煤矿开采学实验指导书

课程名称： 煤矿开采学 适用专业：采矿工程

学时学分：总学时80学时，其中，实验课教学10学时

一、实验的地位、作用和目的

采矿学研究的对象是一个随时间空间变化的动态系统，由于采矿系统的复杂性及动态性，因此，实验是认识采矿学基本原理和规律的一种重要手段。采矿模型实验课是采矿专业学生在学习采矿学课程时必不可少的重要教学环节。对巩固同学课堂所学理论知识，帮助同学建立矿井空间概念，进行工程素质基本训练等起着重要作用。通过实验可以帮助学生加深对所学理论的理解，建立矿井开拓开采系统以及各生产环节之间的时—空关系；为课程设计、毕业设计打下良好基础，进而增强解决生产实际问题的能力。

二、实验内容简介与基本要求：

实验内容包括：井田开拓及井底车场、采煤工艺、缓倾斜煤层采区巷道布置、近水平和急倾斜煤层采区巷道布置等部分，在上实验课时，可根据教学需要选用。通过实验课教学应达到的基本要求是：

1、结合课堂教学内容，掌握炮采、普采和综采采煤工艺的特点，熟悉每种采煤工艺的组成。

2、掌握单一煤层、煤层群走向长壁采煤法及采区巷道布置，回采工艺的各种类型，掌握近水平煤层盘区巷道联合布置方式、急倾斜煤层的采煤方法类型及采煤方法的空间概念。

3、弄清各种巷道的作用及其相互间的联系和交岔关系；弄清各种井底车场的布置方式、调车方式及各种调室设置，建立矿井开拓的空间概念，

4、全面了解矿井生产系统、生产环节以及它们之间相互关系（时间和空间），建立矿井的总体和系统概念。

三、实验报告

根据实验指导书中的要求，学生可对照采矿模型绘制或根据指导书中给出的条件设计矿井、采区及一种采煤工艺布置图，并写出简要文字说明。同时，结合模型及指导书中给出的条件鼓励学生创新设计。

四、考试（考核）方法与规定

实验报告由实验指导教师和任课教师批阅，成绩评定分采矿模型课堂及实验报告两部分，主要考核学生对采矿模型表示的内容掌握的程度及实验报告编写的质量。

固体矿床地下开采实验指导书

目录

前言 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。 实验一 采煤工艺 ................................................................................................................. 4 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 ................................................................... 11 实验四 矿井开拓及井底车场 ............................................................................................. 5

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。对巩固同学课堂所学理论知识，增加生产实践知识，帮助同学建立矿井空间概念，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，我们编写了这本指导书，其作用是使同学们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。为了帮助同学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，同学们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，要采用下述统一符号：

实验一 矿井开拓及井底车场

1、实验目的和要求

本次实验课主要是为了了解几种进入矿体的方式，结合课堂教学内容，通过学习立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓等各种矿井开拓模型，弄清各种巷道的作用及其相互间的联系和交岔关系；弄清各种井底车场的布置方式、调车方式及各种硐室的设置，建立矿井开拓的空间概念，使学生建立矿井开拓以及矿井生产系统的概念，为今后的学习和煤矿现场工作打下良好的基础。 2、实验使用的教学模型

现代化矿井演示模型、平峒开拓模型、斜井开拓模型、立井开拓模型；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等。 3、实验步骤

该实验的步骤可按以下几步进行： ① 识读—矿井开拓模型； ② 讲解—老师给学生讲解； ③ 答疑—提出问题让学生回答； 4、实验报告要求

绘图并说明实验模型的巷道布置系统和生产系统： 1. 巷道布置系统简明； 2. 生产系统正确；

3．绘制示意图正确、美观； 5、实验作业

（1）结合课堂教学，参考教材中有关附图，对照以上模型，复习开拓方式开拓系统，谈谈对《煤矿开采学实验》实验的体会并提出意见和建议。

（2）根据现代化矿井演示模型中的井筒、井底车场、左翼采区绘出该矿井的开拓平面图和剖面图。(按1：20绘制)，并在开拓平面图中标出巷道名称及生产系统。

实验二 采煤工艺

1、实验目的和要求

本次实验课的内容主要是了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。通过本次实习，使学生掌握一般机械化采煤、综合机械化采煤、爆破采煤、厚煤层放顶煤采煤、厚煤层倾斜分层采煤等采煤工艺的特点，为后续的课程设计、毕业设计打下基础。 2、实验使用的教学模型

现代化矿井演示模型，一般机械化采煤工作面模型、综合机械化采煤工作面模型、爆破采煤工作面模型等。 3、实验步骤

该实验的步骤可按以下几步进行： ① 识读—矿井开拓模型； ② 讲解—老师给学生讲解； ③ 答疑—提出问题让学生回答； 4、实验报告要求

绘图并说明各种采煤工艺工作面： 1. 单体支柱或液压支架布置要合理； 2. 工作面设备装备要正确；

3．绘制示意图正确、美观； 5、实验作业

（1）绘图说明单体支架工作面的支架布置形式； （2）绘制综采工作面及其工作面设备布置图。

实验三 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，使同学们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、实验步骤

该实验的步骤可按以下几步进行：

① 识读—矿井缓倾斜采区巷道布置模型； ② 讲解—老师给学生讲解； ③ 答疑—提出问题让学生回答； 4、实验报告要求

根据实验室提供的模型，绘制各种采区巷道布置，要求： 1. 生产系统要正确；

2．巷道的空间关系正确。 3．绘制示意图正确、美观； 5、实验作业

根据实验室所提供的模型，绘制单一煤层走向长壁工作面法和厚煤层倾斜分层走向长壁下行垮落法采区巷道布置的平面图和剖面图。 要求：

（1）图形与模型按1：5的比例绘制；

（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。

实验四 近水平煤层采区巷道布置

1、实验目的和要求

本次实验课由两个内容：一是近水平煤层带区的巷道布置和采煤方法；二是是近水平煤层盘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，使学生掌握带区和盘区各种巷道布置方法、回采工艺和生产系统，为学生今后的学习和煤矿现场工作打下良好的基础。 2、实验使用的教学模型

单一煤层倾向长壁工作面带区巷道布置模型、煤层走向长壁工作面盘区巷道布置模型、现代化矿井演示模型。 3、实验步骤

该实验的步骤可按以下几步进行：

① 识读—矿井缓倾斜带区、盘区巷道布置模型； ② 讲解—老师给学生讲解； ③ 答疑—提出问题让学生回答； 4、实验报告要求

根据实验室提供的模型，绘制各种带区、盘区巷道布置，要求：

1. 生产系统要正确； 2、巷道空间关系正确； 3．绘制示意图正确、美观；

5、实验作业

根据实验室所提供的模型，绘制单一煤层倾向长壁工作面法和石门盘区巷道布置的平面图和剖面图。 要求：

（1）图形与模型按1：5的比例绘制；

（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。

实验五 急倾斜煤层采区巷道布置

1、实验目的和要求

本次实验课的主要内容掌握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，掌握急倾斜煤层的各种巷道布置方法、回采工艺和生产系统。为学生今后的学习和现场工作打下良好的基础。 2、实验使用的教学模型

急倾斜煤层水平分层开采模型、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、实验步骤

该实验的步骤可按以下几步进行： ① 识读—矿井急倾斜巷道布置模型； ② 讲解—老师给学生讲解； ③ 答疑—提出问题让学生回答； 4、实验报告要求

根据实验室提供的模型，绘制各种急倾斜开采方法时的巷道布置，要求：

1. 生产系统要正确； 2、巷道空间关系正确； 3．绘制示意图正确、美观；

5、实验作业与思考

（1）参考教材中有关附图，将以上模型与课本附图相比较。复习采区巷道布置的类型和各种回采工艺过程，并寻找模型与附图的差异，简要写出本次实验的体会。

（2）根据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。

二、实验项目与时间

实验名称 序号 内容提要 实验学时 每组人数 实验属性 开出要求 1 了解一般机械化采煤、综合机械化采煤、爆破采煤、厚煤层放顶煤采煤、水力采煤等。采煤工艺 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。 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，使同学们建立采区巷道系统的空间概念。 盘区巷道布置；倾斜煤层采区巷道布置；急倾斜倒台阶采煤法巷道布置。 现代化矿井演示模型、平井田开拓峒开拓模型、斜井开拓模型、片盘斜井开拓模型、立井开拓模型；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等 16人 2 左右 演示 必开 缓倾斜煤 2 层采区巷 道布置 16人 2 左右 演示 必开 设计 近水平和3 急倾斜煤层采区巷道布置 16人 2 左右 演示 必开 设计 16人 2 左右 演示 必开 设计 4 及井底车场