设计复习题

1. 矿井设计的一般程序为：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

2. 矿井开采设计中经常应用和研究的费用参数主要有：矿井提升费 矿井运输费 巷道维护费 基本建设费 矿井通风费 矿井排水费

3. 道岔的型号为DX918-5-2019，其中9代表：900mm轨距 18代表轨型为18kg/m 5代表：5号辙叉 20代表：曲线

半径为20m 19代表轨中心距1900mm

4. 矿井开采设计所选方案的评选标准：技术先进，经济合理，安全可靠 5. 带式输送机立井井底车场按照装载硐室和辅助井底车场的关系。可分为：斜巷联系方式 副井井筒联络方式 平巷联络方式 三种形式

6. 方案比较法中，进行经济比较时，考虑时间价值的动态方法，其计算方法主要包括：年成本法 净现值法 收益率比较

法 投资偿还期和投资偿还比

7. 道岔的型号为DK615-4-12，其中6代表：600mm轨距 15代表：轨型为15kg/m 4代表：4号辙叉 12代表：轨中心距1200mm

8. 为保持矿车在曲线轨道的运行安全，弯道的外轨需：抬高 轨距需：加宽 9. 井下爆破材料硐室一般分为：硐室式 和 壁槽式 两种

10. 采区煤仓的形式按倾角来分，有：垂直式 倾斜式 混合式 采区煤仓的高度一般不宜大于：30m

1. 说明矿井勘探各阶段和矿井设计各阶段的关系。(5分)

预查：寻找矿产资源，提出项目建议书。普查：对工业区矿产资源经济和开发建设做可行性研究。

详查：为矿区总体发展提供地质依据，初步设计。勘探：为矿井建设可行性研究和初步设计提供地质资料，勘探成果要满足确定井筒、水平运输巷、总回风巷的位置。划分初期采区确定开采工艺需要，矿产洗选加工和工业用途，并为施工设计图提供依据。

2. 说明采区下部车场的主要形式。(5分)

采区下部车场是采区上山与阶段运输大巷联接处的一组巷道和硐室的总称。按装车地点不同，采区下部车场可分为：大巷装车式；石门装车式；绕道装车式及轨道上山做主提升的下部车场。① 大巷装车式下部车场：优点：布置紧凑，工程量省；调车方便。缺点：影响大巷通过能力；绕道维护量大。② 石门装车式下部车场：优点：工程量小；调车方便，通过能力大，不影响大巷运输。缺点：石门长度有时不够长，就要将车场延伸到煤层平巷内或延长石门。③ 绕道式下部车场：优点：不影响大巷运输能力。缺点：工程量大；调车时间长。

3. 准备方式分为采区式、盘区式和带区式，各种准备方式的适用条件及优缺点。（10分）

采区式：优点1.在工作面单产不高的情况下，采区内较多工作面同时生产，有利于通过增加同采工作面的个数来提高采区生产能力。2.在共用集中平巷的条件下，回采巷道可超前工作面巷道掘进，随采随掘，缩短维护时间，使维护费用大为降低。3.采出率高，煤炭损失少。缺点：岩石巷道掘进工程量大，准备新采区的时间长，辅助运输环节多，巷道之间的联系和通风系统比较复杂。并且要求具有较高的生产管理水平。适用条件：煤层倾角在12°以上。

带区式：优点：巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，建井工程期短，投产快，运输系统简单，占用设备少，运输费用低。采煤工作面长度在整个采煤期间保持不变，为采用综采设备创造了良好的条件。煤炭损失少，采出率高，通风系统简单，对某些地质条件的适应性强。缺点：倾斜巷道掘进量大，效率低，倾斜巷道长，辅助运输比较困难，当煤层岩倾斜起伏比较大时，巷道积水不易解决。大巷装车站多。适用条件：煤层倾角在12°以下的煤层。对回采设备采区有效措施后，可用于倾角在12°——17°的煤层。对于含断层较多的区域，能划分规则带的情况下，采用带式准备方式比较有利。

盘区式：优点：生产系统简单，具有工程量小，不受大巷运输方式。盘区内水平运输，机车可进入，生产系统简化，运费低。利于连续生产。巷道维护费用低，有利于降低煤损。缺点是岩石工程量大，准备时间长。 适用条件：适用于煤层倾角小于8°的煤层。

4. 论述如何进行综采工作面的设备选型。（10分）

由于综采工作面应用液压支架，移动距离较灵活，循环进度主要取决于采煤机的功率和煤的强度，一般为0.6 ~ 1.0 m。 综采工作面机械化程度高，所以日循环数也相应增多。设计规范规定：“厚度大于3.2 m一次采全高的煤层及厚度小于1.4 m的薄煤层综合机械化采煤工作面年推进度，不应小于1 000 m；煤层厚度1.4 ~ 3.2 m的综合机械化采煤工作面年推进度不应小于1 200 m，据此，可初定综采工作面的生产能力。目前国内综采工作面平均单产在80 ~ 90 万t/a左右，有许多工作面已达到100 万t/a以上，个别达500 ~ 800万t/a。

综采工作面提高生产能力途径有：合理地进行工作面机械设备配套；提高开机率；提高生产管理和技术水平；制定严格严密的作业规程，确保正规循环作业等。

从高产高效、一井一面、集中生产的综采发展新趋势要求出发，必须增大工作面设计长度，加大截深，选用能切割硬煤的特大功率采煤机组，提高割煤速度，相应地提高液压支架的移架速度，与大运量、高强度的工作面运输机相匹配，

机巷也必须采用长距离大运量的胶带输运机。从设备技术性能要求出发，所选综采机械设备必须是技术上先进，性能优良，可靠性高，以保证综采设备的开机率，同时各设备间要相互配套性好，保持采运平衡，最大限度地发挥综采优势。

（1）采煤机：确定采区个数及日产量，考虑一定的富裕系数。根据日产量要求，确定平均日循环数，且根据采煤机的开机率，①.确定采煤机的牵引速度②采煤机的功率

（2）工作面可弯曲刮板输送机：①工作面刮板输送机的生产能力应保证采煤机采的煤被全部运出，并留有一定备用能力。②依照工作面设计长度和采煤参数确定运输机的铺设长度和装机功率应。

（3）转载机与破碎机：①转载机：转载机应具有高强度能够与皮带机尾整体自移，选择参数以工作面运输机额定运量乘1.1环节系数确定，额定运输能力2 750 t/h，以此选择DBT公司PF4/1332转载机，技术特征见表10－5。②破碎机：破碎机通过能力应确保工作面刮板机、转载机煤流的及时通过，另外根据晋城煤作为煤化工能源要求，块率要高，因此要选用滚筒形式为截齿式，要求截齿（座）强度高数量少，以减少块率损失，悬垂高度可调节，溜槽底板应具有足够强度。

（4）液压支架的选择，根据顶底板围岩条件及应力条件选择：①液压支架架型选择：从目前世界先进采煤国家长壁工作面中的液压支架看，液压支架基本以掩护式为主，约占全部架型的96％，且有向2柱式发展的明显趋势

②操作方式的选择：支架应具有结构简单，控制先进可靠，操作简单，便于维修等特点。③支架支撑高度的确定 ④支架支护强度的计算：支架工作阻力实际上反映了支架在工作过程中所需承受的顶板载荷。而顶板载荷与煤层厚度近似成直线关系增长，以此来确定支架的工作阻力⑤工作面支架数量

（5）浮化液泵的选型及液箱配置：浮化液泵的压力要满足初撑力和千斤顶所需最大推力的要求，流量要满足每架（组）在移动循环中所需的动作的立柱和千斤顶的最大流量，同时要满足支架追机速度要求。控制方面要求随支架载荷变化，根据系统压力自动调节开启泵的台数，能根据液位自动控制补水，具有乳化液自动配液装置，并对高液位、乳化液出口压力、泵润滑油压力进行检测和保护。

（6）喷雾及冷却泵的选择：①采煤机喷雾冷却泵②“三机”冷却泵： “三机”冷却水采用电磁阀控制开启，并串有流量计，只有通水冷却正常后方可按顺序起动“三机”，停机后自动关闭。

（7）供电系统及设备：根据工作面设备的装机容量大，走向长度长，主要设备采煤机和运输机单机功率大的特点，以提高工作面供电质量，降低起动和正常电压损失为标准，选择合适的供电电压。

（8）胶带输送机选择：机巷胶带输送机必需满足高产高效的要求，且要有足够的能力把工作面的煤及时运出。选择合适的运距、带速、输送量、驱动功率为。对于长距离、大运量、高速度的胶带输送机，必须有足够的起动时间，使起动加速度保持在允许范围内。另外，为适应快速推进需要，可伸缩胶带机尾必须能快速自移。

（9）监测监控系统：先进的长壁工作面装备必须有完善的监测监控系统。工作面尽量装备了工作面3机、乳化液泵、顺槽胶带机的监测监控系统。

5. 为保证矿车在曲线轨道上安全运行，对轨道线路及巷道布置有何要求。（4分）

当车辆在弯曲轨道上行驶时，由于轮对在车架上是固定安装的，不能随轨道弯曲而转动，因此会导致前轴的外轮挤压外轨，后轴的内轮挤压内轨。如果弯道处的轨距与直线相同，当轴距较大且弯道曲线半径较小时，轮对将被钢轨卡住，或被挤出轨面而掉道。1.故曲线段轨距应较直线段轨距适当加宽且外轨适当抬高。车辆在弯道上运行时，应将曲线外轨抬高一个值，该值大小与曲线半径、轨距及车辆运行速度有关。一般900 mm轨距时在10 ~ 35 mm之间；600 mm轨距在5 ~ 25 mm之间。运行速度越大，曲线半径越小，抬高值越大。另外曲线段轨距还应较直线段适当加宽，机车运输时，加宽值一般为10 ~ 20 mm，曲线半径大时取下限；串车运输时，一般取5 ~ 10 mm。

2.巷道适当加宽。由于车辆在曲线上运行会发生外伸和内伸现象，巷道在曲线外需要加宽，机车运输的曲线巷道外侧加宽200 mm，内侧加宽100 mm。双轨线距，在机车运输时，线路中心距加宽值可取300 mm；1 t矿车串车或人力运输时，一般可取200 mm。

6. 说明采区上部车场的主要形式及应用条件。（6分）

采区上部车场分为：平车场、甩车场、转盘车场

上部平车场分为顺向平车场和逆向平车场。

顺向平车场适用条件：绞车房位置选择受到时或绞车房距总回风巷较近时采用。优缺点：车辆运行顺当，调车方便，回风巷短，通过能力较大，车场巷道断面大。

逆向平车场适用条件：煤层群联合布置的采区，具有采区回风石门与煤层小阶段平巷相连接时采用，运输量小，可用小于8°的甩车场代替。优缺点：摘挂钩操作方便安全，车辆需反向运行，调车时间长，运输能力小。

甩车场分为单侧甩车场和双侧甩车场。

单侧甩车场适用条件：凡逆向平车场的地方可用甩车场代替，适用于各种提升量的上部车场。优缺点：使用方便，安全可靠效率高，劳动量小，绞车司机可直接观察车辆运行情况，绞车房回风有时有下行风。

双侧甩车场适用条件：采区两翼回风水平标高不一致时采用较多。优缺点：绞车房有时有下行风，两个甩车口交叉点断面大，不易维护，两翼人员行走不便。

转盘车场的适用条件：小型采区的辅助提升用 优缺点：工程量小 调车简单 运输量小 劳动量大

7. 说明影响采煤方法选择的影响因素。（10分）

为了满足采煤方法选择的原则要求，在选择和设计采煤方法时，必须充分考虑到具体的地质、技术和经济因素的影响。（1）地质因素

①煤层倾角：一般条件下，倾角小于12°的煤层，有利于采用巷道简单的倾斜长壁采煤法；倾角大于12°的煤层，多数采用走向长壁采煤法。

②煤层厚度：一般条件下，薄及中厚煤层通常采用一次采全高的采煤方法，厚煤层可采用大采高综合机械化采煤一次采全高的采煤方法，也可以采用分层开采的方法。此外，煤层厚度还会影响到采煤工作面的长度，影响采空区的处理方法的选择。在开采自然发火期较短的厚煤层时，就必须采取综合预防煤层自然发火的措施，采用全部充填和局部充填法处理采空区。

③煤层特征及顶底板稳定性：煤层的硬度、煤层的结构（含矸情况）、含煤层及煤层顶底板岩石的稳定性，都直接影响到采煤机械、采煤工艺以及采空区处理方法的选择，影响着采区巷道布置、巷道维护方法、采区主要参数的确定。 ④煤层地质构造：采煤工作面内的断层、褶曲、陷落柱等地质构造，直接影响着采煤方法的选择和应用。由于地质构造的影响，有时不得不放弃技术先进的采煤方法，而采用适应性较强、安全可靠性较高的采煤方法。一般情况下，对于地质构造简单，埋藏条件稳定的煤层，有利于选择综合机械化采煤方法；对于地质构造复杂、埋藏条件不稳定的煤层，可选用普通机械化采煤、爆破落煤采煤方法以及其他适应性较强、安全可靠性较高的采煤方法；走向断层的煤层宜采用走向长壁采煤法；多倾斜断层的煤层，宜采用倾斜长壁采煤法。因此，在选择采煤方法之前，必须加强地质勘查和测量工作，准确掌握开采范围内的地质构造情况，以便正确地选择适宜的采煤方法。

⑤煤层含水量：煤层及其顶板含水量较大时，需要在采煤工作面开采前采取疏排水措施，或在采煤过程中布置疏排水设施，应在选择采煤方法加以充分考虑。

⑥煤层瓦斯含量：煤层瓦斯含量较高时，在选择采煤方法时，应当考虑布置预抽瓦斯专用巷道和预抽瓦斯钻孔，并通过瓦斯管网进行瓦斯抽放。还要考虑在开采过程中加强通风和瓦斯管理，防止瓦斯事故的发生。

⑦煤层自然发火倾向性：煤层自然发火倾向笥直接影响着采区巷道布置、工作面参数、巷道维护方法和采煤工作面推进方向等，决定着是否需要采取防火灌浆措或选用充填采煤法，在选择采煤方法时应予以考虑。

（2）技术发展及装备水平：技术发展及装备水平也会影响采煤方法的选择。改革开放以来，我国采煤方法和采煤工艺技术在创新中得到不断的发展，新方法、新工艺、新装备的推广应用为采煤方法选择提供了更广阔的空间。厚煤层放顶煤采煤法、大采高一次采全厚采煤法、伪斜柔性掩护支架采煤法、伪斜走向长壁采煤法等得广泛应用。工作面采煤工艺技术、装备能力不断提高，工作面单产水平和劳动效率迅速增长。因此在采煤方法选择时应考虑不同装备水平的工艺技术、工作面单产水平必须同矿井各个生产环节能力相适应，并留有适当的发展余地。

顶板管理和支护技术也影响到采煤方法的选择。譬如在坚硬顶板条件下，部分矿井采用的高工作阻力液压支架和对顶板岩层进行注水软化技术，在坚硬顶板条件下成功地采用了垮落法处理采空区，取肛了传统的煤柱支撑采煤法（即刀柱式采煤法）。为了保护地面生态环境，开采建筑物下、铁路下、水体下的煤炭资源，可根据具体的自然和技术条件，选择相应的“三下”采煤方法。

（3）矿井管理水平：矿井管理水平及员工素质对采煤方法的选择也会产生一定的影响，在选择和应用那些所需要要求高、生产组织复杂、管理比较复杂的采煤方法（如大采高一次采全高综采、大倾角综采、急斜煤层伪短壁采煤法、急煤层伪府走向长壁采煤法等）时，应在加强对员工安全技术培训的前提下，按照先易后难原则，有计划地、循序渐进的逐步使用，在掌握其技术要领并积累一定实践经验后再推广应用。选择采煤方法时，应避免忽视管理水平和员工素质的实际情况，在条件尚不具备的情况下，盲目采用新的技术和新工艺。

（4）矿井经济效益：矿井的经济效益是选择采煤方法的重要因素。在选择采煤法时，要研究拟采用采煤方法的投入和产出关系，考虑企业的投资能力和采煤方法的经济效果。还要考虑设备供应和配件、消耗材料的供应情况，尽量保证生产消耗能就地取材，以降低原煤生产成本。

8. 方案比较法的实质、步骤。（10分）

实质：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。除了对单个技术方案本身进行评价，确定其经济效果的好坏以外，更重要的是要把它与其他方案进行比较，从而评价它在这些方案中经济效果的优劣。在方案的技术经济比较中，经济的合理性是以技术上的可靠性、先进性为前提，必须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与先进、在经济上合理的。 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分析和经济比较，从中选出相对最优的一种方案，这种设计方法称为方案比较法。 步骤：（1）首先明确设计的内容、性质、要求，以及设计要达到的目标等。 （2）熟悉和掌握设计任务书或设计中所要解决的总体或局部课题的内部及外部条件，对矿井设计来说主要是矿床的地质地形条件、交通情况，与相邻矿井的关系，与其他企业的关系等。 （3）根据内部及外部条件、设计任务的内容和目标，提出可行的方案。 （4）对提出的可行方案时进行技术和经济分析，从中选取2 ~ 3个较优方案。 （5）对选出的较优方案进行详细的技术和经济计算与比较，全

面研究技术和经济的合理性，明确各方案在技术上和经济上的差异，全面衡量各方案的利弊。在技术上可行的数个方案中，经济指标是决定取舍的主要依据。从各方案中选出相对最优的方案作为设计方案。 （6）按设计任务的要求，对方案做出详细的文字说明（包括各项参数），并绘制出必需的图纸。 论述题：（15分）

方案比较法的实质、步骤及评价

实质：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。除了对单个技术方案本身进行评价，确定其经济效果的好坏以外，更重要的是要把它与其他方案进行比较，从而评价它在这些方案中经济效果的优劣。在方案的技术经济比较中，经济的合理性是以技术上的可靠性、先进性为前提，必须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与先进、在经济上合理的。 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分析和经济比较，从中选出相对最优的一种方案，这种设计方法称为方案比较法。

步骤：（1）首先明确设计的内容、性质、要求，以及设计要达到的目标等。 （2）熟悉和掌握设计任务书或设计中所要解决的总体或局部课题的内部及外部条件，对矿井设计来说主要是矿床的地质地形条件、交通情况，与相邻矿井的关系，与其他企业的关系等。 （3）根据内部及外部条件、设计任务的内容和目标，提出可行的方案。 （4）对提出的可行方案时进行技术和经济分析，从中选取2 ~ 3个较优方案。 （5）对选出的较优方案进行详细的技术和经济计算与比较，全面研究技术和经济的合理性，明确各方案在技术上和经济上的差异，全面衡量各方案的利弊。在技术上可行的数个方案中，经济指标是决定取舍的主要依据。从各方案中选出相对最优的方案作为设计方案。 （6）按设计任务的要求，对方案做出详细的文字说明（包括各项参数），并绘制出必需的图纸。 评价：方案比较法的优点是能够考虑各种因素，从质和量两个方面来评价比较方案，权衡优劣，最终选取符合要求的最佳方案。缺点是由于设计人员的经验和理论水平不同，所提的方案不一定全面，有时可能在初选时就忽略了最优方案，结果选取的最优方案可能只是次优方案并且计算工作量非常繁重。

分析题：Φβδ轴与煤层走向斜交=60°。煤层倾角a=30°，煤层在保护θ范围处的埋藏深度H0=250m．地面标高为零，松散层厚度h=40m，煤层厚度m=2.5m。该地区的移动角参数为：β=55°，δ=γ=73°，ϕ=45°，用垂直断面法留设保护煤柱的

1.某房屋的尺寸为50m*20m，它与煤层走向斜交，如图所示，建筑物长边与煤层走向夹角θ= 倾角α=35°，建筑物中心处煤埋藏深度H=140m，该处表土层厚20m，煤层厚2.5m。基岩的性质为：δ=γ=75°，β=47°，ϕ=47°，绘图求出保护煤柱的边界。

2.如图所示的准备方式，（1）说明各巷道的位置关系及联系方式。（2）说明运煤系统、运料系统、通风系统的线路。运煤与运料系统设计说明一种运输方式，通风设计线路上要说明通风构筑物的作用。（15分）

（1） 说明各巷道的位置关系及联系方式：运输巷1和回风巷2布置在煤层底板岩层中，服务于6个分带的带区运料平巷4和运煤平巷5布置在煤层中，与分带的运输斜巷9和回风斜巷10平面相交。

运输大巷1通过带区煤仓7和进风行人斜巷6与带区运煤平巷5相连，回风大巷2通过材料车场3和带区回风石门11与带区运料平巷4相连。

（2） 说明运煤系统、运料系统、通风系统的线路。运煤与运料系统设计说明一种运输方式，通风设计线路上要说

明通风构筑物的作用： 运煤：工作面——9（分带运输斜巷）——5（带区运煤平巷）——7（带区煤仓）——1（运输大巷）

通风：新鲜风流——1（运输大巷）——6（进风行人斜巷）——5（带区运煤平巷）——9（分带运输斜巷）——工作面

污风——10（分带回风斜巷）——4（带区运输平巷）——11（带区回风石门）——3（材料车场）——2（回

风大巷）

辅助运输：材料与设备——2（回风大巷）——3（材料车场）——11（带区回风石门）——4（带区运料平巷）——

10（分带回风斜巷）——工作面 运煤与运料系统设计说明一种运输方式：

运煤：沿工作面铺设可弯曲刮板输送机，将落煤运输到运输平巷，通过转载机转运到运输平巷的胶带输送机上，通过区段运输平巷和运输上山，到达采区煤仓，胶带输送机运输通过采区石门，再通过大巷装车，用矿车将煤通过运输大巷到达主运输石门，井底煤仓后，箕斗提升到地面。

运料：用矿车从井底车场经运输石门——运输大巷——采区运输石门——采区下部车场——采区轨道上山——采区上部车场——区段回风平巷————采煤工作面 通风构筑物的作用：

风门：既要隔断风流又要行人或通车的地方应设置风门。 3. 如图所示的准备方式，（1）说明各巷道的位置关系及联系方式。（2）说明运煤系统、运料系统、通风系统的线路。运煤与运料系统设计说明一种运输方式，通风设计线路上要说明通风构筑物的作用。（15分） 1） 说明各巷道的位置关系及联系方式：只布置一组上山，

两条上山均开掘在下部的m2煤层中，在m2煤层中的采区巷道布置及生产系统与单层准备采区相同。m1煤层通过区段石门9，9‘和溜煤眼10与m2煤层中的巷道联系。在m1煤层中只开掘区段运输平巷5、区段回风平巷6、6‘和开切眼便可以采煤。 生产系统：

运煤：m1：工作面——（5）煤层区段运输平巷——（10）溜煤眼——（3）运输上山—（12）采区煤仓 ——（1）岩石

大巷

m2：工作面——（7）m2煤层区段运输平巷——（3）运输上山——（12）绞车房——（1）岩石大巷 辅助运输：材料与设备——1岩石巷道.——2采区石门.——4轨道上山.——9区段联络石门——.6煤层区段回风平巷——

m1工作面

材料与设备——1岩石大巷.——2采区石门——.4轨道上山——.9区段联络石门——.8煤层区段回风平巷——.m2工作面

通风：新鲜风流——1岩石大巷.——2采区石门.——11采区下部车场.——4轨道上山.——9点区段联络石门——.6点煤

层区段回风平巷——.5m1煤层区段运输平巷——.第一区段m1工作面 污风——6煤层区段回风平巷——.9区段联络石门——.8煤层区段回风平巷——.15采区风井。

新鲜风流——1煤层区段回风平巷——2采区石门——.11采区下部车场——.4轨道上山——.8点煤层区段回风平巷.——7

煤层区段运输平巷道——.第一区段m2工作面；

污风——8煤层区段回风平巷——.9区段联络石门——.8煤层区段回风平巷——.15采区风井

运煤与运料系统设计说明一种运输方式：

运煤：沿工作面铺设可弯曲刮板输送机，将煤通过转载机转运到区段运输平巷的胶带输送机上，通过区段运输平巷和运输上山，到达采区煤仓，采用胶带输送机运输通过采区石门，再通过大巷装车，用矿车运输将煤通过运输大巷到达主运输石门，井底煤仓后，箕斗提升到地面。

运料：用矿车从井底车场经运输石门——运输大巷——采区运输石门——采区下部车场——采区轨道上山——采区上部车场——区段回风平巷————采煤工作面 通风构筑物的作用：

风门：既要隔断风流又要行人或通车的地方应设置风门。

设计分析题（15分）

说明开拓工程设计要点及原则。

设计要点：1.井田境界与资源（储量）的确定。2.矿井设计年生产能力与服务年限的确定。3.选择采煤方法，确定阶段垂高，开采水平，采区走向长度，采煤工作面长度。4.井田开拓方式、井筒位置、数目及用途的选择。5.主要运输大巷与总回风大巷的布置，采区划分与配采安排。6.井筒井底车场及硐室布置。7.开拓延伸方案的确定。8.技术改造及改扩建方案的确定. 设计原则：（1）提高设计水平，保证设计质量

设计单位要坚决贯彻国家的方针和以及煤矿安全规程，认真分析研究地质资料，努力提高设计质量，使设计的矿井既技术先进又能适应国情，还能够缩短建设工期和节省投资，生产时能取得最大的技术经济效果。

（2）要保证合理的设计周期

合理的设计周期是提高设计质量的重要保证，各个设计阶段都有一定的时间要求，如果设计周期过于紧迫，往往会使设计考虑不周，造成设计返工，甚至给矿井生产带来隐患，不能保证正常的安全生产，从而会遭受更大的损失。 （3）加强设计审批工作

设计审批是对设计文件进行全面的审查，以便决定是否可批准这部设计作为建设的依据。设计审批是一项严肃的工作，要认真贯彻国家的有关规定。

（4）应使所选方案技术上先进、经济上合理、安全上可靠。 技术上的先进是指所选用的方案采用了适合该矿具体条件的先进技术，有利于采用新技术新工艺，有利于实现生产过程的机械化及自动化，用于生产的集中化，有利于提高资源采出率，有利于加强生产技术管理，有利于安全生产。 经济上合理是指所选用的方案吨煤生产能力的基建投资少，特别是初期投资少，劳动生产率高，吨煤生产费用低，矿井建设时间短，投资效果好，投资回收期短，利润高。 说明开拓工程设计要点及应解决的主要技术问题。

设计要点：1.井田境界与资源（储量）的确定。2.矿井设计年生产能力与服务年限的确定。3.井田开拓方式、井筒位置、数目及用途的选择。4.主要运输大巷与总回风大巷的布置，采区划分与配采安排。5.井筒井底车场及硐室布置。6.开拓延伸方案的确定。7.技术改造及改扩建方案的确定。

设计原则：1.提高设计水平，保证设计质量。2.要保证合理的设计周期。3.加强设计审批工作。4.应使所选方案技术上先进、经济上合理、安全上可靠。

应解决的主要技术问题：1.确定矿井的可靠性和稳定性。2.有利于安全生产。3.矿井水文地质条件。4.初期采区及采煤工作面的位置。5.集中生产。6.井口位置。7.开拓布置考虑初期不迁或者少迁村庄，尽量少占良田。8.少压煤、不压煤或者少压开采条件好的煤。9.满足建矿地区环境保障的要求。10.要符合矿区总体设计的要求及其它外部条件的影响。 明采区布置设计要点及与回采工艺的关系。

采区设计编制的内容，包括采区设计说明书和采区设计图纸。 采区设计说明书

（1）采区设计说明书应说明：采区位置、境界、开采范围及邻近采区的关系；可采煤层埋藏的最大垂深，有无小煤窑和采空区积水；与邻近采区有无压茬关系等。

（2）采区所采煤层的走向、倾斜、倾角及其变化规律、煤层厚度、层数、层间距离、夹矸层厚度及其分布，顶底板岩性及厚度等赋存情况及煤质。

瓦斯涌出情况及其变化规律，瓦斯涌出量及确定依据；煤尘爆炸性，煤层自然发火性及其发火期；地温情况等。 水文地质：井上、下水文地质条件；含水层、隔水层牲及发育情况变化规律；矿井突水情况、静止水位和含水层水位变化；断层导水性；现生产区域最大及正常涌水量，邻近采区周围小煤窑涌水和积水情况。

煤层及其顶底板的物理、力学性质等。

说明对地质资料进行审查的结果，包括资料的可靠性及存在的问题。

（3）确定采区生产能力，计算采区储量（工业储量、可采储量）和高级储量所占的比例，计算采区服务年限并确定同时生产的工作面数目。

（4）确定采区准确方式。区段和工作面划分、开采顺序，采掘工作面安排及其生产系统（包括运煤、运料、通风、供电、排水、压气、充填和灌浆等）的确定。当有几个不同的采区巷道准备方案可供选择时，应该进行技术经济分析比较，择优选用。

（5）选择采煤方法和采掘工作面的机械设备。

（6）进行采区所需机电设备的选型计算，确定所需设备型号及数量，采区信号、通讯与照明等。 （7）洒水、掘进供水、压气、充填和灌浆等管道的选择及其布置。

（8）采区风量的计算与分配。

（9）安全技术及组织措施：对预防水、火、瓦斯、煤尘、穿过较大断层等地质复杂地区提出原则意见，指导编制采煤与掘工作面作业规程，并在施工中采取相应的措施。

（10）计算采区巷道掘进工程量。

（11）编制采区设计的主要技术经济指标：采区走向长度和倾斜长度、区段数目、可采煤层数目及煤层总厚度、煤层倾角、煤的容重、采煤方法、主采煤层顶板管理方法、采区工业储量和可采储量，机械化程度、采区生产能力、采区服务年限、采区采出率和掘进率、巷道总工程量、投产前的工程量。

采区设计图纸

采区设计图纸一般包括地质柱状图、采区井上下对照图、煤层底板等高线图、储量计算图及剖面图等。其均庆进行复印，作为采区设计的一部分。此外，还须有：

（1）采区巷道布置平面及剖面图（比例为1:1 000或1:2 000）。（2）采区采掘机械配备平面图（比例为1:1 000或1:2 000）。（3）采煤工作面布置图（比例为1:50或1:200）。（4）采区通风系统（最大、最小负压）示意图。（5）瓦斯抽放系统图（低瓦斯矿井不需要）。（6）采区管线布置图（包括防尘、洒水、灌浆管路布置等）。（7）采区轨道运输系统图（比例为1:1 000或1:2 000）。（8）采区供电系统图（比例为1:1 000或1:2 000）。（9）避灾路线图。（10）采区车场图（比例为1:200或1:500）。（11）采区巷道断面图（比例为1:50或1:20）。（12）采区巷道交岔点图（比例为1:50或1:100）。（13）采区硐室布置图。（比例为1:200）。前9张图必方案设计附图，后4张是施工图。具体设计是应根据情况适当增删。

采区设计的编制和实施是矿井生产技术管理工作的一项重要内容，一般由矿总工程师负责组织地质、采煤、掘进、通风、安全、机电、劳资、财务等部门共同完成。

回采工艺指在采煤工作面按照一定顺序完成各项回采工作的方法和工序。主要的回采工艺包括炮采、普通机械化采煤和综合机械化采煤等。工序包括破煤、落煤、装煤、运煤、支护及采空区的处理。

关系：采区设计除了需要阐述采区范围、地质条件、煤层赋存状况，采区生产能力，采区储量及服务年限外，应着重论证和确定以下问题：采准巷道的布置方式及生产系统、采煤方法选择、采掘工作面的工艺及装备、采区参数、采掘接替及采区年产量、采区机电设备的选型与布置、安全技术措施等。为进一步进行采区施工设计打下基础，施工图设计中，

主要是根据采区方案设计的要求对某些单项工程，如采区巷道断面、采区上、中、下部车场，巷道交岔点及采区硐室等进行具体的设计。

采区设计和回采工艺是紧密联系的整体和局部的关系，在采区设计时应考虑回采工艺设计的可能性和合理性。以施工工程图设计为依据，体现方案设计的技术要求，必要时应根据实际情况的变化和施工的具体要求本着实事求是的精神进行适当的修改，并报上级批准。使设计更加完善，更加符合施工和回采工艺以及实际生产的要求。