煤礦礦井設(shè)計知識手冊

1礦井設(shè)計程序及依據(jù)

1.1礦井設(shè)計程序

經(jīng)批準的礦區(qū)總體規(guī)劃，是礦區(qū)開發(fā)的指導性文件，煤獷建設(shè)項目開發(fā)應(yīng)當符合煤炭礦區(qū)綜合

開發(fā)和煤炭產(chǎn)業(yè)政策要求。礦井設(shè)計一般程序為：項目建議書f可行性研究一初步設(shè)計（包括安全

專篇）f施工圖設(shè)計。

1.2礦井設(shè)計依據(jù)

建設(shè)一個礦井不僅需要國家很多投資，消耗大量的人力、物力，而且直接關(guān)系到國民經(jīng)濟的發(fā)

展，因此，為順利地進行礦井設(shè)計和保證設(shè)計質(zhì)量，必須具冬下列依據(jù)：

1.2.1項目建議書

礦井項目建議書應(yīng)根據(jù)批準的礦區(qū)綜合開發(fā)規(guī)劃進行編制，批準的項目建議書是礦井可行性研

究報告的依據(jù)，項FI建議書應(yīng)包括以下內(nèi)容：

（1）建設(shè)項目提出的必要性和依據(jù)，引進技術(shù)和進口設(shè)備時差距，說明引進理由。

（2）產(chǎn)品方案、擬建規(guī)模和建設(shè)地點的初步設(shè)想。

（3）資源情況、建設(shè)務(wù)件、協(xié)作關(guān)系和引進技術(shù)設(shè)備的國別、廠商的初步分析。

（4）投資估算和資金籌措設(shè)想，利用外資項目要說明利用外資的可能性以及償還貸款能力的

測算情況。

（5）項目的進度安排。

（6）經(jīng)濟效益和社會效益的初步分析。

1.22精查地質(zhì)報告

井田精查地質(zhì)報告是礦井初步設(shè)計的基礎(chǔ)。該報告應(yīng)做到井田境界內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造清楚,儲量清楚,

明確煤質(zhì)牌號及其用途。并提供準確的水文地質(zhì)資料，以保IE井田境界和礦井井型不因地質(zhì)資料不

準確而發(fā)生重大變化和影響煤炭資源既定的工業(yè)用途。對地質(zhì)條件特別復雜的小型煤礦及地方小煤

礦，可用詳查最終地質(zhì)報告作為資源的依據(jù)。

為保證礦井切步設(shè)計有可靠的儲量資源基礎(chǔ)，進行初步時，全礦井特別是第一水平必須有相當

數(shù)量的高級儲量（平衡表內(nèi)的A+B級儲量）。根據(jù)礦井井型前地質(zhì)條件的不向，設(shè)計礦井及其第一

水平的高級儲量、應(yīng)符合表2—1的規(guī)定.

1.23礦井可行性報告研究

礦井可行性研究是對礦井建設(shè)必要性、主要技術(shù)原則方案和技術(shù)經(jīng)濟合理性的全面論證和綜合

評價，是礦井立項決策的依據(jù)。礦井可行性研究報告應(yīng)在批注的礦區(qū)總體規(guī)劃和礦井項忖建議書的

指導下進行編制，編制依據(jù)的基礎(chǔ)資料必須是批準的礦井勘探（精查）地質(zhì)報告。可行性研究報告

包括以下內(nèi)容：

（1）總說明。包括關(guān)于礦井位置、隸屬關(guān)系、設(shè)計依據(jù)及編制過程的概述；關(guān)于礦井建

表2—1礦井高級儲量比例表

地質(zhì)、開采條件及井型

儲量級別比例簡單中等復雜

大型中型小型大型中型小型中型小型

井田內(nèi)A+B級儲量占總

4035253530202515

儲量的比例％

第一水平內(nèi)A+B級儲量不作具

70604060603040

占本水平儲量的比例%體規(guī)定

第一水平內(nèi)A級儲量占本

4030153020不作具體規(guī)定不要求

水平儲量的比例%

設(shè)綜合評價的主要特點、資源可靠性、用戶、外部協(xié)作配套條件、推薦方案的技術(shù)經(jīng)濟效益，綜合

評價等內(nèi)容。

（2）井田概況及建設(shè)條件。包括井田概況；礦井建設(shè)外部條件；礦井建設(shè)的資源條件；供應(yīng)

情況。

（3）井田開拓與開采。包括井田境界及可采儲量；礦井生產(chǎn)能力；井田開拓；井筒井底車場

及大巷運輸；井下開采；安全等。

（4）礦井主要設(shè)備。包括提升設(shè)備；通風設(shè)備；排水設(shè)備；壓風設(shè)備。在進行上述設(shè)備選型

時，要充分論證其造型的依據(jù)及優(yōu)越性。

（5）地面設(shè)施。包括地面工藝布置：地面運輸；工、業(yè)場地部平面布置；供電：供水工業(yè)建筑

及行政福利建筑；居住區(qū)；環(huán)境保護與綜合利用。

（6）建井工期。包括施工準備；主:要工程施工方法方案比選與確定，井巷主要連鎖工程確定，

工程綜合進度表，建井工期估算。

（7）技術(shù)經(jīng)濟分析與評價。包括勞動生產(chǎn)率及人員配備；投資估算和資金來源；成本估算；

財務(wù)平衡表；經(jīng)濟分析與評價；礦井主要技術(shù)經(jīng)濟指標。

（8）附圖。主要有礦井交通位置圖、礦井地質(zhì)地形圖、各主要煤層的地質(zhì)圖、礦井水文地質(zhì)

圖、井田開拓圖、移交采區(qū)布置圖、地面主要生產(chǎn)工藝系統(tǒng)圖、工業(yè)場地總平面圖、礦井地面總布

置圖、井巷和十.建及機電安裝綜合進度圖表。

1.2.4國家總的建設(shè)方針、玫策及有關(guān)規(guī)程和規(guī)范

為使煤炭工業(yè)基本建設(shè)健康發(fā)展，必須遵循國家正式頒發(fā)的與建設(shè)項目有關(guān)的方針政策、規(guī)程、

規(guī)范和技術(shù)方向等；或國家對建設(shè)項具明確規(guī)定的有關(guān)文件，如指定采用某種設(shè)備或標準（通用、

定型）設(shè)計等，并作為設(shè)廿依據(jù)。

1.25經(jīng)批準的上F段設(shè)計確定的原則

經(jīng)過批準的上一階段設(shè)計中所確定的原則和技術(shù)標準，可作為卜一階段設(shè)計的依據(jù)。例如井

田劃分、井型、開拓方式、機械設(shè)備選型、產(chǎn)品加工工藝等。除個別情況外，由于當時條件的限制

或某種原因所致，允計初步設(shè)計作局部修改外，礦井初步設(shè)計所確定的設(shè)計原則，在作施工圖設(shè)計

時，?般不允許作較大修改。

除上述設(shè)計依據(jù)外，已簽訂的與建設(shè)項日有關(guān)的外部協(xié)議、文件等，設(shè)計時也應(yīng)遵循。

2礦井初步設(shè)計內(nèi)容

礦井初步設(shè)計是指導礦井建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟文件，經(jīng)批準后是安科師并建設(shè)計劃和組織實施的依

據(jù)。初步設(shè)計應(yīng)能指導施工圖設(shè)計，作為控制工程投資、設(shè)備選型訂貨及礦井驗收移交與生產(chǎn)考核

的依據(jù)。礦井初步設(shè)計中編制的主要內(nèi)容如下；

（|）總說明。包括初步設(shè)計編制依據(jù)，編制情況；設(shè)計指導思想；礦井（井田）特點、設(shè)計

確定的主要技術(shù)原則及主要技術(shù)經(jīng)濟指標；存在的主要問題和建議。

（2）井田概況及地質(zhì)特征。包括井田自然地理、交通、電源、水源、區(qū)域經(jīng)濟和建設(shè)材料的

概述：井田地質(zhì)構(gòu)造、地層、煤層與煤質(zhì)情況，水文地質(zhì)、開采技術(shù)條件以及其他有益礦產(chǎn)的開采

與利用評價的概述。

（3）井田開拓。包括井出境界與資源（儲量）的確定；礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力與服務(wù)年限的確

定；井田開拓方式，井簡位置、數(shù)目與用途的選擇；主要運輸大巷與總回風大巷的布置，采區(qū)劃分

與配采安排；井筒井底車場及碉室布置。

（4）大巷運愉及設(shè)備v包括煤炭及輔助運愉方式的比較和確定：主要運輸設(shè)備選型，機車類

型和數(shù)量及相配套附屬設(shè)備的型號和數(shù)量，輸送機型導、長度、帶寬、運輸速度、運輸能力、輸送

機功率。輔助運輸設(shè)備選型的類型、型號和數(shù)量。

（5）采區(qū)布置及裝備。包括根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、煤層穩(wěn)定性和開采條件分析比較選擇采煤方法，

選擇工作面采煤、裝煤、運煤方式和設(shè)備選型，確定工作面頂板管理方式，選擇計算支架設(shè)備；初

期采區(qū)數(shù)具，位置選擇，移交采區(qū)巷道布置，采區(qū)特征和采區(qū)煤炭、肝石和輔助運輸方式及設(shè)備選

型；移交時采煤工作面布置、數(shù)量、工作面的長度；移交生產(chǎn)和達到設(shè)計能力時掘進工作面的數(shù)量、

組數(shù)，掘進機械設(shè)備配備，卷道斷面和支護方式，移交時并性總工程量。

（6）通風和安全。包括概述鄰近礦井及本井田瓦斯、煤塵、自燃、燥和沼氣突出、突水及地

溫等情況;礦井通風方式相通風系統(tǒng)選擇及其依據(jù),礦井風量計算及依據(jù),礦井風壓和等積孔計算；

礦井通風系統(tǒng)圖；災害預防及安全裝備。

（7）提升、通風、排水和壓縮空氣設(shè)備的方案比選，設(shè)備型號、功率等。

（8）地面生產(chǎn)系統(tǒng)。包括闡述煤質(zhì)及其用途；煤的加工工藝流程；主、副井生產(chǎn)系統(tǒng)及砰石

處理系統(tǒng)；其他輔助設(shè)施。

史，礦區(qū)水源、電源及通信情況。

②安全條件。地質(zhì)特征，地層構(gòu)造，煤層和煤質(zhì)，礦井瓦斯等級，煤塵爆炸指數(shù)，煤層自燃情

況，煤與瓦斯突出危險性，地溫情況，水文地質(zhì)，對礦井地質(zhì)勘探安全條件資料的評價及存在問題。

③礦井設(shè)計概況。井田開拓開采，提升、通風、排水利壓縮空氣設(shè)備，井上下主要運輸設(shè)備,

地面生產(chǎn)系統(tǒng)，供電及通訊系統(tǒng)，工業(yè)場地布置，防洪排澇工程及地面建筑，給水、排水、采暖及

通風，環(huán)境保護，技術(shù)經(jīng)濟。

（3）礦井通風

①概況。井田瓦斯、粉塵、煤和瓦斯突出及地溫情況隨著開采深度增加對各水平瓦斯等級及地

溫變化的預測。

②礦井通風。通風方式和通風系統(tǒng)，風井數(shù)量、位置、服務(wù)范圍及時間，采掘工作面及洞室通

風，礦井風量，風壓及等積孔，通風設(shè)備及反風，礦井通風系統(tǒng)的合理性、可靠性和抗災能力分析。

③降溫措施及設(shè)備選型。地質(zhì)報告中有關(guān)地熱、熱水分布及巖石熱物理性質(zhì)說明，礦井熱源散熱量

計算，預測達到設(shè)計能力時，采掘工作面及主要碉室出風口的最高月平均溫度，各種降溫措施的經(jīng)

濟比較及設(shè)備選型。

（4）粉塵災害防治

①粉塵。煤塵爆炸指數(shù)，游離的二氧化硅含量、粉塵的職業(yè)危害。

②防塵措施?；夭?、掘進工作面除塵，煤層注水防塵，采空區(qū)酒水防塵

水及綜合防塵措施。

③防爆措施。井下電氣設(shè)備防溫措施，撤布巖粉。

④隔爆措施。隔爆設(shè)施、隔爆水棚、隔爆巖粉棚。

⑤地面生產(chǎn)系統(tǒng)防塵。簡介地面防塵系統(tǒng)，防塵措施和裝備

（5）瓦斯災害防治

①瓦斯。礦井瓦斯賦存狀況，各煤層瓦斯含量，礦井瓦斯涌出量，礦井瓦斯等級，瓦斯含量梯

度。

②防爆、隔爆措施。

③開采煤與瓦斯突出煤層防災措施。煤與瓦斯突出的可能性分析，設(shè)計中防突措施，開采時防

突措施。其它防災措施，煤與瓦斯突出預測儀器，避災碉室。

④礦井瓦斯抽放。建立瓦斯抽放系統(tǒng)、抽放瓦斯的必要性指標和抽放瓦斯的可能性指標，礦井

年抽放量及抽放年限，抽放瓦斯的方法，抽放管路系統(tǒng)及抽放設(shè)備選型，抽放瓦斯站設(shè)計，拍放瓦

斯的安全措施。

（6）礦井防滅火

①概況。礦井自燃級別。采煤方法及采掘設(shè)備，設(shè)計擬采用的防火措施等。

劭f采媒層自燃預測及防治措施。煤的自燃預測及分析,煤的自燃預防措施,各種防滅火方法，

灌漿防滅火系統(tǒng)，氮氣防滅火系統(tǒng)，阻化劑防滅火系統(tǒng)，凝膠防滅火設(shè)計，均壓防滅火設(shè)計，束管

監(jiān)鋤系統(tǒng)。

③井下外因火災防治及裝備。電氣事故引發(fā)的火災防治措施及裝備，膠帶輸送機著火防治措施

及裝備，其它火災的防治措施及裝備，井下消防灑水系統(tǒng)，井下防火構(gòu)筑物。

（7）礦井防治水

①礦井水文安全條件分析。礦井開采水文地質(zhì)條件評價，礦井水害類型及導水通道分析。

②礦井防治水措施。防水煤（巖）柱留設(shè)，井下探放水措施，疏水降壓措施，注漿堵水措施,

表防治水措施。

③井下防治水安全設(shè)施。排水設(shè)施，防水設(shè)施，安全出口設(shè)施。

（8）井下其它災害防治

①頂板災害防治及裝備,影響礦山壓力顯現(xiàn)基本因素分析，一般頂板冒落災害的防治措施及裝

備，堅硬頂板垮落災害的防治措施。

②開采沖擊地壓燥層的措施。影響沖擊地壓發(fā)生的因素分析，沖擊地壓的預測，沖擊地壓的防

治措施，預測沖擊池壓儀器、設(shè)備選型。

③提升運輸事故防治措施及裝徑，提升事故的防治措施及裝備，運輸事故的防治措施及裝備，

其它事故防治措施及裝備。

④）電氣事故防治措施及裝備。井下電氣設(shè)備的選擇，供電線路及地面變電所事故，防止電氣

設(shè)備引起的瓦斯、煤塵爆炸和觸電等事故的措施。

（9）礦井集中安全監(jiān)測監(jiān)控

①概述。安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)選擇，設(shè)計的依據(jù)及主要內(nèi)容。

②監(jiān)測地點的確定。回采工作面?zhèn)鞲衅鬟x型及配置，掘進工作面?zhèn)鞲衅鬟x型及配置，串聯(lián)通風

工作面?zhèn)鞲衅鬟x型及配置，其它地點傳感器選型及配置。

飆下各類傳感器裝備量。井下傳感器裝備標準，各類傳感器裝備量。

④安全監(jiān)測、監(jiān)控和倘設(shè)備選擇。監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備選擇，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備選擇，傳輸設(shè)備及器材

選擇。

⑤T井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)遠行可靠性分析。對系統(tǒng)選擇的合理性、先進性、傳輸系統(tǒng)的可靠性、

傳感器的靈敏度進行分析。

（10）礦井安全檢測及其它裝備、礦山救護隊

①礦井安全檢測及其它裝備。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，參照《礦井通風安全裝備標準》配備礦

井通風、瓦斯、其它氣體、粉塵、礦山壓力、地質(zhì)測量、救護等檢測儀表、設(shè)備。

②礦山救護。簡述礦區(qū)救護大隊的現(xiàn)狀，根據(jù)礦井生產(chǎn)能力，災害情況等確定礦井礦井礦山救

護隊的編制。

③礦山保健設(shè)施。井口保健站，井下急救站的設(shè)置。

di）勞動定員和概算

（1）勞動定員。按崗位編制勞動定員，安全培訓計劃。

②概算。工程設(shè)施項目及費用，事故處理機構(gòu)費用、事故處理應(yīng)急流動資金。

③概算匯總表。

(12)附圖

礦井地質(zhì)和水文地質(zhì)圖、井上下對照圖、采區(qū)巷道布置及機械配備平面圖、通風系統(tǒng)及通風網(wǎng)

絡(luò)圖、井下運輸系統(tǒng)圖、安全監(jiān)測裝備相置圖、管路系統(tǒng)圖、井上下供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)圖、井下

避災路線田、礦井生產(chǎn)監(jiān)控、監(jiān)視系統(tǒng)圖、安全監(jiān)測系統(tǒng)井下傳感器布置圖。

4礦井開采設(shè)計原則與步驟

4.1礦井開采設(shè)計的原則

(1)提高設(shè)計水平，保證設(shè)計質(zhì)量

設(shè)計單位要堅決貫徹國家的方針和政策以及煤礦安全規(guī)程，認真分析研究地質(zhì)資料，努力提高

設(shè)計質(zhì)量，使設(shè)計的礦井既技術(shù)先進又能適應(yīng)國情，還能夠縮短建設(shè)工期和節(jié)省投資，生產(chǎn)時能取

得最人的技術(shù)經(jīng)濟效果。

(2)要保證合理的設(shè)計周期

合理的設(shè)計周期是提高設(shè)計質(zhì)量的重要保證，各個設(shè)計階段都有一定的時間要求，如果設(shè)計周

期過于緊迫，往往會使設(shè)計考慮不周，造成設(shè)計返工，甚至給礦井生產(chǎn)帶來隱患，不能保證正常的

安全生產(chǎn)，從而會遭受更大的損失。

(3)加強設(shè)計審批工作

設(shè)計審批是對設(shè)計文件進行全面的審查，以便決定是否可批準這部設(shè)計作為建設(shè)的依據(jù)。設(shè)計

審批是一項嚴肅的工作，要認真貫徹國家的有關(guān)規(guī)定。

4.2礦井開采設(shè)計的步驟

礦井開采設(shè)計主要應(yīng)解決井田開采的技術(shù)方案和確定各項開采數(shù)，如確定井田開拓方式、新水

平開拓延深方案、采準巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)，選擇采煤方法，確定階段垂高、采區(qū)走向長度、采煤

工作面長度以及各個系統(tǒng)的機電裝備等。使所選用的方案技術(shù)上是先進的，經(jīng)濟上是合理的，安全

上是可靠的。

技術(shù)上的先進是指所選用的方案采用了適合該礦具體條件的先進技術(shù)，有利于采用新技術(shù)新工

藝，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的機械化及自動化，用于生產(chǎn)的集中化，有利于提高資源采出率，有利于

加強生產(chǎn)技術(shù)管理，有利于安全生產(chǎn)。

經(jīng)濟上合理是指所選用的方案噸煤生產(chǎn)能力的基建投資少,特別是初期投資少，勞動生產(chǎn)率高,

噸煤生產(chǎn)費用低，礦井建設(shè)時間短，投資效果好，投資回收期短，利潤高。

應(yīng)當按照I:述技術(shù)經(jīng)濟合理性要求來確定開采設(shè)計需要解決的具體問題。由于礦井地質(zhì)條件的

多樣化和技術(shù)條件的復雜性，隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，所解決問題的性質(zhì)、影響范圍各不相同，研究

和確定的開采設(shè)計方案也可以采用不同的方法。在我國目前條件下，通常采用如下的方法步驟。

（1）提出可行方案

首先要明確設(shè)計的內(nèi)容、性質(zhì)、要求，以及要達到的目標等；熟悉和掌握設(shè)計任務(wù)或設(shè)計所解

決的總體或局部課題中的內(nèi)、外部條件,如井田的地質(zhì)地形條件、交通情況及與鄰近井田的關(guān)系等；

根據(jù)井田的自然地質(zhì)條件和采礦技術(shù)條件，深入細致地分析和研究設(shè)計中的有關(guān)問題，提出若干個

技術(shù)上可行的方案。

（2）進行方案的技術(shù)比較

對提出的可行方案進行詳細的技術(shù)分析和粗略的經(jīng)濟比納否定一此技術(shù)經(jīng)濟上比較容易鑒別

是不合理的方案；將剩余的2~3個方案取長補短，使其更加完善；如果能夠明顯地判定出哪一個

方案最好，就可以確定其為最終采用的方案；能明顯地判定各方案在技術(shù)經(jīng)濟上的優(yōu)劣，則必須對

這2~3個方案進行詳細的經(jīng)濟比較。

（3）進行方案的經(jīng)濟比較

將上述2?3個方案詳細地進行經(jīng)濟費用的計算與比較。在進行開拓方案的經(jīng)濟比較時，要考

慮下列費用；

①基本建設(shè)費，包括井巷開鑿費、建筑物及結(jié)構(gòu)物的修建費及一些特殊的設(shè)備費等。

②生產(chǎn)經(jīng)營，包括巷道維護費、運輸提升費、排水費及通風費等。

（4）方案的多目標綜合評價優(yōu)選

在方案比較后，應(yīng)對技術(shù)分析比較的結(jié)果進行綜合分析，權(quán)衡各方案的利弊，抓住關(guān)鍵訶題,

選擇一個確實是各方案中能夠較好地體現(xiàn)各項方針政策、技術(shù)上合理、經(jīng)濟效益的方案。但是，應(yīng)

當指出，如將各方案的生產(chǎn)費用和基本建設(shè)費用簡單相加后相比，以方案所需費用總額最小者確定

為經(jīng)濟上最有利的方案，這無形之中就突出了生產(chǎn)經(jīng)營費用的作用（因為這與基本建設(shè)費用相比，

生產(chǎn)經(jīng)營費用的比重很大），還不能夠反映出方案的投資效果。因此，必須將有關(guān)因素都考慮進去，

進行方案的多目標綜合評價。

（5）編寫方案說明，繪制設(shè)計圖紙

最后按設(shè)計任務(wù)書的要求，對各方案作出詳細的文字說明，并繪出設(shè)計圖紙。

43礦井開采設(shè)計方案中參數(shù)的確定方法

我國目前確定礦井開采設(shè)方案時應(yīng)用最廣泛的方法是方案比較法。用該方法確定礦井尸拓開

采設(shè)計方案中的各種參數(shù)通常可用統(tǒng)計分析法、標準定額法和數(shù)學分析法等方法來確定。

4.3.1統(tǒng)計分析法

統(tǒng)計分析法就是根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)礦井的實際情況，針對需解決的問題調(diào)查統(tǒng)計，借以分析某些技

術(shù)參數(shù)之間的關(guān)系，某些參數(shù)的合理平均值或可取范圍。例如，統(tǒng)計?條件下的工作面長度與其技

術(shù)經(jīng)濟指標之間的關(guān)系，以尋求合理的采煤工作面長度；分析設(shè)計實際的采區(qū)生產(chǎn)能力，以合理地

確定采區(qū)內(nèi)的同采工作面數(shù)目和采煤工藝方式；調(diào)查統(tǒng)計一定條件下的巷道維護費用，以確定相似

條件下的費用參數(shù)；統(tǒng)計分析現(xiàn)有礦井的平均先進的技術(shù)經(jīng)濟指標，作為設(shè)計類似礦井的參考數(shù)值

等。

4.3.2標準定額法

標準定額法是以規(guī)范、規(guī)程和規(guī)定的形式對開采設(shè)計中的某些技術(shù)條件或參數(shù)作出具體規(guī)定,

而后據(jù)此規(guī)定條件確定某設(shè)計方案內(nèi)其他有關(guān)參數(shù)。例如，在井田范圍和礦井生產(chǎn)能力一定的條件

下，根據(jù)采區(qū)走向長度和傾斜長度的規(guī)定，可計算礦井劃分的采區(qū)數(shù)目；根據(jù)規(guī)定的礦井工作面制

度（年工作日數(shù)、日提升小時數(shù)和生產(chǎn)班數(shù)等），計算各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力；根據(jù)規(guī)定的巷道內(nèi)允許

風速，計算巷道的最小斷面等。在一些具體礦井條件下，受原有技術(shù)條件的限制，也可看作是標淮

定額法的具體應(yīng)用。例如，按輔助運輸設(shè)備的能力，確定上山或下山的長度；按局部通風機的供風

能力，確定巷道的掘進長度等。

433數(shù)學分析法

數(shù)學分析法通常是以噸燥費用最低為準則，列出噸煤費用與欲求參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，采用微

分求極值的方法求解開采設(shè)計方案中某些參數(shù)的有利值，這種方法稱為微分求極值法，也稱為數(shù)學

分析法。適用于設(shè)計項目為定量參數(shù)，初始數(shù)據(jù)為確定型，變量數(shù)FI較少的情況。

在解決具體問題時,首先要設(shè)法列出目標函數(shù)與量之間的函數(shù)關(guān)系式,然后用微分法求最高（如

產(chǎn)量、盈利和效率）或最低（如成本、材料消耗、能源消耗）的極值，該極值就是在經(jīng)濟上1或其

他指標）的參數(shù)值。此函數(shù)可為單變量函數(shù)，也可為多變量函數(shù)。

這種方法多用來研究合理的工作面長度、采區(qū)或盤區(qū)走向長度，礦井生產(chǎn)能力、礦井分區(qū)數(shù)目

和井田尺寸等定最參數(shù)的最優(yōu)值。變量數(shù)目越多，求解越困難，所以一般只用到三個變量。

5方案比較法

5.1方案比較法實質(zhì)

在礦井開采設(shè)計方案中，可以從不同的角度提出幾個不同的方案。除了對單個技術(shù)方案本身進

行評價，確定其經(jīng)濟效果的好壞以外，更重要的是要把它與其他方案進行比較，從而評價它在這些

方案中經(jīng)濟效果的優(yōu)劣。在方案的技術(shù)經(jīng)濟比較中，經(jīng)濟的合理性是以技術(shù)上的可靠性、先進性為

前提，必須正確處理技術(shù)和經(jīng)濟的關(guān)系，使選出的方案在技術(shù)上是可靠與先進、在經(jīng)濟上合理的。

在進行工程設(shè)計時，根據(jù)已知條件列出在技術(shù)上可行的若干個方案，然后進行具體的技術(shù)分析

和經(jīng)濟比較，從中選出相對最優(yōu)的一種方案，這種設(shè)計方法稱為方案比較法。

5.2方案比較法步驟

方案比較法的使用步驟一般為：

（1）首先明確設(shè)計的內(nèi)容、性質(zhì)、要求，以及設(shè)計要達到的目標等。

（2）熟悉和掌握設(shè)計任務(wù)書或設(shè)計中所要解決的總體或局部課題的內(nèi)部及外部條件，對礦井

設(shè)計來說主要是礦床的地質(zhì)地形條件、交通情況，與相鄰礦井的關(guān)系，與其他企業(yè)的關(guān)系等。

（3）根據(jù)內(nèi)部及外部釜件、設(shè)計任務(wù)的內(nèi)容和目標，提出可行的方案。

（4）對提出的可行方案時進行技術(shù)和經(jīng)濟分析，從中選取2~3個較優(yōu)方案。

（5）對選出的較優(yōu)方案進行詳細的技術(shù)和經(jīng)濟計算與匕較，全面研究技術(shù)和經(jīng)濟的合理性，

明確各方案在技術(shù)上和經(jīng)濟上的差異，全面衡量各方案的利弊。在技術(shù)上可行的數(shù)個方案中，經(jīng)濟

指標是決定取舍的主要依據(jù)。從各方案中選出相對最優(yōu)的方案作為設(shè)計方案。

（6）按設(shè)計任務(wù)的要求，對方案做出詳細的文字說明（包括各項參數(shù)），并繪制出必需的圖紙。

53靜態(tài)比較法

靜態(tài)比較法是在不考慮時間因素的情況下對設(shè)計方案進行分析。常用的靜態(tài)比較法有最小成本

法、最小投資法及差額返本期法

53.1總算法

總算法結(jié)合了最小成本和最小投資法兩種方法，把方案的基建投資和生產(chǎn)費用之和作為方案的

總費用，根據(jù)總費用的多少平評價方案的優(yōu)劣?？傎M用C可按下式計算：

C=P+CltOT（2-1）

式中P-基本建設(shè)投資，萬元；

G一噸煤生產(chǎn)經(jīng)營費用，元/t；

0—年生產(chǎn)能力，萬元；

T—T井服務(wù)年限，a。

此法只是將不同時間運用的資金直接相加，反映不出時間對企業(yè)經(jīng)濟效益的影響。如果考慮時

間因素，總算法就變?yōu)楝F(xiàn)值法。兩力皆是以費用最低為最優(yōu)方案。

5.3.2返本期法

方案比較時，經(jīng)常遇到的問題是投資與經(jīng)常費用各有優(yōu)劣。這是因為投資的大小與技術(shù)裝備水

平密切關(guān)系；基建投資大，礦?井技術(shù)裝備水平高、機械化程度高、工藝先進，則經(jīng)營費用低：反之，

經(jīng)營費用高。此時在靜態(tài)比較法中往往應(yīng)用投資差額返本期法確定方案優(yōu)劣。

返本期是指在不計利息的條件下，兩方案間的投資差額用生產(chǎn)經(jīng)營每年所節(jié)省的經(jīng)營費用（年

運行成本）去補償，清償所需的時間。用返本期時間的長短去評價方案優(yōu)劣的方法叫返本期法，實

質(zhì)是兩方案比較時，用節(jié)約卜.來的經(jīng)營費在額定年限內(nèi)是否可以把多花的投資返回來。其計算公式

為：

式中式r,g——用兩方案投資差額計算的投資償還時間，a；

Pu、Pb——分別為方案4、〃的投資費，元；

c、a一分別為方案〃、〃的年經(jīng)營費，元。

5.33單位折算費用法

單位折算費用法與返本期法并無實質(zhì)差別，只是所用的指標不同。計算公式為：

k

C=C+—=Ca+r.lc（2-3）

tu<V

式中G—單位折算費用，元/t；

G—噸煤生產(chǎn)經(jīng)營費用，元/t；

一額定投資檔還率，加=1=0,1，亦稱額定資金利潤率：

T/0

k——噸煤投資費，元/t。

在額定的返本期內(nèi)，以方案的單位折算費用最低者為最佳方案。

以上兩種方法，僅是從返本的角度考慮，未能全面考慮返本期以后所得的純收益，故不能顯示

整修項目經(jīng)營期間的經(jīng)濟效果。當企業(yè)資金短缺、清償能力較差時.，返本期法與單位折算費用法仍

是有價值的評價方法。

5.4動態(tài)比較法

當考慮資金的時間價值時，可以用資金現(xiàn)值來評價礦井設(shè)計方案的優(yōu)劣，通常以抽產(chǎn)的起始年

（零年）為現(xiàn)值，投資費及經(jīng)營費都折現(xiàn)到零年的數(shù)值如圖2—1所示。

c_r7

^-

_

站

束

年

圖2—1礦井建設(shè)勺廿的關(guān)系

總投資0=￡巴，通常在建井期內(nèi)，按各項工程的進度逐年貸款，各年的貸款額是不等的。

r=l

投產(chǎn)后，產(chǎn)量是逐年增加的，故增產(chǎn)期的年運行成本C隨年產(chǎn)量變化。達到設(shè)計年產(chǎn)量后，

年運行成本一般在較小范圍內(nèi)波動。

5.4.1年成本法

本法是將各方案中的各項費用（包括各期投資及經(jīng)營費用）按最低要求的收益率轉(zhuǎn)化為現(xiàn)值,

求算等同系列資金值。以等額系列資金（年平均成本）指標最低的方案為經(jīng)濟上最優(yōu)的方案，用公

式表示為：

G,產(chǎn)這小力4）普與

(2-4)

i=!m=\一】

式中Cap——年平均成本，元;

%各年投資的現(xiàn)值和，元;

131

江各年運行成本的現(xiàn)值和，元。

m-l

其中

￡%=￡?。-產(chǎn)”(2-4)

/=|/=|

TT]

-zj八團

m=lm=lV+I）

Pi—第i年的投資額，元；

n----建井期，a；

Cm----笫m年的運行成本，兀；

T——礦井服務(wù)年限，ao

5.4.2凈現(xiàn)值法

凈現(xiàn)值法是將各方案的收入與支出之差（凈收入）的現(xiàn)值作為對比的指標，此差值的現(xiàn)值稱為

凈現(xiàn)值，是評價方案的一個重要指標。方案比較時，以凈現(xiàn)值最高的方案為經(jīng)濟上最優(yōu)的方案。計

算步驟為：

（1）年銷售收入C,”

Cm—Cr.vO/n(2-6)

式中品——噸煤售價，元/t；

o,n—第機年的實際產(chǎn)量，L

（2）年支出Cpa

G九kCm++CMfif+P(2-7)

式中/；.—工商稅率，（％）；

7——流動資金貸款的比例；

if——流動資金貸款的利息率;

分一固定資產(chǎn)稅率；

Pm——第m年的固定資產(chǎn)額。

（3）年收益值九

Via=Cm-Cpa(2-8)

（4）凈現(xiàn)值NPV

r

NPV=￡L+叫。+iy(2-9)

M-l1〃+“f-1

式中K.——固定資產(chǎn)殘值系數(shù)。

按上述步驟計算出各方案的凈現(xiàn)值，最高者為最優(yōu)方案。

5.43收益率比較法

實質(zhì)是尋找一個利息率，使凈現(xiàn)值為零，即收支平衡，這個利息便稱為收益率。收益率是評價

方案的一個重要指標，能具體地顯示單位資金在單位時間內(nèi)的增值額，可作為投資方向的依據(jù)。顯

然收益率最高的方案為經(jīng)濟上最佳的方案。

收益率的高低也可用投資收益比如來衡量，即單位投資所獲得的利潤。在方案比較時，利用

投資收益比作為收益率的指標更加簡便。

（2-10）

式中NPV——利潤浮現(xiàn)值；

Po—投資現(xiàn)值。

同理，投資收益比高的方案為可取的方案。

除上述指標外，投資償還期和投資償還比也是衡量方案經(jīng)濟效益的重要指標。

5.3.4投資償還期和投資償還比

礦井投產(chǎn)后，盈利額首先用于償還貸款。償還的次序是：短期貸款、流動資金貸款、基建資金

貸款。償清貸款后，才能利川盈余進行擴大再生產(chǎn)等項事務(wù)。故投資償還期越短，對企業(yè)越有利。

投資償還額與投資的現(xiàn)值之間呈如卜.的關(guān)系：

m=lU十，）

式中Tir—投資償還期，a；

心向----〃?年收益值。

上述四項經(jīng)濟評價指標，由于資金來源不同，會形成各種不同的利息率，各方案的計算工作量

是很大的。為加快設(shè)計的速度，提高計算數(shù)據(jù)的準確性，可采用編制計算機程序進行計算。

5.5方案比較法的評價

5.5.1方案比較法的優(yōu)點

方案比較法的優(yōu)點是能夠考慮各種因素，從質(zhì)和量兩方面來比較評價各種方案，權(quán)衡優(yōu)劣，最

終選取符合要求的最佳方案?？梢越鉀Q各種類型的設(shè)計問題，大的如開拓方案的選擇，小的如設(shè)備

的造型等。通過方案的計算可以獨立地得出各項經(jīng)濟指標，如基建投資、生產(chǎn)經(jīng)營費、勞動效率、

煤炭損失等，這些指標可以作為考慮其他問題的依據(jù)。

5.5.2方案比較法的缺點

方案比較法的主要缺點是初選方案由設(shè)計者憑經(jīng)濟進行殂略的分析,在眾多的方案中選出2~3

個設(shè)計者認為好的方案，由于設(shè)計人員的經(jīng)驗和水平的不同，所提的方案不一定全面，有時可能在

初選時就忽略了最優(yōu)方案，從而選取的方案只能是次優(yōu)方案。另外，方案比較法的計算工作量大,

牽涉面廣，計算工作量非常繁重，可先進行相同類型方案內(nèi)的局部問題（小方案）的比較，得出較

合理的方案，而后進行大的方案比較。如在選擇立井與斜井方案時，尚有水平數(shù)目的合理方案和大

巷布置的合理方案等問題。在進行大的方案比較之前，先進行水平高度與水平數(shù)目的比較，集中布

置、分組集中布置與混合布置的比較，各選出一個較優(yōu)的方案，帶入大方案之中。這樣做，既可節(jié)

省運算工作量，又可能避免遺漏較優(yōu)越的方案。

5.53采用方案比較法應(yīng)注意的問題

（1）提出可行方案和技術(shù)分析是方案比較的重要步驟和基礎(chǔ)，因此，必須認真全面地研究各

種條件和因素，不要遺漏方案；對方案中應(yīng)列入的對比項目，要進行反復核對，以免遺漏。

（2）在進行經(jīng)濟計算時，只考慮重要項目費用，因為各種費用的重要程度是相對的。例如費

用是幾千萬元，則幾萬元的數(shù)字比較意義就不大，可以不列入比較。

（3）相同費用項目可以不比較；對影響不大、差別很小的費用項目也可不進行比較。應(yīng)當指

出，對哪些項目是重要的、影響不大的或相同的，要進行具體分析。在通常情況下，重要項目包括

井巷工程費、地面建設(shè)費、煤的運輸提升費、井巷維護費；而對低瓦斯礦井的通風費、涌水量小的

礦井的排水費可作為影響不大的項目不予計算。但是，如果比較的方案是專門研究通風或排水訶題,

則必須進行比較。關(guān)于某項費用是否相同的問題，也應(yīng)具體問題具體分析，例如，兩方案相同的井

底車場及地面設(shè)施,當兩方案井型相同時.，可看作是相同的項目不予比較;但如兩方案的井型不同，

則分攤于噸煤生產(chǎn)能力的投資就不同，不能認為是相同的項弓，而必須進行全面的計算和比較。

（4）生產(chǎn)經(jīng)營費用，一般是按一個水平或全礦服務(wù)期間的消耗總值計算。對于各項費用單價

的選取必須比較可靠，并應(yīng)適合比較方案的自然和技術(shù)條件，而且應(yīng)當出自同一標準，盡可能使方

案比較的數(shù)字和結(jié)果符合客觀實際，否則，單價本身不準確，比較結(jié)果也就會失去意義。

（5）在進行大的方案比較之前，可先把一些相同類型的局部方案進行比較，求出合理的局部

方案后，再進行整體的方案比較。

（6）在進行經(jīng)濟比較時，應(yīng)將基本建設(shè)費用與生產(chǎn)經(jīng)營費用分別列出。因為基本建設(shè)費用是

以投資或貸款的形式集中撥發(fā)的，要考慮發(fā)揮投資效果，而生產(chǎn)經(jīng)營費用則是逐年列入付出的。此

外，還應(yīng)把基本建設(shè)費用的初期投資和后期投資分別列出，以利于全面分析經(jīng)濟效果，得出比較優(yōu)

越的方案。

（7）將各方案的礦井建設(shè)期限分析口算出來，作為方案比較的因素之一。因為縮短建設(shè)工期

不僅可以提前為國家供應(yīng)煤炭，還可節(jié)約施工費用。

（8）各方案的差別以百分比的表示，將總費用最小的方案定為1（X）%,其他各方案的費用與其

相比較。如果各方案在經(jīng)濟上相差不大，就要根據(jù)技術(shù)上的優(yōu)越性、初期投資的大小、施JL的難易

程度、建設(shè)期的長短、材料設(shè)備供應(yīng)條件等因素，綜合考慮，合理選定。

（9）由于原始資料不可能十分精確（例如費用單價、煤層儲量和煤層賦存條件等），所以計算

出的費用是有誤差的，誤差一般估計為10%以下，這樣，如果兩個方案差額不超過10%時，即認為

此兩方案在經(jīng)濟是等價的。有些項目的設(shè)計方案雖然相差在10%以內(nèi)，但差值的絕對額很大時，也

不能忽略，此時應(yīng)以差值額作為對比的標準。

（10）在進行最終評價時，一要止確估計各項影響因素在所研究方案中的重要程度，以便根據(jù)

給定的目標,選取最優(yōu)方案。對于一個具體的煤炭企業(yè)而言,經(jīng)濟評價雖然是確定方案的主要標準,

但不能作為惟?的標準。應(yīng)根據(jù)具體情況，綜合分析研究各影響因素的主次關(guān)系，擇優(yōu)選用。

5.6礦井開拓方案技術(shù)比較

5.6.1技術(shù)比較的主要內(nèi)容

（1）確定礦井的可靠性和穩(wěn)定性

結(jié)合井田劃分、煤層賦存特征，分析保證礦井設(shè)計生產(chǎn)能力的可靠性和穩(wěn)定性，初期能否迅速

地出煤和達到設(shè)計能力；達產(chǎn)后是否能保持長期穩(wěn)定的生產(chǎn)利增產(chǎn)；兩翼能否均衡生產(chǎn)，厚薄煤層

及各煤種的搭配；水平是否有足夠的服務(wù)年限等。

（2）有利于安全生產(chǎn)

在開拓方案中應(yīng)充分考慮到防水、防火、防瓦斯煤塵爆炸和突出。高溫熱害處理。開拓系統(tǒng)要

與通風系統(tǒng)統(tǒng)一考慮，保證生產(chǎn)安全可靠。

（3）礦井水文地質(zhì)條件

詳細研究井巷穿過地層的地質(zhì)水文條件，特別注意含地下水的厚表土、石灰?guī)r或其他富含水巖

層、喀斯特溶洞、老空區(qū)、膨脹軟巖或松散巖層及大的斷裂構(gòu)造。

（4）初期采區(qū)及回采工作面的位置

分析煤層條件，合理選擇初期采區(qū)及回采工作面的位置，以保證迅速達產(chǎn)、高產(chǎn)高效。開拓方

式和井口位置要與初期采區(qū)統(tǒng)籌考慮，以達到工期短、投資少、達產(chǎn)快、效益好。

（5）集中生產(chǎn)

開拓方案要在礦井使用先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，實行集中生產(chǎn)達到高效。

（6）井口位置

有條件時井口應(yīng)選在地形平坦便于工業(yè)場地布置的地帶，并距首采區(qū)最近。要綜合考慮防洪、

排澇，同時要避開滑坡、巖崩、雪崩、泥石流等自然災害，工程地質(zhì)要有利于防震、抗震，盡量避

開砂土液化地帶。

（7）開拓布置要考慮初期不遷或少遷村莊，盡量不占或少占良田

（8）少壓煤，不壓煤或少壓開采條件好的煤是開拓方案技術(shù)分析的重要內(nèi)容。此外也要保證

國家規(guī)定的重要建筑物和構(gòu)筑物以及江河湖海卜安全開采的可能性與經(jīng)濟性

（9）滿足建礦地區(qū)環(huán)境保證的要求

（10）要符合礦區(qū)總體設(shè)計（供電、供水、運輸、居住區(qū)、輔助企業(yè)等）要求及其他外部條件

的影響。

以上諸因索直接或間接地對經(jīng)濟效益產(chǎn)生重大影響。有的因索可以定量地表現(xiàn)為經(jīng)濟效益。有

的只能定性，但有時卻是選擇開拓方式的決定性因素。如在含地下水的厚表土的礦井只能用立井開

拓,有時根據(jù)地區(qū)環(huán)境保護要求,井筒位置要離開經(jīng)濟合理的地點;若井底為含水豐富的石灰?guī)r時，

井底水平應(yīng)在其上部設(shè)置，并使井筒底部不受承壓水威脅等C全面考慮和具體分析影響開拓方式的

各種因素,找出一個或幾個確定開拓方式的關(guān)鍵性因素，再配合經(jīng)濟比較就能合理地確定開拓方案。

這種技術(shù)分析工作是任何用數(shù)學方法選擇開拓方案的方法所不能代替的。相反，只有在全面技術(shù)分

析的基礎(chǔ)上各種數(shù)學力法才能在其特定的范圍內(nèi)發(fā)揮應(yīng)有的作用。

5.6.2技術(shù)比較時的注意事項

（1）生產(chǎn)高度集中化

國內(nèi)外礦井的發(fā)展趨勢是向集中化方向發(fā)展，并且已經(jīng)出現(xiàn)了若干一井一面高度集中的大型現(xiàn)

代化礦井。對每個礦井都需要根據(jù)它的客觀條件進行具體地分析，確定合理的集中化生產(chǎn)。要從工

作面、采區(qū)、水平和礦井生產(chǎn)能力等四個方面進行集中化的研究。例如，只要地質(zhì)條件允許，綜采

采區(qū)單翼推進長度應(yīng)向2003m以上發(fā)展。

（2）開采系統(tǒng)合理化

通過方案比較，合理地選擇開拓方式、井筒位置和個數(shù)、水平和大巷位置、采區(qū)和工作面布置。

在集中化生產(chǎn)的基礎(chǔ)上盡量簡化開采系統(tǒng)。初期采區(qū)要選擇條件好、容易實現(xiàn)高產(chǎn)的地段。初期達

產(chǎn)的采區(qū)和工作面要布置在井口，以減少初期工程量并縮短建井工期。第一水平的采區(qū)按前進式或

中央采區(qū)布置的原則，同時要兼顧后期開采系統(tǒng)的合理性。改革巷道布置，盡量多做煤巷、少做巖

巷。

（3）采掘綜合機械化

凡是有條件的煤層都應(yīng)推廣綜合機械化開采技術(shù)，這是生產(chǎn)集中化高效的土要技術(shù)保證。在煤

巷掘進中積極推廣綜機掘進，有條件的也可采邊連續(xù)采煤機掘進。

（4）煤流運輸連續(xù)化

盡量采用帶式輸送機運煤，使煤炭運輸從工作面到地面或井底實現(xiàn)連續(xù)的帶式輸送機運煤，以

保證工作面、采區(qū)和礦井的高產(chǎn)高效。

（5）輔助運輸單i化

選擇合理的輔助運輸方式,創(chuàng)造礦井人員、材料、設(shè)備等從井底到工作地點的單一化運輸條件，

盡量減少轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，提高運輸效率。

（6）提升系統(tǒng)自動化

選擇先進的提升及電控設(shè)備，實現(xiàn)主、副井提升系統(tǒng)的自動化或半自動化、以保證礦井高效、

安全可靠生產(chǎn)。

（7）輔助生產(chǎn)機械化

各輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如井II操車設(shè)備、機修廠、設(shè)備材料庫的裝卸等各種輔助工作全部實現(xiàn)機械

化，以消除笨重體力勞動，提高工效。

（8）地面布置合理化

生產(chǎn)、生活合理分區(qū)，T井地面工業(yè)場地，根據(jù)功能、流程合理布局，盡量減少場地占地面積。

同時，工業(yè)場地的位置、形式也要考慮有利「開拓和初期采區(qū)布置。

（9）監(jiān)測監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)化

建立井下安全監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)、礦井科學管理系統(tǒng)，使各項管理工作和安全監(jiān)測

集中化、現(xiàn)代化、科學化。

（10）安全環(huán)保文明化

認真貫徹安全規(guī)程，采取各種綜合措施，防治各種煤礦災害。高度重視環(huán)境保護，按國家規(guī)定

設(shè)置相應(yīng)的工程和設(shè)施，并盡可能地綠化、美化工業(yè)場地環(huán)境，消除或減少污染。

5.7礦井開拓方案經(jīng)濟比較

5.7.1礦井開拓方案經(jīng)濟比較的原則

（1）經(jīng)濟測算結(jié)果是方案比選的主要依據(jù)，方案比選原則是應(yīng)通過國民經(jīng)濟評價結(jié)果來確定。

但對產(chǎn)出物基本相同、投入物構(gòu)成基本一致的方案進行比選時，為了簡化計算，在不會與國民經(jīng)濟

評價結(jié)果發(fā)生矛盾的前提條件下，也可通過財務(wù)評價結(jié)果來確定。

（2）方案比選應(yīng)遵循效益與費用計算口徑一致的原則，必要時應(yīng)考慮相關(guān)效益和費用。

（3）方案比選應(yīng)注意各個方案問的可比性。

（4）方案比選應(yīng)注意在某些情況下，使用不同指標導致相反結(jié)論的可能性。根據(jù)方案的實際

情況（計算期是否相同，資金有無約束條件及效益是否相同等）選用適當?shù)谋容^方法。

5.72礦井開拓方案經(jīng)濟比較中的注意問題

（1）方案比選可按各個方案所含的全部因素（相同因素和不同因素）計算各方案的全超經(jīng)濟

效益和費用，進行全面的比較（如礦區(qū)總體、井田劃分、礦區(qū)規(guī)模、礦井開拓方式、礦井規(guī)噗），

也可僅就不同因素（不計相同因素）計算相對經(jīng)濟效益和費用進行局部比較（如礦井井下運輸方式、

提升、排水、通風等方案的比選）。

（2）各方案設(shè)計深度相同。

（3）各方案效益和費用的計算范圍一致。

（4）各方案效益和費用的計算基礎(chǔ)資料可比，包括售價、設(shè)備、材料、工資價格、經(jīng)營成本

等為同一年度價格水平。投資估算所采用的指標、定額及相關(guān)規(guī)定一致。

（5）計算期的起始年一致。

（6）經(jīng)濟比較方法相同。

5.73礦井開拓方案的經(jīng)濟比較

目前國內(nèi)外常用的方案經(jīng)濟比較方法有兩大類；考慮資金時間價值的動態(tài)分析方法和不考慮資

金時間價值的靜態(tài)分析方法。根據(jù)我國煤炭行業(yè)建設(shè)的特點，常用的動態(tài)分析方法有凈現(xiàn)值法、差

額內(nèi)部收益串法、最小費用法。靜態(tài)分析方法有靜態(tài)差額投資收益率和靜態(tài)差額投資回收期法等。

6礦井采掘關(guān)系

礦井的采掘關(guān)系是煤礦生產(chǎn)建設(shè)特有的基本矛盾之一，即開拓、準備和何采的關(guān)系，是指礦井

生產(chǎn)過程中，采煤與掘進之間的相互協(xié)調(diào)與配合。按照采煤工作面在生產(chǎn)進行過程中，不斷地從一

個地點轉(zhuǎn)到另一個地點的需要，安排相應(yīng)的巷道掘進工作，做到采掘并舉、掘進先行、以采定掘、

以掘保產(chǎn)。兩者緊密配合是礦井正常、均衡、穩(wěn)定生產(chǎn)的基本保證。如果掘進工程落后，未能按時

地也備出采煤工作面，將造成缺少采煤地點、生產(chǎn)被動、產(chǎn)量下降的局曲、稱之為“采損失調(diào)”：

如果掘進工程超前過多，將造成巷道掘出后的長時間閑置不用，并要進行維護，給礦井增加不必要

的開支，帶來一定的經(jīng)濟損失。

6.1礦井開采）耐

6.1.1開采JI財?shù)囊?/p>

（1）符合煤層之間采動影響的制約關(guān)系，最大限度地采出煤炭資源。

（2）保持開采水平、采區(qū)、采煤工作面的正常接續(xù)，使礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

（3）充分發(fā)揮設(shè)備能力，提高勞動生產(chǎn)率，減少巷道維護長度，實現(xiàn)合理集中生產(chǎn)。

（4）節(jié)省井巷工程，減少資金占用，提高礦井經(jīng)濟效益。

（5）便于災害預防，利于巷道維護，保證生產(chǎn)安全可靠。

6.1.2礦井開采JIg

（1）前進式與后退式

開采水平內(nèi)采區(qū)的開采M頁序有前進式和后退式兩種。從涉足礦井初期開拓工程量和基建投資少、

工期短、投產(chǎn)快的要求出發(fā)，采用前進式有利；從便于運輸大巷和總I可風巷的維護，采后密閉、減

少漏風，回收大巷煤柱考慮，采用后退式有利。由于礦井地質(zhì)和開采技術(shù)條件不同，這兩類因素在

不同條件下表現(xiàn)出來的重要程度不同，在具體的礦井條件下，應(yīng)根據(jù)主要影響團素加以確定。

對于上山采區(qū)，尤其是第一水平的上山采區(qū)，采用前進式開采可以減少初期工程量和基建投資，

工期短、投產(chǎn)快，由于大巷一般布置在底板巖石中，大巷維護、礦井通風、采區(qū)防火密閉等君沒有

什么困難，因此一般均采用前進式。

用上、下山開采緩傾斜煤層的礦井,其上山部分一股采用前進式，其下山部分可以采用前進式，

也可以采用后退式。由于后退式開拓和準備采區(qū)的時間較長，對滿足生產(chǎn)接續(xù)比較困難，故仍以采

用前進式居多。當上、下山采區(qū)均采用前進式時，為了利用已經(jīng)開采的上山采區(qū)巷道為所對應(yīng)的下

山采區(qū)服務(wù)（如采區(qū)車場、煤倉、裝車站等），可使上山采區(qū)先行開采；為了減少初期大巷的開拓

工程量，也可以上、下山同時布置采區(qū)，此時需妥善解決上、下山采區(qū)車場的布置及下山采區(qū)的回

風問題。

開采近水平煤層的礦井，在運輸大巷兩側(cè)布置盤區(qū)，一股都采用前進式開采。

（2）下行開采與上行開采

上、卜水平和上、卜煤層之間的開采順序，從防止來動影響的角度出發(fā)，一般均應(yīng)采用由上而

下的下行式開采。同一開采水平內(nèi)的上、下煤層或煤組分別布置采區(qū)時，一般應(yīng)先采上層或煤組的

采區(qū)。只有當上、下煤層或煤組相距遠，經(jīng)論證或核查無采動影響關(guān)系，又有先采下部煤層或煤組

的需要時（如井筒靠近下煤組，要求及早投產(chǎn)；下部煤層或煤組的煤質(zhì)不同，配產(chǎn)需要等），也可

以先采下部煤層或煤組。

6.2SBTR

6.2.1S^i+JciJ

礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力取決于該礦井同時牛.產(chǎn)的采區(qū)生產(chǎn)能力及其正常接替關(guān)系，而采區(qū)生產(chǎn)能

力又基于該采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的各工作面生產(chǎn)能力及正常接替關(guān)系。因此，采煤工作面生產(chǎn)能力及正

常接替關(guān)系，是構(gòu)成礦井生點能力的基礎(chǔ)。進行第一開采水立或不小于20a配采，主要是采煤工作

面配采計劃的編制。

（1）采煤工作面的配采計劃

根據(jù)地質(zhì)條件、開采順序、巷道布置、采掘工藝組織及可采儲量等因素，結(jié)合所采用的采掘、

運輸設(shè)備及綜合經(jīng)濟效益等情況，合理確定工作面生產(chǎn)能力和安排工作面的接替順序，編制工作面

的配采計劃。

（2）采區(qū)配采計劃

以采區(qū)為單位，按可采儲量和擬定的生產(chǎn)能力計算服務(wù)年限，然后按兩翼或幾個分區(qū)采區(qū)進行

接替，一般應(yīng)使兩翼或幾個分區(qū)同時或接近同時采完，采區(qū)年產(chǎn)量安排應(yīng)考慮增產(chǎn)期和減產(chǎn)期。

6.22編制配采計劃的原則

（I）不同厚度煤層的配采是針對同時采薄煤層和厚煤層的礦井，為了防止吃肥丟瘦造成后期

生產(chǎn)被動、產(chǎn)量下降，所采取的薄厚煤層之間產(chǎn)量按一定比例關(guān)系搭配開采，一般情況下應(yīng)與其儲

量所占的比重大體相同。

（2）不同煤類或不同煤質(zhì)的煤層配采，對于同時開采動力燥利煉焦煤的礦井，一般按其儲號

所占的比重，或者按地面洗煤廠的設(shè)計能力確定兩者的產(chǎn)量比重，進行分采分運。

（3）對于上、下組煤層或同一組內(nèi)的上、下煤層，分別布置采區(qū)同時開采的礦井，應(yīng)使上部

煤層的開采強度不低于下部煤層的開采強度，并且避免在其開采范圍內(nèi)的相互采動影響。

（4）厚煤層分層開采時，上分層與下部各分層的配采，要在保證上分層超前開采的基礎(chǔ)上，

按煤層分層數(shù)目和各分層采高之和，計算上分層產(chǎn)量所占的比重，在配采中應(yīng)不低于這一比直。

（5）礦井生產(chǎn)中兩翼之間的配采，其產(chǎn)量比例應(yīng)與儲量分布的比例大體一致。

（6）具有煤與瓦斯突出、需要先開采保護層的礦井，瓦斯涌出量大、需要預先進行瓦斯抽放

的礦井。不僅保護層與被保護層要按一定比例進行開采，而且要考慮到超前掘進開拓巷道，準備巷

道對配采比率的影響。

（7）當?shù)V井有綜采、普采、炮采幾種工藝方式并存時，其產(chǎn)量比重的安排應(yīng)力求互相適應(yīng)的

可采煤層儲量比重一致，使礦井的產(chǎn)量、人員、設(shè)備和技術(shù)經(jīng)濟指標比較穩(wěn)定。

（8）保持采區(qū)產(chǎn)量相對穩(wěn)定，除了遞增遞減期外，采區(qū)產(chǎn)量要保持在設(shè)計生產(chǎn)能力水平匕

波動幅度不宜大，且穩(wěn)定時間以不少于整個采區(qū)服務(wù)年限的四分之三為宜。

采區(qū)服務(wù)年限過短，將會增加采區(qū)的搬家次數(shù)，直接影響采區(qū)的正常接替并增加噸煤成本。根

據(jù)目前我國一些礦區(qū)的生產(chǎn)經(jīng)驗和礦井設(shè)計，采區(qū)生產(chǎn)能力與采區(qū)服務(wù)年限的關(guān)系，見表2—2。

表2-2采區(qū)生產(chǎn)能力與服務(wù)年限

采區(qū)生產(chǎn)能力/kt,a」100~200300~500600~900

采區(qū)服務(wù)年限/a>2~3〉4~5>6

6.23編制配采計劃的方法

（1）工作面概況

根據(jù)采區(qū)和工作面設(shè)計，在煤層采掘工程圖上測繪并計算各采燥工作面的工作面長度、推進方

向長度、采高、可采儲量，并應(yīng)掌握煤層和地質(zhì)構(gòu)造特點等情況。

（2）采煤工藝及服務(wù)色限

按各工作面計劃采用的采煤工藝方式，估算月進度、產(chǎn)量和可采期。

（3）配采計劃

編制各采煤工作面的接替順序。為此應(yīng)按照開采順序合理，保證產(chǎn)量、煤層搭配、厚薄搭配等

要求，選用較為合理的方案，編制出采煤工作面的配采計劃。

（4）檢查及調(diào)整

檢查與配采計劃有關(guān)的巷道掘進、設(shè)備安裝能否按期完成，運輸、通風等生產(chǎn)環(huán)節(jié)和能力能否

適應(yīng)。如有矛盾，應(yīng)采取有效措施，或調(diào)整接替安排。如此，經(jīng)過幾次修改，最后確定出工作面配

采計劃。

6.2.4作面接替依J示例

根據(jù)礦山地質(zhì)條件、開采順序、巷道布置和采掘工藝組織等因素，結(jié)合所采用的采掘、運輸設(shè)

備及綜合經(jīng)濟效益等情況，可合理安排工作面的接替順序，編制完成的工作面接替圖表見表2—3。

表2—3采煤工作面接替表

2006年2006年

步工作面月產(chǎn)量

1.6

采區(qū)編號/萬t13579nl13579D

/萬t

11226.01.62,

11139.621.6.

11149.6140x1.8x451.6

112312.0140x2.4x452

采112412.0140x2.4x452

11159.6140x1.8x45

區(qū)

11169.6140x1.8x45

112512.0140x2.4x45

112612.0140x2.4x452

12114X140x1.8x451.6,

二

12129.6140x1.8x451.6,

122112.6140x2.4x452.1

采

122212.6140x2.4x452.1

區(qū)12139.6140x1.8x451.6

12149.6140x1.8x451.6

122312.6140x24x452.1

122412.6140x24x452.1

12159.6140x1.8x451.6

12169.6140x1.8x451.6

122512.6140x2.4x452.1

注：采區(qū)工作面以四位數(shù)字編號，第一位數(shù)字代表水平序號，笫二位數(shù)字代表采區(qū)編號，第三位數(shù)字代表煤層編

號，第四位數(shù)學弋表區(qū)段編號，南翼為單，北翼為雙，例如，1122表示一水平一采區(qū)二號煤層北翼工作面。

63巷道掘進工程排隊

6.3.1接續(xù)時間要求

為確保采煤工作面、采區(qū)的正常接替，在接替時間上均應(yīng)留有適當?shù)挠嗟?，以防突發(fā)事故影響

正常接替。

（1）采煤工作面接替

在現(xiàn)有生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)，采煤工作面結(jié)束以前10~15d,應(yīng)完成接替工作面的巷道掘進和設(shè)備安裝

工程。

（2）采區(qū)接替

在現(xiàn)有開采水平內(nèi)、每個采區(qū)開始減產(chǎn)前1~1.5月，應(yīng)完成接替采區(qū)的巷道掘進、設(shè)備安裝工

程和試運轉(zhuǎn)工作。

（3）瓦斯抽放礦井

抽放瓦斯的礦井，應(yīng)合理安排抽放瓦斯所需的時間。

6.32會掘

巷道掘進速度，應(yīng)根據(jù)鄰近礦井或條件類似的礦井所達到的巷道掘進速度，施工隊伍的技術(shù)管

理水平分析研究確定。不同機械化程度的巷道掘進速度不宜低于《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，

具體見表2—4。

表2-4平巷掘進速度

掘進機械化程度巷道煤巖類別月掘進速度/m

煤400

綜合機械化掘進機組

半煤巖250

煤750

鉆爆法

半煤巖150

液壓鑿巖臺車機械化作業(yè)線巖12()

液壓鉆（風鉆、巖石電鉆）機械化作業(yè)線巖80

注：①傾角小于8。的上、下山的掘進速度，其修正系數(shù)，上山應(yīng)為09下山為0.8：②有煤和瓦斯突出危險的煤層巷

道掘進速度，應(yīng)采用0.8進行修正；小型礦井不同煤巖類別的巷道月掘進速度指標分別為：巖巷（平洞）60~100

m、半煤巖巷120~150m、煤巷200~250nV月。

6.3.2編制巷道掘進工程排隊的一般步驟和方法

（1）根據(jù)開采水平、采區(qū)和采煤工作面設(shè)計，列出待掘進的巷道名稱、類別（煤巷、半煤巖

巷和巖巷）及斷面，并在設(shè)計圖上測量其長度。

（2）根據(jù)掘進施工和設(shè)備安裝的要求，編制各組巷道（各采區(qū)、各區(qū)段、各工作面的巷道）

掘進的先后順序。

（3）按照配采計劃對工作面、采區(qū)接替時間的要求，確定各有關(guān)巷道完工的最后期限，根據(jù)

這一要求編排各巷道掘進的先后順序。

（4）根據(jù)現(xiàn)有掘進隊及巷道掘進情況，分析各掘進隊的掘進任務(wù)，編制巷道掘進進度安排表。

（5）根據(jù)巷道掘進進度安排表，檢查運輸、通風、動力供應(yīng)、供水等輔助生產(chǎn)育否保證施工

及相應(yīng)采取措施，最后確定巷道掘進工程排隊和進度圖表。

（6）進度圖表可采用橫道圖或網(wǎng)絡(luò)圖。采用工程網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)及電子計算機技術(shù)，有利于進

度圖表優(yōu)化。

6.4三量管理

所謂“三量”是開拓煤量、準備煤量和同采煤量。

6.4.1開拓煤量

開拓燥量是指井田范圍內(nèi)已掘進的開拓巷道所圈定尚未采出的可采儲量。

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