开采设计基础知识点.doc

1、 矿井设计要求：设计中的全部决定必须符合国家的技术方针政策同时要有科学的论证依据；技术优越，有利于先进技术工艺设备的采用，安全生产有利于防止灾害事故，经济投资少成本低效率高；使煤炭损失达到最低；力争建设时间短出煤快2、 矿井设计依据：（1）设计任务书（2）精查地质报告（3）国家总的建设方针、政策及现行有关标准和规范的要求（4）经批准的上阶段设计确定原则3、 地质勘探、矿井设计和建井施工是煤炭工业的三个组成部分。（完整准确详实的地质资料、设计文件）4、地质资料是矿井设计的基础资料，因此，要求地质资料具有高度的准确性和完整性。根据勘探程度不同，可提交煤田普查地质报告、矿区详查地质报告和井田精查地质报告。（1）煤田普查报告：主些内容是对工作区有无开发建设价值作出评价（2）矿区详查地质报告：主要内容是为矿区总体设计提供地质资料，其工作成果要保证矿区规模、井出划分不致因地质情况变化发生重大变化，并要对影响开发的水文地质条件和其它开采条件作出评价。（3）井田精查地质报告：主要内容是为矿井初步设计提供可靠的地质资料，其成果要满足选择井筒、大巷位置和划分采区的需要，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及影响煤炭资源既定的工业用途。井田精查地质报告应满足以下五点要求：1)从资源条件上保证第一水平服务年限和初采区的正常生产；2)保证并田境界内地质构造清楚；3)保证并田内储量清楚；4)确定煤质牌号及其用途；5)为保证矿井建设初期生产正常进行提供难确的水文地质资料。矿区详查报告和井田精查地质报告，一般由矿产储量委员会审批，审批后的地质报告，即可提供设计部门作为设计依据。5、 我国新的固体矿产地质勘查规范总则中，分为勘探、详查、普查和预查4个勘查阶段。相应的地质可靠程度为：探明的（001）-勘探；控制的（002）-勘探、详查；推断的（003）-勘探、详查、普查；预测的（004）- 普查和预查。对应关系：低级别勘查阶段不能对应高级别可靠程度，高级别勘查阶段可以对应一定的低级别可靠程度6、 矿井预可行性研究资源储量类型及计算矿井地质资源量：勘探地质报告提供的查明煤炭资源的全部。包括探明的内蕴经济的资源量 331、控制的内蕴经济的资源量 332、推断的内蕴经济的资源量 333。矿井工业资源储量：地质资源量中探明的资源量 331和控制的资源量332，经分类得出的经济的基础储量 121b和122b、边际经济的基础储量2M21和2M22，连同地质资源量中推断的资源量 333的大部，归类为矿井工业资源储量。7、矿井设计的程序1)长远规划对于储量丰富的煤炭基地，需要结合国家确定的工业布局进行长远规划。2)可行性研究项目可行性研究是建设前期必不可少的一个设计阶段，搞好项目可行性研究可使基建投资发挥最大的经济效益。对大、中型和复杂的建设项目，在编制矿区总体设计和矿井初步设计之前，应分别进行矿区建设可行性研究及矿井可行性研究报告的编制工作，对拟建设项目进行全面的技术经济评价，以作为主管部门决策的依据。3)矿区总体设计矿区与矿井是整体和局部的关系。矿区总体设计要解决矿区开发的总体部署问题，它不仅要对井田划分和矿区规模作出合理决定，而且还要对矿区的地面运输、供电系统、供水系统以及矿区的辅助企业、文教、卫生及生活设施作出统一安排。搞好矿区总体设计，是煤炭工业基本建设中一项带战略性质的任务。4)矿井初步设计矿井初步设计是各没计阶段中最关键的环节，因为初步设计文件一经审批，即成为控制投资和提供设备订货清单的依据，并作为下阶段施工图设计的准则。矿井初步设计的内容较为广泛，其设计质量及技术水平直接影响看整个矿井生产过程的技术经济效果。 5)施工图设计施工图是施工单位进行施工的依据。施工图设计是根据已批准的初步设计所确定的原则、技术要求、建设标准、装备水平等意图而进行的一项工作。设计部门要密切结合现场实际，加强与施工单位的商榷，使设计产品既便于施工又有利于生产，做到经济合理。（矿区开发可行性研究、矿区总体设计、矿井可行性研究、矿井初步设计、施工图设计。根据批准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，批准后进行初步设计，然后进行施工图设计）8、 在建设项目投资前对建设项目在技术上是否可靠、经济上是否合理进行深入细致的调查研究通过分析计算和多方案的比较选择以最小耗费取得最佳经济效果的方案并对该项目建成后可能取得的技术经济效果进行预测从而提出该项目是否值得投资和如何建设的意见为投资决策提供科学可靠的根据。这个调查研究、分析计算、比较、选择、论证的全过程就叫可行性研究9、 矿井可行性研究的主要内容：.对资源条件进行调查研究并提出评述；对市场供需情况进行调查和预测；科学确定井型大小；择优确定先进可靠、符合我国技术政策和能源政策的生产工艺案方；搞好综合平衡，落实生产减少条件；制订工程实施计划，控制建设工期的资金运用；进行经济核算，评价工程建设的经济效果。矿井可行性研究的深度要求与作用：经主管部门审批后可作为编制设计任务书的基础对于协作配套条件（如用户、产品方案、水源、电源、运输等）经反复调研提出可行方案可作为同有关协作部门签协议的依据对批准的精查地质报告认真分析研究提出资源可靠性的综合评价意见除可供主管部门决策外还可作为安排补充勘探工作的依据；对影响矿井建设效果的主要问题（如生产能力、开采方式、工艺流程、设备选型等）进行周密的多方案全面技术经济论证提出最佳方案可作为编制下阶段设计的基础并可作为标准设备制造规划的依据；投资估算的准确度应达到70%以上，项目资金来源为银行贷款时用于银行审批项目；为利用外资时用于询价、谈判及签约。10、 矿井开采设计的最优化准则就是衡量矿井某项决策在技术、经济和社会等方面合理性的尺度、它应该具有完善地反映技术经济效果的广阔度能够反映方案的多种差别的灵敏度和可以用来评价多种性质问题的适应性。评价矿井开采设计的最优性准则有：生产费用,吨煤成本,基建投资,初期投资,折算费用,利润,劳动生产率,劳动消耗量等。目前应用的主要准则折算费用法、投资回收期法、劳动生产率、吨煤投资和吨煤成本、利润和多目标决策等11、 方案比较法（1）实质：在进行工程设计时，根据已知条件列出在技术上可行的若干个方案，然后进行具体的技术分析和经济比较，从中选出最优越的一种方案，这种设计方法就称为方案比较法。（2）步骤：明确设计的内容、性质，要求以及目标熟悉和掌握设计任务的内外部条件基于以上2点，提出可行的方案对提出方案进行初选，得出 2-3个较优方案对较优方案进行详细技术经济对比，确定最终方案对最终方案详细描述，即编制报告和图纸。（3）内容：应比较的主要内容工程量（井巷工程量：井巷长度或掘进体积，硐室掘进体积；地面建筑工程量：厂房及其他建筑物建筑面积和结构物，轨道、管路、线路；机电设备的安装量：设备台数或成套设备套数；其他工程量：占用农田面积、平整土地面积）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）基本建设工期机电设备及主要材料需用量生产经营费用（巷道维护费、运输费、提升费、通风和排水费等）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）。折算费用法：是对参与比较的各个技术方案的基本建设投资和生产经营费用(或成本)这两项性质不同的费用 ,利用投资效果系数这一折算比率,将基本建设投资折算成和生产经营费用类似的费用,然后与生产经营费用相加。折算出一个称为 “折算费用”的数值,以其数值最小者作为最优方案 ,据此来确定方案的取舍。投资回收期法：指在设计方案中,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 ,称为投资回收期法。劳动生产率：是指劳动者在单位时间内所能生产的产品数量。吨煤投资和吨煤成本：吨煤投资就是矿井建设投资总额除以矿井生产能力所得到的商。它是矿井建设水平的指标。我国对不同井型的矿井规定了相应的吨煤投资限额 ,这个限额就成为设计矿井系统的约束条件。吨煤成本就是矿井生产总成本除以矿井产量所得到的商。吨煤成本反映了产品生产活动的最终结果 ,是一项综合性的指标。无论是生产矿井 ,还是新建矿井都必须计算和比较这个项目。它是矿井开采经济最优性的重要指标之一。多目标决策评价：一方面希望其吨煤投资越低越好,另一方面又希望它投产后创造的价值越高越好 ,这就形成了多目标。12、 矿井轨道：巷道底板铺设的道床、轨枕、钢轨和联结件等。钢轨的型号，以 kg / m表示；类别：重轨 24kg /m的钢轨，轻轨 24kg /m的钢轨。矿井常用轨型有：36、24、18、15、11等。小矿或运输量小的巷道可选用 8.5型。13、 道岔使车辆由一线路转运到另一线路的装置。型号DK615412 、DC62439 、DX91852016符号含义：单开道岔DK、对称DC、渡线DX。第一段数：6、9分别表600mm、900mm轨距。15、18、24分别表示轨型。第二段数字（4、3、5）为辙叉号码。道岔半径：DK 和DC名称尾数表示道岔曲轨的曲线半径，单位为： m。如：6、9、12、15、20、25、30m；DX名称尾数有四位数，DX91852016 、DX91852019，四位数-前两位数：表示曲线半径，单位：m；后两位数：表示轨中心距，单位为：dm。如：16示16dm ；19示19dm。道岔的小，R 大，行车速度。道岔选择与基本轨距一致与基本轨一致，可高一级，不能低一级与行车类别相适应，DK：M为2、3号的只能走矿车，不能走机车。DC：M为2、3号的只能走矿车，不能走机车。R 9m，185530的只能走矿车，不能走机车与行驶车辆速度相适应，R小，大，行车 v ，只走矿车的道岔，其行车 v 1.5m / 秒，车场调车用。注意左向、右向。14、 竖曲线即线路纵面方向上呈曲线（圆曲线）状。线路由斜面过渡到平面时，为了避免线路以折线状突然拐到平面上，斜面线路与平面线路之间均需设置竖曲线，以使车辆运行平稳可靠。竖曲线半径R取值：R =（1213）SB ，SB为轴距。1.0t、1.5t矿车R：9、12、15m；3t矿车： R：12、15、20m。15、 曲线线路的外轨抬高：车辆在弯道上运行时，如果两根轨道仍在一个水平面上，由于离心力的作用，车轮边缘就要向外挤压外轨，增加磨损和运行阻力，严重时会使车辆倾倒或出轨，为此在曲线处应将外轨抬高一个值，外轨抬高值与曲线半径轨距及车辆运行速度有关，运行速度越快曲线半径越小，抬高值应越大。900mm轨距抬高10-35mm，600mm轨距抬高5-25mm。轨距加宽：当车辆在弯道运行时，弯道轨距还应加宽，不然也会发生车轮边缘挤压钢轨的现象，增加阻力，甚至使轮缘被钢轨卡住或是被挤出钢轨面而掉道，因此曲线段钢轨应较直线段适当加宽。由于车辆在曲线上运行会发生外伸和内伸现象，所以曲线处巷道需要加宽，由于同样的原因双轨线路在曲线处线路中心距也应该加宽。中部车场单道一次回转：提升牵引角小，钢绳磨损小；工程量小。交叉点巷道不易维护；空重车倒车时间长，推车劳动强度大；运量小。适用于提升量小，用于辅助运输围岩条件好的采区车场单道二次回转：交叉点短，工程量小，易于维护；提升牵引角大，不利于操车，调车时间长，推车劳动量大。适用于提升量小，用作辅助提升，围岩条件差的采区车场双道一次回转：牵引角小，钢绳磨损小，操车方便，生产安全可靠；提升能力大，交叉点长，对开凿维护不理。适用于提升能力大的车厂，尤其是适用于石门甩车场（甩入石门）双道二次回转：提升能力大；交叉点短，便于维护；空间大，便于操车，提升牵引角大，操车技术要求高。适用于提升量大的车场，绕道或平巷更有利上部车场采区煤仓分为井巷式煤仓和机械式水平煤仓，井巷式煤仓分为垂直煤仓和倾斜煤仓其他辅助运输方式及优缺点：单轨吊车，优缺点：以特殊的工字钢为轨道悬吊单轨吊车连续运行，机动灵活，爬坡能力强。最大的优点是与巷道底板状态无关，可以在起伏不平的巷道中运行。生产效率高，事故少，经济效益好。但柴油机废气污染，噪声大；蓄电池单轨吊车自重大，提高牵引力受到限制，需设置充电硐室并经常充电灯。一般多用于采区上下山运输。卡轨车，优缺点：卡轨车安全可靠，弯道半径小，对巷道起伏变化适应性强，巷道交叉点工程量小，机械化程度高，机械硐室小，它不受巷道支护条件的影响，不增加巷道支架负载，载重量打。但对巷道的底鼓量有一定的要求。适用于复杂巷道断面内的物料和人员运送，以及生产能力大的采区。齿轨机车，优缺点：在近水平煤层矿井可实现一条龙直达运输。但对轨道要求高，机车自重大，造价一般较高。多用于采区内运输。无轨胶轮运输车和轨道胶套轮机车，优缺点：可以大大提高全矿井效率，显著降低运