采礦工程畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書

總則畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生綜合運用所學(xué)理論知識于實踐的極好嘗試，也是學(xué)生在學(xué)校四年學(xué)習(xí)期間，培養(yǎng)分析問題和解決問題能力的最后一個環(huán)節(jié)。為使學(xué)生畢業(yè)后能在礦山實際工作中更快進入“角色”，在畢業(yè)設(shè)計時應(yīng)使這一“教學(xué)設(shè)計”環(huán)節(jié)盡可能地貼近“真設(shè)計”。為此，學(xué)生在設(shè)計時應(yīng)遵守以下基本原則：一、礦井設(shè)計必須貫徹國民經(jīng)濟建設(shè)有關(guān)方針政策，特別是煤炭工業(yè)的各項具體政策，應(yīng)有全局觀點。二、礦井設(shè)計應(yīng)在立足國情的前提下，滿足技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，安全適用，并將礦井為發(fā)展留有余地的原則。在目前，還應(yīng)特別注意提高經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益，以取得較好的綜合效益。三、在設(shè)計中，應(yīng)理論聯(lián)系實際，盡量運用所學(xué)的科學(xué)技術(shù)知識，應(yīng)拓寬思路，在不違反國家方針政策和技術(shù)規(guī)范的前提下，大膽采用國內(nèi)外先進技術(shù)和設(shè)計方法；四、設(shè)計應(yīng)按有關(guān)部門指定的技術(shù)范圍、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)系列等進行。設(shè)備選型上要注意以標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化并在國內(nèi)成批量供應(yīng)的型號為依據(jù)，新技術(shù)新工藝應(yīng)以國內(nèi)試驗成功并經(jīng)過鑒定批準(zhǔn)的方能采用。

第一章礦區(qū)開發(fā)條件§1本章內(nèi)容編寫本章內(nèi)容時，應(yīng)有針對性的圍繞設(shè)計題來進行，目的是使閱讀者也認(rèn)為該礦區(qū)的確具有開采價值。本章的內(nèi)容是后述各章的設(shè)計基礎(chǔ)，基本內(nèi)容如下：一、礦區(qū)概述（一）簡述礦區(qū)行政區(qū)劃、地理位置（經(jīng)緯度可省去）、交通情況，地形地貌等主要地理特征；（二）簡述礦區(qū)氣候條件：氣溫（最高、最低、平均）、降水量（雨和雪的最大、最小、年降水量）、風(fēng)情、凍結(jié)期等；（三）略述水文情況：礦區(qū)主要河流、湖泊的位置、流量、歷年的最高洪水位、工業(yè)和居民用水的水源及供應(yīng)情況；（四）簡述礦區(qū)內(nèi)地方小礦及小窯的分布及開采情況；（五）簡述礦區(qū)及附近的工農(nóng)業(yè)和其他企業(yè)情況，建材和電力供應(yīng)條件；（六）插圖：礦區(qū)交通位置圖。盡量用實習(xí)礦井收集到的交通位置圖，幅面為一頁說明書尺寸，不一定按比例繪制，只須說明礦區(qū)位置與其他交通樞紐或主要城市的關(guān)系（鐵路、公路及公里數(shù)）。二、井田地質(zhì)特征（一）簡略地敘述礦區(qū)所屬煤田的區(qū)域地質(zhì)情況，（字?jǐn)?shù)應(yīng)控制在200字以內(nèi)），也可用小插圖簡介；（二）介紹煤系地層及勘探程度：以綜合柱狀圖說明為主、文字?jǐn)⑹鰹檩o；（三）介紹井田主要地質(zhì)構(gòu)造（斷層、褶曲、陷落柱巖漿侵入等）；描述構(gòu)造時應(yīng)有詳略。凡與設(shè)計礦井設(shè)計參數(shù)有交大影響的構(gòu)造應(yīng)描述清楚，構(gòu)造的主要參數(shù)應(yīng)列出。如收集到某些構(gòu)造的分布圖，也可作為插圖，文字?jǐn)⑹隹梢钥s減，構(gòu)造特征也可以列表表達清楚；（四）簡述井田水文地質(zhì)特征：潛水位、含水層情況。巖層滲透性及滲透系數(shù)，礦井涌水量（正常和最大）、老窯積水、補給水來源、礦井水質(zhì)及腐蝕性、臨近礦井的水情（摘其有關(guān)的）、涌水時對開采的影響。（五）煤層特征：這一部分是重點描述的內(nèi)容，應(yīng)比較詳細(xì)地敘述，主要參數(shù)不要漏掉，具體內(nèi)容如下：①煤層埋藏條件及有關(guān)參數(shù)：煤層走向及變化、傾角傾向及變化、煤層厚度及變化（厚度變異系數(shù)）、層間距、可采性指數(shù)，夾矸情況，有無陷落柱及變質(zhì)帶等。當(dāng)以表格形式表達時，其格式見附表1—1；②煤層圍巖的特征：即煤層頂?shù)装迩闆r。主要有巖石類別、巖性、各種頂?shù)装宓暮穸?、堅固性、層理、?jié)理、裂隙發(fā)育情況等（部分內(nèi)容可列入附表1—1）；③煤層的其他特征：主要應(yīng)描述物理機械性能，主要煤質(zhì)指標(biāo)等，應(yīng)根據(jù)設(shè)計需要有選擇地加以描述，一般用表格形式列出即可，表列形式見附表1—2。（六）煤層瓦斯、自燃性、煤塵爆炸性及地溫地?zé)?、突出性等特性。這部分內(nèi)容與開采設(shè)計和安全生產(chǎn)有較密切的聯(lián)系，其參數(shù)值往往是重要的設(shè)計依據(jù)，不能忽略。備注備注頂?shù)装迩闆r層間距傾角（度）容重（t/m3）煤層厚度(M)夾石厚（M）平均（M）最?。∕）最大（M）全厚（M）煤層名稱可采煤層特征附表1—1§2設(shè)計方法本章內(nèi)容主要是以實習(xí)礦山收集到的礦井地質(zhì)報告書和開采后補充地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，根據(jù)指導(dǎo)教師所給的設(shè)計題目及設(shè)計條件，有詳有略地，有目的性地歸納整理后來進行編寫。敘述文字力求簡扼明僚，可盡量采用圖表形式進行描述。§3本章圖紙要求一、礦區(qū)（或礦井）地質(zhì)地形圖（1：5000或1：10000）。本圖不必繪制，應(yīng)在實習(xí)地收集，也不必人手一份，設(shè)計時同組人共用。二、煤層底板等高線圖（1：2000或1：5000）。本圖只需要繪制指導(dǎo)教師指定的設(shè)計煤層底板等高線圖，此圖為第四章“井田開拓系統(tǒng)平面圖”的投影層，其開拓系統(tǒng)繪在這張圖上，圖名應(yīng)注開拓圖的名稱，如收集到的原圖構(gòu)造很復(fù)雜，儲量計算塊段多，標(biāo)注的內(nèi)容密集使開拓系統(tǒng)繪上后不清晰，可在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下繪圖時適當(dāng)?shù)丶右院喡?。三、井田地質(zhì)剖面圖（1：2000～1：5000）。本圖一般取通過井筒或平洞附近的地質(zhì)勘探線剖面圖作為原圖，根據(jù)設(shè)計需要進行繪制，第四章“井田開拓剖面圖”即以此圖為投影面繪在一起，圖名用“開拓”圖名。（四）井田綜合柱狀圖（1：500～1：1000）。本圖一般要求繪制，繪制時應(yīng)根據(jù)所收集到的實習(xí)礦山的原圖的情況分別處理，可按設(shè)計題的設(shè)計條件進行縮略，但應(yīng)注意的是煤系部分是中心內(nèi)容，不能太簡略，當(dāng)煤系太厚度時，只要繪出最上和最下可采層及部分頂?shù)装鍘r層即可，其余本分以文字概述，本圖不要求一定按比例繪制，當(dāng)尺寸較短時也可以說明書插圖形式附在其中。四、參考資料礦井地質(zhì)報告書；礦井設(shè)計說明書；《煤礦地質(zhì)學(xué)》；《煤礦礦井采礦設(shè)計手冊》（后略稱《設(shè)計手冊》）第一篇第三章第二篇第一章第二章井田境界和儲量§1設(shè)計內(nèi)容一、敘述井田的境界和確定的依據(jù)，介紹井田的主要參數(shù)，走向長、傾斜長（最大、最小、平均）、井田面積等，并將最后確定的邊界繪在“地質(zhì)地形圖”或“開拓系統(tǒng)平面圖”上。如果收集到“礦區(qū)井田分布示意圖”或“礦井境界關(guān)系圖”時，可作為插圖附在說明書中，該圖不要求按比例繪制。二、儲量計算：包括地質(zhì)儲量和分級儲量、煤柱損失等?！?確定井田境界的設(shè)計步驟根據(jù)指導(dǎo)教師的要求，分三種情況進行。一、以實習(xí)礦井已定境界作為設(shè)計礦井的境；這時，學(xué)生應(yīng)對已定境界充分地分析其合理性，列出主要參數(shù)。二、教師給頂部分邊界或作局部假設(shè)。首先將“井田地質(zhì)地形圖”與“煤層底板等高線圖”按坐標(biāo)網(wǎng)或勘探線上下重合對照，分別畫出已定邊界，再研究未定境界部分的情況，按劃分井田基本原則與方法，上下結(jié)合，劃出合理的井田境界線，然后在圖上測量或直接計算出主要參數(shù)。三、教師要求學(xué)生全部境界自己劃定方法與上一種情況（二）基本相同，但要最后確定最后境界，必須與儲量計算，井型及服務(wù)年限的計算相結(jié)合，反復(fù)調(diào)整后才能確定。其過程為：初步設(shè)定邊界→初算地質(zhì)及工業(yè)儲量、適宜的井型及相應(yīng)服務(wù)年限→對照“礦井設(shè)計規(guī)范”（以后稱“設(shè)計規(guī)范”）及“煤炭工業(yè)技術(shù)政策”（以后簡稱“技術(shù)政策”）→調(diào)整境界使之更為合理并符合“設(shè)計規(guī)范”及“技術(shù)政策”的有關(guān)規(guī)定→最終確定境界?！?劃定井田境界的主要原則與方法井田境界的劃分，一般是在礦區(qū)總體設(shè)計時進行，畢業(yè)設(shè)計是對礦井初步設(shè)計的主要部分的模擬，故本章的設(shè)計內(nèi)容和方法主要是以使一個設(shè)計礦井取得較合理的開采技術(shù)條件為目的來進行的。一、以自然條件劃分境界（一）利用較大的地質(zhì)構(gòu)造作為井田邊界，例如大斷層、褶曲、巖漿侵入帶等。（二）按地形地貌界線分境界：常見的有河流、湖泊、水庫、鐵路、大城鎮(zhèn)或重要保護建筑等。（三）按煤層賦存情況來劃分邊界：主要從賦存形態(tài)（深部淺部、構(gòu)造形態(tài)等），儲量分布、煤質(zhì)煤種要求，安全及環(huán)境條件（高沼氣、地溫、地?zé)岬龋?。二、人為的劃分境界：?dāng)井田不受或只有局部受自然條件限制時，井田邊界的確定有較大的選擇余地。這時，一般應(yīng)從煤層的生產(chǎn)能力出發(fā)，確定合理的采煤方法，再據(jù)以確定恰當(dāng)?shù)木秃秃侠淼姆?wù)年限，計算必需的儲量，根據(jù)勘探報告提供的勘探深度，在考慮較合理的井筒位置和階段劃分的前提下，對照“設(shè)計規(guī)范”有關(guān)規(guī)定，最后確定井田的走向邊界，可見，人為劃定井田邊界牽涉到較多的設(shè)計參數(shù)，確定邊界的過程可能要經(jīng)過不止一次的反復(fù)，才能劃定合理的邊界，畢業(yè)設(shè)計時，不必把這一過程做得過細(xì)，有時也可以預(yù)先估計一個井型，然后再結(jié)合其他因素迅速的劃出來。人為劃分境界應(yīng)當(dāng)以保證開采工作的方便為原則。在一般情況下沿煤田走向的劃分，以傾斜為界。沿煤田傾斜的劃分，以煤層底板等高線（單煤層）或水平標(biāo)高（煤層群）為界。具體的人為境界有以下幾種劃法：垂直劃分方法：適用于近水平及部分緩傾斜煤層（傾角偏小的）；水平劃分方法：適用于急傾斜及部分緩傾斜煤層（傾角偏大的）；傾斜劃分方法：適用于煤層群煤組間距較大，無采動影響的煤田應(yīng)當(dāng)注意，上面列舉的方法的適用條件不是絕對的，運用時應(yīng)與開采的其他條件綜合考慮。用數(shù)學(xué)分析法確定井田的合理尺寸，此法是以生產(chǎn)建設(shè)和生產(chǎn)經(jīng)營的總的經(jīng)濟效果來確定邊界，畢業(yè)設(shè)計一般不要求用此法，如設(shè)計條件及時間允許，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下可按此法進行。三、有關(guān)井田尺寸的規(guī)定“設(shè)計規(guī)范”第1—10條，對井田走向長的規(guī)定如下：大型礦井：>7.0中型礦井：>4.0小型礦井：>1.5§4井田地質(zhì)及工業(yè)儲量的計算方法儲量計算應(yīng)與井田境界的劃定結(jié)合起來進行，當(dāng)井田境界與實習(xí)礦井劃定的境界相同時，以收集到的“井田精查勘探地質(zhì)報告書”或礦山提供的資料為基礎(chǔ)，按設(shè)計題和指導(dǎo)教師的要求進行復(fù)核和整理。當(dāng)實習(xí)礦山面積小，賦存穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，一般要求復(fù)核一煤層。當(dāng)煤層多或構(gòu)造復(fù)雜時，復(fù)核范圍可縮小到一層煤，一個采區(qū)或一個塊段的范圍。具體復(fù)核范圍由指導(dǎo)老師指定。當(dāng)井田境界全部由學(xué)生人為劃定或局部劃定時，應(yīng)對劃定的井田范圍內(nèi)的可采煤層全部進行儲量計算。在開拓方案確定以后，各水平的儲量也應(yīng)當(dāng)在本章列出。地質(zhì)儲量（包括工業(yè)儲量）的計算一般只要求用下面的常用的方法進行。一、等高線法：適用于煤層厚度穩(wěn)定，厚度變化在25%范圍以內(nèi)的煤層。具體作法是沿煤層底板等高線，按層厚或傾角大致穩(wěn)定的范圍劃分為若干塊段，分別計算各塊段的儲量，各單個塊段儲量的綜合即煤層的總儲量。設(shè)計時盡量采用此法，可以減少工作量并兼顧水平儲量的計算。二、塊段法：適用于計算不穩(wěn)定煤層的儲量，或地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，傾角多變的煤層。塊段是按煤田的勘探程度，煤層厚度（變異系數(shù)>25%），大的地質(zhì)變動和灰分差異較大等來劃分。上面兩種方法的計算公式如下：式中：Z—煤層總儲量，（萬噸）；S—單個塊段真面積，（m2）；αi—單個塊段內(nèi)平均傾角，（度）；Mi—塊段煤層的平均厚度，（m）；γi—塊段內(nèi)煤層的平均容重，（t/m3）。采用上式計算時應(yīng)注意以下幾點：（一）每個塊段應(yīng)有一個以上的鉆孔控制；（二）塊段水平面積一般應(yīng)用求積儀在“煤層底板等高線”圖上測算出。當(dāng)煤層傾角小于60°時，按水平投影圖計算，傾角大于60°時按垂直面投影圖計算；（三）塊段平均厚度及平均容重取塊段內(nèi)各鉆孔值的加權(quán)平均值（厚度如何取值按“煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范”進行）；（四）當(dāng)煤層傾角αi<15°時，可用水平投影面積和煤層的偽厚（即未換算的垂直鉆孔見煤厚度）計算儲量。計算結(jié)果用下面的表格形式在說明書內(nèi)列出。單位：萬t全井田可采煤層地質(zhì)（包括工業(yè)）儲量總表附表2—1順序煤層名稱工業(yè)儲量（A+B+C）遠(yuǎn)景儲量（D）工業(yè)儲量占總儲量%平衡表外儲量備注復(fù)核整理在實習(xí)礦山收集到的地質(zhì)資料和進行地質(zhì)儲量計算，參照《采礦設(shè)計手冊》（上）第二篇附錄二，煤田勘探這一部分有關(guān)的技術(shù)規(guī)范和工業(yè)指標(biāo)進行。工業(yè)儲量表形式見附表2—2（附于本章末）。§5井田可采儲量計算一、計算方法：可采儲量是指工業(yè)儲量（A+B+C）中，可以采出的那一部分儲量。計算時應(yīng)分煤層分別計算，其計算公式如下：式中：ZK—可采儲量，（萬t）；ZG—工業(yè)儲量，（萬t）；P—永久性煤柱損失，（萬t）。主要包括工業(yè)廣場、井筒、井田境界、河流、湖泊（水庫）、鐵路、建筑物、大斷層保護煤柱及防水煤柱等。K—設(shè)計采區(qū)回采率。一般不得低于下列數(shù)值，即：厚煤層>75%中厚煤層>80%薄煤層>85%地方小礦>70%二、注意事項（一）采區(qū)回采率是反映采區(qū)巷道布置好壞的主要指標(biāo)之一，設(shè)計采區(qū)回采率應(yīng)在第四章井田開拓和第六章采煤方法的巷道系統(tǒng)確定以后才能計算出來，本章只引用其計算結(jié)果。（二）永久煤柱損失，亦即保安煤柱損失，其界線是被保護的建筑、地物和主要井巷（井筒）保護范圍邊線巖層移動面和煤層相交線決定的。其留置原則和計算方法可參閱《采礦設(shè)計手冊》第一篇第七章的有關(guān)內(nèi)容。畢業(yè)設(shè)計一般盡量采用實習(xí)礦山的資料和劃定的界線。如無實際資料可參考時，在教師指導(dǎo)下簡化條件。作圖計算。（三）水平可采儲量只要計算第一水平。計算時應(yīng)注意保安煤柱應(yīng)包括大巷煤柱。（四）礦井可采儲量在計算時，因畢業(yè)設(shè)計對第六章只要求具體進行一個采區(qū)的設(shè)計，其余采區(qū)的采區(qū)回采率如果采煤方法與設(shè)計采區(qū)基本相同，就引用設(shè)計采區(qū)采區(qū)回采率；如果認(rèn)為井田內(nèi)某些采區(qū)的系統(tǒng)及采煤工藝現(xiàn)在或?qū)碛休^大變化，可提出看法與指導(dǎo)教師討論，然后適當(dāng)調(diào)整一個值再行計算。三、計算成果表：列于說明書中，其形式見附表2—2、2—3?！?參考資料（一）《采礦設(shè)計手冊》（二）《設(shè)計規(guī)范》（三）《煤礦地質(zhì)學(xué)》、《采煤學(xué)》。工業(yè)儲量計算表附表2—2塊段編號塊段內(nèi)煤層平均傾角（度）煤厚（M）面積（M2）平均容重（t/M3）儲量（萬t）合計（萬t）備注鉆孔真厚平均平面積斜面積ABC可采儲量計算表附表2—3煤層及水平編號煤層斜面積（m2）煤層單位面積出煤量（t/m2）工業(yè)儲量（萬t）煤的損失量（萬t）采區(qū)回采率（%）可采儲量（萬t）A+BCA+B+C大斷層工業(yè)廣場及井筒井田邊界其他共計第三章礦井工作制度和設(shè)計井型§1設(shè)計內(nèi)容一、確定礦井工作制度年工作日、礦井出煤班數(shù)、每班工作小時數(shù)、礦井晝夜提升時間。二、確定設(shè)計井型并闡明礦井年產(chǎn)量確定的依據(jù)，計算礦井和水平服務(wù)年限?！?計步驟及內(nèi)容一、確定礦井工作制度按《煤礦設(shè)計規(guī)范》第二篇有關(guān)規(guī)定工作制度。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日300天計算，每天3班或4班作業(yè)，每天凈提升時間為14小時。采用三班作業(yè)制度時，常用兩班出煤，一班檢修。如果在第六章采煤方法在設(shè)計時，設(shè)計者認(rèn)為采用其他作業(yè)形式較為恰當(dāng)，并進行了充分的分析設(shè)計，亦可采用其他作業(yè)形式，如“三采三準(zhǔn)”、“四班交叉”、“三采一準(zhǔn)”等。二、確定礦井設(shè)計年產(chǎn)量及礦井服務(wù)年限（一）初算礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限由于一個礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力（井型）決定于儲量、開采條件、技術(shù)裝備水平和安全生產(chǎn)條件等諸多因素，所以，不可能在設(shè)計之初就能確定一個礦井的合理的井型和服務(wù)年限。然而一個礦井的開拓系統(tǒng)和采煤方法與井型的大小及服務(wù)年限的長短又有密切的關(guān)系（例如：不采用高度機械化設(shè)備的礦井不可能既達到大型集中化，同時又減少開拓工作量的目的）。所以，在設(shè)計之初應(yīng)用第二章計算出的“工業(yè)儲量”和《設(shè)計規(guī)范》有關(guān)井型及服務(wù)年限的規(guī)定，初算礦井的生產(chǎn)能力和服務(wù)年限，初算結(jié)果作為設(shè)計第四章和第六章的參考?？砂聪率匠跛悖菏街校篢C—初算礦井服務(wù)年限；ZG—礦井工業(yè)儲量（萬噸）；Ac—初算井型，（萬噸/年）；KC—初算儲量備用系數(shù)，取1.6～1.8。采用上式計算時，應(yīng)從《設(shè)計規(guī)范》所列出井型系列中，參考實習(xí)礦山的井型或現(xiàn)有生產(chǎn)能力，選一井型代入公式，計算出服務(wù)年限后，與《規(guī)范》規(guī)定的相應(yīng)的服務(wù)年限對照，可以判斷出所選井型是否恰當(dāng)，或者偏小或偏大，然后調(diào)整井型。一般調(diào)整一次即可?！对O(shè)計規(guī)范》有關(guān)規(guī)定見附表3—1。（二）當(dāng)?shù)诙碌V井可采儲量計算出來以后，用礦井（或水平）可采儲量ZK計算礦井（或水平）的設(shè)計生產(chǎn)能力和服務(wù)年限，作為最后確定值，此時，計算公式如下：礦井的井型和服務(wù)年限表附表3—1礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（萬噸/年）礦井服務(wù)年限（年）礦井穩(wěn)產(chǎn)時間（年）技改礦井服務(wù)年限（年）水平服務(wù)年限（年）大型井240、300、400120、150、180中型井45、60、90小型井9、15、21、30>80>50～70>40>30>70>60>50>30>50>40>30>15>30>20>15～20>10式中：Zk—礦井（或水平）可采儲量，（萬噸）；T—礦井（或水平）服務(wù)年限，（年）；A—礦井（或水平）年生產(chǎn)能力，（萬噸/年）；K—儲量備用系數(shù)，一般取1.2～1.5。（三）注意事項①新建井型必須符合《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的井型，不得出現(xiàn)介于二個井型之間的井型。井型和相應(yīng)的服務(wù)年限隨著國民經(jīng)濟和開采技術(shù)的發(fā)展，煤炭部門在必要時要進行調(diào)整，故設(shè)計時應(yīng)以煤炭部門最新技術(shù)文件規(guī)定為準(zhǔn)。②儲量備用系數(shù)的取值，是根據(jù)井田煤層賦存的穩(wěn)定情況，勘探程度，構(gòu)造復(fù)雜程度及為增產(chǎn)留有余地等來取值的。一般常取1.4，煤層賦存條件好時可取小值，地質(zhì)條件復(fù)雜時，宜取大值。§3參考資料《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》《煤礦礦井采礦設(shè)計手冊》《煤炭工業(yè)技術(shù)政策》《采煤學(xué)》（教材）第四章井田開拓§1設(shè)計內(nèi)容本章是畢業(yè)設(shè)計最主要的部分，其中心是確定一個技術(shù)經(jīng)濟上都較為合理的開拓方案。主要內(nèi)容包括：一、確定井田合理的開拓方式，主要確定的內(nèi)容和參數(shù)如下：井筒形式、位置、數(shù)量及相應(yīng)工業(yè)廣場的位置；確定階段垂高及開采水平；煤層群分組及開采水平大巷的布置；井底車場形式的選擇；采區(qū)劃分及采區(qū)開采順序；擬出礦井各主要生產(chǎn)系統(tǒng)及有關(guān)設(shè)備、設(shè)施。二、計算經(jīng)方案比較后確定的開拓方案基建期井巷工程量；三、達到設(shè)計年產(chǎn)量時采區(qū)及工作面的配備；四、開拓系統(tǒng)主要技術(shù)裝備的選型；五、基建期及投產(chǎn)后一段時間的采掘工程計劃及“三量”計算?！?設(shè)計依據(jù)及有關(guān)章節(jié)一、第一章所闡述的開發(fā)條件、重點考慮的是煤層情況及賦存條件：煤層數(shù)、厚度、傾角、層間距、頂?shù)装鍫顩r，主要地質(zhì)構(gòu)造、主要災(zāi)害及參數(shù)，地面條件及井上下水文地質(zhì)條件等；二、第二章中確定的井田境界及尺寸；三、第三章初算供參考的礦井井型及服務(wù)年限；四、第六章采煤方法所確定的回采工藝及采區(qū)巷道布置；五、第五章所選擇的井巷斷面及支護形式；六、第七章所考慮的礦井通風(fēng)方式及供風(fēng)量等方面的資料；七、有關(guān)井巷掘進、維護、礦井提升運輸和排水等方面的擴大經(jīng)濟指標(biāo)；八、煤炭工業(yè)部門頒行的《設(shè)計規(guī)范》、《礦井設(shè)計手冊》、《煤礦安全規(guī)程》，技術(shù)經(jīng)濟概算指標(biāo)，經(jīng)營費用指標(biāo)，煤礦設(shè)備手冊，樣品目錄等文件和資料；九、畢業(yè)實習(xí)在礦山收集到的現(xiàn)場資料?！?設(shè)計步驟及方法一、井田開拓方案提出前應(yīng)考慮的問題（一）煤層的開采能力如何？即在第一章所介紹的煤層賦存條件之下，采用什么回采工藝？采面生產(chǎn)能力有多大？采用什么采區(qū)形式？能力多大？一個礦井同時有幾個采區(qū)生產(chǎn)？經(jīng)過這些問題的分析和設(shè)計計算，才能確定煤層的開采能力。所以，必須先進行第六章與開拓關(guān)系最為密切的部分的設(shè)計，將設(shè)計結(jié)果作為考慮井田開拓方案的基礎(chǔ)。（二）地面條件如何？地面條件通常是指井田地形地勢，煤炭外運條件等。在地形復(fù)雜的山岳地區(qū)，地形條件通常指井田地形地勢，煤炭外運條件往往成為開拓方案中某些重要參數(shù)（如工業(yè)廣場，井筒位置等）的決定性條件，所以，必須在實習(xí)時對井田地面進行踏勘，調(diào)查，了解有關(guān)的地面條件（包括地面鐵路、公路建設(shè)及經(jīng)營費用等），設(shè)計時對照地質(zhì)地形圖進一步的分析，使開拓方案考慮更為全面；（三）水平和階段的劃分及水平服務(wù)年限：這一問題是礦井開拓中具有長遠(yuǎn)影響的問題，后面要詳細(xì)分析；（四）提升、運輸方式及相應(yīng)的設(shè)備；（五）有關(guān)通風(fēng)的形式和主要系統(tǒng)參數(shù)、安全要求：這個問題雖然第七章要專門進行設(shè)計計算，但應(yīng)先考慮基本通風(fēng)方式，供風(fēng)量，風(fēng)路系統(tǒng)及礦井災(zāi)害的防治等問題，進行全面分析，擬出方案供開拓一章作設(shè)計重要參數(shù)；（六）其他特殊的要求及條件當(dāng)指導(dǎo)教師給予的設(shè)計題或設(shè)計條件有特殊要求時（例如，礦井瓦斯定為突出礦井，對煤層開采能力，巷道系統(tǒng)等等將有較大的影響），必須將特殊問題予先進行分析研究，擬出專門方案或提出措施，供提出礦井總體開拓方案時綜合考慮。二、工業(yè)廣場及井筒的形式、位置、數(shù)量的選擇由于礦井地面部分的設(shè)計涉及的面比較廣，畢業(yè)設(shè)計不要求對這一部分作具體設(shè)計，一般在考慮地面工業(yè)廣場的位置、面積和外運方式時，盡量采用實習(xí)礦山的工業(yè)廣場作為設(shè)計的廣場。如果實習(xí)礦井工業(yè)廣場所在位置經(jīng)多年實踐證明不合理（這一問題應(yīng)在畢業(yè)實習(xí)時解決），礦區(qū)內(nèi)又有其它可供選擇的場地作為工業(yè)廣場時，設(shè)計者可以結(jié)合井筒（洞）合理位置的選擇，在場地地形、面積、煤炭外運條件等方面作一般性的分析，結(jié)合《設(shè)計規(guī)范》的要求，確定工業(yè)廣場（包括井筒）的合理位置。井筒（洞）形式、位置、數(shù)量的選擇這一部分的重點，設(shè)計方法及注意點分述如下：（一）井筒形式：確定井筒形式，一般應(yīng)按照“先平洞、后斜井再立井”的次序加以考慮，在條件宜于綜合開拓時，應(yīng)采用兩種以上的井筒形式綜合開拓。在設(shè)計時，往往出現(xiàn)不能從技術(shù)分析得出合理井筒形式的情況。此時，有必要進行經(jīng)濟比較。經(jīng)濟比較以后綜合其他因素最后確定井筒形式，進行井筒形式比較的內(nèi)容比較多，有的比較內(nèi)容又與井筒和水平劃分等其他開拓的重要問題在確定方案進行方案比較時的內(nèi)容相互交叉，密切聯(lián)系，所以，在大巷位置、數(shù)量、水平劃分、通風(fēng)方式、工業(yè)廣場位置等開拓參數(shù)基本相同的情況下，進行井筒形式的經(jīng)濟比較應(yīng)抓住重點的、影響較大的項目來進行。通常，在井筒建設(shè)方面主要進行井巷工程量和建井費用、工期的比較，在生產(chǎn)經(jīng)營費用方面主要進行提升費（或運輸費）、維護費的比較，如井筒保安煤柱量已計算出，也可列入比較。有關(guān)各種井筒（洞）形式的優(yōu)缺點及適應(yīng)條件，在開采方法教材及《設(shè)計手冊》和其他采礦設(shè)計資料中都有較多分析論述，實例亦很多，在設(shè)計選擇時可查閱參考。（二）井筒（洞）數(shù)量：確定井筒的數(shù)量，應(yīng)首先考慮按《設(shè)計規(guī)范》第2—12條進行，除此之外，還應(yīng)當(dāng)用《安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定進行檢查對照，是否完全符合安全要求？特別應(yīng)注意《規(guī)程》規(guī)定的一個礦井至少有兩個以上的通到地面的安全出口，采用單一平洞和混合提升的小礦必須另掘井筒作安全出口。另外還應(yīng)注意《安全規(guī)程》在井筒上的其它規(guī)定，如風(fēng)速、煤塵、提運兼通風(fēng)的要求等，也可能對井筒數(shù)目有一定的影響。專用風(fēng)井的位置，可考慮在第七章做專門的選擇論述。（三）井筒（洞）位置的選擇實習(xí)礦山現(xiàn)有的井筒（洞）位置，應(yīng)在實習(xí)時充分了解原設(shè)計的歷史背景和設(shè)計意圖，經(jīng)分析（從技術(shù)經(jīng)濟兩方面）如果認(rèn)為該位置在新的設(shè)計題和條件之下仍是合理的，可以直接引用。如果實習(xí)礦山現(xiàn)有井筒不宜作為設(shè)計新井的井筒位置時，應(yīng)當(dāng)選擇新的井筒（洞）位置。井筒位置的選擇必須將地面條件和井下條件結(jié)合起來進行。常常先從井下條件出發(fā)，選擇出按井下條件的井口合理位置，對照地面條件，當(dāng)?shù)孛鎸?yīng)井口位置或其附近有較有利的工業(yè)廣場時，井筒位置可以確定。否則，只有從地面條件允許的地方設(shè)置井筒（洞）口，再考慮井下的開拓系統(tǒng)如何適應(yīng)這一井口位置，井筒位置與形式是密切聯(lián)系的，應(yīng)同時進行考慮。在井田范圍內(nèi)，常有幾個可建工業(yè)廣場的有利地形，通常直接應(yīng)用井上、下有利井筒位置的設(shè)置原則和較成熟的經(jīng)驗予以判斷，實在優(yōu)劣難辨，可通過方案比較解決。下面將選擇井筒位置應(yīng)考慮的地面與井下條件要點列出（摘自《煤礦采礦設(shè)計手冊》）：地面條件：①工業(yè)廣場占地面積：按《規(guī)范》要求；②地形與工程地質(zhì)條件：平坦、無水、滑坡等災(zāi)害；③煤的運向：距運出點或用戶盡量近的位置；④生產(chǎn)建設(shè)條件與住宅區(qū)的位置：畢業(yè)設(shè)計不要求詳細(xì)考慮。井下條件：①按最小運輸功確定井筒位置：即噸·公里量最?。虎诟鶕?jù)地質(zhì)條件；③煤柱量：當(dāng)煤柱量過大時應(yīng)當(dāng)注意；④勘探強度和初期工程量：應(yīng)在鉆孔較多的勘探線附近。由于選擇井筒位置的因素很多，設(shè)計時不可能各種因素都遇到故考慮時應(yīng)抓住具體條件下的主要矛盾，進行分析論證。進行方案比較時，地面通常只進行運輸線路基建費和運輸功及其經(jīng)營費（即噸·公里和元/噸·公里）的經(jīng)濟比較。與井下運輸比較時，主要進行運輸費用（經(jīng)營費）的比較。（四）插圖要求：應(yīng)將不同井筒（洞）方案按比例作剖面（或平面）圖，應(yīng)特別標(biāo)注清楚方案間不同部分的尺寸。三、水平劃分問題除近水平煤層采用單一水平開拓的情形外，傾斜、緩傾斜及部分斜長較大的近水平煤層，總是由淺入深按予先劃分的階段逐漸向深部發(fā)展的。礦井設(shè)計的主要任務(wù)是確定階段數(shù)，各階段的垂高及斜長。井田開拓設(shè)計著重于選擇階段的開采水平的標(biāo)高，使其貫穿全部煤層，有利于開采。水平劃分對礦井的生產(chǎn)將產(chǎn)生長遠(yuǎn)的影響，必須慎重，應(yīng)綜合以下基本原則和步驟來進行：（一）根據(jù)水平服務(wù)年限來計算階段垂高根據(jù)《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，每個開采水平必須有足夠的儲量保證水平服務(wù)年限，而且，一般一個開采水平的年生產(chǎn)能力應(yīng)等于礦井生產(chǎn)能力。根據(jù)這些原則可以計算必須的階段垂高。計算公式、參數(shù)及含義和取值，參閱開采方法教材和《采礦設(shè)計手冊》有關(guān)章節(jié)。這樣計算出來的垂高值是一個下限。在井田總垂高已定的情況下劃出的階段很可能不是整數(shù)，所以，必須再根據(jù)下面的其他原則進一步調(diào)整確定階段數(shù)和水平標(biāo)高。（二）從礦井生產(chǎn)技術(shù)上的合理性來確定階段垂高和斜長一個礦井的生產(chǎn)主要是在開采水平范圍內(nèi)劃出的采（盤）區(qū)或分區(qū)（傾斜長壁）內(nèi)進行的，它們的開采活動和系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的好壞與階段斜長有很密切的聯(lián)系。合理的階段斜長應(yīng)使以下幾個方面得到合理的參數(shù)或有利的生產(chǎn)條件。①在確定了合理的回采工作面長度（走向長壁）的前提下，使采區(qū)有合理的區(qū)段數(shù)；②由于受采區(qū)上（下）山的輔助提升絞車車容繩量的限制，階段斜長應(yīng)當(dāng)考慮所選用絞車的最大提升長度，采區(qū)絞車一般在1.6M(③應(yīng)考慮到沿傾斜方向掘進時巷道過長時的施工困難；④要考慮到采區(qū)巷道維護費用高和沼氣涌出量大時，階段斜長過大對正常生產(chǎn)和經(jīng)營費用的影響；⑤傾斜長壁法時要考慮輔助運輸難度和設(shè)備投入量的問題；⑥要考慮安全生產(chǎn)和減輕工人勞動強度。（三）從噸煤投資和生產(chǎn)經(jīng)營成本的總效益來考慮合理的階段垂高對于一定條件下的礦井，不同階段垂高其噸煤總成本是不同的，它們之間存在著函數(shù)關(guān)系。理論上，當(dāng)階段垂高為某一值時，噸煤總費用可以達到最低。目前，由于指標(biāo)不完整，設(shè)計中確定階段垂高主要根據(jù)方案比較，即根據(jù)前面所敘述的方法和原則，擬出幾個標(biāo)高，即得幾個方案，分別計算各方案噸煤總費用，進行比較后取較低者作為定案。畢業(yè)設(shè)計一般不要求進行詳細(xì)的經(jīng)濟比較。如有必要進行經(jīng)濟比較時，只要求提出兩個水平劃分方案，列入最主要的項目進行比較，一般只要求列入下面的項目：①井巷工程費：包括井（洞）工程量及井底車場工程量的費用，畢業(yè)設(shè)計時，井筒（洞）工程量計算可簡化，只須將總長度乘以毛斷面積即可。再從建井工程概算指標(biāo)中查出單價指標(biāo)可計算出總費用。井底車場工程量可以根據(jù)后面選擇的井底車場（借用《設(shè)計手冊》中的實例）的工程量。井底車場（包括洞室）工程概算綜合大指標(biāo)可作方案比較時的費用估算指標(biāo)，近幾年可按4～5元/噸煤生產(chǎn)能力來計算，井型大取大值，井型小取小值。應(yīng)當(dāng)注意的是，概算綜合大指標(biāo)隨著時間的推移是在不斷變化的，設(shè)計時如果收集到的指標(biāo)與此處所提供的不同，應(yīng)以新的較合理的指標(biāo)作為方案比較時的估算指標(biāo)。②煤炭提運費：包括采區(qū)煤炭沿上（下）山運輸費和主井提升費，計算采區(qū)上（下）山運輸費時，可以簡化算法，運距可以從采區(qū)斜長的中部計算到運輸大巷，然后乘以采區(qū)可采儲量，即得到采區(qū)運輸功，從經(jīng)營費用指標(biāo)中查出相應(yīng)指標(biāo)相乘可得到采區(qū)運輸（上、下山）的概算總費用。（四）根據(jù)煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造來劃分水平煤層傾角是影響階段垂高的主要因素，對于近水平煤層，階段垂高已無實際意義，這時主要確定的是大巷兩側(cè)上、下山的斜長。從我國的情況來看，上山長度一般不超過1500米，下山長度一般不超過1000米。地質(zhì)構(gòu)造的影響因礦而異，應(yīng)根據(jù)具體條件參考實習(xí)資料來確定水平的劃分。（五）《煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范》有關(guān)階段垂高的規(guī)定見附表4—1。附表4—1煤層傾角分類階段垂高（米）緩斜、傾斜煤層急傾斜煤層150～250100～150（六）其它注意點：①井田內(nèi)某一水平沿走向斜長有較大差異或地質(zhì)構(gòu)造破壞，可以考慮設(shè)置輔助水平；②水平劃分應(yīng)與其它開拓參數(shù)統(tǒng)一考慮；③經(jīng)濟比較可單獨進行（即作局部方案先確定），也可列入礦井總的經(jīng)濟比較中（即礦井總體方案比較）參與比較。④水平劃分的不同方案的情況應(yīng)盡量在前面井筒方案的插圖（主要是剖面圖）中表達出來，使設(shè)計者的想法更為直觀清楚。四、煤層群分組及開采水平大巷的布置礦井開采水平確定以后，進一步要解決的問題是開采水平的布置問題。運輸大巷是水平布置的主導(dǎo)，而水平大巷的位置往往是與煤層群的分組密切相關(guān)的。應(yīng)當(dāng)注意的是，這里所說的煤層群分組與地質(zhì)部門從地質(zhì)的角度的分組是不同的，是以保證礦井的開采方便和有利為原則的。煤層群分組的影響因素也比較多，由于煤層賦存的復(fù)雜性及開采能力和條件的不同，各個礦井都有其相同的特殊性。設(shè)計分組時應(yīng)在分析礦井具體條件和設(shè)計題的基礎(chǔ)上，參考《采煤學(xué)》教材及《設(shè)計手冊》（上）第三章有關(guān)分組的原則方法的論述去進行。大巷的布置考慮的問題也比較多，設(shè)計中主要解決布置的方式和層位的選擇，兩個問題分述如下：（一）大巷布置的方式：通常與煤層群分組相結(jié)合，分為：集中布置：即所有煤層共用一條大巷；分層集中布置：即各煤層分別布置一條大巷；分組集中布置：各煤組分別布置一條大巷，用大巷采區(qū)石門方式為本煤組服務(wù)。各種形式的適應(yīng)條件及優(yōu)缺點，參閱《采煤學(xué)》教材及《采礦設(shè)計手冊》（上）。（二）大巷層位的選擇多年的生產(chǎn)實踐及礦山壓力的研究證明，將大巷布置在煤層的底板不受采動影響的穩(wěn)定的巖層當(dāng)中，或煤組下部煤質(zhì)堅硬、圍巖穩(wěn)定、無自然發(fā)火的薄及中厚煤層當(dāng)中時，可大大減少大巷維修費，保證大巷的運輸通暢，對礦井的正常生產(chǎn)提供了有利的條件。大巷距煤層巖柱的厚度（或稱垂距），因煤層底板情況各異在不同井田差異較大，其數(shù)值因地而異，通常在10～30米。具體巖柱厚的數(shù)值，主要決定于是否有一層較堅硬穩(wěn)定的巖層布置大巷。有的礦井，在距煤層底板50米以上的較堅固巖層中布置了大巷，經(jīng)過經(jīng)濟比較，仍然是有利的。所以，學(xué)生必須在實習(xí)礦山充分了解現(xiàn)有大巷的使用情況，分析地層情況，以便在設(shè)計時很快地合理地確定大巷層位。應(yīng)當(dāng)注意的是，近年來由于高度機械化生產(chǎn)，采面推進和采準(zhǔn)掘進速度大大提高，巷道維護時間隨之減少。另外，現(xiàn)代化綜采采區(qū)為延長采面和減少“搬家”次數(shù)，要求開拓開采系統(tǒng)盡量簡化。這樣，分煤層大巷的簡單系統(tǒng)顯得更能適應(yīng)這一要求。所以，設(shè)計時，大巷的層位的選擇不僅要考慮大巷的穩(wěn)定，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)開采方法的特點和要求，靈活地選擇大巷的層位和方式。五、井底車場形式的選擇（一）選擇的依據(jù)礦井生產(chǎn)能力及工作制度；礦井開拓方式：主要考慮井筒位置、形式、出煤提升方位、大巷及主石門與井筒的關(guān)系；井筒數(shù)量及用途；大巷運輸方式：電機車、皮帶機等；礦井通風(fēng)方式及沼氣涌出量；井上、下生產(chǎn)系統(tǒng)情況；車場附近地質(zhì)、水文及涌水情況。（二）選樣的方法及步驟：①直接引用實習(xí)礦山的井底車場，但必須符合設(shè)計題的要求和條件；②當(dāng)實習(xí)礦山井底車場不符合設(shè)計題的要求時，可根據(jù)前面列出的條件和依據(jù)在《采礦設(shè)計手冊》（下）第七篇第一章所提供的基本類型中選擇合適的形式；③在《手冊》同一篇第五章井底車場實例及標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計索引中，選取可引用的車場設(shè)計或?qū)嵗?，一般只要礦井井型、開拓方式、提升方式都與設(shè)計礦井的條件基本相同，都可以選用；④由于礦井條件千差萬別，從上述資料中不一定能選到完全適宜的車場實例。由于畢業(yè)設(shè)計不要求進行井底車場的線路設(shè)計和編排調(diào)度表及驗算通過能力，所以，只能利用上述資料中接近設(shè)計者要求的實例進行局部調(diào)整，使其基本符合設(shè)計要求。一般只要不改變借用實例車場中的各基本車線長度及基本調(diào)車方式，局部改變某些線路位置或增減少數(shù)聯(lián)結(jié)線路，對車場的通過能力及工程量等改變不大。車場主要參數(shù)可以引用資料中被引用實例的參數(shù)。⑤繪圖要求畢業(yè)設(shè)計一般不要求繪井底車場的大圖，但應(yīng)以一頁紙的篇幅將車場線路圖繪出作為說明書插圖。六、采區(qū)劃分及采區(qū)回采順序當(dāng)開采水平確定后，通常要沿井田煤層走向（或水平運輸大巷延伸方向）劃分采區(qū)（或盤區(qū)）。目前國內(nèi)采用傾斜長壁采煤法的礦井，因考慮集中出煤及通風(fēng)、供電等的影響或限制，通常仍類似于走向長壁法沿走向劃出“分區(qū)”。劃分采區(qū)的工作主要集中在兩個方面（一）沿煤層傾斜方向劃出水平內(nèi)各采區(qū)的走向邊界；（二）當(dāng)開采煤層群時，劃出采區(qū)在開采水平內(nèi)垂直走向方向的邊界。采區(qū)劃分的基本原則和方法在第六章采煤方法將進行詳細(xì)分析，這里從略。采區(qū)開采的順序，礦井初期采區(qū)應(yīng)布置在井筒附近，并貫徹先近后遠(yuǎn)的原則，逐步向井田邊界擴展。當(dāng)可采煤層多，煤系較厚，采用分組布置采區(qū)時，一般應(yīng)先采上組，后采下組。如因特別因素先采下組時，應(yīng)預(yù)先進行巖石移動影響范圍的圈定工作，在不妨礙或不破壞上煤組的前提下可以先采下組煤。七、地面外運條件經(jīng)井筒（洞）提運出的煤炭必須外運。由于國家主干鐵路、公路及貨運場站一般都與礦井井筒有一定的距離。外運的形式、能力、基建費用及經(jīng)營費用在開拓時是必須考慮的因素。在高原山岳地區(qū)，這一因素往往占主導(dǎo)地位。由于地面運輸線路的勘測設(shè)計是專業(yè)性很強的設(shè)計工作，畢業(yè)設(shè)計中只有在開拓方案進行經(jīng)濟比較必須考慮煤炭外運的問題時，才作適當(dāng)?shù)目紤]，主要考慮下面的問題：（一）外運形式：外運形式一般根據(jù)煤炭外運量的大小及運距的長短來確定。當(dāng)年運量大于90萬噸/年時，可考慮建設(shè)準(zhǔn)軌鐵路線與國家主干線網(wǎng)直接聯(lián)結(jié)；年運量30～120萬噸/年時宜采用窄軌鐵路線運輸（軌距視運量大小和井筒形式選用762mm、900mm、600mm三種）；年運量（二）鐵路線如何確定：畢業(yè)設(shè)計只要求概略估算線路造價及經(jīng)營費。所以，在線路選擇時，不必詳細(xì)選點作剖面，只須算出井口標(biāo)高和終點標(biāo)高（指卸煤點或車站調(diào)車線）的標(biāo)高差，然后根據(jù)《設(shè)計規(guī)范》第六篇地面運輸有關(guān)窄軌鐵路等級（表6—1）和限制坡度的有關(guān)規(guī)定（6—3），計算出窄軌或準(zhǔn)軌線路必須的最短線路長，最后在“井田地形地質(zhì)圖”上選擇一條較近的線路，量出長度，只要該長度大于前面計算的最短線路長即可作為設(shè)計線路。準(zhǔn)軌鐵路線的等級和坡度有關(guān)規(guī)定參考下表附表4—2線路等級年運量（萬噸/年）坡度限制ⅠⅡⅢ>400150～400<150<12‰<20‰<30‰（三）公路及其它運輸公路運輸?shù)膬?yōu)點是機動靈活，對裝卸設(shè)施要求不高，礦內(nèi)公路一般可不考慮留煤柱，對公路級別要求也不高（一般3級以下），建設(shè)費用較低，對于小型礦山是一種值得考慮的外運形式。選擇的汽車一般應(yīng)選擇載重量>8噸的自卸車，效率較高。皮帶走廊的優(yōu)點是運量大，連續(xù)運輸，自卸載，不受氣候的影響，設(shè)備運轉(zhuǎn)可靠，維修方便，受地形的影響相對較小。但造價偏高，施工復(fù)雜，要求高。架空索道使用較少，畢業(yè)設(shè)計時一般不考慮采用。（四）設(shè)計時，用于估算或概算的部分綜合指標(biāo)可參考下表進行。外運形式基建費（萬元/公里）經(jīng)營費（元/噸?公里準(zhǔn)軌鐵路窄軌鐵路Ⅲ級公路皮帶走廊架空索道600～700]70～10040～50110～120單向25～50雙向60～805～10公里取0.32～0.161～5公里取0.4～0.160.4～0.l6參考井下皮帶機0.4～0.20.3～0.12注：表內(nèi)指標(biāo)為歷年國內(nèi)情況的綜合大指標(biāo)，如設(shè)計時收集到更為合理的設(shè)計指標(biāo)，應(yīng)以新的指標(biāo)為準(zhǔn)。八、擬出生產(chǎn)系統(tǒng)并選擇主要設(shè)備設(shè)施這一部分以描述為主，用流程形式表達也可。設(shè)備選擇以參考實習(xí)礦山及其它類似礦山的相應(yīng)設(shè)備為主，一般可不進行驗算，只需說明主要選擇依據(jù)和利用的擴大經(jīng)濟指標(biāo)即可。要求描述的系統(tǒng)有：（一）運煤系統(tǒng)：從工作面（包括掘進與回采）起煤如何運出礦井。（二）運料系統(tǒng)：材料設(shè)備以及人員怎樣進入工作面，矸石如何運出地面。（三）通風(fēng)系統(tǒng)：指出在第七章詳細(xì)敘述。（四）供電系統(tǒng)：只描述從地面經(jīng)哪個井筒向井下鋪設(shè)高壓動力電纜，電壓多少。從中央變電所輸出動力電纜的走向和電壓，直到工作面的電壓。（五）排水系統(tǒng)：從工作面或從回風(fēng)水平起到地面水的流向。當(dāng)有采下山的系統(tǒng)時應(yīng)敘述設(shè)置采區(qū)水倉的位置。（六）其他系統(tǒng)：如因設(shè)計需要，指導(dǎo)教師要求對供水、壓氣、瓦斯抽放、注漿等某一系統(tǒng)進行描述，應(yīng)根據(jù)教師的要求描述所經(jīng)巷洞及設(shè)備即可。開拓主要生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備選型基本原則和選型方法概述如下：（一）大巷運輸：首先應(yīng)確定運輸方式。大巷運輸方式及設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)井型、煤層賦存條件，瓦斯等級、巷道布置、開采方式和生產(chǎn)集中程度等條件來確定。盡量做到裝卸、運輸、調(diào)車作業(yè)的機械化。大巷一般采用軌道運輸，并選用標(biāo)準(zhǔn)礦車，牽引設(shè)備一般采用電機車。小型礦井可采用無極繩運輸。設(shè)計生產(chǎn)能力較大的礦井（>180萬噸年），采區(qū)生產(chǎn)集中，條件適合時，應(yīng)采用膠帶輸送機運輸，在我國，一般井田一翼走向長度在3公里以內(nèi)，年生產(chǎn)能力在300萬噸以上的礦井，采用膠帶機運輸比較經(jīng)濟。但是，如果因礦山壓力大，大巷易變形影響到列車運行時，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較。亦可采用膠帶機運輸。電機車使用臺數(shù)可按《采礦設(shè)計手冊》（上）近似計算法計算。（二）礦井提升提升設(shè)備的選型設(shè)計只有在礦井年產(chǎn)量、開拓系統(tǒng)、采煤方法初步確定后才能進行。畢業(yè)設(shè)計只要求根據(jù)我國設(shè)計部門積累的經(jīng)驗和指定的標(biāo)準(zhǔn)來選型。其中：①關(guān)于主井1．大中型礦井一般設(shè)兩套提升設(shè)備，主井采用箕斗，副井采用罐籠提升，小型礦井可用兩套罐籠提升，主、副井皆用罐籠，也可以采用主、副提升一井混合提升（用罐籠），此時應(yīng)當(dāng)驗算提升能力，驗算時應(yīng)先估算輔助提升量（可以按提升煤量的20～25%來估算）；2．提升設(shè)備應(yīng)按礦井最終水平深度選擇，特殊情況可按某一中間水平選擇，但服務(wù)年限應(yīng)>20年。當(dāng)垂深>350米以上時，應(yīng)采用多繩摩擦提升機。②關(guān)于斜井：提升形式可參考下面選擇標(biāo)準(zhǔn)確定1．21萬噸以下礦井，坡度≯25o，提升距離短，可采用單鉤串車提升；2．年產(chǎn)30萬噸，坡度≯25o，提升距離短，可采用雙鉤串車提升；3．年產(chǎn)45萬噸，坡度≯25o，提升距離長，采用后卸式箕斗提升；4．年產(chǎn)60萬噸及以上坡度≤17o，采用皮帶運輸機較恰當(dāng)。提升設(shè)備選型時，可參考實習(xí)礦山提升機型號，如該型號產(chǎn)品目前已被淘汰，可用該機提升能力和其他主要參數(shù)（滾筒直徑、繩速、電機功率等）在現(xiàn)行設(shè)備目錄中選擇，如果實習(xí)礦山提升設(shè)備不恰當(dāng)，可按已確定的開拓參數(shù)進行選擇。（三）礦井主排水泵的選型選型的主要依據(jù)1．礦井正常涌水量qz和最大涌水量qmax，單位：米3/小時，2．一年內(nèi)最大涌水量與正常涌水量的天數(shù)；3．開采水平與地面垂高H，單位米；4．礦井水的PH值。②估算選型1．按正常涌水量確定水泵流量QB：（米3/小時）2．估算水泵揚程HB：Hg——管路出口與水井（井底車場水倉汲水井）水平面高差，可用開采水平至地面的垂深H代之?！苈沸?，其取值：豎井為0.9～0.89，斜井根據(jù)坡度不同，取值不同，斜井傾角根據(jù)坡度不同α<30o～α<20o，取值0.83～0.74，傾角大取大值，傾角小取小值。3．按估算的QB及HB在設(shè)備目錄中選取恰當(dāng)?shù)乃?，選型應(yīng)注意型號的適應(yīng)條件與礦井的條件要符合。4．水泵配備的臺數(shù)當(dāng)井下涌水量QB>50M3/小時，主排水泵及管理系統(tǒng)至少要兩組，一工作，另一備用；如Qmax九、用“方案比較法”確定最終方案（一）提出井田開拓方案應(yīng)遵循的主要基本原則①合理集中生產(chǎn)，并具有較大的增產(chǎn)潛力；②有完善的生產(chǎn)系統(tǒng)，能保證安全及均衡生產(chǎn)；③掘進率低，施工容易，經(jīng)營成本低，易于管理；④初期投資少，建井工期短；⑤采掘運用技術(shù)裝備先進；⑥充分利用地形，少占良田耕地。（二）提出方案先進行技術(shù)比較在第一章所提供的開發(fā)條件的基礎(chǔ)上，通過對本章前面所提出的各個基本問題的分析，選出同類型方案中局部方案較合理的方案（包括進行局部的經(jīng)濟比較），然后綜合各個局部方案，一般可提出幾個技術(shù)上可行的開拓總體方案。再經(jīng)過進一步的技術(shù)比較和初步的經(jīng)濟分析，否定一些技術(shù)經(jīng)濟上相對來說顯然不合理的方案，對各個方案取長補短，歸納修改為二到三個較優(yōu)和比較可行的方案。應(yīng)當(dāng)注意的是，技術(shù)比較后提出的方案應(yīng)當(dāng)是在技術(shù)上各有利弊，難以從技術(shù)上明顯地判斷哪方案最為有利的方案。不應(yīng)當(dāng)為了進行下一步經(jīng)濟比較的方便或帶傾向性地提出對比方案，這樣很可能會將更為優(yōu)越的方案拋棄了，造成設(shè)計上的重大失誤。各個局部方案比較的內(nèi)容，可參考《采礦設(shè)計手冊》（上）P471～P477頁表2—4—1、表2—4—9所列的項目，在教師指導(dǎo)下，摘其中有關(guān)的主要項目進行比較。插圖要求：應(yīng)當(dāng)繪出比較方案的開拓系統(tǒng)示意圖，該圖不要求嚴(yán)格按比例繪制，以一頁說明書為幅面，巷道可繪成單線，主要尺寸應(yīng)當(dāng)注上。（三）方案的經(jīng)濟比較：比較的方法和注意點主要有以下幾點：

①在比較時，主要是找出不同方案的差別，將可比部分進行對比；②比較的重點應(yīng)放在井巷工程量、建井工期、基建投資及生產(chǎn)經(jīng)營費方面。工程量和基建投資應(yīng)分初期和后期列出。建井工期是評估和衡量礦井建設(shè)經(jīng)濟效益的重要指標(biāo)之一，也是科學(xué)決策礦井工程建設(shè)立項的重要參考數(shù)據(jù)。由于畢業(yè)設(shè)計對建井工程不進行詳細(xì)設(shè)計，也不對開拓巷道作工程排隊，所以建井工期一般就不列入比較項目。在條件具備時，才列入進行比較，基建投資主要考慮初期井巷及洞室的開鑿費，大型設(shè)備費；生產(chǎn)經(jīng)營費主要考慮運煤及維護費，當(dāng)?shù)V井涌水量很大或沼氣涌出量大使礦井排水和通風(fēng)在生產(chǎn)成本中占有較大的比例時，應(yīng)當(dāng)把這兩項費用列入比較項目。③列入比較的項目應(yīng)分別情況抓住重點，對影響不大，差別很小的費用項目，可不列入比較；④列入比較的項目的技術(shù)經(jīng)濟參數(shù)及指標(biāo)應(yīng)統(tǒng)一，算法應(yīng)一致，以保證比較的正確性。⑤各方案的某項費用數(shù)值相同時，該項目可以不作比較，一般只比較費用數(shù)值不同的項目。對費用數(shù)值不同的項目比較時，也可以只比較不同的部分；⑥各方案的工程量和費用比較，畢業(yè)設(shè)計只要求采用靜態(tài)法，方案之間的差別可以用%比表示，即將某項數(shù)目最小的方案定為100%，其它方案該項數(shù)值則以對這個方案的百分比表示。對計算出的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，也可采用類似的表示方法。（四）綜合評價及選定方案方案比較經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后，還應(yīng)當(dāng)進行綜合評價。當(dāng)經(jīng)濟比較在基建投資，生產(chǎn)經(jīng)營相差均不超過10%時，即認(rèn)為兩個方案在經(jīng)濟上是等值的，這時，就應(yīng)當(dāng)進一步綜合考慮參與比較的方案的利弊，選擇一個更能符合煤炭工業(yè)最新技術(shù)方針政策的，技術(shù)上合理和經(jīng)濟效益較高的方案作為最終選定的方案。（五）主要經(jīng)濟比較表格形式見本章末附表4—4、5、6、7、8。十、計算礦井移交生產(chǎn)時的井巷工程量根據(jù)《設(shè)計規(guī)范》和較新的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，對不同的井型的礦井移交生產(chǎn)的規(guī)定是不一樣的，設(shè)計生產(chǎn)能力60萬噸/年及以下的礦井一次建成移交生產(chǎn)；90～120萬噸/年的礦井，移交生產(chǎn)時，應(yīng)完成達到50%的礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，150萬噸/年及以上的礦井，應(yīng)一次設(shè)計，分期建設(shè)，分期投產(chǎn)，提前出煤，連續(xù)施工，建成一個采區(qū)移交一個采區(qū)，移交時能力不得低于60萬噸/年。畢業(yè)設(shè)計應(yīng)基本上按上述規(guī)定來進行工程量計算，其中井底車場和洞室工程量都不計長度，體積直接引用選定的車場洞室的工程量，計算內(nèi)容及表格形式見附表4—9應(yīng)當(dāng)指出的是，礦井初步設(shè)計應(yīng)當(dāng)進行基建工程的費用概算，鑒于畢業(yè)設(shè)計只進行了部分工程的設(shè)計，有些部分是借用或估算的，所以費用概算省略，只計算井巷工程總量。十一、達到設(shè)計產(chǎn)量時采區(qū)及工作面的配備（一）采區(qū)設(shè)備：按《設(shè)計規(guī)范》第2—18條表2—2的規(guī)定適當(dāng)?shù)嘏鋫湔Ｉa(chǎn)的采區(qū)個數(shù)，確定達產(chǎn)時的采區(qū)，列出各采區(qū)生產(chǎn)能力。（二）工作面的配備只進行設(shè)計采區(qū)的采、掘工作面配備。在本章只是引用第六章的設(shè)計結(jié)果。未設(shè)計采區(qū)只說明保證采區(qū)生產(chǎn)能力的采、掘工作面的個數(shù)即可。十二、基建期及投產(chǎn)后一段時間的采掘工程計劃及“三量”計算畢業(yè)設(shè)計只要求進行設(shè)計采區(qū)的采掘工程計劃的安排，在第六章具體進行。在本章只要列出“三量”。在計算“三量”時，因投產(chǎn)時很可能不止一個采區(qū)，未設(shè)計采區(qū)的“三量”只能參照已設(shè)計采區(qū)的設(shè)計結(jié)果作概略的估算，一般可以算出回采煤量及可采期，另外，可以認(rèn)為該采區(qū)已準(zhǔn)備好第一區(qū)段，這樣可以計算準(zhǔn)備煤量和開拓煤量及相應(yīng)可采期。應(yīng)注意的是，應(yīng)當(dāng)說明在達產(chǎn)時主要開拓巷道（運輸大巷、回風(fēng)大巷、主石門等）掘進頭的位置，而且，“井田開拓平面圖”上所繪的巷道情況應(yīng)與這里的說明一致，與“三量”計算的范圍應(yīng)該一致?！?設(shè)計圖紙要求本章要求按煤炭部頒發(fā)的繪圖標(biāo)準(zhǔn)繪制設(shè)計圖2～3張，其中“開拓系統(tǒng)剖面圖”和“開采水平切面圖”視具體情況必繪其中一張，“開拓系統(tǒng)平面圖”每人必繪。如煤層很多，水平面內(nèi)巷道較多或因構(gòu)造破壞切割煤層嚴(yán)重，布置大巷的走向確定的需要等，是否繪其他圖由教師指定繪制?，F(xiàn)將繪圖要求分述如下：一、井田開拓系統(tǒng)平面圖：（1：2000～1：5000）該圖一般繪于井田內(nèi)最下一個可采煤層的“煤層底板等高線圖”上。當(dāng)可采煤層較多或煤系較厚時，可繪在主采層或由教師指定的可采層底板等高線圖上。圖中應(yīng)繪出井田邊界，保安煤柱界線，各開采水平標(biāo)高的等高線，第一水平全部的開拓巷道及井筒，各采區(qū)分界線（以斷層為界的繪出斷層保護煤柱線即可），采區(qū)下部（或上部）車場（車場繞道不要求嚴(yán)格按比例繪，顯示基本形式即可），當(dāng)有輔助水平時亦應(yīng)表達清楚。開拓巷道（包括采區(qū)石門應(yīng)用實線和虛線將基建期掘出的和生產(chǎn)期將要掘的巷道區(qū)別開來。此外，初期投產(chǎn)的上山應(yīng)繪出。本圖應(yīng)當(dāng)標(biāo)注必要的基本尺寸，例如平洞長度、斜井長（用括號表示實長）、采區(qū)走向長、主石門長等。二、開拓系統(tǒng)剖面圖：（1：2000～1：5000）本圖應(yīng)當(dāng)選擇主、副井附近的勘探剖面圖作為投影面繪制，采用走向平洞開拓的礦井不必繪此圖。圖中應(yīng)將井田階段垂高及總垂高，各階段斜長及井田總斜長標(biāo)注出來。另外，運輸大巷、回風(fēng)大巷及采區(qū)上山與上山和它們相互的相對位置關(guān)系，層位及聯(lián)絡(luò)方式應(yīng)表示清楚，并標(biāo)出尺寸參數(shù)。三、開采水平切面圖：（1：2000～1：5000）在采用走向平洞開拓或構(gòu)造復(fù)雜，煤層多且部分煤層不夠穩(wěn)定等情況時，應(yīng)當(dāng)繪制本圖，利于布置和顯示平洞及大巷的位置。§5參考資料（一）《設(shè)計規(guī)范》、《煤礦安全規(guī)程》；（二）《采礦設(shè)計手冊》；（三）實習(xí)礦井設(shè)計說明書；（四）“采煤學(xué)”教材；（五）煤炭系統(tǒng)設(shè)計用基本建設(shè)和生產(chǎn)經(jīng)營有關(guān)概、預(yù)算指標(biāo)。方案×井巷工程量及費用表附表4—4序號工程項目支護形式及斷面積（M2）巷道長度（M）條數(shù)（條）工程量（M3）單價（元/M）掘進費用（元）備注一、二、三、①井筒井底車場大巷運輸大巷其中：初期合計方案×大型設(shè)備費用表附表4—5序號設(shè)備名稱型號規(guī)格單位數(shù)量單價（萬元/臺或套）總價（萬元）備注

方案×提升及運輸費用表附表4—6序號項目提升高度或運距（M）提升或運輸量（萬t）運輸功（t·Km）單價（元/t·Km）總費用（萬元）備注一二①提升費用運輸費用大巷運輸…………合計方案×維護費用表附表4—7序號井巷名稱支護形式及斷面積（M2）維護長度（M）維護時間（a）維護量（M·a）單價（元/M·a）總價（元）備注各方案比較總表附表4—8序號項目方案Ⅰ方案Ⅱ一、（一）（二）（三）基本建設(shè)初期：井巷工程量（M/M3）井巷工程費用（萬元）大型設(shè)備費（萬元）……后期：井巷工程量（M/M3）井巷工程費用（萬元）……合計①井巷工程量（M/M3）②井巷工程費用（萬元）③……二、（一）（二）（三）生產(chǎn)經(jīng)營費提升運輸費（萬元）其中：井下地面井巷維護費（萬元）……三、總計①井巷工程量②總費用（萬元）四、相對①井巷工程量百分比②費用礦井初期基本建設(shè)井巷工程量表附表4—9序號工程名稱技術(shù)特征單位數(shù)量（M/M3）工程量（M3）備注一、二、三、四開拓巷道主井副井主石門運輸大巷井底車場…………準(zhǔn)備巷道下部車場運輸上山…………回采巷道運輸平巷…………總計第五章礦井基本巷道一、設(shè)計內(nèi)容（一）、確定礦井開拓，準(zhǔn)備及回采主要巷道的斷面尺寸及支護形式；（二）、繪制“礦井主要巷道斷面圖冊”。二、設(shè)計方法基本上是以在“標(biāo)準(zhǔn)斷面圖冊”中選取和引用實習(xí)礦山的斷面圖為主，必要時在教師的指導(dǎo)下選擇少數(shù)井筒或巷道進行斷面設(shè)計。三、主要巷道設(shè)計和選擇的基本原則無論哪一類井巷都必須根據(jù)其所處的地質(zhì)條件和圍巖的性質(zhì)及承壓的情況選擇斷面形式，支護材料和支護形式，必須符合《煤礦安全規(guī)程》和《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》中的運輸、通風(fēng)、管線布置及其它用途的要求，并要滿足施工需要。各類巷道具體設(shè)計要求可根據(jù)《采礦設(shè)計手冊》第四～第九篇有關(guān)章節(jié)進行。四、編繪“主要巷道斷面圖冊”；畢業(yè)設(shè)計不要求將所有巷道斷面編匯成冊作為設(shè)計的單獨文件，一般只要求將主要井巷斷面按一頁說明書的幅面分別繪出斷面圖即可，兩種巷道斷面完全一樣時可共用一圖。繪圖要求應(yīng)與“標(biāo)準(zhǔn)斷面圖冊”基本一致，主要尺寸及參數(shù)應(yīng)注上。立井主、副井筒及斷面較大的巷道應(yīng)單獨用較大幅面繪制剖面圖。應(yīng)當(dāng)繪斷面圖的主要井巷有：（一）、開拓巷道：主、副井筒（洞），水平運輸大巷，回風(fēng)大巷，主石門。（二）、準(zhǔn)備巷道：采區(qū)上（下）山，區(qū)段集中平巷及洞；（三）、回采巷道：回采工作面運輸及回風(fēng)平巷，開切眼。五、參考資料：（一）、“井巷工程”（教材）（二）、“標(biāo)準(zhǔn)巷道斷面圖冊”（三）、《采礦設(shè)計手冊》第六章采煤方法§1設(shè)計的基本內(nèi)容一、選擇礦井的主要采煤方法，確定設(shè)計煤層的回采工藝，設(shè)備選型，估算工作面直接成本；二、確定合理的采區(qū)形式和主要參數(shù)（主要包括采區(qū)走向長、斜長區(qū)段數(shù)或條帶數(shù)，上（下）山層位，數(shù)量，采區(qū)設(shè)計生產(chǎn)能力，采區(qū)回采率，采區(qū)聯(lián)合形式及各種采區(qū)車場形式等），確定主要采區(qū)洞室的位置，平面布置，選擇工作面順槽以后的運輸設(shè)備及掘進設(shè)備，建立采區(qū)主要生產(chǎn)系統(tǒng)；三、編制從采區(qū)開始準(zhǔn)備到達產(chǎn)后一段時間內(nèi)的掘進及回采工作計劃，計算“三量”及可采期?！?設(shè)計基本方法畢業(yè)設(shè)計對本章的要求，一般只需在技術(shù)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合實習(xí)現(xiàn)場情況，在《設(shè)計手冊》和有關(guān)設(shè)計資料的指導(dǎo)下，選擇計算并確定采區(qū)的回采工藝和采區(qū)巷道及各生產(chǎn)系統(tǒng)的形式和參數(shù)。對提出的不同方案也立足于技術(shù)分析比較，一般不要求進行經(jīng)濟比較。§3采煤方法選擇及回采工藝步驟及設(shè)計方法和內(nèi)容選擇采煤方法（一）采煤方法選擇的依據(jù)①礦井地質(zhì)構(gòu)造、煤層厚度、傾角、層數(shù)、層間距、硬度和夾矸等情況、頂?shù)装鍘r石的性質(zhì)、瓦斯、煤塵、水文、自然發(fā)火等災(zāi)害情況、煤層間的開采關(guān)系、以及地面井下間的關(guān)系等；國家關(guān)于煤炭生產(chǎn)的方針政策；③對采煤機械化程度的要求，設(shè)備的供應(yīng)條件；④鄰近或相似礦井的采煤實踐經(jīng)驗；⑤生產(chǎn)管理水平。以上各點，對于畢業(yè)設(shè)計來說，第③點和第⑤點一般應(yīng)當(dāng)按照當(dāng)前國內(nèi)類似條件的平均先進水平來考慮。實習(xí)礦井的情況可作為鄰近或相似礦井的情況作為參考。（二）采煤方法和回采工藝選擇的基本原則①煤炭資源損失少，采用正規(guī)采煤方法，應(yīng)實現(xiàn)生產(chǎn)集中化；②安全及勞動條件好；③盡可能采用機械化采煤，達到工作面高產(chǎn)、高效；④材料消耗少，生產(chǎn)成本低；⑤便于生產(chǎn)管理。⑥巷道掘進率低，盡量減少巖石工程量；⑦采區(qū)內(nèi)有完善的生產(chǎn)系統(tǒng)，各環(huán)節(jié)的能力應(yīng)互相匹配。（三）畢業(yè)設(shè)計較常見的、主要的采煤方法采煤方法可分為幾十種，以上分類方法也有好幾種（常見的分類方法可參閱《設(shè)計手冊》（上）P653，《煤礦開采》（教材）有關(guān)章節(jié)），畢業(yè)設(shè)計一般只要求采用我國使用最多的、常見的方法。影響采煤方法最主要的因素是煤層的傾角和厚度，以及圍巖的性質(zhì)。在選擇采煤方法時應(yīng)首先從這幾個因素入手，再結(jié)合回采工藝和其它條件確定。對于緩斜、傾斜薄及中厚煤層一般用單一走向長壁采煤法，當(dāng)傾角＜120，特別是80以下的煤層盡可能采用傾斜長壁采煤法。緩斜、傾斜厚煤層目前采用較多的是傾斜分層下行垮落走向長壁采煤法。隨著煤炭工業(yè)新技術(shù)的發(fā)展，綜采的一次采厚（或分層厚）目前在一定的條件下已發(fā)展到3.5M～4.5M。所以，在考慮＞3.5M厚的煤層時，若傾角＜12o又符合綜采的條件，可以考慮一次采全高（煤厚3.5M～4.5M）或把分層厚度加大到3.5M～4.5M。另外，應(yīng)特別指出是的是,煤層較厚或特厚煤層(指煤層厚＞6.0M)，如果頂板巖性為急傾斜煤層在煤厚2.0M～6.0M時,若賦存比較穩(wěn)定，應(yīng)優(yōu)先考慮采用偽傾斜柔性掩護支架采煤法；當(dāng)厚度＜2.0M時，可考慮采用倒臺階采煤法；而急傾斜厚煤層厚度在4.0M～6.0M或大于6.0M，厚度及傾角的變化比較大的，可以考慮采用水平分層或斜切分層采煤法；當(dāng)頂板條件好，不自燃，沼氣涌出量小，傾角＞50o時還可以考慮采用倉儲法。目前，急傾斜特厚煤層應(yīng)用放頂煤開采技術(shù)已列為重點推廣的開采技術(shù)之一，當(dāng)用綜采時，最小煤厚應(yīng)＞15.0M以上所提到的采煤方法的適用條件，技術(shù)特點及主要考數(shù)范圍可以根據(jù)《采煤學(xué)》、《開采方法》（教材）中有關(guān)章節(jié)和《設(shè)計手冊》（上）第二篇（P653）里有關(guān)的分析敘述，以及參數(shù)的表格、實例等。部分新技術(shù)可參閱“煤炭科學(xué)技術(shù)”、“世界煤炭科技”等技術(shù)期刊。正確選擇回采工藝回采工藝通常是指采煤工作面內(nèi)各種不同生產(chǎn)工序（落煤、裝煤、運煤、支柱、采空區(qū)處理及其它輔助工作）在時間上按一定的關(guān)系和順序配合下進行工作的方式。目前我國長壁式采煤法所采用的回采工藝可分為三大類：炮采、機采（包括高檔普采）、綜合機械化采煤。實際選擇長壁工作面回采工藝時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體的地質(zhì)條件，設(shè)備供應(yīng)以及技術(shù)管理水平，綜合考慮前面所列舉的選擇原則，選擇較恰當(dāng)?shù)幕夭晒に?。就我國目前的情況看，“綜采”是采煤工藝的發(fā)展方向，在煤層傾角＜18o，煤層埋藏穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，涌水不大，頂板便于管理，底板具有一定的穩(wěn)定性的薄及中厚煤層，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮選擇“綜采”，這樣能充分發(fā)揮“綜采”的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和安全的效能，取得良好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。在煤層比較穩(wěn)定，構(gòu)造不太復(fù)雜的中型礦井及不適宜采用“綜采”的大型礦井的回采工作面，可采用普通機械化采煤工藝，近幾年來，“高檔”普采以其相對于一般普機采具有較高的產(chǎn)量，較少的材耗，更好的安全性等優(yōu)點，以及相對于“綜采”有投資少、成本低、操作簡單，“搬家”方便，且有更強的地質(zhì)條件適應(yīng)性等優(yōu)點，在煤炭系統(tǒng)得到較快的推廣，也是今后相當(dāng)一段時期內(nèi)，我國煤炭工業(yè)重點發(fā)展的回采工藝之一。在地質(zhì)條件復(fù)雜多變和傾角大的煤層，采用機械化采煤，目前有許多困難。另外，占我國煤炭產(chǎn)量近一半以上的地方小煤礦，多數(shù)由于產(chǎn)量低、資金少、技術(shù)管理水平低，但勞動力較富裕，采用“綜采”和“機采”也有相當(dāng)大的困難。在上述條件下，就應(yīng)當(dāng)采用“炮采”。應(yīng)當(dāng)指出，“炮采”的主要優(yōu)點就在于其對地質(zhì)條件的適應(yīng)性最強，即使是主要采用綜采或機采的礦井，回收三角煤或煤柱等采煤時，也要采用“炮采”。另外，對于擁有較多的富裕勞動力和煤炭資源的貧窮落后地區(qū)，“炮采”是使這些地區(qū)開發(fā)小礦的主要手段，所以有一定的社會效益。各種主要的采煤工藝的選擇，與采煤方法的選擇一樣，可以參考同一章節(jié)的教材和《設(shè)計手冊》的有關(guān)內(nèi)容，這里不再詳述。設(shè)計回采面回采工藝的主要內(nèi)容畢業(yè)設(shè)計只進行教師指定的設(shè)計采區(qū)的一個可采層的采面回采工藝的設(shè)計。其它采區(qū)和其它煤層只作一般的采煤方法的選擇。設(shè)計內(nèi)容如下：（一）、確定工作面面長和年推進度根據(jù)《設(shè)計規(guī)范》第2—43～2—45條里的規(guī)定和《設(shè)計手冊》第三篇表3—4—1、3—4—10、3—4—12、3—4—17和3—4—19所提供的參考值，在分析實習(xí)礦井的采面長度的合理性的基礎(chǔ)上，初步確定采面的長度和年推進度，當(dāng)?shù)V井為高沼氣礦時，應(yīng)進行風(fēng)速的驗算，驗算式如下：（米）式中：L——工作面的長度（m）V允——工作面允許最大風(fēng)速，按《安全規(guī)程》規(guī)定為V=4m/s綜采面可取V=5m,B——工作面最小控頂距，（m）；M——采高，（m）；Cf——風(fēng)流收縮系數(shù)，可取0.9～0.95；qb——晝夜產(chǎn)煤一噸所需風(fēng)量，（m3/min）低沼氣礦，qb=1～1.25（m3/min）高沼氣礦，qb=1.5（m3/min）Sn——循環(huán)進度，（m）；P——煤層生產(chǎn)率，P=mγc(t/m2)；γ——煤容重，（t/m3）；——晝夜循環(huán)數(shù)。如果在確定采區(qū)設(shè)計能力和配采比較困難需要調(diào)整采面長度時，應(yīng)在合理采面長度范圍內(nèi)進行調(diào)整，當(dāng)調(diào)整后的采面長使采區(qū)參數(shù)都趨向合理時，該面長即作為最后確定的工作面面長。（二）、確定采面各工藝過程及選擇采面設(shè)備和支架通常設(shè)計時，按“落→裝→運→支→控”的工序過程來逐一考慮。①落煤：當(dāng)采用綜采和機采時，落煤工序主要是確定采煤機的截深和割煤方式及進刀方式。由于采煤機每刀的進尺，即截深直接影響到采面的生產(chǎn)能力，而采面的生產(chǎn)能力又是決定采區(qū)生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)，所以，截深的大小，截煤時采用雙向割煤還是單向割煤？每天進幾刀？這些參數(shù)的確定，應(yīng)當(dāng)與采區(qū)生產(chǎn)能力和同時生產(chǎn)的其它煤層的采面的能力共同考慮，反復(fù)驗算調(diào)整幾次才能確定。用機械落煤，可采用采煤機或刨煤機，中厚煤層普通機采常選用單或雙滾筒搖臂采煤機，薄煤層宜采用刨煤機。所選擇的采煤機的滾筒直徑和寬度，應(yīng)當(dāng)與采高和截深相適?！芭诓伞甭涿汗に?，應(yīng)當(dāng)以采面炮眼布置方式和炮眼參數(shù)為中心考慮打眼，裝藥量等其它局部工藝和參數(shù)值。設(shè)計時，眼深及角度應(yīng)以設(shè)計循環(huán)進尺為依據(jù)來確定。設(shè)計時可以采用在實習(xí)礦山收集到的“采煤工作面”作業(yè)規(guī)程中爆破說明書所提供的參數(shù)，但引用前應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場了解到的使用情況及效果進行分析，認(rèn)為合理或效果好的才予以采用，應(yīng)盡量采用毫秒爆破新工藝。②裝、運煤一般采煤機和刨煤機在設(shè)計時，落煤和裝煤基本上是同時考慮的，炮采在炮眼設(shè)計時也考慮了一定的炸破裝煤因素，所以裝煤工藝不用過多的考慮。運煤的中心問題是采面刮板運輸機的選型問題。刮板機選型時應(yīng)當(dāng)考慮：1、運輸機的能力；所選的刮板機運輸機能力應(yīng)在《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的每班運輸時間內(nèi)把采煤機切割下的煤全部及時的運走，同時還要考慮1.5的運輸不均衡系數(shù)。2、機采和綜采應(yīng)當(dāng)考慮與所選的采煤機配套，除了能力配套，應(yīng)考慮外形尺寸的配套，綜采還應(yīng)考慮與液壓支架如何配套的問題，炮采應(yīng)采用推廣使用的雙速或大功率刮板機，新高檔普采配套設(shè)備，應(yīng)采用雙速，側(cè)卸式刮板輸送機；3、當(dāng)煤層傾角＞15o時，應(yīng)考慮工作面刮板機防滑問題。③工作面支護綜采面采用自移式“液壓支架”支護采面。炮采和機采都是采用的單體支架，應(yīng)當(dāng)盡量采用支撐性能好的單體液壓支柱或磨擦式金屬支柱，達到節(jié)約坑木并取得更好的工作條件和安全保證。金屬支柱一般都與金屬鉸接頂梁配合使用，按一定的布置方式支護采面的懸頂。單體支柱的選擇應(yīng)經(jīng)過計算選型，其過程如下：1、根據(jù)煤層厚度的變化和頂板下沉量來選擇支柱，按下式選擇：式中：——支柱最大、最小高度，（mm）；——最大、最小采高(mm)，應(yīng)根據(jù)煤厚的變化來確定；b——頂梁厚度（mm）為95.5mma——支柱的卸載高度（mm），一般取50mmSL——最大控頂距處頂板平均最大下沉量，(mm)；M——采高，（mm）；L——最大控頂距，（mm）；η——下沉系數(shù)，對于全部垮落法，在0.025～0.05范圍內(nèi)取值。最大控頂距見后面計算。2、確定支柱密度一般根據(jù)頂板的穩(wěn)定性及現(xiàn)場鄰近采區(qū)或類似工作面的支柱密度來確定柱距和排距。排距和頂梁的長度應(yīng)當(dāng)是截深（炮采為放一次炮的進尺）相等或成整倍數(shù)（多為增加一倍長），所以，一般可以根據(jù)截深的大小選取金屬鉸接頂梁，排距即可以確定。所以，支護密度最后可歸結(jié)為確定柱距。柱距設(shè)計計算過程如下：第一步，先估算工作面壓力F的大小，用下式計算：F=（4～8）·M·r(t/m2)式中：M為采高，（m）；r為巖石的平均容重(t/m3)，取2.0～2.6。第二步：計算采面支柱密度G（根/m3），可用下式計算：（根/m2）式中：PZ——支柱額定工作阻力（t/根），查表可知η——支柱工作阻力實際利用系數(shù)，取值如下：單體液壓支柱取0.85急增阻磨擦支柱取0.40微阻磨擦支柱取0.50第三步：確定最大最小控頂距最大控頂距是指從煤壁向采空區(qū)的工作空間允許達到的最大寬度。最小控頂距是在回柱放頂后，使工作空間保留的回采工作所需的最小寬度。二者之差稱為“放頂步距”。普機和炮采最小控頂距應(yīng)包括三個空間，即機道、行人道和材料道，機道寬一般為排距加200～300mm的頂梁前端面距，所以寬度一般為1.0～1.2m，行人道和材料道寬度等于排距（截梁），最大控頂距等于最小控頂虎加“放頂步距”，“放頂步距”液壓支架的最大控頂距=頂梁長+前梁長+截深+端面距（250～400mm）最小控頂距=頂梁長+前梁長+端面距（250～400mm）第四步：計算柱距按最大、最小控頂距和工作面長度算出整個采面需要支護的面積，根據(jù)不同的支柱布置形式（如齊梁齊柱、錯梁齊柱……）和排距，即可計算出柱距的大小。應(yīng)當(dāng)注意，若計算結(jié)果柱距＜0.5m由于過人不便，應(yīng)當(dāng)調(diào)整支柱布置形式，例如用連鎖棚等形式，留出部分＞0.5④頂板管理：頂板管理工作主要體現(xiàn)在采空區(qū)的處理。通?？蓺w納為下列六種方法1、全部冒落法：使用最為廣泛的一種方法；2、部分充填法：目前很少采用；3、緩慢下沉法：薄煤層，塑性頂板時可采用；4、煤柱支撐法；在堅硬頂板時可采用，但缺點多，使用少；5、全部充填法：目前只用于特殊需要時；6、強迫冒落法：在堅硬頂板時采用。以上各種方法的適用條件可參考“開采方法”、“采煤學(xué)”、“礦山壓力及其控制”等教材《采礦設(shè)計手冊》（上）第三篇有關(guān)章節(jié)。畢業(yè)設(shè)計時多數(shù)都采用全部冒落法管理頂板，如實習(xí)礦山地質(zhì)情況需要采用其它方法時，可直接參考引用其實際資料。四、編制循環(huán)圖表及勞動組織（一）確定作業(yè)形式與循環(huán)方式作業(yè)形式有：三班制：“兩采一準(zhǔn)”、“三班出煤、半班準(zhǔn)備”四班制：“三采一準(zhǔn)”、”兩采兩準(zhǔn)”、”四班交叉”確定作業(yè)形式除了與采煤工藝有密切關(guān)系外，還與工人勞動組織有密切關(guān)系。勞動組織是以循環(huán)作業(yè)形式為基礎(chǔ)的，勞動組織是否與作業(yè)形式配合及組織得好不好，會影響工作面的產(chǎn)量和效率。長壁工作面中的勞動組織一般有下列三種：①分段作業(yè)：是以綜合作業(yè)小組為基礎(chǔ)的組織形式，是我國目前采用最廣泛的形式；②追機作業(yè)：是以專業(yè)小組為基礎(chǔ)的組織形式，便于實行工種崗位制、工作效率高，必要時也可考慮這種形式。③分段接力追機作業(yè)：是上述兩種組織形式的綜合，在長度較大的普通機采和綜采工作面可用這種形式。工作面循環(huán)方式通常分為一日單循環(huán)和一日多循環(huán)兩種。實行正規(guī)循環(huán)作業(yè)，是煤礦生產(chǎn)中一項行之有效的科學(xué)的作業(yè)制度。在說明書中應(yīng)強調(diào)堅持正規(guī)循環(huán)作業(yè)的必要性。設(shè)計時應(yīng)注意不同工藝的循環(huán)完成標(biāo)志，一般：單體柱面：以工作面中回柱放頂為標(biāo)志；綜采面：以移架為標(biāo)志。（二）工序安排：首先安排主要工序，即擬定主要矛盾線，再安排其余工序，各工序間在《安全規(guī)程》允許的情況下，盡可能平行交叉作業(yè)。（三）、編制工人定員出勤表在礦山實際工作中和正規(guī)設(shè)計時應(yīng)按工種勞動定額進行計算或排列出來。畢業(yè)設(shè)計可作簡化，一般可按現(xiàn)場收集到的“工作面作業(yè)規(guī)程”或《設(shè)計手冊》、“采煤學(xué)”教材中所舉實例確定。五、工作面成本計算畢業(yè)設(shè)計只要求對工作面成本進行估算，估算表形式見附表6—1。估算表應(yīng)附在說明書中，計算過程應(yīng)在說明書中寫出來。估算表部分項目的說明和計算方法敘述于下：坑木消耗不同的工藝應(yīng)分別用不同的計算方法。①綜采：根據(jù)是否人工開缺口按2～4（m3/萬t）計算；②普機和高檔：根據(jù)頂板破碎的情況按10～60m3/萬t計算；③炮采：采用金屬支柱時可參考上面普機的取值，但應(yīng)注意是否用金屬鉸接頂梁。如果采面采用全木材支護，必須實際計算整個采面木材的消耗量，計算式如下：其中：∑坑木循環(huán)用量包括工作面、上下出口支架（端頭支架）密集支柱用量，頂梁、背板、木楔等。各種規(guī)格應(yīng)在實習(xí)時收集，或引用礦山的作業(yè)規(guī)程中所用的規(guī)格?？幽緩?fù)用率：一般可根據(jù)礦山壓力情況取40～60%，壓力大取小值；壓力小取大值。坑木單價可收集礦山資料計算，收集不到可按350～400元/m3計。坑木代用品泛指除純粹采用木支柱及木梁以外的支護材料和支護設(shè)備，包括自移式液壓支架，單體液壓支架和摩擦式支柱、鉸接頂梁、滑移頂梁等。其消耗量用下式計算：式中：循環(huán)用量為一個放頂步距的用量。綜采為全部支架量（包括端頭），但計算使用量（即消耗量）時應(yīng)按大型設(shè)備折舊率攤銷的辦法計算，不計復(fù)用率，支架服務(wù)年限國產(chǎn)按5年計算，進口的按7年計算，殘值取全套的5%。復(fù)用率取值：復(fù)用率應(yīng)為（1-丟失率-平均消耗率），丟失率和損耗率的值可采用實習(xí)礦山的規(guī)定。如果未收集到，一般可按摩擦式支柱丟失率≯5%，單體液壓支柱≯2%，金屬鉸接頂梁≯10%來取值計算。此時平均損耗率已包括進去，不再另行計算。（三）炸藥雷管消耗量應(yīng)在編制爆破說明書的基礎(chǔ)上進行計算。爆破說明書編制時，可應(yīng)用實習(xí)礦山的作業(yè)規(guī)程中有關(guān)數(shù)據(jù)計算，必要時也可按“井巷