_煤礦礦井設計

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1、中國礦業大學“十一五”規劃教材煤礦礦井設計汪理全 鄭西貴 范中啟 屠世浩 徐金海 主編中國礦業大學應用技術學院二OO六年八月應用型本科教材編寫委員會主 任：朱開永副主任：范中啟 馮平安編 委：沈通生 汪理全 柳昌慶邸志亁 武 增 梁士杰曾蒲君 李志聃 歐澤深徐金海 史麗萍 楊勝強王啟廣 李壯福 張雙全陳增強 王東權主 編：汪理全 鄭西貴 范中啟屠世浩 徐金海前 言本書是一部中國礦業大學“十一五”規劃教材，同時也是中國礦業大學應用技術學院“應用型”采礦類系列教材之一。在編寫過程中，根據本課程在采礦工程專業中的地位和性質，注意加強了基本理論、基本方法和基本技能方面的內容，注意闡述煤礦設計方法的政策

2、觀念、經濟觀點和安全觀點。本書在結構上以設計原理和設計方法為主體，力求在闡明原理的基礎上，密切結合礦井的主要技術問題，論述設計方法的基本內容，全書各章節均有詳實具體的實例。為照顧部分仍使用原煤炭設計標準的工程技術人員，本書個別實例仍采用了原有設計，在新做設計過程中，只需按照新規定對其型號、尺寸等參數進行選擇即可。全書共分12章。第1章礦區總體規劃設計，本章從礦區總體設計的程序、依據、內容及設計原則對礦區總體規劃設計進行敘述；第2章礦井設計，本章對礦井設計的程序、依據、內容等進行的闡述，尤其突出了礦井初步設計中安全專篇的設計論述，本章另一重點為針對礦井開采設計中方案比較法的講解，本章也涉及到礦井

3、的采掘關系和礦井開拓設計方案比較內容方面的知識；第3章礦井開拓方案設計實例，結合一具體實例對礦井開拓方案設計的實際運用進行了舉例說明；第4章采動治理設計，本章主要為礦井開采過程中各種保護煤柱留設的原則及方法，并對相應的煤柱留設方法進行了示例說明，并包括煤柱的回收工作及回收時的開采管理工作；第5章井底車場設計，本章通過分析軌道線路設計基礎，對礦井井底車場的設計要求進行了論述，并提供了具體的設計實例；第6章準備方式設計，本章以采區式準備方式為例分析了常用各種準備方式的優缺點及適用條件；第7章采區巷道布置方案示例，本章為采區式準備方式的具體應用，第8章采區車場設計，本章結合實例對采區的上部、中部、下

4、部車場的形式、要求及適用條件進行了分析；第9章采區硐室設計，本章內容主要包括采區煤倉、變電所、絞車房及水泵房的設計；第10章采煤方法設計，本章通過對回采巷道的布置形式和采煤工藝的設計的分析，得出了確定選擇合適采煤方法的途徑；第11章掘進工作面作業規程編制，第12章采煤工作面作業規程編制，這兩章包括常用的掘進和采煤工作面的規程的編程依據、內容，并配有作業規程的編制樣本。本書是供采礦工程專業本科學生的使用，同時也可做為采礦工程技術人員的參考書。限于編者的水平，由于時間倉促，書中一定存在某些缺點和錯誤，懇請讀者提出批評指正。編 者 2006年8月III目 錄1 礦區總體規劃設計11.1 礦區總體設計

5、程序11.2 礦區總體設計的依據與內容21.3 礦區總體設計原則52 礦井設計142.1 礦井設計程序及依據142.2 礦井初步設計內容162.3 礦井初步設計安全專篇內容172.4 礦井開采設計原則與步驟192.5 方案比較法212.5 礦井采掘關系292.7 礦井開拓設計方案比較內容353 礦井開拓方案設計實例393.1 礦井基本資料393.2 礦井開拓方案設計403.3 開拓方案比較434 采動治理設計474.1 保護煤柱留設原則及方法474.2 保護煤柱設計示例544.3 煤柱回收設計684.4 煤柱留設與壓煤開采工作管理705 井底車場設計735.1 窄軌線路735.2 井底車場設計

6、依據及要求805.3 井底車場的類型及形式選擇825.4 井底車場的平面布置與坡度設計845.5 井底車場的通過能力925.6 井底車場的硐室設計935.7 井底車場設計示例1146 準備方式設計1236.1 準備方式類型1236.2 采區設計的依據及內容1246.3 準備巷道布置方案分析1286.4 采區主要參數1327 采區巷道布置方案示例1357.1 采區概況1357.2 采區巷道布置方案設計1367.3 采區設計方案比較1368 采區車場設計1408.1 采區車場設計依據與要求1408.2 采區上部車場線路設計1418.3 采區中部車場線路設計1458.4 采區下部車場線路設計1639

7、 采區硐室設計1849.1 采區煤倉設計1849.2 采區變電所設計1889.3 采區絞車房設計1899.4 采區水泵房設計19110 采煤方法設計19410.1 回采巷道布置19410.2 采煤工藝設計19610.3 采煤方法的選擇20911 掘進工作面作業規程編制21211.1 編制概要21211.2 規程編制21311.3 掘進工作面作業規程樣本22512 采煤工作面作業規程編制24212.1 編制概要24212.2 規程編制24312.3 采煤工作面作業規程樣本2552771 礦區總體規劃設計1.1 礦區總體設計程序1980年代至20世紀末，新礦區建設的設計程序為：項目建議書、可行性研

8、究、設計任務書、礦區總體設計。國家計委規定，從1991年12月4日起將現行國內投資基礎上設計任務書和利用外資項目的可行性研究報告統稱可行性研究報告，取消設計任務書。2001年5月9日國家發展計劃委員會以特急計基礎2001782號文國家計委關于進一步加強煤炭基本建設大中型項目管理有關問題的通知：“各省、自治區、直轄市及計劃單列市計委，神華集團公司：按照中央和國務院有關文件精神，全國煤炭工業管理體制和機構改革工作已基本完成。為了適應新的管理體制要求，進一步理順、規范和加強煤炭基本建設大中型項目管理，促進煤炭工業健康發展，根據國家投融資體制改革的要求和國家關于嚴格執行建設程序，確保建設前期工作質量等

9、有關規定，現就加強煤炭工作基本建設大中型項目管理的有關問題通知如下：（1）按照中華人民共和國礦產資源法、中華人民共和國煤炭法等有關法律和行政法規的規定，煤炭資源開發應當根據國民經濟和社會發展計劃編制礦區綜合開發規劃（礦區總體規劃）。經批準的礦區總體規劃，是礦區開發的指導性文件，投資者必須在總體規劃指導下依法從事資源開發和生產經營活動。（2）礦區總體規劃屬政府行為。規劃的編制工作，請你們會同有關部門共同研究安排?？傮w規劃應在礦區資源進行普查和必要的詳查基礎上進行，其主要內容包括：礦區開發的目的、必要性、指導思想和原則；礦區資源狀況、井田劃分及建設規模，開發順序初步設想；水源、電源、交通運輸及材料

10、供應等外部建設條件；礦區綜合開發思路及配套項目情況；礦區公用工程建設；環境保護等。（3）礦區總體規劃審批程序是：大中型礦區（礦區規模2.00 Mta及以上）由礦區所在?。▍^、市）計委報國家計委，由國家計委有關部門審批；總規模在2.00 Mta以下的礦區總體規劃，由省級計委會同有關部門審批。（4）除新礦區要編制礦區總體規劃外，目前正在生產、建設的煤炭礦區，如對原規劃進行適當調整和修改，也要結合礦區實際情況，編制礦區總體規劃，并按上述程序報批。（5）煤礦建設項目應當符合煤炭礦區綜合開發規劃（礦區總體規劃）和煤炭產業政策的要求，并嚴格執行建設程序，按照國家現行規定履行報批手續?，F行基本建設前期工作程

11、序包括：項目建議書、可行性研究報告、初步設計、開工報告和竣工驗收等工作環節。只有在完成上一環節后方可轉入下一環節。除國家特別批準外，各地方、部門和企業不得簡化項目建設程序。根據上述規定，考慮到煤炭行業的具體情況，煤炭項目的審批程序按下列規定執行。在礦區總體規劃批準后，方可進入單項工程階段。單項工程必須編報項目建議書和可行性報告。大中型（建設總規模0.60 Mta以上）煤礦和選煤廠項目建議書和可行性研究報告，根據項目單位隸屬關系，分別由各?。▍^、市）、計劃單列市計委和計劃單列企事業集團初審后報國家計委，由國家計委直接審批或報請國務院審批。礦區綜合開發項目（煤的加工、轉化和綜合利用等），按照國家現

12、行限額規定執行，限額以上項目由國家計委直接審批或報請國務院審批。對不能獨立經營的非生產性配套工程，要納入生產主體項目，今后原則上不再單列非生產性配套工程。大中型（或限額以上）項目的初步設計概算、開工報告由各?。▍^、市）、計劃單列市計委和計劃單列企業集團初審后報國家計委核定審批，項目的竣工驗收由國家計委（或委托地方計委）組織。（6）在國家投資體制改革方案出臺之前，煤炭礦區綜合開發規劃和基本建設項目暫時按上述規定程序執行。任何部門、地方和企業，不得越權擅自審批，或以“化整為零”等方式申報上級主管審批?！彪S著國家改革開放和體制改革，礦區設計程序、審批程序可能有新的規定，設計應按國家新的規定程序進行。

13、1.2 礦區總體設計的依據與內容1.2.1 礦區總體設計的依據（1）礦區總體規劃設計委托書。由于礦區總體規劃屬政府行為，由各?。▍^、市）、計劃單列市計委和計劃單列企業企業集團或有關政府部門委托。（2）礦區資源普查地質報告和必要的詳查地質報告以及審批文件。（3）礦區環境影響評價大綱及審批文件。（4）各?。▍^、市）國民經濟和社會發展五年計劃及遠景目標綱要。（5）煤炭行業及相關電力、化工、交通、建材等行業的五年計劃及遠景規劃。1.2.2 礦區總體設計的內容1.2.2.1 總說明（1）礦區位置、編制依據、基礎資料。（2）礦區綜合開發規劃的指導思想和主要原則。（3）礦區綜合開發的必要性、合理性和優勢。（

14、4）礦區綜合開發規劃確定的技術面貌及主要技術經濟指標。（5）存在的主要問題和建議。1.2.2.2 礦區概況及建設條件（1）礦區地理位置、地形地貌、氣象、地震參數及區域經濟簡況。（2）礦區建設外部條件。闡明交通、電源、通訊、水源及建設材料等情況。（3）礦區建設資源條件。闡明礦區地質特征，資源（儲量）及分析，礦區資源評價，勘查程序和勘查存在問題及對下步勘查建議。（4）對礦區內伴生有益礦物的賦存情況及開采的經濟價值做出評價。1.2.2.3 礦區開發（1）概述礦區內或鄰近礦區現有生產、建設礦井（露天）的情況，老窯分布情況。（2）確定礦區開發的指導思想，總體框架和主要原則。（3）對礦區井田劃分進行技術經

15、濟分析論證并確定最佳方案。（4）對各井田的開發方式（井工或露天）、設計生產能力、井口位置、開拓水平和初期采區位置等進行技術經濟分析和論證，并推薦主導方案。（5）確定礦區的建設規模，論證可行性和合理性。（6）提出礦區開發建設計劃，各礦井（露天）開發順序，開工時間，達到礦區規模的時間，均衡生產時間和礦區服務年限。1.2.2.4 煤的用途及洗選加工（1）闡明礦區各礦井各煤層的煤質、煤類、可選性，并作出評價。（2）初步確定煤的用途和用戶。根據煤類和煤質確定各礦井煤是作為動力煤、煉焦煤還是氣化或液化用煤等。分析礦區煤進行國際市場、國內市場的前景和競爭能力，闡明本省、本地區煤炭供需情況并進行供需預測。（3

16、）根據煤的用途和用戶，提出礦區各礦井煤的產品方案和加工方式，經多方案技術經濟分析比較，推薦主導方案，經分析比較初步確定煤的加工方法、選煤廠的類型等。1.2.2.5 電廠（1）根據礦區所在省和地區的電力五年計劃和遠景規劃，概述本省本地區電力生產、建設、供給和消費現狀，電廠建設和電網建設的規劃情況，分析論述在本礦區建電廠的必要性、合理性和優勢。（2）根據煤的用途和產品加工方案，確定礦區電廠的類型和電廠規模，初步選擇各電廠鍋爐的類型和發電機組的能力。（3）選擇電廠的廠址，電廠燃料的運輸方式。（4）根據電廠的規模確定電廠的補給用水量，對礦區水源進行分析比較，初步確定電廠水源。（5）根據各電廠所消耗的燃

17、料種類和燃料量，計算各電廠灰渣量，并初步確定灰渣的處理方式，灰渣應盡量考慮綜合利用。（6）根據礦區所在?。▍^）的電網規劃和本地區電力盈余情況，初步確定礦區電廠與電網的接入系統。1.2.2.6 化工、鐵路、港口、航運、建材等綜合開發項目（1）根據礦區所在?。▍^）有關行業的規劃，概述有關行業、生產、建設供給和消費現狀，分析預測礦區所建綜合開發項目在國內外市場競爭中的前景，論證其開發建設的必要性和合理性。（2）初步確定所建綜合開發項目的規模、廠址選擇及初步的建設計劃。（3）簡述所建綜合項目的生產工藝，產品和副產品數量，需要引進技術和設備等關鍵問題。1.2.2.7 礦區配套工程（1）礦區運輸。鐵路運量

18、、流向，鐵路接軌方案和專用線走徑方案，經技術經濟比較推薦主導方案，礦區鐵路總長度。礦區公路的現狀，礦區電力負荷估算，礦區公路等級和長度。（2）礦區供電。礦區附近電力系統現狀，礦區電力負荷估算，提出礦區電源及供電系統方案，經技術經濟比較推薦主導方案。（3）礦區通信網絡。礦區公用通信現狀，提出礦區通信網絡方案經比選推薦主導方案。（4）礦區給排水及供熱。礦區水源情況，經分析論證初步選擇礦區水源，估算礦區用水量。礦區排水方式及排水量。礦區各礦井、選煤廠、輔助及附屬企業供熱方式及熱負荷。1.2.2.8 礦區地面布置及地面設施（1）簡述礦區各礦井、電廠等綜合開發項目的井口位置及廠址選擇，提出礦區指揮中心、

19、附屬企業和居住區的位置方案，經比選推薦主導方案。（2）概述礦區防洪排澇現狀，提出礦區防洪工程措施和建議，初步確定各礦井的井田標高。（3）礦區輔助、附屬企業及設施。根據地面改革，調查研究，充分發揮老礦區潛力，不搞重復建設，面向市場，實事求是地初步確定礦區各輔助、附屬企業項目及建設規模。（4）礦區指揮中心和居住區。根據改革、精簡、高效原則，初步確定礦區指揮機構和人員，礦區不再設文教、衛生等機構和設施。居住區根據住房改革的精神，只列建筑指標，占地面積等，不列投資。1.2.2.9 礦區環境保護及綜合利用（1）礦區環境保護。概述礦區環境現狀，采用的環境保護標準，闡述礦區主要污染源（污水、煙塵、固體廢棄物

20、、噪聲等）及其防治措施，初步確定礦區環境管理機構和專項投資。（2）村莊搬遷和小城鎮規劃。礦區開采時對地面村莊的影響，結合小城鎮建設提出村莊搬遷規劃，提出塌陷區綜合治理的途徑。（3）綜合利用。對伴生有益礦物開采和利用提出綜合開采，對煤炭加工產生的副產品（煤泥、矸石、電廠灰渣等）提出綜合利用途徑，對煤炭深加工和潔凈煤技術提出利用方向。1.2.2.10 技術經濟評價（1）初步確定設計規模時職工人數和勞動生產率。（2）估算礦區基價投資和逐年投資，估算礦區的總投資。（3）按礦井及選煤廠、電廠、煤化工、鐵路、港口、建材等項目分別估算生產成本、產品銷售收入及利潤，并作出初步的財務評價。（4）對礦區作出綜合財

21、務評價并用宏觀經濟效益分析。（5）礦區主要技術經濟指標。1.2.2.11 附圖附圖包括礦區交通位置圖、礦區地質地形圖、地層綜合柱狀圖、各主要煤層底板等高線及儲量計算圖、礦區井田劃分方案圖、井田開拓方式圖、礦區地面布置圖等。1.3 礦區總體設計原則1.3.1 礦區總體設計原則礦區開發設計是對礦區井田劃分，井田開發方式，礦井設計生產能力、開拓方式與井口位置，礦區建設規模、均衡生產年限及礦區建設順序和環境保護等進行的全面技術經濟研究和綜合評價。它是礦區總體設計的主要組成部分，也是進行礦區運輸、供電、輔助企業與附屬設施、礦區總平面布置等設計的主要依據，對礦區生產經營和經濟效益均有重大作用和深遠影響。礦

22、區開發設計一般應遵循下列原則：（1）貫徹執行國家發展煤炭工業的方針政策和發展戰略，有關法規、規程和規范的規定。（2）結合具體條件充分考慮國民經濟和區域經濟發展需要（國內外市場需要）；擇優開發合理利用煤炭資源，對國家稀缺煤種實行保護性開采。（3）為礦區的合理開發創造良好的建設條件，保證礦區規劃布局的合理性和穩定性，礦區建設、城鄉規劃和保護同步發展。（4）礦區的井田劃分，要統籌全局處理好相鄰礦區和相鄰礦井間的（境界）關系，如礦井與露天礦、生產礦與新建井、淺部井與深部井，對國有重點煤礦與地方礦井應統一規劃合理布局。（5）綜合分析借鑒國內外礦區開發經驗與發展趨勢，采用科學技術，不斷提高礦區現代化水平。

23、（6）發揮資源優勢和地理優勢，擇優開發資源豐富、開采條件優越、交通方便和缺煤地區，有露天礦開采條件的應當優選開采露天礦。（7）要以經濟效益為中心，以相對較少投資，較短時間，實現少投入，多產出，取得礦區建設的最大經濟效益。（8）對礦區有工業價值的其他有益礦物，應規劃開發和利用，提高經濟效果。（9）適應經濟發展和科學技術進步，適當為礦區擴建與發展留有余地。（10）貫徹安全生產方針，努力改善勞動條件。1.3.2 井田劃分1.3.2.1 影響因素劃分井田時考慮的主要因素有：（1）實事求是，礦區地質條件是劃分井田的基礎條件。（2）選擇合適的礦區開發強度。（3）統一規劃，正確處理深淺部各礦井的相鄰關系。（

24、4）選擇合適的井口位置與工業場地。（5）為礦井的改擴建留有后備區。（6）統籌全局，全面規劃，謀求綜合經濟效益最優化。1.3.2.2 井田劃分方法劃分井田時，一般按自然境界和人為境界進行劃分。（1）按自然境界劃分井田按地質因素劃分。利用煤田地質構造作為劃分井田的自然境界，是設計中最常用的井田劃分方法，即利用大斷層、褶曲軸線、巖漿巖侵入帶、古河床沖刷帶等地質構造劃分井田。圖11所示為濟寧北礦區利用自然境界劃分井田方案。按煤層賦存形態劃分。為了有利礦井生產管理、巷道布置和減少采煤方法的多樣性，一般常將產狀不同的煤層區域分別劃分為不同井田。按煤層組與儲量分布情況劃分。根據煤層組（煤層）與儲量分布情況劃

25、分井田，在煤層生產能力高、儲量多且集中的區域多劃分建設大型、特大型礦井，在煤層生產能力低、儲量少而分散的區域，一般多劃分建設中小型礦井。按煤種、煤質分布規律劃分。在煤種、煤質變化比較大的礦區，為了保證煤種、煤質和減少同一礦井煤種的種別，減少因分采分運與加工而造成的生產系統與設施的復雜性，可利用煤種、煤質的分界線作為井田劃分的境界。按地形地物界線劃分。當地面有河流、鐵路、城鎮等需要留設保安煤柱時。應盡量利用此類保安煤柱線作為井田境界，以降低煤炭損失。（2）按人為境界劃分井田在沒有可利用的自然境界因素時，可采取人為境界劃分井田。在此情況下，應根據煤田資源分布、煤層開采條件、技術裝備與管理水平、礦區

26、外部開發條件和建設方針等因素劃分井田，條件可能時應盡量考慮建設高產高效大型礦井，實現經濟增長方式的轉變。一般，采用人為境界劃分井田方法如下：按水平標高（煤層底板等高線）劃分。沿煤層傾斜劃分井田，如淺部井與深部井之間的劃分，常以煤層底板等高線（單煤層）或水平標高（煤層群）劃界。具體說，有垂直劃分法和水平劃分法。對于緩傾斜煤層一般用垂直法，以煤層底板等高線水平標高垂直下切。對于急傾斜或傾斜煤層一般以水平標高水平橫切。按地質鉆孔連線劃分。地質鉆孔連線劃分方法，可用在煤層傾斜方向或走向方向上、應用時注意為井田創造較好開采條件。按經緯線劃分。采用以經緯線劃分井田方法，可用在煤層走向上，也可用在傾斜方向上

27、。按勘探線劃分。以煤田地質勘探中某勘探線作為井田劃分的人為境界。這種境界實際上多是以直線劃分（以坐標點標注井田境界線位置）。如濟（寧）北礦區的岱莊礦井與何崗礦井境界即是以第八勘探線劃分的，如圖11所示。1.3.2.3 井田尺寸參數為了合理確定井田尺寸，按照煤炭工業礦區總體設計規范（1994年版）的規定，井田走向長度不宜小于表11中的數值。表11 井田走向長度 單位：km礦井井型大 型中 型小 型走向長度84未規定1.3.3 礦井生產能力1.3.3.1 礦井類型礦井井型是依礦井設計生產能力大小劃分的礦井類型，分大型、中型、小型礦井三種。煤炭工業礦井設計規范（1994年版）對礦井井型的規定見表12

28、。表12 礦井井型分類分 類井型Mta-1大 型1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0、5.0、6.0及以上中 型0.45、0.6、0.9小 型0.3及以下備 注新建礦井按規定不應出現上述兩種井型之間的中間井型。1.3.3.2 影響礦井生產能力的主要因素影響礦井生產能力的主要因素有資源及儲量、地質和開采條件、礦井與水平服務年限、技術裝備與管理水平等。（1）資源及儲量依據地質可靠程度和相應的可行性評價及獲得的不同經濟意義，固體礦產資源（儲量）可分為儲量、基礎儲量和資源量等三大類十六種類型，見表13。另外，也可根據煤炭工業礦井設計規范（1994年版）規定的方式進行礦井的儲量的計算。需計算的

29、儲量有：礦井地質儲量（包括能利用儲量和暫不能利用儲量）、礦井工業儲量、礦井設計儲量（礦井工業儲量減去設計計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、構筑物需留設的保護煤柱等永久性煤柱損失量后的儲量）、礦井采區采出率（厚煤層不應小于75%、中厚煤層不應小于80%、薄煤層不應小于85%）。表13 固體礦產資源/儲量分類查明礦產資源儲 量可采儲量111預可采儲量121、122基礎儲量經濟基礎儲量111b、121b、122b邊際經濟基礎儲量2M11、2M21、2M22資 源 量次邊際經濟基礎儲量2S11、2S21、2S22內蘊經濟資源量331、332、333潛在礦產資源資 源 量預測的資

30、源量334?注：表中所用編碼（111 334），第1位數表示經濟意義，即1 = 經濟的，2M = 邊際經濟的，2S = 次邊際經濟的同，3 = 內蘊經濟的，? = 經濟意義未定的；第2位數表示可行性評價階段，即1 = 可行性研究，2 = 預可行性研究，3 = 概略研究；第3位數表示地質可靠程度，即1 = 探明的，2 = 控制的，3 = 推斷的，4 = 預測的。b=未扣除設計、采礦損失的可采儲量。（2）開采技術條件地質和開采條件是確定礦井設計生產能力的基本條件。根據我國礦區生產建設實踐和經驗，對于煤田范圍廣闊、儲量豐富、地質構造簡單、煤層生產能力大、開采技術條件好的礦區，宜建設大型礦井。為了實現

31、生產集中化，提高經營效益，減少初期工程量和基建投資，井及早投產，根據地質和開采條件，一般以一個開采水平保證礦井設計能力，且每翼同時生產的采區數目，一般不宜超過2個。（3）礦井與水平服務年限為發揮投資效益和保證礦井正常生產接替與穩定發展，煤炭工業礦井設計規范規定新建與改擴建礦井及第一開采水平的設計服務年限不應小于表14的數值。表14 新建與改擴建礦井及第一開采水平設計服務年限礦井設計生產能力Mta-1礦井設計服務年限a不同煤層傾角的第一開采水平設計服務年限a改造后礦井服務年限a25以下25 4545以上6.0及以上80403.0 5.0703540 501.2 2.46030252030 400

32、.45 0.95025201520 3020世紀70年代以來，國外主要采煤國家為適應科技進步、技術裝備更新周期縮短的發展趨勢，礦井設計服務年限趨向縮短，其大型礦井服務年限約為50 a左右，我國新建或改擴建的礦井亦呈現該發展趨勢。（4）技術管理水平技術裝備是提高礦井生產能力的技術手段。礦井設計生產能力的基礎是采煤工作面的單產和數目。技術裝備水平不同，采煤面的單產水平不同。當前，中國普通機械化采煤面單產水平為0.30 0.60 Mta，普通綜合機械化采煤面單產水平0.90 1.50 Mta；大功率高產高效綜采面單產水平3.00 Mta以上。例如，設計一個年產3.00 Mta礦井，只需裝備1個高產高

33、效工作面，而普通綜采工作面則需2 4個。1.3.4 礦區規模設計與均衡生產1.3.4.1 礦區規模確定的基本原則礦區規模設計的確定應根據資源條件、外部建設條件、國家經濟發展需要、投資效果和均衡生產年限等進行全面分析，綜合論證確定。（1）資源條件。系指煤田范圍、煤層賦存條件、儲量、地質構造、水文地質、開采技術條件及地形地貌等。對儲量豐富、煤層賦存較淺、地質構造、水文簡單、開采技術條件較好的煤田，應以建設大型和特大型礦井為主，兼顧建設一批中小型礦井，形成大中小礦井相結合的礦區。（2）外部建設條件。系指礦區的運輸、供電、供水、信息網、當地建設材料、鄰近礦區生產建設經驗等，受外部建設條件制約時，礦區規

34、模應適當縮小。（3）國民經濟或區域經濟發展需要。這是礦區開發建設的前提和確定礦區規模的重要依據。要根據國家經濟發展計劃對煤炭的需求量，特別要認真調查和預測區域經濟發展計劃對煤炭的需求量，不調查不研究盲目建設會給國家和企業帶來巨大經濟損失。（4）投資效果。投資效果好是企業追求的目標，建設投資少、施工工期短、生產成本低、生產效率高、投資償還期短的礦區可適當加大礦區建設規模，反之應縮小。在確定礦區建設規模時，可留有擴建發展的條件。（5）符合均衡生產年限的規定。礦區建設規模應使礦區均衡生產年限符合煤炭工業技術政策和煤炭工業礦區總體設計規范的規定。保證礦區長期穩定供應煤炭和投資效益。1.3.4.2 礦區

35、均衡生產服務年限礦區均衡生產年限是礦區年產量長期保持建設規模的生產年限，是決定礦區建設規模的重要原則和依據。礦區建設規模偏大，均衡生產年限就偏短；反之，建設規模偏小，均衡生產年限就偏長。為了保證礦區能夠較長時期地均衡供應煤炭，使礦區的綜合設施和建筑物等有合理的服務年限，發揮礦區工程的投資效益，保證礦區建設規劃布局的合理性和穩定性，礦區必須有合理的均衡生產年限。根據我國國情，規定礦區建設規模和均衡生產年限，見表15。表15 礦區均衡生產年限表礦區建設規模Mta-11510 158 105 83 51 3均衡生產年限a9080707060501.3.4.3 礦區均衡生產服務年限確定方法礦區均衡生產

36、服務年限可由編制的礦井建設順序及產量規劃表求出。編制礦井建設順序及產量規劃表的方法是將礦區中每個礦井按建設的先后順序逐次排出施工準備時間、建井時間及逐年的產量規劃橫格數字表。從表中可以求出礦區均衡生產年限，也可以看出礦區產量遞增年限、產量遞減年限和礦區整個年限。表16為濟寧北礦區礦井建設順序及產量規劃。1.3.5 礦區建設順序1.3.5.1 礦區建設順序編制的依據（1）市場需求依據國民經濟發展和區域經濟發展有對煤炭產量、質量煤種的需要計劃，煤炭行業對這種需求，有進一步的計劃安排，礦區應盡量滿足國家計劃安排，以促進整個國民經濟的發展。（2）外部開發條件其他條件相同，外部開發條件相差較大時，應先建

37、設交通、電源、水源、場地條件好，并容易落實的礦井，以縮短施工準備期。（3）材料、設備供應條件能夠容易落實材料、設備和施工隊伍的礦井應安排在先期施工。（4）勘探程度礦井建設順序應考慮到地質部門提交精查地質各取所需時間順序，礦井初步設計精查地質報告作為設計依據，礦井建設必須嚴格按照基本建設程序。礦井的建設順序在市場經濟條件下，應以礦區投資的最佳經濟效益來安排礦井建設順序，在礦區建設期內，以礦區及礦井的綜合經濟效益為目標，以礦區資源為約束條件，從實際出發，統籌考慮，綜合分析，編制出符合實際的礦井建設順序。1.3.5.2 礦區建設順序的基本原則礦區建設順序一般應遵循下列主要原則：（1）先淺后深當煤田沿

38、傾斜方向劃分為數個井田時，應先建設淺部礦井，后建設深部礦井，再建設較深和深部的礦井。（2）先小后大當礦區內有不同礦井設計生產能力的礦井時，一般應先建設小型、中型礦井，后建設大型或特大型礦井。（3）先易后難從施工方面看，先建設外部好、施工條件簡單的礦井。從生產方面看，先建設地質構造簡單、煤層由下而上穩定、開采技術條件簡單的礦井，后建設外部開發條件差、施工施工條件復雜、地質條件復雜的礦井。（4）先平硐、再斜井、后立井如果一個礦區有平硐、斜井和立井時，應先建設施工條件簡單、投資少、建設快的平硐或斜井，后建設立井。（5）先改擴建，再新建在礦區總體設計中，如果有生產礦井改擴建，則應先安排改擴建礦井，后安

39、排新建礦井。（6）先急需后一般在不同煤質、不同煤種的礦井之間安排建設順序時，應先建設國家急需的煤質、煤種所表16 濟寧北礦區礦井建設順序及產量規劃表名稱井型（Mt/a）建井工期（月）服務年限（a）礦區建設順序及產量規劃（Mt/a）1992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007/20102011/20202021/20302031/20402041/20502051/20602061/20702071/2080208120822083208420852086/20902091/20952096/2100許廠1.56

40、0860.31.21.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.20.3黛莊1.560760.31.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.20.70.3唐口4.084881.02.03.04.04.04.04.04.04.04.04.04.03.03.03.03.03.02.01.0葛亭0.660710.30.60.60.60.60.60.60.60.30.30.3礦區規模7.6Mt/a年限103a礦區產量比例%3.915.823.735.539.539.552.665.882.91001

41、0010010010010010092.185.567.159.255.247.439.526.313.2礦區合計年產量（Mt）8.07.06.05.04.03.02.01.07.67.06.36.55.05.14.54.24.03.6遞增年限9a礦區均衡生產年限75a遞減年限19a2.73.03.01.82.01.21.0在的礦井，后建一般煤質、煤種所在的礦井。（7）同時建設的礦井不能太多礦區同時建設礦井的數量主要是根據國民經濟對煤炭需求的大小，地質勘探程度、資金籌措情況，器材供應條件、施工隊伍的數量以及外部協作條件等因素擇優確定。1.3.6 礦區采動治理1.3.6.1 綜合防治地表下沉（1

42、）盡量減少工業廣場占地面積或不占良田。（2）選擇合理的開拓方式，集中出煤、減少占地。（3）積極選擇保護性開采。如采用厚煤層、煤層群的協調開采、限厚開采、留設保安煤柱開采、條帶開采、房柱式開采、全部充填開采等，控制上覆巖層的移動和地表變形。（4）根據國家制定的有關環境保護及土地復墾規定，結合礦區（礦井）具體情況，因地制宜地采取相應的綜合治理措施，恢復治理塌陷地。（5）對于地表沉陷及地表沉陷對環境的影響，礦井可行性研究或初步設計應進行預計，并作出治理地表沉陷及其影響的工程設計。1.3.6.2 綜合治理煤矸石（1）減少矸石的產生量采準巷道布置力爭多布置煤巷，少掘巖巷，有條件時采用全煤巷布置。在回采工作面，使用傳感器，以保證在開采煤層時不截割頂底板巖石；及時支護頂板，防止冒頂；放頂煤