煤矿矿井开拓设计的内容与方法

李志龙

摘 要：矿井开拓设计是确定由地面进入地下，开通地下开采区域的主要井巷布置、采掘顺序及相关设备设施和材料投入等，关系到矿井生产技术的长远发展。本文主要研究了矿井开拓设计内容、方法，技术分析等。

关键词：矿井开拓设计；内容；方法

引言

通过技术与经济对比分析不难发现，方案优化后工业广场采取分区台阶式布设，不仅分区明确，管理

1、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；選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142（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、矿井开拓设计方法

2.1矿井开拓方案的技术分析与比较

首先，技术分析的原则。第一，生产集中化。采矿技术的发展趋势之一就是向生产集中化发展，目前，出现了许多“一井一面”、“一井两面”高度集中的大型现代化矿井。必须从采煤工作面、采（盘、带）区布置、水平设置和矿井生产能力等方面进行综合分析，必须在矿井开拓部署上有利于矿井生产的集中化。第二，开采系统合理化。通过多方案的比较，合理选择开拓方式、井筒位置和个数、开采水平设置、大巷布置、采（盘、带）区与工作面布置；必须选择地质条件和开采041条件好、初期建设工程量较小、容易实现安全高产高效的采（盘、带）区作为首采区。第三，采掘综合机械化。采用综采与综掘技术，是生产集中化和高产高效的技术保证。第四，提升系统自动化。选择先进的提升、运输设备，实现主、副井提升系统和大巷运输系统的自动化，保证矿井高产高效、安全、可靠。第五，地面布置合理化。矿井的地面工业广场布置必须充分考虑地下开采条件和地面的地质地形条件，实行功能分区，流程合理，缩小占地面积，有利于初期开拓。第六，监测监控管理网络化，实现科学管理。第七，安全环保要求，文明生产。其次，技术比较的主要内容。在进行矿井开拓方案的技术比较时，对矿井设计生产能力、井筒形式与井口位置、井田内划分和开采水平设置、运输大巷和回风大巷布置进行比较。部分内容间具有联系，存在交叉比较。第一，矿井设计生产能力方案比较的内容。矿井的设计生产能力若产生不同方案，则必须抓住影响矿井生产能力的主要生产环节进行方案比较。第二，井筒形式与井口位置方案比较内容。井筒形式、位置与数量必须同时比较，包括第一开采水平和延深水平的相关工程。第三，井田内划分和水平设置方案比较内容。第四，运输大巷布置方案比较内容。高瓦斯矿井，必须采用大断面单巷或小断面双巷；对于薄及中厚煤层开采，必须采用煤层大巷或岩石大巷等。

2.2矿井开拓方案的经济比较

第一，折算费用法。一个方案的经济效果好坏，体现在投资与收益间的比较结果。若所有对比方案的收益相同，投资较小的方案就是经济效果较好的方案。在经济比较过程中，涉及基建投资和生产经营费用两类性质不同的指标。利用折算费用指标作为经济比较指标，涉及所有技术方案的基本建设投资和生产经营成本。第二，投资回收期法。投资回收期法适用于方案比较，并且是常用的一种方法，特别是对于局部方案的比较。它的计算不涉及投资项目的生产总成本、产品价格、利润、税金等因素。在计算投资回收期时，为简化工作量，在统计基建投资和生产经营费用时，习惯于采用相同部分不予计算的原则。在两个设计方案的规模相同时，这一原则是正确的。若把这一原则用于矿井生产能力不同的两个设计方案，会降低比较结果的可信度。第三，工效。工效是劳动者在单位时间内所能生产的产品数量。可以分为全员工效、生产人员工效、井下人员工效、采掘人员工效及采煤人员工效。第四，主要费用参数的计算。首先，巷道掘进费。依据不同类型的巷道断面和支护方式，一般按长度计算巷道掘进费。硐室掘进费也是井巷工程掘进费用的一部分，按掘进体积计算硐室的掘进费。其次，矿井排水费用。矿井排水费用是指为了井下安全生产所必须支付的排水电费。最后，矿井通风费用。矿井通风费用主要是矿井主要通风机消耗的电能。

结束语

矿井开拓方式不仅决定着整个矿井建成后的生产工艺选择与煤矿长久发展，同时更决定着矿井基建时期的建设工程量、建设周期、项目投资总量、工程建设质量及项目建成投产后是否可快速投产和长期安全生产。

参考文献：

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