采礦工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、華北科技學(xué)院采礦工程專(zhuān)業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練報(bào)告姓名 學(xué)號(hào) 班級(jí) 教研室主任（簽字） 年 月 日實(shí)驗(yàn)中心主任（簽字） 年 月 日31說(shuō) 明本報(bào)告是專(zhuān)門(mén)為采礦工程專(zhuān)業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練編制的，作為相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，同時(shí)作為生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告的補(bǔ)充內(nèi)容，是我校采礦工程特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)的一項(xiàng)重要工作。所安排的實(shí)驗(yàn)主要以采礦工程專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課及專(zhuān)業(yè)課相關(guān)的實(shí)驗(yàn)為主，旨在讓同學(xué)們充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有儀器和設(shè)備，在相關(guān)課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，按照課程教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)大綱的要求認(rèn)真地做實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)過(guò)程中專(zhuān)門(mén)抽出一段時(shí)間進(jìn)行校內(nèi)實(shí)習(xí)，逐步提高實(shí)驗(yàn)效果，為將來(lái)就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)采用教師集體指導(dǎo)，學(xué)生

2、分組做實(shí)驗(yàn)的辦法，同學(xué)們可以充分發(fā)揮自己的想象力，最大限度地開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室潛力，盡可能多做實(shí)驗(yàn)，同一個(gè)實(shí)驗(yàn)可以反復(fù)改變實(shí)驗(yàn)方法和手段，但必須注意安全，必須有教師在場(chǎng)監(jiān)督。同學(xué)們?nèi)绻信d趣，可以另外開(kāi)發(fā)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告可以添加附頁(yè)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告相關(guān)數(shù)據(jù)必須充分尊重事實(shí)，不得編寫(xiě)數(shù)據(jù)。教師根據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)質(zhì)量給出成績(jī)，作為相關(guān)課程成績(jī)和實(shí)習(xí)成績(jī)的一部分。目 錄現(xiàn)代化礦井主要系統(tǒng)模擬1礦井開(kāi)拓方式模擬3采區(qū)巷道布置模擬5相似材料模擬7支護(hù)設(shè)備使用11巖石單軸抗壓強(qiáng)度測(cè)定13巖石的抗剪強(qiáng)度測(cè)定15錨桿支護(hù)質(zhì)量綜合檢測(cè)17巖石巷道炮掘參數(shù)確定19鑿巖機(jī)的使用20工作面礦壓觀測(cè)儀器使用21巷道

3、礦壓觀測(cè)儀器使用25工作面層面圖繪制28實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 現(xiàn)代化礦井主要系統(tǒng)模擬 課程名稱(chēng) 任課教師 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師 成績(jī) 同組學(xué)生姓名 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：綜合性；實(shí)驗(yàn)要求：必做；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)： 學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)時(shí)間 月 日 節(jié)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)裝置及主要儀器設(shè)備現(xiàn)代化礦井主要系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)一套（聲、光、電控制）、炮采工作面及設(shè)備布置模型、放頂煤液壓支架模型、普采工作面及設(shè)備布置模型，綜采工作面設(shè)備布置模型。三、實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容1地面工業(yè)廣場(chǎng)礦井地面工業(yè)廣場(chǎng)是用來(lái)布置各種地面生產(chǎn)系統(tǒng)和建筑物、結(jié)構(gòu)物的。確定建筑物、結(jié)構(gòu)物的位置時(shí)，應(yīng)首先確定幾個(gè)布置建筑物、結(jié)構(gòu)物的中心，使各建筑物、結(jié)構(gòu)物圍繞這幾個(gè)中心來(lái)安排。而中心是根

4、據(jù)礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)中起決定作用的主要廠房、車(chē)庫(kù)及運(yùn)輸干線(xiàn)來(lái)考慮的。一般都是以主井、副井及鐵路裝車(chē)站作為布置中心，然后考慮一些建筑物，如變電所、鍋爐房、通風(fēng)機(jī)房、壓風(fēng)機(jī)房、機(jī)修廠、材料庫(kù)、坑木場(chǎng)、辦公室、浴室、礦燈房等。2運(yùn)輸提升系統(tǒng)礦井的運(yùn)輸提升系統(tǒng)包括主要運(yùn)輸提升系統(tǒng)和輔助運(yùn)輸提升系統(tǒng)。這兩個(gè)系統(tǒng)的作用是利用各種運(yùn)輸和提升設(shè)備，將煤炭和矸石從采煤工作面運(yùn)出并提到地面；同時(shí)，從地面將各種材料、設(shè)備、人員等運(yùn)送到井下各工作地點(diǎn)。3通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)是利用各種通風(fēng)設(shè)備和通風(fēng)設(shè)施，不斷地把地面的新鮮空氣按著一定的路線(xiàn)、一定的風(fēng)速、風(fēng)量運(yùn)送到井下各用風(fēng)地點(diǎn)；同時(shí)把井下的乏風(fēng)排至地面，并將井下各種有害氣體

5、稀釋到煤礦安全規(guī)程所允許的濃度以下，以保證井下工作人員身心健康和設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。通風(fēng)還可以調(diào)節(jié)井下的溫度等，改善并下工作環(huán)境。4供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)是利用各種設(shè)備和電纜，將地面變電所的高壓電，按礦井用電設(shè)施的要求進(jìn)行降壓或變流后送到用電地點(diǎn)、以保證用電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。要求供電系統(tǒng)必須完善，且為雙路供電。5排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)的作用是利用排水設(shè)備，將井下涌水排至地面，以維持礦井正常生產(chǎn)。要求排水系統(tǒng)必須有足夠的排水能力和較高的運(yùn)行可靠性。6壓風(fēng)系統(tǒng)壓風(fēng)系統(tǒng)的作用是利用空氣壓縮機(jī)對(duì)空氣加壓，然后用風(fēng)管供給井下各種風(fēng)動(dòng)工具，為其提供動(dòng)力。要求礦井必須按設(shè)計(jì)配備足夠的壓風(fēng)設(shè)備，建立壓風(fēng)系統(tǒng)。7排矸與運(yùn)料系統(tǒng)礦

6、井在建設(shè)和生產(chǎn)期間，由于掘進(jìn)和回采，隨時(shí)都要補(bǔ)充大量的材料，更換和維修各種機(jī)電設(shè)備，并排出大量矸石。材料、設(shè)備、矸石的運(yùn)輸通過(guò)副井進(jìn)行。四、主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果1你認(rèn)為現(xiàn)代化礦井的標(biāo)志是什么？ 2機(jī)采、機(jī)掘面主要有哪些設(shè)備？主要工藝過(guò)程如何？ 3現(xiàn)代化礦井有哪些主要系統(tǒng)？ 4畫(huà)出該現(xiàn)代化礦井模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)中運(yùn)煤、通風(fēng)系統(tǒng)平面示意圖（將圖紙附背面）。五、心得體會(huì)及對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的建議與設(shè)想（可另加附頁(yè)） 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 礦井開(kāi)拓方式模擬課程名稱(chēng) 任課教師 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師 成績(jī) 同組學(xué)生姓名 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：演示性；實(shí)驗(yàn)要求：必做；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)： 學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)時(shí)間 月 日 節(jié)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?#160;1掌握開(kāi)拓分類(lèi)及特征

7、。 2掌握巷道層位關(guān)系及巷道連接。 3能夠講述各開(kāi)拓方式主要生產(chǎn)系統(tǒng)。 實(shí)驗(yàn)方式： 采礦模型參觀與演示。 二、實(shí)驗(yàn)裝置及主要儀器設(shè)備平硐、斜井、立井開(kāi)拓方式模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)各一套（聲、光、電控制）。三、實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容1平硐開(kāi)拓方式模擬利用平硐開(kāi)拓方式模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，認(rèn)清何為平硐開(kāi)拓方式，分析其適用條件，利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)的聲、光、電等控制效果，演示其開(kāi)拓系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)及運(yùn)輸提升系統(tǒng)。2斜井開(kāi)拓方式模擬利用斜井開(kāi)拓方式模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，認(rèn)清何為斜井開(kāi)拓方式，分析其適用條件，利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)的聲、光、電等控制效果，演示其開(kāi)拓系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)及運(yùn)輸提升系統(tǒng)。3立井開(kāi)拓方式模擬利用立井開(kāi)拓方式模

8、擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，認(rèn)清何為立井開(kāi)拓方式，分析其適用條件，利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)的聲、光、電等控制效果，演示其開(kāi)拓系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)及運(yùn)輸提升系統(tǒng)。四、主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果1何為礦井開(kāi)拓方式？如何分類(lèi)？各類(lèi)的一般應(yīng)用條件？ 在一定的井田地質(zhì)、開(kāi)采技術(shù)條件下，礦井開(kāi)拓巷道可有多種布置方式，開(kāi)拓巷道的布置方式通稱(chēng)為開(kāi)拓方式。合理的開(kāi)拓方式，一般要在技術(shù)可行的多種開(kāi)拓方式中進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后，才能確定 一、井田開(kāi)拓方式分類(lèi) 井田開(kāi)拓方式種類(lèi)很多，一般可按下列特征分類(lèi)。：（一）按井筒（硐）形式按井筒（硐）形式可分為立井開(kāi)拓、斜井開(kāi)拓、平硐開(kāi)拓、綜合開(kāi)拓。 （二）按開(kāi)采水平數(shù)目 按開(kāi)采水平數(shù)目

9、可分為：?jiǎn)嗡介_(kāi)拓（井田內(nèi)只設(shè)1個(gè)開(kāi)采水平）；多水平開(kāi)拓（井田內(nèi)設(shè)2個(gè)及2個(gè)以上開(kāi)采水平）。 （三）按開(kāi)采準(zhǔn)備方式 按開(kāi)采準(zhǔn)備方式可分為上山式、上下山式及混合式。 （）上山式開(kāi)采開(kāi)采水平只開(kāi)采上山階段，階段內(nèi)一般采用采區(qū)式準(zhǔn)備。 （2）上下山式開(kāi)采開(kāi)采水平分別開(kāi)采上山階段及下山階段，階段內(nèi)采用采區(qū)式準(zhǔn)備或帶區(qū)式準(zhǔn)備；近水平煤層，開(kāi)采水平分別開(kāi)采井田上山部分及下山部分，采用盤(pán)區(qū)式或帶區(qū)式準(zhǔn)備。 (3）上山及上下山混合式開(kāi)采上述方式的結(jié)合應(yīng)用。 （四）按開(kāi)采水平大巷布置方式（1）分煤層大巷，即在每個(gè)煤層設(shè)大巷； （2）集中大巷，

10、在煤層群集中設(shè)置大巷，通過(guò)采區(qū)石門(mén)與各煤層聯(lián)系； （3）分組集中大巷，即對(duì)煤層群分組，分組中設(shè)集中大巷。 2礦井開(kāi)拓巷道包括哪些？ 3礦井提升方式、大巷運(yùn)輸方式有哪些？五、心得體會(huì)及對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的建議與設(shè)想（可另加附頁(yè)） 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 采區(qū)巷道布置模擬課程名稱(chēng) 任課教師 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師 成績(jī) 同組學(xué)生姓名 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：演示性；實(shí)驗(yàn)要求：必做；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)： 學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)時(shí)間 月 日 節(jié)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)裝置及主要儀器設(shè)備現(xiàn)代化礦井主要系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)一套（聲、光、電控制）、炮采工作面及設(shè)備布置模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)、普采工作面及設(shè)備布置模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)、綜采工作面設(shè)備布置模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)。三、實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容1走

11、向長(zhǎng)壁采區(qū)巷道布置方式2傾斜長(zhǎng)壁采區(qū)巷道布置方式3單一煤層和聯(lián)合布置采區(qū)巷道布置方式4各種采區(qū)巷道布置方式的工作面布置特點(diǎn)和各種開(kāi)采方法的主要生產(chǎn)系統(tǒng)四、主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果1走向長(zhǎng)壁和傾斜長(zhǎng)壁采區(qū)巷道布置各有何特點(diǎn)？ 2采區(qū)巷道聯(lián)合布置有何優(yōu)越性？ 3傾斜長(zhǎng)壁開(kāi)采方法可有幾種工作面推進(jìn)順序？各適合什么條件？ 4畫(huà)出走向長(zhǎng)壁和傾斜長(zhǎng)壁采區(qū)巷道布置模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)的平面示意圖（將圖紙附于背面）。五、心得體會(huì)及對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的建議與設(shè)想（可另加附頁(yè)） 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 相似材料模擬課程名稱(chēng) 任課教師 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師 成績(jī) 同組學(xué)生姓名 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：設(shè)計(jì)性；實(shí)驗(yàn)要求：必做；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)： 學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)時(shí)間 月 日 節(jié)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二

12、、實(shí)驗(yàn)裝置及主要儀器設(shè)備相似模擬模型架、DQ-2.5電子式強(qiáng)力試驗(yàn)機(jī)、靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)、位移計(jì)、應(yīng)變片、微型壓力盒、相似模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、千斤頂。三、實(shí)驗(yàn)步驟1向?qū)W生講述相似模擬的發(fā)展方向及應(yīng)用；2講述相似模擬在礦山中的應(yīng)用；3學(xué)生根據(jù)研究的目的并結(jié)合實(shí)驗(yàn)原型的地質(zhì)條件設(shè)計(jì)相似模擬方案；4學(xué)生根據(jù)制定的方案確定主要相似常數(shù)并進(jìn)行相似材料的配比計(jì)算；4學(xué)生根據(jù)制定實(shí)驗(yàn)方案和計(jì)算的配比號(hào)鋪設(shè)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?通過(guò)采用拍攝照片和手寫(xiě)記錄相結(jié)合的方式，觀察記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)規(guī)律。四、實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容1相似理論講解（1）幾何相似：要求模型與實(shí)體幾何形狀相似。因此，要求長(zhǎng)度比L為常數(shù)，即，LLH

13、/LM為常數(shù)。式中：L表示廣義長(zhǎng)度，腳標(biāo)H表示實(shí)體，M表示模型，下同。通常模擬采場(chǎng)L50100，模擬巷道L2050。（2）運(yùn)動(dòng)相似：要求模型與實(shí)體所有各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況相似。即要求備對(duì)應(yīng)點(diǎn)的速度、加速度、運(yùn)動(dòng)時(shí)間等都成一定比例。因此，要求時(shí)間比t為常數(shù)，即t= tH / tM ，式中t表示各對(duì)應(yīng)點(diǎn)完成沿幾何相似的軌跡運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間。（3）動(dòng)力相似：要求模型與實(shí)體的所有作用力都相似。礦山壓力主要考慮覆巖自重，因此，要求重力相似，使容重比為常數(shù)，即= H /M 。式中為容重。由“L ，t ，依各對(duì)應(yīng)量間所組成的物理方程式，還可推得位移、應(yīng)變、應(yīng)力等其它比例關(guān)系，例如，應(yīng)力比為=L 其中對(duì)應(yīng)點(diǎn)應(yīng)力。2

14、相似材料模型法 所謂相似材料模型法，是指根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)條件，依據(jù)相似理論確定主要相似常數(shù)和配比號(hào)，通過(guò)采用河砂、碳酸鈣和石膏等混合材料制作與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)條件相似的人工材料，在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图苌箱佋O(shè)平面應(yīng)變或平面應(yīng)力模型。研究回來(lái)工作面上覆巖層移動(dòng)規(guī)律、裂隙發(fā)育規(guī)律、工作面前后支承壓力分布規(guī)律以及支架與圍巖相互作用關(guān)系等問(wèn)題。實(shí)踐證明，用它研究采動(dòng)后地表及圍巖變形、移動(dòng)和垮落過(guò)程及影響范圍是有效的。研究采空區(qū)及回采空間上覆巖層破壞特征的模型照片如圖1所示。相似材料是裝在模型架上試驗(yàn)的。如圖2所示，平面模型架的主體由槽鋼和角鋼或角鐵組成，架子兩邊上有孔，用以固定模扳。架子尺寸主要取決于L，一般長(zhǎng)26m，高1.52.5m，寬0.10.25 m。 圖1 圖23實(shí)驗(yàn)原型的地質(zhì)條件 4實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 5模擬實(shí)驗(yàn)的主要相似常數(shù) 5相似材料的配比計(jì)算 6實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷匿佋O(shè)與粉刷 7實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷拈_(kāi)采過(guò)程 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1采場(chǎng)上覆巖層的移動(dòng)規(guī)律？ 2采場(chǎng)上覆巖層垮落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶的分布特征？ 3采場(chǎng)上覆巖層裂隙的發(fā)育規(guī)律？ 4回采工作面前后支承壓力的分布規(guī)律？ 六、主要結(jié)論 七、心得體會(huì)及對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的建議與設(shè)想（可另加附頁(yè)） 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 支護(hù)設(shè)備使用課程名稱(chēng) 任課教師 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師 成績(jī) 同組學(xué)