煤矿开采技术矿井开采设计.docx
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煤矿开采技术矿井开采设计
第十五章矿井开采设计
第一节矿井开采设计的依据、程序和内容
第二节矿井开采设计的设计方法
目的要求：
1、掌握设计目的与要求
2、掌握开采设计的依据、程序和内容
3、掌握开采设计有哪些具体方法
重点、难点和突破的方法：
重点：
1、开采设计的依据、程序和内容
2、开采设计的方法
难点：
突破方法：
1、举例分析、讲解
教学内容和步骤（附后）
第三篇开采设计
第十五章矿井开采设计
学习目的与要求：
通过学习，要求学生了解矿井开采设计的程序与内容，矿井开采设计方法及评价准则，掌握方案比较法的内容、步骤与注意事项，具有应用方案比较法进行矿井开采设计的能力。
矿井开采设计包括编制计划任务书（设计任务书）、编制设计文件、建设施工、竣工验收和交付生产四个阶段。
矿井开采设计从内容上分两部分按两个阶段进行：
1.矿井开采方案设计：
首先确定全矿或某一部分的开拓部署、井巷布置、生产系统等主要技术原则；
2.巷道施工设计：
其次根据已批准的初步设计或方案而进行单位工程施工图设计。
从程序上，矿井开采设计分：
提交项目建议书、可行性研究、初步设计、施工图设计四个部分进行。
第一节矿井开采设计的依据、程序和内容
一、矿井设计依据
为顺利地进行矿井设计和保证矿井设计质量,必须具备下列设计依据。
（一）设计任务书
设计任务书又称计划任务书,是生产管理部门向设计部门委托设计任务的文件。
其中明确规定了拟建项目的任务和设计内容、技术方向、设计阶段、设计原则、计划安排以及配套工程的发展计划与要求。
（二）井田地质勘探报告
井田地质勘探报告是为矿井初步设计提供可靠的资源储量的依据。
保证井田境界和矿井井型不致因地质资料不准确而发生重大变化,影响煤炭资源既定的工业用途。
对地质条件特别复杂的小型煤矿及地方小煤矿,可以详查最终地质勘探报告作为资源储量的依据。
（三）国家总的建设方针、政策及现行有关标准和规范的要求
为使煤炭工业基本建设健康发展,必须遵循国家正式颁发的与建设项目有关的方针政策,规程规范、规章制度和技术方向等；或国家对建设项目明确规定的有关文件,如指定采用某种设备或标准（通用、定型）设计等,井可作为设计依据。
（四）经批准的上阶段设计所确定原则
经过批准的上一阶段设计中所确定的原则和技术标准，可作为下一阶段设计的依据。
例如,井田划分、井型、开拓方式、机械设备造型、产品加工：
工艺等。
除个别情况下,由于当时条件的限制或某种原因所致,允许初步设计做局部修改以外,矿井初步设计所确定的设计原则,在做施工图设计时,—般不允许做较大修改。
除上述设计依据外，已签订的与建设项目有关的外部协议、文件等,设计时也应考虑遵循。
二、矿井开采设计的程序和内容
1、提交矿井项目建议书
2、矿井建设可行性研究：
是对矿井建设的必要性、注意技术原则方案和技术经济合理性的全面论证和综合评价。
3、矿井初步设计：
是指导矿井建设的技术经济文件，经批准后是安排矿井建设计划和组织实施的依据。
4、施工图设计：
是矿井建设、巷道施工的依据。
三、矿井设计工作的原则
1、提高设计水平，保证设计质量
2、保证合理的设计周期
3、加强设计审批工作
第二节矿井开采设计方法
矿井设计包括井田开拓、采区准备和采煤方法，以及巷道掘进、矿井提升、运输、通风、排水、动力供应等各个生产系统。
其中以井田的开采设计为中心。
矿井开采设计主要应解决井田开采的技术方案和确定各项开采参数，如确定井田开拓方式、新水平开拓延深方案、采准巷道布置及生产系统，选择采煤方法，确定阶段垂高、采区走向长度、采煤工作面长度等。
使所选用的方案及参数在技术上是优越的，经济上是合理的，安全上是可靠的。
技术上的优越是指所选用的方案生产系统简单、可靠、安全,采用了适合于该矿具体条件的先进技术，有利于采用新技术新工艺，有利于实现生产过程的机械化、综合机械化及自动化，有利于生产的集中化,有利于提高资源采出率，有利于加强生产技术管理,有利于安全生产。
经济上合理是指所选用的方案吨煤生产能力的基本建设投资少和矿井吨煤生产费用低；特别是初期建设投资少，劳动生产效率高，矿井建设时间短，投资效果好，投资回收期短，矿井经济效益高。
安全可靠：
矿井有良好的生产环境，生产系统可靠性高。
一、方案比较法
1、方案比较的步骤和内容
（1）熟悉基础资料，提出设计方案；进行技术论证。
（2）可选方案进行经济比较。
（3）根据经济比较结果，综合择优确定矿井开拓主导方案。
（4）对主导方案分支中各局部方案进一步优化，
（5）编写方案的设计说明书，绘出设计方案相关图纸。
二、其它设计方法
1、统计分析法
统计分析法就是根据现有生产矿井的实际情况，针对需要解决的问题进行调查统计，借以数学分析方法，分析某些技术参数之间的关系，某些参数的合理平均值或可取值范围。
2、标准定额法
标准定额法是以规范、规程和规定的形式对开采设计中的某些技术条件或参数值做出具体规定，而后据此规定条件确定某设计方案内其他有关参数。
3、数学分析法
数学分析法通常是以吨煤费用最低为准则,列出吨煤费用与所求参数之间的函数关系，采用微分法求极值的原理求解开采设计方案中某些参数的有利值,这种方法称为微分求极值法，也称为数学分析法。
适用于设计项目为定黾参数,初始数据为确定
型，变量数日较少的情况。
4、经济数学规划法
应用了经济数学中线性规划的理论，借助于电子计算机进行矿井开采设计，选择最优方案的一种方法。
第三节矿井开拓设计方案比较示例
目的要求：
通过示例比较分析掌握设计的方法和考虑的步骤和因素
重点、难点和突破的方法：
重点：
1、考虑的步骤和因素
2、最后设计方案的确定
难点：
设计方案的确定
突破方法：
举例分析、讲解
教学内容和步骤（附后）
第三节矿井开拓设计方案比较示例
1.设计基本条件
2.提出的设计方案
3.技术分析论证
4.经济比较主要内容
5.综合确定设计方案
6.进行.巷道施工设计
表15-1各方案工程量投资比较表
项目
方案一
方案二
方案三
数量
投资/万元
数量
投资/万元
数量
投资/万元
井巷工程
主井/m
550
1897.5
470
1621.5
485
1673.25
副井/m
582
2390
500
2050
520
2132
风井/m
520
1300
600
1500
480
1200
井底车场/万元
2200
2200
2200
主要运输道及回风道/m
2300
1748
6400
4864
2800
2128
采区准备巷道/m
2800
1568
4100
2296
4200
2352
井筒装备/万元
800
905
870
合计/万元
11903.5
15436.5
12555.25
工业场地运输工程
占地面积/km2
15
750
14
700
16
800
土石方工程量/m2
110000
44
120000
48
130000
52
防洪排涝工程/万元
180
245
260
铁路专用线总投资/万元
3900
5100
4500
场外公路总投资/万元
120
230
160
供电通讯线路投资/万元
176
189
205
供水管路投资/万元
400
300
450
主、副井提升设备投资/万元
2460
2340
2270
基建投资合计/万元
19933.5
24588.5
21252.25
表15-2各方案投产20年内生产经营费比较表
项目
方案一
方案二
方案三
矿井提升费
721.89
769.94
661.95
矿井带式输送机运营费
311.33
631.52
450.44
矿井辅助运输费
124.48
167.10
158.18
矿井主排水费
121.33
128.99
108.59
平面辅助排水费
20.57
30.17
45.24
矿井通风费
127.89
167.74
131.91
巷道维护费
371.14
501.23
423.45
合计
1797.60
2396.74
1979.80
吨煤生产运营费/元·t－1
4.50
5.99
4.95
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