煤礦礦井開采設(shè)計原則與步驟

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

2、審批是一項嚴肅的工作，要認真貫徹國家的有關(guān)規(guī)定。2 礦井開采設(shè)計的步驟礦井開采設(shè)計主要應解決井田開采的技術(shù)方案和確定各項開采數(shù)，如確定井田開拓方式、新水平開拓延深方案、采準巷道布置及生產(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系統(tǒng)的機電裝備等。使所選用的方案技術(shù)上是先進的，經(jīng)濟上是合理的，安全上是可靠的。技術(shù)上的先進是指所選用的方案采用了適合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)過程的機械化及自動化，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)能力的基建投資少，特別是初期

3、投資少，勞動生產(chǎn)率高，噸煤生產(chǎn)費用低，礦井建設(shè)時間短，投資效果好，投資回收期短，利潤高。應當按照上述技術(shù)經(jīng)濟合理性要求來確定開采設(shè)計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)計的內(nèi)容、性質(zhì)、要求，以及要達到的目標等；熟悉和掌握設(shè)計任務(wù)或設(shè)計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，深入細致地分析和研究設(shè)計中的有關(guān)問

4、題，提出若干個技術(shù)上可行的方案。（2）進行方案的技術(shù)比較對提出的可行方案進行詳細的技術(shù)分析和粗略的經(jīng)濟比較，否定一此技術(shù)經(jīng)濟上比較容易鑒別是不合理的方案；將剩余的2 3個方案取長補短，使其更加完善；如果能夠明顯地判定出哪一個方案最好，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)濟上的優(yōu)劣，則必須對這2 3個方案進行詳細的經(jīng)濟比較。（3）進行方案的經(jīng)濟比較將上述2 3個方案詳細地進行經(jīng)濟費用的計算與比較。在進行開拓方案的經(jīng)濟比較時，要考慮下列費用：基本建設(shè)費，包括井巷開鑿費、建筑物及結(jié)構(gòu)物的修建費及一些特殊的設(shè)備費等。生產(chǎn)經(jīng)營，包括巷道維護費、運輸提升費、排水費及通風費等。（4）方案

5、的多目標綜合評價優(yōu)選在方案比較后，應對技術(shù)分析比較的結(jié)果進行綜合分析，權(quán)衡各方案的利弊，抓住關(guān)鍵問題，選擇一個確實是各方案中能夠較好地體現(xiàn)各項方針政策、技術(shù)上合理、經(jīng)濟效益的方案。但是，應當指出，如將各方案的生產(chǎn)費用和基本建設(shè)費用簡單相加后相比，以方案所需費用總額最小者確定為經(jīng)濟上最有利的方案，這無形之中就突出了生產(chǎn)經(jīng)營費用的作用（因為這與基本建設(shè)費用相比，生產(chǎn)經(jīng)營費用的比重很大），還不能夠反映出方案的投資效果。因此，必須將有關(guān)因素都考慮進去，進行方案的多目標綜合評價。（5）編寫方案說明，繪制設(shè)計圖紙最后按設(shè)計任務(wù)書的要求，對各方案作出詳細的文字說明，并繪出設(shè)計圖紙。3 礦井開采設(shè)計方案中參數(shù)

6、的確定方法我國目前確定礦井開采設(shè)計方案時應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)計方案中的各種參數(shù)通?？捎媒y(tǒng)計分析法、標準定額法和數(shù)學分析法等方法來確定。3.1 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，針對需解決的問題調(diào)查統(tǒng)計，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)計一條件下的工作面長度與其技術(shù)經(jīng)濟指標之間的關(guān)系，以尋求合理的采煤工作面長度；分析設(shè)計實際的采區(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)計一定條件下的巷道維護費用，以確定相似條件下的費用參數(shù)；統(tǒng)計分析現(xiàn)有礦井的平均先進的技術(shù)經(jīng)濟指標，作為設(shè)計類似

7、礦井的參考數(shù)值等。3.2 標準定額法標準定額法是以規(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)作出具體規(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)。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)、日提升小時數(shù)和生產(chǎn)班數(shù)等），計算各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力；根據(jù)規(guī)定的巷道內(nèi)允許風速，計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，也可看作是標準定額法的具體應用。例如，按輔助運輸設(shè)備的能力，確定上山或下山的長度；按局部通風機的供風能力，確定巷道的掘進長度等。3.3 數(shù)學分析法數(shù)學分析法通常是以噸煤費用最低為準則，列出噸煤費用與欲求參數(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)學分析法。適用于設(shè)計項目為定量參數(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，首先要設(shè)法列出目標函數(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