西安科技大学采矿工程矿井开采设计重点

西安科技大学采矿工程<<矿井开采设计>>重点

概念：矿区总体设计：是根据批准的矿区总体设计计划任务书、矿区详查地质报告和矿区开发可行性研究报告(总体设计方案)以及环境影响报告书等，在落实外部协作条件的基础上，通过更全面深入的工作和各种具体计算，进一步完善可行性研究所推荐并经审查批准的方案, 去编制矿区总体设计。

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和矿井可行性研究报告的编制工作，对拟建项目进行全面的技术经济评价，作为主管部门决策的依据。

1.矿井总体设计的依据？

答：1、矿区总体规划设计委托书；2、矿区资源普查地质报告和必要的详查地质报告以及审批文件；3、矿区环境影响评价大纲及审批文件；4、各省（区、市）国民经济和社会发展五年计划及远景目标纲要；5、煤炭行业及相关电力、化工、交通、建材等行业的五年计划及远景规划。

概念：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，并对井田的开发进行可行性研究以后，进一步通过技术经济分析和计算而确定的。

（一）单道起坡系统

单道起坡-即在斜面上只布置单轨线路。到平面后根据需要布置平面线路.

斜面线路二次回

转方式

1、单道起坡斜面线路一次回转

（1）线路：b?AC，道岔线b直接与 AC相连不重合。C点后为平面线路。

（2）回转角：为道岔的辙叉角a。

（3）斜面线路经一次回转之后，岔线OA的倾角为 b ￠，￠b称一次伪斜角。

（4）AC在b ￠上起坡。

2、单道起坡斜面线路二次回转方式

1）特点：（1）线路：道岔线b ? DA ? AC，DA与AC不重合。C点后为平面线路。（2）回转角：一次回转角为a，二次回转后为 d 。

（3）伪斜角：一次回转线路倾角为b￠，线路二次回转后的倾角b2

b2—二次伪斜角。

（4）AC在b2上起坡。Fig括号内数为真实数

2.方案比较法步骤

(1) 提出可行方案并进行技术比较

①首先要明确设计的内容、性质、要求,以及设计要达到的目标等；

②熟悉和掌握设计任务或设计所要解决的总体或局部课题中的内外部条件,如井田的地霹地形条件,交通情况及与邻近井田的关系等；

③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题,提出若干个在技术上可行的方案；

④对提出的可行方案进行技术经济分析,否定一些技术经济上比较容易鉴别的不合理方案；将剩余的两三个方案取长补短,使其更加完善；

⑤如果能够明显地判定出那一个方案最好,就可以确定其为最终采用的方案；如果不能明显地判定各方案在经济上的优劣,则必须对这两三个方案进行经济比较。(2) 经济比较

将上述两三个方案详细地进行经济计算与比较。进行开拓方案的经济比较时,要考虑下列费用：①基本建设费,其中有：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,其中有巷道维护费、运输提升费、排水费、通风费等等。

(3)技术经济综合比较

确定合理的矿井开拓方案在方案比较后,应对技术分析和经济比较的结果进行综合分析评价,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党的方针政策,技术上合理、经济效益高的方案。

(4) 按设计任务的要求,编写出方案的详细文字说明,绘出说明方案的相关图纸。

名词解释：

设计任务书：又称计划任务书，是生产管理部门向设计部门委托设计任务的文件。其中明确规定了拟建项目的任务和设计内容、技术方向、设计阶段、设计原则、计划安排以及配套工程的发展计划与要求。

马头门线路：系指自副井重车线的末端至材料车线进口变正常轨距起点的一段线路。顶板绕道：当轨道上山跨越运输大巷时称顶板绕道。

等阻坡度：重车向下、空车向上运行阻力相等的坡度称为等阻坡度。

方案比较法的实质就是对不同的方案进行技术经济分析和对比．从中选出在一定偏好准则下最优的方案。这种设计方法称方案比较法。

单道起坡-即在斜面上只布置单轨线路。到平面后根据需要布置平面线路.

投资偿还期：矿井从开始盈利累计达到投资总额的时间。

1）投资总额：矿井从设计、施工到达到设计产量前的全部建设费用的总和。

2) 吨煤投资额：投资总额与矿井生产能力之比，是矿井水平的指标，元/吨。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。

3）吨煤成本：矿井生产总成本除以矿井产量所得到的商。成本包括：

①直接生产费用：材料费、工资费、动力费、折旧费。

②固定资产费：设备投资偿还费、大修费、固定资产税、保险费等。

③间接费：企业管理费、销售经费、其它费用等。

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。

4）盈利额： 盈利额=销售收入-成本总额

单位盈利额=产品售价-产品单位成本

销售收入由产品的品种、产量及价格所决定，而价格由产品的质量决定。评价时将产量与质量同时考虑。

5）投资收益比：是评价设计质量和施工、经营效果的指标。

① 全收益比：销售总额比投资总额。

② 净收益比：盈利额（现值）比投资总额。

6）投资收益率：单位投资的年获利率。

7）投资收益比：投资总额加利息总额比投资总额，即单位投资的偿还额。是评价设计质量和施工质量、速度的指标。

1）工期：建井期，产量递增、递减期，矿井服务年限；

2）

线路坡度：在线路纵断面上两点之间的高差与其水平距离比值的千分值。

线路平面联接：即轨道线路平面布置，是将若干直线和曲线按一定要求直接或用道岔联接成一个轨道系统。

井巷维护费用计算

不同条件井巷，其维护长度、时间及单位时间内单位长度的维护费用不同，必须依据不同条件计算井巷费用。

1) 井巷长度L 为定值，维护时间t 为定值，井巷单位长度单位时间内维护费用（维护费用单价）ru C 取为定值，则井巷维护费用: ru r LtC C = (6.9)

2）井巷长度L 为变值，长度由0～L ，维护费用单价取为定值，维护费用计算如下： 22)2()(222000Lt C v L C L L v C xdx dx L v C dx v x L C C ru j ru L L j ru j ru j L ru

r ==-=-=-=??? 3）井巷长度L 为定值，ru C 亦为定值，但巷道中各段维护时间不同，则维护费用为：

n ru n ru ru r t C L t C L t C L C +++= (2211)

弯道的外轨抬高

车辆在弯道处运行时，将受离心力作用，车轮轮缘向外轨挤压，有可能使车辆倾倒。弯道处外轨需抬高一个h ?值，使车辆的重力G 和离心力gR GV 2的合力垂直于外轨抬高后两个轨面的连线，以此抵消由于离心力作用对外轨的挤压，减少磨损及运行阻力，防止车辆倾倒。

DK615-2-4；单开道岔，轨距600mm,轨型15,2为辙叉号，对应辙叉角为''20'428o 每个系列中按辙叉号码和曲线半径不同，又有不同型号：

DK615 — 4 — 12

DC624 — 3 — 9

ZDX918— 5 — 2016

（1）符号含义： DK 、DC 、DX

单开、对称、渡线。

（2）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（M ）

（3）辙叉号（M ）： M 与辙叉角（α）的关系是： 采区中部车场

3)具体计算

OB 为上山方向，上山倾角为β

δ：在?OAB 中，AB = OB ?tan δ ?CAB 中，AB = BC ?tan δ'

tan δ =AB/OB= BC / OB ?tg δ'=cos

δ=tan -1 (cos .βtan δ') tan α'=BD/BC BC=BOcos BD=BOtan α

tan α'= tan α/ cos β α'=arctan(tan α/ cos β)

可换算出： α'、β'、β" 轮廓尺寸：m 、n 斜面曲线：γ = δ - α，T 、K 竖曲线参数：T '、h 、l 、 Kp '

无轨胶轮车运输有以下优点：

①系统简单，运输高效，适应性强。胶轮车运输实现了单一化及连续化，彻底改变了轨道运输环节多、系统复杂、运输效率低的状况。轻型车辆装载后通过罐笼提升直接运到使用地点，而中型和重型胶轮车，中间只需经过一次换装，便可连续不断地将货物运至目的地。

②综放工作面实现快速安装、拆除。胶轮车载重量大、机动性强，综采放顶煤工作面的所有设备均可运至切眼内一次到位安装。济宁3号矿井曾创造出10天安装一个综放工作面和小班运输安装18架液压支架的记录。

③减员提效，安全生产。采用无轨运输方式，大量减少了专职运输人员和采掘区队辅助人员，极大地改善了工人的作业条件和安全环境，从根本上消除了各类运输事故的发生。

④高投入、高产出、经济效益显著。采用无轨运输虽较有轨运输设备一次性投入高，但总体经济效益要大大高于有轨运输方式。

无轨胶轮车运输也存在一定的不足或问题，目前存在的主要问题有：①噪声较大；②排气有污染，需加大通风量；③防爆低污染柴油机排气栅栏较难清洗；④胶轮车轮胎耐磨性能差；⑤国外进口设备费用大，备件昂贵；⑥设备国产化进度缓慢，缺少大功率防爆低污染柴油机。

无轨胶轮车的主要优点是：不需铺设轨道，运距长，运输机动灵活，具有较大的爬坡能力，可实现从地面直至工作面不经转载的直达运输，因而效率较高。

1.提高井底车场通过能力的措施？

1.改进调车方式；2调整线路结构，提高行车速度；3.适当刷大巷道，改窄轨为宽122M cot α=C

轨，小矿车换成大矿车，提高矿车周转率，增加翻车机，掘凿大容积煤仓；4轨道不变，改固定车厢式矿车为底卸式矿车；5.调整进出路线，避免在同一线路上有相同车辆行驶。

2 影响井巷单位长度掘进费用的因素

主要因素有：岩层性质、井巷断面大小、掘进速度、支架类型等。