新疆大学“采矿学实验”课程教学大纲 课程名称(中文):《采矿旷学》 课程名称(英文):Mining Science 课程编号:570802 课程类型:专业必修课 总学时80实验学时8 总学分:5 适用对象:采矿工程专业民/汉本科生 先修课程:《煤田地质学》、《矿山测量学》、《工程制图》 使用教材及参考书:“十二五”普通高等教有本科国家级规划教材,采矿学,2014年, 杜计平,孟宪锐主编,中国矿业大学出版社。 参考书: 1.煤矿开采学(修订本),徐水坼,中国矿业大学出版社,1999.8 2.中国采煤方法,陈炎光,徐永拆,中国矿业大学出版社,1991.8 3.中国采煤方法图集,徐水拆,中国可矿业大学出版社,1990 4.中国采煤学,张先尘,钱鸣高,煤炭工业出版社,2003.8 5、长壁综采系统分析的理论与实践,居世浩,中国矿业大学出版社 一、实验性质、目的和任务 《采矿学》是采工程专业的主干课程,该课程以煤地下开采为重点,主要讲授矿旷山开 采的基本理论,现代化矿井的开采技术及方法,内容涉及采煤方法,准备方式和开拓方式。 内容包括:采煤工艺及选择,回采巷道布置:单一煤层长壁采煤法,倾斜分层长壁采煤法, 放项煤长壁采煤法,急倾斜煤层采煤法:采区式、盘区式及带区式准各方式及设计:立井, 斜井、平硐及综合开拓方式,井田开拓的基本问题,矿井开拓延深及技术改造,矿井开采设 计简介。 课程实验目的 1、巩固和加深《采学》课程课堂知识。 2、使学生了解和掌握煤矿地下开采的井下各种井巷、位置及空间布置。 3、使学生了解煤矿地下开采的矿井运输、通风、辅助运输等生产系统, 4.使学生了解和掌握煤矿长壁工作面设各、设备布置、支护方式及工艺过程。 5.培养学生空间想象能力,把采矿工程的各种平面图、立面图和剖面图与实际三维的地下 采矿工程建立对应关系。 6.在现有采区、盘区和带区巷道布置的基础上,设计出新的采区、盘区或带区巷道布置方 式,为课程设计和毕业设计做准备。 二、实验基本要求
新疆大学“采矿学实验”课程教学大纲 课程名称(中文):《采矿学》 课程名称(英文):Mining Science 课程编号:570802 课程类型: 专业必修课 总学时 80 实验学时 8 总 学 分: 5 适用对象: 采矿工程专业民/汉本科生 先修课程: 《煤田地质学》、《矿山测量学》、《工程制图》 使用教材及参考书:“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,采矿学,2014 年, 杜计平,孟宪锐 主编,中国矿业大学出版社。 参考书: 1.煤矿开采学(修订本),徐永坼,中国矿业大学出版社,1999.8 2.中国采煤方法,陈炎光,徐永坼,中国矿业大学出版社,1991.8 3.中国采煤方法图集,徐永坼,中国矿业大学出版社,1990 4.中国采煤学,张先尘,钱鸣高,煤炭工业出版社,2003.8 5、长壁综采系统分析的理论与实践,屠世浩,中国矿业大学出版社 一、实验性质、目的和任务 《采矿学》是采矿工程专业的主干课程,该课程以煤矿地下开采为重点,主要讲授矿山开 采的基本理论,现代化矿井的开采技术及方法,内容涉及采煤方法,准备方式和开拓方式。 内容包括:采煤工艺及选择,回采巷道布置;单一煤层长壁采煤法,倾斜分层长壁采煤法, 放顶煤长壁采煤法,急倾斜煤层采煤法;采区式、盘区式及带区式准备方式及设计;立井、 斜井、平硐及综合开拓方式,井田开拓的基本问题,矿井开拓延深及技术改造,矿井开采设 计简介。 课程实验目的 1、巩固和加深《采矿学》课程课堂知识。 2、使学生了解和掌握煤矿地下开采的井下各种井巷、位置及空间布置。 3、使学生了解煤矿地下开采的矿井运输、通风、辅助运输等生产系统。 4.使学生了解和掌握煤矿长壁工作面设备、设备布置、支护方式及工艺过程。 5.培养学生空间想象能力,把采矿工程的各种平面图、立面图和剖面图与实际三维的地下 采矿工程建立对应关系。 6.在现有采区、盘区和带区巷道布置的基础上,设计出新的采区、盘区或带区巷道布置方 式,为课程设计和毕业设计做准备。 二、实验基本要求
实验方式:学生每班由主讲教师和实验教师对照采矿模型讲解模型主要内容、难点、目的 和实验要求;学生根据实验模型,对照课堂讲授内容,消化、吸收、思考、分析实验模型, 并与采矿工程平面图或立面图、层面图建立对应关系。每次实验时间为两小时。 基本要求: 1.掌握巷道名称、位置、巷道间的联系及布置方式。 2。掌握矿井、采区、盘区和带区主要生产系统及所需的巷道。 3.掌握长壁工作面设备、设备在工作面的位置、布置、支护方式及工艺过程。 4。学生按时和按要求完成实验报告。 三、实验内容及要求 实验 实验属开出开放 序号 实验名称 内容提要 学时 要求要求 现代化矿井演示模型、了解普通机械化采煤, 综合机械化采煤、燥破采煤、厚煤层一次采全 高、放顶煤采煤等。各种回采工艺在回采工作 1 采煤工艺 2 验证必开开放 面内设备及位置、布置及进行的破煤、装煤、运 煤、支护和处理采空区等工序的操作顺序和相 互配合的过程。工作面支护方式及工艺过程。 现代化矿井演示模型、单一煤层走(倾) 向长壁采煤法、缓顿斜近距离中厚煤层采区巷 缓顺斜煤层采( 验证 道布置、单一煤层顿斜长壁采煤法对拉工作面巷道布 2 必开开放 带)区巷道布置 置。使学生掌握大巷、上山、车场、丽室、回 设计 采巷道布置,联系方式:生产系统等。 现代化矿井演示模型、近水平近距离煤层群上山 近水平和急恒斜 盘区巷道布置、近水平煤层石门盘区巷道布置:顿 验证 3 煤层采区巷道布 斜煤层采区巷道布置:急倾斜水平分段放顶煤 必开开放 置 采煤法巷道布置。了解大巷、车场、刚室、回采 设计 垫道布置,联系方式:生产系统: 现代化矿井演示模型、平峒开拓模型、 斜井开拓模型、片盘斜井开拓模型 井田开拓及井底 立井开拓模型(刀式环行井底车场):环型 车场 井底车场模型、折返式井底车场模型 2 验证 必开开放 底卸式矿车井底车场模型、大巷采用胶带 输送机运输的井底车场模型等,了解井田内阶段
实验方式:学生每班由主讲教师和实验教师对照采矿模型讲解模型主要内容、难点、目的 和实验要求;学生根据实验模型,对照课堂讲授内容,消化、吸收、思考、分析实验模型, 并与采矿工程平面图或立面图、层面图建立对应关系。每次实验时间为两小时。 基本要求: 1.掌握巷道名称、位置、巷道间的联系及布置方式。 2.掌握矿井、采区、盘区和带区主要生产系统及所需的巷道。 3.掌握长壁工作面设备、设备在工作面的位置、布置、支护方式及工艺过程。 4.学生按时和按要求完成实验报告。 三、实验内容及要求 序号 实验名称 内容提要 实验 学时 实验属 性 开出 要求 开放 要求 1 采煤工艺 现代化矿井演示模型、了解普通机械化采煤、 综合机械化采煤、爆破采煤、厚煤层一次采全 高、放顶煤采煤等。各种回采工艺在回采工作 面内设备及位置、布置及进行的破煤、装煤、运 煤、支护和处理采空区等工序的操作顺序和相 互配合的过程。工作面支护方式及工艺过程。 2 验证 必开 开放 2 缓倾斜煤层采(盘 /带)区巷道布置 现代化矿井演示模型、单 一 煤层 走 (倾 ) 向长 壁 采煤 法 、缓倾斜近距离中厚煤层采区巷 道布置、单一煤层倾斜长壁采煤法对拉工作面巷道布 置。使学生掌握大巷、上山、车场、硐室、回 采巷道布置,联系方式;生产系统等。 2 验证 设计 必开 开放 3 近水平和急倾斜 煤层采区巷道布 置 现代化矿井演示模型、近水平近距离煤层群上山 盘区巷道布置、近水平煤层石门盘区巷道布置;倾 斜煤层采区巷道布置;急倾斜水平分段放顶煤 采煤法巷道布置。了解大巷、车场、硐室、回采 巷道布置,联系方式;生产系统。 2 验证 设计 必开 开放 4 井田开拓及井底 车场 现代 化 矿井 演 示模 型 、平 峒 开拓 模 型、 斜井开拓模型、片盘斜井开拓模型、 立 井开 拓 模 型 (刀式环行井底车场);环 型 井底 车 场模 型 、折 返 式井 底 车场 模 型、 底卸 式 矿 车井 底 车 场模 型 、大巷采用胶带 输送机运输的井底车场模型等,了解井田内阶段 2 验证 必开 开放
和水平超分,上下山忍,大布置,生产系铁.⊥」 每次模型实验后,学生均应完成实验报告。实验报告应包括以下内容: 实验名称、开采条件、实验目的、长壁工作面设备及位置、布置、支护方式及工艺过程。 实验指导教师要对每个学生的实验报告进行批改和评分。 四、学时分配 见上表中 五、考核方式 根据实验课考勒、实验报告编写质量,按百分制给出实验成绩,实验成锁按10%计入《采 矿学》课程成绩。 编写人:张志强审核人:管伟明 批准人:木合塔尔·扎日 制定日期:20011年8月
和水平划分,上下山采区,大巷布置,生产系统等。 每次模型实验后,学生均应完成实验报告。 实验报告应包括以下内容: 实验名称、开采条件、实验目的、长壁工作面设备及位置、布置、支护方式及工艺过程。 实验指导教师要对每个学生的实验报告进行批改和评分。 四、学时分配 见上表中 五、考核方式 根据实验课考勤、实验报告编写质量,按百分制给出实验成绩,实验成绩按 10%计入《采 矿学》课程成绩。 编写人:张志强 审核人:管伟明 批准人:木合塔尔·扎日 制定日期:20011 年 8 月
《采矿学》(煤矿开采学)实验指导书 (讲义) 张志强 新疆大学 地质与矿业工程学院 采矿工程系
《采矿学》(煤矿开采学)实验指导书 (讲义) 张 志 强 新 疆 大 学 地质与矿业工程学院 采 矿 工 程 系
目录 前言 4 实验一采煤工艺. 6 实验二缓倾斜煤层采区巷道布置. 9 实验三近水平和急倾斜煤层采区巷道布置.10 实验四矿井开拓及井底车场 11
目 录 前言 .4 实验一 采煤工艺.6 实验二 缓倾斜煤层采区巷道布置.9 实验三 近水平和急倾斜煤层采区巷道布置.10 实验四 矿井开拓及井底车场. 11
前言 采矿模型实验课是采矿工程专业学生在学习专业课采矿学课程时必不可少 的重要教学环节。对巩固学生课堂所学理论知识,增加生产实践知识,帮助学生 建立矿井空间概念,进行工程素质的基本训练等起着重要作用。为了使采矿实验 模型课收到较好的效果,编写了这本指导书,其作用是使学生对每次模型课的内 容、要达到的目的、要求等能在课前及时预习。为了帮助学生进一步理解理论教 学和采矿实验课教学内容,每次采矿实验课后附有一定量以绘图为主的作业题, 学生根据所给的原始条件完成作业。本指导书可供采矿工程专业在上采矿模型实 验课时参考使用。在使用本指导书中的习题时,必须采用以下统一符号: 三凤桥 斜井 岩卷 立井 一井田分界线 1一阶段分界线 采区分界线 —区段分界线◆—→运煤方向 ◆运科方向 ④→运研方向O 空车方向 +新风方向 A◆污风方向
前 言 采矿模型实验课是采矿工程专业学生在学习专业课采矿学课程时必不可少 的重要教学环节。对巩固学生课堂所学理论知识,增加生产实践知识,帮助学生 建立矿井空间概念,进行工程素质的基本训练等起着重要作用。为了使采矿实验 模型课收到较好的效果,编写了这本指导书,其作用是使学生对每次模型课的内 容、要达到的目的、要求等能在课前及时预习。为了帮助学生进一步理解理论教 学和采矿实验课教学内容,每次采矿实验课后附有一定量以绘图为主的作业题, 学生根据所给的原始条件完成作业。本指导书可供采矿工程专业在上采矿模型实 验课时参考使用。在使用本指导书中的习题时,必须采用以下统一符号:
一、实验内容 实验一采煤工艺 1、实验目的和要求 模型分地面和地下两部分,地面主要是工业广场,包括 家属区、办公区、电厂、变电站、冷却塔、生产区(煤仓、 皮带、选煤厂、煤场、注氮注沙注浆设备等)、辅助服务区 (维修车间、换衣室、灯房、澡堂等)、矸石山等。 地下部分根据煤层的赋存条件(缓倾斜、中厚及厚、近 距离煤层)和回采工作面技术装备,从几方面学习 1)开拓特点 采用立井(主井/副井/风井),运输大巷和回风大巷在岩 层布置,采用立井刀式环形井底车场。 2)巷道布置及生产系统特点 准备方式有采区式和带区式。巷道布置有单巷、双巷和 多巷道类型:回采方式上主要是后退式:巷道布置采用大巷 在岩层,上山在煤层或岩层,回采巷道都在煤层(平巷或斜 巷)。主要生产系统有运煤、通风、运设备材料、行人等。 3)回采工艺及方法 采煤工艺有爆破采煤、普通机械化采煤、综合机械化采 煤,采煤方法有走向长壁采煤法、倾斜长壁采煤法(俯斜式), 采煤方法及厚煤层放顶煤采煤等。 4)掘进特点 大巷在岩层,上山在煤层或岩层,回采巷道都在煤层(平 巷或斜巷)。采用单巷掘进。 本次实验课的内容主要是了解地上工业广场和地下开采 的特点。掌握各种采矿学概念,掌握开拓、巷道布置及生产 系统特点,了解回采工艺及方法和掘进特点:掌握解各种回 采工艺在回采工作面内进行的破煤、装煤、运煤、支护和处 理采空区等工序的操作顺序和相互配合的过程:掌握解准备 方式采区式和带区式区别。 2、实验使用的教学模型 现代化矿井演示模型
一、实验内容 实验一 采煤工艺 1、 实验目的和要求 模型分地面和地下两部分,地面主要是工业广场,包括 家属区、办公区、电厂、变电站、冷却塔、生产区(煤仓、 皮带、选煤厂、煤场、注氮注沙注浆设备等)、辅助服务区 (维修车间、换衣室、灯房、澡堂等)、矸石山等。 地下部分根据煤层的赋存条件(缓倾斜、中厚及厚、近 距离煤层)和回采工作面技术装备,从几方面学习 1)开拓特点 采用立井(主井/副井/风井),运输大巷和回风大巷在岩 层布置,采用立井刀式环形井底车场。 2)巷道布置及生产系统特点 准备方式有采区式和带区式。巷道布置有单巷、双巷和 多巷道类型;回采方式上主要是后退式;巷道布置采用大巷 在岩层,上山在煤层或岩层,回采巷道都在煤层(平巷或斜 巷)。主要生产系统有运煤、通风、运设备材料、行人等。 3)回采工艺及方法 采煤工艺有爆破采煤、普通机械化采煤、综合机械化采 煤,采煤方法有走向长壁采煤法、倾斜长壁采煤法(俯斜式), 采煤方法及厚煤层放顶煤采煤等。 4)掘进特点 大巷在岩层,上山在煤层或岩层,回采巷道都在煤层(平 巷或斜巷)。采用单巷掘进。 本次实验课的内容主要是了解地上工业广场和地下开采 的特点。掌握各种采矿学概念,掌握开拓、巷道布置及生产 系统特点,了解回采工艺及方法和掘进特点;掌握解各种回 采工艺在回采工作面内进行的破煤、装煤、运煤、支护和处 理采空区等工序的操作顺序和相互配合的过程;掌握解准备 方式采区式和带区式区别。 2、实验使用的教学模型 现代化矿井演示模型
3、实验作业 (1)试述近水平、缓(倾)斜厚煤层采煤法分大采高一 次采全厚采煤法、放顶煤采煤法、倾斜分层采煤法(从概念、 适用条件、巷道布置及发展趋势几方面分析)。 (2)试述综采工作面的主要生产系统,并绘出工作面层 面布置图(包含5幅小图:工作面最小/最大控顶距、2个超 前回采巷道的巷道断面图、工作面循环作业图表;3个表: 工作面设备列表、劳动组织表和技术经济指标表)。 根据班级人数分成几个小组做,基本条件: 1)采煤方法:走向长壁采煤法,倾斜长壁采煤法(俯采、 仰采) 2)A(井型大小)分别为:0.9Mt1.2Mt11.5 Mt\1.8Mt\2.4Mt\3.0Mt: 3)可采煤层1#,煤层厚度M=5m,倾角分别为a-(走向长 壁采煤法)15°18°/20°25°30°和b-(倾斜长壁采煤 法)6°18°/10°/12°。 技术经济指标表主要内容:开采煤层、煤厚、设计采高 倾角、矿井年工作日数、作业方式和日采煤班数、矿井年生 产能力、矿井日生产能力、设计煤层采煤方法、工作面长度、 每班进刀数、每刀进尺(截深)、工作面日/月/年推进度、工 作面采出率、采区采出率等16项。 要求学习委员将条件进行组合后给每个同学,各自独立 完成作业
3、实验作业 (1)试述近水平、缓(倾)斜厚煤层采煤法分大采高一 次采全厚采煤法、放顶煤采煤法、倾斜分层采煤法(从概念、 适用条件、巷道布置及发展趋势几方面分析)。 (2)试述综采工作面的主要生产系统,并绘出工作面层 面布置图(包含 5 幅小图:工作面最小/最大控顶距、2 个超 前回采巷道的巷道断面图、工作面循环作业图表;3 个表: 工作面设备列表、劳动组织表和技术经济指标表)。 根据班级人数分成几个小组做,基本条件: 1)采煤方法:走向长壁采煤法,倾斜长壁采煤法(俯采、 仰采) 2 ) A ( 井 型 大 小 ) 分 别 为 : 0.9Mt\1.2Mt\1.5 Mt\1.8Mt\2.4Mt\3.0Mt; 3)可采煤层 1#,煤层厚度 M=5m,倾角分别为 a-(走向长 壁采 煤 法)15°/18°/20°/25°/30°和 b -(倾 斜长 壁 采煤 法)6°/8°/10°/12°。 技术经济指标表主要内容:开采煤层、煤厚、设计采高、 倾角、矿井年工作日数、作业方式和日采煤班数、矿井年生 产能力、矿井日生产能力、设计煤层采煤方法、工作面长度、 每班进刀数、每刀进尺(截深)、工作面日/月/年推进度、工 作面采出率、采区采出率等 16 项。 要求学习委员将条件进行组合后给每个同学,各自独立 完成作业
实验二缓倾斜煤层采区巷道布置 1、实验目的和要求 根据采区主要巷道的特点、服务范围、开采煤层层数的 不同,通常把采区分为:上山采区和下山采区:单翼采区和 双翼采区:单一煤层采区和联合布置采区等不同类型。 本次实验课的内容主要是学习单一煤层走向长壁采煤 法和煤层群联合布置采区的巷道布置。通过这次实验课的学 习,结合课堂理论教学,掌握采区巷道布置的各种方式,使 学生建立采区巷道系统的空间概念。 2、实验使用的教学模型 单一煤层走向长壁工作面采区巷道布置模型,煤层群联合布置 模型、厚煤层倾斜分层采区巷道布置模型、现代化矿井演示模型、采 区中部车场、底板绕道式采区下部车场、顶板绕道式采区下部车场等。 3、实验作业 根据单一煤层走向长壁工作面采区巷道布置模型绘出 采区平面图和剖面图。 要求: (1)图形参考课本图4-1绘制: (2)在平面图和剖面图上分别标出所有巷道的名称: (3)在平面图上标出运输系统和通风系统及所有通风构 筑物。 (4)采区上山运输(主运输和辅助运输)的设备有哪几 种,各自特点? (5)画出区段斜长工作面、巷道等剖面图,回答在一定 开采技术条件下,工作面长度和巷道参数值
实验二 缓倾斜煤层采区巷道布置 1、实验目的和要求 根据采区主要巷道的特点、服务范围、开采煤层层数的 不同,通常把采区分为:上山采区和下山采区;单翼采区和 双翼采区;单一煤层采区和联合布置采区等不同类型。 本次实验 课的内容 主要是 学习单 一煤层走 向长壁 采煤 法和煤层群联合布置采区的巷道布置。通过这次实验课的学 习,结合课堂理论教学,掌握采区巷道布置的各种方式,使 学生建立采区巷道系统的空间概念。 2、实验使用的教学模型 单一煤层走向长壁工作面采区巷道布置模型,煤层群联合布置 模型、厚煤层倾斜分层采区巷道布置模型、现代化矿井演示模型、采 区中部车场、底板绕道式采区下部车场、顶板绕道式采区下部车场等。 3、实验作业 根据单一煤层走向长壁工作面采区巷道布置模型绘出 采区平面图和剖面图。 要求: (1)图形参考课本图 4-1 绘制; (2)在平面图和剖面图上分别标出所有巷道的名称; (3)在平面图上标出运输系统和通风系统及所有通风构 筑物。 (4)采区上山运输(主运输和辅助运输)的设备有哪几 种,各自特点? (5)画出区段斜长工作面、巷道等剖面图,回答在一定 开采技术条件下,工作面长度和巷道参数值
实验三近水平和急倾斜煤层采区巷道布置 1、实验目的和要求 本次实验课由两个内容:一是近水平煤层采区的巷道布置 和采煤方法:二是急倾斜煤层采区的巷道布置和采煤方法。 通过这次实验课的学习,结合课堂理论教学,掌握采区巷道 布置中近水平煤层和急倾斜煤层的各种巷道布置方法和回 采工艺。 2、实验使用的教学模型 近距离煤层上山采区集中上山联合准备方式巷道布置模 型(近水平薄及中厚单一煤层倾斜长壁工作面巷道布置模型)、煤层 群倾斜长壁工作面巷道布置模型、近水平煤层联合上山盘区 模型、急倾斜煤层水平分层(段)开采模型、急倾斜煤层倒 台阶采煤法模型、急倾斜煤层柔性掩护支架采煤法模型。 3、实验作业 (1)矿井的倾斜长度和走向长度、阶段的倾斜长度和走 向长度、采区倾斜长度(阶段斜长)和走向长度、区段斜长、 工作面布置长度,工作面连续推进长度各自之间关系?三种 工艺下的采区倾斜长度(阶段斜长)和走向长度对不同煤层参 数取值? (2)采区有哪些煤柱,各自的取值范围? (3)绘图说明采区的上中下车场形式。 (4)根据近距离煤层上山采区集中上山联合准备方式巷 道布置模型(近水平薄及中厚单一煤层倾斜长壁工作面巷道布置模 型)绘出平面图和剖面图(按1:5绘制),并在平面图中标出 巷道名称及各生产系统
实验三 近水平和急倾斜煤层采区巷道布置 1、实验目的和要求 本次实验课由两个内容:一是近水平煤层采区的巷道布置 和采煤方法;二是急倾斜煤层采区的巷道布置和采煤方法。 通过这次实验课的学习,结合课堂理论教学,掌握采区巷道 布置中近水平煤 层和急倾斜 煤层的各种巷 道布置方法 和回 采工艺。 2、实验使用的教学模型 近距离煤层上山采区集中上山联合准备方式巷道布置模 型(近水平薄及中厚单一煤层倾斜长壁工作面巷道布置模型)、煤层 群倾斜长壁工作面巷道布置模型、近水平煤层联合上山盘区 模型、急倾斜煤层水平分层(段)开采模型、急倾斜煤层倒 台阶采煤法模型、急倾斜煤层柔性掩护支架采煤法模型。 3、实验作业 (1)矿井的倾斜长度和走向长度、阶段的倾斜长度和走 向长度、采区倾斜长度(阶段斜长)和走向长度、区段斜长、 工作面布置长度,工作面连续推进长度各自之间关系?三种 工艺下的采区倾斜长度(阶段斜长)和走向长度对不同煤层参 数取值? (2)采区有哪些煤柱,各自的取值范围? (3)绘图说明采区的上中下车场形式。 (4)根据近距离煤层上山采区集中上山联合准备方式巷 道布置模型(近水平薄及中厚单一煤层倾斜长壁工作面巷道布置模 型)绘出平面图和剖面图(按 1:5 绘制),并在平面图中标出 巷道名称及各生产系统