《采礦學(xué)》（煤礦開采學(xué)）實驗指導(dǎo)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院采礦工程系

目錄TOC\o"1-2"\h\z前言 1實驗一采煤工藝 1實驗二緩傾斜煤層采區(qū)巷道布置 2實驗三近水平和急傾斜煤層采區(qū)巷道布置 4實驗四礦井開拓及井底車場 5前言采礦模型實驗課是采礦工程專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課采礦學(xué)課程時必不可少的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。對鞏固學(xué)生課堂所學(xué)理論知識，增加生產(chǎn)實踐知識，幫助學(xué)生建立礦井空間概念，進(jìn)行工程素質(zhì)的基本訓(xùn)練等起著重要作用。為了使采礦實驗?zāi)Ｐ驼n收到較好的效果，編寫了這本指導(dǎo)書，其作用是使學(xué)生對每次模型課的內(nèi)容、要達(dá)到的目的、要求等能在課前及時預(yù)習(xí)。為了幫助學(xué)生進(jìn)一步理解理論教學(xué)和采礦實驗課教學(xué)內(nèi)容，每次采礦實驗課后附有一定量以繪圖為主的作業(yè)題，學(xué)生根據(jù)所給的原始條件完成作業(yè)。本指導(dǎo)書可供采礦工程專業(yè)在上采礦模型實驗課時參考使用。在使用本指導(dǎo)書中的習(xí)題時，必須采用以下統(tǒng)一符號：

一、實驗內(nèi)容實驗一采煤工藝實驗?zāi)康暮鸵竽Ｐ头值孛婧偷叵聝刹糠?，地面主要是工業(yè)廣場，包括家屬區(qū)、辦公區(qū)、電廠、變電站、冷卻塔、生產(chǎn)區(qū)（煤倉、皮帶、選煤廠、煤場、注氮注沙注漿設(shè)備等）、輔助服務(wù)區(qū)（維修車間、換衣室、燈房、澡堂等）、矸石山等。地下部分根據(jù)煤層的賦存條件（緩傾斜、中厚及厚、近距離煤層）和回采工作面技術(shù)裝備，從幾方面學(xué)習(xí)1）開拓特點采用立井（主井/副井/風(fēng)井），運輸大巷和回風(fēng)大巷在巖層布置，采用立井刀式環(huán)形井底車場。2）巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)特點準(zhǔn)備方式有采區(qū)式和帶區(qū)式。巷道布置有單巷、雙巷和多巷道類型；回采方式上主要是后退式；巷道布置采用大巷在巖層，上山在煤層或巖層，回采巷道都在煤層（平巷或斜巷）。主要生產(chǎn)系統(tǒng)有運煤、通風(fēng)、運設(shè)備材料、行人等。3）回采工藝及方法采煤工藝有爆破采煤、普通機械化采煤、綜合機械化采煤，采煤方法有走向長壁采煤法、傾斜長壁采煤法（俯斜式），采煤方法及厚煤層放頂煤采煤等。4）掘進(jìn)特點大巷在巖層，上山在煤層或巖層，回采巷道都在煤層（平巷或斜巷）。采用單巷掘進(jìn)。本次實驗課的內(nèi)容主要是了解地上工業(yè)廣場和地下開采的特點。掌握各種采礦學(xué)概念，掌握開拓、巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)特點，了解回采工藝及方法和掘進(jìn)特點；掌握解各種回采工藝在回采工作面內(nèi)進(jìn)行的破煤、裝煤、運煤、支護(hù)和處理采空區(qū)等工序的操作順序和相互配合的過程；掌握解準(zhǔn)備方式采區(qū)式和帶區(qū)式區(qū)別。2、實驗使用的教學(xué)模型現(xiàn)代化礦井演示模型。3、實驗作業(yè)（1）試述近水平、緩（傾）斜厚煤層采煤法分大采高一次采全厚采煤法、放頂煤采煤法、傾斜分層采煤法（從概念、適用條件、巷道布置及發(fā)展趨勢幾方面分析）。（2）試述綜采工作面的主要生產(chǎn)系統(tǒng)，并繪出工作面層面布置圖（包含5幅小圖：工作面最小/最大控頂距、2個超前回采巷道的巷道斷面圖、工作面循環(huán)作業(yè)圖表；3個表：工作面設(shè)備列表、勞動組織表和技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表）。根據(jù)班級人數(shù)分成幾個小組做，基本條件：1）采煤方法：走向長壁采煤法，傾斜長壁采煤法（俯采、仰采）2）A（井型大?。┓謩e為：0.9Mt\1.2Mt\1.5Mt\1.8Mt\2.4Mt\3.0Mt;3)可采煤層1#，煤層厚度M=5m,傾角分別為a-（走向長壁采煤法）15°/18°/20°/25°/30°和b-(傾斜長壁采煤法)6°/8°/10°/12°。技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表主要內(nèi)容：開采煤層、煤厚、設(shè)計采高、傾角、礦井年工作日數(shù)、作業(yè)方式和日采煤班數(shù)、礦井年生產(chǎn)能力、礦井日生產(chǎn)能力、設(shè)計煤層采煤方法、工作面長度、每班進(jìn)刀數(shù)、每刀進(jìn)尺（截深）、工作面日/月/年推進(jìn)度、工作面采出率、采區(qū)采出率等16項。要求學(xué)習(xí)委員將條件進(jìn)行組合后給每個同學(xué)，各自獨立完成作業(yè)。

實驗二緩傾斜煤層采區(qū)巷道布置1、實驗?zāi)康暮鸵蟾鶕?jù)采區(qū)主要巷道的特點、服務(wù)范圍、開采煤層層數(shù)的不同，通常把采區(qū)分為：上山采區(qū)和下山采區(qū)；單翼采區(qū)和雙翼采區(qū)；單一煤層采區(qū)和聯(lián)合布置采區(qū)等不同類型。本次實驗課的內(nèi)容主要是學(xué)習(xí)單一煤層走向長壁采煤法和煤層群聯(lián)合布置采區(qū)的巷道布置。通過這次實驗課的學(xué)習(xí)，結(jié)合課堂理論教學(xué)，掌握采區(qū)巷道布置的各種方式，使學(xué)生建立采區(qū)巷道系統(tǒng)的空間概念。2、實驗使用的教學(xué)模型單一煤層走向長壁工作面采區(qū)巷道布置模型，煤層群聯(lián)合布置模型、厚煤層傾斜分層采區(qū)巷道布置模型、現(xiàn)代化礦井演示模型、采區(qū)中部車場、底板繞道式采區(qū)下部車場、頂板繞道式采區(qū)下部車場等。3、實驗作業(yè)根據(jù)單一煤層走向長壁工作面采區(qū)巷道布置模型繪出采區(qū)平面圖和剖面圖。要求：（1）圖形參考課本圖4-1繪制；（2）在平面圖和剖面圖上分別標(biāo)出所有巷道的名稱；（3）在平面圖上標(biāo)出運輸系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)及所有通風(fēng)構(gòu)筑物。（4）采區(qū)上山運輸（主運輸和輔助運輸）的設(shè)備有哪幾種，各自特點？（5）畫出區(qū)段斜長工作面、巷道等剖面圖，回答在一定開采技術(shù)條件下，工作面長度和巷道參數(shù)值

實驗三近水平和急傾斜煤層采區(qū)巷道布置1、實驗?zāi)康暮鸵蟊敬螌嶒炚n由兩個內(nèi)容：一是近水平煤層采區(qū)的巷道布置和采煤方法；二是急傾斜煤層采區(qū)的巷道布置和采煤方法。通過這次實驗課的學(xué)習(xí)，結(jié)合課堂理論教學(xué)，掌握采區(qū)巷道布置中近水平煤層和急傾斜煤層的各種巷道布置方法和回采工藝。2、實驗使用的教學(xué)模型近距離煤層上山采區(qū)集中上山聯(lián)合準(zhǔn)備方式巷道布置模型（近水平薄及中厚單一煤層傾斜長壁工作面巷道布置模型）、煤層群傾斜長壁工作面巷道布置模型、近水平煤層聯(lián)合上山盤區(qū)模型、急傾斜煤層水平分層（段）開采模型、急傾斜煤層倒臺階采煤法模型、急傾斜煤層柔性掩護(hù)支架采煤法模型。3、實驗作業(yè)（1）礦井的傾斜長度和走向長度、階段的傾斜長度和走向長度、采區(qū)傾斜長度(階段斜長)和走向長度、區(qū)段斜長、工作面布置長度，工作面連續(xù)推進(jìn)長度各自之間關(guān)系？三種工藝下的采區(qū)傾斜長度(階段斜長)和走向長度對不同煤層參數(shù)取值？（2）采區(qū)有哪些煤柱，各自的取值范圍？（3）繪圖說明采區(qū)的上中下車場形式。（4）根據(jù)近距離煤層上山采區(qū)集中上山聯(lián)合準(zhǔn)備方式巷道布置模型（近水平薄及中厚單一煤層傾斜長壁工作面巷道布置模型）繪出平面圖和剖面圖(按1：5繪制)，并在平面圖中標(biāo)出巷道名稱及各生產(chǎn)系統(tǒng)。

實驗四礦井開拓及井底車場1、實驗?zāi)康暮鸵蟊敬螌嶒炚n主要是為了了解幾種進(jìn)入礦體的方式，結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，初步掌握各種典型的開拓系統(tǒng)和開拓程序。弄清各種巷道的作用及其相互間的聯(lián)系和交岔關(guān)系；弄清各種井底車場的布置方式、調(diào)車方式及各種硐室的設(shè)置，建立礦井開拓的空間概念，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。2、實驗使用的教學(xué)模型現(xiàn)代化礦井演示模型、平峒開拓模型、斜井開拓模型、立井開拓模型；環(huán)型井底車場模型、折返式井底車場模型等。3、實驗作業(yè)（1）結(jié)合課堂教學(xué)，參考教材中有關(guān)附圖，對照以上模型，復(fù)習(xí)開拓方式開拓系統(tǒng)，參照課本P275畫出立井多水平上山式開拓（采區(qū)式）方式平面圖和剖面圖，標(biāo)明巷道等名稱。并談?wù)剬Α恫傻V學(xué)》實驗的體會并提出意見和建議。（2）某井田開采緩傾斜（16°）近距離中厚煤層兩層，煤層埋藏不深，地表為平原，表土層不厚，且水文地質(zhì)條件簡單，煤層開采上限為-80m，開采下限為-280m。井田沿傾斜劃分為兩個階段，設(shè)置兩個開采水平，每個階段內(nèi)劃分為6個采區(qū)。1）、大致按比例畫出井田開拓巷道布置平面圖和剖面圖。2）、用數(shù)字標(biāo)明巷道標(biāo)號，用文字說明數(shù)字代表的開拓巷道名稱。二、實驗項目與時間序號實驗名稱內(nèi)容提要實驗學(xué)時實驗屬性開出要求開放要求1采煤工藝現(xiàn)代化礦井演示模型、了解普通機械化采煤、綜合機械化采煤、爆破采煤、厚煤層一次采全高、放頂煤采煤等。各種回采工藝在回采工作面內(nèi)設(shè)備及位置、布置及進(jìn)行的破煤、裝煤、運煤、支護(hù)和處理采空區(qū)等工序的操作順序和相互配合的過程。工作面支護(hù)方式及工藝過程。2驗證必開開放2緩傾斜煤層采（盤/帶）區(qū)巷道布置現(xiàn)代化礦井演示模型、單一煤層走（傾）向長壁采煤法、緩傾斜近距離中厚煤層采區(qū)巷道布置、單一煤層傾斜長壁采煤法對拉工作面巷道布置。使學(xué)生掌握大巷、上山、車場、硐室、回采巷道布置，聯(lián)系方式；生產(chǎn)系統(tǒng)等。2驗證設(shè)計必開開放3近水平和急傾斜煤層采區(qū)巷道布置現(xiàn)代化礦井演示模型、近水平近距離煤層群上山盤區(qū)巷道布置、近水平煤層石門盤區(qū)巷道布置；傾斜煤層采區(qū)巷道布置；急傾斜水平分段放頂煤采煤法巷道布置。了解大巷、車場、硐室、回采巷道布置，聯(lián)系方式；生產(chǎn)系統(tǒng)。2驗證設(shè)計必開開放4井田開拓及井底車場現(xiàn)代化礦井演示模型、平峒開