煤礦礦井開采設(shè)計(jì)原則與步驟

1、煤礦礦井開采設(shè)計(jì)原則與步驟1 礦井開采設(shè)計(jì)的原則（1）提高設(shè)計(jì)水平，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量設(shè)計(jì)單位要堅(jiān)決貫徹國家的方針和政策以及煤礦安全規(guī)程，認(rèn)真分析研究地質(zhì)資料，努力提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，使設(shè)計(jì)的礦井既技術(shù)先進(jìn)又能適應(yīng)國情，還能夠縮短建設(shè)工期和節(jié)省投資，生產(chǎn)時(shí)能取得最大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。（2）要保證合理的設(shè)計(jì)周期合理的設(shè)計(jì)周期是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要保證，各個(gè)設(shè)計(jì)階段都有一定的時(shí)間要求，如果設(shè)計(jì)周期過于緊迫，往往會(huì)使設(shè)計(jì)考慮不周，造成設(shè)計(jì)返工，甚至給礦井生產(chǎn)帶來隱患，不能保證正常的安全生產(chǎn)，從而會(huì)遭受更大的損失。（3）加強(qiáng)設(shè)計(jì)審批工作設(shè)計(jì)審批是對(duì)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行全面的審查，以便決定是否可批準(zhǔn)這部設(shè)計(jì)作為建設(shè)的依據(jù)。設(shè)計(jì)

2、審批是一項(xiàng)嚴(yán)肅的工作，要認(rèn)真貫徹國家的有關(guān)規(guī)定。2 礦井開采設(shè)計(jì)的步驟礦井開采設(shè)計(jì)主要應(yīng)解決井田開采的技術(shù)方案和確定各項(xiàng)開采數(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、采煤工作面長度以及各個(gè)系統(tǒng)的機(jī)電裝備等。使所選用的方案技術(shù)上是先進(jìn)的，經(jīng)濟(jì)上是合理的，安全上是可靠的。技術(shù)上的先進(jìn)是指所選用的方案采用了適合該礦具體條件的先進(jìn)技術(shù)，有利于采用新技術(shù)新工藝，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的機(jī)械化及自動(dòng)化，用于生產(chǎn)的集中化，有利于提高資源采出率，有利于加強(qiáng)生產(chǎn)技術(shù)管理，有利于安全生產(chǎn)。經(jīng)濟(jì)上合理是指所選用的方案噸煤生產(chǎn)能力的基建投資少，特別是初期

3、投資少，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，噸煤生產(chǎn)費(fèi)用低，礦井建設(shè)時(shí)間短，投資效果好，投資回收期短，利潤高。應(yīng)當(dāng)按照上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性要求來確定開采設(shè)計(jì)需要解決的具體問題。由于礦井地質(zhì)條件的多樣化和技術(shù)條件的復(fù)雜性，隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，所解決問題的性質(zhì)、影響范圍各不相同，研究和確定的開采設(shè)計(jì)方案也可以采用不同的方法。在我國目前條件下，通常采用如下的方法步驟。（1）提出可行方案首先要明確設(shè)計(jì)的內(nèi)容、性質(zhì)、要求，以及要達(dá)到的目標(biāo)等；熟悉和掌握設(shè)計(jì)任務(wù)或設(shè)計(jì)所解決的總體或局部課題中的內(nèi)、外部條件，如井田的地質(zhì)地形條件、交通情況及與鄰近井田的關(guān)系等；根據(jù)井田的自然地質(zhì)條件和采礦技術(shù)條件，深入細(xì)致地分析和研究設(shè)計(jì)中的有關(guān)問

4、題，提出若干個(gè)技術(shù)上可行的方案。（2）進(jìn)行方案的技術(shù)比較對(duì)提出的可行方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)分析和粗略的經(jīng)濟(jì)比較，否定一此技術(shù)經(jīng)濟(jì)上比較容易鑒別是不合理的方案；將剩余的2 3個(gè)方案取長補(bǔ)短，使其更加完善；如果能夠明顯地判定出哪一個(gè)方案最好，就可以確定其為最終采用的方案；能明顯地判定各方案在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)劣，則必須對(duì)這2 3個(gè)方案進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較。（3）進(jìn)行方案的經(jīng)濟(jì)比較將上述2 3個(gè)方案詳細(xì)地進(jìn)行經(jīng)濟(jì)費(fèi)用的計(jì)算與比較。在進(jìn)行開拓方案的經(jīng)濟(jì)比較時(shí)，要考慮下列費(fèi)用：基本建設(shè)費(fèi)，包括井巷開鑿費(fèi)、建筑物及結(jié)構(gòu)物的修建費(fèi)及一些特殊的設(shè)備費(fèi)等。生產(chǎn)經(jīng)營，包括巷道維護(hù)費(fèi)、運(yùn)輸提升費(fèi)、排水費(fèi)及通風(fēng)費(fèi)等。（4）方案

5、的多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)優(yōu)選在方案比較后，應(yīng)對(duì)技術(shù)分析比較的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，權(quán)衡各方案的利弊，抓住關(guān)鍵問題，選擇一個(gè)確實(shí)是各方案中能夠較好地體現(xiàn)各項(xiàng)方針政策、技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)效益的方案。但是，應(yīng)當(dāng)指出，如將各方案的生產(chǎn)費(fèi)用和基本建設(shè)費(fèi)用簡(jiǎn)單相加后相比，以方案所需費(fèi)用總額最小者確定為經(jīng)濟(jì)上最有利的方案，這無形之中就突出了生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用的作用（因?yàn)檫@與基本建設(shè)費(fèi)用相比，生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用的比重很大），還不能夠反映出方案的投資效果。因此，必須將有關(guān)因素都考慮進(jìn)去，進(jìn)行方案的多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)。（5）編寫方案說明，繪制設(shè)計(jì)圖紙最后按設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，對(duì)各方案作出詳細(xì)的文字說明，并繪出設(shè)計(jì)圖紙。3 礦井開采設(shè)計(jì)方案中參數(shù)

6、的確定方法我國目前確定礦井開采設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)用最廣泛的方法是方案比較法。用該方法確定礦井開拓開采設(shè)計(jì)方案中的各種參數(shù)通常可用統(tǒng)計(jì)分析法、標(biāo)準(zhǔn)定額法和數(shù)學(xué)分析法等方法來確定。3.1 統(tǒng)計(jì)分析法統(tǒng)計(jì)分析法就是根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)礦井的實(shí)際情況，針對(duì)需解決的問題調(diào)查統(tǒng)計(jì)，借以分析某些技術(shù)參數(shù)之間的關(guān)系，某些參數(shù)的合理平均值或可取范圍。例如，統(tǒng)計(jì)一條件下的工作面長度與其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之間的關(guān)系，以尋求合理的采煤工作面長度；分析設(shè)計(jì)實(shí)際的采區(qū)生產(chǎn)能力，以合理地確定采區(qū)內(nèi)的同采工作面數(shù)目和采煤工藝方式；調(diào)查統(tǒng)計(jì)一定條件下的巷道維護(hù)費(fèi)用，以確定相似條件下的費(fèi)用參數(shù)；統(tǒng)計(jì)分析現(xiàn)有礦井的平均先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，作為設(shè)計(jì)類似

7、礦井的參考數(shù)值等。3.2 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(duì)開采設(shè)計(jì)中的某些技術(shù)條件或參數(shù)作出具體規(guī)定，而后據(jù)此規(guī)定條件確定某設(shè)計(jì)方案內(nèi)其他有關(guān)參數(shù)。例如，在井田范圍和礦井生產(chǎn)能力一定的條件下，根據(jù)采區(qū)走向長度和傾斜長度的規(guī)定，可計(jì)算礦井劃分的采區(qū)數(shù)目；根據(jù)規(guī)定的礦井工作面制度（年工作日數(shù)、日提升小時(shí)數(shù)和生產(chǎn)班數(shù)等），計(jì)算各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力；根據(jù)規(guī)定的巷道內(nèi)允許風(fēng)速，計(jì)算巷道的最小斷面等。在一些具體礦井條件下，受原有技術(shù)條件的限制，也可看作是標(biāo)準(zhǔn)定額法的具體應(yīng)用。例如，按輔助運(yùn)輸設(shè)備的能力，確定上山或下山的長度；按局部通風(fēng)機(jī)的供風(fēng)能力，確定巷道的掘進(jìn)長度等。3.3 數(shù)學(xué)分析法數(shù)學(xué)分析法通常是以噸煤費(fèi)用最低為準(zhǔn)則，列出噸煤費(fèi)用與欲求參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，采用微分求極值的方法求解開采設(shè)計(jì)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(jì)項(xiàng)目為定量參數(shù)，初始數(shù)據(jù)為確定型，變量數(shù)目較少的情況。在解決具體問題時(shí)，首先要設(shè)法列出目標(biāo)函數(shù)與量之間的函數(shù)關(guān)系式，然后用微分法求最高（如產(chǎn)量、盈利和效率）或最低（如成本、材料消耗、能源消耗）的極值，該極