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| 劉暢：淺析礦井初步設(shè)計(jì) | |||||
| 煤炭資訊網(wǎng) | 2007-6-15 9:12:46 論文、言論 | ||||
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銅川煤礦設(shè)計(jì)院 煤礦建設(shè)必須嚴(yán)格按照基本建設(shè)程序辦事，在建設(shè)前應(yīng)編制礦井開采設(shè)計(jì)。礦井開采設(shè)計(jì)是綜合性的設(shè)計(jì)，既要對(duì)開拓部署、井巷布置進(jìn)行設(shè)計(jì)，又要對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助環(huán)節(jié)、安全措施妥善安排。礦井開采設(shè)計(jì)既需要對(duì)開采部分在總體上各環(huán)節(jié)的相互配合進(jìn)行部署，又需要對(duì)其每一個(gè)局部有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，以便進(jìn)行礦井施工。設(shè)計(jì)的程序應(yīng)為：根據(jù)批準(zhǔn)后的礦區(qū)建設(shè)可行性研究報(bào)告進(jìn)行礦區(qū)總體設(shè)計(jì)；礦區(qū)總體設(shè)計(jì)批準(zhǔn)后進(jìn)行礦井可行性研究；礦井可行性研究報(bào)告批準(zhǔn)后進(jìn)行礦井初步設(shè)計(jì)；礦井初步設(shè)計(jì)審批后進(jìn)行礦井施工圖設(shè)計(jì)。 礦井初步設(shè)計(jì)是在井田精查地質(zhì)勘探對(duì)煤層賦存情況及開采條件取得全面了解的基礎(chǔ)上，并對(duì)井田的開發(fā)進(jìn)行可行性研究以后，進(jìn)一步通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和計(jì)算而確定的。其主要目的是確定礦井的設(shè)計(jì)能力和場(chǎng)地選擇，礦井開拓布置，主要工藝流程等重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。初步設(shè)計(jì)文件要附設(shè)備、主要材料清冊(cè)和設(shè)計(jì)總概算書。初步設(shè)計(jì)文件經(jīng)過審批，即成為控制投資、提供設(shè)備訂貨清單、征購(gòu)?fù)恋氐囊罁?jù)，也是今后礦井各項(xiàng)工程施工圖設(shè)計(jì)、編制施工組織設(shè)計(jì)、組織施工和生產(chǎn)的依據(jù)。礦井初步設(shè)計(jì)的內(nèi)容較為廣泛，其設(shè)計(jì)質(zhì)量及技術(shù)水平直接影響著整個(gè)礦井生產(chǎn)過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。 一、礦井初步設(shè)計(jì)內(nèi)容 礦井初步設(shè)計(jì)應(yīng)闡明設(shè)計(jì)的依據(jù)和指導(dǎo)思想，論證該礦井建設(shè)的重要性和合理性，礦井設(shè)計(jì)的主要技術(shù)原則，設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和分析，以及需在下一階段設(shè)計(jì)中解決或提請(qǐng)審批機(jī)關(guān)決定和有關(guān)單位注意的問題與建議。 礦井初步設(shè)計(jì)應(yīng)闡明和確定如下主要問題。 1、說明礦井的位置、交通、地形地貌、河流湖泊、沼澤的分布及范圍、氣象及地震、水文、工農(nóng)業(yè)、建筑材料概況，現(xiàn)有水、電源，煤炭運(yùn)銷和經(jīng)濟(jì)效益情況，文物古跡、旅游區(qū)及其它地面建筑等情況；說明煤層地層、主要地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存狀況、煤層及圍巖特征、煤質(zhì)及用途、瓦斯、煤塵、煤的自燃性、地溫、水文地質(zhì)情況，其他有益礦物的勘探、賦存及儲(chǔ)量、開采情況；說明地質(zhì)資料的勘探程度、存在的主要問題，必要時(shí)需提出補(bǔ)充勘探工作的建議。 2、說明井田境界及其劃分的依據(jù)，井田內(nèi)各可采煤層的地質(zhì)儲(chǔ)量，計(jì)算礦井及各水平的可采儲(chǔ)量，安全煤柱的留設(shè)及其計(jì)算方法，說明采用的設(shè)計(jì)工作制度，說明(必要時(shí)尚需分析論證)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及確定的依據(jù)。 3、說明提出的幾個(gè)主要開拓方案，列舉各主要開拓方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，闡明推薦開拓方案的主要內(nèi)容及推薦理由。選擇采煤方法，確定采區(qū)巷道布置、礦井移交生產(chǎn)和達(dá)到設(shè)計(jì)能力時(shí)的采區(qū)布置、采掘機(jī)械配備、采區(qū)車場(chǎng)、裝車點(diǎn)及硐室、采區(qū)煤矸運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸方式及設(shè)備選型等等。 確定井筒數(shù)目和位置，井筒斷面，設(shè)計(jì)井底車場(chǎng)及硐室，驗(yàn)算井底車場(chǎng)通過能力。 說明巷道掘進(jìn)方法和支護(hù)形式，確定通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)，計(jì)算風(fēng)量、負(fù)壓及等積孔，礦井降溫措施及設(shè)備選型，說明預(yù)防井下災(zāi)害所需采取的措施及安全裝備。 4、確定礦井提升及大巷運(yùn)輸方式，選擇礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、壓氣設(shè)備，并計(jì)算其能力。 5、說明煤質(zhì)及用途、煤的加工，確定煤的生產(chǎn)工藝流程、地面生產(chǎn)系統(tǒng)及其各環(huán)節(jié)的設(shè)備和能力；排矸系統(tǒng)設(shè)備及矸石處理能力；機(jī)修廠、化驗(yàn)室和坑木場(chǎng)的設(shè)備及面積。 6、說明地面運(yùn)輸方式，設(shè)計(jì)運(yùn)輸線路(鐵路及公路)、礦井裝車站、橋涵及防排水、隧道、特殊路基防護(hù)措施、鐵路經(jīng)營(yíng)管理方式等。同時(shí)，還要說明其他運(yùn)輸方式，例如場(chǎng)外窄軌鐵路、水運(yùn)、架空索道等。 7、確定礦井工業(yè)場(chǎng)地總平面布置，說明平面布置、豎向布置及場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸、場(chǎng)內(nèi)排水；說明風(fēng)井工業(yè)場(chǎng)地的選定及平面布置，爆破材料庫(kù)庫(kù)址選擇，工業(yè)場(chǎng)地的防洪排澇措施。 8、確定礦井供電電源、用電設(shè)備容量、井上下供配電系統(tǒng)、地面變電所位置、主要設(shè)備的控制、電機(jī)車運(yùn)輸、信號(hào)、照明、通訊及調(diào)度，礦井的安全和生產(chǎn)監(jiān)控與計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。 9、說明地面建筑設(shè)計(jì)需要的氣象條件、工程地質(zhì)及地震資料、建筑材料以及現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)條件等。確定地面工業(yè)建筑物及其結(jié)構(gòu)物，包括工業(yè)場(chǎng)地的建筑物及結(jié)構(gòu)物，行政、生活建筑及居住區(qū)規(guī)劃、居住區(qū)總平面布置等等。 10、確定全礦給水、排水、采暖、通風(fēng)、供熱，消防系統(tǒng)及設(shè)施，井下降塵灑水，井筒防凍以及地面生產(chǎn)系統(tǒng)的除塵。 11、確定礦井環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，說明環(huán)境保護(hù)的設(shè)計(jì)依據(jù)及有關(guān)要求、地表塌陷治理、巖石處理、圬水處理、煙塵處理、噪聲治理和垃圾處理等措施。說明工業(yè)衛(wèi)生設(shè)施及有關(guān)管理辦法、綠化規(guī)劃、結(jié)構(gòu)及設(shè)施、環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)，范圍及其內(nèi)容、監(jiān)測(cè)站的設(shè)置，環(huán)境管理及投資，環(huán)境保護(hù)存在的問題及建議。 12、說明職業(yè)安全、衛(wèi)生國(guó)家、地方政府和主管部門的有關(guān)規(guī)定，采用的主要技術(shù)規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)依據(jù)及有關(guān)要求，概述生產(chǎn)過程中主要產(chǎn)生的危害。地面建筑及設(shè)施、危害因素分析及防范措施，場(chǎng)地自然條件，如氣象、地質(zhì)、雷電、暴雨、地震等危害因素分析及防范措施，地面鍋爐房、瓦斯抽放站、壓縮空氣站、油脂庫(kù)等易燃易爆建筑物對(duì)職工安全衛(wèi)生的影響及防范措施，地面救護(hù)隊(duì)、消防隊(duì)、急救站、醫(yī)療室、休息室等設(shè)置情況。對(duì)井下造成職工危害嚴(yán)重的瓦斯、粉塵、自燃發(fā)火、頂板冒落、地壓、地溫、水災(zāi)、運(yùn)輸事故等進(jìn)行分析，并提出可靠的預(yù)防措施，選擇有效的設(shè)備，設(shè)置相應(yīng)機(jī)構(gòu)、配備管理人員，投入專項(xiàng)資金。 13、計(jì)算礦井建設(shè)工程量，施工順序、速度和工期，土建工程及施工順序，說明井計(jì)算機(jī)電安裝工程及其工程量，施工方法和順序，三類工程綜合排隊(duì)和總工期。 14、編制礦井勞動(dòng)定員、原煤成本估算、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析以及總概算，編制礦井主要技木經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 二、確定礦井開采設(shè)計(jì)方案的方法 礦井設(shè)計(jì)包括井田開拓、采區(qū)準(zhǔn)備和采煤方法，以及巷道掘進(jìn)、礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、動(dòng)力供應(yīng)等各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，其中以井田的開采為中心。礦井開采設(shè)計(jì)主要應(yīng)解決井田開采的技術(shù)方案和確定各項(xiàng)開采參數(shù)，如確定井田開拓方式、新水平開拓延深方案、采準(zhǔn)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)，選擇采煤方法，確定階段垂高、采區(qū)走向長(zhǎng)度、采煤工作面長(zhǎng)度等。 (一)、井田內(nèi)劃分及開采水平數(shù)目及位置 1、根據(jù)煤層賦存特征、井田內(nèi)劃分一般根據(jù)以下原則： (1)井田劃分階段時(shí)，階段要有合理的斜長(zhǎng)，以利于運(yùn)輸、通風(fēng)、巷道維護(hù)等。上山采用輸送機(jī)時(shí)，輔助提升一般采用一段單鉤串車提升，絞車滾筒直徑一般不大于1.6m，根據(jù)絞車的纏繩量、階段斜長(zhǎng)一般不超過800m，對(duì)煤層賦存條件好、生產(chǎn)能力較大的采用滾筒直徑2.0m絞車，有效提升距離可達(dá)900余米。根據(jù)以上分析，階段垂高一般可按下列范圍確定：緩斜、傾斜階段垂高為150～250m，急斜煤層100～150m，傾角16°及以下煤層、瓦斯含量低、涌水量小時(shí)，應(yīng)采用上、下山開采相結(jié)合的方式。 階段內(nèi)采區(qū)劃分一般應(yīng)考慮沿走向有無大的地質(zhì)構(gòu)造變化，如斷層、無煤帶、傾角變化較大等，若有可利用這些地質(zhì)變化帶作為采區(qū)邊界。在沒地質(zhì)條件限制時(shí)，采區(qū)劃分應(yīng)綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性，確定最優(yōu)方案。綜采工作面單翼布置時(shí)，走向長(zhǎng)度一般不小于1000m，雙翼布置時(shí)一般不小于2000m；高檔普采的雙翼采區(qū)，其走向長(zhǎng)度一般為1000～1500m；炮采工作面，雙翼采區(qū)走向長(zhǎng)度一般為800～1000m。對(duì)于頂?shù)装逅绍浵锏离y以維護(hù)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜或自然發(fā)火期短的煤層，以及裝備水平低的小型礦井，采區(qū)走向長(zhǎng)度適當(dāng)縮短。具體劃分時(shí)，應(yīng)該使礦井初期開采的采區(qū)，盡量布置在井筒附近，應(yīng)優(yōu)先考慮布置中央采區(qū)的可能性。采用膠帶輸送機(jī)斜井開拓時(shí)，初期中央采區(qū)上山可利用主、副斜井，以減少井巷工程量；采區(qū)一般宜雙翼布置。當(dāng)受地質(zhì)構(gòu)造限制，或在安全上有特殊要求時(shí)，也可布置單翼采區(qū)。綜采工作面采區(qū)單翼布置有利于跨上山或跨石門連續(xù)開采，以減少工作面搬家次數(shù)。 采區(qū)內(nèi)要有合理的區(qū)段數(shù)目，以保證采區(qū)正常生產(chǎn)和工作面接替。在我國(guó)目前技術(shù)條件下，緩斜煤層可按3～5個(gè)選取，傾斜和急斜煤層不少于2～3個(gè)。 (2)煤層傾角小于12°，采用傾斜長(zhǎng)壁時(shí)，條帶斜長(zhǎng)上山部分一般為1000～1500m，下山部分一般為700～1000m。也可參考礦井實(shí)際采用的尺寸。 (3)煤層傾角在8°～10°以下的近水平煤層，宜采用盤區(qū)開采。如果煤層層數(shù)不多，間距較近，可以用一個(gè)開采水平開采所有煤層，盤區(qū)上山的長(zhǎng)度一般不超過1500m，盤區(qū)下山的長(zhǎng)度不宜超過1000m。如果煤層數(shù)目多，上下煤層間距又較大，此時(shí)開采水平的位置決定著盤區(qū)的傾斜尺寸。 2、開采水平的數(shù)目、位置，應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、階段的劃分、生產(chǎn)技術(shù)水平和水平接替等因素綜合考慮。一般應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)要保證第一水平有足夠的服務(wù)年限，其服務(wù)年限不應(yīng)小于國(guó)家的規(guī)定。 (2)在開采水平以上的上山斜長(zhǎng)過大，用一個(gè)階段開采技術(shù)上有困難、安全上不可靠，或由于地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀變化而使井田局部區(qū)域用某一個(gè)開采水平開采有困難時(shí)，可考慮設(shè)計(jì)輔助水平； (3)為解決下山采區(qū)排水、通風(fēng)和輔助提升，對(duì)某些涌水量大或階段斜長(zhǎng)較長(zhǎng)的下山采區(qū)，亦可考慮設(shè)置輔助水平。 要使設(shè)置的開采水平在經(jīng)濟(jì)上有利，一般可根據(jù)礦井具體條件，提出幾個(gè)水平設(shè)置方案，進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析和比較，選擇最佳方案。 （二）、井硐形式、數(shù)目及其配置。應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、地形、水文地質(zhì)、沖積層組成和厚度、井型、設(shè)備供應(yīng)、施工條件等因素來考慮。 1、井硐型式的選擇：如煤層賦存于較高的山嶺、丘陵和溝谷地區(qū)，上山部分煤的儲(chǔ)量大致滿足同類井型的水平服務(wù)年限要求時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮采用平硐開拓。當(dāng)平硐以上煤層垂高或斜長(zhǎng)過大時(shí)，可采用階梯式平硐開拓；一般應(yīng)優(yōu)先考慮垂直走向或斜交平硐開拓；當(dāng)受地形條件限制時(shí)，也可采用走向平硐開拓，但要注意單翼生產(chǎn)的特點(diǎn)，適當(dāng)確定井型。 對(duì)于賦存較淺、表土不厚、水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單、井筒不需要特殊施工的緩斜和傾斜煤層，一般可采用斜井開拓方式。采用不同提升方式的斜井，其井筒傾角一般規(guī)定如下： 串車提升時(shí)，井筒傾角不大于25°；箕斗提升時(shí)為25～30°。但斜井垂高不超過300m，膠帶輸送機(jī)提升時(shí)，則不大于16°。 立井開拓的適用條件較廣，當(dāng)不受地形條件限制時(shí)，大多可以采用。尤其是在埋藏較深、表土層厚、水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜、井筒需要特殊鑿井法施工時(shí)，一般均采用立井開拓。多水平開拓的急斜煤層，也常用立井開拓。 根據(jù)井田特點(diǎn)，結(jié)合地面布置，當(dāng)采用單一井硐形式不能滿足通風(fēng)、安全、輔助提升等不同需要，或者在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí)，也可采用綜合開拓方式。 2、井筒數(shù)目：采用斜井或立井開拓時(shí)，一般只開鑿一對(duì)提升井筒(主、副井)。在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上合理時(shí)，也可開鑿兩個(gè)以上的提升井筒。 風(fēng)井的個(gè)數(shù)應(yīng)根據(jù)安全生產(chǎn)、通風(fēng)要求和一井多用的原則合理確定。當(dāng)利用箕斗提升井或裝有膠帶輸送機(jī)的井筒兼作風(fēng)井使用時(shí)，必須符合《煤礦安全規(guī)程》第110條的規(guī)定。 確定井筒數(shù)目，還必須符合《煤礦安全規(guī)程》第18條關(guān)于安全出口規(guī)定。 3、井筒位置的選擇：應(yīng)首先滿足第一水平的開采、縮短貫通距離，減少井巷工程量。在一般情況下，井筒位置應(yīng)選擇在井田中央或最小貨載運(yùn)點(diǎn)上，但遇下列情況，可視具體條件而定。 ①井田附近有較大的村鎮(zhèn)，應(yīng)使廣場(chǎng)煤柱與村鎮(zhèn)煤柱合二為一，要避免首采區(qū)遷村； ②工業(yè)場(chǎng)地布置應(yīng)盡量不壓或少壓煤，尤其不壓好煤，以便為首采區(qū)創(chuàng)造較好的開采條件； ③應(yīng)避免工業(yè)場(chǎng)地處于高山、洼地和受洪水威脅處； ④井筒和井底車場(chǎng)運(yùn)輸巷道盡量不穿過斷層破碎帶和少穿過松散巖層。 風(fēng)井布置應(yīng)根據(jù)選定的通風(fēng)系統(tǒng)合理確定。一般根據(jù)以下原則： ①采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，在設(shè)計(jì)中必須規(guī)定井田境界附近的安全出口，當(dāng)?shù)V井發(fā)生災(zāi)害，井田一翼走向長(zhǎng)度不能保證人員安全撤出時(shí)，必須形成井田境界附近的安全出口； ②采用對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，風(fēng)井設(shè)在井田兩翼的上部邊界； ③采用中央分列式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，主、副井設(shè)在井田中央，風(fēng)井設(shè)在井田上部邊界的中央； ④采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，回風(fēng)井設(shè)在各采區(qū)的上部邊界，條件適合時(shí)，也可利用各采區(qū)上山直透地面作為回風(fēng)井。 確定風(fēng)井?dāng)?shù)目及其配置時(shí)，應(yīng)因地制宜，靈活運(yùn)用。例如，在淺部開采，表土層不厚，開鑿小風(fēng)井不困難時(shí)，開采第一水平時(shí)可采用分區(qū)通風(fēng)。開采第二水平時(shí)再改為其它通風(fēng)系統(tǒng)。又如井田走向長(zhǎng)度大的礦井，初期可采用中央式通風(fēng)系統(tǒng)，以后隨著開采的發(fā)展，再開鑿兩翼風(fēng)井，逐步過渡到對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)。 （三）、運(yùn)輸大巷和總回風(fēng)巷的布置及與煤層間的聯(lián)系方式。 1、運(yùn)輸大巷的布置與煤層間的聯(lián)系： 確定運(yùn)輸大巷的布置及其煤層聯(lián)系時(shí)，一般應(yīng)遵循下列原則： ①開采煤層群時(shí)，根據(jù)煤層數(shù)目、煤層間距，可以采用分層運(yùn)輸大巷主要石門的布置方式；集中運(yùn)輸大巷采區(qū)石門的布置方式或分組集中運(yùn)輸大巷主要石門的布置方式。根據(jù)某些礦區(qū)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，煤層間距小于50米時(shí)，一般可采用集中運(yùn)輸大巷的布置方式，要用分組集中運(yùn)輸大巷布置方式時(shí)，分組間距一般應(yīng)大于70m。這些經(jīng)驗(yàn)僅作參考。 ②有些煤層的層間距離較大，但煤層受斷層切割，或者賦存狀態(tài)不穩(wěn)定，只有局部地段可采，是且儲(chǔ)量較小，不宜單獨(dú)布置運(yùn)輸大巷，可根據(jù)具體情況與其它鄰近煤層劃為一組布置大巷。對(duì)瓦斯量很大或有突然涌水危險(xiǎn)的煤層，在技術(shù)和安全上必要時(shí)，可考慮分別劃成煤組單獨(dú)布置大巷； ③主要運(yùn)輸大巷一般應(yīng)布置在煤組底板巖石中，但在下列情況下，也可考慮布置在煤層中；(a)距其它煤層很遠(yuǎn)，儲(chǔ)量有限的單個(gè)薄及中厚煤層；(b)煤組或煤系底部有距離很近的強(qiáng)含水層和富水溶洞，特別是較大的承壓水時(shí)應(yīng)慎重；(c)井田走向長(zhǎng)度短，運(yùn)輸大巷服務(wù)年限不長(zhǎng)，而煤層厚度不大，大巷維護(hù)不困難時(shí)；(d)煤組或煤系底部有煤質(zhì)堅(jiān)硬，圍巖穩(wěn)定，無自然發(fā)火危險(xiǎn)的薄及中厚煤層，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較比布置巖巷有利時(shí)。 ④巖石運(yùn)輸大巷應(yīng)布置在堅(jiān)硬、穩(wěn)定、厚度較大的巖層中，如砂巖、石灰?guī)r和砂質(zhì)頁(yè)巖等。避免在松軟、吸水膨脹、易風(fēng)化的巖層中布置。運(yùn)輸大巷應(yīng)距煤層有一定距離，以避開支承壓力的不利影響，這個(gè)距離一般與煤層10～30m，對(duì)急斜煤層，為避免底板移動(dòng)影響，一般應(yīng)布置在底板移動(dòng)范圍以外10～20m的地方。 ⑤在個(gè)別情況下，煤層底部巖層水文條件復(fù)雜，煤組內(nèi)煤巖均較松軟，維護(hù)困難，也可將運(yùn)輸大巷布置在煤層頂板巖層中，此時(shí)，必須根據(jù)開采后巖層垮落范圍，留設(shè)護(hù)巷安全煤柱。 2、總回風(fēng)巷的布置及其與煤層的聯(lián)系 當(dāng)?shù)V井通風(fēng)系統(tǒng)要求設(shè)置總回風(fēng)巷時(shí)，其布置原則同運(yùn)輸大巷基本相同。當(dāng)井田上部邊界標(biāo)高不一致時(shí)，總回風(fēng)巷可按不同標(biāo)高分段設(shè)置，但分段不宜過多。當(dāng)井田上部沖積層厚、含水豐富，留有防水煤柱時(shí)，總回風(fēng)巷可以布置在防水煤柱內(nèi)。 （四）、煤層群分組：為了合理開發(fā)煤炭，多煤層開采時(shí)，應(yīng)首先考慮煤層群分組。煤組一般根據(jù)以下原則劃分： 1、將層間距近的煤層劃分為一組，但要注意各煤層的傾角、厚度、頂?shù)装鍘r性的一致性，以及地質(zhì)構(gòu)造方面的情況，以利于開采； 2、對(duì)不同煤種和煤質(zhì)，根據(jù)國(guó)家需要和用戶要求，可考慮分別劃組，以便分采分運(yùn)，保證煤質(zhì)； 3、對(duì)有突然涌水危險(xiǎn)的煤層或?qū)娱g距離大的單個(gè)煤層，可以考慮單獨(dú)布置； 4、對(duì)瓦斯涌出量很大，有煤及瓦斯突出危險(xiǎn)的煤層，應(yīng)劃分為一組聯(lián)合布置巷道，以便采取開采解放層的措施。 （五）、井田開拓方式是礦井設(shè)計(jì)的核心，內(nèi)容涉及面寬，可變因素多，政策法律性強(qiáng)，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意： 1、樹立全局觀點(diǎn)：在考慮井田開拓問題的同時(shí)，要考慮礦井其它生產(chǎn)環(huán)節(jié)與之相適應(yīng)，如礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、支護(hù)方式、排水等。 2、在礦井設(shè)計(jì)的諸多矛盾中，設(shè)計(jì)時(shí)要抓主要矛盾。為了使主要矛盾得到解決，對(duì)次要矛盾或矛盾方面可預(yù)先分析確定。 3、確定井田開拓方式時(shí)，對(duì)以下幾方面內(nèi)容可先進(jìn)行初算： (1)、為了正確確定井筒位置、長(zhǎng)度、傾角，必須先確定井底車場(chǎng)的型式和有關(guān)線路尺寸； (2)、為確定井筒、大巷、井底車場(chǎng)等主要開拓巷道斷面，必須初步確定提升、運(yùn)輸設(shè)備的類型、型號(hào)和規(guī)格尺寸； (3)、為確定礦井通風(fēng)方式、風(fēng)井位置及驗(yàn)算各主要巷道的風(fēng)速，須根據(jù)礦井瓦斯等級(jí)和其它條件，初步確定全礦及采區(qū)所需風(fēng)量。 使所選用的方案及參數(shù)在技術(shù)上是優(yōu)越的，經(jīng)濟(jì)上是合理的，安全上是可靠的。 技術(shù)上的優(yōu)越和安全上是可靠，是指所選用的方案生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、可靠、安全，采用了適合于該礦具體條件的先進(jìn)技術(shù)，有利于采用新技術(shù)新工藝，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的機(jī)械化、綜合機(jī)械化及自動(dòng)化，有利于生產(chǎn)的集中化，有利于提高資源采出率，有利于加強(qiáng)生產(chǎn)技術(shù)管理，有利于安全生產(chǎn)。 經(jīng)濟(jì)上合理，是指所選用的方案噸煤生產(chǎn)能力的基建投資少，特別是初期投資少，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，噸煤生產(chǎn)費(fèi)用低，礦井建設(shè)時(shí)間短，投資效果好，投賢回收期短，利潤(rùn)高。 （六）、方案比較方法 應(yīng)當(dāng)按照技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理要求來確定開采設(shè)計(jì)需要解決的具體問題。由于礦井地質(zhì)條件的多樣化和技術(shù)條件的復(fù)雜性，隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，所解決問題的性質(zhì)、影響范圍各不相同，研究和確定的開采設(shè)計(jì)方案也可以采用不同的方法。在我國(guó)目前條件下，通常采用方案比較法，個(gè)別問題輔以統(tǒng)一分析法、技術(shù)標(biāo)定法(或稱標(biāo)準(zhǔn)定額法)、數(shù)學(xué)分析法等。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，對(duì)于礦井這樣—個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，又發(fā)展經(jīng)濟(jì)一數(shù)學(xué)規(guī)劃法等。本文將對(duì)方案比較方法的實(shí)質(zhì)和基本原則做主要介紹。 方案比較法是我國(guó)目前確定礦井開采設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)用最廣泛的方法。方案比較法的實(shí)質(zhì)就是對(duì)不同的方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和對(duì)比．從中選出在一定偏好準(zhǔn)則下最優(yōu)的方案。 1、方案比較的內(nèi)容 由于煤礦開采的影響因素很多，需解決問題的性質(zhì)和涉及的范圍不盡相同，在進(jìn)行開拓方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)參加比較的方案特點(diǎn)、差別和復(fù)雜程度，確定方案比較的具體項(xiàng)目、內(nèi)容和重點(diǎn)。在通常情況下，應(yīng)比較的主要項(xiàng)目和內(nèi)容有以下幾類。 (1)、工程量應(yīng)分別按實(shí)物單位計(jì)算。其中包括： ①井巷工程量(井巷長(zhǎng)度或掘進(jìn)體積，硐室掘進(jìn)體積)； ②地面建筑工程量(廠房及其他建筑物的建筑面積和結(jié)構(gòu)物，軌道、管路、線路長(zhǎng)度)； ③機(jī)電設(shè)備的安裝工程量(設(shè)備臺(tái)數(shù)或成套設(shè)備套數(shù)、管路和線路的長(zhǎng)度)； ④其他工程量(占用的農(nóng)田面積、平整土地石方數(shù)量)。 (2)、基本建設(shè)投資可分別按價(jià)值單位計(jì)算井巷和地面建筑、機(jī)電設(shè)備安裝及其他工程的費(fèi)用。在計(jì)算基建投資時(shí)，應(yīng)當(dāng)特別注意初期投資。 (3)、施工條件及施工技術(shù)、基本建設(shè)工期。 (4)、機(jī)電設(shè)備及主要材料需用量，大型設(shè)備及器材占用量。 (5)、生產(chǎn)管理方面難易程度及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，可按礦井生產(chǎn)過程計(jì)算生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，其中包括巷道維護(hù)費(fèi)，運(yùn)輸提升費(fèi)，通風(fēng)費(fèi)和排水費(fèi)等 (6)、其他礦井生產(chǎn)能力，煤炭采出率，巷道掘進(jìn)率，生產(chǎn)過程機(jī)械化程度等。 2、方案比較法的步驟 (1)、提出可行方案并進(jìn)行技術(shù)比較，首先要明確設(shè)計(jì)的內(nèi)容、性質(zhì)、要求，以及設(shè)計(jì)要達(dá)到的目標(biāo)等；熟悉和掌握設(shè)計(jì)任務(wù)或設(shè)計(jì)所要解決的總體或局部礦井中的內(nèi)外部條件，如井田的地質(zhì)、水文、地形條件，交通情況及與鄰近井田的關(guān)系等；根據(jù)井田的自然地質(zhì)條件和采礦技術(shù)條件，深入細(xì)致地分析和研究設(shè)計(jì)中的有關(guān)問題，提出若干個(gè)在技術(shù)上可行的方案；對(duì)提出的可行方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，否定一些技術(shù)經(jīng)濟(jì)上比較容易鑒別的不合理方案；將剩余的兩三個(gè)方案取長(zhǎng)補(bǔ)短，使其更加完善；如果能夠明顯地判定出那一個(gè)方案最好，就可以確定其為最終采用的方案；如果不能明顯地判定各方案在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)劣，則必須對(duì)這兩三個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。 (2)、經(jīng)濟(jì)比較將上述的兩三個(gè)方案詳細(xì)地進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計(jì)算與比較。進(jìn)行開拓方案的經(jīng)濟(jì)比較時(shí)，要考慮下列費(fèi)用： ①基本建設(shè)費(fèi)，其中有井巷開鑿費(fèi)，建筑物及結(jié)構(gòu)物的修建費(fèi)及一些特殊的設(shè)備費(fèi)等。 ②生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)，其中有巷道維護(hù)費(fèi)、運(yùn)輸提升費(fèi)、排水費(fèi)、通風(fēng)費(fèi)等等。 (3)、綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，確定合理的礦井開拓方案在方案比較后，應(yīng)對(duì)技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，權(quán)衡各方案的利弊，抓住關(guān)鍵問題，選擇一個(gè)確實(shí)是各方案中能夠較好地體現(xiàn)國(guó)家的方針政策，技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)效益高的方案。但是，應(yīng)當(dāng)指出，如將各方案的生產(chǎn)費(fèi)用和基本建設(shè)費(fèi)用相加簡(jiǎn)單相比，以方案總額最小確定為經(jīng)濟(jì)上最有利的方案，這無形之中就突出了生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用的作用(因?yàn)樗c基本建設(shè)費(fèi)用相比．生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用的比重很大)，還不能夠反映出方案中的投資效果。因此，必須進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，把有關(guān)因素都考慮進(jìn)去。例如，在某些情況下，雖然某一方案費(fèi)用略高，但是初期投資少，建井工期短，可以早出煤，就可能是一個(gè)最優(yōu)方案。所以，對(duì)某一礦井設(shè)計(jì)方案的最后確定，還必須根據(jù)具體情況做出全面的綜合分析比較，而后做出決定。 (4)、最后按設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，編寫出方案的詳細(xì)文字說明，繪出說明方案的相關(guān)圖紙。 3、在進(jìn)行方案比較時(shí)，應(yīng)注意下列問題 (1)、提出可行方案和技術(shù)分析是比較的重要步驟和基礎(chǔ)，因此，必須認(rèn)真全面地研究各種條件和因素；不要遺漏方案；對(duì)方案中應(yīng)當(dāng)列入的對(duì)比項(xiàng)目，要進(jìn)行反復(fù)核對(duì)，以免遺漏。 (2)、在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計(jì)算時(shí)，只考慮重要項(xiàng)目的費(fèi)用，因?yàn)楦鞣N費(fèi)用的重要程度是相對(duì)的，例如費(fèi)用是幾千萬元，則幾萬元的數(shù)字的比較意義就不大，可以不列入比較。 (3)、相同費(fèi)用項(xiàng)目可以不比較；對(duì)影響不大、差別很小的費(fèi)用項(xiàng)目也可以不進(jìn)行比較。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)哪些項(xiàng)目是重要的、影響不大的或相同的，要進(jìn)行具體分析。在通常情況下，重要項(xiàng)目包括井巷工程費(fèi)、地面建設(shè)費(fèi)、煤的運(yùn)輸提升費(fèi)、井巷維護(hù)費(fèi)；對(duì)低瓦斯礦井的通風(fēng)費(fèi)和涌水量小的礦井的排水費(fèi)可作為影響不大的項(xiàng)目不予計(jì)算；但是，如果比較的方案是專門研究通風(fēng)或排水問題，則必須進(jìn)行比較；關(guān)于某項(xiàng)費(fèi)用是否相同的問題，也應(yīng)具體問題具體分析，例如，兩方案采用相同的井底車場(chǎng)及地面設(shè)施，當(dāng)兩方案井型相同時(shí)，可看做是相同的項(xiàng)目不予比較；但如兩方案井型不同，則分?jǐn)傆趪嵜荷a(chǎn)能力的投資就不同，不能認(rèn)為是相同的項(xiàng)目，而必須進(jìn)行全面的計(jì)算和比較。 (4)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，一般是按一個(gè)水平或全礦服務(wù)期間的消耗總值計(jì)算。對(duì)于各項(xiàng)費(fèi)用單價(jià)的選取必須比較可靠，并應(yīng)適合比較方案的自然和技術(shù)條件，而且應(yīng)當(dāng)出自同一來源，盡可能使方案比較的數(shù)字和結(jié)果符合客觀實(shí)際，否則，單價(jià)本身不準(zhǔn)確，比較結(jié)果也就會(huì)失去意義。 (5)、在進(jìn)行大的方案比較之前，可先把一些相同類型的局部方案進(jìn)行比較，求出合理的局部方案后，再進(jìn)行整體的方案比較。 (6)、在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較時(shí)，應(yīng)將基本建設(shè)費(fèi)用與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用分別列出。因?yàn)榛窘ㄔO(shè)費(fèi)用是國(guó)家以投資的形式集中撥出的，要考慮發(fā)揮投資效果，確保國(guó)家增加利潤(rùn)和稅收；而生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用則是逐年列入成本付出的，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響相對(duì)較小。此外，還應(yīng)把基本建 設(shè)費(fèi)用的初期投資和后期投資分別列出，因?yàn)橥瑯臃蓊~的資金在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不同時(shí)期，重要性是不同的。生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用中應(yīng)分別按項(xiàng)目列出，以利于全面分析經(jīng)濟(jì)效果，得出比較優(yōu)越的方案。 (7)、將各方案的礦井建設(shè)期限分別計(jì)算出來，作為方案比較的因素之一。因?yàn)榭s短建設(shè)工期不僅可以提前為國(guó)家供應(yīng)煤炭，還可節(jié)約施工費(fèi)用。 (8)、各方案的差別以百分比表示，將總費(fèi)用最小的方案定為100％，其他各方案的費(fèi)用與其相比較。如果各方案在經(jīng)濟(jì)上相差不大，就要根據(jù)技術(shù)上的優(yōu)越性、初期投資的大小、施工的難易程度、建設(shè)期的長(zhǎng)短，材料設(shè)備供應(yīng)條件等因素，綜合考慮，合理選定。 (9)、由于原始資料不可能十分精確(例如費(fèi)用單價(jià)、煤層儲(chǔ)量和煤層賦存條件等)，所以計(jì)算出的費(fèi)用是有誤差的，誤差一般估計(jì)為10％以下，這樣，如果兩個(gè)方案費(fèi)用差額不超過10％時(shí)，即認(rèn)為此兩方案在經(jīng)濟(jì)上是相等的。有些項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案雖然相差在10％以內(nèi)， 但差值的絕對(duì)額很大時(shí)，也不能忽略，此時(shí)應(yīng)以差值額作為對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)。 (10)、對(duì)方案進(jìn)行最終綜合評(píng)價(jià)時(shí)，一定要正確估計(jì)各項(xiàng)影響因素在所研究方案中的重要性程度，以便根據(jù)給定的目標(biāo)，選取最優(yōu)方案。對(duì)于一個(gè)具體的煤礦企業(yè)而言，經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)雖然是確定方案的主要標(biāo)準(zhǔn)，但不能作為惟一的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)根據(jù)具體情況，綜合分析研究各影 響因素的主次關(guān)系，擇優(yōu)選用。 總之，對(duì)各方案的技術(shù)比較和經(jīng)濟(jì)計(jì)算結(jié)果，綜合分析對(duì)比，擇優(yōu)確定采用的開拓方案。在評(píng)定各方案優(yōu)劣時(shí)，要全面考慮各種因素的影響，如果各方案經(jīng)濟(jì)上相差不大，就要根據(jù)技術(shù)上的優(yōu)越性、初期投資的大小、施工難易程度、建井工期長(zhǎng)短、材料設(shè)備供應(yīng)條件等因素綜合考慮，合理確定。
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