煤矿开采学矿井开采设计复习进程.ppt

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1、煤矿开采学矿井开采设计（二）井田精查地质报告（二）井田精查地质报告 另外还包括：产品产量与品种、工业与生活建筑、劳动定员、投资估算等。另外还包括：产品产量与品种、工业与生活建筑、劳动定员、投资估算等。4.机械化程度机械化程度 矿井的机械化装备水平与煤层埋藏特征、井型大小、设备供应和国家经济状矿井的机械化装备水平与煤层埋藏特征、井型大小、设备供应和国家经济状况等有密切联系，故必须论证说明。况等有密切联系，故必须论证说明。对于改扩建项目对于改扩建项目：计划任务书还应包括：原有和现有地质资源情况、当前生：计划任务书还应包括：原有和现有地质资源情况、当前生产情况以及原有固定资产利用程度、现有生产潜力发

2、挥情况。产情况以及原有固定资产利用程度、现有生产潜力发挥情况。为矿井初步设计提供可靠资源储量的依据。保证井田境界和矿井井型不会因为矿井初步设计提供可靠资源储量的依据。保证井田境界和矿井井型不会因地质资料不准而发生重大变化。可靠的地质资料，全矿井特别是第一水平应有相地质资料不准而发生重大变化。可靠的地质资料，全矿井特别是第一水平应有相当数量的高级储量。当数量的高级储量。对于自筹资金基建项目对于自筹资金基建项目：注明资金、材料、设备的来源等。：注明资金、材料、设备的来源等。（四）经批准的上一阶段设计确定的原则（四）经批准的上一阶段设计确定的原则（三）国家建设方针、政策及有关规程、规范（三）国家建设

3、方针、政策及有关规程、规范煤炭工业矿井设计规范、煤矿安全规程等。煤炭工业矿井设计规范、煤矿安全规程等。井田划分、井型、开拓方式、设备选型等。井田划分、井型、开拓方式、设备选型等。煤矿建设必须严格按照基本建设程序办事，在建设前应有矿井开采设计。矿煤矿建设必须严格按照基本建设程序办事，在建设前应有矿井开采设计。矿井开采设计是综合性设计（即系统工程）：主要包括矿井开拓部署、井巷布置、井开采设计是综合性设计（即系统工程）：主要包括矿井开拓部署、井巷布置、生产系统、辅助环节、安全措施等，既要在总体上对各个环节的相互配合进行部生产系统、辅助环节、安全措施等，既要在总体上对各个环节的相互配合进行部署，又要对

4、局部每一个细节有详细的设计，便于施工。署，又要对局部每一个细节有详细的设计，便于施工。一般设计程序：一般设计程序：矿区可行性研究矿区可行性研究矿区总体设计矿区总体设计矿井可行性研究矿井可行性研究矿井初矿井初步设计步设计施工图设计施工图设计。二、矿井设计程序二、矿井设计程序（1）从技术经济上分析、论证、研究矿区开发的可行性。）从技术经济上分析、论证、研究矿区开发的可行性。（2）确定井田划分、矿区建设规模及矿井工程建设顺序。）确定井田划分、矿区建设规模及矿井工程建设顺序。（3）确定煤炭是否加工、产品用途等，矿区附属企业及矿区行政、文教、医疗等。）确定煤炭是否加工、产品用途等，矿区附属企业及矿区行政

5、、文教、医疗等。（4）确定矿区内、外部交通、供电、通讯、给水、排水、环保等的可行性方案。）确定矿区内、外部交通、供电、通讯、给水、排水、环保等的可行性方案。（5）矿区劳动定员及投资估算等。）矿区劳动定员及投资估算等。（一）矿区开发可行性研究（一）矿区开发可行性研究 矿区建设涉及电力部门的电网规划、运输方面涉及到铁路、交通部门的路网矿区建设涉及电力部门的电网规划、运输方面涉及到铁路、交通部门的路网规划等，应做好协调工作，经过批准的矿区开发可行性研究，可作为与有关部门规划等，应做好协调工作，经过批准的矿区开发可行性研究，可作为与有关部门签定协议的依据，也是编制矿区总体设计计划任务书的依据。签定协议

6、的依据，也是编制矿区总体设计计划任务书的依据。（二）矿区总体设计（二）矿区总体设计 矿区开发总体部署，合理进行井田划分及矿区规模决策，还要对矿区辅助企业、矿区开发总体部署，合理进行井田划分及矿区规模决策，还要对矿区辅助企业、文教、卫生等统一安排，比可行性研究更具体。文教、卫生等统一安排，比可行性研究更具体。预测市场对煤的需求情况，分析煤炭资源及地质条件，确定生产能力，根据国预测市场对煤的需求情况，分析煤炭资源及地质条件，确定生产能力，根据国情选择开拓方案，确定工业场地总平面布置及环保方案，对建设项目的经济效果进情选择开拓方案，确定工业场地总平面布置及环保方案，对建设项目的经济效果进行总评价。为

7、编制矿井计划任务书及初步设计提供依据。行总评价。为编制矿井计划任务书及初步设计提供依据。（三）矿井可行性研究（三）矿井可行性研究 矿井初步设计是在井田精查地质勘探对煤层赋存情况及开采条件取得全面了解的矿井初步设计是在井田精查地质勘探对煤层赋存情况及开采条件取得全面了解的基础上，以及对矿井进行可行性研究后，进一步通过技术经济分析、计算后而确定的。基础上，以及对矿井进行可行性研究后，进一步通过技术经济分析、计算后而确定的。审批后的初步设计文件成为控制投资、提供设备订货清单、征购土地的依据。审批后的初步设计文件成为控制投资、提供设备订货清单、征购土地的依据。（四）矿井初步设计（四）矿井初步设计 施工

8、依据，根据已批准的初步设计所确定的原则、技术要求、建设标准等而进行施工依据，根据已批准的初步设计所确定的原则、技术要求、建设标准等而进行图纸设计工作。并据此编制施工图预算，设计部门与施工单位配合、协作，使设计成图纸设计工作。并据此编制施工图预算，设计部门与施工单位配合、协作，使设计成果既便于施工，又利于生产，经济合理。果既便于施工，又利于生产，经济合理。信息化施工：根据定期的监测结果，边施工，边修改设计信息化施工：根据定期的监测结果，边施工，边修改设计（五）施工图设计（五）施工图设计三、矿井初步设计的内容三、矿井初步设计的内容 （1）矿井概述及地质特征）矿井概述及地质特征 位置、交通、地形地貌

9、、气象、地震等级、水文、工农业、水、电源等；煤层位置、交通、地形地貌、气象、地震等级、水文、工农业、水、电源等；煤层地层、地质构造、煤层赋存情况、煤（岩）特征；瓦斯、煤尘、煤的自燃性等。地层、地质构造、煤层赋存情况、煤（岩）特征；瓦斯、煤尘、煤的自燃性等。（2）井田境界及储量）井田境界及储量 说明井田境界及划分依据，井田内各可采煤层的地质储量，计算矿井及各水平说明井田境界及划分依据，井田内各可采煤层的地质储量，计算矿井及各水平的可采储量，安全煤柱留设及计算方法；说明矿井的生产能力及确定依据。的可采储量，安全煤柱留设及计算方法；说明矿井的生产能力及确定依据。（3）矿井开拓）矿井开拓 提出几个开拓

10、方案，对开拓方案进行技术经济比较，选择相对最优方案，并阐提出几个开拓方案，对开拓方案进行技术经济比较，选择相对最优方案，并阐明所选方案的主要内容及选择理由。明所选方案的主要内容及选择理由。确定井筒数目和位置、井筒断面、设计井底车场及硐室。确定井筒数目和位置、井筒断面、设计井底车场及硐室。选择采煤方法，确定采区巷道布置、采掘机械配备选型、采区车场、采区煤矸运选择采煤方法，确定采区巷道布置、采掘机械配备选型、采区车场、采区煤矸运输、辅助运输及设备选型等。输、辅助运输及设备选型等。巷道掘进及支护，通风方式及通风系统、计算风量、风压、风速等、降温措施及巷道掘进及支护，通风方式及通风系统、计算风量、风压

11、、风速等、降温措施及设备选型；说明井下预防灾害所需采取的措施及安全装备。设备选型；说明井下预防灾害所需采取的措施及安全装备。（4）确定矿井提升及大巷运输方式，选择提升、运输、通风、排水、压气设备。）确定矿井提升及大巷运输方式，选择提升、运输、通风、排水、压气设备。（5）说明煤质及用途，煤的加工，确定煤的生产工艺流程，地面生产系统及各环节）说明煤质及用途，煤的加工，确定煤的生产工艺流程，地面生产系统及各环节的设备、能力；排矸系统及处理能力。的设备、能力；排矸系统及处理能力。（6）地面运输方式，设计运输线路（铁路及公路）、矿井装车站等。）地面运输方式，设计运输线路（铁路及公路）、矿井装车站等。（7

12、）确定工业广场总平面布置，防洪排涝措施等。）确定工业广场总平面布置，防洪排涝措施等。（8）确定矿井电源，用电设备容量，井上下供配电系统，电机车运输、信号、照明、）确定矿井电源，用电设备容量，井上下供配电系统，电机车运输、信号、照明、通讯、调度；矿井安全、生产监控及计算机管理系统。通讯、调度；矿井安全、生产监控及计算机管理系统。（9）地面建筑（工业广场建筑、行政、生活建筑）规划、总平面布置等。）地面建筑（工业广场建筑、行政、生活建筑）规划、总平面布置等。（10）确定全矿给水、排水、采暖、通风、消防系统及设施，井上下除尘措施等。）确定全矿给水、排水、采暖、通风、消防系统及设施，井上下除尘措施等。（

13、11）环境保护）环境保护 确定环保标准，地面塌陷区治理，矸石、污水、烟尘、噪声、垃圾确定环保标准，地面塌陷区治理，矸石、污水、烟尘、噪声、垃圾等的处理措施等。绿化规划，环境监测范围及内容等。等的处理措施等。绿化规划，环境监测范围及内容等。（12）计算矿井建设工程量，施工顺序、速度及工期；说明并计算机电安装工程及）计算矿井建设工程量，施工顺序、速度及工期；说明并计算机电安装工程及工程量。工程量。（13）编制矿井劳动定员、原煤成本估算、技术经济分析以及总概算，编制矿井主）编制矿井劳动定员、原煤成本估算、技术经济分析以及总概算，编制矿井主要技术经济指标。（经济部分）要技术经济指标。（经济部分）第二节

14、第二节 安全工程专业本科毕业设计内容（通风）安全工程专业本科毕业设计内容（通风）安全工程专业本科毕业设计一般做矿井通风设计、瓦斯抽安全工程专业本科毕业设计一般做矿井通风设计、瓦斯抽安全工程专业本科毕业设计一般做矿井通风设计、瓦斯抽安全工程专业本科毕业设计一般做矿井通风设计、瓦斯抽采设计、防突专项设计、瓦斯地质编图、安全评价和项目采设计、防突专项设计、瓦斯地质编图、安全评价和项目采设计、防突专项设计、瓦斯地质编图、安全评价和项目采设计、防突专项设计、瓦斯地质编图、安全评价和项目研究报告等。研究报告等。研究报告等。研究报告等。毕业设计指导书综合版.doc设计说明书设计说明书1份（份（A4纸不少于纸

15、不少于100页）；大图页）；大图4张张1）矿井通风系统图（含开拓掘进和回采）矿井通风系统图（含开拓掘进和回采）2）矿井通风困难时间系统及网络图）矿井通风困难时间系统及网络图3）矿井通风容易时间系统及网络图）矿井通风容易时间系统及网络图毕业设计开始前，开题报告（毕业设计开始前，开题报告（12周左右）周左右）第三节第三节 矿井开采设计方法及评价准则矿井开采设计方法及评价准则一、确定矿井开采设计方案的方法一、确定矿井开采设计方案的方法 矿井设计包括多项内容：井田开拓、采区准备、采煤方法、巷道掘进、矿井提矿井设计包括多项内容：井田开拓、采区准备、采煤方法、巷道掘进、矿井提升运输、通风、排水、动力供应等

16、。升运输、通风、排水、动力供应等。确定设计方案的原则：确定设计方案的原则：技术先进、经济合理、安全可靠技术先进、经济合理、安全可靠。技术先进技术先进指的是生产系统简单，机械化程度高，生产集中化，有利于提高资指的是生产系统简单，机械化程度高，生产集中化，有利于提高资源回收率，有利于安全生产；吨煤生产能力的基建投资少，特别是初期投资少，源回收率，有利于安全生产；吨煤生产能力的基建投资少，特别是初期投资少，劳动生产率高，吨煤生产费用低等。劳动生产率高，吨煤生产费用低等。经济合理经济合理指的是所选用的方案吨煤生产能力的基本建设投资少，特别是初期指的是所选用的方案吨煤生产能力的基本建设投资少，特别是初期

17、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。资回收期短，利润高。确定矿井开采设计方案的方法主要有确定矿井开采设计方案的方法主要有：方案比较法方案比较法、统计分析法统计分析法、技术标定技术标定法法（标准定额法）、（标准定额法）、数学分析法数学分析法以及以及经济数学规划法经济数学规划法等。等。（一）方案比较法（一）方案比较法1、方案比较的内容、方案比较的内容（1）工程量）工程量 （6）其他方面（生产能力、煤炭回收率、巷道掘进率等）其他方面（生产能力、煤炭回收率、巷道掘进率等）井巷工程量（

18、井巷长度或掘进体积、硐室掘进体积等）、地面建筑工程量、机电井巷工程量（井巷长度或掘进体积、硐室掘进体积等）、地面建筑工程量、机电设备安装工程量（设备台数、管路和线路的长度）、其他工程量（占用农田面积、设备安装工程量（设备台数、管路和线路的长度）、其他工程量（占用农田面积、平整土地石方数）。平整土地石方数）。（2）基本建设投资）基本建设投资井巷、地面建筑、设备安装等费用，井巷、地面建筑、设备安装等费用，注意初期注意初期投资。投资。（3）基本建设工期）基本建设工期（4）机电设备及主要材料需用量）机电设备及主要材料需用量（5）生产经营费用）生产经营费用 巷道维护费用、运输提升费用、通风费、排水费等。

19、巷道维护费用、运输提升费用、通风费、排水费等。2方案比较法的步骤方案比较法的步骤（1）提出可行方案进行）提出可行方案进行技术比较技术比较 根据井田的自然地质条件和采矿技术条件根据井田的自然地质条件和采矿技术条件，深入研究设计中的有关问题，提，深入研究设计中的有关问题，提出几个在技术上可行的方案，进行技术分析，否定明显有问题的方案，将剩余的出几个在技术上可行的方案，进行技术分析，否定明显有问题的方案，将剩余的2-3个方案进行完善，若能明显判断哪个方案最好，就可直接确定最终方案，否则个方案进行完善，若能明显判断哪个方案最好，就可直接确定最终方案，否则要进行经济比较。要进行经济比较。（2）经济比较经

20、济比较 经济计算与比较，考虑以下费用：经济计算与比较，考虑以下费用：基本建设费基本建设费：井巷工程开凿费、建筑物：井巷工程开凿费、建筑物及结构物的修建费、特殊设备费及结构物的修建费、特殊设备费 生产经营费生产经营费（巷道维护费、排水费、运输提升（巷道维护费、排水费、运输提升费、通风费等）。费、通风费等）。（3）技术、经济比较后，确定合理的矿井开拓方案。）技术、经济比较后，确定合理的矿井开拓方案。综合分析评价、权衡各方案利弊、抓住关键问题综合分析评价、权衡各方案利弊、抓住关键问题（4）根据设计任务要求，写出详细的文字说明，绘图。）根据设计任务要求，写出详细的文字说明，绘图。3.方案比较应注意的问

21、题方案比较应注意的问题 （1）全面全面认真地研究各种条件及因素；不要遗漏方案；方案中应当对比的项目，认真地研究各种条件及因素；不要遗漏方案；方案中应当对比的项目，要进行反复核对，以免遗漏。要进行反复核对，以免遗漏。（2）经济计算时，只考虑）经济计算时，只考虑重要重要项目的费用；项目费用的重要程度是相对的，几项目的费用；项目费用的重要程度是相对的，几千万几万。千万几万。一般情况下，重要项目包括井巷工程费、地面建设费、煤炭运输提升费、井巷一般情况下，重要项目包括井巷工程费、地面建设费、煤炭运输提升费、井巷维护费。维护费。（3）相同项目费用可不比较；影响不大，差别很小的费用项目也可不比较。）相同项目

22、费用可不比较；影响不大，差别很小的费用项目也可不比较。具体问题具体分析，如低瓦斯矿井的通风费及涌水量小的矿井的排水费可作为影具体问题具体分析，如低瓦斯矿井的通风费及涌水量小的矿井的排水费可作为影响不大的项目不予计算。响不大的项目不予计算。（4）生产经营费单价选取要）生产经营费单价选取要可靠可靠，尽可能使方案比较的数学与结果符合实际。，尽可能使方案比较的数学与结果符合实际。否则单价不准确，比较结果也无意义。否则单价不准确，比较结果也无意义。（5）在进行大的方案比较前，可先比较一些相同类型的）在进行大的方案比较前，可先比较一些相同类型的局部局部方案，求出合理的局部方案，求出合理的局部方案后，再比较

23、方案后，再比较整体整体方案。方案。（6）经济比较时，将基本建设费与生产经营费分别列出。基本建设费用是以国家投）经济比较时，将基本建设费与生产经营费分别列出。基本建设费用是以国家投资形式集中拨出的，要考虑发挥整体投资效果，确保国家增加利润和税收；生产经资形式集中拨出的，要考虑发挥整体投资效果，确保国家增加利润和税收；生产经营费则是列入每年的成本而付出的。营费则是列入每年的成本而付出的。（7）列出各方案的矿井建设）列出各方案的矿井建设工期工期，作为方案比较的一个因素，缩短工期可早出煤炭，作为方案比较的一个因素，缩短工期可早出煤炭，同时又可节约施工费。同时又可节约施工费。（8）总费用最小的方案定为）

24、总费用最小的方案定为100%，其他方案费用与其相比较，差别以百分比表示。，其他方案费用与其相比较，差别以百分比表示。若两方案的费用差额不超过若两方案的费用差额不超过10%，则认为经济上是等相的（因为原始资料不可能十，则认为经济上是等相的（因为原始资料不可能十分准确）。分准确）。（9）各方案最终综合评价时，要正确认识各影响因素在方案中的重要性程度。经济）各方案最终综合评价时，要正确认识各影响因素在方案中的重要性程度。经济评价是确定方案的主要标准，但不是唯一标准。评价是确定方案的主要标准，但不是唯一标准。根据现有矿井的实际情况，根据现有矿井的实际情况，针对需要解决的问题进行调查统计，分析某些技针对

25、需要解决的问题进行调查统计，分析某些技术参数间的关系、某些参数的合理平均值或取值范围。术参数间的关系、某些参数的合理平均值或取值范围。例如：例如：统计一定条件下工作面长度与技术经济指标间的关系；统计一定条件统计一定条件下工作面长度与技术经济指标间的关系；统计一定条件下的巷道维护费用，以确定类似条件下的费用参数。统计分析现有矿井的平均先下的巷道维护费用，以确定类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，作为设计类似矿井的参考依据。进的技术经济指标，作为设计类似矿井的参考依据。一方面一方面采矿问题十分复杂，要得到大量同类可比的统计资料比较困难，对于采矿问题十分复杂，要得到大量同

26、类可比的统计资料比较困难，对于条件多样，影响因素复杂的技术方案，不宜采用统计分析法条件多样，影响因素复杂的技术方案，不宜采用统计分析法；另一方面，从现有；另一方面，从现有生产矿井的经验教训来看，总结某些开采参数，还是可行的，因此生产矿井的经验教训来看，总结某些开采参数，还是可行的，因此可作为一种辅可作为一种辅助方法。助方法。（二）统计分析法（二）统计分析法二、矿井开采设计的最优化准则二、矿井开采设计的最优化准则 矿井开采设计的最优化准则矿井开采设计的最优化准则是衡量矿井某项决策在技术、经济和社会等方面的合是衡量矿井某项决策在技术、经济和社会等方面的合理性尺度。理性尺度。矿井建设方案所包括的技术

27、经济指标矿井建设方案所包括的技术经济指标是多方面的。是多方面的。在建设时期在建设时期有有投资指标投资指标、在在生产时期生产时期有有年经营费用指标年经营费用指标、劳动生产率指标劳动生产率指标、原材料消耗指标原材料消耗指标等。等。评价矿井开采设计的最优化准则一般有评价矿井开采设计的最优化准则一般有：生产费用、吨煤成本、基建投资、生产费用、吨煤成本、基建投资、初期投资、折算费用、劳动生产率、矿井生产能力等初期投资、折算费用、劳动生产率、矿井生产能力等多个因素。多个因素。目前目前常用的基本准则常用的基本准则（作为主要准则用于编制（作为主要准则用于编制经济数学模型经济数学模型进行矿井开采优进行矿井开采优

28、化设计）有化设计）有:(1)折算费用法折算费用法；(2)投资回收期法投资回收期法；(3)劳动生产率劳动生产率；(4)吨煤投资和吨吨煤投资和吨煤成本煤成本；(5)利润和多目标决策利润和多目标决策等。等。把方案比较中的把方案比较中的“二元值二元值”（基建投资与生产经营费用）变为（基建投资与生产经营费用）变为“一元值一元值”（计（计算费用），反映了经济效果的综合性指标，简化了经济比较的工作量。算费用），反映了经济效果的综合性指标，简化了经济比较的工作量。1、折算费用法（计算费用法）、折算费用法（计算费用法）在技术方案费用中，包括基建投资和生产经营费两部分，二者性质不同，前者属在技术方案费用中，包括基

29、建投资和生产经营费两部分，二者性质不同，前者属于一次性支出，非一次性消耗；后者属于经常性支出，一次性消耗。利用投资效果系于一次性支出，非一次性消耗；后者属于经常性支出，一次性消耗。利用投资效果系数（折算比率）将各方案中基本建设投资折算成和生产经营费类似的费用，然后与生数（折算比率）将各方案中基本建设投资折算成和生产经营费类似的费用，然后与生产经营费相加，得到一个产经营费相加，得到一个“折算费用折算费用”的数值。选择数值最小者作为最优方案。的数值。选择数值最小者作为最优方案。一般以年为周期，相应的折算费用为一般以年为周期，相应的折算费用为“年折算费用年折算费用”。S=C+E0K式中：式中：S年折

30、算费用年折算费用(吨煤年折算费用吨煤年折算费用)；C年内生产经营费用总和年内生产经营费用总和(吨煤成本费用吨煤成本费用)；E0标准投资效果系数标准投资效果系数(0.10.12)；K全部或计算项目的基本建设投资总和全部或计算项目的基本建设投资总和(或吨煤投资费用或吨煤投资费用)在设计方案中，用节约的经费来回收追加投资的年限，以此作为评价方案技术经济效果的在设计方案中，用节约的经费来回收追加投资的年限，以此作为评价方案技术经济效果的方法。方法。式中：式中：K1、K2第一、二方案的投资总额第一、二方案的投资总额(吨煤投资吨煤投资)；C1、C2第一、二方案的年成本总额第一、二方案的年成本总额(吨煤成本

31、吨煤成本)；T投资回收期，投资回收期，a；K两方案的投资差额；两方案的投资差额；C两方案的年成本差额两方案的年成本差额式中：式中：E投资效果系数。若投资效果系数。若EE0或或TT0，则方案一有利；，则方案一有利；E0、T0标准投资效果系数、投资回收期标准投资效果系数、投资回收期(一般为一般为0.1、10a)v 适用于局部方案比较，是常用的一种方法，其计算不涉及投资项目的生产总成本、产品价适用于局部方案比较，是常用的一种方法，其计算不涉及投资项目的生产总成本、产品价格和利润、税金等。格和利润、税金等。v 注意：该方法习惯采用相同部分不予比较的原则，对于矿井生产能力不同的两个设计方案，注意：该方法

32、习惯采用相同部分不予比较的原则，对于矿井生产能力不同的两个设计方案，是不可以采取这一原则的。是不可以采取这一原则的。2、投资回收期法、投资回收期法 劳动者在单位时间内所生产的产品数量。劳动者在单位时间内所生产的产品数量。P=Q1/Nt式中式中：P矿井工人劳动生产率，矿井工人劳动生产率，t/工；工；Q1采煤工作面日产量，采煤工作面日产量，t；Nt采煤工作面昼夜出勤人数。采煤工作面昼夜出勤人数。劳动生产率的高低取决于煤层开采条件、采煤机械化程度、劳动组织形式劳动生产率的高低取决于煤层开采条件、采煤机械化程度、劳动组织形式及生产管理水平等因素。是衡量矿井技术水平的综合指标，在方案比较中应用及生产管理

33、水平等因素。是衡量矿井技术水平的综合指标，在方案比较中应用较多。较多。3、劳动生产率、劳动生产率4、吨煤投资和吨煤成本、吨煤投资和吨煤成本5、多目标决策评价、多目标决策评价 吨煤投资吨煤投资：矿井建设投资总额除以矿井生产能力后的值。不同井型对应不同的：矿井建设投资总额除以矿井生产能力后的值。不同井型对应不同的吨煤投资限额（国家规范）。吨煤投资限额（国家规范）。吨煤成本吨煤成本：矿井生产总成本除以矿井产量所得到的值。综合性指标，无论是生：矿井生产总成本除以矿井产量所得到的值。综合性指标，无论是生产矿井还是新建矿井都要计算、比较此项目，是矿井开采经济最优性的重要指标。产矿井还是新建矿井都要计算、比

34、较此项目，是矿井开采经济最优性的重要指标。多目标之间不能用同一单位度量，而且有些目标间还存在矛盾。多目标决策方法多目标之间不能用同一单位度量，而且有些目标间还存在矛盾。多目标决策方法实质：将计量单位不同的评价指标转化为无量纲的值，转化后的无量纲指标可以进行实质：将计量单位不同的评价指标转化为无量纲的值，转化后的无量纲指标可以进行加、减、乘、除运算，从而求得综合的数量指标。该方法综合反映了矿井技术、经济加、减、乘、除运算，从而求得综合的数量指标。该方法综合反映了矿井技术、经济等因素，应用越来越广泛。等因素，应用越来越广泛。多目标：（多目标：（1）吨煤投资越低越好（）吨煤投资越低越好（2）投产后创

35、造价值越高越好。）投产后创造价值越高越好。2、井底车场：、井底车场：Cch=jd Vd 式中：式中：Cch井底车场掘进费用，元；井底车场掘进费用，元；jd井底车场掘进单价，元井底车场掘进单价，元/m3；Vd井底车场掘进工程量，井底车场掘进工程量，m3.三、矿井设计主要费用参数计算三、矿井设计主要费用参数计算（一）掘进费用（一）掘进费用1、巷道：、巷道：CJ=L j式中：式中：CJ巷道掘进费用，元；巷道掘进费用，元；L L巷道长度，巷道长度，m m；j j单位长度掘进费用，根据岩层性质、断面大小、支护形式、施工管单位长度掘进费用，根据岩层性质、断面大小、支护形式、施工管 理等因素确定。理等因素确

36、定。2、提升费用、提升费用Ct=Qt1H1Y1+Qt2H2Y2+式中：式中：Ct提升费用，元；提升费用，元；Qt1、Qt2、Qtn1、2、n水平的提升煤量，水平的提升煤量，t；H1、H2、Hn1、2、n水平的提升距离，水平的提升距离，km；Y1、Y2、Yn1、2、n水平的提升单价，元水平的提升单价，元/(tkm)；（二）运输提升费用（二）运输提升费用1、运输费用、运输费用Cy=Qb Lb yb式中：式中：Cy沿该巷道的运输费用，元沿该巷道的运输费用，元；Qb货载运输量，货载运输量，t；Lb巷道长度，巷道长度，km；yb运输单价，元运输单价，元/(tkm)。（三）巷道维护费用（三）巷道维护费用提

37、升费用提升费用Cw=Lw Tw Yw式中：式中：Cw巷道维护费用，元；巷道维护费用，元；Lw巷道长度巷道长度，m；Tw巷道维护时间，巷道维护时间，a；Yw维护单价，元维护单价，元/(am)；（四）排水费用（四）排水费用排水费用可分两种情况计算排水费用可分两种情况计算1、已知含水系数已知含水系数：按斜井或立井提升费用计算：按斜井或立井提升费用计算2、已知涌水量已知涌水量：Cp=36524(T1 H1 Q1 Yp1+T2 H2 Q2 Yp2+)式中：式中：Cp矿井排水费用，元；矿井排水费用，元；T1、T2、Tn1、2、n水平的服务年限，水平的服务年限，a；H1、H2、Hn1、2、n水平的排水距离，

38、水平的排水距离，km；Q1、Q2、Qn1、2、n水平的涌水量，水平的涌水量，m3/h；Yp1、Yp2、Ypn1、2、n水平的排水单价，元水平的排水单价，元/(m3km)；注意：注意：主要费用参数确定是矿井设计的基础性工作，应长期、系统积累有关主要费用参数确定是矿井设计的基础性工作，应长期、系统积累有关 资料，以提高设计质量。资料，以提高设计质量。第四节第四节 矿井开拓设计方案比较示例矿井开拓设计方案比较示例一、井田概况一、井田概况 某矿地面为平原地带，井田范围内地表标高为某矿地面为平原地带，井田范围内地表标高为+8090m，表土及风化带厚度表土及风化带厚度(垂高垂高)约约5060m，有流砂层，

39、井田中部较薄，井田境界处较厚。煤层有流砂层，井田中部较薄，井田境界处较厚。煤层+30m-420m底板等高线为界，井田两侧人为划定境界，井田走向长底板等高线为界，井田两侧人为划定境界，井田走向长9km，倾斜长约倾斜长约1740m。井田内共有井田内共有4个可采煤层，倾角均为个可采煤层，倾角均为15左右。各煤层的名称、厚度、间距及顶左右。各煤层的名称、厚度、间距及顶底板情况底板情况如表所示如表所示，煤层成层平稳，地质构造简单，无大断层，煤质中硬，属优质，煤层成层平稳，地质构造简单，无大断层，煤质中硬，属优质瘦贫煤，煤尘无爆炸性危险，无自燃倾向；平均容重为瘦贫煤，煤尘无爆炸性危险，无自燃倾向；平均容重

40、为1.32t/m3。本矿属低瓦斯矿井，涌水量较大，矿井正常涌水量为本矿属低瓦斯矿井，涌水量较大，矿井正常涌水量为380m3/h。1、工业储量、工业储量ZcZc=9000 1740（1.8+1.9+1.6+2.0)1.32=15089.976万万t=150.9Mt2、可采储量、可采储量ZZ=(Zc P)C=114.68Mt式中：式中：P工广、境界煤柱等永久煤柱损失，永久煤柱损失约占工业储量的工广、境界煤柱等永久煤柱损失，永久煤柱损失约占工业储量的5；C采区采出率，采区采出率，80。3、矿井服务年限、矿井服务年限P=Z/(A K)=68.3a式中：式中：A矿井生产能力，矿井生产能力，1.2Mt/a

41、；K矿井储量备用系数，矿井储量备用系数，1.4。4、实际可采储量、实际可采储量Zs 在备用储量中估计在备用储量中估计50%为采出率过低和受未预知的小地质破坏影响所损失的储量。为采出率过低和受未预知的小地质破坏影响所损失的储量。Zs=Z-(Z-Z/1.4)50%=98.3Mt二、开拓方案技术比较二、开拓方案技术比较1、井筒、井筒 (1)井筒形式井筒形式 地形平坦，表土较厚且有流砂层，不具备平硐条件，立井开拓地形平坦，表土较厚且有流砂层，不具备平硐条件，立井开拓(主井设箕斗主井设箕斗)。(2)井筒位置井筒位置 按流砂层较薄、井下生产费用较低的原则，井筒位于井田走向中部流砂层较薄按流砂层较薄、井下生

42、产费用较低的原则，井筒位于井田走向中部流砂层较薄处。处。(3)井筒数目井筒数目 为避免采用箕斗井回风时封闭井塔等困难，减少穿越流砂层开凿风井的数目，为避免采用箕斗井回风时封闭井塔等困难，减少穿越流砂层开凿风井的数目，决定采用中央边界式决定采用中央边界式(分列式分列式)通风，主立井、副立井，风井。通风，主立井、副立井，风井。2、阶段划分、阶段划分 本井田可划分为本井田可划分为2 3个阶段个阶段:(1)两个阶段两个阶段：阶段斜长：阶段斜长=1740m/2=870m (2)三个阶段三个阶段:第一阶段斜长第一阶段斜长740m 第二阶段斜长第二阶段斜长500m 第三阶段斜长第三阶段斜长500m 井田涌水

43、较大，井田涌水较大，若采用下山开采，排水系统复杂若采用下山开采，排水系统复杂，因此阶段内均采用上山开采。，因此阶段内均采用上山开采。3、采区划分、采区划分 阶段内采用采区准备方式，每个阶段沿走向划分为阶段内采用采区准备方式，每个阶段沿走向划分为6个走向长个走向长1500m的采区。的采区。在井在井田每翼布置一个生产采区田每翼布置一个生产采区，采用采区前进式开采顺序。，采用采区前进式开采顺序。4、水平服务年限、水平服务年限(1)方案一（两阶段划分）方案一（两阶段划分）一水平一水平68.26/2=34.13a 二水平二水平68.26/2=34.13a(2)方案二（三阶段划分）方案二（三阶段划分）一水

44、平（一水平（68.26/1740m）740m=29a 二水平（二水平（68.26/1740m）500m=19.61a 三水平（三水平（68.26/1740m）500m=19.61a5、设计区段采出煤量、设计区段采出煤量 设计区段采出煤量设计区段采出煤量=采区设计采出煤量采区设计采出煤量/采区内区段数采区内区段数 (1)方案一方案一 一水平六个采区，每采区一水平六个采区，每采区5个区段：个区段：4915.05万万t/6/5=163.84万万t 二水平六个采区，每采区二水平六个采区，每采区5个区段：个区段：4915.05万万t/6/5=163.84万万t (2)方案二方案二 一水平六个采区，每采区

45、一水平六个采区，每采区4个区段：个区段：4180.62万万t/6/4=174.19万万t 二、三水平各六个采区，每采区二、三水平各六个采区，每采区3个区段：个区段：2824.74万万t/6/3=156.9319万万t6、采区服务年限、采区服务年限采区服务年限按设计平均服务年限采区服务年限按设计平均服务年限+1年产量递增、递减期计算。年产量递增、递减期计算。两个采区保证产量，即两个采区同采，则每个采区服务时间：两个采区保证产量，即两个采区同采，则每个采区服务时间：方案一方案一 方案二方案二一水平一水平34.13a/3=11.38a+1 a 一水平一水平29a/3=97+1 a 二水平二水平19.

46、61a/3=6.54+1 a二水平二水平34.13a/3=11.38a+1 a 三水平三水平19.61a/3=6.54+1 a阶段主要参数表阶段主要参数表 7、大巷布置方案、大巷布置方案 集中大巷布置集中大巷布置：煤层间距较小，：煤层间距较小，岩岩 石石 大大 巷：巷：为减少煤柱损失和保证大巷维护条件，为减少煤柱损失和保证大巷维护条件，岩石大巷位置：岩石大巷位置：位于位于m4煤层底板下垂距为煤层底板下垂距为30m的厚砂岩内，上阶段运输大巷的厚砂岩内，上阶段运输大巷 留作下阶段回风大巷。留作下阶段回风大巷。8、上山布置、上山布置 采区采用采区采用集中岩石上山联合准备集中岩石上山联合准备，中央采区

47、上山位于，中央采区上山位于m4煤层底板下垂距为大煤层底板下垂距为大于于30m的砂岩中，并在采后加以维护，留作下阶段的总回风通道及安全出口。其的砂岩中，并在采后加以维护，留作下阶段的总回风通道及安全出口。其他采区上山位于距他采区上山位于距m4煤层底板约煤层底板约20m的砂岩中，采后报废。的砂岩中，采后报废。方案一：方案一：立井两水平立井两水平方案二：方案二：立井单水平立井单水平加暗斜井加暗斜井技术上可行的开拓延深方案技术上可行的开拓延深方案（1）第二水平是用暗斜井延深还是直接延深立井；）第二水平是用暗斜井延深还是直接延深立井；（2）方案一需多开立井井筒）方案一需多开立井井筒(2 225m)、阶段

48、石门阶段石门800m和立井井底车场，并相应地和立井井底车场，并相应地增加了井筒和石门的运输、提升、排水费用；增加了井筒和石门的运输、提升、排水费用；（3）方案二则多开暗斜井井筒）方案二则多开暗斜井井筒(倾角倾角15，2 870m)和暗斜井的上、下部车场，并相和暗斜井的上、下部车场，并相应地增加了斜井的提升和排水费用。应地增加了斜井的提升和排水费用。方案一与方案二的区别：方案一与方案二的区别：粗略估算两方案的费用差别不大（粗略估算两方案的费用差别不大（3.37%），方案），方案1的提升、排水工作环节少，的提升、排水工作环节少，人员上下较方便，方案人员上下较方便，方案2费用计算中没有计入暗斜井上、

49、下部车场的石门运输费，方费用计算中没有计入暗斜井上、下部车场的石门运输费，方案案1在通风方面优于方案在通风方面优于方案2。选择方案一。选择方案一。方案三：方案三：立井三水平立井三水平方案四：方案四：立井二水平立井二水平加暗斜井加暗斜井（1）第三水平是用暗斜井延深还是直接延深立井；）第三水平是用暗斜井延深还是直接延深立井；（2）方案三需多开立井井筒）方案三需多开立井井筒(2 130m)、阶段石门阶段石门600m和立井井底车场，并相应和立井井底车场，并相应地增加了井筒和石门的运输、提升、排水费用；地增加了井筒和石门的运输、提升、排水费用；（3）方案四则多开暗斜井井筒）方案四则多开暗斜井井筒(500

50、m+580m)和暗斜井的上（和暗斜井的上（300m）、）、下部车场下部车场（500m）；并相应地增加了暗斜井的提升和排水费用。；并相应地增加了暗斜井的提升和排水费用。方案三与方案四的区别：方案三与方案四的区别：各方案粗略费用估算表（续）各方案粗略费用估算表（续）方案方案4比方案比方案3费用高费用高4%，二者总费用相差不到，二者总费用相差不到10%，可视为相等，但终究是，可视为相等，但终究是高一些，同时方案高一些，同时方案3的提升、排水等环节比方案的提升、排水等环节比方案4少。选择方案三。少。选择方案三。三、开拓方案经济比较三、开拓方案经济比较经济比较说明：经济比较说明：（1）两方案的各采区均布