煤礦礦井開拓設計的內(nèi)容與方法

1、    煤礦礦井開拓設計的內(nèi)容與方法    李志龍摘 要：礦井開拓設計是確定由地面進入地下，開通地下開采區(qū)域的主要井巷布置、采掘順序及相關設備設施和材料投入等，關系到礦井生產(chǎn)技術的長遠發(fā)展。本文主要研究了礦井開拓設計內(nèi)容、方法，技術分析等。關鍵詞：礦井開拓設計；內(nèi)容；方法引言通過技術與經(jīng)濟對比分析不難發(fā)現(xiàn)，方案優(yōu)化后工業(yè)廣場采取分區(qū)臺階式布設，不僅分區(qū)明確，管理1、礦井開拓方案設計的程序和內(nèi)容第一，提交礦井項目建議書。礦井項目建議書是根據(jù)批準的礦區(qū)綜合開發(fā)規(guī)劃而編制，主要對有關礦井項目建設的重大問題提出初步分析。第二，礦井建設可行性研究。編制的基礎資料是

2、批準的礦井勘探地質(zhì)報告?？尚行匝芯繉ㄔO項目的主要方面進行深入細致的研究，其主要內(nèi)容包括：預測市場對煤炭的需求情況；分析煤炭資源條件和原始地質(zhì)資料，確定礦井生產(chǎn)能力；擇優(yōu)確定先進可靠和符合我國技術政策及能源政策的開拓方案；選擇礦井合理的工藝流程和主要設備；確定合理的環(huán)境保護方案；協(xié)調(diào)各方面關系；對建設項目的經(jīng)濟效果進行總評價等。第三，礦井初步設計。礦井進行可行性研究后，依據(jù)已批準的精查地質(zhì)報告和煤層賦存條件進行礦井初步設計。初步設計應指導施工圖設計，作為控制工程投資、設備選型訂貨及礦井驗收和生產(chǎn)考核的依據(jù)。礦井初步設計的質(zhì)量和技術水平，決定了礦井的建設工程量、建設工期、基建投資和技術經(jīng)濟效果。

3、a.說明礦井的隸屬關系、地理位置、地形地貌，河、湖的分布及范圍，工農(nóng)業(yè)、建筑材料概況，現(xiàn)有水源、電源、地面建筑等情況；井田地質(zhì)、煤層煤質(zhì)；瓦斯、煤塵、煤的自燃情況；水文地質(zhì)情況；開拓方案技術條件以及其他有益礦產(chǎn)的開拓方案與利用評價。重點對地質(zhì)報告進行全面分析研究，應對勘探程度、存在的主要問題、開拓方案技術條件與資源可靠性等作出評價并提出補充勘探意見。b.礦井設計年生產(chǎn)能力與服務年限的確定。c.選擇井田開拓方式，工業(yè)場地及井筒位置、數(shù)目、斷面與用途，水平的劃分及水平標高的確定，包括防水142（砂）煤柱的計算、回采上限的確定、回風水平的確定、第一水平標高的確定。確定主要巷道的布置方式、井底車場的類

4、型及硐室布置。驗算井底車場的通過能力。確定開拓方案順序、采區(qū)劃分及配采計劃。井田開拓方案關系到地面與井下整體布局，對建設工程量、基建工期、生產(chǎn)技術面貌和經(jīng)濟效益有重大作用，應提出多個方案進行技術經(jīng)濟比較分析，闡明推薦開拓方案的主要內(nèi)容和推薦理由。d.確定礦井提升及大巷運輸方式，選擇提升、運輸、通風等方式。e.根據(jù)井田瓦斯、煤層自燃、煤與瓦斯突出、突水等情況，確定通風方式和通風系統(tǒng)，確定防止井下災害的措施及安全裝備、井下安全監(jiān)控系統(tǒng)和設備選型。f.闡明各可采煤層的煤質(zhì)、用途和用戶，根據(jù)煤質(zhì)和用戶的要求，提出選矸及篩分方案，確定煤的加工工藝流程、主副井生產(chǎn)系統(tǒng)和矸石系統(tǒng)，確定礦井機電設備修理車間、

5、坑木場、煤樣化驗室等主要設備的選型、地點和面積。g.概述地面現(xiàn)有的鐵路、公路和其他交通運輸情況，線路主要技術條件、運輸能力及發(fā)展規(guī)劃，設計礦井裝車站運輸線路、標準軌道鐵路和專用線，鐵路的經(jīng)營方式。h.說明地面建筑物和構(gòu)筑物設計的氣象、工程地質(zhì)、地震、建筑材料等情況。確定地面工業(yè)建筑物、行政和居民生活建筑物及位置，計算這些建筑物的面積。i.采用先進的礦井管理模式設置礦井管理運行機制，礦井初步設計要提供相應設計內(nèi)容的附圖、主要機電設備和器材目錄、三材消耗清冊以及設計概算書。礦井設計既要符合政策、規(guī)程，又要適應國情，切實可行。設計單位和人員應精心設計，力求比選出技術先進、經(jīng)濟合理的最優(yōu)方案，設計審批

6、程序也要嚴格按國家有關規(guī)定進行，避免由于任意修改設計或不按設計施工，而造成經(jīng)濟損失或影響建設速度。第四，施工圖設計。應根據(jù)初步設計內(nèi)容確定。新建礦井一般包括井巷工程、地面建筑工程和機電設備安裝工程等方面的施工圖。批準后的設計施工圖是施工單位進行施工的依據(jù)。2、礦井開拓設計方法2.1礦井開拓方案的技術分析與比較首先，技術分析的原則。第一，生產(chǎn)集中化。采礦技術的發(fā)展趨勢之一就是向生產(chǎn)集中化發(fā)展，目前，出現(xiàn)了許多“一井一面”、“一井兩面”高度集中的大型現(xiàn)代化礦井。必須從采煤工作面、采（盤、帶）區(qū)布置、水平設置和礦井生產(chǎn)能力等方面進行綜合分析，必須在礦井開拓部署上有利于礦井生產(chǎn)的集中化。第二，開采系統(tǒng)

7、合理化。通過多方案的比較，合理選擇開拓方式、井筒位置和個數(shù)、開采水平設置、大巷布置、采（盤、帶）區(qū)與工作面布置；必須選擇地質(zhì)條件和開采041條件好、初期建設工程量較小、容易實現(xiàn)安全高產(chǎn)高效的采（盤、帶）區(qū)作為首采區(qū)。第三，采掘綜合機械化。采用綜采與綜掘技術，是生產(chǎn)集中化和高產(chǎn)高效的技術保證。第四，提升系統(tǒng)自動化。選擇先進的提升、運輸設備，實現(xiàn)主、副井提升系統(tǒng)和大巷運輸系統(tǒng)的自動化，保證礦井高產(chǎn)高效、安全、可靠。第五，地面布置合理化。礦井的地面工業(yè)廣場布置必須充分考慮地下開采條件和地面的地質(zhì)地形條件，實行功能分區(qū)，流程合理，縮小占地面積，有利于初期開拓。第六，監(jiān)測監(jiān)控管理網(wǎng)絡化，實現(xiàn)科學管理。第

8、七，安全環(huán)保要求，文明生產(chǎn)。其次，技術比較的主要內(nèi)容。在進行礦井開拓方案的技術比較時，對礦井設計生產(chǎn)能力、井筒形式與井口位置、井田內(nèi)劃分和開采水平設置、運輸大巷和回風大巷布置進行比較。部分內(nèi)容間具有聯(lián)系，存在交叉比較。第一，礦井設計生產(chǎn)能力方案比較的內(nèi)容。礦井的設計生產(chǎn)能力若產(chǎn)生不同方案，則必須抓住影響礦井生產(chǎn)能力的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行方案比較。第二，井筒形式與井口位置方案比較內(nèi)容。井筒形式、位置與數(shù)量必須同時比較，包括第一開采水平和延深水平的相關工程。第三，井田內(nèi)劃分和水平設置方案比較內(nèi)容。第四，運輸大巷布置方案比較內(nèi)容。高瓦斯礦井，必須采用大斷面單巷或小斷面雙巷；對于薄及中厚煤層開采，必須采用

9、煤層大巷或巖石大巷等。2.2礦井開拓方案的經(jīng)濟比較第一，折算費用法。一個方案的經(jīng)濟效果好壞，體現(xiàn)在投資與收益間的比較結(jié)果。若所有對比方案的收益相同，投資較小的方案就是經(jīng)濟效果較好的方案。在經(jīng)濟比較過程中，涉及基建投資和生產(chǎn)經(jīng)營費用兩類性質(zhì)不同的指標。利用折算費用指標作為經(jīng)濟比較指標，涉及所有技術方案的基本建設投資和生產(chǎn)經(jīng)營成本。第二，投資回收期法。投資回收期法適用于方案比較，并且是常用的一種方法，特別是對于局部方案的比較。它的計算不涉及投資項目的生產(chǎn)總成本、產(chǎn)品價格、利潤、稅金等因素。在計算投資回收期時，為簡化工作量，在統(tǒng)計基建投資和生產(chǎn)經(jīng)營費用時，習慣于采用相同部分不予計算的原則。在兩個設計

10、方案的規(guī)模相同時，這一原則是正確的。若把這一原則用于礦井生產(chǎn)能力不同的兩個設計方案，會降低比較結(jié)果的可信度。第三，工效。工效是勞動者在單位時間內(nèi)所能生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量?？梢苑譃槿珕T工效、生產(chǎn)人員工效、井下人員工效、采掘人員工效及采煤人員工效。第四，主要費用參數(shù)的計算。首先，巷道掘進費。依據(jù)不同類型的巷道斷面和支護方式，一般按長度計算巷道掘進費。硐室掘進費也是井巷工程掘進費用的一部分，按掘進體積計算硐室的掘進費。其次，礦井排水費用。礦井排水費用是指為了井下安全生產(chǎn)所必須支付的排水電費。最后，礦井通風費用。礦井通風費用主要是礦井主要通風機消耗的電能。結(jié)束語礦井開拓方式不僅決定著整個礦井建成后的生產(chǎn)工藝選擇與煤礦長久發(fā)展，同時更決定著礦井基建時期的建設工程量、建設周期、項目投資總量、工程建設質(zhì)量及項目