第五节矿井开拓设计方案比较示例

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，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25—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，也无自燃倾向；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工业储量ZgZg=9000⨯17400⨯（1.8+1.9+1.6+2.0）⨯1.32=15089.976万t可采储量Zk=(Zg-P)CP-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=5%Zg=5%15089.976=7.544988万tZk=(Zg-P)C=(15089.976-7.544988)8%=11468．4万t生产能力和服务年限T取60年，求AT=Zk/（1．4A），A=136.5万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T=11468．4/（1．4⨯120）=68．26a.地质损失增大K采出率降低矿井增产备用储量计算算法1120万t／a⨯68．26a=8191．2万t11468．4万t-8191．2万t=3277．2万t算法2T=[11468．4/（1．4）]⨯0.4=3276.7万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t=9830．1万t=、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。

第十五章井田开拓方式第一节立井开拓立井开拓：一、立井开拓方式示例1、立井多水平开拓方式◆示例条件◆开拓巷道布置◆开拓方式全称：立井多水平集中运输大巷上山分区式开拓◆掘进顺序◆生产系统◆采掘接替2、立井单水平开拓方式开拓方式全称：立井单水平集中运输大巷上下山分区式开拓◆示例条件◆开拓巷道布置◆开拓方式全称：立井单水平上山分带式（带区式）开拓◆掘进顺序◆生产系统◆采掘接替二、立井开拓分类根据煤层倾斜长度、倾角、煤层间距的不同，可分为单水平开拓和多水平开拓两大类：1、单水平开拓①煤层倾角≤16°的缓倾斜煤层斜长不大时，采用上下山分区式或分带式（图15－3b）②对于近水平煤层斜长不大时，采用上下山盘区式或分带式③对于近水平煤层斜长较大时，采用多组大巷上下山盘区式或分带式④对于近水平煤层层间距较大，上煤组或下煤组储量不足以单独设置水平时，可考虑设置辅助水平（图15－3a）2、多水平开拓①煤层倾角>16°的缓倾斜煤层斜长较大时，采用上山分区式（图15－4a）②煤层倾角≤16°的缓倾斜煤层斜长较大时，采用上下山式或上山式与上下山式混合式（图15－4b、c）③对于近水平煤层，煤组间距较大，各煤组储量均较多，可以单独设置水平时，可按煤组设置水平，沿倾斜可划分为2～4个部分，设置1～2组大巷，采用盘区式或带区式准备（图15－5）④对于急倾斜煤层，均采用上山分区式（图15－6）三、立井开拓的井筒配置井筒位置：多在井田中央附近或储量中心附近井筒数目：2～3个，主井，副井，回风井（有时主井兼作回风井）井筒形状：圆形井筒断面尺寸：直径＝5～8m井筒装备：1、主井一对或两对箕斗，容积6～50t，30万吨以下的井型也可用罐笼主井装备箕斗可兼作回风井，不能作进风井主井装备罐笼既可作回风井，也能作进风井2、副井一般装备一对罐笼，单层或双层，单车或双车，1t或1.5t或3t或5t有时装备一对半，一对较小的，和一个较大的三只罐笼副井是矿井的主要进风井同时设梯子间，作为安全出口、铺设排水管、电缆3、风井风井一般不设提升设备，设梯子间，作为安全出口，黄泥灌浆管多从风井进入井下4、混合提升井改扩建新建井小型井第十五章斜井开拓斜井开拓：斜井开拓的广泛应用：优点（基建施工技术简单、初期投资少）斜井开拓分类：集中斜井、片盘斜井集中斜井开拓分类：单水平、多水平；上山式、上下山式、上山式与上下山式混合式；分煤层大巷、集中大巷、分组集中大巷；一、斜井开拓方式示例1、集中斜井多水平开拓1）示例条件：埋藏浅，表土层薄2）开拓方式及井巷布置：斜井多水平上山分区式集中大巷开拓方式3）开掘顺序4）生产系统：运煤、运料排矸、通风、排水、供电5）采掘接替：先一阶段（第一水平），后二阶段（第二水平），两阶段内各采区均前进式2、集中斜井单水平开拓1）示例条件：埋藏浅，表土层薄，瓦斯水文条件简单，倾角小于16°2）开拓方式及井巷布置：斜井单水平上下山分区式集中大巷开拓方式3）开掘顺序4）生产系统：运煤、运料排矸、通风、排水、供电5）采掘接替：①一阶段采完后二阶段一阶段内采区前进式，二阶段内采区后退式②二阶段略滞后一阶段，两阶段同采两阶段内各采区均前进式3、片盘斜井开拓1）示例条件：埋藏浅，表土层薄，瓦斯水文条件简单，井田尺寸小，储量少的小型矿井2）开拓方式及井巷布置：片盘斜井开拓方式3）开掘顺序4）生产系统：运煤、运料排矸、通风、排水、供电5）采掘接替：6）片盘斜井的特点：（1）井田尺寸小，储量少的小型矿井（2）不划分为阶段和采区，而是划分为分段，分段相当于区段，在分段中布置走向长壁工作面（3）片盘斜井相当于一个下山采区（4）多数只装备一个井筒，用串车混合提升（5）片盘运输巷也多用矿车运输（6）多煤层时上煤层的回采厚度多超前掘进（超前工作面一定距离随采随掘）（7）井筒随片盘的开采逐步延深，斜长较大时可两段提升，井筒倾角较大时可伪斜布置（8）多全煤井巷布置，最下一个煤层为厚煤层或围岩条件不好时布置底板岩层中7）片盘斜井的优点：二、斜井开拓的井筒配置1、井筒的数目和断面2、井筒的功能及装备1）主斜井强力胶带输送机能力大，倾角<17°（大倾角胶带输送机可达26°）钢丝绳胶带输送机能力大，倾角<17°斜井箕斗能力中等，倾角＝25°～35°单钩或双钩串车能力小，倾角＝15°～25°无轨胶轮车能力不等，倾角＝0°～6°2）副斜井单钩或双钩串车倾角＝15°～25°无极绳倾角＝6°～10°无轨胶轮车倾角＝0°～6°新型辅助运输设备――单轨吊车、卡轨车、齿轨车3）混合提升斜井3、井筒的倾角4、井筒的方向1）沿层斜井2）穿层斜井3）反斜井第三节平硐开拓◆平硐开拓的概念：◆平硐开拓的优点：1、省去了提升设备和提升费用；2、省去了排水设备和排水费用；3、地面建筑简单，投资少；4、生产系统简单，生产成本低。

采矿工程开拓方案比较在矿产资源的开采过程中，为了确保生产的顺利进行并达到最佳的经济效益，采矿工程的开拓方案是至关重要的。

开拓方案直接影响着矿山开采的规模、设备选择、施工方案、安全管理等重要内容，因此选择合适的开拓方案对于矿山开采来说至关重要。

在本文中，将会分析并比较几种常见的采矿工程开拓方案，以期为矿山开采提供可靠的参考。

一、“顶仓顶采”开拓方案“顶仓顶采”是一种比较常见的采矿工程开拓方案，该方案一般适用于有规模的矿山和较高含矿量的矿床。

其主要特点是直接在地表以上进行开采，对矿石进行破碎、分类、输送等处理，并不需要进行大规模的地下采矿。

这种方法的优点是投资大、回收快、收益高。

但是由于需要占用大量地表资源，可能会对环境造成一定的影响。

二、“底仓自下而上顶采”开拓方案“底仓自下而上顶采”是采矿过程中一种较为常见的开拓方案，该方案一般适用于矿床较薄、储量较小或含有较多杂质的矿石。

其特点是将地面上的矿石通过坑道或井下输送到地下仓库，然后由地下设备进行提升处理。

这种方法的优点是可以充分利用地下空间，减少对地表资源的占用。

但是相对于“顶仓顶采”来说，需要进行地下采矿，投资和周期较长。

三、“露采”开拓方案“露采”是一种较为传统的采矿工程开拓方案，该方案一般适用于表层浅的矿床，对环境影响较小，一般用于较小规模的矿山和对环境保护要求较高的地区。

其主要特点是将地表的矿石通过机械或人工的方式开采，处理厂一般建在离采矿现场较近的地方。

这种方法的优点是投资小、回收快，但由于需要对地表进行较大的破坏，对环境造成的影响比较大。

综上所述，不同的矿床、矿山规模、环境要求等因素对确定采矿工程的开拓方案有着重要的影响。

在选择开拓方案的过程中，需要充分考虑到这些因素，并进行综合分析。

同时，为了确保采矿工程的开发能够顺利进行并达到最佳的经济效益，还需要进行详细的可行性研究，结合当地的地质、地形、社会经济等因素，制定合理的开发规划和开拓方案。

第二十五章矿井开采设计第一节矿井开采设计地依据建设一个矿井需要国家很多投资,消耗大量地人力、物力,关系到国民经济地发展,必须具备下列依据.一、设计任务书设计任务书（计划任务书）,是生产管理部门向设计部门委托设计任务地一项指令性文件.设计任务书—规定了拟建项目地任务和设计内容、技术方向、设计阶段、设计原则、计划按排以及配套项目地发展计划与要求设计任务书主要内容(1)矿井建设目地在国民经济中地作用.(2)矿井建设规模.矿井主要产品地产量品种,全部和分期建设规模.(3)矿井建设根据地质资源,原材料、设备、动力地供应,劳动力和生活资料来源,产品地用途和用户.(4)矿井机械化程度.(5)矿井主要生产协作条件.所需资料和材料地数量、运输量和供应关系协议(或建议)资源地综合利用和“三废”治理要求特殊材料和设备供应建议交通运输、供电和供水方式铁路接轨和供电接线地协议以及城镇建设等设施(6)矿井主要设计原则.井筒位置矿井开拓方式通风方式产品地加工运输,工业与生活建筑地点和占用土地估算建设原则和建筑标准,职工单眷比防空、防洪和防震以及环境保护等要求矿井投产标准(分期投产或是一次设计一次投产)及建设工期(7)矿井设计效果.劳动定员、建设吨煤投资和总投资估算二、精查地质报告井田精查地质报告是矿井初步设计地基础.清楚井田境界内地质构造清楚储量明确煤质牌号及其用途准确地水文地质资料对地质条件特别复杂地小型煤矿及地方小煤矿,可用详查最终地质报告作为资源地依据.全矿井特别是第一水平必须有相当数量地高级储量(平衡表内地A+B级储量)三、国家总地建设方针、政策及有关规程和规范遵循国家正式颁发地与建设项目有关地方针政策、规程、规范和技术方向等；或国家对建设项目明确规定地有关文件.四、经批准地上一阶段设计确定地原则第二节矿井开采设计地程序和内容一、矿井设计程序矿井设计地程序应为：根据批准后地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.矿井初步设计地基本内容（1）矿井地位置、交通、地形、地貌、河流湖泊、沼泽分布及范围、气象及地震、水文、工农业、建筑材料概况,现有地供水、供电状况.地层、水文地质、主要地质构造、煤层赋存特征、用途、煤质；说明地质勘探程度及问题,开采影响地因素.（2）说明井田境界及划分依据,地质储量、可采储量、开采损失及计算方法,年工作制度、生产能力及依据.(3)说明提出地几个主要开拓方案,并进行技术经济比较,阐明推荐开拓方案地主要内容及理由；确定井筒数目和位置,井筒断面,设计井底车场及硐室,验算井底车场通过能力；确定矿井提升及大巷运输方式,确定通风方式和通风系统,计算风量、风压及等积孔；选择矿井提升、运输、通风、排水、压气设备,并计算其能力；说明巷道掘进方法和支护形式,矿井降温措施及设备选型,说明预防井下灾害所需采取地措施及安全装备；选择采矿方法,确定巷道布置和开采工艺及采掘机械配备,确定移交生产和达到设计能力时地布置；确定采区或带区车场、装车点及硐室、煤和矸石运输和辅助运输方式及设备选型等.(4)说明煤质及用途,确定洗选加工工艺流程、地面生产系统及其各环节地设备和能力；排矸系统设备及矸石处理能力；机修厂、化验室和坑木场地设备及面积.(5)说明地面运输方式,设计运输线路(铁路及公路)、矿井装车站、桥梁和隧道、特殊路基防护措施、铁路经营管理方式等.(6)确定矿井工业场地总平面布置,说明平面布置、竖向布置及场内运输和防排水措施；说明风井工业场地地选定及平面布置,爆破材料库库址选择,工业场地地防洪排涝措施.(7)确定矿井供电电源、用电设备容量、井上下供配电系统、地面变电所位置、主要设备地控制、信号、照明、通讯及运输调度,矿井地安全和生产监控与计算机管理系统.(8)说明地面建筑设计需要地气象条件、项目地质及地震资料、建筑材料以及现场施工技术条件等.确定地面工业建筑物及其结构物,包括工业场地地建筑物及结构物,行政生活建筑及居住区规划、居住区总平面布置等.(9)确定全矿给水和排水,采暖、通风和供热,消防系统及设施,井下降尘洒水,井筒防冻以及地面生产系统地除尘.(10)确定矿井环境保护标准,说明环境保护地设计依据及有关要求、地表塌陷治理、矸石处理、污水处理、烟尘处理、噪声治理和垃圾处理等措施.说明工业卫生设施及有关管理办法、绿化规划、结构及设施、环境监测任务地范围及其内容、监测站地设置,环境管理及投资,环境保护存在地问题及建议.(11)计算矿井建设项目量,施工顺序、速度和工期,土建项目及施工顺序,说明并计算机电安装项目及其项目量,施工方法和顺序,项目综合排队和总工期.(12)编制矿井劳动定员、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.矿井初步设计是进行矿井建设地基本设计文件,在完成初步设计时,应提交下列文件：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.第三节矿井开采设计地原则和设计方法一、矿井开采设计地原则(1)提高设计水平,保证设计质量.贯彻国家地方针、政策、煤矿安全规程矿井设计在技术先进能适应国情能够缩短建设工期和节省投资生产时能取得最大地技术经济效果.(2)要保证合理地设计周期.合理地设计周期是提高设计质量地重要保证如果设计周期过于紧迫—使设计考虑不周,设计返工,甚至隐患,(3)加强设计审批工作.设计文件一经批准,就具有法律性.任何单位和个人不经原审批单位同意,都无权更改批准设计中地重大设计原则.涉及一般设计地修改,亦必须经原设计单位同意由原设计单位进行,才能保证基本建设顺利地进行.避免因为任意修改设计,或不按设计施工,而造成经济损失或影响建设速度.二、矿井开采设计地步骤矿井开采设计主要应解决井田开采地技术方案和确定各项开采参数如确定井田开拓方式、新水平开拓延深方案、采准巷道布置及生产系统,选择采煤方法,确定阶段垂高、采区走向长度、采煤工作面长度以及各个系统地机电装备等.选用地方案及参数在技术上是先进地采用了适合于该矿具体条件地先进技术有利于采用新技术、新工艺有利于实现生产过程地机械化及自动化有利于生产地集中化有利于提高资源采出率有利于加强生产技术管理,有利于安全生产.经济上是合理地选用地方案吨煤生产能力地基建投资少,特别是初期投资少劳动生产率高,吨煤生产费用低,矿井建设时间短,投资效果好,投资回收期短,利润高.安全上是可靠地因为矿井地质条件地多样化和技术条件地复杂性,解决问题地性质、影响范围各不相同,开采设计方案可以采用不同地方法.在我国目前条件下,通常采用如下地方法步骤.(1)提出可行方案.首先要明确设计地内容、性质、要求,以及设计要达到地目标等；熟悉和掌握设计任务或设计所要解决地总体或局部课题中地内、外部条件,如井田地地质地形条件,交通情况及与邻近井田地关系等；根据井田地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地有关问题,提出若干个在技术上可行地方案.(2)进行方案地技术比较对提出地可行方案进行详细地技术分析和粗略地经济比较,否定一些技术经济上比较容易鉴别是不合理地方案；将剩余地2—3个方案取长补短,使其更加完善；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地方案；如果不能明显地判定各方案在技术经济上地优劣,则必须对这2—3个方案进行详细地经济比较(3)进行方案地经济比较在进行开拓方案地经济比较时,要考虑下列费用：①基本建设费,其中有：井巷开凿费；建筑物及结构物地修建费及一些特殊地设备费等；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：(4)方案地多目标综合评价优选.在方案比较后,应对技术分析和经济比较地结果进行综合分析,权衡各方案地利弊,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地方针政策、技术上合理、经济效益高地方案.但是,应当指出,如将各方案地生产费用和基本建设费用简单相加后相比,以方案所需费用总额最小者确定为经济上最有利地方案,这突出了生产经营费用地作用(因为这与基本建设费用相比,生产经营费用地比重很大),还不能够反映出方案地投资效果.因此,必须将有关因素都考虑进去,进行方案地多目标综合评价.例如,在某些情况下,虽然某一方案费用略高,但是初期投资少,建井工期短,可以早出煤,就可能是一个最优方案.所以,某一矿井开采设计地最后方案,还必须根据具体情况作出全面地综合分析比较后决定.(5)最后按设计任务书地要求,对方案作出详细地文字说明,并绘出设计图纸三、矿井开采设计方法设计方法地实质和基本内容(一)方案比较法方案比较法应用最广泛地方法.方案比较法地实质就是对不同地方案进行技术经济分析和对比,从中选出相对最优越地一种方案.1．方案比较地内容应比较地主要项目和内容(1)项目量①井巷项目量(井巷长度或掘进体积,硐室掘进体积)；②地面建筑项目量(厂房及其他建筑物地建筑面积和结构物,轨道、管路、线路长度)；③机电设备地安装项目量(设备台数或成套设备套数、管路和线路地长度)；④其他项目量(占用地农田面积、平整土地石方数量).(2)基本建设投资可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项目地费用.在计算基建投资时,应当特别注意初期投资.(3)基本建设工期(4)机电设备及主要材料需用量(5)生产经营费用按矿井生产过程计算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．方案比较时地注意事项提出可行方案和技术分析是方案比较地重要步骤和基础,必须认真全面地研究各种条件和因素,不要遗漏方案；对方案中应当列入地对比项目,要进行反复核对,以免遗漏.(2)在进行经济计算时,只考虑重要项目地费用例如费用是几千万元,则几万元地数字比较意义就不大,可以不列入比较.(3)相同费用项目可以不比较；对影响不大、差别很小地费用项目也可不进行比较.对哪些项目是重要地、影响不大地或相同地,要进行具体分析.在通常情况下,重要项目包括井巷项目费、地面建设费、煤地运输提升费、井巷维护费；低瓦斯矿井地通风费、涌水量小地矿井地排水费可作为影响不大地项目不予计算.如果比较地方案是专门研究通风或排水问题,则必须进行比较.关于某项费用是否相同地问题,也应具体问题具体分析例如,两方案采用相同地井底车场及地面设施,当两方案井型相同时,可看作是相同地项目不予比较；但如两方案井型不同,则分摊于吨煤生产能力地投资就不同,不能认为是相同地项目,而必须进行全面地计算和比较.(4)生产经营费用,一般是按一个水平或全矿服务期间地消耗总值计算.各项费用单价必须比较可靠,适合比较方案地自然和技术条件,出自同一来源,尽可能使方案比较地数字和结果符合客观实际,否则,单价本身不准,比较结果失去意义.(5)在进行大地方案比较之前,相同类型地局部方案进行比较,求出合理地局部方案后,再进行整体地方案比较.(6)经济比较时基本建设费用与生产经营费用分别列出.基本建设费是以投资或贷款地形式集中拨发地,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地.应把基本建设费用地初期投资和后期投资分别列出,以利于全面分析经济效果,得出比较优越地方案.(7) 计算各方案地矿井建设期限缩短建设工期不仅可以提前为国家供应煤炭,还可节约施工费用.(8)各方案地差别以百分比表示,将总费用最小地方案定为100％,其他各方案地费用与其相比较.如果各方案在经济上相差不大,就要根据技术上地优越性、初期投资地大小、施工地难易程度、建设期地长短、材料设备供应条件等因素,综合考虑.(9)因为原始资料不可能十分精确(例如费用单价、煤层储量和煤层赋存条件等),所以计算出地费用是有误差地,误差一般估计为10％以下,这样,如果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地.有些项目地设计方案虽然相差在10％以内,但差值地绝对额很大时,也不能忽略,此时应以差值额作为对比地标准.(10)在进行最终评价时,一定要正确估计各项影响因素在所研究方案中地重要程度,以便根据给定地目标,选取最优方案.对于一个具体地煤炭企业而言,经济评价虽然是确定方案地主要标准,但不能作为惟一地标准.应根据具体情况,综合分析研究各影响因素地主次关系,择优选用.。

第五章矿井开拓延深及技术改造开拓延深—向深部发展技术改造—用新技术、新工艺、新装备、新材料对原有的生产系统、设备、工艺等进行更新和改造。

第一节矿井开拓延深生产矿井新水平开拓延深的特点：Ø井巷工程量大，大体接近新建矿井；Ø可以充分利用原有井巷和设备；Ø施工技术和管理复杂，边生产，边延深，施工与生产在运、提、通风方面相互干扰；Ø工期长，一般要5 ~ 8年（延深3 ~ 5年，过渡2 ~ 3年）；Ø能更好地适应开采煤层特点，改进矿井开拓、准备巷道布置，有可能扩大生产能力一、矿井延深的原则和要求（一）提前做好准备工作、加强管理（1）地质资料（2）资金来源（3）落实队伍（4）加强管理（二）保证或扩大矿井生产能力矿井开拓延深时应结合矿井发展的长远规划，仔细研究煤层地质条件的变化和各生产环节之间的配合，保证维持矿井已有的生产能力，有需要和可能时，结合开拓延深进行技术改造，提高矿井生产集中化水平，力求扩大矿井生产能力。

（三）充分、合理地利用现有井巷设施新水平开拓延深应充分利用现有井巷以及提升、运输、通风、排水等大型设备，力求减少开拓延深的工程量和费用。

（四）积极采用新技术、新工艺和新设备在新水平开拓延深时，应选择先进的采掘技术，选用高效能的机械装备，使新水平技术经济效果有明显的提高。

延深两个井筒，组织施工复杂；掘进一些辅助巷道，临时工程以后难用；提升高度增加，需更换提升设备。

直接延深适用：Ø井筒延深不受地质、水文条件的限制；Ø断面和提升设备能满足新水平提升要求或更换提升设备后直接延深合理。

实例：20世纪70年代前在开滦、淮南、徐州应用多，淮南谢二、谢三，徐州大黄山、权台井筒直接延深至二水平；南票三家子、水城大河边井筒直接延深至三水平；抚顺老虎台井筒直接延深至五水平。

（二）暗井延深——原有井筒不再延深，利用暗立井或暗斜井开拓深部水平。

适用条件：（1）受地质条件限制，因技术、经济、安全等原因，原井筒不宜直接延深；Ø延深原有井筒不安全；Ø原有井筒延深在经济上不合理；Ø倾斜、急斜煤层矿井，井筒不能直接延深，采用暗立井延深；Ø平硐开拓矿井，生产水平以下的阶段无法用平硐开拓时，用暗立（斜）井开拓新水平；实例：徐州新河淮南谢一，主立井直接延深，副井暗斜井延深西山官地、邢台显得旺二水平主斜井直接延深，副井暗斜井延深（五）几个矿井联合开拓延深（资源整合）开采浅部的中小型矿井不单独向深部延深，深部多个矿井合并后集中延深。

矿井工业储量2.2.1储量计算基础1.根据寺河、潘庄二号井田地质勘探报告提供的煤层储量计算图计算；2.依据《煤炭资源地质勘探规范》关于化工、动力用煤的标准：计算能利用储量的煤层最低可采厚度为0.8m，原煤灰分不大于40%。

计算暂不能利用储量的煤层厚度为—0.8m；3.依据国务院过函（1998）5号文《关于酸雨控制区及二氧化硫污染控制区有关问题的批复》内容要求：禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井。

硫份大于3%的煤层储量列入平衡表外的储量；4.储量计算厚度：夹石厚度不大于0.05m时，与煤分层合并计算，复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时，以各煤分层总厚度作为储量计算厚度；5.井田内主要煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀，采用地质块段的算术平均法。

6.煤层容重：3号煤层容重为m3，9号煤层容重为m32.2.2井田地质勘探2.2.3工业储量计算矿井可采储量2.3.1安全煤柱留设原则1.工业场地、井筒留设保护煤柱，对较大的村庄留设保护煤柱，对零星分布的村庄不留设保护煤柱；2.各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定。

用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱。

岩层移动角为70°，表土层移动角为45°；3.维护带宽度：风井场地20m，村庄10m，其他15m；4.断层煤柱宽度30m，井田境界煤柱宽度为20m；5.工业场地占地面积，根据《煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明》中第十五条，工业场地占地面积指标见表。

2.3.2矿井永久保护煤柱损失量1.井田边界保护煤柱井田边界保护煤柱留设20m宽，则井田边界保护煤柱损失量为万t。

2.断层保护煤柱断层煤柱留设20m宽，则断层保护煤柱损失量为：万t。

3.工业广场保护煤柱工业广场按Ⅱ级保护留围护带宽度15m，工业广场面积由表确定，取30公顷。

工业广场保护煤柱如图。

则工业广场保护煤柱压煤量为：403万t。

4.大巷保护煤柱大巷中心距离为60m，大巷两侧的保护煤柱宽度各为60m，则大巷保护煤柱损失量为万t。

矿井开拓布局创建实施方案矿井开拓布局是指在挖掘矿山的过程中，为了最大限度地提高矿产资源的开采率和经济效益，采取一系列的布局措施进行矿井的开拓设计。

下面是一个关于矿井开拓布局创建实施方案的示例，共1200字。

一、目标分析本矿为一座铜矿，矿中矿产资源相对丰富，但存在开采难度较大的问题。

本次矿井开拓布局的目标是确保矿井开采效益的最大化，提高从矿山中提取的资源的含铜量，并尽可能降低矿井开采过程中的安全风险。

二、布局原则1. 合理配置资源：根据各个区域的地质条件和矿产资源分布情况，合理划分开采区域，配置开采设备和人员，确保资源的最充分利用。

2. 安全第一：在开拓布局中，注重考虑矿井的安全性，避免在地质条件较差的区域进行开采，确保人员的安全。

3. 环境友好：布局时要充分考虑矿山环境保护，避免对周围环境造成污染，确保矿井开采对环境的影响最小化。

三、布局步骤1. 地质勘探和分析：对矿山进行详细的地质勘探，获取不同区域的地质数据和矿产资源分布情况，进行综合分析和评估。

2. 区域划分：根据地质勘探结果，将矿山划分为不同的开采区域，并确定开采参数，如开采深度、支护方式等。

3. 设备配置：根据各个开采区域的特点和要求，合理配置开采设备，包括掘进机、钻机、装载机等，并确保设备的稳定性和安全性。

4.工人分配：根据不同区域的开采难度和工作量，合理分配开采工人，确保人员的安全和工作效率。

5. 安全设施建设：在矿井开采布局过程中，要充分考虑安全设施的建设，如通风系统的设计、安全逃生通道的设置等，确保矿井的安全性。

6. 矿井开采实施和监测：根据布局方案，进行矿井的开采工作，并进行实时的监测和调整，确保矿井的稳定性和开采效益。

7. 环境保护措施：在矿山开采过程中，要充分考虑环境保护，通过合理的布局和措施，减少对周围环境的影响。

8. 综合评价和调整：在矿井开采布局的实施过程中，要进行综合评价和调整，及时反馈问题和风险，调整布局方案，确保矿井开采的效益和安全性。

煤矿矿井设计方案比较法1方案比较法实质在矿井开采设计方案中，可以从不同的角度提出几个不同的方案。

除了对单个技术方案本身进行评价，确定其经济效果的好坏以外，更重要的是要把它与其他方案进行比较，从而评价它在这些方案中经济效果的优劣。

在方案的技术经济比较中，经济的合理性是以技术上的可靠性、先进性为前提，必须正确处理技术和经济的关系，使选出的方案在技术上是可靠与先进、在经济上合理的。

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，从中选出相对最优的一种方案，这种设计方法称为方案比较法。

2方案比较法步骤方案比较法的使用步骤一般为：（1）首先明确设计的内容、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书或设计中所要解决的总体或局部课题的内部及外部条件，对矿井设计来说主要是矿床的地质地形条件、交通情况，与相邻矿井的关系，与其他企业的关系等。

（3）根据内部及外部条件、设计任务的内容和目标，提出可行的方案。

（4）对提出的可行方案时进行技术和经济分析，从中选取2 个较优方案。

（5）对选出的较优方案进行详细的技术和经济计算与比较，全面研究技术和经济的合理性，明确各方案在技术上和经济上的差异，全面衡量各方案的利弊。

在技术上可行的数个方案中，经济指标是决定取舍的主要依据。

从各方案中选出相对最优的方案作为设计方案。

（6）按设计任务的要求，对方案做出详细的文字说明（包括各项参数），并绘制出必需的图纸。

3静态比较法静态比较法是在不考虑时间因素的情况下对设计方案进行分析。

常用的静态比较法有最小成本法、最小投资法及差额返本期法3.1总算法总算法结合了最小成本和最小投资法两种方法，把方案的基建投资和生产费用之和作为方案的总费用，根据总费用的多少平评价方案的优劣。

总费用C 可按下式计算：C P C OT (2-1)a式中P 基本建设投资，万元；C a 吨煤生产经营费用，元/t O 年生产能力，万元； T 矿井服务年限，a 。

二、井田开拓方案的选择与比较该矿储量丰富，开拓方式即考虑到总体上的合理性，又重点设计了精查区。

根据该井田的地质地形和煤层赋存条件，井筒只能布置在x号勘探线的xx钻孔附近，在整个井田内，此处冲沟比较开阔，且位于井田中央。

根据地形地貌，井田南部为陡峻的高山，人员攀登都很困难，车辆通行困难，因此正倾斜斜井不具备条件，只能布置反斜井，为此提出四个方案。

Ⅰ、混合主斜井方案，井口位置在xx钻孔附近，井筒倾角15.5°，断面21.17m2，井口地面标高为+m，至运输水平+水平井筒斜长861m，包括井底煤仓和井窝斜长总计1020m，+水平以下的开采为沿B1煤层布置的片盘暗斜井。

井筒装备1200mm钢丝绳芯乘人皮带，设600mm 轨距的检修道，兼辅助提升。

Ⅱ、一对斜井开拓方案，主斜井井口位置在xx钻孔以北，井筒倾角15.5°，断面10.41m2，井口地面标高为+m至运输水平井筒斜长861m，包括井底煤仓及井窝斜长总计m，不设检修道，井筒安装1200mm 的皮带。

副斜井与主斜井平行，在其以南，考虑到最高洪水位，两井口分别在沟的两侧，相距57m，井口地面标高+m到运输水平+m斜长817m，倾角16.5°，断面12.51m2，井筒铺设30kg/m的600mm轨距单轨，单钩串车提升。

Ⅲ、主立副斜井开拓方案，副井布置同方案Ⅱ，在副斜井口附近建一直径5m的4t双箕斗立井专门负责提煤。

Ⅳ、副立主斜井开拓方案，其位置同方案Ⅲ，斜井为皮带提升主井，安装1200mm皮带，设600mm轨距检修道，副井为立井，根据新矿集团“新矿井建设办公会议纪要，具体要求：对巷道确定以支架整体下放和120万吨/年通风能力为原则确定”，综采支架自重16.5吨，外形尺寸6.5×1.5×1.7m，采用1吨矿车多绳罐笼，下放支架时把支架尾梁卸掉即可下放，绞车采用多绳摩擦轮绞车，副井直径Φ6.5m。

四个开拓方案的风井根据其形式和位置的不同，有三个方案，A、在ZK303钻孔附近的斜风井方案；B、在ZK303钻孔附近的立井方案；C、在ZK301钻孔附近的斜风井方案。

矿井开拓延伸设计方案目录1. 项目概况 (2)1.1 矿区地质概況 (3)1.2 矿产资源概况 (3)1.3 开采组织形式 (5)1.4 设计目标和要求 (5)2. 开拓方案 (6)2.1 选矿方法 (7)2.2 辅助巷道设计 (9)2.3 运输系统设计 (10)2.4 围岩支护方案 (11)2.5 水害排放设计 (12)2.6 安全生产应急措施 (13)3. 施工工艺 (15)3.1 开凿流程 (17)3.2 岩石爆破工艺 (17)3.3 掘进设备选型及配置 (19)3.4 巷道运输方案 (20)3.5 支护施工工艺 (22)4. 动力与通风 (24)4.1 动力电源保障方案 (25)4.2 通风系统设计 (26)4.3 通风组织和控制 (28)4.4 消防设施设计 (29)5. 环境影响评估 (31)5.1 环境监测方案 (32)5.2 污染控制措施 (34)5.3 环境管理方案 (35)6. 成本分析 (36)6.1 建设投资估算 (37)6.2 运营成本估算 (39)7. 经济效益分析 (40)7.1 开采效益估算 (41)7.2 社会效益分析 (42)8. 安全生产分析 (44)8.1 生产安全风险分析 (45)8.2 安全管理措施 (46)9. 结论与建议 (48)1. 项目概况本项目旨在对现有矿井进行开拓延伸，以提高煤炭资源开采量、优化生产布局并增强企业的市场竞争力。

矿井位于我国华北地区，地质条件复杂，煤炭资源丰富。

通过本次开拓延伸方案的实施，我们期望能够充分利用现有资源，提高开采效率，降低生产成本，并实现安全生产和可持续发展。

矿井已具备一定的生产规模，但受限于地质条件和技术水平，开采深度和产量仍有较大提升空间。

矿井周边及深部煤炭资源丰富，具有较高的开发价值。

本方案将采用先进的采矿技术、设备和管理方法，对矿井进行开拓延伸。

主要内容包括：地质勘探、井田规划、巷道掘进、煤炭开采、安全保障等措施。

1 矿井开拓方式的选择1.1矿井概况某井田含有两层煤，煤层厚度分别为1#m 16米、2#m 28米，煤层间距10米，煤层倾角32°，煤层露头深度72米，煤容重为1.25吨/m 3，地表较为平坦，煤层倾斜长度1860米，煤层走向长度8000米。

设计生产能力180万吨，低瓦斯矿井，矿井水文地质简单，煤层顶板均为中等稳定粉砂岩。

1.2储量的计算 1.2.1矿井地质资源量80001860(68) 1.2425831.68Zg =⨯⨯+⨯=万t1.2.2矿井工业资源∕储量根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60%探明的，30%是控制的，10%是推断的。

根据煤层厚度和煤质，在探明和控制的资源量当中，70%是经济的基础储量，30%的是边际经济的基础储量，则矿井工业资源∕储量如下：11125831.6860%70%10849.3056b Z =⨯⨯=万t 12225831.6830%70%5424.6528b Z =⨯⨯=万t 21125831.6860%30%4649.7024m Z =⨯⨯=万t 22225831.6830%30%2324.8512m Z =⨯⨯=万t 由于地质条件简单，k 在0.8以上取值。

33325831.6810%2324.8512k Z k =⨯⨯=万t11112221122233310849.30564649.70245424.65282324.85122324.8512g b b M M Z Z Z Z Z Z k t =++++=++++=25573.3632万 1.2.3.矿井设计资源/储量矿井设计资源/储量按下式计算，其中1P 按矿井工业资源/储量的3%估算，1()25573.363225573.36323%24806.1423s g Z Z P =-=-⨯=式中 s Z ——矿井设计资源/储量；1P ——断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑物煤柱等永久煤柱 损失量之和。

矿井开拓方案设计案例3 矿井开拓方案设计案例3.1 矿井开拓设计方案比较示例一3.1.1 矿井基本资料3.1.1.1 井田概况某矿位于丘陵地带,井田范围内地形起伏较大,仅井田南部靠近井田边界处地势较为平坦,可作为工业广场选址｡地面标高+1460m~+1850m,井田南部境界外有汭水河流过,如图3-1所示｡井田走向长度4.00~8.50km,倾斜长度1.40~4.40km,面积约为25km2｡3.1.1.2 井田内可采煤层井田内煤层结构复杂,厚度变化大,主采5煤厚度0.02~83.00m,平均厚度33m,仅在西部局部不可采｡次开采3煤厚度0~4.50m平均厚度1.58m,在东南部分布不均匀不连续､不稳定,灰分高,不适宜开采;西北部具有一定的开发价值,可采储量17.2Mt｡主要开采5煤的煤层赋存特点简述如下:(1)东区块段煤层条件好,平均厚度35.50m,倾角6~9°,面积9.70km2,可采储量317.20Mt｡(2)北区块段煤层条件好,平均厚度18.80m,倾角10~25°,面积5.10km2,可采储量84.10Mt｡(3)南区临近汭水河,煤层平均厚度32.00m,倾角5~11°,面积5.50km2,可采储量130Mt｡(4)西区块段煤层结构复杂,煤层厚度变化大且有分叉现象,此区煤层位于西部向斜轴两翼,煤层倾角变化大｡面积约3.40km2,可采储量25Mt｡全矿井地质储量916Mt,其中5煤888Mt,3煤28Mt｡本矿井属低瓦斯,煤尘有爆炸危险,矿井水文地质条件简单,正常涌水量110m3/h,最大涌水量135m3/h;煤质属低灰､低磷､低硫､中发热量的长焰煤,是良好的动力和化工煤种｡井田内煤层赋存深,覆盖层厚度在500m以上,表土含水丰富｡第三系甘肃群下部的砂岩结构松软含水丰富,井筒施工困难｡根据该矿自然条件,考虑技术经济合理性,对开采设计方案的主要原则问题确定如下:该矿煤层赋存稳定,储量丰富,地质构造及水文地质条件相对比较简单,除了东部的向斜和中部的背斜外,井田内无大断层,具有采用机械化采煤的条件;煤层瓦斯含量低,煤质好,具有较好的铁路外运条件,有加大开发强度的必要｡根据井田可采储量,遵照矿井设计规范规定,将井型定为4.00Mt/a,经济上较为合理｡考虑1.4的储量备用系数,矿井的服务年限为99a ｡3.1.2 矿井开拓方案设计3.1.2.1 井筒的形式和井口位置5煤底板等高线约为+600m~+1000m,覆盖层厚,表土含水丰富,第三系甘肃群砂岩层强度低,富含水,厚度达120m左右｡排除使用斜井开拓方式,选用立井开拓方式｡关于井口和地面工业广场位置问题,由于井田东､北､西及中部地形起伏落差大,不便于布置工业广场及解决地面运输,而在井田南部沿水河一带地势较为平坦,且便于与现有的准铁路接轨,取水方便;东南块段煤层条件又好,是理想的首采区,把井筒和工业广场的位置设于井田南部较为适宜｡井口和工业广场位置合适的地点有Ⅰ､Ⅱ､Ⅲ､Ⅳ四处场地可供选择｡相比之下,场地Ⅲ偏离储量中心远,压煤量大,建工业广场还须搬迁一个小村庄,故最后选定Ⅰ､Ⅱ､Ⅳ三个场地作为比较方案的井口和工业广场位置｡考虑到井田面积为长大,井型又大｡因此结合井下的开采部署,前期可采用中央并列式通风,矿井生产后期,在适当地点开凿分区进风井和回风井,采用分区式通风,有利于解决后期通风线路过､通风费用过高的问题｡图3-1 井田及工业广场位置图Ⅰ-庞家磨场地;Ⅱ-何家庄场地;Ⅲ-曹家园场地;Ⅳ-任家磨场地3.1.2.2 开采水平数目和标高的位置井田内主采5煤的含量约占井田全部含量的96%,是开采水平服务的主要对象｡设置水平时应以5煤为主兼顾3煤开采｡该井田煤层倾角一般为6°~15°,倾斜长度在1400~4400m之间｡从矿井的实际出发,考虑到合理的采区上､下山长度和上､下山煤量的比例,全矿设置一个水平开采全井田｡井田的东南部斜长较长,可根据开采部署增设辅助水平进行开采｡为此,针对水平标高的确定,现提出三个可行方案:方案甲:水平垂高定为+940m｡首采区上､下山长度分别为1700m和1580m,能满足现有提升､运输和辅助运输设备的要求｡全井田上山和下山储量分别为258Mt和278Mt,上下山储量比例适宜,但副井井底和井底车场连接处围岩处围岩条件差,断面大时施工困难,施工难度大｡方案乙:水平垂高定为+930m｡首采区上､下山长度分别为1560m和1720m｡全井田上山和下山储量分别为282Mt和255Mt,上､下山长度和上､下山储量皆宜,但副井井底和井底车场连接处围岩处围岩条件好,也有利于车场和主要硐室布置｡方案丙:水平垂高定为+915m｡上､下山长度和上､下山储量都能满足生产和设备的要求,但井底围岩条件差,不利于车场和主要硐室的布置｡结合比较,确定使用方案乙+930m水平较为合适｡3.1.2.3 开采水平的巷道布置根据井田内煤层的赋存状况,水平大巷在西北部基本沿煤层走向布置,东南部大背斜水平大巷穿越背斜布置;井型大,生产集中,运输大采用带式输送机运输,轨道大巷采用电机车运输｡根据以上考虑,拟定出三个矿井开拓方案｡3.1.2.4 开拓方案概述(1)方案一井口及工业广场选择在场地,立井单水平开拓开发全矿井｡主､副井口标高+1480m,主､副井落底后下设+930m水平环形车场;+930水平轨道大巷按3‰流水坡度掘进,胶带大巷沿5煤底板掘进,回风大巷沿5煤中部布置,大巷与井底车场之间采用轨道石门､井风石门与上仓胶带巷连接｡矿井初期采用中央并列式通风系统､抽出式通风方式,矿井后期采用分区式通风系统,即在井田北部再凿一对进回风井;全井田共划分类13个采区,其中5煤10个,3煤3个,矿井移交的首采区为东一､西一两个采区｡井田开拓方案平､剖面图,见图3-2､图3-3和图3-4所示｡图3-2 井田开拓方案一平面图1-主立井;2-副立井;3-回风立井;4-+930 m水平东部轨道大巷;5-东部带式输送机大巷;6-东部回风大巷;7-+930 m水平西部轨道大巷;8-西部带式输送机大巷;9-后期进､回风立井图3-3 井田开拓方案Ⅰ-Ⅰ剖面图1-主立井;2-副立井;3-回风立井;4-井底煤仓;5-上仓带式输送机巷;6-分区煤仓;7-+930 m水平西部轨道大巷;8-+930m水平西部回风大巷;9-东部回风大巷(2)方案二井田及工业广场选择在井田外的场地,也为立井单水平开拓｡主､副井口标高+1150m,井底设+930m水平环行井底车场｡在井田中部背斜的西翼,基本沿煤层走向设+930m水平轨道大巷,沿5煤底板布置胶带大巷,沿5煤中部布置回风大巷｡大巷的东侧,布置两条穿过背斜的东西向轨道石门,分别服务于北二､北四两采区,大巷与井底车场间采用轨道石门､进风石门和胶带石联系｡矿井生产初期采用中央并列式通风,后期采用中央边界式通风,即在井田的东､北部各开凿一个回风井回风｡全井田共划分15个采区｡其中5煤11个,3煤4个,北一､北三为首采区｡矿井开拓方案见图3-5｡图3-4 井田开拓方案一Ⅱ-Ⅱ剖面图1-回风立井;2-东部回风大巷;3-上仓带式输送机巷;4-+930 m水平东部轨道大巷;5-东部带式输送机大巷;6-分区煤仓;7-+930 m水平西部轨道大巷;8-西部回风大巷;9-西部带区输送机大巷;10-东部带式输送机大巷;11-+930m水平东部轨道大巷;12-东二采区上山(3)方案三井口及工业广场选择在场地,采用立井开拓｡主､副井标高+1510m,车场水平标高+1030m,设置环行井底车场｡全矿采用+1030m水平和+930m辅助水平开采｡在井田中部背斜轴部附近,设南北向+1030水平轨道大巷,沿5煤底板设胶带大巷,沿5煤中部设回风大巷｡在井田中部设置+930m辅助水平,主运输利用北四采区的集中胶带下山连接+930m和+1030m水平,辅助运输以暗斜井联接｡矿井初期采用中央并列式通风,后期在井田北部凿一对进回风井,使用分区工通风系统｡全矿井共划分为15个采区,5煤11个,3煤4个｡开拓方案见图3-6｡图3-5 井田开拓方案二平面图1-主立井;2-副立井;3-回风立井;4-+930 m水平东部轨道大巷;5-+930 m水平井风石门; 6-+930 m水平带式输送机石门;7-+930 m水平轨道大巷;8-+930 m水平带式输送机大巷;9-后期进､回风立井3.1.3 开拓方案比较3.1.3.1 开拓方案技术比较(1)压煤方面方案一和方案三工业广场煤柱约23Mt,压煤量大;方案二工业广场不压煤,有利于提高资源回收率｡(2)建井工期方案一､方案三井巷贯通距离短,建井工期短,投产快｡(3)均衡生产方案一首采区煤层条件好,能迅速达产,两翼同时生产保证生产稳产和高产;方案三后期为单翼生产,产量不均衡;方案二首采区煤层条件差,对达产不利｡(4)运输方面方案一运输环节少,反向运输量小｡方案二与方案三上下山反向运输量大｡方案二运输环节多｡(5)基建投资方案一较方案二､方案三基建投资省｡(6)外部条件方案一､方案三铁路进线短,方案二供水线路短｡图3-6 井田开拓方案三平面图1-副立井;2-主立井;3-回风立井;4-回风大巷;5-+1 030 m水平轨道大巷;6-带式输送机大巷;7-+930 m水平材料暗斜井;8-集中带式输送机下山;9-+930 m水平轨道大巷;10-北部带式输送机大巷;11-后期进､回风立井3.1.3.2 开拓方案经济比较三个方案各有利弊,需进行经济比较才能确定优劣｡方案经济费用比较主要有基本建设费用和生产经营费用｡其中,基本建设费用有井巷开凿费,建筑物及结构物修建费和一些特殊的设备等;生产经营费用包括巷道维护费､提升费､运输费､排水费､通风费等｡三个方案投资费用比较,见表3-1､表3-2｡通过以上技术经济比较,可以看出,方案一在基本建设费用､生产经营费用上都是有利的,故确定采用方案一｡本章是用方案比较法解决矿井开采设计的一个简化了的示例｡对于一个具体的矿井,其客观条件是很复杂的,因此在研究开采设计方案时,应全面深入地研究各个方案的具体内容,进行详细而正确的计算,以使所研究的问题取得正确的解决｡表3-1 各方案工程量投资比较表项目方案一方案二方案三数量投资/万元数量投资/万元数量投资/万元井巷工程主井/m5501897.54701621.54851673.25副井/m582239050020505202132风井/m520130060015004801200井底车场/万元220022002200主要运输及回风道/m23001748640048648002128采区准备巷道/m28001568410022964992352井筒装备/万元800905870合计/万无11903.515436.512555.25工业场地运输工程占地面积/km2157501470016800土石方工程量/m3110000441200004813000052防洪排涝工程/万元180245260铁路专用线总投资/万元390051004500场外公路总投资/万元120230160供电通信线路投资/万元176189205供水管路投资/万元400300450主､副井提升设备投资/万元246023402270基建投资合计/万元19933.524588.521252.25表3-2 各方案投产20年内生产经营费比较表项目方案一方案二方案三矿井提升费721.89769.94661.95矿井带式输送机运营费311.33631.52450.44矿井辅助运输费124.48167.10158.18矿井主排水费121.33128.99108.59平面辅助排水费20.5730.1745.24矿井通风费127.89167.74131.91巷道维护费371.14501.23423.45合计1797.602396.741979.80吨煤生产运营费/元•t-1 4.50 5.99 4.953.2 矿井开拓设计方案比较示例二3.2.1 井田概况某矿位于平原地带,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,表土中夹有厚度不一的流砂层,井田中部流砂层较薄,靠井田境界处较厚｡井田内煤层上以+30m,下以-420m 的煤层底板等高线为界,井田两侧系人为划定境界｡井田走向长9000m,倾斜长约1740m ｡井田内共有4层可采煤层,倾角均为15°左右｡由上而下,各煤层的名称､厚度､间距及顶底板情况如表3-3｡井田内m 4煤层的底板等高线图及井田中部的地质剖面如图3-7和图3-8｡ (图略)表3-3 煤层地质条件 煤层 厚度(m) 层间距(m) 顶板底板 m 1 1.8 直接顶为厚8m 的页岩, 基本顶为厚4m 的砂岩 直接底为厚10m 的页岩,下为40m厚的砂岩m 2 1.9 页岩､砂页岩､砂岩互层 m 3 1.6 页岩､砂页岩､砂岩互层 m 4 2.0 页岩､砂页岩､砂岩互层小计7.33.2.2 储量计算3.2.2.1 工业储量Z gZ g =9000⨯1740⨯(1.8+1.9+1.6+2.0)⨯1.32=15089.976万t 3.2.2.2 可采储量Z k永久煤柱损失按工业储量的5%计算:P =Z g ⨯5%=15089.976⨯5% =754.499万tZ k =(Z g -P )⨯C =(15089.976-754.499)⨯80%=11468.4万t 式中:P--永久煤柱损失,万t;C--采区采出率,中厚煤层不小于80%｡ 3.2.3 矿井设计生产能力和服务年限按大型矿井服务年限的下限要求,T 取60年,储量备用系数取1.4,求矿井 设计生产能力A ｡a t k T Z A k /5.1364.1604.11468万=⨯=⨯=根据煤层赋存情况和矿井可采储量,按煤炭工业矿井设计规范规定,将矿井设计生产能力A 确定为120万t/a,再计算矿井服务年限:a k A Z T k 26.684.11204.11468=⨯=⨯=在计算矿井服务年限时,考虑矿井投产后,可能由于地质损失增大､采出率降低和矿井增产的原因,使矿井服务年限缩短,设置了备用储量Zb,备用量为:t Z Z k b 万68.32764.04.14.114684.04.1=⨯=⨯=在备用储量中,估计约有50%为采出率过低和受未预知地质破坏影响所损失的储量｡矿井开拓设计时认定的实际采出的储量约为:11468.4-(3276.68×50%)=9830.1万t 3.2.4 开拓方案及技术比较 3.2.4.1 井筒布置由于本井田地形平坦,不存在平硐开拓条件,表上较厚且有流砂层,斜井施工困难,所以,确定采用立井开拓(主井装备箕斗提升煤炭),并按流砂层较薄､井下生产费用较低的原则,确定井筒位于井田走向中部流砂层较薄处｡为避免采用箕斗井回风时封闭井塔等困难和减少穿越流砂层开凿风井的数目,决定采用中央分列式通风方式,回风井布置在井田上部边界走向中部｡这样,井田需要开凿主立井､副立井和回风井三个井筒｡3.2.4.2 阶段划分和开采水平设置根据井田条件和煤炭工业矿井设计规范的有关规定,本井田可划分为2~3个阶段,设置1~3个开采水平｡阶段内采用采区式准备方式,每个阶段沿走向划分为6个走向长1500m的采区,采区划分为若干区段｡在井田每翼布置一个生产采区,为减少初期工程量,缩短建井时间,采区间采用前进式开采顺序｡因井田内瓦斯和涌水量均较大,采用上下山开采,下山部分在技术上困难较多,故决定阶段内均采用上山开采,由于井田斜长较大,倾角在为15°左右,因此排除了单水平上下山开采的开拓方案｡这样,阶段划分和开采水平设置有两个方案,一是井田划分为两个阶段,设置两个开采水平;二是井田划分为三个阶段,设置三个开采水平｡3.2.4.3 阶段和开采水平参数(1)水平垂高①两阶段､两水平:870⨯sin15°=225.1m,可取整为225m｡②三阶段､三水平:740⨯sin15°=191.5m,可取为190m｡500⨯sin15°=129.4m,可取为130m｡(2)开采水平实际出煤量①两阶段､两水平方案第一､第二阶段为:9830.1/2=4915.05万t②三阶段､三水平方案第一阶段:(9830.1/1740)⨯740=4180.62万t, 第二､第三阶段:(9830.1/1740)⨯500=2824.74万t(3)水平服务年限①两阶段､两水平方案:第一､第二水平:68.26/2=34.13a②三阶段､三水平方案第一水平:(68.26/1740)⨯740=29a第二､第三水平:(68.26/1740)⨯500=19.61a(4)采区服务年限开采水平内每翼一个采区生产,矿井由两个采区同采保证产量,考虑1a的产量递增和递减期｡两阶段､两水平方案中的采区服务年限:(34.13/3)+1=(11.38+1)a三阶段､三水平方案中的采区服务年限:一水平采区:(29/3)+1=(9.7+1)a二､三水平采区:(19.61/3)+1=(6.54+1)a(5)区段数目及区段斜长两阶段､两水平方案:每个阶段划分为5个区段,区段斜长为870/5=174m三阶段､三水平方案:一水平划分为4个区段,区段斜长为:740/4=185m;二､三水平划分为3个区段,区段斜长为:500/3=167m｡(6)区段采出煤量①两阶段､两水平方案每个水平6个采区,每个采区5个区段,每个区段出煤量:4915.05/6/5=163.84万t②三阶段､三水平方案:一水平6个采区,每个采区4个区段,每个区段出煤量:4180.62/6/4=174.19万t二水平6个采区,每个采区3个区段,每个区段出煤量:2824.74/6/3=156.93万t井田内所划定阶段的主要参数如表3-4｡表3-4 阶段主要参数3.2.4.4 大巷布置考虑到各煤层间距较小,宜采用集中大巷布置｡为减少煤柱损失和保证大巷维护条件,大巷布置于m4煤层底板下垂距为30m的厚层砂岩内｡上阶段运输大巷留作下阶段回风大巷使用｡3.2.4.5 上山布置采区采用集中岩石上山联合准备,井田一翼的中央采区上山布置在距m4煤层底板30m以下的砂岩中,并在采后加以维护,留作下阶段的总回风通道及安全出口,其余采区上山位于距m4煤层底板约20m的砂岩中,并在这些采区采后加以报废｡3.2.4.6 开拓延深方式考虑两种井筒延深方案,一是直接延深,二是暗斜井延深｡根据前述各项决定,在技术上可行的开拓方案有下列四种,如图3-9｡方案1和方案2的区别仅在于第二水平是用暗斜井延深还是直接延深立井｡两方案的生产系统较简单可靠｡两方案对比,第1方案需多开立井井筒(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｡第2方案则多开暗斜井井筒(倾角15°,2×870 m)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｡对两方案的基建费和生产费粗略估算如表3-5,粗略估算后认为:第1和第2方案的费用相差不大｡考虑到方案1的提升､排水工作的环节少,人员上下较方便,在方案2中未计入暗斜井上､下部车场的石门运输费用,以及方案1在通风方面优于方案2,所以决定选用方案1｡方案3和方案4的区别也仅在于第三水平是用立井直接延深还是采用暗斜井延深｡粗略估算结果如表3-6,方案4的总费用比方案3约高3.5%｡两者相差不到10%,仍可视为近似相等｡但方案4终究费用略高一些｡再考虑到方案3的提升､排水等环节都比方案4更少,即生产系统更为简单可靠一些｡所以决定采用方案3｡表3-5 方案1和方案2粗略估算费用单位:万元表3-6 方案3和方案4粗略估算费用单位:万元余下的方案1和方案3相比,方案3的总费用､基建费和生产费都要比方案1低,两方案需要通过详细经济比较,才能确定其优劣｡3.2.5 开拓方案经济比较第1方案和第3方案有差别的建井工程量､生产经营工程量､基建费､生产经营费和经济比较结果,分别计算汇总于表3-7~表3-11,方案1和方案3初期和后期大巷工程量计算如图3-10｡表3-7 开拓方案1和3的建井工程量表3-8 生产经营工程量表3-9 基建费表3-10 生产经营费二水平三水平11361.190.15256527.806527.800.11290.1525995.49小计2685.782439.12合计23076.9520978.16表3-11 费用汇总项目方案1方案2费用/万元百分率/%费用/万元百分率/%基建工程费初期建井费398.50100399.1100.15后期基建费1385.001002096.0151.34%小计1783.51002495.1139.90生产经营费23076.9511020978.16100总费用24860.45105.9123473.26100在上述经济比较中需说明以下几点:①两方案的各采区均布置两条采区上山,且这些上山的开掘单价近似相同,考虑到全井田中采区上山的总开掘长度相同,即两方案的采区上山总开掘费近似相同,故未对比计算;另外,采区上部､中部和下部车场的数目在两方案中虽略有差别,但基建费的差别较小,故也未予计算②在初期投资中,方案3可少掘运煤上山和轨道上山各130m,在比较中未列入｡③立井､大巷､石门及采区上山的辅助运输费用均按运输费用的20%估算｡④井筒､井底车场､主石门､阶段大巷及总回风巷等均布置于坚硬的岩层中,它们的维护费用低于5元/a.m,故比较中未对比其维护费用的差别｡⑤采区上､中和下部车场的维护费用均按采区上山维护费用的20%估算｡采区上山的维护单价按受采动影响与未受采动影响的平均维护单价估算｡由对比结果可知,方案1和方案3的总费用近似相同,相差5.91%｡所以,还需进一步作综合评价优选｡3.2.6 综合比较从前述技术经济比较结果来看:虽然方案1的生产费用比方案3高10%,但是其基建投资费用则明显低于方案3,低39.9%｡由于基建费的计算误差一般比生产经营费的计算误差小得多,所以可以认为方案1相对较优｡从建井工期来看,虽然方案1初期需多掘主､副井筒各35m,运煤及轨道上山各130m,但是可以少掘270m的主石门｡因此,方案1的建井工期仍大致与方案3相同｡从开采水平接续来看,方案3需延深两次,方案1仅需延深一次立井,对生产的影响少于方案3｡综上所述,可认为:方案1和方案3在技术和经济方面均不相上下,但方案1的基建投资较少,开拓延深对生产的影响期略少一些｡所以决定采用方案1,即矿井采用立井两水平开拓;第一水平位于-195m,第二水平位于-420m,两水平均只采上山阶段;阶段内沿走向每1500m划分一个采区,阶段内划分6个采区｡本示例也可以通过综合评价优选的方法确定开拓方案,其具体步骤是:①建立评价指标体系,根据具体情况和侧重不同,开拓方案的综合评价指标主要有矿井生产能力､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､资源采出率､矿井工艺系统可靠性､采掘机械化程度等｡②对上述评价指标进行量化和正规化｡③合理确定各评价指标的权重系数｡④求各方案的综合评价值,据此确定选用方案｡。

方案比较法在矿井开拓设计中的应用摘要：一、引言1.矿井开拓设计的背景和重要性2.方案比较法在矿井开拓设计中的作用二、方案比较法概述1.定义和原理2.主要特点和优势三、矿井开拓设计中的方案比较法应用1.矿井开拓方案的制定2.方案比较法的实施步骤2.1 确定比较指标2.2 收集和整理相关资料2.3 进行方案比较和分析2.4 结果评估和优化四、案例分析1.某矿井开拓项目的背景2.应用方案比较法的过程和结果2.1 制定矿井开拓方案2.2 实施方案比较法2.3 结果分析和优化五、方案比较法在矿井开拓设计中的应用前景1.绿色矿山建设2.提高矿井生产效率3.降低矿井安全事故风险六、总结1.矿井开拓设计中方案比较法的重要性2.未来发展趋势和展望正文：一、引言随着我国经济的快速发展，矿产资源的需求日益增加，矿井开拓设计成为了矿山企业关注的核心问题。

矿井开拓设计旨在优化矿井生产系统，提高资源利用率，降低生产成本，同时确保矿井安全。

在这个背景下，方案比较法作为一种科学、有效的决策方法，在矿井开拓设计中得到了广泛应用。

矿井开拓设计涉及多个方面，如井田划分、开采顺序、矿井结构等。

为了选择最优的矿井开拓方案，方案比较法应运而生。

该方法通过对不同方案的比较和分析，综合评价各项指标，为矿井开拓设计提供科学依据。

二、方案比较法概述1.定义和原理方案比较法是指在多个方案中，通过对比分析各方案的优缺点，以评价指标为基础，确定最佳方案的一种决策方法。

其核心思想是将不同方案的指标进行量化，以便于比较和评价。

2.主要特点和优势方案比较法具有以下特点和优势：（1）系统性强：通过对各个方案的全面分析，找出最佳方案，使决策更加科学、合理。

（2）客观公正：采用定量评价指标，减少主观因素对决策的影响，提高评价的公正性。

（3）灵活性高：可以根据实际情况调整评价指标和权重，适应不同场景的需求。

（4）应用广泛：适用于各类工程项目，尤其是矿山、建筑、能源等领域。

绪论经过半年的学习，让我掌握了较多的专业知识，通过这次课程设计，更让我了解到了理论与实践的差距，同时也感受到了自己在专业课方面的一些不足之处，其目的是巩固和扩大我们所学理论知识并使之系统化，培养我们运用所学理论知识解决实际问题的能力，提高我们计算，绘图，查阅资料的基本技能，为毕业设计奠定基础。

依照老师精心设计的题目，按照大纲的要求进行，要求我们在规定的时间内独立完成计算，绘图及编写说明书等全部工作。

煤层开采设计是煤炭开采重要环节，而煤矿开采技术根据煤层赋存条件的不同有很大差异。

开采方式不对会造成煤炭的极大浪费，甚至会造成伤亡事故的发生。

在21世纪，能源极为重要的时代，要适应蓬勃发展的社会经济，就必须优化开采技术，体现绿色开采和可持续发展策略，而合理的开采设计则能有效减少煤炭损失，将赋存在地下的煤炭高速度，高效率的回采出，满足祖国经济建设对能源的需求。

过本次课程设计，使我学到了更多的采矿专业知识，加深了我对所学专业知识的理解和认识。

同时通过课程设计也培养了我们个人在实践中的发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养了我们实事求是的科学态度和严谨的工作作风，为将来在工作岗位上更好的发挥自己的能力奠定了坚实的基础。

再则，由于自己在学习过程中对于知识的理解以及接收能力有限，所以在设计过程难免出现错误，希望老师给予批评指正。

一、矿井概况某井田含有俩个煤层，煤层厚度分别为m1=6m ，m2=8m ，煤层间距为82米，煤层倾角13°，煤层埋深煤露头15米煤，煤层倾斜长度为2000米，走向长度10000米，设计生产能力为300万t/年，采用胶带运输，属低瓦斯矿井，水文地质条件简单，顶底中等稳定沙岩。

1、初步设计矿井开拓方式 2、实际开采水平划分 3、初步分析大巷布置方式 4、对井底车场进行初步设计二、储量计算2.1矿井地质储量3500025.1)86(100002000=⨯+⨯⨯=z Z 万t 2.2矿井工业资源/储量根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60%是探明的，30%是控制的，10%是推断的。