煤礦開采技術(shù)——礦井開采設(shè)計

1、第十五章 礦井開采設(shè)計第一節(jié) 礦井開采設(shè)計的依據(jù)、程序和內(nèi)容第二節(jié) 礦井開采設(shè)計的設(shè)計方法目的要求：1、掌握設(shè)計目的與要求2、掌握開采設(shè)計的依據(jù)、程序和內(nèi)容3、掌握開采設(shè)計有哪些具體方法重點、難點和突破的方法：重 點： 1 、開采設(shè)計的依據(jù)、程序和內(nèi)容2 、開采設(shè)計的方法難 點：突破方法： 1、舉例分析、講解教學(xué)內(nèi)容和步驟（附后）第三篇 開采設(shè)計第十五章 礦井開采設(shè)計學(xué)習(xí)目的與要求： 通過學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解礦井開采設(shè)計的程序與內(nèi)容，礦井開采設(shè)計方法及評價準(zhǔn)則， 掌握方案比較法的內(nèi)容、步驟與注意事項，具有應(yīng)用方案比較法進行礦井開采設(shè)計的能力。礦井開采設(shè)計包括編制計劃任務(wù)書（設(shè)計任務(wù)書） 、編制設(shè)

2、計文件、建設(shè)施工、竣工驗 收和交付生產(chǎn)四個階段。礦井開采設(shè)計從內(nèi)容上分兩部分按兩個階段進行：1. 礦井開采方案設(shè)計： 首先確定全礦或某一部分的開拓部署、 井巷布置、 生產(chǎn)系統(tǒng)等主 要技術(shù)原則；2. 巷道施工設(shè)計：其次根據(jù)已批準(zhǔn)的初步設(shè)計或方案而進行單位工程施工圖設(shè)計。 從程序上，礦井開采設(shè)計分：提交項目建議書、可行性研究、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計四 個部分進行。第一節(jié) 礦井開采設(shè)計的依據(jù)、程序和內(nèi)容一、礦井設(shè)計依據(jù)為順利地進行礦井設(shè)計和保證礦井設(shè)計質(zhì)量,必須具備下列設(shè)計依據(jù)。（一）設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)書又稱計劃任務(wù)書 ,是生產(chǎn)管理部門向設(shè)計部門委托設(shè)計任務(wù)的文件。其中明 確規(guī)定了擬建項目的任務(wù)和設(shè)計

3、內(nèi)容、技術(shù)方向、 設(shè)計階段、 設(shè)計原則、計劃安排以及配套 工程的發(fā)展計劃與要求。（二）井田地質(zhì)勘探報告 井田地質(zhì)勘探報告是為礦井初步設(shè)計提供可靠的資源儲量的依據(jù)。 保證井田境界和礦井 井型不致因地質(zhì)資料不準(zhǔn)確而發(fā)生重大變化,影響煤炭資源既定的工業(yè)用途。對地質(zhì)條件特別復(fù)雜的小型煤礦及地方小煤礦 , 可以詳查最終地質(zhì)勘探報告作為資源儲量的依據(jù)。（三）國家總的建設(shè)方針、政策及現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求 為使煤炭工業(yè)基本建設(shè)健康發(fā)展 ,必須遵循國家正式頒發(fā)的與建設(shè)項目有關(guān)的方針政策 規(guī)程規(guī)范、規(guī)章制度和技術(shù)方向等；或國家對建設(shè)項目明確規(guī)定的有關(guān)文件,如指定采用某種設(shè)備或標(biāo)準(zhǔn) （通用、定型 ）設(shè)計等 ,井

4、可作為設(shè)計依據(jù)。（四）經(jīng)批準(zhǔn)的上階段設(shè)計所確定原則 經(jīng)過批準(zhǔn)的上一階段設(shè)計中所確定的原則和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)， 可作為下一階段設(shè)計的依據(jù)。 例如 , 井田劃分、井型、開拓方式、機械設(shè)備造型、產(chǎn)品加工：工藝等。除個別情況下, 由于當(dāng)時條件的限制或某種原因所致 ,允許初步設(shè)計做局部修改以外 ,礦井初步設(shè)計所確定的設(shè)計原 則, 在做施工圖設(shè)計時 ,般不允許做較大修改。除上述設(shè)計依據(jù)外，已簽訂的與建設(shè)項目有關(guān)的外部協(xié)議、文件等,設(shè)計時也應(yīng)考慮遵循。二、礦井開采設(shè)計的程序和內(nèi)容1、提交礦井項目建議書2、礦井建設(shè)可行性研究：是對礦井建設(shè)的必要性、注意技術(shù)原則方案和技術(shù)經(jīng)濟合理性的全面論證和綜合評價。3、礦井初步設(shè)計

5、：是指導(dǎo)礦井建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟文件，經(jīng)批準(zhǔn)后是安排礦井建設(shè)計劃和 組織實施的依據(jù)。4、施工圖設(shè)計：是礦井建設(shè)、巷道施工的依據(jù)。三、礦井設(shè)計工作的原則1、提高設(shè)計水平，保證設(shè)計質(zhì)量2、保證合理的設(shè)計周期3、加強設(shè)計審批工作第二節(jié) 礦井開采設(shè)計方法礦井設(shè)計包括井田開拓、 采區(qū)準(zhǔn)備和采煤方法， 以及巷道掘進、 礦井提升、 運輸、 通風(fēng)、 排水、 動力供應(yīng)等各個生產(chǎn)系統(tǒng)。 其中以井田的開采設(shè)計為中心。 礦井開采設(shè)計主要應(yīng)解決 井田開采的技術(shù)方案和確定各項開采參數(shù)， 如確定井田開拓方式、 新水平開拓延深方案、 采 準(zhǔn)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)， 選擇采煤方法， 確定階段垂高、 采區(qū)走向長度、 采煤工作面長度等。 使

6、所選用的方案及參數(shù)在技術(shù)上是優(yōu)越的，經(jīng)濟上是合理的，安全上是可靠的。技術(shù)上的優(yōu)越是指所選用的方案生產(chǎn)系統(tǒng)簡單、可靠、安全,采用了適合于該礦具體條件的先進技術(shù)， 有利于采用新技術(shù)新工藝， 有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的機械化、 綜合機械化及自 動化，有利于生產(chǎn)的集中化 ,有利于提高資源采出率，有利于加強生產(chǎn)技術(shù)管理,有利于安全生產(chǎn)。經(jīng)濟上合理是指所選用的方案噸煤生產(chǎn)能力的基本建設(shè)投資少和礦井噸煤生產(chǎn)費用低； 特別是初期建設(shè)投資少，勞動生產(chǎn)效率高，礦井建設(shè)時間短，投資效果好，投資回收期短， 礦井經(jīng)濟效益高。安全可靠：礦井有良好的生產(chǎn)環(huán)境，生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性高。一、方案比較法1、方案比較的步驟和內(nèi)容（1）熟悉基礎(chǔ)

7、資料，提出設(shè)計方案；進行技術(shù)論證。（2）可選方案進行經(jīng)濟比較。（3）根據(jù)經(jīng)濟比較結(jié)果，綜合擇優(yōu)確定礦井開拓主導(dǎo)方案。（4）對主導(dǎo)方案分支中各局部方案進一步優(yōu)化，(5) 編寫方案的設(shè)計說明書，繪出設(shè)計方案相關(guān)圖紙。 二、其它設(shè)計方法1、統(tǒng)計分析法 統(tǒng)計分析法就是根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)礦井的實際情況， 針對需要解決的問題進行調(diào)查統(tǒng)計， 借 以數(shù)學(xué)分析方法，分析某些技術(shù)參數(shù)之間的關(guān)系，某些參數(shù)的合理平均值或可取值范圍。2、標(biāo)準(zhǔn)定額法 標(biāo)準(zhǔn)定額法是以規(guī)范、 規(guī)程和規(guī)定的形式對開采設(shè)計中的某些技術(shù)條件或參數(shù)值做出具 體規(guī)定，而后據(jù)此規(guī)定條件確定某設(shè)計方案內(nèi)其他有關(guān)參數(shù)。3、數(shù)學(xué)分析法數(shù)學(xué)分析法通常是以噸煤費用最低

8、為準(zhǔn)則 ,列出噸煤費用與所求參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系， 采用微分法求極值的原理求解開采設(shè)計方案中某些參數(shù)的有利值,這種方法稱為微分求極值法，也稱為數(shù)學(xué)分析法。適用于設(shè)計項目為定黽參數(shù),初始數(shù)據(jù)為確定型，變量數(shù)日較少的情況。4、經(jīng)濟數(shù)學(xué)規(guī)劃法應(yīng)用了經(jīng)濟數(shù)學(xué)中線性規(guī)劃的理論， 借助于電子計算機進行礦井開采設(shè)計， 選擇最優(yōu)方 案的一種方法。第三節(jié) 礦井開拓設(shè)計方案比較示例目的要求： 通過示例比較分析掌握設(shè)計的方法和考慮的步驟和因素重點、難點和突破的方法：重 點： 1 、考慮的步驟和因素2、最后設(shè)計方案的確定難 點： 設(shè)計方案的確定突破方法： 舉例分析、講解教學(xué)內(nèi)容和步驟（附后）第三節(jié) 礦井開拓設(shè)計方案比較

9、示例1.設(shè)計基本條件2.提出的設(shè)計方案3. 技術(shù)分析論證4. 經(jīng)濟比較主要內(nèi)容5. 綜合確定設(shè)計方案6. 進行 .巷道施工設(shè)計I -龐家磨場地; n -何家莊場地; m 曹園場地； v-任家磨場地井口及工業(yè)廣場位置方案比較圖西四采區(qū)西五采西區(qū)一 米1 1二冷區(qū)1 _東二采區(qū)西三 .西一采區(qū)東一采區(qū)采區(qū)1 _ / , 1j：1» 4/3南二采區(qū)2門V1南一采區(qū)L |rL水河北納井田開拓方案一平面圖# * 'p討!rrf勺卄柑LiFrkTT "廠”訂*+14E0+13Q0+11S0T、5a+1000*a >+£60幵祐另寃一井田開拓方案二平面圖表15-1

10、各方案工程量投資比較表項目萬案一萬案一萬案二數(shù)量投資/ 萬元數(shù)量投資/ 萬元數(shù)量投資/萬元井 巷 工 程主井/m5501897.54701621.54851673.25副井/m582239050020505202132風(fēng)井/m520130060015004801200井底車場/萬元220022002200主要運輸?shù)兰盎仫L(fēng)道/m230017486400486428002128采區(qū)準(zhǔn)備巷道/m280015684100229642002352井筒裝備/力兀800905870合計/萬兀11903.515436.512555.25工業(yè) 場 地 運 輸 工 程占地面積/km2157501470016800土石方工程量/m2110000441200004813000052防洪排澇工程/萬元180245260鐵路專用線總投資/萬元390051004500場外公路總投資/萬元120230160供電通訊線路投資 /萬元176189205供水管路投資/萬元400300450主、副井提升設(shè)備投資/力兀246023402270基建投資合計/萬元19933.524588.521252.25表15-2各方案投產(chǎn)20年內(nèi)生產(chǎn)經(jīng)營費比較表項目萬案一萬案一萬案二礦井提升費721.89769.94661.95礦井帶式輸送機運營費311.33631.