煤矿开采学矿井开采设计
煤矿矿井开采的合理布置与设计

煤矿矿井开采的合理布置与设计煤矿矿井开采是煤炭资源的重要获取方式,对于确保煤炭的安全生产和高效利用具有至关重要的作用。
合理的布置与设计可最大程度地提高矿井开采效率,降低事故发生的风险。
本文将从矿井布置原则、巷道设计、设备配置、监测系统等方面探讨煤矿矿井开采的合理布置与设计。
一、矿井布置原则矿井布置应遵循以下原则:合理利用煤炭资源;尊重自然环境;确保安全生产;提高经济效益。
首先,在合理利用煤炭资源方面,需要根据矿井附近煤层的地质条件和煤炭储量进行调查与评估。
合理确定采区的覆盖面积与布局,确保充分开采煤炭资源的同时,最大限度地减少资源的浪费。
其次,在尊重自然环境方面,应考虑到煤矿开采对周边环境的影响,尽可能减少对地表地貌的破坏。
要合理规划矿井布置,减少土地占用量,保护土地资源,避免对生态环境造成不可逆转的影响。
再次,在确保安全生产方面,布置与设计应充分考虑矿井的排水、通风等工程措施,保证矿井稳定与安全。
同时,根据煤层地质条件及矿井周围地质构造,合理确定矿井开采方式、工作面布置以及支护措施,确保矿井的安全运行。
最后,布置与设计要追求经济效益最大化。
将节约能源、降低生产成本作为目标,充分利用现代先进技术手段,提高矿井设施的自动化、智能化水平,增强生产效率。
二、巷道设计巷道在矿井开采中起着重要的通风和运输作用。
合理的巷道设计可以提高矿井的通风效果,同时也方便了煤炭的运输。
在巷道的布置方面,应根据煤层的产状和倾角确定巷道的高度、宽度以及布置的方向。
巷道的高度要满足通风设备的要求,保证良好的空气环流。
宽度则根据巷道的用途来确定,可根据车辆尺寸、堆煤设备及人员行走的需求确定。
同时,巷道的布置方向要遵循矿层产状与走向的规律,以适应煤层的开采需求,并兼顾开采工作面的连接。
巷道的支护措施也是设计的重要部分。
根据巷道的用途和地质条件,采用适当的支护方式,如钢拱架、锚杆等,保证巷道的稳定性和安全性。
三、设备配置煤矿矿井中的设备配置直接影响到矿井开采的效率和安全性。
煤矿开采与矿井设计

矿井安全监测与预警系统
建立安全监测网络
建立完善的安全监测网络,对矿 井内的瓦斯、一氧化碳、温度等 关键参数进行实时监测,确保及
时发现异常情况。
开发预警系统
开发或引进先进的预警系统,利 用大数据和人工智能技术对监测 数据进行处理和分析,及时发出 预警信息,为应急处置提供决策
支持。
强化应急处置能力
建立健全应急处置预案,定期组 织应急演练,提高员工应对突发
矿井布局
采煤方法选择
根据矿井地形和煤层分布情况,合理布置 采煤工作面、运输巷道、通风巷道等,确 保矿井安全生产和高效生产。
根据煤层厚度、硬度等参数,选择合适的 采煤方法,如长壁式采煤法、放顶煤采煤 法等。
某采煤方法应用案例分析
采煤方法简介
该采煤方法采用长壁式采煤工艺,具有安全、高效、低成本等优 点,适用于煤层厚度较大、顶板稳定的矿井。
采掘工艺设计
选择合适的采掘设备、工艺流 程和技术参数。
矿井安全设施设计
设计安全监控系统、紧急避险 设施等,确保安全生产。
矿井辅助设施设计
设计供电、供水、排水、通风 等辅助设施。
矿井设计的基本流程
01
初步设计
收集地质资料、分析矿床条件,制 定初步设计方案。
施工图设计
根据方案设计,绘制矿井施工图纸 ,准备施工。
应用情况
该采煤方法在该矿井中得到了广泛应用,提高了矿井生产效率和资 源利用率,同时也降低了生产成本和安全风险。
效果评估
通过应用该采煤方法,该矿井实现了安全生产和高效生产,取得了 显著的经济效益和社会效益。
某矿井安全管理体系建设案例分析
煤矿安全事故的频发,建立完善的安全管理 体系成为煤矿企业亟待解决的问题。
煤矿开采学第21章-矿井开采设计

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,劳动生产率高,吨煤生产费用低等。 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。 确定矿井开采设计方案的方法主要有:方案比较法、统计分析法、技术标 定法(标准定额法)、数学分析法以及经济-数学规划法等。
1、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 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 产经营费相加,得到一个“折算费用”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“年折算费用”。
S = C + E0K
式中: S——年折算费用(吨煤年折算费用);
C——年内生产经营费用总和(吨煤成本费用);
E0——标准投资效果系数(0.1~0.12); K——全部或计算项目的基本建设投资总和(或吨煤投资费用)
把方案比较中的“二元值”(基建投资与生产经营费用)变为“一元值”(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。
开采方式及销售流向。
4.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 况等有密切联系,故必须论证说明。
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。
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
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。
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。
煤矿开采学-课程设计

1采区概况及地质特征1.1采区概况本采区为某矿第二水平第五采区,采区上部标高-150m,下部标高为-450m,其中三采区已采,七采区未采。
年产量为120万t/a区内煤层埋藏稳定,构造简单,煤质中硬,自然发火期为6-12个月。
区内涌水较小,无大的含水层和地下水,开采条件好。
采区内有一层煤,煤层埋藏稳定,构造简单,属于厚煤层。
煤层无瓦斯突出,顶底板稳定。
煤岩爆炸指数为34%-70%。
煤层瓦斯含量小,采区所属矿井属于低瓦斯矿井。
区内地质构造简单,为单斜构造,无断层和褶曲。
煤层倾角约为21°,采区走向长为2180m,倾斜长度为830m。
运输大巷布置在-450水平,回风巷布置在-150水平。
2.采区储量及服务年限2.1采区储量2.1.1采区工业储量Zg=2180⨯830⨯5⨯1.35=12213450t 2.1.2采区设计储量Zs=Zg-P1(P1为永久煤柱损失) P1包括井田境界煤柱、采区边界煤柱。
式中:采区边界煤柱:20×830×5×1.35=112050t Zs=Zg-P1=12213450-112050=12101400t 2.1.3采区可采储量Zk=(Zs-P2)⨯75%(P2为暂时煤柱损失)P2包括上山保护煤柱、区段保护煤柱。
上山保护煤柱:(830-40)⨯60⨯5⨯1.35=321135t式中: 区段保护煤柱:2180⨯30⨯5⨯1.35=441450tZk=(Zs-P2)⨯75%=[12101400-(321135+441450)]⨯75%=11338815⨯75%=8504111.25t2.1.4采区采出率η=/K S Z Z=11338815/12213450⨯100%=92.83%>75%2.2采区生产能力及服务年限工作制度:根据《煤矿安全规程》设计的工作日为330天,采用“三八”工作制,其中两班生产,一班检修。
每班工作8小时,每日提升为16小时。
煤矿开采学第三篇井田开拓及矿井开采设计第二十一章 矿井开采设计第十七章 井田开拓方式

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式( 开一 拓)
立 井 单 水 平 带 区
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开( 拓二
) 立 井 多 水 平 采 区 式
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采用立井开拓时,一般以一对立井进 行开拓,装备两个井筒,井筒断面根据提 升容器尺寸、井筒内装备及通风要求。
《 煤矿安全规程》规定箕斗提升井兼做 进回风井的要求与斜井时相同。
第十七章 井田开拓方式
第一节 斜井开拓 第二节 立井开拓 第三节 平硐开拓 第四节 井筒(硐)形式分析及选择 第五节 综合开拓 第六节 多井筒分区域开拓
整理课件
第一节 斜井开拓
主、副井筒均为斜井的开拓方式称为斜井开拓。 斜井开拓方式在我国煤矿中应用较广,半数以上的 矿井是斜井开拓。按井田内划分和阶段内的布置方 式不同,斜井开拓可以有许多种方式。这里只介绍 斜井多水平分段式开拓(即片盘斜井开拓)和斜井多 水平采区式开拓。
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( 一 ) 片 盘 斜 井
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开( 拓二
) 斜 井 多 水 平 采 区 式
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斜井的提升方式
采用斜井开拓时,一般以一对斜井进行开拓。 小型斜井,可以只装备一个井筒,采用单钩串车提升; 中小型斜井,可装备两个井筒,主井用双钩串车提升,副
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1—主斜井; 2—岩石运输大巷; 3—各分区水平运输大
巷; 4—分区煤层; 5—采煤工作面; 6—煤层露头; 7—分区境界; 8—井田边界; N01、N02、N03、 N04、N05—分区副
采矿学第二十五章矿井开采设计

Σm
7.3
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
14
➢ 工业储量Zg
=15089.976万t
Zg=900017400(1.8+1.9+1.6+2.0)1.32
-195
-420
800m
方案二立井两水平暗 +80
斜井延深
+30
50m
225m
225m 275m
-195
-420
870m
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(2225m)、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15,2870m)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
方案四则多开暗斜井井筒(500m+580m)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
31
9000
1900 1900
1700
850 650 1500
初期大巷(750+100)2=1700 后期大巷:一水平(650+1500+750+100)2=6000 二水平15004+8502=7700,三水平15004+8502=7700
29
+80 +30 -160 -290 -420
+80 +30 -160 -290 -420
240m 270 130m 130m
煤矿开采学_第十五章矿井开采设计

范围和单价与各指标要一致性。 4.方案比较法应从实际出发具体问题具体分析
。 由于资料准确性差,10%以内可认为相等。
第二节 矿井开采设计方法
二、其他设计方法
1、统计分析法 2、标准定额法 3、数学分析法 4、经济数学规划法
+1600
+1450 +1300
煤3 +1150
煤5 +1000
9
+850
第三节 矿井开拓设计方案比较示例 井田开拓方案三平面图
1100 1000 1000
900
800 607000
1000
900
800
700
900 1900000
900
各方案工程量投资比较
项目
主井/m 副井/m 风井/m
井底车场/万元
下一阶段设计的依据。
第一节 矿井开采设计的依据、程序和内容
二、矿井开采设计的程序和内容 1.提交矿井项目建议书 2.矿井建设可行性研究 3.矿井初步设计 4.施工图设计 三、矿井设计工作的原则 1.提高设计水平,保证设计质量 2.保证合理的设计周期 3.加强设计审批工作
第二节 矿井开采设计方法
运 输 工
铁路专用线总投资/ 万元
程 场外公路总投资/万
元
供电通讯线路投资/万元
供水管路投资/万元
主、副井提升设备投资/万 元
基建投资合计/万元
方案一
数量
投资/万元
15
750
110000
44
180
3900
120 176 400 2460 19933.5
煤矿开采学课件第三篇井田开拓及矿井开采设计第二十一章 矿井开采设计

直接底厚10m 页岩 下为40m厚层 砂岩
•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
2020/4/18
➢ 工业储量Zg •Zg=90001740(1.8+1.9+1.6+2.0)1.32
=15089.976万t ➢ 可采储量Zk=(Zg-P)C •P-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%。 •P=Zg 5% •=15089.976 * 5% •=7.544988万t •Zk=(Zg-P)C •=(15089.976-7.544988)80% •=11468.4万t
•(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
2020/4/18
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
2020/4/18
•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。
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毕业设计开始前,开题报告(12周左右)
第二十一章 矿井开采设计
基本流程:(1)可行性研究→(2)根据计划任务书进行矿井初步设计→(3) 施工图设计
第一节 矿井开采设计程序和内容
一、矿井设计的依据
(一)矿井设计任务书
矿井设计任务书:是生产管理部门向设计部门委托设计任务的指令性文件。 矿井设计任务书内容: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、计划安排以及配套工程的发展计划与要求等,主要内容如下: 1.建设目的 说明该项目在国民经济中的作用。 2.建设规模 说明建设项目的井型,井型确定依据及技术经济合理性。 3.建设根据 地质资源资料、原材料、设备、动力供应、运输、技术人员及劳动力来源、 开采方式及销售流向。
(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。
(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 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。
(7)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、 通讯、调度;矿井安全、生产监控及计算机管理系统。
(三)矿井可行性研究
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 行总评价。为编制矿井计划任务书及初步设计提供依据。
(四)矿井初步设计
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。 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。
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 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。
(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、 文教、卫生等统一安排,比可行性研究更具体。
(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 要技术经济指标。(经济部分)
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 研究报告等。
毕业设计指导书——综合版.doc
设计说明书1份(A4纸不少于100页);大图4张
(2)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 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 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。 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 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 设备选型;说明井下预防灾害所需采取的措施及安全装备。
(五)施工图设计
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 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
Байду номын сангаас
三、矿井初步设计的内容
(1)矿井概述及地质特征
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。
(四)经批准的上一阶段设计确定的原则
井田划分、井型、开拓方式、设备选型等。
二、矿井设计程序
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、 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,又要对局部每一个细节有详细的设计,便于施工。
一般设计程序:矿区可行性研究→矿区总体设计→矿井可行性研究→矿井初 步设计→施工图设计。
(一)矿区开发可行性研究
(1)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。 (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。 (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。 (5)矿区劳动定员及投资估算等。
(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。
(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。
(11)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 工程量。
4.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
况等有密切联系,故必须论证说明。 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。
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 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。
对于自筹资金基建项目:注明资金、材料、设备的来源等。
(二)井田精查地质报告
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 相当数量的高级储量。
(三)国家建设方针、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。