煤礦礦井開拓設計的內容與方法

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，關系到礦井生產技術的長遠發展。本文主要研究了礦井開拓設計內容、方法，技術分析等。

關鍵詞：礦井開拓設計；內容；方法

引言

通過技術與經濟對比分析不難發現，方案優化后工業廣場采取分區臺階式布設，不僅分區明確，管理

1、礦井開拓方案設計的程序和內容

第一，提交礦井項目建議書。礦井項目建議書是根據批準的礦區綜合開發規劃而編制，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。編制的基礎資料是批準的礦井勘探地質報告。可行性研究對建設項目的主要方面進行深入細致的研究，其主要內容包括：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資料，確定礦井生產能力；擇優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；確定合理的環境保護方案；協調各方面關系；對建設項目的經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，依據已批準的精查地質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考核的依據。礦井初步設計的質量和技術水平，決定了礦井的建設工程量、建設工期、基建投資和技術經濟效果。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，工農業、建筑材料概況，現有水源、電源、地面建筑等情況；井田地質、煤層煤質；瓦斯、煤塵、煤的自燃情況；水文地質情況；開拓方案技術條件以及其他有益礦產的開拓方案與利用評價。重點對地質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.礦井設計年生產能力與服務年限的確定。c.選擇井田開拓方式，工業場地及井筒位置、數目、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、生產技術面貌和經濟效益有重大作用，應提出多個方案進行技術經濟比較分析，闡明推薦開拓方案的主要內容和推薦理由。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，確定防止井下災害的措施及安全裝備、井下安全監控系統和設備選型。f.闡明各可采煤層的煤質、用途和用戶，根據煤質和用戶的要求，提出選矸及篩分方案，確定煤的加工工藝流程、主副井生產系統和矸石系統，確定礦井機電設備修理車間、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、運輸能力及發展規劃，設計礦井裝車站運輸線路、標準軌道鐵路和專用線，鐵路的經營方式。h.說明地面建筑物和構筑物設計的氣象、工程地質、地震、建筑材料等情況。確定地面工業建筑物、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、經濟合理的最優方案，設計審批程序也要嚴格按國家有關規定進行，避免由于任意修改設計或不按設計施工，而造成經濟損失或影響建設速度。第四，施工圖設計。應根據初步設計內容確定。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。

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，生產集中化。采礦技術的發展趨勢之一就是向生產集中化發展，目前，出現了許多“一井一面”、“一井兩面”高度集中的大型現代化礦井。必須從采煤工作面、采（盤、帶）區布置、水平設置和礦井生產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的集中化。第二，開采系統合理化。通過多方案的比較，合理選擇開拓方式、井筒位置和個數、開采水平設置、大巷布置、采（盤、帶）區與工作面布置；必須選擇地質條件和開采041條件好、初期建設工程量較小、容易實現安全高產高效的采（盤、帶）區作為首采區。第三，采掘綜合機械化。采用綜采與綜掘技術，是生產集中化和高產高效的技術保證。第四，提升系統自動化。選擇先進的提升、運輸設備，實現主、副井提升系統和大巷運輸系統的自動化，保證礦井高產高效、安全、可靠。第五，地面布置合理化。礦井的地面工業廣場布置必須充分考慮地下開采條件和地面的地質地形條件，實行功能分區，流程合理，縮小占地面積，有利于初期開拓。第六，監測監控管理網絡化，實現科學管理。第七，安全環保要求，文明生產。其次，技術比較的主要內容。在進行礦井開拓方案的技術比較時，對礦井設計生產能力、井筒形式與井口位置、井田內劃分和開采水平設置、運輸大巷和回風大巷布置進行比較。部分內容間具有聯系，存在交叉比較。第一，礦井設計生產能力方案比較的內容。礦井的設計生產能力若產生不同方案，則必須抓住影響礦井生產能力的主要生產環節進行方案比較。第二，井筒形式與井口位置方案比較內容。井筒形式、位置與數量必須同時比較，包括第一開采水平和延深水平的相關工程。第三，井田內劃分和水平設置方案比較內容。第四，運輸大巷布置方案比較內容。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，必須采用煤層大巷或巖石大巷等。

2.2礦井開拓方案的經濟比較

第一，折算費用法。一個方案的經濟效果好壞，體現在投資與收益間的比較結果。若所有對比方案的收益相同，投資較小的方案就是經濟效果較好的方案。在經濟比較過程中，涉及基建投資和生產經營費用兩類性質不同的指標。利用折算費用指標作為經濟比較指標，涉及所有技術方案的基本建設投資和生產經營成本。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總成本、產品價格、利潤、稅金等因素。在計算投資回收期時，為簡化工作量，在統計基建投資和生產經營費用時，習慣于采用相同部分不予計算的原則。在兩個設計方案的規模相同時，這一原則是正確的。若把這一原則用于礦井生產能力不同的兩個設計方案，會降低比較結果的可信度。第三，工效。工效是勞動者在單位時間內所能生產的產品數量。可以分為全員工效、生產人員工效、井下人員工效、采掘人員工效及采煤人員工效。第四，主要費用參數的計算。首先，巷道掘進費。依據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。

結束語

礦井開拓方式不僅決定著整個礦井建成后的生產工藝選擇與煤礦長久發展，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、工程建設質量及項目建成投產后是否可快速投產和長期安全生產。

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