采矿工程专业毕业设计大纲山西工程技术学院继续教育部.docx
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采矿工程专业毕业设计大纲山西工程技术学院继续教育部
采矿工程专业毕业设计教学大纲
课程编码：
课程类型：
综合实践
周数：
10学分：
10
编写执笔人：
姜有审定负责人：
孟瑞泉
一、毕业设计的性质与目的
毕业设计是采矿工程专业学生毕业前的最后学习和综合训练的阶段，是知识深化、拓宽、教学的重要过程，是学生学习、研究和实践的全面总结，也是对学生综合素质与工程实践能力的全面检验，是实现本科培养目标的重要阶段。
1．使学生在采矿工程总体上深入认识矿井各个生产系统和各个生产环节之间的相互联系和制约关系，培养他们综合运用各门学科的理论知识，分析和解决采矿工程技术问题的能力；
2．培养和锻炼学生独立地、创造性地进行工作的能力；
3．培养学生搜集、整理、运用科技资料和生产技术经验的能力；
4．进一步训练撰写技术文件和绘制工程图件的基本技能；
5．进一步培养和锻炼学生热爱劳动、善于理论联系实际，尊重科学和实践的良好思想作风。
6．通过对学生毕业设计（论文）工作态度的考察、毕业设计（论文）成果的评阅和毕业答辩，综合评定学生的毕业设计成绩。
二、设计（论文）内容与基本要求
1.毕业设计的内容
（1）毕业设计题目原则上以毕业实习矿井的自然地质条件和煤层赋存条件为原始资料，由指导教师拟订。
必要时可对具体条件作某些修改，但对地质条件和煤层赋存条件不能简化太多，修改的部分必须征得指导教师同意。
毕业设计题目在毕业实习过程中发给学生。
题目一般拟定为“×××矿井初步设计”。
设计中包括设计说明书及设计图纸两部分。
（2）详细内容
前言
简述编制毕业设计的依据、主要技术原则，对设计的简要评价。
第一章矿井概况及资源条件
第一节矿井概况
矿区的地理位置，地形特点，交通条件，居民点分布情况。
附矿区交通位置图。
矿区内煤矿分布及其他工业和农业生产情况，可供矿井建设和生产用的原料和建筑材料的供应情况，矿区的电力供应来源。
矿区的气候条件：
年平均温度、最高和最低温度，结冻期和冻土深度，年平均降雨量和最大降雨量，主导风向和最大风速。
矿区的水文情况：
河流、湖、泊、沟渠的分布，平均流量和最大流量。
历年最高洪水位，工业及居民用水的水源、水质及供应情况。
第二节资源条件
1、井田地质特征
井田的地形，井田的勘探程度，井田煤系地层概述，地质综合柱状。
附地质综合柱状图。
井田的地质构造、最主要的地质变动。
如断层、褶曲和错动等，其分布情况。
岩浆侵入活动和岩溶塌陷现象及其对煤层的影响。
井田的水文地质特征。
地下含水层情况，岩层的透水性，井田涌水量（分最大涌水量和正常涌水量）。
2、煤层特征
煤层埋藏条件：
走向方位，倾向和倾角及其变化，煤层的露头深度与风化带深度。
煤层群的层数，各煤层的最大、最小和平均厚度，稳定性和各煤层间的最大、最小和平均间距。
附煤层特征表。
煤层的围岩性质：
各煤层的顶板和底板岩石组成，厚度、硬度、容重，松散系数，及其他与开采有关的特征。
煤的特征：
煤的工业分析及元素分析，各煤层的牌号及其用途，煤的硬度，容重和节理性，煤层含有夹石的情况，煤的含瓦斯性及相对、绝对瓦斯涌出量，煤的自燃性及自燃发火期，煤尘爆炸危险性及爆炸指数。
本节应有必要的插图和表格。
第二章井田开拓
第一节井田境界及资源储量
1、井田境界
说明井田四周境界及其确定的依据。
说明开采上限和下部边界有无扩大的可能性。
井田的走向长度、倾斜长度（包括最大、最小、平均值），井田的水平宽度及井田的水平面积。
附井田赋存状况示意图。
2、资源储量
（1）矿井工业储量
说明井田勘探类型，钻孔及勘探线分布情况，储量等级的圈定。
煤层最小可采厚度。
按不同标高（或开采水平）分别计算矿井工业储量，若采用现场的数据要进行核实。
说明高级储量是否符合煤炭工业设计规范的要求。
（2）矿井可采储量
确定和计算井田边界煤柱、矿井工业场地、井筒、地面建筑物、防水和河流等安全煤柱，并绘制工业场地煤柱，以插图形式列入说明书中。
确定各煤层的采（盘）区或带区设计损失及开采上限。
按不同标高（或开采水平）计算的矿井可采储量。
分煤层按不同标高（或水平）将工业储量和可采储量计算结果汇编成表。
第二节矿井工作制度、设计生产能力及服务年限
1、矿井工作制度
确定矿井的年工作日数，每日出煤班数，每班工作小时数。
确定矿井每昼夜净提升小时数。
2、矿井设计生产能力及服务年限
确定矿井设计的年生产能力，并说明确定的依据。
核算矿井及第一水平的服务年限是否符合煤炭工业设计规范的规定。
第三节井田开拓
1、确定井硐形式、数目、位置及坐标（包括主井、副井和风井）。
2、确定工业场地位置、形状和面积。
3、确定开采水平的数目、位置和标高；各水平的垂直高度；上山、上下山或下山开采；阶段的数目和斜长；采（盘）区或带区的划分和布置。
4、确定煤层群分组和组间联系方式；煤层生产能力；主要开拓巷道——大巷及井底车场的布置和数目。
5、确定矿井开拓延深及深部开拓布置方案。
6、确定矿井水平间、采（盘）区或带区间、煤组和煤层间接替顺序。
在确定上述开拓内容的基础上，用方案比较法确定合理的矿井开拓系统，参加经济比较的开拓方案至少要有3个。
根据最后确定的开拓系统绘制矿井开拓平面图及剖面图（或水平切面图）
比例：
平面图1：
50001：
10000；剖面图1：
100001：
5000。
对参加比较的各个开拓系统方案应绘制示意图插入说明书中。
7、确定运输大巷、主石门、采（盘）区或带区石门、总回风道等主要开拓巷道的断面形式和断面大小，支护方式，并对掘进的工艺与支护进行简单设计，巷道断面大小应符合运输和通风的要求。
要求绘制的说明书插图有：
运输大巷、主石门、采（盘）区或带区石门、总回风道等主要开拓巷道断面图。
第四节井筒
确定主井、副井及风井的断面形状和断面布置。
确定井筒净断面和掘进断面尺寸，井壁材料及厚度。
并根据规定验算风速。
要求绘制的说明书插图有：
主井、副井和风井断面图。
第五节井底车场及硐室
确定井底车场的型式和布置形式。
验算主、副井空、重车线长度。
说明井底车场调车方式。
说明井底车场各种硐室的布置。
要求绘制的说明书插图是井底车场平面布置图（应包括线路、巷道及硐室布置）。
第六节矿井基本巷道
确定矿井开拓，准备及回采主要巷道的断面尺寸及支护形式；
绘制“矿井主要巷道断面图册”。
第三章大巷运输及设备
第一节概述
简述井下运输设计的原始条件和数据，矿井设计生产能力，矿井工作制度，煤层倾角，煤及矸石的容重，矿井瓦斯等级，煤尘爆炸性，井下运输系统（从回采工作面直到井底车场）及各环节的运输方式（包括煤、矸石、材料设备、人员），确定运输距离和货载量。
绘制井下运输系统示意图。
第二节采（盘）区或带区运输设备选择
选择回采工作面、区段平巷、区段集中巷和采区上、下山或回采工作面、分带斜巷、分带集中斜巷各环节运输设备的类型、规格和所需台数，并对运输能力进行验算。
如果采（盘）区或带区为多煤层联合布置时，可只对一层煤的回采工作面和区段平巷或分带斜巷选择运煤设备，
采（盘）区或带区运输设备一般只需根据运量、运距、倾角和货载性质等条件直接从运输设备技术特征表中选出即可，不必进行选型设计计算。
对采（盘）区或带区辅助运输轨道上、下山或分带集中斜巷或分带斜巷中的绞车设备，要确定一次提升的矿车数（包括验算矿车连接器强度），通过计算选出钢丝绳、绞车型号，并算出电动机功率。
对区段平巷和区段集中巷内的辅助运输，只简述其运输方式。
第三节大巷运输设备选择
确定大巷运输方式：
电机车运输或胶带输送机运输。
采用电机车运输时，直接选择矿车型式、规格和供电电压。
采角胶带输送机时，直接选择胶带输送机类型和规格，并对运输能力进行验算。
第四章准备方式——采（盘）区或带区巷道布置
第一节煤层的地质特征
详细说明设计采（盘）区或带区内可采煤层（特别是主要可采层）的厚度、倾角、煤层结构；煤的牌号、硬度、容重以及它们的变化情况；说明顶底板岩层的组成，物理力学特性；煤层的瓦斯和水文地质情况，煤尘的爆炸性和自燃发火危险性；煤层的主要地质构造，与邻近煤层的开采关系其他与开采有关的特征（如与采（盘）区或带区对应的地面有无村庄、湖泊、河流、铁路及高压线等）。
第二节采（盘）区或带区巷道布置及生产系统
要求对首采（盘）区或带区或指定设计采（盘）区或带区进行详细设计，并按首采（盘）区或带区（带区）或指定设计采（盘）区或带区（带区）煤层的实际赋存情况绘制图纸。
确定采（盘）区或带区的走向长度，采（盘）区或带区内各种煤柱尺寸，采（盘）区或带区内的区段斜长和数目或带区内的分带斜长和数目。
确定采区上（下）山，区段平巷、区段集中巷和它们之间的联络巷道的形式、位置和布置方式。
盘区开采时，确定盘区内各种巷道的位置和布置方式。
倾斜长壁开采时，要布置出至少两个及两个以上的分带。
确定采（盘）区或带区内煤层开采顺序，同时生产的煤层和回采工作面数目，若布置上、下分层，上、下煤层，上、下区段间或相邻分带间同采时，应绘出工作面的超前距离。
确定采（盘）区或带区内工作面的接替顺序。
确定采（盘）区或带区通风和通风设施，运输（煤、矸、材料设备）系统。
绘制采（盘）区或带区巷道布置及机械配备平面图及剖面图，平面图比例为1：
2000，剖面图比例为1：
2000或1：
1000。
确定采（盘）区或带区内各种巷道的掘进方法（包括掘进通风方式，并在1：
2000的采（盘）区或带区巷道布置平面图上标出掘进工作面局扇的设置位置）。
确定采（盘）区或带区生产能力，计算采（盘）区或带区采出率。
要求绘制的说明书插图有：
主要准备巷道断面图。
第三节采煤方法
1、采煤工艺方式
根据设计采（盘）区或带区的地质条件和煤层赋存条件，经详细论证后确定主要可采煤层和其他可采层的采煤工艺方式及相应的采煤机械化程度。
确定回采工作面长度，工作面推进方向和推进度，厚煤层分层开采时，确定分层方式，分层厚度及分层开采顺序。
确定回采工作面的破煤、装煤方式，选择采煤机或其他破煤、装煤机械；
确定回采工作面运输方式，选择运输机；
确定回采工作面支护方式，选择支架，确定布置方式，确定工作面上、下出口的支护方式；确定工作面采空区处理方法，控顶距离，特种支架的类型、规格和布置方式、回柱方法和设备。
列表说明选用的采煤、运煤和支护设备技术特征。
厚煤层放顶煤开采时，确定采放比，放顶步距，放煤方式。
厚煤层分层开采时，确定人工假顶材料和假顶的铺设方法。
各工艺过程安全注意事项。
计算回采工作面吨煤成本。
组织回采工作面正规循环作业，并编制正规循环作业图表。
对上述采煤方法和回采工艺的确定，特别是对于主要可采煤层（或指定煤层的），要加以详细分析和论证，同时，要求进行控顶设计和支护强度校核。
绘制1：
100或1：
50的主采煤层采煤方法图。
2、回采巷道布置
根据采用的采煤工艺方式，确定回采巷道布置方式，并论证可行性。
回采巷道单巷布置、双巷布置、一条半巷道布置、沿空留巷、沿空掘巷及煤柱尺寸。
回采巷道断面大小及确定依据，方向及坡度要求，施工技术等。
回采巷道支护方式，回采巷道在煤层中的相对位置。
第四节采（盘）区或带区车场选型设计
确定采（盘）区或带区上、中和下部车场的形式、线路布置和调车方式。
确定采（盘）区或带区主要硐室的布置。
绘制上、中和下部车场说明书插图。
第五节巷道掘进
确定回采工作面进回风巷、工作面开切眼等巷道断面和支护形式；根据矿井水文、地质、瓦斯含量等情况，确定掘进进度指标；根据矿井设计生产能力、回采工作面推进度及各类巷道掘进进度等因素，确定掘进工作面个数及装备；根据矿井生产时采掘比例关系，确定掘进率和矸石率；计算井巷总工程量。
对掘进的工艺与支护进行简单设计。
第五章矿井通风及安全技术
第一节矿井通风系统选择
通过分析比较，确定全矿抽出式或者压入式通风方法，以及中央式、对角式或者混合式通风方式；确定采区和回采工作面通风方式；绘制矿井第一开采水平通风容易与通风困难两个时期的通风系统立体示意图和通风网络图，注明节点号、风流方向和风量以及主要通风设施（风桥、风门、风墙等）；注明主要通风机和局部通风机的位置。
第二节采（盘）区或带区及全矿所需风量
分别按井下同时工作的最多人数、矿井沼气和二氧化碳涌出量计算风量。
确定采（盘）区或带区及全矿的风量分配并确定矿井所需总风量。
按《煤矿安全规程》规定验算风速，并将验算结果列表。
第三节全矿通风阻力的计算
根据井型分别计算通风容易和通风困难两个时期的通风阻力，并将计算结果列表。
计算矿井总风阻及总等积孔。
第四节防止特殊灾害的安全措施
说明设计矿井可能发生的特殊灾害（如瓦斯和煤尘爆炸，煤及瓦斯突出，自燃发火、突然涌水或其他），并说明应采取的主要措施。
第五节井下安全避险六大系统
根据设计矿井的实际情况，简单介绍本矿井“六大系统”概况，注明主要传感器、避难硐室、压风自救、供水施救、通信联络的位置。
第六章提升、通风、排水、压风及瓦斯抽放设备
第一节提升设备
1、概述
简述矿井提升设计的原始条件和数据，矿井设计生产能力，矸石量，矿井工作制度，开拓方式，井筒特征，水平数目及标高，矿车类型，煤和矸石的容重和松散系数，矿井瓦斯等级，煤尘爆炸性，矿井服务年限，最大班下井人数等。
2、主副井提升
主井采用绞车提升时，直接选择提升容器型式和规格。
主井采用胶带输送机提升时，直接选择胶带输送机类型和规格，并对运输能力进行验算。
直接选择副井提升容器型式和规格。
第二节通风设备
分别计算通风容易和通风困难两个时期的主要通风机风压、利用通风机特性曲线选择主要通风机。
将选出的主要通风机技术特征列表，并绘出所选通风机特性曲线，注明工况点，选择电动机和风机，并列表说明所选电动机和风机的技术特征。
第三节排水设备
根据井筒特征、排水高度、排水长度、涌水量、矿井水质等特征，对排水设备核算（选型），确定主要排水设备，并列表说明所选排水设备的技术特征。
第四节矿井压风设备
计算压缩空气需要量，根据计算的耗气量、压力及压风自救系统的要求，对空压机进行选型，合理选择冷却系统和管路系统。
第五节瓦斯抽放设备
依据矿井瓦斯含量、瓦斯压力，根据抽出的最大纯瓦斯量，计算压力、流量，选择瓦斯抽放泵，确定抽放方法和抽放系统，并合理确定瓦斯抽放监测措施和防雷、接地措施。
第七章设计矿井基本技术经济指标
设计矿井的基本技术经济指标按表1的格式完成。
表1设计矿井基本技术经济指标
序号
名称
单位
指标
备注
一、
二、
三、
四、
五、
六、
七、
八、
九、
十、
十一、
十二、
十三、
十四、
十五、
十六、
十七、
十八、
十九、
二十、
二十一、
矿井设计生产能力
1年产量
2日产量
矿井服务年限
矿井设计工作制度
1年工作天数
2日工作班数
煤质牌号
①
②
储量
1地质储量
2可采储量
3工业储量
煤层情况
1可采层数
2可采层总厚
3倾角
4容重
井田范围
1走向长
2倾斜长
3井田面积
开拓方式
水平数
1一水平标高
井筒类型及断面、长度
1类型
2断面
主井
副井
3长度
主井
副井
“三量”及可采期（采区）
1开拓煤量
可采期
2准备煤量
可采期
3回采煤量
可采期
采区数（一水平）
回采面个数/长度
1炮采
2机采或高档
3综采
采煤方法
顶板管理方法
掘进头个数（采区）
井巷工程总量
（达到设计产量时）
1巷道总长
2掘进总体积
大巷运输
通风方式
1沼气等级
2通风方式
3主扇型号
排水方式
1排水方式
2主水泵型号
设计采面直接工效、成本
1直接工效
2直接成本
万t/年
t/d
年
d
班
万t
万t
万t
层
m
度
t/m3
km
km
平方公里
个
m
m2
m
万t
年
万t
年
万t
月
个
个/m
个
m
m3
t/工
t/工
元/t
2.基本要求
（1）毕业设计指导教师应思想作风正派，有较高的业务水平和实践经验。
有条件的可聘请生产、科研单位的技术人员参加指导。
指导教师应保证足够的时间与学生直接见面，每天指导实践不得少于2小时；抓好关键环节的指导，既不包办代替，也不能放任自流，注意调动学生的主动性和创造性。
（2）学生在毕业设计中，应严肃认真、坚持独立思考、努力钻研、积极发挥主动性和创造性；设计中要认真贯彻《矿产资源法》、《煤炭法》、《煤炭工业技术政策》、《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》以及国家其它发展煤炭工业的方针政策，积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计成果达到较高水平。
（3）毕业设计中必须注意生产安全和改善矿工的劳动条件；要因地制宜地采用现代采矿新技术；尽可能地简化生产系统、缩短建井工期和减少初期工程量，提高采掘工作面单产和单进；尽可能地提高劳动生产率、降低原材料消耗，以获得较好的技术经济指标，实现矿井高产高效；尽可能地提高煤炭资源采出率。
要按照设计任务书和毕业设计大纲规定的内容和要求，严格控制工作进程，保质保量按时完成毕业设计。
提交的毕业设计（论文）必须是学生亲自劳动的成果，不得相互抄袭和代做。
否则以舞弊论处，取消参加毕业答辩资格。
三、教学程序与学时分配
阶段
主要内容
学时分配（周）
1
选题、任务下达、资料收集
1
2
确定设计方案
1
3
开拓方案比较确定
2
4
采区（盘区、带区）布置方案确定
2
5
图纸绘制
3
6
打印装订
0.5
7
答辩
0.5
合计
10
四、成绩考核与评定
毕业设计成绩根据平时考查、设计成果质量、答辩表现按五级记分评定方法评定。
平时考查主要检查学生的出勤情况、学习态度、是否独立完成设计等几方面。
方案优化的检查，着重检查设计图纸和方案的完整性和正确性。
成绩的评定要按课程的目的要求，突出学生独立解决工程实际问题的能力和创新性的评定。
毕业设计的成绩按优秀、良好、中等、及格和不及格五级评定。
参考标准由各专业组织制定。
五、使用说明
1.指导教师根据毕业设计（论文）教学大纲的要求，编制相应的毕业设计任务书、指导书，任务书、指导书须经继续教育部审核，部主任审批备案。
2.原则上要求3--5个学生一题，以毕业实习所在矿井的地质条件为背景。
3.毕业设计采用全校统一格式打印、装订、存档。
4.毕业设计（论文）题目要经常更换，三年内不得重复。
5.主要参考资料
（1）《中华人民共和国矿产资源法》。
（2）《中华人民共和国煤炭法》。
（3）《煤炭工业技术政策》。
（4）《煤矿安全规程（2011年最新修订）》。
（5）《煤炭工业矿井设计规范》。
（6）《采矿学》，作者:
杜计平出版社:
中国矿业大学出版社出版时间:
2009年02月。
（7）《新编煤矿矿井设计手册》，作者：
编委会出版社：
中国矿业大学出版杜，2009年6月。
（8）《新编煤矿常用机械设备选型设计实用手册》，作者：
编委会，出版社：
中国矿业大学出版社，2010年。
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