矿井开拓方案设计研究

杜文生

(七台河市桃山区煤炭生产安全监督管理局，黑龙江 七台河 154600)



矿井开拓方案设计研究

杜文生

(七台河市桃山区煤炭生产安全监督管理局，黑龙江 七台河 154600)

本文主要阐述了矿井开拓方案设计的依据、程序、内容以及矿井开拓方案设计方法等问题。

矿井；开拓方案设计；研究

1 矿井开拓方案设计的依据、程序和内容

1.1 矿井设计的依据

A. 政策与法规。国家对建设项目明确规定的文件等是进行矿井设计的基本依据，是保障资源合理利用、保持煤炭工业健康发展的基础。B. 设计任务书。任务书是进行矿井设计的指导性文件。设计任务书视不同项目而异，大、中型矿井设计任务书阐述的内容一般有:矿井建设的目的和依据，开拓方案范围和生产能力，开拓方式和机械化程度，资源利用，“三废处理”和抗震要求，电源、水源、材料供应以及地面运输条件和协作条件，建设地点和土地征用估算，建设投资和基建工期，劳动定员与劳动生产率，要求达到的技术水平和经济效益等。改扩建大、中型矿井的设计任务书还应包括原有和现有的地质资料情况，可利用的井上下工程设施，现有生产潜力发挥情况等。C. 资源。井田勘探地质报告为矿井初步设计提供了可靠的资源储量依据。井田勘探地质工作在矿区总体设计和详查的基础上进行，其成果满足井筒、主要平巷位置的选择和初期采区划分的需要，并保证井型、井田境界和煤的既定工业用途，不致因地质资料不准确而发生重大变化。D. 设计矿井前，首先要对矿井所在的矿区进行整体开发规划，即矿区总体规划，总体规划设计所确定的原则是单个矿井设计的依据。矿井设计中，初步设计所确定的原则是单项施工图设计的依据。

1.2 矿井开拓方案设计的程序和内容

第一，提交矿井项目建议书。矿井项目建议书是根据批准的矿区综合开发规划而编制，主要对有关矿井项目建设的重大问题提出初步分析。

第二，矿井建设可行性研究。编制的基础资料是批准的矿井勘探地质报告。可行性研究对建设项目的主要方面进行深入细致的研究，其主要内容包括:预测市场对煤炭的需求情况；分析煤炭资源条件和原始地质资料，确定矿井生产能力；择优确定先进可靠和符合我国技术政策及能源政策的开拓方案；选择矿井合理的工艺流程和主要设备；确定合理的环境保护方案；协调各方面关系；对建设项目的经济效果进行总评价等。

第三，矿井初步设计。矿井进行可行性研究后，依据已批准的精查地质报告和煤层赋存条件进行矿井初步设计。初步设计应指导施工图设计，作为控制工程投资、设备选型订货及矿井验收和生产考核的依据。矿井初步设计的质量和技术水平，决定了矿井的建设工程量、建设工期、基建投资和技术经济效果。a.说明矿井的隶属关系、地理位置、地形地貌，河、湖的分布及范围，工农业、建筑材料概况，现有水源、电源、地面建筑等情况；井田地质、煤层煤质；瓦斯、煤尘、煤的自燃情况；水文地质情况；开拓方案技术条件以及其他有益矿产的开拓方案与利用评价。重点对地质报告进行全面分析研究，应对勘探程度、存在的主要问题、开拓方案技术条件与资源可靠性等作出评价并提出补充勘探意见。b.矿井设计年生产能力与服务年限的确定。c.选择井田开拓方式，工业场地及井筒位置、数目、断面与用途，水平的划分及水平标高的确定，包括防水(砂)煤柱的计算、回采上限的确定、回风水平的确定、第一水平标高的确定。确定主要巷道的布置方式、井底车场的类型及硐室布置。验算井底车场的通过能力。确定开拓方案顺序、采区划分及配采计划。井田开拓方案关系到地面与井下整体布局，对建设工程量、基建工期、生产技术面貌和经济效益有重大作用，应提出多个方案进行技术经济比较分析，阐明推荐开拓方案的主要内容和推荐理由。d.确定矿井提升及大巷运输方式，选择提升、运输、通风等方式。e.根据井田瓦斯、煤层自燃、煤与瓦斯突出、突水等情况，确定通风方式和通风系统，确定防止井下灾害的措施及安全装备、井下安全监控系统和设备选型。f.阐明各可采煤层的煤质、用途和用户，根据煤质和用户的要求，提出选矸及筛分方案，确定煤的加工工艺流程、主副井生产系统和矸石系统，确定矿井机电设备修理车间、坑木场、煤样化验室等主要设备的选型、地点和面积。g.概述地面现有的铁路、公路和其他交通运输情况，线路主要技术条件、运输能力及发展规划，设计矿井装车站运输线路、标准轨道铁路和专用线，铁路的经营方式。h.说明地面建筑物和构筑物设计的气象、工程地质、地震、建筑材料等情况。确定地面工业建筑物、行政和居民生活建筑物及位置，计算这些建筑物的面积。i.采用先进的矿井管理模式设置矿井管理运行机制，矿井初步设计要提供相应设计内容的附图、主要机电设备和器材目录、三材消耗清册以及设计概算书。

矿井设计既要符合政策、规程，又要适应国情，切实可行。设计单位和人员应精心设计，力求比选出技术先进、经济合理的最优方案，设计审批程序也要严格按国家有关规定进行，避免由于任意修改设计或不按设计施工，而造成经济损失或影响建设速度。

第四，施工图设计。应根据初步设计内容确定。新建矿井一般包括井巷工程、地面建筑工程和机电设备安装工程等方面的施工图。批准后的设计施工图是施工单位进行施工的依据。

2 矿井开拓方案设计方法

2.1 方案比较法的步骤及内容

在实际工作中，方案比较法是矿井开拓方案设计中最基本和最常用的方法，它可以解决矿井开拓总体和局部设计中的各种设计问题。方案比较法的核心是对提出的几个技术可行、安全可靠的设计方案进行全面的技术分析和经济比较，从中选出最优方案。A. 熟悉基础资料，在技术分析基础上提出可行方案。熟悉矿井设计所需的各种基础资料，如:勘探地质资料、地面工程地质、矿区总体规划等，明确设计的内容和目标，分析各种地质因素和地面条件对设计方案的影响程度。通过深入细致地分析和研究，提出几个技术上可行、安全上可靠的方案。如果可行方案较多，需要作进一步的比较，最后筛选确定的可行方案一般不少于3个。B. 经济比较。计算各可行方案的工程量、基本建设投资、建井工期、生产经营费用、收益率和回收期等各主要指标，然后进行比较。C.综合技术经济比较结果，择优确定矿井开拓主导方案。在设计优化过程中，通常把一些易于数值化的准则编制成经济数学模型，确定方案的优劣。

吨煤成本和吨煤投资。吨煤成本是矿井生产总成本除以矿井产量的值，是一项综合性指标。它反映了生产经营活动的最终成果，是评价矿井开拓方案优劣的重要经济指标。吨煤投资是矿井建设总投资额除以矿井生产能力的商值。我国对不同井型的矿井规定了相应的吨煤投资限额，是衡量矿井建设水平的重要指标。

劳动生产率。劳动生产率是采煤工作面日产量除以采煤工作面昼夜出勤人数的比值。它反映了煤炭行业生产力水平的高低，与煤层开拓方案条件、采煤机械化程度、劳动组织形式和生产管理水平等因素有关，是反映矿井技术水平的重要指标。

折算费用法。矿井方案的所有费用可分成基本建设投资费用和生产经营费用两部分，两部分费用不能简单相加。将参与比较方案的基本建设投资费用乘以投资效果系数(折算比率)，折算费用数值最小的方案则为最优。

2.2 方案比较中应注意的问题

A.方案比较过程是一个综合决策的过程。方案不仅要反映技术的优越、经济的合理性，而且还要较好地体现国家的政策，根据市场需求，结合社会效益和环境效益，详细论证和综合评价。B.方案比较法重点比较过程。由于方案涉及因素较多，方案中各因素的重要程度不同，应对重要项目和费用进行比较。两方案相同项目可不进行比较，费用相同或费用占吨煤成本比例较小可不进行比较。C.方案比较应具体问题具体分析。由于原始资料不可能精确，各种费用单价的选取也要符合生产实际。

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[2] 刘艳伟.矿井开拓方案的技术比较与经济比较[J].科技与企业，2012，(11):47-49.

[3] 王建声，丁玉贤.大型工程项目合同架构分析[J].河南城建学院学报，2010，(05):61-62.

Research on mine development scheme design

DU Wen-sheng

(Qitaihe Coal Production Safety Supervision and Administration Bureau of Taoshan District, Qitaihe 154600, China)

This paper mainly elaborates the basis, procedure and content of mine development plan design and the design method of mine development scheme.

Mine; Development scheme design; Research

2017-02-18

杜文生(1968-)，男，工程师。

TD822

B

1674-8646(2017)08-0142-02