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目录 2

第一篇 采矿设计常用技术资料 2

第一章 常用数学、力学公式 2

及有关计算用表 2

第一节 常用数学公式 2

一、代数 2

二、平面三角 6

第三节沉井刃脚设计 117 7

三、常用曲线 8

四、微积分 10

五、几何图形及数学用表 12

六、曲线、切线长度计算 17

第二节梁的内力及变位计算公式 23

一、受静载荷梁的内力及变位 23

计算公式 23

二、受冲击载荷梁的计算公式 40

第二章 常用符号、计量单位及换算 41

第一节字母表 41

第二节单位制和单位换算 42

一、中华人民共和国法定计量单位 42

二、曾经使用及暂时与国际单位制 46

并用的单位 46

三、市制单位 47

四、常用计量单位及其换算关系 47

第三章 煤的性质、分类及用途 60

第一节煤的性质及工业分析 60

一、煤的物理性质 60

二、煤的化学性质 60

三、煤的工艺性质 64

一、中国煤（以炼焦用煤为主） 66

分类方案 66

第二节工业用煤的分类及综合利用 66

四、我国不同牌号煤的主要煤质指标 66

二、国际硬煤分类 67

三、煤质主要指标 70

四、煤的综合利用 71

第三节工业用煤的质量要求 73

一、炼焦用煤 73

二、动力用煤 73

三、气化用煤 74

四、炼油用煤 74

五、腐植酸用煤 75

第一节岩石性质 76

一、岩石的物理力学性质 76

第四章岩石性质与围岩分类 76

二、岩体的工程性质 81

第二节围岩分类 85

一、锚喷围岩分类 85

二、普氏岩石分类 85

三、铁路隧道围岩分类 86

一、煤层分类 88

二、构造和煤层顶底板 88

第三节煤层分类 88

三、缓倾斜煤层工作面顶板分类 90

第五章窄轨道岔与线路联接 92

一、窄轨道岔的类别和系列 92

二、窄轨道岔选用说明 92

第一节窄轨道岔 92

三、扳道器的布置 93

四、警冲标 94

第二节线路联接 100

一、单开道岔非平行线路联接 100

二、单开道岔平行线路联接 111

三、对称道岔线路联接 112

四、渡线道岔线路联接 114

五、三角岔道线路联接 116

第六章 矿井开采抗震设计资料 144

第一节简述 144

一、地震烈度 144

二、震级与震中烈度及震源深度 147

之间的相互关系 147

三、岩石性质对地震烈度的影响 147

四、水文地质条件对地震烈度的影响 147

第二节井巷工程震害与采矿抗震 148

二、采矿抗震设计的有关规定 148

设计的有关规定 148

一、井巷震害 148

三、名词术语 149

留设方法 150

第一节岩层移动角、边界角及其计算 150

一、岩层移动角、边界角及其计算 150

第七章 工业场地和铁路安全煤柱 150

二、建筑物的保护级别 154

三、保护地面建筑物及主要井巷 154

的方法和围护带的大小 154

第二节安全深度 155

第三节安全煤柱的计算 157

一、计算规则 157

二、计算方法 158

第四节安全煤柱设计实例 164

一、立井安全煤柱的设计实例 164

二、斜井安全煤柱的设计 164

三、工业场地安全煤柱的设计 166

四、铁路安全煤柱的设计 167

一、图幅 168

二、图签 168

三、比例 168

第八章采矿制图 168

第一节制图一般规定 168

四、字体及书写方法 170

五、字母代号 170

六、图线及画法 170

七、剖面（断面）线的画法 173

八、尺寸注法 174

九、图纸上序号的注法 176

二、图例 177

第二节图例 177

一、说明 177

三、常用地质图例 183

第九章 图纸编号 187

第一节图纸分类及符号 187

一、说明 187

二、设计图纸的分类和符号 187

三、图号组成 188

第二节固定图号 190

重量及有关系数 192

第十章 常用工程材料 192

第一节钢铁材料 192

一、各种型钢的型号、规格尺寸、 192

二、钢轨及附件 217

三、钢板 219

四、钢管 221

五、几种常用的钢丝绳的规格、 225

重量及抗拉强度 225

六、螺栓 226

七、螺母 236

八、垫圈 239

九、花篮螺丝 245

一、木材 246

第二节木材及竹材 246

二、竹材 252

第三节砖、石、砂材料 254

一、砖 254

二、石料 254

三、石子的分类及质量要求 255

六、砂浆的标号 256

五、砌筑砂浆配合比 256

四、普通砂的分类及质量要求 256

第四节水泥、混凝土 257

一、水泥 257

二、混凝土 260

三、喷射混凝土 271

四、钢筋 274

第五节其他材料 277

一、铸石 277

二、树脂 279

三、胶管 280

四、矿用胶布风筒 281

五、塑料制品 282

第十一章采掘运设备及部分 284

煤矿专用设备 284

第一节采掘运设备 284

一、采煤机械 284

二、煤矿运输设备 289

三、煤矿支护设备 303

四、掘进、装载机械 312

五、煤（岩）电钻 322

六、煤矿井巷工程设备 324

七、矿井小绞车 331

八、工业泵 336

第二节部分煤矿专用设备 344

一、翻车机 344

二、列车推车机 346

第二篇矿区总体设计和井田开拓 348

第一章设计依据 348

第一节计划任务书及设计的审批决定 348

一、计划任务书 348

一、地质报告的内容 351

第二节地质报告 351

二、设计的审批决定 351

二、分析地质报告的内容及方法 353

第三节生产矿井概况 363

一、生产矿井（露天矿）概况 363

二、地质情况 363

三、生产矿井（露天矿）主要 364

技术经济指标 364

二、设计内容 365

第二章矿区总体设计 365

一、一般规定 365

第一节一般规定与设计内容 365

第二节井田划分 366

一、井田划分的原则 366

二、井田划分的方法 368

三、有关井田尺寸的规定及计算 376

公式 376

四、井田划分实例 382

五、各类井型实际井田尺寸 390

第三节矿区规模与服务年限 393

一、一般规定 393

二、确定矿区规模的依据 394

三、各类规模矿区均衡生产年限 394

四、储量动用系数 395

第四节井田开拓及井筒（平硐）位置 396

第五节矿井建设顺序 396

一、编制矿井建设顺序的原则和依据 396

二、矿井建设顺序实例 400

第三章 井田开拓 401

第一节井田开拓方式的确定 401

一、开拓方式分类 401

二、确定开拓方式的主要依据 401

三、开拓方式的选择 404

件及主要问题 406

四、水方采煤与水砂充填的适用条 406

第二节矿井设计生产能力与服务年限 407

一、生产能力的确定 407

二、井型与服务年限参考资料 412

第三节井田境界与水平划分 412

一、井田境界 412

二、水平划分 419

第四节井筒位置选择 423

一、地面条件 423

二、井下条件 424

三、综合确定井筒位置 426

及井硐方位角 427

四、井口坐标计算、提升方位角 427

五、井口标高 434

六、风井位置选择 437

七、注砂井位置选择 438

第五节主要巷道布置与采区划分 439

一、主要巷道布置 439

二、采区划分与开采顺序 443

一、开采计划 446

第六节开采计划与水平延深 446

二、水平延深 451

第七节大巷运输 453

一、大巷运输方式 453

二、大巷运输方式的选择 454

三、矿车选型与数量 466

第八节矿井工作制度 468

第四章 井田开拓方案比较 471

第一节方案比较内容 471

一、井筒形式方案比较内容 471

二、生产能力方案比较内容 472

三、井筒（平硐）位置方案比较内容 473

四、水平划分方案比较内容 475

五、通风方式方案比较内容 475

六、运输大巷布置方案比较内容 476

七、大巷运输方式方案比较内容 476

八、总回风道布置方案比较内容 476

九、采区划分方案比较内容 477

第二节 方案比较法 477

一、方法、步骤 477

三、经济比较的计算方法 478

二、方案比较时应注意的问题 478

四、建设工期 481

第三节方案比较实例 482

一、矿井生产能力 483

二、水平划分 483

三、井筒形式、位置及通风 483

附录一煤田地质 492

一、地层与地质时代 492

二、中国主要含煤地层 493

三、煤层 501

四、构造 506

一、勘探程序和工作程度 521

附录二 煤田勘探 521

二、构造和煤层类型（勘探类型） 525

三、各勘探阶段的煤质工作 528

四、水文地质勘探 530

五、开采技术条件勘探 538

六、伴生有益矿产勘探 538

七、储量计算 538

第二节采区布置要求 548

一、一般要求 548

第一节采区布置设计依据 548

第三篇 采区布置和采煤方法 548

第一章采区布置设计依据及要求 548

二、初期采区位置选择的要求 549

二、影响采区尺寸的因素 550

第一节采区尺寸 550

第二章 主要参数选择 550

一、采区尺寸的数值 550

三、设计采区尺寸参考数据 553

第二节采煤工作面及分阶段长度 553

一、工作面长度 553

二、工作面长度的确定因素 555

三、工作面长度参考资料 558

四、分阶段长度 559

一、确定回采工作面错距的要求 560

二、《煤矿安全规程》的有关规定 560

三、同时回采工作面错距的计算方法 560

第三节同时回采工作面的错距 560

四、工作面错距经验数值 561

五、分层开采工作面错距示例 561

第四节采区煤柱及回采率 561

一、采区煤柱分类及尺寸 561

二、确定采区煤柱的要求 561

三、采区回采率 562

一、影响采区生产能力的主要因素 563

第五节采区生产能力 563

二、确定采区生产能力的方法 565

三、采区生产能力参考资料 568

第三章采区巷道布置 569

第一节煤层群分组和采区巷道联 569

合布置的适用条件 569

一、煤层群分组的主要依据 569

二、采区巷道联合布置的适用范围 570

三、煤层群分组实例 574

第二节采区巷道矿山压力显现规 575

律及其应用 575

一、采区巷道受压后的一般状态 575

二、采区内各类巷道矿山压力显 577

现规律及巷道维护措施 577

三、无煤柱开采 583

第三节近水平、缓及倾斜煤层采 583

区巷道布置 583

一、巷道布置类型 583

二、采区（盘区）巷道布置 584

三、倾斜长壁开采巷道布置 601

巷道布置 605

四、跨多上山（石门）连续开采 605

二、采区巷道布置 607

第四节急倾斜煤层采区巷道布置 607

一、急倾斜煤层采区巷道布置特点 607

第五节综采采区巷道布置 613

一、综采对采区巷道布置的要求 613

二、煤炭部《综采采区、工作面设计 613

暂行规定》对综采采区巷道布 613

置的有关规定 613

三、综采工作面巷道布置方式 614

二、巷道布置分析 615

第六节水砂充填采煤法采区巷道布置 615

一、巷道布置类型图示 615

第七节水力采煤的采区巷道布置 621

一、水力采煤采区的巷道布置 621

类型图示 621

沼气突出危险煤层的采掘 622

一、《煤矿安全规程》对有煤与 622

规定 622

的采区巷道布置 622

二、水力采煤采区巷道布置的特点 622

第八节有煤与沼气突出危险煤层 622

二、开采解放层 623

三、采区巷道布置 627

第九节采区（盘区）巷道布置实例 628

一、走向长壁开采采区（盘区） 628

巷道布置实例 628

二、倾斜长壁开采采区（盘区） 639

巷道布置实例 639

三、水力采煤采区巷道布置实例 649

三、采煤方法分类 653

第四章采煤方法 653

第一节采煤方法的选择 653

二、采煤方法选择的要求 653

一、采煤方法选择的依据 653

第二节薄及中厚煤层采煤方法 654

一、缓倾斜煤层单一长壁采煤法 654

二、倾斜煤层单一长壁采煤法 660

第三节厚煤层采煤方法 660

一、倾斜分层走向长壁采煤法 660

二、V型倾斜长壁水砂充填采煤法 663

第四节急倾斜煤层采煤方法 664

一、伪倾斜柔性掩护支架采煤法 664

二、急倾斜厚煤层水平分层、斜 668

切分层采煤法 668

三、倒台阶采煤法 671

四、仓储采煤法 673

五、钢丝绳锯采煤法 673

第五节综合机械化采煤 676

一、自移式液压支架的类型 676

二、自移式液压支架的选择 679

三、工作面布置及主要参数 683

四、劳动组织及技术经济指标 685

一、漏斗式采煤法 686

第六节水力采煤 686

二、小阶段（走向短壁）式采煤法 688

三、适用条件及有关参数 689

四、作业方式及技术经济指标 690

第五章 建筑物、铁路和水体下 692

采煤 692

第一节岩层与地表移动的一般特征 692

一、岩层移动的一般特征 692

二、地表移动的一般特征 693

一、地表移动和变形的基本概念 694

第二节地表移动和变形的主要参数 694

及预计方法 694

二、地表移动和变形的主要参数 695

三、地表移动和变形的预计方法 699

第三节建筑物下采煤 710

一、地表移动和变形对建筑物的影响 710

二、减少地表移动和变形的开采措施 711

三、建筑物下采煤实例 714

第四节铁路下采煤 720

一、铁路下采煤的特点和要求 720

二、铁路下采煤应采取的措施 720

三、铁路下采煤实例 723

第五节水体下采煤 723

一、采动后上覆岩层的变形和破坏 724

特征 724

二、导水裂缝带高度的计算 724

三、水体下采煤的技术措施 725

四、水体下采煤实例 728

四、确定合理的掘进率 730

合理搭配 730

三、不同开采技术条件的煤层 730

二、各类煤层合理配采 730

一、矿井两翼产量与储量的关系 730

第六章采掘关系 730

第一节配采 730

五、工作面进度 733

第二节巷道掘进工程排队 733

一、接续时间一般要求 733

二、巷道掘进速度 733

三、掘进组的配备 733

第三节三量规定 740

一、三量可采期的规定及计算 740

二、三量的解释和计算范围 741

四、三量接替系数 752

三、三量的合理可采期 752

第七章采区运输 754

第一节煤炭运输 754

一、《煤炭工业设计规范》的有关 754

规定 754

二、采区上（下）山煤炭运输方式 754

三、采区运输设备能力的确定 755

五、回采工作面运输巷胶带化及效果 756

四、采区掘进煤的处理 756

六、胶带运输对巷道布置的要求 757

第二节辅助运输 758

一、矸石及材料运输方式 758

二、人员运送 758

第三节采掘运设备配备 758

一、采掘运设备的配备 758

二、采掘运设备的备用台数 759

一、选择断面形状应考虑的因素 762

二、巷道断面形状及其适用条件 762

第一节巷道断面形状的选择 762

第一章巷道断面 762

第四篇巷道断面和交岔点 762

第二节拱形、梯形及矩形巷道断面 763

尺寸的确定 763

一、确定巷道断面净尺寸的有关规定 763

二、巷道断面净宽度的确定 764

三、巷道断面净高度的确定 764

四、圆弧拱形及三心圆拱形几何参数 768

一、地压计算 769

二、巷道支护计算 769

六、经济断面 769

五、按通风条件校核巷道断面 769

第三节地压及巷道支护计算 769

一、锚喷支护 778

第四节拱形、梯形、矩形巷道支护 778

参数及工程量、材料消耗量 778

二、砌？支护 785

三、木支架及梯形金属支架 789

第五节封闭拱形巷道断面的计算 793

一、设计原则 793

二、几种封闭拱形巷道断面 793

第六节U型钢拱形可缩性支架 808

一、支架分类 808

二、支架的适用条件 808

三、拱形可缩性金属支架设计参数 808

四、三节对称直立式拱形可缩性金 809

属支架巷道断面计算 809

五、25U型钢拱形可缩性支架应用 811

实例 811

第七节曲线巷道 813

一、曲线轨道半径 813

二、曲线巷道加宽值 814

三、曲线轨道的外轨超高值 816

四、曲线轨道的轨距加宽值 816

二、水沟砌筑 817

一、水沟布置 817

第八节水沟 817

四、水沟断面和流量计算 818

三、水沟坡度及流速 818

五、水沟盖板 825

六、特大涌水量矿井的水沟实例 826

第九节轨道铺设 828

一、钢轨 828

二、轨枕 828

三、石碴道床 830

四、固定道床 833

第二节交岔点平面尺寸的确定 842

一、确定交岔点平面尺寸的依据 842

第二章平巷交岔点 842

二、穿尖交岔点 842

一、普通交岔点 842

第一节交岔点分类 842

二、交岔点平面尺寸计算公式 844

三、交岔点平面尺寸计算 848

二、交岔点斜率 857

一、交岔点墙高 857

第三节交岔点墙高及斜率 857

二、砌？支护交岔点 858

第四节交岔点支护 858

一、锚喷支护交岔点 858

第五节工程量及材料消耗量计算 859

第五篇立井井筒和硐室 862

第一章 立井井筒平面布置 862

第一节概述 862

一、井筒断面形状 862

二、井筒名称 862

第二节井筒平面布置 864

一、井筒平面布置设计依据和要求 864

二、井筒平面布置形式 865

三、立井提升容器 866

第三节井筒断面的确定 872

一、井筒断面确定步骤 872

二、刚性罐道的井筒断面确定方法 872

三、井筒断面积计算 876

四、井筒断面布置实例 876

一、概述 881

二、钢丝绳罐道布置形式 881

第一节钢丝绳罐道 881

第二章井筒装备 881

三、钢丝绳罐道安全间隙的确定 886

一、概述 887

二、罐道梁 887

第二节刚性罐道 887

三、罐道 889

四、罐道布置形式及罐道梁固定方式 894

第三节刚性罐道的计算 907

一、荷载分析 907

二、罐道、罐道梁上的荷载计算 908

三、罐道计算 910

四、罐道梁计算 912

五、罐道梁层间距的确定 916

六、计算实例 917

第四节罐道与罐道、罐道与罐道梁 928

的连接 928

一、罐道接头 928

二、钢罐道梁接头 931

三、罐道与罐道梁的连接 932

第五节管路敷设及梯子间 940

一、管路布置及管子梁的选择 940

三、梯子间 941

二、电统布置与敷设 941

一、井筒中钢材构件的防腐 946

第六节井筒装备的防腐 946

二、木质构件的处理 949

第七节百米井筒装备材料消耗 949

第三章井筒支护 954

第一节支护类型及支护材料 954

一、支护类型 954

二、支护材料 954

三、混凝土配料 955

第二节立井地压计算 959

第三节井壁厚度及圆环内力的计算 964

二、均匀侧压力作用下圆环内力计算 965

一、井壁厚度计算 965

四、井口构筑物作用下的侧压力及井壁圆环内力计算 966

三、不均匀侧压力及圆环内力计算 967

五、地震力作用下的井筒侧压力 970

第四节混凝土、钢筋混凝土构件 970

一、混凝土、钢筋的强度及参数 970

二、混凝土、钢筋混凝土构件计算 976

一、砌体强度计算 987

度计算 987

第五节砖石构件（砂浆砌体）的强 987

二、圆环砌体承载力的验算 988

三、计算实例 989

一、使用条件及注意事项 990

二、锚喷支护参数的选择 990

三、立井锚喷支护计算 994

第六节井筒锚喷支护设计 996

第七节壁座及梁窝计算 1000

一、壁座设计 1000

二、梁窝尺寸计算 1003

第四章 冻结法凿井井壁设计 1005

第一节井壁类型及特点 1005

第二节井壁设计依据 1006

一、井筒特征及装备情况 1006

二、地质及水文地质资料 1006

三、冻结施工资料 1006

第三节冻结深度及壁座位置的确定 1006

一、冻结深度的确定 1006

二、壁座位置的选择 1006

三、冻结压力（施工期间临时荷载） 1007

二、不均匀地压 1007

第四节设计荷载 1007

一、地压 1007

一、井壁安全系数的确定 1011

第五节混凝土及钢筋混凝土 1011

井壁设计 1011

二、混凝土井壁的设计 1012

三、钢筋混凝土井壁的设计 1015

第六节冻结法井壁设计中的 1022

几个问题 1022

一、冻结井壁受力的一般规律 1022

二、冻结井筒混凝土井壁的特点 1023

三、冻结井壁的裂缝及温度应 1027

力计算 1027

一、材料及使用要求 1032

第七节复合井壁 1032

二、复合井壁各部分的组成和作用 1055

三、复合井壁设计计算 1062

四、壁座的设计 1087

第八节井塔荷载作用下的井壁结构 1091

一、概述 1091

二、计算公式及图表的应用 1093

三、计算步骤 1097

第九节冻结法双层钢筋混凝土井壁 1098

一、井筒计算资料 1098

设计实例 1098

二、井壁侧压力计算 1099

三、确定井壁厚度 1101

四、按冻胀力对外层井壁环向配筋 1102

的计算 1102

五、内壁环向配筋计算 1103

六、按吊挂力计算竖向钢筋及抗裂 1107

性验算 1107

七、壁座的设计 1109

八、在井塔作用下的井壁计算 1111

第五章钻井法井壁结构设计 1118

第一节概况 1118

一、钻井法施工井壁的一般结构形 1119

式以及要求 1119

二、煤炭系统钻井法凿井施工情况 1119

三、国内、外使用立井钻机的主要 1119

技术特征 1119

二、钻井法井筒设计的结构 1124

安全系数 1124

第二节预制钢筋混凝土井壁计算 1124

一、钻井法施工井筒直径的确定 1124

三、荷载 1125

四、井壁强度及稳定性计算 1127

第三节井壁底计算 1138

一、浅碟式井壁底 1138

二、截锥式井壁底 1141

三、半球和削球式井壁底 1144

四、半椭圆回转扁球壳井壁底 1146

第四节设计举例 1153

一、设计依据 1153

三、井壁计算 1154

二、地压计算 1154

四、回转椭圆扁球壳井壁底的计算 1160

第六章 沉井法结构设计 1171

第一节沉井法分类及技术特征 1171

一、沉井法分类 1171

二、沉井技术特征 1172

第二节沉井井壁结构设计 1173

一、设计依据及所需资料 1173

二、井筒主要参数确定及井壁设计 1173

三、井壁的环向配筋计算 1176

一、刃脚的用途及形状 1177

四、井壁竖向钢筋的计算 1177

二、刃脚内力及配筋计算 1179

第四节沉井构造要求 1181

第五节套井结构设计 1181

一、套井尺寸的确定 1181

二、套井的结构型式及特点 1182

第六节沉井结构计算实例 1183

一、地质情况 1183

二、沉井井筒尺寸确定 1183

三、按下沉条件验算井壁厚度 1185

四、井壁环向配筋计算 1186

五、竖向钢筋计算 1187

六、联系钢筋 1188

七、沉井的刃脚计算 1188

第七章硐室 1192

第一节罐笼立井井筒与井底车场连 1192

接处（马头门） 1192

一、设计依据 1192

二、连接处形式 1192

三、连接处尺寸的确定 1193

五、连接处附属硐室及行人通道 1197

四、连接处断面形状及支护 1197

六、其它要求 1198

七、部分矿井连接处设计索引 1199

第二节井底煤仓及箕斗装载硐室 1207

一、设计依据 1207

二、井底煤仓及箕斗装载硐室布置 1207

三、井底煤仓 1209

四、箕斗装载硐室 1227

五、装载胶带输送机巷及机头、给 1233

煤机、贮气罐硐室 1233

六、配煤胶带输送机巷 1235

设计索引 1237

七、井底煤仓、箕斗装载硐室通用 1237

第三节 箕斗立井井底清理撒煤硐室 1245

及水窝泵房 1245

一、设计依据 1245

二、清理撒煤硐室及水窝泵房布置 1245

三、井底受煤漏斗及撒煤溜道 1245

四、沉淀池硐室及水仓、水窝泵房 1252

五、清理斜巷及绞车房 1256

六、部分矿井箕斗立井井底清理撒 1258

煤及水窝泵房设计索引 1258

三、井底水窝深度的确定 1264

二、井底水窝分类 1264

第四节罐笼立井井底水窝及清理 1264

一、设计依据 1264

四、井底水窝支护及水窝底部结构 1268

五、井底水窝梯子间及平台梁 1269

六、井底水窝排水及清理方式 1269

七、副井井底清理斜巷及排水硐室 1271

通用设计索引 1271

第五节立风井井口及井底布置 1271

一、设计依据 1271

二、井口布置 1272

三、井底布置 1277

四、风井井底连接处通用设计索引 1282

第六节休息硐室 1286

一、设计依据 1286

二、休息硐室的布置 1286

三、断面及支护 1286

第七节硐室支护计算 1287

一、设计依据 1287

二、支护计算 1287

三、计算例题 1298