煤矿矿井开采设计原则与步骤

1、煤矿矿井开采设计原则与步骤1 矿井开采设计的原则（1）提高设计水平，保证设计质量设计单位要坚决贯彻国家的方针和政策以及煤矿安全规程，认真分析研究地质资料，努力提高设计质量，使设计的矿井既技术先进又能适应国情，还能够缩短建设工期和节省投资，生产时能取得最大的技术经济效果。（2）要保证合理的设计周期合理的设计周期是提高设计质量的重要保证，各个设计阶段都有一定的时间要求，如果设计周期过于紧迫，往往会使设计考虑不周，造成设计返工，甚至给矿井生产带来隐患，不能保证正常的安全生产，从而会遭受更大的损失。（3）加强设计审批工作设计审批是对设计文件进行全面的审查，以便决定是否可批准这部设计作为建设的依据。设计

2、审批是一项严肃的工作，要认真贯彻国家的有关规定。2 矿井开采设计的步骤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、采煤工作面长度以及各个系统的机电装备等。使所选用的方案技术上是先进的，经济上是合理的，安全上是可靠的。技术上的先进是指所选用的方案采用了适合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及自动化，用于生产的集中化，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建投资少，特别是初期

3、投资少，劳动生产率高，吨煤生产费用低，矿井建设时间短，投资效果好，投资回收期短，利润高。应当按照上述技术经济合理性要求来确定开采设计需要解决的具体问题。由于矿井地质条件的多样化和技术条件的复杂性，随着煤炭工业的发展，所解决问题的性质、影响范围各不相同，研究和确定的开采设计方案也可以采用不同的方法。在我国目前条件下，通常采用如下的方法步骤。（1）提出可行方案首先要明确设计的内容、性质、要求，以及要达到的目标等；熟悉和掌握设计任务或设计所解决的总体或局部课题中的内、外部条件，如井田的地质地形条件、交通情况及与邻近井田的关系等；根据井田的自然地质条件和采矿技术条件，深入细致地分析和研究设计中的有关问

4、题，提出若干个技术上可行的方案。（2）进行方案的技术比较对提出的可行方案进行详细的技术分析和粗略的经济比较，否定一此技术经济上比较容易鉴别是不合理的方案；将剩余的2 3个方案取长补短，使其更加完善；如果能够明显地判定出哪一个方案最好，就可以确定其为最终采用的方案；能明显地判定各方案在技术经济上的优劣，则必须对这2 3个方案进行详细的经济比较。（3）进行方案的经济比较将上述2 3个方案详细地进行经济费用的计算与比较。在进行开拓方案的经济比较时，要考虑下列费用：基本建设费，包括井巷开凿费、建筑物及结构物的修建费及一些特殊的设备费等。生产经营，包括巷道维护费、运输提升费、排水费及通风费等。（4）方案

5、的多目标综合评价优选在方案比较后，应对技术分析比较的结果进行综合分析，权衡各方案的利弊，抓住关键问题，选择一个确实是各方案中能够较好地体现各项方针政策、技术上合理、经济效益的方案。但是，应当指出，如将各方案的生产费用和基本建设费用简单相加后相比，以方案所需费用总额最小者确定为经济上最有利的方案，这无形之中就突出了生产经营费用的作用（因为这与基本建设费用相比，生产经营费用的比重很大），还不能够反映出方案的投资效果。因此，必须将有关因素都考虑进去，进行方案的多目标综合评价。（5）编写方案说明，绘制设计图纸最后按设计任务书的要求，对各方案作出详细的文字说明，并绘出设计图纸。3 矿井开采设计方案中参数

6、的确定方法我国目前确定矿井开采设计方案时应用最广泛的方法是方案比较法。用该方法确定矿井开拓开采设计方案中的各种参数通常可用统计分析法、标准定额法和数学分析法等方法来确定。3.1 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，针对需解决的问题调查统计，借以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范围。例如，统计一条件下的工作面长度与其技术经济指标之间的关系，以寻求合理的采煤工作面长度；分析设计实际的采区生产能力，以合理地确定采区内的同采工作面数目和采煤工艺方式；调查统计一定条件下的巷道维护费用，以确定相似条件下的费用参数；统计分析现有矿井的平均先进的技术经济指标，作为设计类似

7、矿井的参考数值等。3.2 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作出具体规定，而后据此规定条件确定某设计方案内其他有关参数。例如，在井田范围和矿井生产能力一定的条件下，根据采区走向长度和倾斜长度的规定，可计算矿井划分的采区数目；根据规定的矿井工作面制度（年工作日数、日提升小时数和生产班数等），计算各生产环节的能力；根据规定的巷道内允许风速，计算巷道的最小断面等。在一些具体矿井条件下，受原有技术条件的限制，也可看作是标准定额法的具体应用。例如，按辅助运输设备的能力，确定上山或下山的长度；按局部通风机的供风能力，确定巷道的掘进长度等。3.3 数学分析法数学分析法通常是以吨煤费用最低为准则，列出吨煤费用与欲求参数之间的函数关系，采用微分求极值的方法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量参数，初始数据为确定型，变量数目较少的情况。在解决具体问题时，首先要设法列出目标函数与量之间的函数关系式，然后用微分法求最高（如产量、盈利和效率）或最低（如成本、材料消耗、能源消耗）的极值，该极