择 72 9.2.4 回风顺槽中运输设备的选择 73 9.2.5 工作面刮板输送机的选择 73 9.3 主要巷道运输设备的选择 74 9.4 提升 74 9.4.1 提升系统的合理确定 74 9.4.2 主井提升设备的选择 75 9.4.3 副井提升设备的选择 76 10 矿井排水 77 10.1 矿井涌水 77 10.1.1 概述 77 10.1.2 矿山技术条件 78 10.2 排水设备的选型计算 78 10.2.1 水泵选型 78 10.3 水泵房的设计 80 10.3.1 水泵房支护方式和起重设备 80 10.3.2 水泵房的位置 80 10.3.3 水泵房规格尺寸的计算 80 10.4 水仓设计 81 10.4.1 水仓的位置及作用 81 10.4.2 水仓容量计算 81 11 技术经济指标 83 11.1 全矿人员编制 83 11.1.1 井下工人定员 83 11.1.2 井上工人定员 83 11.1.3 管理人员 83 11.1.4 全矿人员 84 11.2 劳动生产率 84 11.2.1 采煤工效 84 11.2.2 井下工效 84 11.2.3 生产工效 84 11.2.4 全员工效 84 11.3 成本 85 11.4 全矿主要技术经济指标 86 结论 92 参考文献 93 附录A 94 附录B 97 前言

中国是世界最大产煤国

煤炭在中国经济社会发展中占有极重要的地位 煤炭是工业的粮食 我国一次能量消费中 煤炭占75%以上 煤炭发展的快慢

将直接关系到国计民生 作为采矿专业的一名学生

我很荣幸能够为祖国煤炭事业尽一份力

毕业设计是毕业生把大学所学专业理论知识和实践相结合的重要环节 使所学知识一体化

是我们踏入工作岗位的过度环节 设计过程中的所学知识很可能被直接带到马上的工作岗位上 所以显得尤为重要

学生通过设计能够全面系统的运用和巩固所学的知识 掌握矿井设计的方法、步骤及内容

培养实事求是、理论联系实际的工作作风和严谨的工作态度 培养自己的科学研究能力

提高了编写技术文件和运算的能力

同时也提高了计算机应用能力及其他方面的能力

该说明书为刘官屯矿0.90Mt/a井田初步设计说明书 在所收集地质材料的前提下 由指导教师给予指导

并合理运用平时及课堂上积累的知识 查找有关资料

力求设计出一个高产、高效、安全的现代化矿井

本设计说明书从矿井的开拓、开采、运输、通风、提升及工作面的采煤方法等各个环节进行了详细的叙述

并进行了技术和经济比较 论述了本设计的合理性 完成了毕业设计要求的内容 同时说明书图文并茂

使设计的内容更容易被理解和接受 在设计过程中

得到了指导老师的详细指导和同学的悉心帮助 在此表示感谢

由于设计时间和本人能力有限 难免有错误和疏漏之处 望老师给予批评指正矿区概述及井田特征 1.1 概述

1.1.1 矿区的地理位置及行政隶属关系

矿区位于唐山市东北约13km处的荆各庄村附近在开平煤田凤山西北侧 矿井走向长5km 倾斜长2.2km 井田面积11km2 南与马家沟矿业公司相距6km 中间有陡河相隔

北与陡河电厂相距3.5km 行政属开平区管辖

1.1.2 地形、地貌、交通等情况

1)地形地貌

为一平坦的冲积平原 北部山区为燕山山脉的余脉 井田北、东、南三面被低山包围

颇有山前扇状地景观 井田地面标高-100m

2)交通

该矿区的交通十分方便

铁路：一条通往用煤大户陡河电厂的专用线

并与吕陡线在井田上方交汇；另一条经马家沟矿业公司与老京山线的开平站相联 公路：北距10km与京沈高速公路、102国道相联 南距7km经开平与205国道、津秦高速公路相联 形成了比较完整的交通网 四通八达

井田内共有8个自然村 主要从事农业

除东新庄外其它7个村庄已搬迁完毕

图1-1 刘官屯矿交通位置图

Fig.1-1 Liuguantun Mining traffic and location

3)水文

本区东南的陡河 发源于北部山地 下游集入石榴河 向南流入渤海 主流全长100km 河水终年不固 不冻

在双桥村一带有水库

水库大坝距井田东端最近距离2.2km 陡河最高水位+219.5m 低于地面标高40m左右 冬季水位介于+216~+217m

1.1.3 气候地震等情况

本区系于半大陆性气候 夏季炎热多雨

多东南风；冬季严寒凛冽 秋冬多西北风

雨季集中在七、八、九三个月 年平均降雨量648.8毫升 最高气温38.50C 最低气温-22.6℃ 年平均气温10.6℃

冻结期由11月二旬至次年3月上旬 冻结深0.66m 地震烈度六级

1.2 井田及其附近的地质特征

1.2.1 井田的地层层位关系及地质构造

开平煤田位于燕山南麓

在大地构造上位于中朝地台燕山沉降带的东南侧

燕山南麓煤田在地质力学体系上处于天山～阴山纬向构造带、新华夏系构造带和祁吕～贺兰山山字形的三个巨型构造体系的交汇部位 开平煤田受新华夏构造体系的影响 以一系列ＮＮＥ向的褶曲及逆断层组成

北部受纬向构造的影响逐渐向南弯转成走向近东西向 煤系地层由石炭系中统唐山组

上统开平组、赵各庄组及下二叠系大苗庄组、唐家庄组等组成 岩性以砂岩、泥岩为主

基底地层为中奥陶系马家沟组石灰岩 分布于煤田周边地带 与煤系地层呈不整合接触 见井田地质特征表1-1 煤田向南倾伏

其南部界限可能跨过宝坻～奔城大断层伸入另一个二级构造单元－－华北断陷 经钻口和电测曲线对比推断 本区主要断层共有2条 分别为F1 和F2 区内尚未发现有大面积岩浆活动 所见分布于煤田西侧和南侧

区内未发现区域变质或侵入变质现象

说明：据2001全国地层委员会和2004国际地层委员会发布的时代划分方案 石炭纪二分 二叠纪三分

但为了与矿上其他资料吻合方便起见 本次仍沿用旧的时代划分方案

本井田西部以I号勘探线和F1断层为界 东部以VI号勘探线为界 北部以-300m等高线为界 南部以-750等高线

井田内赋存有9、12-2号两个可采煤层

表1-1 井田地质特征表

Tab.1-1 Well field geological feature table

界

系

统

年代

组

厚度/m

新生界 第四系

Q

~~~~~~不整合~~~~~~

洼里组

0～890

上

古

生

界 二叠系

上统

P22

2800

P21

古冶组

346

下统

P12

唐家庄组

180

P11

大苗庄组

石 炭 系 上统 C32 赵各庄组 74

C31 开平组 70

中统 C2 唐山组

-------平行不整合------马家沟组 65 下 古 生 界 奥 陶 系 中统 O2 345

下统 O12 亮甲山组 115

O11

冶里组 203 寒 武 系 上统 ?33 凤山组 68

?32 长山组 48

?31 崮山组 82

中统 ?2 张夏组 120

下统 ?12 馒头组 150

?11 景儿峪组 263 元 古 界 震

旦

系

上统

Z2W

迷雾山组

1200

Z2Y

杨庄组

400

下统

Z1K

高于庄组

600

Z1T+H

大红峪黄崖关组

~~~~~~不整合~~~~~~

五台群

450

太古界

前震旦

Ar

1.2.2 含煤系及地层特征

开平煤田构造形式以褶皱为主 线型排列比较明显

向斜背斜多呈相间平行排列

区内由西至东有：蓟玉向斜及其两侧的窝洛沽向斜、丰登坞背斜、车轴山向斜、卑子院背斜、弯道山～西缸窑向斜、凤山～缸窑背斜、开平向斜 本设计的十组煤分四个分层 走向中部厚

沿走向往两侧逐渐变薄 但从钻孔看 变化不大

整个十组煤厚度均匀 从全矿井看

煤层角度东部较小 西部边界偏大 深部角度小 浅部角度大

1）表土层及风化层的深度

矿井田内地势平坦 为第四系冲积层所覆盖 冲 积层较厚

井田浅部以风积细粉砂岩为主 颗粒细而均匀

表土层厚度平均在100m 且有流沙

2）煤层总数及可采层数

本区煤层岩性变化不大 煤层结构相对简单 有少量夹矸 共含十一个煤组

本设计的十组煤全区发育 9、12-2均为可采煤层

1.2.3 水文地质

荆东四矿的水文地质条件属一般型 有八个含水层 自下而上分别为：

1）奥陶系石灰岩岩溶裂隙承压含水层（Ⅰ）

2）K2～K6砂岩裂隙承压含水层（Ⅱ）

3）K6～煤12砂岩裂隙承压含水层（Ⅲ）

4）煤9～煤7砂岩裂隙承压含水层（Ⅳ）

5）煤5以上砂岩裂隙承压含水层（Ⅴ）

6）风化带裂隙、孔隙承压含水层（Ⅵ）

7）第四系底部卵石孔隙承压含水层（Ⅶ）

8）第四系中上部砂卵砾孔隙承压和孔隙潜水含水层（Ⅷ）

其中与矿井生产较密切的为Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ

全矿预测涌水量：

最大涌水量 419.6 m3/h

正常涌水量 256.3 m3/h 1.3 煤质及煤层特征

1.3.1 井田内煤层及埋藏条件

煤层走向主体为东西走向 整体近似于长方形 煤层赋存比较稳定 全区发育

平均倾角为14°左右 可采煤层间距见表1-2

表 1-2 煤层间距见表

Tab.1-2 Seam pitch table

煤层

平均厚度（m)

煤层间距(m)

12-2 3

煤层赋存状态十煤组共分9、12-2分层 全区发育 见煤层柱状图 如图1-2

图1-2 综合柱状图

Fig.1-2 Synthesis column map

本区煤层中夹石在井田中部最薄 往南北两翼逐渐变厚 沿倾向方向变化小

沿走向方向向南北变化稍大 本组地层一般厚度72.60m 以粉砂岩为主 粘土岩含量减少

各种岩石所占的百分比为：粘土岩10.1％ 粉砂岩类占52.6％ 砂岩类占31.4％ 石灰岩占2.9％

岩相组合上为浅海相薄层泥质碳酸盐岩和泻湖海湾相粉砂岩及砂岩沉积物的交替沉积 煤的容重见表1-3

表 1-3 煤的容重

Tab.1-3 Bulk density of coal

容重

最小

最大

平均

t/m3

1.19

1.46

1.30

本组内赋存三层石灰岩 由下而上命名为K4、K5、K6 其中K5石灰岩为深灰色泥质生物碎屑岩 时而接近钙质粘土岩

特点是含灰白色的动物介壳 富集成层

与深灰色泥质灰岩交替成细带状 形成明显的水平层理和水平波状层理 极易区别于其它石灰岩 厚度薄但比较稳定

本组比较突出的特点是出现了含煤沉积 是典型的海陆交互相沉积序列

井田内各煤层的伪顶多为薄层泥岩 直接顶一般为粘土岩或粉砂岩 底板多为粉砂岩次之 区内虽然岩性变化大 但有一定规律 即由东往西

由下向上岩性逐渐由细变粗 北部和中部较稳定 各类砂岩层理不甚发育 破碎易风化

具有较强的膨胀性 遇水后即软化

断裂带附近层间滑动发育 其内的巷道围岩不稳定 易冒落变形

位于煤层间的巷道有不同程度的移动和破坏

1.3.2 煤层的含瓦斯性、自燃性、爆炸性

本井田煤层瓦斯含量均很低 属低沼矿井 据化验资料

瓦斯绝对涌出量为：1.27～5.56m3/min平均4.75 m3/min 相对涌出量为：0.39～3.38m3/t平均1.17 m3/t 煤尘爆炸指数为：为38.42％～64.20％；本区由于煤燃点低 易自燃发火

煤尘试验结果为火焰长度40mm 岩粉量55% 具有爆炸性

自燃发火期为3-6个月

1.3.3 井田的勘探程度及进一步勘探要求

目前

勘探程度已达到精查

确定了高级储量为50%以上 但为了满足以后生产要求 应提高一水平的勘探程度 使高级储量达到70%以上井田境界及储量 2.1 井田境界 2.1.1 井田范围

本井田西部以I号勘探线和F1断层为界 东部以VI号勘探线为界 北部以-300等高线为界 南部以-750等高线为界

井田内赋存有9、12-2号两个可采煤层

2.1.2 边界煤柱留设

矿井走向长5km 倾斜长2.2km 井田面积11km2 井田内地形比较完整

井田四周依据相关规定和安全考虑分别留设20m的边界煤柱 由于井田西面和南面为断层所包围

故西部和南部的井田边界即为断层保护煤柱和井田境界保护煤柱 按《煤矿安全规程》[2]规定 边界煤柱的留法及尺寸：

1)井田边界煤柱留30m；

2)阶段煤柱斜长60m 若在两阶段留设

则上下阶段各留30m；

3)断层煤柱每侧各为20m；

4)采区边界煤柱留10m

根据参考《煤炭工业设计规范》[1]和《矿井安全规程》[2]的相关数据要求和规定 本井田所留的各种保护煤柱均合理 符合规定

2.1.3工业广场保护煤柱留设

由《设计规范》规定：工业场地占地面积：45-90万t/年 1.2～1.3公顷/10万t；120-180万t/年 0.9～1.0公顷/10万t；240-300万t/年 0.7～0.8公顷/10万t 400-600万t/年

0.45-0.6公顷/10万t 本矿井设计年产90万t 则工业广场占地面积为S=（90/10）*1.2=10.8公顷=108000m2 则工业广场设计成长380m 宽290m的矩形

在确定地面保护面积后 用移动角圈定煤柱范围

工业场地地面受保护面积应包括保护对象及宽度15m的围护带

在工业场地内的井筒 圈定保护煤柱时

地面受保护对象应包括绞车房、井口房或通风机房、风道等 围护带宽度为15m

2.1.4 边界的合理性

在本井田的划分中 充分的利用到现有条件 既降低了煤柱的损失

也减少了开采技术上的困难 使工作面的部署较为简易 同时

本井田的划分使储量与生产相适应

矿井生产能力与煤层赋存条件、开采技术装备条件相适应 井田有合理的尺寸

条带尺寸满足《煤炭工业设计规范》[1]的要求 走向长度划分合理

使矿井的开采有足够的储量和足够的服务年限 避免矿井生产接替紧张

根据《煤炭工业设计规范》[1]的规定 采区开采顺序必须遵守先近后远 逐步向边界扩展的原则 并应符合下列规定：

1)首采采区应布置在构造简单 储量可靠

开采条件好的块段

并宜靠近工业广场保护煤柱边界线

2)开采煤层群时 采区宜集中或分组布置 有煤和瓦斯突出的危险煤层

突然涌水威胁的煤层或煤层间距大的煤层 单独布置采区

3)开采多种煤类的煤层 应合理搭配开采

综上所述

矿井首采区定在靠近工业广场的西北部 采区储量丰富

有利于运输的集中和减少巷道的开拓费用 所以井田划分是合理的 因此 综上来看

本井田的划分是合理的

也就是说本井田设计的边界是合理的

2.2 井田的储量

2.2.1 井田储量的计算原则

1)按照地下实际埋藏的煤炭储量计算 不考虑开采、选矿及加工时的损失；

2)储量计算的最大垂深与勘探深度一致 对于大、中型矿井 一般不超过1000m；

3)精查阶段的煤炭储量计算范围 应与所划定的井田边界范围相一致；

4)凡是分水平开采的井田 在计算储量时

也应该分水平计算储量；

5)由于某种技术条件的限制不能采出的煤炭 如在铁路、大河流、重要建筑物等两侧的保安煤柱 要分别计算储量；

6)煤层倾角不大于15度时

可用煤层的伪厚度和水平投影面积计算储量；

7)煤层中所夹的大于0.05m厚的高灰煤（夹矸）不参与储量的计算；

8)参与储量计算的各煤层原煤干燥时的灰分不大于40%

2.2.2 矿井工业储量

矿井的工业储量：勘探地质报告中提供的能利用储量中的A、B、C三级储量 本井田的工业储量的计算：

1）工业储量

井田煤层埋藏深度为-300~--750标高之间

工业储量为:

Eg＝11000000×（4+3）×1.3/cos14=103195876.3t

2）井田永久煤柱

井田永久煤柱损失包括铁路、井田境界、断层防护煤柱 和浅部矿井水下开采防水煤柱

a断层煤柱损失

断层的两侧各留20m的保护煤柱 此断层的面积为1188×40=47520m2

故此断层保护煤柱损失为：47520×（3+4）×1.3=43.2万t

b井田境界煤柱损失

井田境界留设30m的边界煤柱

总长为13528m；井田境界保护煤柱所占面积为405840m2 经计算

故境界保护煤柱损失为：405840×7×1.3=369.31万t

P1＝43.2+369.31＝412.51万t

3）矿井设计储量

Es= Eg－P1＝10319.58－412.51＝9907.07万t

4）采区回采率

矿井采区回采率

应该符合下列规定：厚煤层不应小于75﹪；中厚煤层不应小于80﹪；薄煤层不应小于85﹪ 全矿采区回采率按下式计算：

=＝0.77

5）矿井设计可采储量

Ek＝（Es－Pz）×（2-1）

式中

Ek--设计可采储量

Es--井田设计储量

Pz--煤柱损失

--采区平均回采率

煤柱损失Pz主要包括工业广场压煤、阶段间煤柱等

工业广场压煤Y

9煤层压煤量＝（828+905）×683÷2×4×1.3＝307.75万t

12-2煤层压煤量＝（840＋926）×704÷2×3×1.3＝242.44万t

Y=307.75＋242.44＝550.19万t

阶段煤柱＝（2851 ＋1861）×（4+3）×1.3÷cos14＝ 4.42 t

Pz＝550.19＋4.42＝554.61

设计可采储量：Ek =（Es－Pz）

=（9907.07－554.61）0.77＝ 7201.4万t 矿井的年产量、服务年限及一般工作制度 3.1 矿井年产量及服务年限 3.1.1 矿井的年产量

矿井的年产量（生产能力）确定的合理与否

对保证矿井能否迅速投产、达产和产生效益至关重要

而矿井生产能力与井田地质构造、水文地质条件、煤炭储量及质量、煤层赋存条件、建井条件、采掘机械化装备水平及市场销售量等许多因素有关 经分析比较

设计矿井的生产能力确定为0.9 Mt/a 合理可行 理由如下：

1)储量丰富

煤炭储量是决定矿井生产能力的主要因素之一 本井田内可采的煤层达到2层 保有工业储量为1.03亿t 按照0.9Mt/a的生产能力 能够满足矿井服务年限的要求

而且投入少、效率高、成本低、效益好

2)开采技术条件好

本井田煤层赋存稳定 井田面积大 煤层埋藏适中 倾角小 结构简单

水文地质条件及地质构造简单 煤层结构单一

适宜综合机械化开采 可采煤层均为厚煤层

3)建井及外运条件

本井田内良好的煤层赋存条件为提高建井速度、缩短建井工期提供了良好的地质条件 本井田内交通十分便利

刘官屯矿井田大部位于河北省丰南市境内 地处交通要塞

是华北通往东北的咽喉地带

京沈、京秦、大秦三大铁路横贯全境 津山、京沈干线km横跨东西 东有秦皇岛港 西邻天津港

新建的唐山港位于津秦两港之间 境内铁路公路交织成网 交通发达

为煤炭资源的运输提供了便利条件

综上所述

由于矿井优越的条件及外部运输条件

矿井的生产能力为90万t是可行的、合理的

并且符合《煤矿安全规程》和《设计规范》的相关要求

3.1.2 服务年限

矿井保有工业储量1.03亿t 设计可采储量7201.4万t 按0.9Mt/a的生产能力 考虑1.4的储量备用系数 则

式中： K--矿井备用系数 取1.4

A--矿井生产能力 0.9Mt/a

Zk--矿井可采储量 万t

P--矿井服务年限 年

代入数据得

P= 7201.4 /（90×1.4）=57.15年

因为服务年限大于45年 所以符合《设计规范》要求

3.1.3 矿井的增产期和减产期 产量增加的可能性

建井后产量出现变化 其可能性为：

3-1）（1)地质条件勘探存在一定的误差 有可能出现新的断层

2)由于国民经济发展对煤炭的需求变化 导致矿井产量增减

3)矿井的各个生产环节有一定的储备能力 矿井投产后

迅速突破设计能力 提高了工作面生产能力

4)工作面的回采率提高 导致在相同的条件下 矿井服务年限增加

5)采区地质构造简单 储量可靠

因此投产后有可靠的储量及较好的开采条件

3.2 矿井的工作制度

结合本矿井煤层条件、储量情况、以及达成产量所需要的时间；同时考虑设备检修以及工人工作时间等实际的因素

在满足《煤矿安全规程》的条件之下 本矿井工作制度安排如下：

矿井工作日为330天

本矿井工作制度采用“三八”制 两班采煤 一班检修

日提升工作时间为16小时井田开拓

井田开拓方式应该通过对矿井设计生产能力 地形地貌条件 井田地质条件 煤层赋存条件

开采技术及装备设施等综合因素进行方案比较以及系统优化之后确定 因此

在解决井田开拓问题时 应遵循以下原则：

1）贯彻执行有关煤炭工业的技术政策

为多出煤、早出煤、出好煤、投资少、成本低效率高创造条件 要使生产系统完善、有效、可靠

在保证生产可高和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量 节约基建投资 加快矿井建设

2）合理集中开拓部署 简化生产系统 避免生产分散

为集中生产创造条件

3）合理开发国家资源 减少煤炭损失

4）必须贯彻执行有关煤矿安全生产的有关规定 要建立完善的通风系统 创造良好的生产条件 减少巷道维护量

使主要巷道经常保持良好状态

5）要适应当前国家的技术水平和设备供应情况

并为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综合机械化、自动化创造条件

6）根据用户需要

应照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采 以及其他有益矿物的综合开采

4.1 井筒形式、位置和数目的确定 4.1.1 井筒形式的确定

井筒是联系地面与井下的咽喉 是全矿的枢纽

井筒选择应综合考虑建井期限 基建投资

矿井劳动生产率及煤的生产成本 并结合开拓的具体条件选择井筒

矿井开拓 就其井筒形式来说

一般有以下几种形式：平硐、斜井、立井和混合式 下面就几种形式进行技术分析 然后进行确定采用哪种开拓方式

平硐：一般就是适合于煤层埋藏较浅 而且要有适合于开掘平硐的高地势 例如山地或丘陵 也就是要有高于工业广场以上具有一定煤炭储量 本井田地势比较平缓

高低地的最大高差也不过几十米 而且煤层埋藏较深 很显然

利用平硐开拓对于本井田来说是没有可行性的

斜井：利用斜井开拓首先要求煤层埋藏较浅、倾角较大的倾斜煤层 且当地地表冲积层较厚 利用竖井开拓困难时 即便是煤层埋藏较深

不惜打较长的斜井井峒的条件下才可能使用 而本井田的条件却不尽如此

全部的可采煤层均赋存于-50m以下 最深达-500m 这样一来

如果按照皮带斜井设计时 倾角不超过17度的话

此时斜井的井筒长度将是很大的 太长的斜井提升几乎是不可能的 而且工程量也是非常巨大的

跟着相关的维护和运输等费用也会大幅度的增加

以上种种因素决定了本井田使用斜井开拓也是不可行的

立井：适用于开采煤层埋藏较深且地表附近冲积层不厚的情况 而且越是这种情况就越显示出立井的优越性

混合式：对于本矿井来说 由于利用平硐和斜井都是不可行的 所以混合式也就不予考虑

本井田的煤层埋藏较深 地表附近的冲积层又比较薄 它对井筒的开凿将不会造成影响 而且立井开拓的一大好处就是 如果基岩赋存较稳定时 开凿以后

其维护费用几乎为零 本井田采用立井开拓时 对于煤炭的提升也较合适

根据《煤炭工业设计规范》[1]规定：煤层埋藏较深、表土层较厚、水文地质条件复杂及主要可采煤层赋存比较稳定．储量比较丰富等特点．本设计采用立井开拓． 4.1.2 井筒位置及数目的确定

1)井筒的数目

a 根据本矿区煤层的埋藏的具体条件 各井筒均采用立井

b主井、副井、风井各一个（见图4-

1、4-

2、4-3）

c井筒参数 表4-1井筒参数

Tab.4-7 Well chamber parameter 井筒名称

用途 井筒长度/m 提升方法

断面尺寸

直径/m 净断面积/㎡

主井 提升煤炭

520 箕斗提升

5.5

23.75

副井

进风、进人、运料排矸

480 罐笼提升

7.0

34.46

风井

回风兼作

安全出口

200

6.0

28.30

该设计采用三个井筒的井田开拓方式：主井、副井、风井 通风方式为中央边界式通风

2)井筒的位置

选择井筒位置的原则：

a 有利于第一开采水平的开采 并兼顾其它水平

有利于井底车场的布置和主要运输大巷位置的选择 石门工程量小

b有利于首采采区不只在井筒附近的富煤块段 首采采区少迁村或不迁村

井田两翼储量基本平衡

c 井筒不易穿过厚表土层、厚含水层、断层破碎带、煤与瓦斯突出煤层或较弱岩层

d 工业广场应充分利用地形 有良好的工程地质条件 且避开高山 低洼地和采空区 不受滑坡和洪水威胁

e工业广场宜少占农田少压煤

f 水源 电源较近

矿井设在铁路专用线路短 道路布置合理点

便于布置工业场地的位置 主要是根据以下一些原则：

a有足够的场地

便于布置矿井地面生产系统及其工业建筑物和构筑物

b有较好的工程、水文地质条件

尽可能避开滑坡、崩岩、溶洞、流沙层等不良地段 这样既便于施工

又可以防止自然灾害的侵袭

c便于矿井供电、给水、运输

并使附近有便于建设居住区、排矸设施的地点

d避免井筒和工业场地遭受水患、井筒位置要高于当地最高洪水位

e充分利用地形、使地面生产系统 工业场地总平面布置及其地面运输合理 并尽可能是平整场地的工程量少

对井田开采有利的井筒位置 确定依据：

倾斜方向的位置：

从保护井筒和工业场地繁荣煤柱损失看 愈靠近浅部

煤柱的尺寸愈小；愈靠近深部 煤柱的损失愈大 因此

井筒沿倾斜方向位于井田中上

走向的位置

a)井筒沿井田走向的位置应在井田中央 当井田储量不均匀分布时 应在储量分布的中央

以次形成两翼储量比较均衡的双翼井田

应该避免井筒偏于一侧造成单翼开采的不利局面

b)井筒设在井田中央时 可以使沿井田走向运输工作量小

而井田偏于一侧的相应井下运输工作量比前者要大

c)井筒设在井田中央时 两翼分配产量比较均衡

两翼开采结束的时间比较接近

d)井筒设在井田中央时 两翼风量分配比较均衡 通风线路短 通风阻力小

综合考虑

主副井筒位置选在井田走向中央位置 位于倾向中上部

风井井口位置的选择:

风井井口位置的选择 应在满足通风要求的前提下 与提升井筒的贯通距离较短 并应利用各种煤柱

有条件时风井的井口也可以布置在煤层露头以后

综合考虑

本矿井的风井沿走向布置在井田的边界中部

图4-1主井断面图

Fig.4-1 Main shaft cross-section fig

主井净直径5.5m 提升容器为9t箕斗一对

采用Jkm4×4（Ⅱ）型多绳磨擦轮提升机 配JRZ170/49-16型绕线式异步电动机两台 每台1000KW 最大提升速度为7.38m/s 该提升设备担负本矿全部煤炭提升

图 4-2副井断面图

Fig.4-2 Auxiliary shaft cross-section fig

副井净直径7.0m 提升容器为一吨双层四车多绳罐笼一对（一宽一窄）采用Jk.25×4（Ⅱ）型多磨擦轮提升机 配JRZ500-12型绕线异步电动机两台 每台500KW 最大提升速度8.02m/s

副井每次提升或下放四辆重车时 另一侧必须配四辆空车

下放液压支架时其重量限制在10.5t以内（包括平板车重）另一侧必须配两辆重车

图4-3风井断面图

Fig.4-3Air shaft cross-section fig

风井位于井田上部边界中部 净直径6.0m用于排风 同时做为安全出口

4.2 开采水平的设计 4.2.1 水平划分的原则

确定原则：

1）根据《煤炭工业设计规范》规定：

（1）90万t的矿井第一水平服务年限不得小于20年 缓倾斜煤层的阶段垂高为200-350m；

（2）条件适宜的缓倾斜煤层 宜采用上下山开采相结合的方式；

（3）近水平多煤层开采 当层间距不大时 宜采用单一水平开拓

2）根据煤层赋存条件及地质构造

煤层的倾角不同对阶段高度的影响较大 本井田的属于缓倾斜煤层 其平均倾角为14°

煤层标高从-750m标高到-300m标高

根据《煤炭工业设计规范》规定缓倾斜煤层的阶段垂高为200~350m 故划分为两个阶段

再结合本井田的煤层标高差较小 阶段斜长较短的实际情况 宜采用单水平上下山开采

3）根据生产成本

阶段高度增大 全矿井水平数目减少 水平储量增加

分配到每t煤的折旧费减少

但阶段长度大会使一部分经营费相应增加

其中随着阶段增大而减少的费用有：井底车场及硐室、运输大巷、回风大巷、石门及采区车场掘进费、设备购置及安装费用等；相应增加的费用有：沿上山的运输费、通风费、提升费、倾斜巷道的维修费

此外还延长生产时间、增加初期投资

因此要针对矿井的具体条件提出几个方案进行经济技术比较 选择经济上合理的方案

4）根据水平接替关系

在上一水平减产前 新水平即作好准备

因此一个水平从投产到减产为止的时间 必须大于新水平的准备时间 正常情况下

大型矿井的准备时间要1.5～2年

井底车场、石门及主要运输大巷亦需要1.5～2年 延伸井筒需要1年

合计需要4～5年的时间

开拓延伸加上水平过渡需要7～9年 所以每个矿井在确定水平高度时

必须使开采时间大于开拓延伸加上水平过渡所需要的时间

根据《煤炭工业矿井设计规范》：当煤层倾角大于12度时 宜采用走向长壁采煤法

本矿井煤层倾角平均为14度 故采用走向长壁采煤法

4.2.2 开采水平的划分

根据本井田的实际情况 以及煤层赋存的条件

提出两个在技术上可行的方案 ：

方案一：采用立井单水平上下山开采

总的来说

两个方案再在技术术上均可行 各有优缺点

需要通过经济比较 才能确定其优劣

首先对下阶段的巷道布置在技术上比较两方案的优缺点 详见表4-2

表4-2两种开拓方案的技术分析表

Tab.4-2 two kind of development plan technical analytical table

方案

方案一：采用立井单水平上下山开采

方案二：采用立井双水平加暗斜井上山开采

优

点

(1）开拓巷道工程量小 两阶段共用一组大巷和平巷 掘进率较低

(2）提升运输距离较短(3）保护煤柱损失少 可以提高回采率

(4)下山阶段辅助运输容易

(1)采准巷道施工容易 工艺简单

(2)对工作面通风有利 可以避免下行风带来的缺点 通风费用较少

(3)对于煤炭的回采有利

(4)延伸井筒的施工比较方便

缺

点

(1)施工技术复杂 设备要求多

(2)掘进速度慢 掘进费用高(3)下山开采

工作面生产难度增加 排水困难

（4）顺槽内运输费用较高 生产费用较高

（5）两顺槽间风压差别较大 通风困难

(1）开拓巷道工程量大 增加准备时间

(2）提升能力小 动力消耗大 提升费用高

(3）风路长 风阻大 通风费用高

(4）暗斜井的维护较为困难 维护费用高

对于两个方案进行经济比较：

因两个方案划分的采区基本相同 所以采区上山的经济比较可以忽略不计 具体比较如下：

图4-4立井开拓方案一

Fig.4-4 vertical shaft development planNo.1

图4-5立井开拓方案二

Fig.4-5 Vertical shaft development plan No.2

表4-3案一 单水平上下山开采

Table 4-3 pioneering single-level downhill

项目

工程量

单价

费用

运输提升 万t

1520万t

0.669元/t

1016.8万元

排水 万m3

404.3万m3

0.1525元/m3

61.65万元

合计

1078.4万元

表4-4方案二：暗斜井延伸 两水平开采

Table 4-4 Option 2: Inclined Shaft extension the two levels of exploitation

名 称

掘 进 费 用

长度

（m）

费用

（元/m）

总费用

（万元）

运输暗

斜 井

922

3000

276.6

回风暗

斜 井

922

3000

276.6

井底车场

1100

3000

330

运输大巷

1269

3000

380.7

合计

1263.9万元

通过两个方案进行经济比较 很显而易见

方案二比方案一明显增加两条912m的暗斜井 以及增加相应的采准巷道 掘进费用明显高于方案一

而且相应的运煤、提升费用尚未计入表中 使得方案一的优势更加突出 所以方案一为最优方案

综上所述

本设计采用单水平上下山联合的方式

4.2.3 设计水平储量及服务年限

本井田设计水平为-580水平

第一阶段的设计可采储量为3900.5万t 设计水平的服务年限为34.1年

表4-5 水平储量及服务年限

Tab.4-5 Horizontal reserves and service life

水平序号

可采储量/万t

服务年限/年

第一阶段

3900.5

30.96

第二阶段

3300.9

26.19 4.2.4 设计水平的巷道布置

由于本井田煤层间距较近层间距＜80m 故采用集中大巷布置 为便于维护

将大巷布置到12-2煤层底板岩层中 又由于设计中通风方式为边界式 所以采用两条大巷布置

大巷距煤层底板间距一般30m

大巷支护方式掘进时期及时支护采用锚杆支护 后期采用混凝土砌碹 巷道断面特征见图4-6

4.2.5 大巷的位置、数目、用途和规格

1)大巷的位置

选择大巷位置的原则：掘进量少 费用少 维护条件好 煤柱损失少

有利于通风和防火 运输方便

本矿井的可采煤层有两层

双轨大巷布置在12-2号煤层底板岩层的-580m水平处 距煤层底板30m

2)大巷的数目和用途

根据运输和通风条件 本矿井共布置一条双轨大巷

承担整个水平运煤、进风、运料、排水、排矸、行人等任务

3)大巷的规格

因为大巷的服务年限都较长 所以都采用锚喷支护 各大巷具体断面如下：

图 4-6 双轨大巷断面图

Fig.4-6 Transport the big lane sectional drawing

大巷运输方式采用矿车运输 轨型为18公斤/m 轨道大巷轨距600 mm 对大巷运输方式选择的依据是：

1）由于设计生产能力小 采用此种运输方式能满足要求

2）吨公里运输费较低

3）运输能力大 机动性强

随着运距和运量的变化可以增加列车数

4）矿车运煤可同时统一解决煤炭、矸石、物料和人员的运输问题

5）对巷道直线度要求不高 能适应长距离运输 4.3 采区划分及开采顺序 4.3.1 采区形式及尺寸的确定

根据井田地质情况 煤层赋存较稳定 煤层厚度在4左右 井田走向长度5km 井田内两条大的断层构造

以上条件很适合布置综合机械化采煤

而设计规范规定综采工作面双翼采区走向长度应超过1500~2000m 因此将井田共划分四个采区 其中一阶段两个上山采区 北一采区和北二采区 均为双翼采区

二阶段两个下上采区：南一采区 南二采区

表4-6 井田各采区技术特征表

Table 4-6 Mine technical characteristics of the mining area Table 采区

走向长度/m 倾斜长度/m 工业储量/万t 采煤方式 落煤方式 准备方式 N1 2416 1197 2869.2 走向长壁 综采

双翼上山采区 N2 1846 1038 1720.2 走向长壁 综采

双翼上山采区 S1 2281 756 2043.6 走向长壁 综采

双翼下山采区 S2 2226 904 1686.6 走向长壁 综采

双翼下山采区 合计 8769 3895 8319.6

4.3.2 开采顺序

合理的开采顺序是在考虑煤层采动影响的前提下 有步骤、有计划的按照一定的顺序进行 保证采区、工作面的正常接替 以保证安全、均衡、高效的生产 并且有利于提高技术经济指标

合理的开采顺序可以保证开采水平、采区、回采工作面的正常接替 保证矿井持续稳定生产 最大限度地采出煤炭资源

减少巷道掘进率及维护工程量；合理的集中生产 充分发挥设备能力 提高技术经济效益 便于防止灾害 保证生产安全可靠

根据《矿井设计规范》规定

新建矿井采区开采顺序必须遵循先近后远 逐步向井田边界扩展的前进式开采 多煤层开采时 一般先采上层

后采下层的下行式开采

还应厚、薄煤层合理搭配开采；开采有煤与瓦斯突出煤层时 应按开采保护层、抽放瓦斯及单独开采等技术措施要求 顺序开采

为保证均衡生产 一个采区开始减产

另一个采区即应投入生产 为此

必须准备好一个新的采区 所以

一个采区的服务年限应大于一个采区的开拓准备时间

由于双翼两个采区条件相近大巷长度又大致相等

所以采区开采顺序可任选一个先采 本设计开采顺序为：N1采区 S1采区 N2采区 S2采区

煤层间下行式 区段内后退式回采

4.4 开采水平井底车场形式的选择 4.4.1 开采水平井底车场选择的依据

井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称 是连接井下运输和提升的枢纽 是矿井生产的咽喉 因此

井底车场设计是否合理

直接影响着矿井的安全和生产

根据《矿井设计规范》规定

井底车场布置形式应根据大巷运输方式、通过井底车场的货载运量、井筒提升方式、井筒与主要运输大巷的相互位置、地面生产系统布置和井底车场巷道及主要硐室处围岩条件等因素 经技术经济比较确定

由于本设计中主井提升方式为箕斗提升 大巷采用矿车运输

井底车场与大巷距离较远且需用石门联系 从主副井井底车场到大巷均与石门联系 所以井底车场型式选为立式车场 如图4-7

１――主井

２――副井

３――井底煤仓

４――水仓

5――水泵房 6――中央变电所 7――清煤斜巷 图 4-7 井底车场示意图

Fig.4-7 Shaft station abridged general view cross-section distinction 4.4.2 井底车场主要硐室

根据《矿井设计规范》规定 井下硐室应根据设备安装尺寸进行布置 并应便于操作、检修和设备更换 符合防水、防火等安全要求 井下主要硐室位置的选择 应符合下列规定：

a应选择在稳定坚硬岩层中 应避开断层、破碎带、含水岩层；

b井下硐室不布置在煤与瓦斯突出危险煤层中和冲击地压煤层中

井底车场的主要硐室包括煤仓、箕斗装载硐室、中央变电所、中央水泵房及火药库

1)井底煤仓及装载硐室

井底煤仓位置应根据大巷运输方式、装载硐室位置、围岩条件及装载胶带机巷与装载硐室相互联系等因素比较确定

井底煤仓宜选用圆形直仓 井底煤仓的有效容量按下式计算：

（4-1）

式中：

Qmc--井底煤仓有效容量(t)

Amc--矿井日产量(t)

0.15～0.25--系数 大型矿井取大值 小型矿井取小值 本设计取0.15

则井底煤仓容量为：

Qmc=0.15×900000/330=410t

煤仓为圆形垂直煤仓 见图4-8

图4-8垂直煤仓结构图

Fig.4-8 The diagram of coal Depot

1--上部收口；2--仓身；3--下口漏斗及溜口闸门基础；4--溜口及闸门

2)中央变电所、中央水泵房和水仓

中央变电所和中央水泵房联合布置

以便使中央变电所向中央水泵房供电距离最短 一般布置在副井井筒与井底车场连接处附近当矿井突然发生火灾时 仍能继续供电、照明和排水 为便于设备的检修及运输 水泵房应靠近副井空车线一侧

水泵房与变电所之间用耐火材料砌筑隔墙 并设置铁板门为防止井下突然涌水淹没矿井 变电所与水泵房的底板标高应高出井筒与井底车场连接处巷道轨面标高0.5m 水泵房及变电所通往井底车场的通道应设置密闭门 水仓入口

一般设在空车线 井底车场标高最低处 确定水仓入口时 应注意水仓装满水

中央变电所和中央水泵房建成联合硐室 具体见图4-9：

图 4-9 中央变电所和中央水泵房联合硐室

Fig.4-9 Substation capacity and water pump house union booth

3)火药库

由于本矿井采用全部机械化采煤 所以相对用火药较少

选用储量较小的壁槽式火药库就可以满足井下正常工作的需要

库房与巷道的关系：

a库房距井筒、井底车场、主要运输巷道、主要硐室和影响全矿井大部分采区通风的风门的直线距离应不小于80m；

b库房距地面或上下巷道的直线距离不小于15m

根据本设计井底车场的实际位置 采用容重2400kg壁槽式标准爆破材料库 该材料库具有独立的通风系统

打一条通风钻孔直接与地面直接相连 火药库的具体结构见图4-10：

图 4-10 壁槽式爆破材料库

Fig.4-10 Blast material storage

序号

巷道名称

序号

巷道名称

１

轨道大巷 ２

库房巷道

３

炸药壁槽

４

雷管壁槽

５

电气壁槽

６

消防器材

７

放炮工具室

８

发炮室

９

防火门 10

回风立眼

4.5 开拓系统综述 4.5.1 系统概况 1）开拓方式

本设计矿井采用“立井多水平、集中运输大巷、走向长壁相结合”的开拓方式 采用立井开拓 共3个井筒

主箕斗立井、副罐笼立井、边界风井 采用中央边界式通风方式

矿井开采水平在-580m标高位置 矿井正常生产时

一个采区一个综采工作面保证年产量

2)生产系统：

a 通风系统：由副井进风 主回风井回风

一采区通风路线是：副井 轨道石门 轨道大巷 采区轨道上山 区段轨道石门 区段运输平巷 工作面

区段回风平巷 区段回风石门 采区运输上山 回风大巷 最后由主回风井排出地面

火药库通风：副井入风 采用钻孔立眼回风

b 运煤系统：工作面落煤 区段运输平巷 区段运输石门 溜煤眼下溜 采区运输上山 采区煤仓 运输大巷 运输石门 井底煤仓

最后由主井箕斗提升至地面

c 运矸系统：掘进工作面 区段轨道平巷 采区回风石门 采区轨道上山 轨道大巷 副井 地面

d 运料运人系统：地面 副井 轨道大巷 采区轨道上山 区段回风石门 区段轨道平巷 直至工作面

e 排水系统：采掘工作面 区段平巷 区段轨道石门 采区轨道上山 轨道大巷 井底车场 水仓 副井 地面

4.5.2 移交生产时井巷的开凿位置、初期工程量

1)矿井移交生产时的标准

a 井上、下各生产系统基本完成 并能进行正常的安全的生产；

b “三个煤量”达到规定标准；

c 回采工作面长度一般不少于设计回采工作面长度的50﹪；

d 工业广场内的行政、公共设施基本完成；

e 居住区及其设施基本完成

根据以上标准确定井巷的开凿位置

2)移交生产时井巷开凿的位置

在矿井设计中

全矿年产量由一个综采工作面保证达产 移交生产时

运输上山、轨道上山已经掘进到开采位置

煤层运输平巷、回风平巷已掘完并通过区段石门与上山相连 然后掘开切眼 贯通上下顺槽

3)初期工程量

初期移交工程量是指移交时掘进的各类巷道硐室、井筒等为生产服务的设施的总的掘进体积

初期移交开拓工程量见表4-7：

表4-7交初期工程量表

Tab.4-7 Erealy transfer engineering amount table

名称

长度/m

掘进断面面积/ m2

掘进体积/

主井

520

23.75

12350

副井

480

34.46

16540..8

风井

200

28.30

5660

井底车场

1100

18.4 20240 主要运输石门 130 16.9 2197 主要轨道石门 130 16.9 2197 运输大巷 1600 16.9 27040 运输上山 1170 16.9 19773 轨道上山 1170 16.9 19773 轨道石门 80 16.9 1352 回风石门 259 16.9 4377.1 运输顺槽 1430 16.1 24167 回风顺槽 1430 12.6 18018 回风大巷 1170 16.4 19188 开切眼 180

12.6

2268

总计

195320.9 采准巷道布置

5.1 设计采区的地质概况及煤层特征 5.1.1 采区概况

设计采区为一采区 该采区位于井田西翼 西至井田勘探线

东部边界到工业广场保护煤柱线 大巷布置在-580水平采区平均走向长2416m 倾斜长1256m 采区内共发育两个个可采煤层 煤厚分别为3m、4m 煤层赋存简单

无断层及火成岩侵入等地质构造 煤层倾角平均为14度 煤变质程度高 煤质好

绝对涌出量为10.5m3/min 发火期短

煤层直接顶较厚并且软弱

5.1.2 煤层地质特征及工业储量

一采区做为首采区 是上山开采 采区开采两层煤

煤层平均倾角为14° 属于缓倾斜煤层 采区内地质构造简单 无断层 煤质较好

水分含量0.56～15.54％ 瓦斯相对涌出量为10.5m3／t 煤尘无爆炸性危险自然发火期为3-6个月 煤层顶底板较为稳定

采区工业储量为3369.2万t

5.1.3 采区生产能力及服务年限

采区生产能力的基础是采煤工作面生产能力

而采煤工作面的产量取决于煤层厚度、工作面长度及推进度

1)采区生产能力A：

（5-1）

式中：L-回采工作面长度 取180m

V-工作面年推进度 工作面每日进4刀 截深0.8m 因此年推度为1056m

M-采高 4m

r-煤的容重 1.3t/

C-工作面回采率 厚煤层0.93

则: A=180×1188×4×1.3×0.93

=90.92万t/a

同时考虑5％的掘进出煤 则采区的生产能力为：

A总= A×（1+5%）=103.4×1.05=95.47万t/a；

再将上面计算出来的生产能力通过通风能力、风速和风量限制要求计算式中检验 得出符合要求

2)采区服务年限T：

（5-2）

式中： Z-本采区设计可采储量 2351.16万t

A-本区生产能力 90万t/a

=2351.16/90×1.4=18.65年

5.2 采区形式、采区主要参数的确定 5.2.1 采区形式

按照煤层群开采的联系为联合准备 即各煤层共用两个岩石上山和区段石门 煤层倾角平均为14°

瓦斯量低、顶底板均无较大涌水 根据煤层赋存条件

本设计采用走向长壁采煤法

5.2.2 采区上山数目、位置及用途

设计的上山在最下部煤层的底板开掘 运输上山作为采区的主运输 其内铺设皮带

运输采区工作面的出煤

轨道上山铺设轨道作为采区的辅助运输 运送矸石、设备、材料、兼作行人

5.2.3 区段划分

采区倾向长1256m 其中留4m的区段平巷 区段间保护煤柱留10m宽 井田境界煤柱30m 阶段煤柱30m 则本采区可以划分为6个区段 工作面长180m

5.3 采区车场及硐室 5.3.1 车场形式

区段上部车场为顺向平车场 中部为单向甩车场 下部为直向平车场

每个采区只有一个综采工作面 运输量不大

所以只设材料绕道车场 运料斜巷在大巷入口处取平由大巷进入车场绕道存车线 然后直接进入轨道上山 这种布置方式使用方便 运行可靠

1)上部车场：车场形式为顺向平车场（与回风道在同一水平）矿车或材料车经轨道上山提至平车场平台

然后沿着矿车行进方向经回风石门运至工作面或所需材料地点

2)车场：车场形式为石门甩车场形式 单道起坡方式

由轨道上山提升上来的矿车 通过甩车道甩到中部轨道石门中 再进到区段轨道平巷

3)下部车场：本下部车场的绕道属于顶板绕道 从上山来看

通过竖曲线落平后摘钩

沿车场的高道自动滑行到下部车场存车线 由井底来车

则进入车场的底道

自动滑行到下部车场的低道存车线后 挂钩由绞车房提升上去

根据轨道上山起坡点到大巷的距离 本车场属于斜式顶板绕道 [8] 5.3.2 采区煤仓

在采区煤仓的尺寸确定之前 首先对煤仓的容量进行确定：

按循环产量计算煤仓容量Q

Q=L×l×h×r

式中：L--工作面长度 m

l--截深 m

h--采高 m

r--煤的容重 1.3t/ m3

所以Q =180×0.8×4×1.3=748.8t

由以上计算作为依据 选择煤仓容量为800t

由经验

R=2.96≈3 h=25m

采区煤仓用混凝土收口 在煤仓上口设铁箅子 煤仓溜口与装车方向相同 闸门的形式为单扇闸门 开启方式为气动

5.4 采准系统、通风系统、运输系统 5.4.1 采准系统

由运输大巷开掘采区下部车场 向上开掘采区岩石集中运输上山 采区集中轨道上山 与回风大巷贯通 形成通风系统后

在区段上部开掘采区回风石门

在区段下部开掘区段运输石门与区段轨道石门分别与上层煤贯通

在上层煤开掘区段运输平巷

5-4）5-3）（（区段回风平巷至采区边界开掘开切眼 形成工作面即可回采

掘进过程中同时开掘中部车场 上部车场及采区各种硐室

5.4.2 通风系统

新鲜风流副井→井底车场→轨道大巷→轨道上山→区段运输平巷→工作面→污风→区段回风平巷→采区回风石门→回风大巷→风井排出地面

5.4.3 运输系统

运煤系统：工作面出煤→区段运输平巷→运煤上山→采区煤仓→运输大巷→井底煤仓→从主井提到地面；

排矸系统：掘进巷道时所出的矸石由轨道上山运到轨道大巷之后到井底车场 然后从副井提至地面；

运料系统：副井→井底车场→轨道大巷→轨道上山→区段回风平巷→使用地点 [6] 5.5 采区开采顺序

本设计采区同一煤层采用区段顺序依次开采 工作面沿走向推进 采区内共有四个煤层 分别都是由远及近开采 由于顶底板岩性较好

受采动影响较小．先采上层煤 再采下层煤

工作面沿走向推进

5.6 采区巷道断面

根据《设计规范》规定

综采工作面胶带输送机顺槽巷道净断面不宜小于12㎡ 回风顺槽净断面不宜小于10㎡

输送机上下山的净断面不宜小于12㎡ 运料、通风、和行人上山的净断面 不宜小于10㎡

采区准备巷道工程量是指从区段石门起的所有巷道和硐室的工程量总和 具体见下表5-1：

表5-1采区准备工程量

Tab.5-1 Ready engineering amount of mining section 巷道 支护形式 断面大小 长度/m 体积

净/m2 掘/m2

净/m3 掘/m3 运输上山 锚喷 16.4 20.2 1170 19188 23634 轨道上山 锚喷 15.3 19.0 1170 17901 22230 绞车房 锚喷 13.5 15 35 472.5 525 采区下部车场 锚喷 13.1 14.9 150 1965 2235 采区煤仓 混凝土 15.9 19.6 21 333.9 411.6 区段运输石门 锚喷 16.4 20.2 145 2378 2929 区段回风石门 锚喷 15.3 19.0 145 2218.5 2755 运输顺槽 梯形棚子 12.3 13.7 1430 17589 19591 回风顺槽 梯形棚子 11.6 13.1 1430 16588 18733 开切眼 锚网 10.1 10.1 180 1848.3 1848．3

图5-1.运输顺槽巷道断面图

Fig.5-1 Transport trough tunnel section

图5-2 回风顺槽断面及特征

Fig.5-2 Returns to the wind to break the chart along the trough and charactic 6 采煤方法

6.1 采煤方法的选择 6.1.1 选择的要求

1）煤炭资源损失少 采用正规采煤方法

2）安全及劳动条件好

3）便于生产管理

4）材料消耗少

5）尽可能采用机械化采煤 达到工作面高产高效

6.1.2 采煤方法

本矿井的两层煤均属于缓倾斜煤层 根据本采区的形状特点

采用走向长壁后退垮落采煤法

表6-1 全井田各采区采煤方法

Table 6-1 entire mining area of the mine mining method

采区

采煤方法

落煤方式

顶板管理

一采区

走向长壁采煤法

综采局部普采

全部垮落法

二采区

走向长壁采煤法

综采局部普采

全部垮落法

三采区

走向长壁采煤法

综采局部炮采

全部垮落法

四采区

走向长壁采煤法

综采局部炮采

采矿设计 第3篇

摘要：近些年，随着我国煤矿企业的迅速发展，越来越多的先进技术被企业广泛关注，AutoCAD技术就是新技术中的一种。所谓AutoCAD技术，就是我们所说的用二维绘图和文档进行设计的一种自动化的辅助设计软件，目前在煤矿企业发展中被广泛的应用。

关键词：煤矿企业  AutoCAD  计算机辅助设计  自动化

1 概述

随着我国煤矿企业发展脚步的不断加速，先进的计算机技术被广泛应用到企业的发展中，就我国煤矿目前对计算机技术的依赖来看，AutoCAD技术凭借着自身所特有的便捷优势得到企业的广泛应用。采矿工程的设计是一个复杂过程，不仅需要对自然环境有充分了解，更是需要在设计时对各种因素进行细致综合考虑。并且将设计图中会经常出现的各种因素进行综合，比如对文字和图像及图形等。将这些因素综合起来并不是容易的事情，想要确保能进行统一编辑和管理，就需要先设置好不同的图层。所谓图层，是指构成不同图像的一个具体单位，很多图形绘制的特殊效果都可以通过对图层的设置来获得，通过图层叠加、叠底、亮光或背景等相互重合的方式可以获得想要的设计效果。在煤矿设计工程中很多地方都会用到图层，一般常用的有煤层底板、图框等，将这些图层按照合适顺序放入平面图内，可以方便设计图的绘制。另外，这种图层设置还可以方便分类和管理，有助于后期修改和编辑。煤矿开采是复杂的，可能一天会同时进行很多层的煤矿开采，那么，一旦出现问题需要进行及时帮助。如果没有图层将其分开，很容易混淆出现问题的位置，设计者在修改时思维混乱。但是如果使用不同图层则可以完全避免这个问题，当某一处发现问题时，可以关闭其它不相关的图层，简洁明了地看出问题所在位置，进行准确合适的修改。

2 AutoCAD技术在绘制采矿工程图中的应用

目前，AutoCAD技术已经在煤矿企业中被广泛的应用。因此，我们需要对AutoCAD技术能够全面、系统的掌握，尤其是相关的技术人员必须熟练掌握和使用AutoCAD技术。就目前企业利用AutoCAD技术对采矿工程图进行设计，主要表现在以下几点：

2.1 利用AutoCAD技术绘图的前期准备

做好前期准备工作是确保绘图能够顺利完成的重要依据。在对采矿工程图具体绘制之前，我们需要对图形界限进行设置。绘制人员要根据企业对采矿工程图的具体要求，选取最合适的进入图形界面的命令方式。就目前我国AutoCAD技术所提供的进入图形界限的命令方式来看，主要有3种方式，即菜单式、工具按钮式和命令行式。需要注意的一点是，在AutoCAD技术中，在对图形界限进行设置的时候，对于初始方向的设置是将X轴作为正方向的，这与测量方位角方向是不一致的，在具体绘制之前，需要将正方向改为Y轴，以此确保正方向与测量方位角的一致性。

2.2 设置图层

显而易见，在采矿工程图的设计中出现的许多不同的对象，比如说文字、图形等。都是为了对这些对象进行一个统一的管理和编辑，在绘制设计图的时候我们需要设置相应的图层。所谓图层，就是指构成图像的一个单位。在绘图过程中，有一种便捷的绘图方法，就是通过设置层来实现需要的效果。在采矿工程绘图过程中，很多环节都是离不开图层的，比如说保安煤柱、煤层底板、图框以及井田边界等，都需要将其按照一定的顺序放在开拓的平面图内，这样不仅能够简单方便地进行绘制，在需要时还能利用不同的方式组合起来。此外，为了能够在复杂的图形中有效的改动元素，我们可以将图形中的元素、注释以及参考符号等划分为不同种类并存放到不同的图层中。以此根据不同的煤层进行不同的设计，在一定程度上避免因为反复操作而耽误时间。

3 在AutoCAD系统中一般图形的绘制方法

该技术相对于其他绘图技术来讲，既方便操作也具有一定的调节性。众所周知，在煤矿企业发展过程中，采矿工程图占据着重要的位置，不仅是矿井技术决策的重要表现形式，也是保存矿井资料的重要手段。采矿设计图并不是简单画出来的，是各种图形元素的综合，这些绘制元素的存在保证了整个设计图的完整性，若要将煤矿开采的设计图纸数字化，就要求设计师必须对这些元素在AutoCAD系统中绘制方法相当熟悉，并在此基础上进行设计图的设计和绘制，在一般的AutoCAD系统中主要有以下几种元素的绘制有特别的要求。

3.1 断层线等高线煤柱线及停采线的绘制

Spine命令一般用来绘制等高线和断层线，等高线的绘制需要将线的形式设置成实体线，并且将实际情况的高度用文字标注在文字层之中，以便于后期修改和编辑。而断层线则是需要在图纸中注明相应数据。在绘制煤柱线和停采线时，需要使用Line或Aline命令，跟前两种线的绘制不同，煤柱线和停采线更需要对实际情况进行适当把握和了解，没有对线型特殊和绝对的要求，只要符合实际情况和绘制要求就行。

3.2 钻孔的绘制方法

钻孔是一种相对简单的图形，这种图形的绘制和其它的不相同，并不需要过多地结合实际，在设计采矿设计图时，钻孔的图形绘制具有一定规律，设计师只要将这个规律充分理解和了解，在绘制中就不会出现太大问题，并且，钻孔位置一般是固定的，不需要太多改变。所以，设计师在设计煤矿工程的设计图时不需要一个个地进行设计和标注，只要一开始做好一个符合标准的钻孔，然后对其进行复制插入到需要钻孔的地方即可，或者在开始做好一个标准模型，在需要的地方插入。

3.3 巷道的绘制方法

这是煤矿开采工程设计图中最为关键的一种图形，为了煤矿开采过程的顺利进行，必须确保这个图形在设计时的准确性和和现实的贴合性。巷道图形绘制的命令选择很重要，一般不使用Spine命令，而是使用和煤柱线、停采线一样的Line或Alien命令。绘制时需要相当准确，来确保实际位置的准确。绘制人员为了确保巷道两边平行及每一条巷道之间的距离，即巷道的宽度是一样，可以先通过命令绘制巷道的一边，然后通过偏移命令得到更多与之平行的线路。这个图形绘制过程有一个需要注意的问题，实际巷道的距离和宽度都是不同的，在图形绘制中也要根据这些巷道实际情况的不同来选择不同的线型，一般情况下岩巷要使用点划线而煤巷则需要使用实体线，根据这些实际情况选择合适线型是设计师在进行图形设计时最先要考虑好的问题。并且，将不同类型尽量放在不同图层里面，方便后期寻找和修改。

3.4 其它部分的绘制

除开以上部分元素的绘制，煤矿开采设计中还会涉及到更多元素，如风门、煤仓及井田界线等。不过这些元素在煤矿开采设计图的数字化绘制过程中并没有过多强制性的要求，绘制方法相对比较灵活和简单，只需要设计师不断提高自身素质进行合适的绘制，可以直接绘制或在最开始建好合适的图形模型在需要时插入即可。

3.5 煤矿开采设计图的打印和输出

符合要求和实际情况的设计图完成后，在正式使用前还应当进行最后修改和检查，主要是看图中标志的数据是否和实际情况相符，并且是否准确，如果发现问题，需要及时进行后期编辑和修改，直到完全确定没有问题后才可以投入使用。在打印时需要按照1：1的方式进行输出，确保在使用中不会出现数据不相符的问题，保证设计的准确性和完整性。

4 结束语

综上所述，中国煤炭事业的不断发展，设计图纸绘制要求也越来越高，我们利用计算机技术来实现图形数字化就成为煤炭企业发展中的一个必然趋势。为了能够跟上时代的步伐，我们需要将AutoCAD技术的作用充分在企业发展过程中发挥出来，并尽量减少不必要的成本浪费，提高煤矿企业的经济效益。

参考文献：

[1]郑威.基于AutoCAD平台井巷工程设计图的数字化[J].煤炭技术，2008（05）.

[2]席中利.试论煤矿采矿工程设计图形数字化应用研究[J].机械管理开发，2013（06）.

[3]罗雷.矿井测量数字化成图系统程序探析[J].中国科技信息，2012（11）.

[4]张守宝.谢生荣.“应用统计学”在采矿工程专业教学中的体会[J].中国电力教育，2011（14）.

[5]郭兵兵，陈国祥，徐星.采矿工程专业实践教学体系的优化[J].中国地质教育，2011（02）.

快开门结构的采矿机电控箱设计 第4篇

关键词：电控箱,隔爆,快开门

采矿机电控箱设计首先要考虑箱体设计, 箱体的安全可靠是电控箱安全使用的保证。电控箱是一种隔爆型防爆结构, 其设计首先要符合隔爆原理, 隔爆型防爆结构必须具备的基本条件是首先外壳内的点火源使内部爆炸性气体发生爆炸时, 外壳必须能够承受爆炸所产生的压力, 还必须能够防止爆炸产生的火焰或高温气体将外部的爆炸性气体点燃。其次接触爆炸性气体的外壳的表面温升, 不能超过相应的自然等级所规定的温升极限值。此外这些基本条件, 必须按爆炸试验和温度试验的规定, 通过试验加以验证。

隔爆型电控箱箱体具体设计主要包括结构设计、强度分析、开门方式设计等。各方面具体来看:

1 箱体结构设计

本采矿机电控箱箱体设计根据内部电气元件的位置布置、相关标准以及整个电控箱的安装尺寸位置的要求, 确定其结构如图1所示, 箱体分为接线腔和电气元件布置腔, 上方的接线腔由于开盖的机会较少, 因而采用盖板形式, 螺钉紧固。下方的电气元件布置腔设计三个快开门方便实际作业。箱体材料采用Q345钢板, 足够的机械强度和较好的焊接性能保证了耐爆性。整个箱体经过有限元软件进行强度分析, 计算的最大变形和最大应变都满足材料的使用要求。

2 隔爆结构要求

隔爆接合面作用是熄灭爆炸产生的火焰, 冷却爆炸后产生的温度至450℃以下并随之泄露爆炸时产生的压力。具体设计从隔爆面间隙, 隔爆接合面的长度和隔爆面的粗糙度三方面来考虑。首先根据隔爆设备的类别、级别、容积和接合面的长度而规定最大的间隙值, 其次由隔爆设备的净容积来决定隔爆接合面的长度, 最后隔爆面的粗糙度一般达6.3μm~3.2μm即可。

3 开门方式设计

虽然对于防爆形式来说螺栓紧固的方式是比较安全可靠的, 但是在安装、维修和检测时的开关门操作比较繁琐, 而且电控箱门板较重, 为了使用过程更方便、快捷, 目前较多防爆型电气设备采用了快开门的方式, 它通过一个装置的简单两步, 如平动或轮子的转动使关门时先关合, 后锁住, 开门时先解锁, 后打开从而实现打开或关合门的操作。常见的快开门结构有平移式快开门结构:拨叉式快开门结构、偏心轴式快开门结构;提升式快开门结构:内置偏心轮式快开门结构、外置偏心轮式快开门结构。快开门结构箱门与箱体间一般为平面隔爆。所有的快开门结构, 都要求门板周边与壳体法兰有相应的限位, 即在门板和壳体法兰上安装限位卡板, 关门后, 卡板将门板和壳体上对应的边卡住, 这样如果壳体内可燃气体被引爆, 爆炸的冲力也不能冲开门板, 卡板安装后也要保证门板与壳体法兰间隔爆面间隙满足隔爆间隙要求。卡板有内置和外置两种形式。

快开门结构设计首先要保证它的强度, 在箱体内部发生爆炸的时候, 变形不能过大;还要保证加工精度, 对门板隔爆面、箱体法兰隔爆面以及门板卡齿和卡板的啮合面的精度都有更严格的要求;另外对焊接、隔爆面的表面处理、喷漆工艺、表面光洁度、平面度等也需要格外注意。快开门的提升操作机构, 在日常维护使用时需加润滑油, 以防止长时间不运动发生锈蚀。

结语

对于采矿机电控箱的设计, 需要综合考虑箱体、壳体材料、隔爆结构、隔爆面的加工精度、焊接方式以及盖板与箱体的连接方式、开门方式等, 而所有这些的目的都是要设计出安全可靠的隔爆箱体来应用于生产实际。

参考文献

[1]戴凤龙.采煤机电控箱机械设计[J].煤矿机械, 1991 (02) .

[2]常雪飞, 刘洋, 李万鹏.几种快开门结构的防爆壳体[J].煤矿机械, 2010 (11) .

[3]耿彦波.矿用隔爆型产品的快开门结构失爆原因分析[J].煤矿安全, 2014 (05) .

小论文 采矿工程毕业设计 第5篇

钟俊伟

（江西理工大学资源与环境工程学院，江西 赣州 341000）

摘要

本设计为武山铜矿南矿带日产原矿1000t地下开采方案。根据矿体赋存条件及矿山开采技术条件，地下开采范围为0m～-800m，阶段高度均为50m。通过武山铜矿地质状况调研以及开采要求的综合分析比较，确定了采用下盘竖井开拓方案；采矿方法主要为下向水平分层充填采矿法；采用侧翼对角式抽出通风系统；井下运输为有轨运输。矿山服务年限约为164a。本设计还对井下排水、充填、供电、供风等作了简单的方案设计，初步形成了完整的地下开采系统。

关键词：武山铜矿；地下开采；下盘竖井开拓；下向水平分层充填采矿法；侧翼对角式通风。

ABSTRACT The design is underground mining program of WuShan Copper Mine south ore.The daily production of raw ore is 1000t.According to the ore current conditions and mining technological conditions, underground mining range are from 0m to-800m level ,the design phase are 50m high.By the comprehensive analysis and comparison of WuShan Copper Mine geology research and exploitation require-ments, the joint development program of the shaft has been confirmed.Mining methods is mainly on the stratification of hydraulic-fill mining method, and adopting Central Angle ventilation system.Underground transportation are electric locomotive rail transport, and the service life is approximately 164 years.Some simple solution designs for the mine drainage system, filling power supply, wind supply are made.The design of a complete system of underground mining for hunanbaohuaCopper Mine has been accomplished.Key words: WuShan Copper Mine;Underground mining;Shaft joint development;on the stratification of hydraulic-fill mining method;Flank Angle ventilation system.1.矿山地质

江西铜业股份有限公司武山铜矿（简称武山铜矿）位于江西省瑞昌市白杨镇境内，矿区地理坐标东经115°37′38″～115°39′56″，北纬29°44′04″～29°45′12″。瑞码公路横贯矿区西侧，南行8km到瑞昌市，转而东行35km到九江市，北行12km至长江边瑞昌市码头镇。

武山矿区属大型铜硫矿床，伴生有益组份有金、银、硒、碲、镓、钼、铅、锌、铊等。铜储量137万吨，硫储量1226万吨，由南北两个矿带124个矿体组成，其中主矿体8个，占全区储量的96%，全区铜品位1.17%。

南矿带受面积约0.6平方公里的花岗闪长斑岩体控制，位于二叠系下统茅口阶至三叠系下统大冶组等碳酸盐地层与岩体的接触带中。主矿体呈马蹄形，其展开长度为2150米，倾斜延深至-800米以下，矿头被第四系表土层覆盖，埋深约30:米;小矿体产于岩体内的碳酸盐捕虏体中。该矿带有109个铜矿体，2个硫矿体，主矿体为8Cu、9Cu、15Cu,I7Cu。该矿带铜金属量48.3万吨，占全区储量的35%。

矿石中金属矿物有55种，脉石矿物26种。主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿，次要金属矿物为白铁矿、斑铜矿、辉铜矿、兰辉铜矿、铜兰、黝铜矿——砷黝铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿、赤铁矿、针铁矿。主要脉石矿物为石榴石、方解石、白云石、石英、高岭土。

2.矿山生产能力

矿山生产能力即年产量，一般是根据国家对矿山规定的最终产品产量要求计算年采出矿石量、矿山设计的任务即从技术可能性和经济合理性验证矿山生产能力，本矿山年产33万吨开采162年属于中型矿山。

3.矿开拓方法

开拓系统采用下盘竖井开拓方案，主井直径3500mm，主要用于矿石的提升，井口标高为+154m、井底标高为-800m；副井直径5000mm用于提升废石、人员、材料等，使用单层单罐笼提升，井口标高为+52m、井底标高为-800m。在矿脉下盘共设有0m、-50 m、-100m、-150 m、-200 m、-250 m、-300 m、-350m、-400m、-450m、-500m、-550m、-600m、-650m、-700m、-750m、-800m，17条阶段运输巷道(布置在矿体移动带之外，因为作为上阶段回风巷道)，多中段提升。

4.提升与运输

本矿阶段运输巷道采用三心拱宽2300mm 高2767mm主要采用运输设备及其外型尺寸如下：

ZK10-6/250型架线式电机车 外型尺寸：4500mm×1060mm×1550mm；

YGC2(6)矿车 外型尺寸:

3000mm×1200mm×1200mm。

井下采用架线式型号为ZK10—6/250型电机车牵引YGC2（6）型矿车运输，从各中段的溜井口装车，运至竖井口，经罐笼或箕斗提升运至地表。地表运输是将竖井口矿仓的矿石通过胶带运输机运输到选矿厂矿仓，废石通过公路汽车运送到地面废石堆场。精矿和原材料均采用公路汽车运输。

主副井提升，主井井直径3500mm，竖井服务年限长，使用圆形断面，采用混凝土支护，支护厚度为300mm，地质条件稍差的地方混凝土加锚杆和金属网联合支护。采用容积为2.翻转式箕斗FJD2.5(5.5)，尺

寸为长宽高1236*1452*4831，单位mm；自重4.184t,载重量5.5t。

副井为单罐笼井，直径5000mm，采用混凝土支护，支护厚度300mm，根据矿车的规格YGC2(6)选用提升容器为单层罐笼

YMGS-3.3-1-z1。

本设计竖井深800米，日产量1000吨。

5.采矿方法

根据矿体沿走向、倾向的赋存范围，矿体厚度、品位及其变化情况。矿体厚度一般为5～30m，平均14.5m，倾角大概为为60°，属于急倾斜中厚矿体，矿体主要以含铜矽卡岩为主，属于较坚固矿体，但其中多含断裂构造、破碎带，故矿体稳定性不是很好，上盘围岩不稳定，下盘围岩较稳定，矿体含硫，且具有一定的结块性和氧化性。故采用充填采矿法。根据设计任务，属中小型矿山，结合地质资料，采取下向水平分层进路式充填采矿方法，阶段高度为50m，矿块长100m，宽即为矿体宽，矿块沿走向布置，各矿块设置一泄水井与一溜矿井，矿石崩落后，由电动铲运机装运，经联络道倒入溜井，再通过溜井自溜至矿仓，采用振动放矿机出矿。

6.排水

根据比较，由于矿山矿井深800左右，分段较多，且涌水量10421立方米，水文地质条件较好，故选用集中排水。在-800米与-400米各设置一水泵房，-400米以下各中段涌水自流涌入-800米中段水仓，再泵送到至-400米水仓集中抽出地表。

由副井，将井底水仓的水集中抽至地表。

选用6台水泵型号为D155-67，查表

[1]确定水泵流量Q为155m3

/h，其扬程H为469m。

7.通风系统

采用侧翼对角抽出式通风方式，风井井口定在如下位置：

进风井（副井）：井口坐标X=68862，Y=92124，Z=+52，井底坐标：Z=-800；

回风井：井口坐标X=70089，Y=92340，Z=+39，井底坐标：Z=-800。

根据计算结果分析，容易时期可以实现自然通风，选取风机考虑困难时期，参照矿用风机特性曲线表，选择结果如下表：

表9-7 主扇风机性能.地面布置

采矿工业场地是以主井口的位置来布置的.选矿厂的位置要依据矿区内部的地形情况以及区域的位置决定的，由于矿区周围的所有地形都是高山地形，平坦的地方很少，因次在此基础上考虑最优的地理位置，废石场的选择：该矿进入废石场的废石主要来源于选矿后的废石，生产期间的废石都用来做充填因此相对来说输出的废石量不是很大。在选厂不远处两山之间有个很深的山谷，因此利用山谷作为废石场地，这样就减少了废石场地开拓工程量。

参考文献

1]采矿设计手册(井巷工程卷).中国建筑工业出版社

[2]采矿设计手册(矿床开采卷（上）).中国建筑工业出版社 [3]采矿设计手册(矿床开采卷（下）).中国建筑工业出版社

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&International 1992，67-70，Sterling PublicationsLimited.[17] Hamrin H(1995)Project drilling extends the range of long-hole balsting.[18] Presentation at Symposium of Mine Plinning and Equipment Selection，Calgary.[19] Trends and Tendencies in the Development of Exploitation and Procession Techniques In

采矿设计 第6篇

【关键词】三维立体技术 采矿工程 毕业设计 实践教学

【Abstract】Graduation design is an important practical teaching section of mining engineering， which has an irreplaceable action in the digest of professional knowledge. But there are some reasons， such as long period of study， poor results of practice teaching and students eak professional course， which caused some problems in the graduation design. The three？鄄dimensional technology applied in mining engineering graduation design can improve the learning interest of the students， promote students mastery of professional knowledge， develop students innovative ability， so as to improve the teaching quality of graduation design.

【Key words】three？鄄dimensional technology； mining engineering； graduation design； practical teaching

【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）07-0001-02

1.引言

采矿工程毕业设计是采矿工程专业必修的集中实践性教学环节，属于专业教学模块，其目的是在学生已完成专业基础课和专业课学习后，通过毕业设计的方式，综合应用和深化本专业所学理论知识和专业技能，培养学生分析和解决实际问题的能力。通过该教学环节，要求学生达到如下要求：①能综合运用多学科的理论知识与技能，通过毕业设计教学过程中的学习、研究和实际训练能够将理论认识深化、扩展知识领域、延伸专业技能；②学会依据课题任务进行资料数据的调研、收集、加工与整理，训练学生正确使用各种设计资料、手册、图册、国家标准和技术规范的基本技能，培养学生掌握工程设计的程序、方法和基本原则，提高学生工程计算、图纸绘制、编写技术文件的能力；③树立正确的设计思想，培养学生严肃认真的科学态度、严谨求实的工作作风、正确的技术经济观点和工程全局意识；④接受现代采矿工程师的基本训练，进一步培养学生的创新能力和实践能力，为毕业后更好地适应工程设计、科学研究及其它技术工作奠定必要的基础。

由以上采矿工程毕业设计的目的和要求可知，该教学环节对于学生整体专业知识的整合与专业技能的提升将会有不可替代的作用。但是，在实际的教学中，由于专业课开课时间较长、学生缺乏大局观、知识整合能力欠缺等造成采矿工程毕业设计教学效果欠佳。因此，有必要采取先进的教学方法与手段来提高毕业设计的教学效果。近些年来，随着计算机技术、信息技术、通信技术、自动控制技术、3S （ GIS，GPS，RS） 技术、网络技术的发展，数字矿山近些年取得了长足的发展[1-2]，而作为数字矿山的重要组成部分，将三维立体技术运用于采矿工程毕业设计是一种有益的教学尝试。

2.采矿工程毕业设计存在的问题及原因

2.1存在的问题

作为采矿工程专业培养体系的最后一个环节，采矿工程毕业设计对学生整体能力的提升作用毋庸置疑。内蒙古科技大学采矿工程专业的培养特色是露天与井工开采并重，因此在过去相当一段时间内，学生在毕业设计环节需要完成两部分内容，即露天开采方案设计与井工开采方案设计。近些年，考虑到要与学生就业相结合，同时也是为了提高毕业设计质量、减轻学生负担，因此按照学生的就业安排相应的毕业设计内容。这也就意味着，就业去向是露天矿山的学生安排露天毕业设计，就业去向是井工矿山则安排做井工毕业设计。通过调整毕业设计内容，毕业设计质量得到了保证，但是在实际教学中仍然存在教学内容生疏、整合知识能力差、对矿山感性认识有限、动手能力弱等问题。

2.2产生问题的原因

①课程学习周期长，教学内容生疏

由于采矿工程专业自学生在大二下半学期就开设专业基础课，再经过大三一整学期、大四上半学期的专业课学习，等到学生进入毕业设计环节，前后经历了2年时间，因此学生对部分课程的教学内容已经生疏，影响了学生在毕业设计时对知识的综合应用。

②实习教学环节薄弱，感性认识有限

对于工程类专业，实习教学环节是提高学生感性认识的重要手段。采矿工程专业的主要的实习教学环节包括生产认识实习和毕业实习，然而受限于矿山企业这类高危生产单位的安全限制，在学生进行矿山实习时常常是被技术人员带领走马观花式的看一下企业生产流程，这样就造成学生实习效果差，缺乏对矿山的感性认识。

③就业压力大，学生专业课学习效果不佳

对于采矿工程专业来说，大四的上半学期是专业课的集中学习时间。在这一时间内，需要学习的专业课包括《露天采矿工艺》、《露天矿设计原理》、《煤矿地下开采》、《金属矿地下开采》、《矿山环境保护》、《矿山安全》、《露天矿运输及道路设计》、《采矿学课程设计》等，这些都是毕业设计的重要组成内容。但是由于近些年学生就业形势不好，就业压力逼迫学生不得不花费大量的时间与精力或找工作、或复习考研、或复习考公务员等等，因此学生对本该掌握的专业课没有掌握。

以上造成毕业设计困难的原因中，对于因学习周期长以及学习时间不够而造成的知识内容欠缺可以在毕业设计期间由指导教师补充讲解，而对矿山感性认识缺乏就目前来说解决较困难。基于统一的空间和时间四维坐标，将矿山中的所有信息（包地形、建筑、地层、构造、矿床矿体、危险源、井巷工程、开采单元、采场、工作面、设备、人员、监控系统等） 可视化后，能够建立真三维矿山地理信息模型[2]，而借助三维立体技术可让学生立体地观察到矿山的组成，由此可提高学生对矿山的感性认识。

3.教学案例分析

这里以井工开采毕业设计为例，讲解三维立体技术在毕业设计中的应用。

对于井工开采毕业设计来说，第一步需要设计矿床的开拓系统。在开拓系统的基础之上，才能完成采矿方法、通风系统、运输与提升系统的设计，这类似于建筑中的框架结构，由此可见其重要性。由于前述种种原因，学生对于该部分缺乏直观认识，无法在思想中想象开拓系统是什么样子，因此设计开拓系统时困难重重。而教材中关于开拓系统的图例缺乏立体感，无法引导学生。试举教材上盘竖井开拓方案布置图见图1[3]。

结合教材中关于图1中的图示1-5的备注，虽然能够明白开拓系统的组成，但是无法将该图与矿山其他系统结合起来，对于学生的指导作用不大。

如若采用三维立体技术，则建立的模型立体图可见图2。

图2是基于三维立体技术所建立的某矿竖井开拓系统图，从图中可以清晰地看到开拓系统的组成，包括井筒与各阶段巷道的位置、相互空间关系；矿井在生产过程中的通风线路；矿难事故发生时的避灾路线；甚至还包括井底车场、溜井、水仓这些细部结构在开拓系统中的位置。对比图1与图2，同样是竖井开拓系统图，但图2对学生的指导意义就相当有效。

4.教学效果

通过在内蒙古科技大学采矿工程2013届、2014届这两届学生的毕业设计教学实践，教学效果如下：①提高了学生的学习兴趣。通过观摩三维立体模型，学生对毕业设计的态度发生明显改变，由以前的被逼着做转为主动追着做，设计进度明显加快，学生毕业成绩的优良率明显增加；②促进了学生对专业知识的融会贯通。经过三维立体技术，有效地将《金属矿地下开采》、《矿井通风》、《矿山安全》、《井巷工程》以及《采矿学课程设计》中所学到的知识融合成了一个整体，提高了学生对所学知识的综合认识，达到了毕业设计的目的和要求；③开发了学生的创新能力。学生在了解到三维立体建模技术后，对数字矿山产生了浓厚的兴趣，更有同学利用课外时间自学建模技术，并取得了较好的实践成果。

5.结语

将三维建模技术应用在采矿工程毕业设计的教学中，可以在学生对矿山感性认识不足的情况下，扩充学生对于矿山生产系统的立体认识，加深学生对毕业设计相关内容的理解，进而提高毕业设计质量。但掌握三维建模技术需要许多专业以外的知识，这对于采矿工程专业的学生来说难度较大。利用该技术建立的矿山生产系统只是起到辅助教学展示的作用，并不能完全取代矿山生产实习所起到的作用。因此，最好的教学计划安排应该是先了解某矿山的三维立体模型，再安排去该矿山实习，最后结合该矿山做毕业设计，只有反复地对照学习，才能够加深学生对所学知识的掌握，提高毕业设计效果。

参考文献：

[1]方鹏，黄德镛.数字矿山技术的应用现状及展望[J].矿冶，2013，01：76-80.

[2]卢新明，尹红.数字矿山的定义、内涵与进展[J].煤炭科学技术，2010，01：48-52.

采矿设计 第7篇

关键词：卓越工程师,机械设计基础,采矿工程

0 引言

知识经济时代, 教育的使命在于知识的创新和创新型人才的培养。《国家中长期教育改革和发展规划纲要 (2010-2020 年) 》以及 《国家中长期人才发展规划纲要 (2010-2020 年) 》中, 均把“卓越工程师教育培养计划”列为重大改革项目, 以促进我国由工程教育大国向工程教育强国转变。《黑龙江省高等教育综合改革试点实施方案》把我校列为实施卓越工程师教育培养计划试点学校之一。“卓越计划”的核心便是对学生工程能力和创新能力的培养。2012 年, 黑龙江科技大学最先在采矿专业成立了采矿卓越班。从基础课教学的角度考虑, 怎样配合卓越计划来开展课程教学, 这是一个值得思考的问题。

1 采矿卓越班的学生状况

采矿卓越班学生大部分来自农村, 且班级没有女生, 因此班级学习气氛比较浓厚, 班级具有很强的凝聚力, 学生对机械有很大的兴趣, 并有一定的动手能力, 对新鲜事物有很强的求知欲。

2 机械设计基础课程的特点

机械设计基础课程具有一定的理论性和很强的实践性, 是介绍机械基础知识和培养学生设计能力的课程, 主要以组成机器的常用机构及通用零部件为研究对象。课程的主要任务是培养学生设计通用零件和机械传动装置的能力, 掌握重要机械参数的测定以及运动标准、规范、手册、图册和查阅有关设计资料进行初步的工程设计能力, 培养学生分析问题、解决问题、动手实践和创新设计能力。

3 针对采矿卓越班的教学改革

3.1 合理设置授课内容

机械设计基础课程涉及知识面广、知识点多, 因而结合采矿专业的特点和需求, 在授课内容方面尽可能贴近专业背景即从教学内容的设置、教学实例的选取、典型机械设备在行业中的应用, 到相关实践环节的安排, 都尽可能贴近采矿专业背景;学时的安排上应该压缩太专业的理论学时而提高实际应用能力的学时。如在讲解各种常用机构如齿轮时, 结合采矿专业的特点重点讲解其组成、特点、工作原理及应用, 对理论性较强的公式等内容则只强调公式中个参数的选取, 意义即可, 不必过多讲解公式的推导;在引入案例时侧重于与采矿专业相关的设备, 如矿山机械、起重机械、带式输送机等, 极大激发了学生的学习兴趣, 加强了知识的连贯性和统一性, 对后续专业知识的学习奠定了基础, 并且培养了学生的工程实践能力。

3.2 案例教学, 激发学生的兴趣

在传统的黑板教学、实物和图像等课堂讲授的基础上, 充分利用现代化的教学手段, 采用多媒体教学, 将课程教学内容条理化、简明化和形象化, 用学生日常生活中用的或常见的实物案例和录像增加学生的理解, 如在讲解运动副时可通过教室内的风扇, 门的合页, 校园内的运动器材等形象生动地让学生了解转动副的组成及其工作原理, 拓展教学空间, 增加教学信息, 尽量达到化繁为简和化难为易的目的, 丰富教学内容。

为了让学生能更好地了解机械零部件在矿山设备中的应用, 机械设计基础课程教师利用各种机会到各地矿山、井下、矿山机械厂, 煤机厂等进行实地考察学习, 拍摄了大量的矿山设备及其关键零部件 (齿轮、轴、轴承、带、带轮、链条、链轮和箱体等) 相片, 并录制了真实的相关机器的作业视频画面, 把搜集到的大量资料整理后插入到多媒体课件中, 从而在一定程度上丰富了课程内容。同时, 也为提高课程的讲授质量提供了有力保障。

3.3 课后作业与具体实际问题相结合

课后作业的主要作用是使学生进一步理解和巩固课堂上教师所讲授的知识, 但如果作业的内容仅限于抽象的公式推导和数据分析, 学生势必以完成任务的心态去完成课后作业, 而不会进行深入思考与观察, 因此学生不仅对课后作业的兴趣不高, 而且可能产生逆反心理。为此课程组编撰了一系列与生活及工程实际相关的习题, 包括钟公交车车门开闭机构运动见图的绘制, 汽车变速箱钟齿轮机构的各档传动比计算, 螺旋式千斤顶的自锁条件等, 此类结合生活实用装置与生产实际的题目大大激发了学生的兴趣, 对学生起到了良好的课后训练作用。

3.4 发挥虚拟仿真技术在课程教学中的作用

机械设计基础课程具有很强的实践性, 即使在课程讲授中采用多媒体动画和实验等多种方式, 但学生的实践经验明显不足, 通过虚拟仿真技术在课堂中的应用, 可在一定程度上弥补相片或视频的不足, 提高学生对相关知识的理解。

针对机械中的典型零部件如齿轮、轴和轴承等, 通过课堂讲授可以让学生了解掌握其特点, 组成及工作原理, 但学生并不能真正的了解它们真实的、具体的工作过程与实际应用, 通过虚拟仿真技术模拟现实设备, 一方面, 让学生置身与计算机还原出的虚拟设备中, 可以解剖开整个设备, 并从各个角度了解、掌握其内部结构及各个组成零部件的机构特点, 弥补了相片或视频的不足, 从而让一些抽象知识直观化, 具体化, 加速学生对相关知识的理解、消化与吸收;另一方面鼓励学生参与机械设计基础教学内容相关的虚拟设计, 建立资源库, 不仅可以丰富教学素材, 也可以提高学生的学习兴趣与应用能力。

3.5 增加创新设计大赛

结合课程特点与专业特色, 针对实际生产生活中的实例, 在班级设置创新设计大赛, 以提高学生发现问题、分析问题及解决问题的能力, 具体方式可以采用计算机应用或实际小制作, 从而提高学生的软件应用能力和实际动手能力。引导学生自学机器或机械方面的小发明、新型传动、机器人等知识, 并在学生的创新设计作品中选出优秀的参加学校组织的创新大赛, 并相应在平时成绩中给予适当加分措施, 提高学生的积极性。

3.6 微信助学

卓越班虽然是小班上课, 但也是1 名教师面对30 名学生, 而且考虑学生的个性不同, 仅凭课堂的交流时间, 教师并不能掌握所有学生的学习状态, 学生存在的问题也不能及时反馈给教师并获得解答。

通过微信, 教师在课堂教学之外, 可以把本次课程的重点难点内容上传到微信互动平台以供学生课下反复学习, 学生可以随时发表评论和回答问题, 并对于个别不自信的学生还可以通过私聊方式获得教师的解惑;教师可以了解到学生的学习状态, 知识掌握程度, 并且因此不是面对面交流, 可以使学生与教师之间的沟通更随性, 更拉近教师和学生的距离, 师生互动变得容易, 从而进一步提高学生学习的积极性。

3.7 考核方式的改革

培养卓越工程师的核心思想是在加强文化知识的基础上, 强化工程实践能力、设计能力和创新能力, 因此在课程考核方式上也应该有所体现, 即平时成绩占50%, 期中考试成绩占20%, 期末成绩占30%。在考核中应该重视学生能力, 在平时成绩中出勤及课堂表现占10%, 作业10%, 实验10%, 创新设计10%, 其他10% (包括小制作、小发明, 和科技论文等等) , 在平时表现中采取适当加分策略鼓励学生主动思考, 积极发言;卷面考试分两次期中和期末考试, 机械设计基础课程内容杂, 章节之前关联性不是很大, 学时多, 一般为60 学时, 因此当课程快结束时, 学生为了期末考试只能拿出大量时间和精力来复习书本上的知识点, 考试内容也多为课本知识点的再现, 学生是为了考试而学习, 造成了学生重知识而轻能力, 而这与卓越计划相违背, 因此为了提高学生能力的培养, 在卷面考核中增加期中考试, 可以减轻学生学习负担, 把更多时间和精力解放出来, 放在实验、创新设计、小制作小发明上, 从而提高学生的操作动手能力、创新能力。通过考核方式的改革, 卓越班学生与普通采矿班学生的成绩相对比, 卓越班的平均成绩, 优良率和及格率都比普通班要高 (见表1) , 具有一定的推广价值。

4 结束语

本文通过对机械设计基础课程特点及采矿专业学生的特点进行分析, 从教学方法、教学内容和考核方式上进行了改革, 有效调动了学生的学习主动性, 为采矿卓越班《机械设计基础》课程教学改革的实施进行了有益探索, 通过卓越班与普通班成绩对比发现, 以上改革措施具有一定的推广价值, 学生的工程能力和创新能力。

参考文献

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采矿设计 第8篇

Auto CAD辅助绘图是该专业学生进行数字采矿设计的基础, 但目前其教学和应用主要停留在辅助绘图的较低层次:一方面费时费力, 再者不能与现代采矿发展方向相适应, 且对学生的专业综合素质训练效果一般、指导教师辅导工作量大。当今“数字矿山”等设计理念促使采矿设计过程向更加科学、合理的数字设计方向发展, 其应用正在逐渐成为利用计算机进行采矿设计的主流方向。面对新的采矿设计理念和需求, 如何在教学中拓展新的CAD辅助设计手段, 并有效发挥其作用是值得我们深思的问题。

1 Auto CAD二次开发在数字采矿设计教学中的必要性与可行性

1.1 二次开发教学的必要性

数字采矿设计能大大提高设计工作效率, 降低设计的教学辅导难度, 对于训练学生的采矿专业素养具有积极的意义。Auto CAD是采矿设计的基础工具, 但作为通用绘图软件, 其功能不能完全满足矿山数字化建设的需要, 这就要求对其系统进行二次开发, 以满足采矿工程专业绘制设计图的需要。因此, 在数字采矿设计教学中增加二次开发教学内容是很有必要的。

1.2 二次开发教学的可行性

采矿专业普遍开设计算机基础、C语言程序设计、Auto CAD辅助制图、数字矿山技术等课程, 学生的计算机编程素质和能力显著提升, 为Auto CAD二次开发奠定了较好的基础, 再者CAD本身具有开放、完善的接口, Visual LISP开发环境易学易用。

2 Auto CAD二次开发工具

Auto LISP是嵌入在Auto CAD内部的一种编程语言, 也是Auto CAD软件开发人员的主要工具之一。其既具有一般高级语言的基本结构和功能, 又有强大的图形处理功能, 可直接调用Auto CAD命令。利用它可以增加和修改Auto CAD命令, 任意扩大图形编辑功能, 建立图形库和数据库等。本文选用Auto LISP作为Auto CAD进行二次开发的工具。

3 巷道三心拱断面程序设计

采矿巷道三心拱断面程序设计思路为:程序采用DCL编写对话框, 用于用户输入各种参数, 编辑各类子程序, 之后由对话框驱动程序将参数传给Auto LISP主程序。在主程序中先对参数进行判断, 并由此计算出其他变量, 然后调用相关绘图子程序绘制三心拱。

3.1 参数输入对话框设计

先提取出巷道三心拱绘图所控制的主要参数, 对于每个参数以对话框的形式输入。由于三心拱的参数有十几个, 如果从Auto CAD命令行下输入会比较慢。本程序参数输入对话框采用DCL语言编写, 可能被Auto LISP直接调用 (如图1所示) 。按照对话框中的提示, 采用“TAB”键依次输入三心拱的各个参数, 最后点击“确定”即可完成参数的输入。三心拱的参数都有范围限制, 输入时最好不要超过这些限制, 否则可能会导致程序无法运行。

3.2 相关子函数

在一般的程序中, 子函数会有很多。子函数的设计有利于程序日后的修改和升级, 对于提高效率有很大的作用。本次巷道三心拱断面程序设计采用子函数方法, 通过设计多个子函数, 分解整个程序难度。

3.2.1 对话框驱动函数

在完成对话框之后一个比较重要的工作就是把对话框里面的参数传递给方程序的相关变量, 将用户输入的参数传递到主程序中, 以便于下一步的绘图。函数代码如下:

3.2.2 获取圆弧端点子函数

三心拱有3个圆弧, 这3个圆弧的连接是一个非常棘手的问题, 如果能够获得每一个圆弧的端点坐标, 问题就简单了许多。本子函数的功能就是这个。本函数直接访问Auto CAD数据库, 得到所要的信息。代码如下:

3.2.3 工字形轨道绘制子函数

函数需要一个坐标参数。

3.3巷道断面三心拱绘制主程序设计

三心拱主程序主要完成以下几个工作:启动对话框, 调用对话框驱动函数将参数传递到主程序的相关变量中, 对各个参数进行验证以及整体上的可行性分析, 根据输入变量计算相关变量, 并完成绘制三心拱工作。下面以双轨为例介绍部分程序代码。

4 结束语

以巷道三心拱断面程序设计教学为例, 介绍了Auto CAD二次开发在数字采矿设计教学中的应用, 为该专业学生掌握Auto CAD二次开发提供方便, 并将Auto CAD二次开发应用于数字采矿设计, 有利于提高设计效率, 提高学生专业综合素质。

参考文献

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采矿设计 第9篇

1 采矿工程的技术特点

首先, 由于地质条件的多样性及复杂性, 虽然开采技术具有一定的相似性, 但是由于开采工作井具有一定的深度, 井下开采技术中的安全隐患程度较高, 从而使得煤炭资源在开采过程中缺乏一定的安全性保障, 生产效率也就随之下降。因此, 需要在保证施工安全的基础上, 不断总结技术缺陷, 并将其进行优化及完善, 使其能够更好地应用于煤炭开采中。

其次, 由于受到各方面因素限制, 开采技术更加广泛及多样。在采矿工程基数大, 规模不一的工程现实中, 对采矿技术的应用具有一定的选择性特点。例如, 迄今为止应用频率最高的长臂开采技术, 在金属矿产的开采中就并不适用。

最后, 在经济技术发展的时代背景下, 煤矿数量呈现出了上升趋势, 规模更是大小不等, 这就需要更新开采技术, 从而提高企业开采技术水平, 促进企业的长远发展。

2 采矿工程设计与施工中的注意要点

2.1 采矿工程设计存在问题

(1) 工程的造价问题。在采矿工程的设计中造价问题主要来自于两个层面:一方面是相关设计人员对工程设计的理念意识方向出现较大偏差, 导致其对设计的关注度比较少, 重视度普遍不高。设计人员在进行设计时将这项工作认定为是具有独立特点的部门内容, 这就使得工作人员与业主没有进行沟通及交流, 从而使得工程造价存在较多不合理现象, 控制作用难以发挥;另一方面是设计人员缺乏一定的经济察觉力及敏锐度, 这就使得工程造价失去了原本意义。由于施工中的材料支出没有得到有效管理及控制, 使实际发生费用与预期标准严重不符, 工程成本大量流出企业, 经济利益相对减少。施工周期更会在造价设计及控制失效后受到滞后性影响, 从而使得周期延长。

(2) 环境保护问题。由于煤炭粉尘质量较轻, 会随风飘向施工区域的一定范围内, 使开采工作对周边环境造成极为恶劣的影响。结合工程施工实际, 改善环境污染问题是必要的。在现实情况下, 如果设计单位在进行工程设计前没有对施工现场进行实地考察, 就会使设计内容与现场环境存在一定偏差, 是不完整、不科学的设计内容, 那么降低对施工区域周围环境的影响目标也就难以实现。除此之外, 如果设计人员对相关法律及环保意识比较淡薄, 就会造成开采环节对生态环境的保护行为的缺失, 使生态环境遭到污染及破坏。

2.2 采矿工程施工中存在的问题

(1) 与设计单位缺乏有效沟通及交流。在大多数的采矿工程中, 工作量大、工作期短, 需要在较少时间完成设计图纸具有一定的难度。在需要控制时间点要求下进行设计, 设计人员没有多余的时间及精力到施工现场进行实地考察, 这时设计人员就会根据以往经验达到设计要求, 这就使设计内容呈现出片面性, 而施工方在对图纸进行研究时发现问题也没有及时与设计单位进行沟通, 采矿工程的施工流程中会受到各种限制性因素的阻碍, 从而使得工程效率难以保证。

(2) 安全问题。采矿工程不仅要保证施工流程中的安全问题, 更要保证煤矿的安全生产, 对每个工作者的人身安全负责。因此, 在采矿工程的施工流程推进中, 需要严格按照相关规定对施工行为进行管理及控制, 任何与施工规定内容及设计内容不相符的现象都要严厉制止, 只有这样才能从根本上保证施工各个环节的安全性及稳定性。

3 解决措施

3.1 地下矿山无废开采方法及工艺技术

在煤矿的开采过程中, 产生相应的废石是必然的, 但废石的存在并不会对工程的正常进行造成任何阻碍。在实际开采中, 可以对无用废石的存在位置及开采工艺进行综合性研究, 避免盲目施工, 只有这样才能使得采切工程布置方式得到优化及提升, 从而减少对废石的开采。除此之外, 还需要以施工现场的实际情况为基础, 对废石进行合理处理, 减少财力及物力的损耗。

3.2 地下矿山废石及尾矿混合充填料技术

在进行采矿施工时, 需要以矿石没有坑陷为依据, 将实现高质量的填充效果为目标, 将填充物与实际坑洼情况进行合理配比, 在不破坏环境的基础上, 将坑洼位置完全填充, 在不确定填充物标准时, 还可以以水为依据进行渗透性试验, 将填充水的结构与坑洼结构进行科学研究, 保证二者相互符合, 并将填充水量的流失控制在预算数据范围内。

此外, 还需要对废石以及尾矿混合充填料的相关系统进行深入分析研究, 使其达到废石与尾矿充填的标准要求。更为重要的是, 在对矿山工程进行设计的过程中, 需要对采矿过程中产生的废石排放路径进行全面考虑, 尽可能达到废石不出坑的目标。

3.3 地下矿山采场稳定性及岩层控制技术

在实际操作过程中, 施工单位需要大量应用废石产出率低的采矿工艺, 用尾矿来对采空区进行填充, 并且要在安全的基础上进行。此外, 还可以应用地压监测、数值模拟以及物理模拟等方式对采场以及采空区围岩的稳定性进行综合评价, 为采矿以及采空区的充填安全打下夯实基础。具体来说可以分为以下几个方面内容: (1) 运用专家系统法对采场顶板的破坏模式进行预测, 并将其作为选取顶板加固措施的重要依据; (2) 运用数值模拟法对充填控制地压机理以及充填材料不足情况下采场稳定性进行分析研究; (3) 运用实验室对比试验的方式, 对废石充填对充填体强度的影响进行对比研究; (4) 运用地压监测法对无废开采采场的地压规律进行研究。

摘要：当前, 为了促进煤炭的供给平衡, 满足社会各种煤炭应用需求, 需要加大对矿产的开采力度及应用水平。但是, 目前我国的矿产开采中存在着一定的问题及限制性因素, 安全性难以得到保证。本文对采矿工程设计与施工中的注意问题与对策做出阐述及分析。

关键词：采矿工程设计,施工,注意问题,对策

参考文献

[1]张富翔.关于采矿工程中存在的问题及对策探讨[J].建材发展导向, 2014, 09.

采矿设计 第10篇

1 影响采矿工程专业毕业设计质量的因素分析

造成目前毕业设计质量较低的影响因素较多, 有专业特色的原因, 也有学生和老师人方面因素的原因, 也有管理方面的影响。通过对我校及煤炭类兄弟院校采矿工程专业师生的调查与总结, 认为目前采矿工程专业本科毕业设计教学质量的影响因素主要表现在以下几个方面:

1.1采矿工程专业因素

(1) 采矿工程专业毕业设计特点

采矿工程专业毕业设计内容基本上是依据矿井的地质条件完成一个矿井的初步设计的主要内容, 设计的内容主要有矿井设计生产能力及服务年限的确定、井田开拓、采区巷道布置、回采工艺设计及设备选型、井底车场的设计、矿井通风与安全、运输与提升及矿井主要技术经济指标, 还需要学生完成相应的设计图纸, 主要有:井田开拓平剖面图、采区巷道布置平剖面图、回采工艺图、通风系统图以及井底车场图等。完成这些所有的工作量对于一个正规的设计院经验丰富的人员来说, 至少需要2~3个月时间才能完成, 因此, 对于采矿工程专业本科毕业生来说, 其设计内容多、工作量大、时间紧。

(2) 采矿行业的特点

采矿行业是一个相对封闭的行业, 为下过矿井的学生, 存在理论与实践严重脱节的问题。我校采矿工程专业学生一般只有在毕业实习才有机会进行现场实践, 但也基本上只在一个矿井下井参观过, 对不同类型矿井只有停留在理论上的认识, 且实习时间有限。此外, 出于安全考虑, 大多数煤炭企业都不让学生进行跟班实习。因此, 学生只能按照别人的模式进行毕业设计, 自己没有主见性和创造性, 设计结果能满足大纲要求, 但不利于学生综合运用能力的和创新能力的培养。

(3) 设计内容单一、老套

采矿工程专业的毕业设计基本上都是一个矿井的初步设计和专题的形式, 限制了部分将来不从事煤矿行业学生的设计积极性和设计态度。设计选题按照原来的设计模式进行, 设计内容重复套用, 基本见不到新工艺、新设备、新材料, 甚至有些同学的设计还停留在落后的采矿工艺水平上, 不能反应采矿学科的发展。这都限制了学生主观能动性的发挥, 忽视了对学生分析生产问题、创新意识和实践能力的培养。

1.2学生自身因素

(1) 学生思想上不重视, 态度不认真

通过对近期采矿工程专业毕业学生的调查发现, 学生在思想上对毕业设计的认识与重视程度不够。究其原因主要有以下几个方面:①受现在用人单位看重学生的实际经验的影响, 很多学生宁可去打工增加实际工作经验争取面试的筹码, 也不愿意认真做毕业设计;②一些学生不能正确认识毕业设计的目的及作用, 认为毕业设计随便对付一下就行, 做的好坏都能毕业, 而忽视自己综合能力的训练;③部分学生的自我管理能力弱, 容易被各种事情分散精力, 甚至毕业前的氛围容易助长个别学生的惰性, 导致毕业设计难以按时保质保量地完成。

(2) 学生毕业设计时间上的影响

我校采矿工程专业毕业设计基本上都安排在最后一学期3~6月这四个月的时间内进行, 就采矿工程专业毕业设计工作量大等方面的客观情况来说, 大多数学生必须投入大量的时间才能较好的完成毕业设计。在此毕业设计期间内, 毕业生求职择业和研究生复试等工作亦相当重要。求职择业的学生忙于制作简历以及辗转全国各地进行意向单位的面试等事情, 而研究生入学考试达线的同学忙于复试、调档、调剂等各种事情, 能用于毕业设计的时间相当有限。此外, 还有些用人单位要求已确定工作单位的学生提前上岗, 致使这些学生无暇顾及毕业设计。因此, 毕业设计时间能否得到保障是影响毕业设计教学质量的重要因素。

1.3指导教师因素

在毕业设计中, 指导教师是整个毕业设计的组织者和管理者, 是毕业设计的重要角色之一, 其作用直接影响到整个毕业设计的教学质量。由于近几年矿业形势渐好, 采矿工程的就业压力较小, 加之高校扩招, 造成指导教师资源相对紧缺, 影响了毕业设计指导的质量, 主要表现在以下几点:

(1) 指导教师的重视程度不够

部分指导教师受学生择业压力的影响, 一定程度上放松了对学生的要求, 没能起到监管的作用。同时毕业设计的全通过率和设计过程中缺乏对指导教师的惩罚措施, 导致教师存在得过且过的思想, 对毕业设计过程重视不够, 这亦使越来越多的学生认为毕业设计无非就是一种形式, 也是导致毕业设计质量下降的原因之一。

(2) 指导教师的时间和精力无法保证

一篇优秀的毕业设计需要教师和学生共同投入大量的精力和时间才能完成, 但是目前高校教师基本上都承担着一定的教学任务和大量的科研任务, 对于指导毕业设计的时间和精力难于保证, 只能从总体上进行把握。师资的不足或指导不力还导致对毕业设计考核不严, 毕业设计质量难以得到保障。

(3) 师资水平的限制

目前, 承担毕业设计指导队伍的主体主要是青年教师, 而大部分的青年教师基本上没有接受过矿井设计方面的培训, 且缺乏科研与工程实践经验。此外, 青年教师的指导实践教学的能力与经验欠缺, 在指导过程中不能有效发挥学生的主体性, 导致毕业设计质量下滑。

1.4设计环节管理及监控因素

(1) 设计过程中的管理缺乏有效的监控, 部分指导老师仅应付一周一次的答疑, 其他时间不闻不问, 甚至存在个别老师对学生放任自流的现象。

(2) 监管不到位, 在毕业设计过程中学生的设计没有及时进行阶段性检查, 导致学生无视毕业设计要求和进度, 出现平时设计教室空无几人, 答辩前加班加点、东拼西凑、敷衍过关等现象。

(3) 毕业设计答辩基本上是学院自己组织, 教师之间相互沟通协调, 易出现不同质量的论文都能通过答辩, 最终导致学生认为毕业答辩只是走过场。

2 提高采矿工程专业毕业设计教学质量的对策

2.1优化毕业设计模式

基于采矿工程专业毕业设计的特点及采矿行业特点, 建议实施学生专业导师制, 对学生进行科研训练。即在学生进入大三阶段即可跟随导师参与科研项目, 既能协助教师完成科研任务, 又能进行煤矿设计的现场学习, 有更多的机会与现场技术人员积极交流, 深入了解煤矿生产实践。这样不但提高了自己专业技能水平, 又为完成毕业设计进行了大量实践方面的准备工作。此外, 参与科研工作, 还锻炼了自己查阅资料、分析材料的能力以及CAD制图熟练能力, 有利于尽快完成工作量大的毕业设计论文。

对于已经确定从事煤矿行业工作的毕业生, 可以与学生的签约单位联合指导毕业设计。这样学生就可以在意向单位一边进行实习, 一边做毕业设计, 还能得到现场经验丰富的技术人员指导, 亦有利于学生提前进入社会角色和缓解校内教学资源紧张的矛盾, 促进校企之间密切合作。

2.2科学合理选题、多样化毕业设计内容

为了提高采矿工程专业学生毕业设计教学质量, 需针对不同的学生的发展方向, 进行科学合理的选题。对于科研训练成绩突出且计划上研究生的同学, 可以用导师安排的科研内容作为毕业设计内容, 以进一步锻炼学生的科研能力, 为研究生阶段学习打下基础。对于去煤矿现场或煤矿设计等工作的学生, 则按照原有的设计内容即可, 已达到培养学生的设计能力和CAD绘图技能。对于一部分已确定从事非煤矿行业的的学生, 允许他们开展与就业形式相关的设计研究工作, 调动他们的积极性与创造性。这样将毕业设计内容多样化并与学生发展密切联系起来, 才能真正使毕业设计成为学生走向工作岗位前理论联系实际的实战演习, 使学生毕业后尽快适应工作环境。

2.3改进教师指导模式

受教师时间、精力以及水平等方面的影响, 指导的教学效果自然也良莠不齐。因此, 建议采用梯队指导小组的模式, 即一个教授 (或副教授) ——两到三个讲师 (青年教师) ——六到八个学生的模式, 这样学生既能得到经验丰富教授的思想上及方向上的指导, 又能得到青年教师较多时间具体指导, 且平均指导学生人数较少, 有利于针对具体问题的指导, 且一定程度上解决了教师时间、精力不够与青年教师水平不高的问题, 亦促进了师生之间的交流。

此外, 资历深的教师还能对青年教师进行一定程度上的监督和管理。

2.4强化毕业设计过程管理, 建立质量监控机制

毕业设计是一个时间长、环节多的系统工程, 强化毕业设计的过程管理, 对提高毕业设计质量至关重要, 主要实行以指导教师为主的对学生质量管理和监控, 院级对指导教师教学管理与监督为辅的总体监控模式。指导教师应对学生的出勤、毕业设计进度、设计质量进行实时监控, 发现问题及时纠正。在毕业答辩后, 由学生对指导教师进行全面考核评价, 对不合格的指导教师进行相应的惩罚。此外, 还应对成绩评定监督进行管理, 采取指导教师回避制, 对未达到设计要求的毕业设计论文必须重做或者不予通过, 严格控制答辩通过率, 以保证毕业设计质量。

摘要：针对采矿工程专业本科毕业设计所面临的问题, 从采矿工程专业因素、学生因素、教师因素和管理因素等方面分析各自的原因, 并提出相应的解决对策。

关键词：采矿工程,毕业设计质量,影响因素,对策

参考文献

[1]张培刚, 任保国.本科生毕业设计环节存在的问题及对策[J].吉林工程技术师范学院学报, 2010, (11) .26

采矿开拓专业采准采矿回采工艺 第11篇

关键词：采矿开拓专业；矿床开拓；采矿方法；回采工艺

中图分类号：TD853文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）13-0125-03

1采矿专业中的开拓以及采准

1.1采矿专业中开拓和采准的工艺手段

为了在采矿专业的正常开拓以及采准工程中得心应手，必须要注意分区通风，在正常的生产以及合理的消防措施下，在开拓矿床的时候还要注意把矿井的通风状态调整到最佳，使总负压值达到最低，这样才能在开拓和采矿过程中进行顺利，使漏风的现象尽量杜绝或者减少到最低状态。

这样的安全措施有利于消防工作的顺利进行，利于灭火，同时也利于及时撤离或者疏散工作人员，或者可能受伤的人群。只有这样才能够保证在分区采矿的过程中把损失减少到最低情况，甚至接近零损失状态。在施工过程中，矿体的南翼、北翼，以及上盘下盘都设有灭火措施以及良好的通风系统。

对于矿区的自燃情况，常常会有很多难以想象的事故，很难避免。要合理划分每一个可以利用的采区，在设计过程中要保证每一个采取之间都设置完好的联络通道，并且每一个独立的采区都要具备完整的通风系统。

在采准的时候要积极发现能够利用的没有自燃倾向或者极少可能性的脉。这样的选择不仅可以最大程度上减少矿体被阳光附着的部分，以及暴露在空气中的时间，还能够把矿体与空气中的各种气体反应的时间降至最低，减少矿石由于在空气中发生化学反应变质的情况。这种情况下如果不慎发生了火灾，也可以在第一时间及时封闭未开采的部分矿区，以最大程度上减少损失。

1.2采矿专业中最为便捷高效的采矿方式

合理的选取适当的采矿方式，并且对不同的矿区做出最佳划分状况，也是采矿的一大科学经验技巧，同时，可以尽可能的采用后退时的方式对矿区进行回采，依旧可以在采矿过程中起到很大的

作用。

在采矿的过程中，一切防火性能都是相对而言的，矿石在空气中发生反应或者与空气的流动进行摩擦都是非常正常的现象，所以矿石自燃就会产生发火的可能性。于是选择采矿的种类时候要注意这一点，需要综合来考虑矿体本身的各种复杂的化学成分，考虑到其赋存条件。对于不同种类的矿石要了解其自然属性特征，以及其发火期，以便及时的控制突发情况。

对矿床的地质构造也是有一定科学依据来选择的，根据不同的矿质和不一样的矿床构造要采取不同的手段进行适宜的防火措施和灭火方式，否则会适得其反，这对开采技术尤为重要，因地制宜才能发挥最大的工作效用。

2采矿专业中的具体开采方法

2.1采矿专业开采过程中的具体实施要点

一般情况下，较大面积的爆破以及崩落形式进行采矿，都是十分危险的开采方式，因为这些开采技术方法非常容易使采矿过程中发生自燃现象，引发火灾的可能性巨大，不得不注意这样的隐患

诱因。

在采矿的施工过程中，空场采矿可以采取利用全面采矿来进行更加具体翔实的应用。因为，只要爆破工艺能够适合采矿过程中爆破参数的规格，并且可以及时的把崩落的矿石第一时间运出，这样的采矿方式依旧能够在自燃性的矿床采矿中进行

应用。

这些采矿的方式必须具备回采空间大，并且通风处理得当的场所，对于矿床的要求也比较宽泛，因为开采的矿石毕竟不会在工作场所滞留过久，所以这样的情况下，发生火灾的可能性并不是

很大。

矿石开采的时候，如果使矿石在采场的积压时间过久，不能及时的运出，累积的热量不容易在最短的时间内散出去，于是短时间内会骤然升温，这种开采形式也极端可怕，非常容易发生火灾事故。可以采取的有效措施是，首先要及时的运送开采的矿石离开矿床，第一时间就把矿石散发的热量及时排开，加快运送开采矿石的速度，可以让矿石停留在矿床的时间缩至最短。其次，利用化学反应，大量的装置一些石灰粉，这样可以减缓或者可以抑制矿石的氧化速度。还要严格注意药包的严密性，坚决杜绝炸药与矿石的相遇，否则必然会引起自爆现象的发生。

2.2采矿专业在每一种开采方式实施过程中的注意

事项

崩落式的开采方法在矿石的开采过程中会损失很多一部分开采出来的矿石，这种损失是应该尽量避免掉的，不值得在开采中失去原有的资源价值，这样过于浪费。而且在开采现场通风问题比较薄弱，而且散热的速度非常缓慢，矿石在矿床的停滞时间比较长，这种方式及其不适合自燃性的矿床开采，很容易发生不必要的损失伤害。

不过，分段崩落式的开采方式，有着自身的优势作用，可以在适当的时候进行尝试，比如，矿石比较松软而且矿质比较破碎的情况下，就可以应用分段崩落式对矿床进行开采，尤其是围岩不是非常稳固的情况下，这种开采方式比较具备优越性，还有顶板比较容易脱落的矿床，最好是矿石价值不算很高的矿床开采可以大规模的应用这样的分段崩落式开采形式。在以上条件下，可以适当的对自燃性矿床进行比较严谨的实验研究，可以在测量精确的情况下，对自燃性矿床实施可行方案。

填充采矿法也是一种比较常用的矿石开采技术，这种开采方式可以保证较小的矿石损失量，顶板以及围岩不易崩落，在采矿过程中，矿床工作部分的漏风较少，并且填充了很多惰性材料，可以有效包裹矿石的周围，这样就可以确实的大量减少矿石在空气中的化学反应，大大减少了矿石的自燃机会，防火程度最佳，并且有效的控制了地下火灾的发生。防火性能极佳。非常适用于矿床面积巨大，并且很久以前燃烧的火灾矿床。但是这种开采方式的弊端是程序较为繁琐复杂，经济方面十分不合理，效果不够理想，由于成本非常大，所以这样的开采方式尚且值得商榷。

3采矿专业中的回采工艺

3.1采矿专业中回采工艺的原则

对于可能自燃的矿床开采，必须经过回采工艺的辅助，才能有效提高采矿的工作强度，在这种矿石开采过程中，最值得注意的问题是爆破安全理念，尤其是高温开采地区，更需要时刻防止炸药自爆的危险程度。

防止这种现象的发生，首要注意的就是硫化矿粉尘的空气中摩擦，发生化学反应，出现爆炸的现象，因为在这种状态中，已经具备了自爆的化学反应基本条件，所以，只要稍微不注意就会发生严重的爆炸后果。所以火区的矿床一定要严格注意这一现象，并且及时杜绝这样的噩耗发生。

3.2采矿专业中回采工艺的注意事项

在我们已经清晰的了解了回采过程中的自爆原理之后，就应该对自爆的条件加以控制，采取适当的处理方案，利用合理的应用措施，这样就可以尽量的避免自爆现象的危害程度。在有自爆可能性的矿床以及采区，需要严格的避免药包与硫粉的接触，而且一定注意药包的严密性，如若密封效果不佳，也会导致自爆的危害。

在开采矿石的过程中，对于矿岩的稳定性要做出初步的了解，开采过程中要注意安全问题的考量。需要严格恪守开采规定的注意事项，加强管理，尽量把危险降低到最小程度范围之内。

4结语

综上所述，在矿石的开采过程中，遵照规定，并且及时的考量来自于各种方面的为题并加以分析和处理才是采矿专业和开拓方面应该注意和分析的问题，这样可以不仅减少了对工作人员的危害以及伤亡情况，更加促进了我国工业经济发展水平的稳步提升。采用高科技手段配合开采矿石，才是现代信息技术领域应该完成的理念和要求。

参考文献

[1]冯孝生，程润明．司马煤矿副井地面临时运输排矸系统设计与施工技术[A]．矿山建设工程新进展——2006全国矿山建设学术会议文集（下册）[C]．2006．

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（责任编辑：赵秀娟）

采矿设计 第12篇

一、采矿工程本科教学存在问题

采矿工程专业是中国现代高等教育史上的传统专业。采矿专业的招生、培养和就业受采矿行业发展影响, 近些年来, 煤炭行业大为好转, 采矿工程教育也正以前所未有的速度发展着。一些院校扩大招生规模, 一方面, 客观上为煤炭企业培养和输送着大量毕业生。但是, 为了满足教学的需要, 在师资力量严重不足的情况下, 有一部分煤炭院校使用一些没有教学经验的教师来进行教学, 这势必会影响教学质量。另一方面, 现在的教学体系不注重动手实践能力的培养, 学生缺乏创新能力, 导致参加工作后适应能力差, 这一现象普遍存在于很多煤炭院校。导致这一现象的原因是学生在本科学习的过程中, 缺少创新思维和创新能力的培养。因此有必要从加强实践教学和毕业设计的环节, 来提高教学质量和学生能力。

二、加强实践教学环节

实践教学是采矿工程专业本科生教学的重要环节, 实践教学一般可以分为实验和实习, 实验又分为专业课实验和专业综合实验, 实习分为认识实习、生产实习和毕业实习等。实践教学目标便分别体现在这些实验和实习的具体内容之中, 从而完成对专业知识的感性认识到专业技能的掌握和应用。这些环节可以让学生快速、直观了解专业知识, 摆脱课本枯燥、抽象的文字描述的局限性。

1.以实验室为实践教学基础平台

实验室是本科教学的重要资源, 实验室不仅是供学生认识实验设备、学习实验方法, 也是进行科学研究的平台。在本科生教学的过程中, 在完成教学大纲规定的实验内容外, 可以让学生参与教师的科研项目, 如岩石力学实验、相似模拟实验等。让学生从一个单方面的学习者, 变成一个参与者, 这样更有利于学生对基本概念的理解和能力的锻炼。其次, 培养学生发明和创造的能力。通过实验室现有的设备、仪器, 鼓励学生们发生学习中或现场中存在的问题, 然后研究或研制相关的设备, 解决实验过程中的难题, 这也是提升学生创造力的核心问题。第三, 严格把好实验报告专业的关。实验的完成并不等于已经完成实验。实验数据的整理与处理、规律的总结, 以及实验报告的撰写都是至关重要的。这一工作是参加工作或继续学习的基础, 在实际工作中, 尤其是刚参加工作时, 往往面对工作中大量数据需要处理, 所以把好实验报告的编写显得尤为重要。总之, 应该充分利用现有实验室条件, 不断完善和创新实验教学内容, 编制和修订相应的实验教学大纲和实验指导用书, 提高教学质量。

现在有些高校设立大学生创新计划, 就是依据实验室或者教育部等提供的专项资金, 以及实验室的仪器和设备, 来完成相关的实验, 撰写科技论文。这是一项很好的并且有利于大学生发展的资助项目。通过创新计划的训练不仅可以提高创新能力, 还能够对科研能力进行培养。

2.加强校外实践性教学基地建设

矿山实习是采矿工程专业教学中专业能力培养和素质教育的重要组成部分。然而现在的矿山实习基地基本上是一种临时的教学场所, 教学场地和实习的费用一般是企业无偿提供和负担, 使得井下实习变成非常难的事情。因为如果企业提供大学生的实习机会, 不仅要承担食宿和交通等方面的压力, 更重要的是学生下井会影响矿井的正常生产。比如, 在年产千万吨现代化大型矿井, 每影响一个生产班就意味着影响几万吨的产量, 直接影响经济损失上百万。面对上述问题, 建设一个设备和设施齐全、功能完善、教学方法科学、制度规范的实践教学基地是完成矿山实习任务, 实现实践教学目标的基本保障。在有条件的高校或者煤矿企业可以利用即将报废的矿井建设以营利为目的的教学实验基地, 比如晋城凤凰山煤矿就是按照这种模式建立的一个成功案例。

总之, 要想充分地建设好校外教学实验基地, 首先, 利用好已经建立的常规实习基地进行本科生的认识实习, 让之成为必要实践教学的保证。其次, 利用各种资源和渠道建立起和企业之间的联系, 创造学生能够进得去矿山, 下得了井的实习基地。总之, 需要密切校企之间的联系, 不但巩固这些实习基地, 发挥实习作用, 客观上还通过实习过程, 接受企业对人才的考验, 使实习基地成为就业基地。

三、加强毕业设计环节

毕业设计是采矿工程实践教学的一个重要环节, 也是实现人才培养目标的一个重要综合性实践环节。通过本科阶段对基础知识、专业知识的学习, 以及实验室和现场的实习, 要通过毕业设计这一重要的环节来实现对理论知识的实践, 同时进行工程训练, 培养科研能力。毕业设计是一次系统的综合性训练, 又是最能显示学时对知识理解和把握, 以及展示创造力的教学环节, 还是进一步学习和查缺补漏的一个比较环节。要想将毕业设计真正的做好, 应从以下几个方面入手, 提高采矿专业的毕业设计水平:

1.提高学生的积极性

学生是毕业设计的主体, 要想高质量的完成毕业设计, 必须提高学生的积极性, 培养自主能力, 同时注重培养学生的独立分析问题的能力和创新能力。要让学生转变思想, 毕业设计不是作业、不是负担, 而是自己的作品, 是理论知识和专业知识学习后的成果体现, 要鼓励学生去创作, 去创作自己的作品。同时可以建立相应的奖励机制, 比如定期的评比, 对进度完成的好的学生进行奖励, 调动学生自主创新的积极性。在布置下设计题目以后, 可以对题目相近的学生进行分组, 那么在毕业设计中为学生之间的相互交流奠定基础。同时, 较学生用好工具书也非常重要, 如安全规程、采矿设计手册等。这样在遇到问题的时候就可以通过手册来解决。总之, 就是要发挥学生的自主能动性, 这是提高毕业设计质量的基础。

2.提高教师设计指导能力

指导教师在毕业设计中发挥着重要的作用, 然而, 现实中存在着指导教师对专业知识掌握的不够系统、对现场新技术和新工艺掌握不够等, 从而直接影响学生毕业设计的质量, 影响学生能力的发挥。因此, 要提高学生毕业设计的质量, 要加强师资队伍的建设, 提高教师的水平。要求专业教师要有扎实、系统的专业基础知识, 还应该掌握学科的前沿动态, 同时, 了解国家的法律、法规以及相关规范的变化情况。这就要求教师本身应该进行自身学习, 多参加各种学术交流, 积极了解国内外先进技术和发展动态。同时, 教师必须积极参加科研和各种技术服务, 以此来了解企业和技术需求和当前需要解决的技术问题, 为能更好地指导毕业设计奠定基础。

3.充足的时间保证

毕业设计时间的保证对于完成好这一环节是非常必要的, 一般按照教学大纲, 这一过程应该不少于两个月。其中包括现场毕业实习和室内设计两部分, 并且两部分缺一不可。现在很多院校都存在教师和学生投入的时间不足, 指导教师相对于扩招变现为严重不足, 出现一个指导教师指导十几个毕业生的情况, 另外, 指导教师还要进行教学和科研工作, 所以有限的时间不能够保证有效地指导学生。学生方面会面临着找工作、考研等压力, 所以很多学生将毕业设计放在最后一两周来完成, 其毕业设计的质量是很难有保证的。因此, 在毕业设计过程中, 要求指导教师和学生必须有充足的时间, 并对学生的工作量进行定期的检查, 严格按照毕业设计进度完成。

总之, 对于采矿工程本科生培养客观存在的问题, 很难通过有效手段快速解决, 但是毕竟可以通过加强教学实践和毕业设计这两个环节来培养学生的创新能力和科研能力, 同时可以系统掌握和运用所学专业知识独立解决工程问题的能力, 从而为进一步的学习或者工作奠定坚实的基础。

摘要：近些年随煤炭行业形势的转好, 采矿工程专业本科生招生规模也大幅增加。间接造成教学质量下降、学生缺乏创新能力。鉴于上述问题, 提出采矿工程专业应该充分注重实践教学工作, 注重学生动手能力的培养。同时, 加强毕业设计这一本科教学的最后环节, 以此来确保教学质量。

关键词：采矿工程专业,实践教学,毕业设计,教学质量

参考文献

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