煤礦礦井開拓設(shè)計(jì)的內(nèi)容與方法

1、    煤礦礦井開拓設(shè)計(jì)的內(nèi)容與方法    李志龍摘 要：礦井開拓設(shè)計(jì)是確定由地面進(jìn)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(guān)設(shè)備設(shè)施和材料投入等，關(guān)系到礦井生產(chǎn)技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展。本文主要研究了礦井開拓設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法，技術(shù)分析等。關(guān)鍵詞：礦井開拓設(shè)計(jì)；內(nèi)容；方法引言通過技術(shù)與經(jīng)濟(jì)對(duì)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(tái)階式布設(shè)，不僅分區(qū)明確，管理1、礦井開拓方案設(shè)計(jì)的程序和內(nèi)容第一，提交礦井項(xiàng)目建議書。礦井項(xiàng)目建議書是根據(jù)批準(zhǔn)的礦區(qū)綜合開發(fā)規(guī)劃而編制，主要對(duì)有關(guān)礦井項(xiàng)目建設(shè)的重大問題提出初步分析。第二，礦井建設(shè)可行性研究。編制的基礎(chǔ)資料是

2、批準(zhǔn)的礦井勘探地質(zhì)報(bào)告?？尚行匝芯繉?duì)建設(shè)項(xiàng)目的主要方面進(jìn)行深入細(xì)致的研究，其主要內(nèi)容包括：預(yù)測(cè)市場對(duì)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(jìn)可靠和符合我國技術(shù)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(shè)備；確定合理的環(huán)境保護(hù)方案；協(xié)調(diào)各方面關(guān)系；對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行總評(píng)價(jià)等。第三，礦井初步設(shè)計(jì)。礦井進(jìn)行可行性研究后，依據(jù)已批準(zhǔn)的精查地質(zhì)報(bào)告和煤層賦存條件進(jìn)行礦井初步設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)應(yīng)指導(dǎo)施工圖設(shè)計(jì)，作為控制工程投資、設(shè)備選型訂貨及礦井驗(yàn)收和生產(chǎn)考核的依據(jù)。礦井初步設(shè)計(jì)的質(zhì)量和技術(shù)水平，決定了礦井的建設(shè)工程量、建設(shè)工期、基建投資和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

3、a.說明礦井的隸屬關(guān)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(shù)條件以及其他有益礦產(chǎn)的開拓方案與利用評(píng)價(jià)。重點(diǎn)對(duì)地質(zhì)報(bào)告進(jìn)行全面分析研究，應(yīng)對(duì)勘探程度、存在的主要問題、開拓方案技術(shù)條件與資源可靠性等作出評(píng)價(jià)并提出補(bǔ)充勘探意見。b.礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力與服務(wù)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(biāo)高的確定，包括防水142（砂）煤柱的計(jì)算、回采上限的確定、回風(fēng)水平的確定、第一水平標(biāo)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(yàn)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(jì)劃。井田開拓方案關(guān)系到地面與井下整體布局，對(duì)建設(shè)工程量、基建工期、生產(chǎn)技術(shù)面貌和經(jīng)濟(jì)效益有重大作用，應(yīng)提出多個(gè)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(yùn)輸方式，選擇提升、運(yùn)輸、通風(fēng)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(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)，確定防止井下災(zāi)害的措施及安全裝備、井下安全監(jiān)控系統(tǒng)和設(shè)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(jī)電設(shè)備修理車間、

5、坑木場、煤樣化驗(yàn)室等主要設(shè)備的選型、地點(diǎn)和面積。g.概述地面現(xiàn)有的鐵路、公路和其他交通運(yùn)輸情況，線路主要技術(shù)條件、運(yùn)輸能力及發(fā)展規(guī)劃，設(shè)計(jì)礦井裝車站運(yùn)輸線路、標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)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(jì)算這些建筑物的面積。i.采用先進(jìn)的礦井管理模式設(shè)置礦井管理運(yùn)行機(jī)制，礦井初步設(shè)計(jì)要提供相應(yīng)設(shè)計(jì)內(nèi)容的附圖、主要機(jī)電設(shè)備和器材目錄、三材消耗清冊(cè)以及設(shè)計(jì)概算書。礦井設(shè)計(jì)既要符合政策、規(guī)程，又要適應(yīng)國情，切實(shí)可行。設(shè)計(jì)單位和人員應(yīng)精心設(shè)計(jì)，力求比選出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的最優(yōu)方案，設(shè)計(jì)審批

6、程序也要嚴(yán)格按國家有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，避免由于任意修改設(shè)計(jì)或不按設(shè)計(jì)施工，而造成經(jīng)濟(jì)損失或影響建設(shè)速度。第四，施工圖設(shè)計(jì)。應(yīng)根據(jù)初步設(shè)計(jì)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(jī)電設(shè)備安裝工程等方面的施工圖。批準(zhǔn)后的設(shè)計(jì)施工圖是施工單位進(jìn)行施工的依據(jù)。2、礦井開拓設(shè)計(jì)方法2.1礦井開拓方案的技術(shù)分析與比較首先，技術(shù)分析的原則。第一，生產(chǎn)集中化。采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)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(shè)置和礦井生產(chǎn)能力等方面進(jìn)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(gè)數(shù)、開采水平設(shè)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(shè)工程量較小、容易實(shí)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(jī)械化。采用綜采與綜掘技術(shù)，是生產(chǎn)集中化和高產(chǎn)高效的技術(shù)保證。第四，提升系統(tǒng)自動(dòng)化。選擇先進(jìn)的提升、運(yùn)輸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)主、副井提升系統(tǒng)和大巷運(yùn)輸系統(tǒng)的自動(dòng)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(shí)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(cè)監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理。第

8、七，安全環(huán)保要求，文明生產(chǎn)。其次，技術(shù)比較的主要內(nèi)容。在進(jìn)行礦井開拓方案的技術(shù)比較時(shí)，對(duì)礦井設(shè)計(jì)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(shè)置、運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷布置進(jìn)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(shè)計(jì)生產(chǎn)能力方案比較的內(nèi)容。礦井的設(shè)計(jì)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(jìn)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(shí)比較，包括第一開采水平和延深水平的相關(guān)工程。第三，井田內(nèi)劃分和水平設(shè)置方案比較內(nèi)容。第四，運(yùn)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(duì)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(jì)比較第一，折算費(fèi)用法。一個(gè)方案的經(jīng)濟(jì)效果好壞，體現(xiàn)在投資與收益間的比較結(jié)果。若所有對(duì)比方案的收益相同，投資較小的方案就是經(jīng)濟(jì)效果較好的方案。在經(jīng)濟(jì)比較過程中，涉及基建投資和生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用兩類性質(zhì)不同的指標(biāo)。利用折算費(fèi)用指標(biāo)作為經(jīng)濟(jì)比較指標(biāo)，涉及所有技術(shù)方案的基本建設(shè)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(duì)于局部方案的比較。它的計(jì)算不涉及投資項(xiàng)目的生產(chǎn)總成本、產(chǎn)品價(jià)格、利潤、稅金等因素。在計(jì)算投資回收期時(shí)，為簡化工作量，在統(tǒng)計(jì)基建投資和生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用時(shí)，習(xí)慣于采用相同部分不予計(jì)算的原則。在兩個(gè)設(shè)計(jì)

10、方案的規(guī)模相同時(shí)，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(gè)設(shè)計(jì)方案，會(huì)降低比較結(jié)果的可信度。第三，工效。工效是勞動(dòng)者在單位時(shí)間內(nèi)所能生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量。可以分為全員工效、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(fèi)用參數(shù)的計(jì)算。首先，巷道掘進(jìn)費(fèi)。依據(jù)不同類型的巷道斷面和支護(hù)方式，一般按長度計(jì)算巷道掘進(jìn)費(fèi)。硐室掘進(jìn)費(fèi)也是井巷工程掘進(jìn)費(fèi)用的一部分，按掘進(jìn)體積計(jì)算硐室的掘進(jìn)費(fèi)。其次，礦井排水費(fèi)用。礦井排水費(fèi)用是指為了井下安全生產(chǎn)所必須支付的排水電費(fèi)。最后，礦井通風(fēng)費(fèi)用。礦井通風(fēng)費(fèi)用主要是礦井主要通風(fēng)機(jī)消耗的電能。結(jié)束語礦井開拓方式不僅決定著整個(gè)礦井建成后的生產(chǎn)工藝選擇與煤礦長久發(fā)展，同時(shí)更決定著礦井基建時(shí)期的建設(shè)工程量、建設(shè)周期、項(xiàng)目投資總量、工程建設(shè)質(zhì)量及項(xiàng)目