矿井开采设计课件.ppt

第二十五章矿井开采设计,第一节矿井开采设计的依据,第一节矿井开采设计的依据,一、设计任务书设计任务书（计划任务书）生产管理部门向设计部门委托设计任务的文件。规定拟建项目的任务和设计内容、技术方向、设计阶段、设计原则、计划按排以及配套工程的发展计划与要求二、精查地质报告地质构造、储量、煤质及用途、水文地质三、国家总的建设方针、政策及有关规程和规范煤炭工业矿井设计规范煤矿安全规程四、经批准的上一阶段设计确定的原则,第二节矿井开采设计的程序和内容,一、矿井设计程序根据批准后的矿区建设可行性研究报告进行矿区总体设计；矿区总体设计批准后进行矿井可行性研究；矿井可行性研究报告批准后进行矿井初步设计；矿井初步设计审批后进行矿井施工图设计。,采矿工程专业毕业设计大纲（一般部分）,***煤矿万吨/a新井（初步）设计第一章矿区概述及井田地质特征第一节矿区概述第二节井田地质特征第三节煤层特征第二章井田境界和储量第一节井田境界第二节矿井工业储量第三节矿井可采储量,第三章矿井工作制度、设计生产能力及服务年限第一节矿井工作制度第二节矿井设计生产能力及服务年限第四章井田开拓第一节井田开拓的基本问题第二节矿井基本巷道第五章准备方式采（盘）区或带区巷道布置第一节煤层的地质特征第二节采（盘）区或带区巷道布置及生产系统第三节采（盘）区或带区车场选型设计,第六章采煤方法第一节采煤工艺方式第二节回采巷道布置第七章井下运输第一节概述第二节采（盘）区或带区运输设备选择第三节大巷运输设备选择第八章矿井提升第一节概述第二节主副井提升,毕业设计说明书1份毕业设计大图5章,第九章矿井通风及安全技术第一节矿井通风系统选择第二节采（盘）区或带区及全矿所需风量第三节全矿通风阻力的计算第四节通风机选型第五节防止特殊灾害的安全措施第十章设计矿井基本技术经济指标,矿井初步设计提交下列文件,初步设计说明书；初步设计主要机电设备和器材目录；初步设计概算书；初步设计三材清册和附图。,矿井开采设计步骤,1提出可行方案根据井田的地质条件和采矿技术条件，提出若干在技术上可行的方案。2方案技术比较对可行方案进行详细的技术分析和粗略的经济比较，否定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，完善；如果能明显地判定出最好方案，就确定为采用的方案；若不能明显判定各方案在技术经济上的优劣，则对2～3个方案进行详细的经济比较,矿井开采设计步骤,3方案经济比较考虑下列费用①基本建设费井巷开凿费；建筑物及结构物的修建费及一些特殊的设备费等；②生产经营费巷道维护费；运输提升费；排水费；通风费等4方案的多目标综合评价优选。5对方案作出详细的文字说明，并绘出设计图纸,方案比较法,对不同的方案进行技术经济分析和对比，从中选出相对最优越的方案。1．方案比较的内容应比较的主要项目和内容1工程量①井巷工程量井巷长度或掘进体积，硐室掘进体积；②地面建筑工程量厂房及其他建筑物的建筑面积和结构物，轨道、管路、线路长度；③机电设备的安装工程量设备台数或成套设备套数、管路和线路的长度；④其他工程量占用的农田面积、平整土地石方数量。,方案比较法,2基本建设投资分别按价值单位计算井巷和地面建筑、机电设备安装及其他工程的费用。特别注意初期投资。3基本建设工期4机电设备及主要材料需用量5生产经营费用巷道维护费、运输费、提升费，通风费和排水费等6其他矿井生产能力，煤炭采出率，巷道掘进率，生产过程机械化程度等。,2．方案比较注意事项,1不要遗漏方案；2只考虑重要项目的费用重要项目井巷工程费、地面建设费、煤的运输提升费、井巷维护费；3相同费用项目可以不比较；对影响不大、差别很小的费用项目也可不比较。低瓦斯矿井的通风费、涌水量小的矿井的排水费方案是专门研究通风或排水问题，则必须进行比较。例两方案的井底车场及地面设施相同，井型相同时，可看作是相同的项目不予比较；如两方案井型不同，则分摊于吨煤生产能力的投资不同，不能认为是相同的项目，须全面的计算和比较。,4生产经营费用中各项费用单价必须比较可靠5大方案比较前，相同类型的局部方案进行比较，求出合理的局部方案后，再进行整体的方案比较。6基建费与生产经营费分别列出。基本建设费是以投资或贷款的形式集中拨发的，要考虑发挥投资效果；生产经营费用则是逐年列入成本付出的。7要计算各方案的矿井建设期限8各方案的差别以百分比表示，将总费用最小的方案定为100％，其他各方案的费用与其相比较。如果各方案在经济上相差不大，就要根据技术上的优越性、初期投资的大小、施工的难易程度、建设期的长短、材料设备供应条件等因素，综合考虑。,9两个方案费用差额不超过10％时，即认为此两方案在经济上是等价的。10最终评价时，正确估计各项影响因素在所研究方案中的重要程度，选取最优方案。,第五节矿井开拓设计方案比较示例,一、井田概况某矿地面为平原地带井田范围内地表标高为80～90m，表土及风化带厚度垂高约50～60m，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，,井田概况,井田两侧人为划定境界，井田走向长9km，倾斜长约1740m。井田内共有4个可采煤层，倾角均为15左右。各煤层的名称、厚度、间距及顶底板情况如表253,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1．32t／m3。本矿瓦斯含量大，涌水量较大，矿井正常涌水量为380m3／h,表253煤层地质条件,工业储量ZgZg90001740（1.81.91.62.0）1.3215089.976万t可采储量ZkZg-PCP-永久煤柱损失，工广，境界煤柱；C-采区采出率，中厚煤层，煤炭工业矿井设计规范要求C为80％永久煤柱损失约占工业储量的5％。PZg515089.976*57.544988万tZkZg-PC15089.976-7.5449888011468．4万t,生产能力和服务年限T取60年，求ATZk/（1．4A），A136.5万t/a根据煤层赋存情况和矿井可采储量，遵照煤炭工业矿井设计规范规定，将矿井生产能力A确定为120万t／a，储量备用系数按1．4计算，可得矿井服务年限为T11468．4/（1．4120）68．26a.K地质损失增大；采出率降低；矿井增产,备用储量计算算法1120万t／a68．26a8191．2万t11468．4万t-8191．2万t3277．2万t算法2T[11468．4/（1．4）]0.43276.7万t估计约有50％为采出率过低和受未预知小地质破坏影响所损失的储量。3276.7万t50％1638.3万t全井田实际采出储量11468．4-1638.3万t9830．1万t,二、开拓方案技术比较井筒形式地形平坦，无平硐条件表上较厚且有流砂层立井开拓主井设箕斗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处。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，决定采用中央边界式通风主立井、副立井，风井,阶段划分和开采水平的设置,阶段划分本井田可划分为23个阶段两个阶段阶段斜长1740m/2870m三个阶段第一阶段斜长740m第二阶段斜长500m第三阶段斜长500m,开采水平的设置,要不要上下山开采井田瓦斯和涌水均较大，下山开采在技术上的困难较多，故决定阶段内均采用上山开采，井田内不能单水平上下山开采的开拓。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6个走向长1500m的采区。在井田每翼布置一个生产采区，采用采区前进式开采顺序。,表254阶段主要参数,水平采出煤量计算中把储量备用系数1．4所指的备用储量，一半划为地质损失，另一半则划为增产储量；该增产储量合并计入水平实际采出煤量中。采区服务年限按设计平均服务年限加上一年产量递增、递减期计算,水平垂高H阶段斜长sinα870sin15225.17m740sin15191m500sin15129m,水平实际出煤/万t两个阶段9830．1万t/24915.05万t三个阶段第一阶段斜长740m第一阶段实际出煤9830．1万t/1740m740m4180.62万t第二阶段斜长500m第二阶段实际出煤9830．1万t/1740m500m2824．74万t第三阶段斜长500m第三阶段实际出煤9830．1万t/1740m500m2824．74万t,水平服务年限,方案一一水平68．26/234.13a二水平68．26/234.13a方案二一水平（68．26/1740m）740m29a二水平（68．26/1740m）500m19．61a三水平（68．26/1740m）500m19．61a,采区服务年限,两个采区保证产量，即两个采区同采每个采区服务时间；方案一一水平34.13a/311.38a1a二水平34.13a/311.38a1a方案二一水平29a/39．71a二水平19．61a/36.541a三水平19．61a/36.541a,区段数目及区段斜长,方案一一水平5个区段870m/5174二水平5个区段870m/5174m方案二一水平4个区段740m/4185m二水平3个区段500m/3167m三水平3个区段500m/3167m,设计区段采出煤量,设计区段采出煤量采区设计采出煤量/采区内区段数方案一一水平六个采区，每采区5个区段4915.05万t/6/5163.84万t二水平六个采区，每采区5个区段4915.05万t/6/5163.84万t方案二一水平六个采区，每采区4个区段4180.62万t/6/4174.19万t二水平六个采区，每采区3个区段2824.74万t/6/3156.9319万t,大巷布置方案,集中大巷布置各煤层间距较小岩石大巷为减少煤柱损失和保证大巷维护条件岩石大巷位置底板下垂距为30m的厚层砂岩内上阶段运输大巷留作下阶段回风大巷,集中岩石上山联合准备，中央采区上山位于底板下垂距为大于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。其他采区上山位于距m4煤层底板约20m的砂岩中，采后报废。,上山布置,技术上可行的开拓延深方案,方案一立井两水平直接延深,,方案二立井两水平暗斜井延深,方案一立井两水平直接延深,,方案二立井两水平暗斜井延深,方案一和方案二的区别第二水平是用暗斜井延深还是直接延深立井方案一需多开立井井筒2225m、阶段石门800m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。方案二则多开暗斜井井筒倾角15，2870m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,方案三立井三水平直接延深,方案四立井三水平暗斜井延深,方案三立井三水平直接延深,方案四立井三水平暗斜井延深,方案三和方案四的区别第三水平是用暗斜井延深还是直接延深立井。方案三需多开立井井筒2130m、阶段石门600m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。方案四则多开暗斜井井筒500m580m和暗斜井的上（300m）、下部车场（500m）；并相应地增加了暗斜井的提升和排水费用,三、开拓方案经济比较,表25-6建井工程量,初期大巷（（750100）21700）21700后期大巷一水平（6501500750100）26000二水平1500485027700，三水平1500485027700,综合比较,方案一方案三生产费用略高基建费用明显低延深次数1次两次基建费误差小于生产费误差开拓方案的综合评价可以采用矿井生产能力、第一水平服务年限、初期基建投资、矿井总基建费用、建井工期、吨煤成本、煤炭采出率、矿井工艺采掘机械化程度方案一最优，生产系统可靠，基建总投资少，选方案一。,