本書以設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法為主線，系統(tǒng)地介紹了從礦區(qū)總體設(shè)計(jì)到礦井設(shè)計(jì)的內(nèi)容、程序 和方法，并且介紹了礦井可行性研究內(nèi)容和國內(nèi)外的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和有代表性的礦井設(shè)計(jì)方法，通過 實(shí)例介紹了電子計(jì)算機(jī)在礦井開采設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，內(nèi)容編選方面兼顧了我國各地區(qū)和不同井型的 設(shè)計(jì)要求。 本書主要作為煤炭高等院校采礦工程專業(yè)的教材，也可供從事礦井設(shè)計(jì)的科研、設(shè)計(jì)和現(xiàn)場 有關(guān)工程技術(shù)人員參考。

在未來幾十年,煤炭仍將是我國的主要能源。我國仍需要建設(shè)大量高產(chǎn)高效煤礦,并對現(xiàn)有煤礦不斷進(jìn)行改擴(kuò)建和技術(shù)改造。在煤礦建設(shè)中,礦井設(shè)計(jì)是基礎(chǔ),是靈魂,直接影響礦井投產(chǎn)后的生產(chǎn)、安全、高效。

隨著我國煤炭工業(yè)的發(fā)展,煤炭企業(yè)對工程技術(shù)人員的知識和水平的要求越來越高。為適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需要,更好地滿足教學(xué)和培訓(xùn)需要,特組織有關(guān)專家和教師編寫了本教材。

本教材立足于面向成人高校專升本學(xué)生,在內(nèi)容選編方面兼顧了新知識、新方法、新設(shè)備和新工藝在我國不同礦井的應(yīng)用情況,力求使教材具有鮮明的時(shí)代特征。同時(shí),在教材編寫過程中,嚴(yán)格貫徹國家有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

本書第一至第四章和第十章由遼寧工程技術(shù)大學(xué)盧國斌編寫,第五至第九章、第十一章和第十三章至第十五章由遼寧工程技術(shù)大學(xué)趙利安編寫,第十二章由神華集團(tuán)于志永編寫。在本書的編寫過程中,遼寧工程技術(shù)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院的李迎昂、鄔文杰、溫宇暾、孫東延等同學(xué)在書稿的制表、繪圖工作中給予了大

力協(xié)助,在此一并表示感謝。

由于礦井設(shè)計(jì)技術(shù)涉及內(nèi)容廣泛,技術(shù)發(fā)展日新月異,再加上編者們水平有限,本教材中難免出現(xiàn)一些不足,甚至錯(cuò)誤之處,懇請各位讀者提出寶貴意見。

編 者

2014年7月

第一章 礦井設(shè)計(jì)的參數(shù)及計(jì)算方法……………………………………………………… 1

第一節(jié) 礦井設(shè)計(jì)參數(shù)………………………………………………………………… 1

第二節(jié) 礦井設(shè)計(jì)評價(jià)準(zhǔn)則…………………………………………………………… 2

第三節(jié) 礦井設(shè)計(jì)的方法及評價(jià)準(zhǔn)則………………………………………………… 3

第四節(jié) 礦井主要費(fèi)用參數(shù)…………………………………………………………… 10

第二章 礦井設(shè)計(jì)的方案比較法…………………………………………………………… 12

第一節(jié) 概述…………………………………………………………………………… 12

第二節(jié) 礦井設(shè)計(jì)方案的技術(shù)分析…………………………………………………… 12

第三節(jié) 礦井設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)評價(jià)…………………………………………………… 19

第四節(jié) 礦井開拓設(shè)計(jì)方案比較示例………………………………………………… 25

第三章 礦井設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法……………………………………………………………… 39

第一節(jié) 多目標(biāo)決策法(專家評議法)………………………………………………… 39

第二節(jié) 微分求極值法………………………………………………………………… 44

第三節(jié) 統(tǒng)計(jì)分析法…………………………………………………………………… 46

第四節(jié) 規(guī)劃法與統(tǒng)籌法……………………………………………………………… 53

第四章 礦井設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)……………………………………………………… 79

第一節(jié) 概述…………………………………………………………………………… 79

第二節(jié) 系統(tǒng)模擬的原理與方法……………………………………………………… 84

第三節(jié) 礦井生產(chǎn)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)模擬…………………………………………………… 87

第四節(jié) 計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)及其在礦業(yè)工程中的應(yīng)用……………………………… 106

第五章 礦井窄軌線路計(jì)算……………………………………………………………… 120

第一節(jié) 礦井軌道…………………………………………………………………… 120

第二節(jié) 軌道線路連接計(jì)算………………………………………………………… 125

第三節(jié) 礦車運(yùn)行中的穩(wěn)定性……………………………………………………… 129

第六章 采區(qū)巷道布置…………………………………………………………………… 134

第一節(jié) 采區(qū)巷道布置設(shè)計(jì)依據(jù)及要求…………………………………………… 134

第二節(jié) 采區(qū)上下山的布置………………………………………………………… 135

第三節(jié) 區(qū)段集中平巷的布置及層間聯(lián)系………………………………………… 137

第七章 窄軌線路采區(qū)車場設(shè)計(jì)………………………………………………………… 141

第一節(jié) 采區(qū)車場設(shè)計(jì)依據(jù)與要求………………………………………………… 141

第二節(jié) 采區(qū)車場設(shè)計(jì)基本概念、分類及施工設(shè)計(jì)………………………………… 142

第三節(jié) 采區(qū)上部車場……………………………………………………………… 142

第四節(jié) 采區(qū)中部車場……………………………………………………………… 144

第五節(jié) 采區(qū)下部車場……………………………………………………………… 148

第八章 采區(qū)主要硐室設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 152

第一節(jié) 采區(qū)煤倉設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 152

第二節(jié) 采區(qū)絞車房設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 154

第三節(jié) 采區(qū)變電所設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 155

第九章 窄軌線路井底車場設(shè)計(jì)………………………………………………………… 157

第一節(jié) 井底車場線路平面布置設(shè)計(jì)……………………………………………… 157

第二節(jié) 井底車場線路坡度設(shè)計(jì)…………………………………………………… 160

第三節(jié) 井底車場通過能力………………………………………………………… 163

第四節(jié) 底卸式礦車井底車場設(shè)計(jì)特點(diǎn)…………………………………………… 163

第五節(jié) 井底車場設(shè)計(jì)示例………………………………………………………… 164

第十章 新型輔助運(yùn)輸方式及車場形式………………………………………………… 168

第一節(jié) 概述………………………………………………………………………… 168

第二節(jié) 單軌吊……………………………………………………………………… 171

第三節(jié) 卡軌車……………………………………………………………………… 178

第四節(jié) 齒軌車……………………………………………………………………… 182

第五節(jié) 無軌膠輪車………………………………………………………………… 184

第十一章 礦井主要硐室設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 190

第一節(jié) 概述………………………………………………………………………… 190

第二節(jié) 中央水泵房和變電所設(shè)計(jì)………………………………………………… 191

第三節(jié) 井下爆破材料庫設(shè)計(jì)……………………………………………………… 197

第四節(jié) 井底煤倉設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 200

第十二章 采煤工藝……………………………………………………………………… 204

第一節(jié) 炮采采煤工藝……………………………………………………………… 204

第二節(jié) 普通機(jī)械化采煤工藝……………………………………………………… 206

第三節(jié) 綜合機(jī)械化采煤工藝……………………………………………………… 212

第四節(jié) 連采工藝…………………………………………………………………… 215

第五節(jié) 不同采煤工藝的選擇和確定……………………………………………… 220

第十三章 采煤方法……………………………………………………………………… 222

第一節(jié) 采煤方法概述……………………………………………………………… 222

第二節(jié) 近水平、緩傾斜、傾斜薄及中厚煤層采煤系統(tǒng)…………………………… 225

第三節(jié) 緩傾斜、傾斜厚煤層采煤系統(tǒng)……………………………………………… 237

第四節(jié) 急傾斜煤層采煤系統(tǒng)……………………………………………………… 242

第五節(jié) 采煤方法的選擇…………………………………………………………… 249

第十四章 采掘關(guān)系……………………………………………………………………… 252

第一節(jié) 配采………………………………………………………………………… 252

第二節(jié) 采掘關(guān)系的有關(guān)指標(biāo)……………………………………………………… 253

第十五章 采煤設(shè)備選型………………………………………………………………… 255

第一節(jié) 滾筒采煤機(jī)選型…………………………………………………………… 255

第二節(jié) 液壓支架選型……………………………………………………………… 258

第三節(jié) 刮板輸送機(jī)選型…………………………………………………………… 261

第四節(jié) 乳化液泵站選型…………………………………………………………… 263

第五節(jié) 輔助設(shè)備選型……………………………………………………………… 264

參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………… 267