矿井开采设计

一、填空：1.现行基本建设前期工作程序包括：项目建议书、可行性研究报告、初步设计、开工报告、竣工验收和交付生产等环节。

2.矿井设计一般程序为：项目建议书、可行性研究、初步设计（包括安全专篇）、施工图设计。

3.所谓“三害”是指开拓煤量、准备煤量和回采煤量。

4.矿井轨道由铺设在巷道底板的道床、轨枕、钢轨、联接件组成。

5.窄轨铁路中心距有600mm、762mm、900mm。

6.常用的道岔有单开道岔、对称道岔、渡线道岔、简易道岔。

7.ZDK624-4-12，其中Z-窄轨，DK-单开，6-轨距为600mm，24-轨行为24Kg∕m，4-辙叉角度数为4,12-曲线半径为12m。

8.曲线线路外轨抬高、轨距加宽。

运行速度越大，曲线半径越小，抬高值越大。

外轨抬高值，一般900mm，轨距在10~35mm之间；600mm轨距在5~25mm之间。

轨距加宽机车运输时，加宽10~20mm，曲率半径大时取下限；串车运输时一般取5~10mm。

9.流水坡度3~7‰。

10.井底车场类型：环形式（分立式、斜式、卧式），折返式（梭式、尽头式）。

11.井巷式煤仓的形式：垂直式、倾斜式、混合式。

二、名词解释：12.方案比较法：在进行工程设计时，根据已知条件列出在技术上可行的若干个方案，然后进行具体的技术和经济比较，从中选出相对最优的一种方案的设计方法。

13.收益率：实质是寻找一个利息率，使净现值为零，即收支平衡，这个利息便称为收益率。

14.开拓煤量：是指惊天范围内已掘进的开拓巷道所圈定尚未采出的可采储量。

15.准备煤量：是指采区上山及车场（为对煤层群联合准备采区，包括区段集中平巷及其必要的联络巷）等准备巷道所圈定的可采储量。

16.回采煤量：是准备煤量范围内，已有采煤巷道及工作面（开切眼）所圈定的可采储量，也就是采煤工作面和已准备接替的各工作面尚保有的可采储量。

17.掘进率：是生产矿井在一定时期内每产1万吨煤所需掘进的生产巷道总进尺数和开拓总进尺数。

18.轨距是指单轨线路上两条钢轨轨头、内缘之间的距离。

19.外轨抬高和轨距加宽的递增（递减）距离：为了适应外轨抬高与轨距宽度，在曲线与直线线路联接时，从直线段某一点开始，同时逐步进行抬高和加宽到曲线起点外，使抬高和加宽值正好达到规定的数值，这段直线距离称外轨抬高和轨距加宽的递增（递减）距离。

20.线路坡度：线路两点之间的高差与其水平距离比值的千分值。

21.等阻坡度：线路坡度应使重列车下行和空列车上行的阻力相等的方式设计。

三、简答题：22.划分井田时考虑的主要的因素有：⑴实事求是，矿区地质条件是划分井田的基础条件⑵选择合适的矿区开发强度⑶统一规划，正确处理深浅部各矿井的相邻关系⑷选择合适的井口位置与工业场地⑸为矿井的改扩建留有后备区⑹统筹全局，全面规划，谋求综合经济效益最优化。

23.矿区建设顺序的基本原则：⑴先浅后深⑵先小后大⑶先易后难⑷先平洞，再斜井，后立井⑸先改扩建，再新建⑹先急需后一般⑺同时建设的矿井不能太多。

24.矿井设计依据：⑴项目建议书⑵精查地质报告⑶矿井可行性研究，①总说明②井田概况及建设条件③井田开拓与开采④矿井主要设备⑤地面设施⑥建井工期⑦技术经济分析与评价⑧附图⑷国家总的建设方针、政策及有关规程和规范⑸经批准的上一阶段设计确定的原则。

25.矿井开采顺序的要求：⑴符合煤层之间的采动影响的制约关系，最大限度地采出煤炭资源⑵保持开采水平，采区、采煤工作面正常接续，使矿井持续稳产高产⑶充分发挥设备能力，提高劳动生产率，减少巷道维护长度，实现合理集中生产⑷节省井巷工程，减少资金占用，提高矿井经济效益⑸便于灾害预防，利于巷道维护，保证生产安全可靠。

26.开拓方案及技术比较：⑴井筒布置⑵阶段划分和开采水平设置⑶阶段和开采水平参数⑷大巷布置⑸上山布置⑹开拓延深方式⑺井底车场布置27.井底车场调车方式：⑴固定式矿车的列车调车方式①顶推调车②专用设备调车③顶推拉吊车④甩车调车⑵底纵（侧）卸式矿车的调车方式，多为折返式调车方式：有机车摘钩顶列车过卸载站，机车牵引列车过卸载站，用牵引绳牵引列车过卸载站三种。

28.采区准备方式：根据煤层赋存条件分：采区式、盘区式、带区式；按开采方式分为上（下）山采（盘）区与下山采（盘）区准备；按上、下山的布置位置分单翼采区、双翼采区和跨多上、下山采区；按煤层群开采时的联系方式，分为单层准备和联合准备。

29.采煤工作面长度设计：（一）影响工作面长度的因素1.地质因素（煤层赋存条件）：煤层厚度、倾角、围岩性质、地质构造等；2.技术因素（机械设备及技术管理水平）：采煤机、输送机、顶板控制、工作面通风等；3.经济因素：从经济角度考虑，工作面存在一个产量和效率最高、效益最好的长度。

根据工作面的产量和长度应用数学分析法，给出经济上的最佳长度。

4.巷道布置：当有下列情况时，工作面长度不宜过长：采用单体支柱，采高大于2.5m；煤层倾角大于25度时；工作面顶板破碎难以维护时。

（二）采煤工作面长度综采：150～200m；（综采目前有已达300m以上）；普采：120～150m；炮采：80～150m；对拉：200 ～300m。

30.采煤工艺的主要参数：⑴循环方式①循环和正规循环作业②循环方式的确定⑵作业形式①作业形式的确定②工序安排⑶劳动组织①分段作业②追机作业③分段追机作业。

31.影响采煤方法选择的因素：⑴地质因素：煤层地质构造、煤层含水量、煤层瓦斯含量、煤层自然发火倾向⑵煤层赋存条件：煤层厚度、煤层倾角、煤层特征及顶底板稳定性⑶采煤技术发展及开采装备水平⑷矿井管理水平⑸矿井经济效益。

四、画图题：32.立井井底车场基本类型：33.采区上部平车场基本形式：34.采区煤仓形式：35.用垂直剖面法确定建筑物下保护煤柱：36.工业广场保护煤柱的圈定：五、论述设计：37.矿井开拓设计要点：在一定的井田地质、开采技术条件下，矿井开拓巷道可有多种布置方式，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。

合理的开拓方式，一般要在技术可行的多种开拓方式中进行技术经济分析比较后，才能确定一、井田开拓方式分类井田开拓方式种类很多，一般可按下列特征分类。

：（一）按井筒（硐）形式按井筒（硐）形式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。

（二）按开采水平数目按开采水平数目可分为：单水平开拓（井田内只设1个开采水平）；多水平开拓（井田内设2个及2个以上开采水平）。

（三）按开采准备方式按开采准备方式可分为上山式、上下山式及混合式。

（1）上山式开采开采水平只开采上山阶段，阶段内一般采用采区式准备。

（2）上下山式开采开采水平分别开采上山阶段及下山阶段，阶段内采用采区式准备或带区式准备；近水平煤层，开采水平分别开采井田上山部分及下山部分，采用盘区式或带区式准备。

(3）上山及上下山混合式开采上述方式的结合应用。

（四）按开采水平大巷布置方式（1）分煤层大巷，即在每个煤层设大巷；（2）集中大巷，在煤层群集中设置大巷，通过采区石门与各煤层联系；（3）分组集中大巷，即对煤层群分组，分组中设集中大巷。

因此，立井开拓方式可有立井单水平上、下山式；立井多水平上、下山式；立井多水平上山式；立井多水平上山式及上、下山相结合的方式。

二、井口位置及数量通过对影响本矿井井口及工业场地位置选择的各种因素分析，本着“有利于整个井田的开发，有利于矿井初期生产、后期接续，减少矿井的基建投资和煤柱损失，有利于地面工业场地布置，提高矿井建设和生产期间安全性”的原则，结合开拓方式，经初步优化比较，各方案井口位置见采掘工程平面图。

三、开采水平划分及标高根据矿井施工的井筒检查钻孔资料，为保证井底车场主要巷道和硐室能够布置在岩性较好的砂岩层位内，结合现场反馈的资料，设计水平标高。

根据煤层赋存情况，结合井口位置及开拓方案，以及煤层服务年限可以满足设计规范的要求确定开采水平的划分。

四、大巷布置1.运输大巷布置：根据运输大巷所服务的煤层数，它的布置形式有分层运输大巷、集中运输大巷和分组集中运输大巷三种。

⑴分煤层布置水平大巷，就是在各可采煤层中都布置水平大巷；⑵集中布置水平大巷，就是只在煤组最下部底板岩层或较坚硬的煤层中，并通过石门与上部煤层连接；⑶分组集中大巷，就是根据各煤层的远近进行分组分别布置水平大巷，是前两种方式的综合，也是现在煤矿上普遍采用的一种布置方法。

2.回风巷道布置：主要是第一水平总回风巷的布置（以后各水平则利用前一水平运输大巷）。

有三种方式：1、布置在最下层煤层中。

最下层煤为薄及中厚煤层，煤质较硬，围岩稳定。

2、布置在底板岩石中。

同运输大巷相似，距煤层15～20m。

3、与运输大巷在一个层位，两者也可高差10～15m。

条带式开采时用。

4、若回风大巷距地面较近，有时需在煤层中留防水煤柱。

5、在急倾斜煤层中，回风大巷要考虑煤层地板的滑动问题。

五、采区划分方案：采区划分应根据地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件及装备水平等综合分析比较后确定，并应符合下列规定：⒈当井田内有较大断层或褶皱构造时，应以其断层和褶皱轴部作为采区划分的自然边界⒉当井田地面有重要建筑物，按其保护等级划分留设保护煤柱，采区划分应以其保护煤柱为边界；⒊当井田内无影响工作面的断层或断层少时，应按开采工艺、通风、运输和巷道维护要求，合理划分采区；⒋有瓦斯和水突出的煤层时，应按开采保护层、抽放瓦斯及单独开采等技术要求合理划分采区；⒌小断层多且避不开时，应避免工作面回采方向和断层走向呈小角度斜交；⒍开采煤层群时，应按集中和分组布置开采方式的不同，划分集中煤组采区和分煤组采区；⒎进水平煤层开采，宜在开采运输大巷两侧划分盘区；⒏有条件时，应在井筒附近划分中央采区。

38.方案比较法（思路步骤意义）：在矿井开采设计方案中，可以从不同的角度提出几个不同的方案。

出进行自身评价外还要与其他方案比较，以确定优劣。

在方案比较法中，经济的合理性是以技术的可靠性、先进性为前提，必需正确处理技术和经济的关系，使选出的方案在技术上是可靠先进的，在经济上是合理的。

㈠方案比较法的步骤：㈡⒈首先明确设计的内容、性质、要求，以及设计要达到的目标等⒉熟悉和掌握设计任务书中所要解决的总体或局部课题的内部及外部条件⒊根据内部及外部条件，设计的目标，提出可行的方案⒋对提出的可行方案进行技术和经济分析，从中选取2~3个较优方案⒌对选出的较优方案技术进行详细的技术和经济计算与比较。

技术上可行的方案中经济指标是决定取舍的主要依据⒍按设计任务书的要求，对方案作出详细的文字说明，并绘出必需的图纸。

㈡方案比较法的优点：能够考虑各种因素，从质和量来评价各种方案，权衡优劣，最终选取符合要求的最佳方案。

可以解决各类的设计问题，通过方案的计算可以独立的得出各项经济指标，以作为考虑其他问题的依据。

39.准备方案的要点一、准备方式的分类采区（或盘区）的准备巷道布置方式称为采区（或盘区）准备方式。