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采矿工程专业结业设计指导书
文章泉源:mog-net.com   宣布者:学生结业作品网站   宣布时间:2016-05-15 12:36:26   阅读:26868
采矿工程专业
结业设计指导书
 
修建工程学院采矿工程教研室
O一六年三月

目录
 

   
结业设计是学生综合运用所学理论知识于实践的极好实验,也是学生在学校四年学习时代,作育剖析问题息争决问题能力的最后一个环节。
为使学生结业后能在矿山现实事情中更快进入“角色”,在结业设计时应使这一“教学设计”环节尽可能地贴近“真设计”。为此,学生在设计时应遵守以下基本原则:
一、矿井设计必须贯彻国民经济建设有关目的政策,特殊是煤炭工业的各项详细政策,应有全局看法。
二、矿井设计应在驻足国情的条件下,知足手艺先进,经济合理,清静适用,并将矿井为生长留有余地的原则。在现在,还应特殊注重提高经济效益、社会效益和情形效益,以取得较好的综合效益。
三、在设计中,应理论联系现实,只管运用所学的科学手艺知识,应拓宽思绪,在不违反国家目的政策和手艺规范的条件下,斗胆接纳海内外先进手艺和设计要领;
四、设计应按有关部门指定的手艺规模、规程、尺度系列等举行。装备选型上要注重以尺度化、通用化、系列化并在海内成批量供应的型号为依据,新手艺新工艺应以海内试验乐成并经由判断批准的方能接纳。
五、本指导书主适用于采矿工程专业(煤矿地下开采)学生。

第一章 井田概况及建设条件

第一节 井田概况

一、井田位置及交通

简述矿区行政区划、地理位置、交通情形(铁路、公路、公里数)。
插图1-1-1:矿区交通位置图。幅面为一页说明书尺寸,纷歧定按比例绘制,只须说明矿区位置与其他交通枢纽或主要都市的关系(铁路、公路及公里数)。

二、地形地貌

简要叙述矿区地表地形特征,沟谷、山岒的漫衍状态,一样平常海拔高度(最高、最低标高),相对高差。

三、气象

矿区所属天气类型,年平均温度、最高和最低温度,结冻期和冻土深度,年平均降雨量和最大降雨量,主导风向和最大风速。

1. 地表水

矿区主要河流、湖泊的位置、流量、历年的最高洪水位、工业和住民用水的水源及供应情形;

四、地震

据有关部门体例的《地震烈度区划图》,简述矿区井田规模内地震烈度,及其对矿区工业、民用修建的影响,主要修建的地震设防品级。
 

第二节 矿井建设的外部条件

一、运输条件

矿区距与主要国铁路、公路交通主干道的位置关系,距相近都市、铁路站点的距离,拟建矿区与用户之间交通联系概况,可供接纳的原煤、质料运输工具。

二、电源条件

三、水源条件

选择矿井建设、生产、生涯用水水源地,叙述水源概况(包罗水质、可供水量、流量是否稳固、净化设施等),水源距矿区距离,供水方式,能否知足矿区建设、生产、生涯需要。
妄想接纳井下排水作为矿区用水的需简要概述污水处置赏罚站建设概况。

四、土地征用

简要叙述矿井工业广场建设用地的规模和主要用途,需征用的土地面积、位置。

五、修建质料供应条件

矿区各项设施建设需要使用大量的修建质料,简要概述钢筋、水泥、砂石等修建质料的供应情形,距离矿区的距离,供应是否富足。
 

第三节 矿井建设的资源条件

一、区域地质(地层、结构、主要矿产)

简略地叙述矿区所属煤田的区域地质情形,包罗区域地层、结构等概况,简要叙述;先容本区规模内主要的矿产资源。须要时列表说明

二、井田地质(地层、结构)

凭证有关地质陈诉,归纳汇总所设计矿井井田的地形,井田的勘探水平。概述井田煤系地层,以地质综合柱状图说明为主、文字叙述为辅。
插图1-2-1:井田综合地质柱状图。该图幅面为一页说明书尺寸,可据“矿井综合柱状图”举行简化后体例,但简化后的“综合柱状图”地质年月、地层单元要一连,对开采有主要影响的地层不能省略,如煤层的顶板、底板、含水层等;
先容井田的地质结构、最主要的地质变换。如断层、褶曲和错动等,其漫衍情形。岩浆侵入运动和岩溶塌陷征象及其对煤层的影响。形貌结构时应有详略。凡与设计矿井设计参数有较大影响的结构应形貌清晰,结构的主要参数应列出。如网络到某些结构的漫衍图,也可作为插图,文字叙述可以缩减,结构特征也可以列表表达清晰,表格形式见表1-3-1。
表1-3-1 井田主要地质结构特征表
序号
名称
断层性子
断层面走向
断层面倾向
倾角(°)
落差(m)
水平断距(m)
位置及规模
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

三、煤层(含煤地层、含煤性、可采煤层、煤质、可选性、工艺性能、煤的用途)

这一部门是重点形貌的内容,应较量详细地叙述,主要参数不要遗漏,详细内容如下:
①煤层埋藏条件及有关参数:煤层走向及转变,倾角倾向及转变,煤层的层数,厚度及转变(厚度变异系数),各煤层间的最大、最小清静均间距,各煤层的最大、最小清静均厚度,稳固性和可采性指数,夹矸情形,有无陷落柱及变质带,煤层的露头深度与风化带深度等。当以表格形式表达时,其名堂见煤层特征表1-3-2;
表1-3-2  主采煤层特征表
顺序
区域组
煤层编号
煤层厚度(m)
层间距(m)
煤层夹矸数
稳固性
煤层倾角(度)
煤种
顶 底 板 岩 性
最小
最大
平均
顶   板
底  板
 
M1
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
M2
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
M3
 
 
 
 
 
 
 
 
 
②煤层的其他特征:煤的工业剖析及元素剖析,煤的硬度、可选性,各煤层的牌号及其用途,容重息争理性,煤层含有夹石的情形,应凭证设计需要有选择地加以形貌,一样平常用表格形式列出即可,表格形式见表1-3-3。
表1-3-3  煤质主要特征表(原煤)
项目
煤层
灰份Ad
挥发份Vdaf
全硫Std
发烧量Qnet,ar
牌号
(%)
(%)
(%)
MJ/kg
 
M1
 
 
 
 
 
M2
 
 
 
 
 
M3
 
 
 
 
 
 

四、开采手艺条件

1. 水文地质条件

简述井田水文地质特征:潜水位、含水层情形。岩层渗透性及渗透系数,矿井涌水量(正常和最大)、老窑积水、补给水泉源、矿井水质及侵蚀性、邻近矿井的水情(摘其有关的)、涌水时对开采的影响。

2. 煤层顶底板

即煤层顶底板情形。主要各煤层的顶板和底板岩石组成、种别、岩性,种种顶底板的厚度、结实性、容重、松散系数、稳固性、主要的强度指标、层理、节理、裂隙发育情形以及其它有关特征,部门内容可用表格形式列出;表格形式见表1-3-3。
表1-3-3   主采煤层顶底板特征
煤层
顶   板
底  板
M1
 
 
M2
 
 
M3
 
 

3. 瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温

①瓦斯
凭证有关地质陈诉,确定设计井田的瓦斯赋存情形,包罗瓦斯相对涌出量和绝对涌出量两个主要参数,确定矿井的瓦斯品级。这是两个很是的参数,必须有依据,若资料不全,可参照相近矿井的资料选取,但必须说明选取依据、批准文号。
②煤尘
凭证有关判断单元提交的煤尘爆炸性判断陈诉,确定井田规模内各煤层的爆性,资料详细时,可简要叙述主要手艺参数。多煤层漫衍时,要划分指出各煤层的爆炸性。
③煤的自燃
凭证有关判断单元提交的煤层自燃判断陈诉,确定井田规模内各煤层的自燃生气期,简要叙述主要手艺参数。多煤层漫衍时,要划分指出各煤层自燃生气期。引用判断单元陈诉时应注明判断单元、时间、煤层、主要结论、文号等依据。
④地温
依据有关地质陈诉,简要叙述本井田规模内地温状态,有无异常,需接纳的专项措施。缺少相关资料时,可借鉴相近矿井资料。

4. 地质灾难简述

凭证相关地质灾难危险性评估陈诉,概述矿区规模内现有地质灾难及不良地质征象,以及建设、生产历程中可能带来的地质灾难。建议应该接纳的主要应对措施。

5. 资源量及勘探水平

1)资源量
凭证地质勘探单元提交的勘探陈诉和上级机关的批复文件,简述本矿井井田规模内的资源量。注重要将有关储量品级按现行煤矿设计规范的尺度举行换算。
简要摘抄陈诉或批复文件的主要结论,须要时列表说明。需要依据有关图件盘算的,要说明盘算的要领和依据。
2)勘探水平及存在问题
剖析地质勘探资料,简要叙述本井田地质勘探的水平,对井田的资源量和开采条件举行评述,指出勘探事情中存在问题和在设计、建设、生产历程中应该注重的问题。

第二章 井田开拓

第一节 井田境界和储量

一、设计内容

1、叙述井田的境界和确定的依据,先容井田的主要参数,走向长、倾斜长(最大、最小、平均)、井田面积等,并将最后确定的界线绘在“地质地形图”或“开拓系统平面图”上。若是网络到“矿区井田漫衍示意图”或“矿井境界关系图”时,可作为插图附在说明书中,该图不要求按比例绘制。
2、储量盘算:包罗地质储量和分级储量、煤柱损失等。

二、确定井田境界的设计步骤

凭证指导西席的要求,分三种情形举行。
1、以实习矿井已定境界作为设计矿井的境;这时,学生应对已定境界充实地剖析其合理性,列出主要参数。
2、西席给顶部门界线或作局部假设。
首先将“井田地质地形图”与“煤层底板等高线图”按坐标网或勘探线上下重合对照,划分画出已定界线,再研究未定境界部门的情形,按划分井田基本原则与要领,上下团结,划出合理的井田境界线,然后在图上丈量或直接盘算出主要参数。
3、西席要修业生所有境界自己划定
要领与上一种情形(二)基内情同,但要最后确定最后境界,必须与储量盘算,井型及服务年限的盘算相团结,重复调整后才气确定。其历程为:起源设定界线→初算地质及工业储量、相宜的井型及响应服务年限→对照“矿井设计规范”(以后称“设计规范”)及“煤炭工业手艺政策”(以后简称“手艺政策”)→调整境界使之更为合理并切合“设计规范”及“手艺政策”的有关划定→最终确定境界。
 

三、划定井田境界的主要原则与要领

井田境界的划分,一样平常是在矿区总体设计时举行,结业设计是对矿井起源设计的主要部门的模拟,故本章的设计内容和要领主要是以使一个设计矿井取得较合理的开采手艺条件为目的来举行的。

1. 以自然条件划分境界

(1)使用较大的地质结构作为井田界线,例如大断层、褶曲、岩浆侵入带等。
(2)按地形地貌界线分境界:常见的有河流、湖泊、水库、铁路、大城镇或主要掩护修建等。
(3)按煤层赋存情形来划分界线:主要从赋存形态(深部浅部、结构形态等),储量漫衍、煤质煤种要求,清静及情形条件(高沼气、地温、地热等)。

2. 人为的划分境界

当井田不受或只有局部受自然条件限制时,井田界线简直定有较大的选择余地。这时,一样平常应从煤层的生产能力出发,确定合理的采煤要领,再据以确定适当的井型和合理的服务年限,盘算必须的储量,凭证勘探陈诉提供的勘探深度,在思量较合理的井筒位置和阶段划分的条件下,对照“设计规范”有关划定,最后确定井田的走向界线,可见,人为划定井田界线牵涉到较多的设计参数,确定界线的历程可能要经由不止一次的重复,才气划定合理的界线,结业设计时,不必把这一历程做得详尽,有时也可以预先预计一个井型,然后再团结其他因素迅速的划出来。
人为划分境界应当以保证开采事情的利便为原则。在一样平常情形下沿煤田走向的划分,以倾斜为界。沿煤田倾斜的划分,以煤层底板等高线(单煤层)或水平标高(煤层群)为界。详细的人为境界有以下几种划法:
垂直划分要领:适用于近水平及部门缓倾斜煤层(倾角偏小的);
水平划分要领:适用于急倾斜及部门缓倾斜煤层(倾角偏大的);
倾斜划分要领:适用于煤层群煤组间距较大,无采动影响的煤田
应当注重,上面枚举的要领的适用条件不是绝对的,运用时应与开采的其他条件综合思量。
用数学剖析法确定井田的合理尺寸,此法是以生产建设和生产谋划的总的经济效果来确定界线,结业设计一样平常不要求用此法,如设计条件实时间允许,在指导西席的指导下可按此法举行。

3. 有关井田尺寸的划定“设计规范”第110条,对井田走向长的划定如下:

大型矿井:>7.0公里
中型矿井:>4.0公里
小型矿井:>1.5公里
 

四、井田地质及工业储量的盘算要领

储量盘算应与井田境界的划定团结起来举行,当井田境界与实习矿井划定的境界相同时,以网络到的“井田精查勘探地质陈诉书”或矿山提供的资料为基础,按设计题和指导西席的要求举行复核和整理。当实习矿山面积小,赋存稳固,结构简朴,一样平常要求复核一煤层。当煤层多或结构重大时,复核规模可缩小到一层煤,一个采区或一个块段的规模。详细复核规模由指导先生指定。
当井田境界所有由学生人为划定或局部划准时,应对划定的井田规模内的可采煤层所有举行储量盘算。
在开拓方案确定以后,各水平的储量也应当在本章列出。
地质储量(包罗工业储量)的盘算一样平常只要求用下面的常用的要领举行。

1. 等高线法

适用于煤层厚度稳固,厚度转变在25%规模以内的煤层。详细作法是沿煤层底板等高线,按层厚或倾角大致稳固的规模划分为若干块段,划分盘算各块段的储量,各单个块段储量的综合即煤层的总储量。设计时只管接纳此法,可以镌汰事情量并兼顾水平储量的盘算。

2. 块段法

适用于盘算不稳固煤层的储量,或地质结构较量重大,倾角多变的煤层。块段是按煤田的勘探水平,煤层厚度(变异系数>25%),大的地质变换和灰分差异较大等来划分。
上面两种要领的盘算公式如下:
式中:Z—煤层总储量,(万吨);
     S—单个块段真面积,(m2);
    αi—单个块段内平均倾角,(度);
    Mi—块段煤层的平均厚度,(m);
    γi—块段内煤层的平均容重,(t/m3)。
接纳上式盘算时应注重以下几点:
(一)每个块段应有一个以上的钻孔控制;
(二)块段水平面积一样平常应用求积仪在“煤层底板等高线”图上测算出。当煤层倾角小于60°时,按水平投影图盘算,倾角大于60°时按垂直面投影图盘算;
(三)块段平均厚度及平均容重取块段内各钻孔值的加权平均值(厚度怎样取值按“煤炭资源地质勘探规范”举行);
(四)当煤层倾角αi<15°时,可用水平投影面积和煤层的伪厚(即未换算的垂直钻孔见煤厚度)盘算储量。
盘算效果用下面的表格形式在说明书内列出。
单元:万t    全井田可采煤层地质(包罗工业)储量总表
附表2-1-1
顺序
煤层名称
工业储量
A+B+C
远景储量
D
工业储量占总储量%
平衡表外
储量
备  注
 
 
 
 
 
 
 
复核整理在实习矿山网络到的地质资料和举行地质储量盘算,参照《采矿设计手册》(上)第二篇附录二,煤田勘探这一部门有关的手艺规范和工业指标举行。
工业储量表形式见附表22(附于本章末)。
 

五、井田可采储量盘算

1. 盘算要领

可采储量是指工业储量(A+B+C)中,可以采出的那一部门储量。盘算时应分煤层划分盘算,其盘算公式如下:
式中:ZK—可采储量,(万t);
      ZG—工业储量,(万t);
P—永世性煤柱损失,(万t)。主要包罗工业广场、井筒、井田境界、河流、湖泊(水库)、铁路、修建物、大断层掩护煤柱及防水煤柱等。
K—设计采区回采率。一样平常不得低于下列数值,即:
     厚煤层>75%
     中厚煤层>80%
     薄煤层>85%
     地方小矿>70%

2. 注重事项

1)采区回采率是反映采区巷道部署优劣的主要指标之一,设计采区回采率应在第四章井田开拓和第六章采煤要领的巷道系统确定以后才气盘算出来,本章只引用其盘算效果。
2)永世煤柱损失,亦即保安煤柱损失,其界线是被掩护的修建、地物和主要井巷(井筒)掩护规模边线岩层移动面和煤层相交线决议的。其留置原则和盘算要领可参阅《采矿设计手册》第一篇第七章的有关内容。结业设计一样平常只管接纳实习矿山的资料和划定的界线。如无现实资料可参考时,在西席指导下简化条件。作图盘算。
3)水平可采储量只要盘算第一水平。盘算时应注重保安煤柱应包罗大巷煤柱。
4)矿井可采储量在盘算时,因结业设计对第六章只要求详细举行一个采区的设计,其余采区的采区回采率若是采煤要领与设计采区基内情同,就引用设计采区采区回采率;若是以为井田内某些采区的系统及采煤工艺现在或未来有较大转变,可提出看法与指导西席讨论,然后适当调整一个值再行盘算。
 

3. 盘算效果表

列于说明书中,其形式见附表2-1-22-1-3
 
工业储量盘算表                                       附表2-1-2
块段编号
块段内煤层平均倾角
(度)
煤厚(M)    面积(M2
平均容重
t/M3
储量(万t
合计
(万t
备注
钻孔
真厚
平均
平面积
斜面积
A
B
C
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
可采储量盘算表                                                  附表2-1-3
煤层及水平编号
煤层斜面积(m2
煤层单元面积出煤量
t/m2
工业储量(万t
煤的损失量(万t
采区回采率
%
可采储量
(万t
A+B
C
A+B+C
大断层
工业广场及井筒
井田界线
其他
共计
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

第二节 矿井事情制度和设计井型

 

一、设计内容

1)确定矿井事情制度
年岁情日、矿井出煤班数、每班事情小时数、矿井昼夜提升时间。
2)确定设计井型并剖析矿井年产量确定的依据,盘算矿井和水平服务年限。
 

二、计步骤及内容

1. 确定矿井事情制度

按《煤矿设计规范》有关划定事情制度。矿井设计生产能力按年岁情日330天盘算,天天3班或4班作业,天天净提升时间为16小时。
接纳三班作业制度时,常用两班出煤,一班磨练。若是在第六章采煤要领在设计时,设计者以为接纳其他作业形式较为适当,并举行了充实的剖析设计,亦可接纳其他作业形式,如“三采三准”、“四班交织”、“三采一准”等。

2. 确定矿井设计年产量及矿井服务年限

1)初算矿井年产量及服务年限
由于一个矿井的设计生产能力(井型)决议于储量、开采条件、手艺装备水平和清静生产条件等诸多因素,以是,不行能在设计之初就能确定一个矿井的合理的井型和服务年限。然而一个矿井的开拓系统和采煤要领与井型的巨细及服务年限的是非又有亲近的关系(例如:不接纳高度机械化装备的矿井不行能既到达大型集中化,同时又镌汰开拓事情量的目的)。以是,在设计之初应用第二章盘算出的“工业储量”和《设计规范》有关井型及服务年限的划定,初算矿井的生产能力和服务年限,初算效果作为设计第四章和第六章的参考。可按下式初算:
式中:TC—初算矿井服务年限;
      ZG—矿井工业储量(万吨);
      Ac—初算井型,(万吨/年);
    KC—初算储量备用系数,取1.6~1.8。
接纳上式盘算时,应从《设计规范》所列出井型系列中,参考实习矿山的井型或现有生产能力,选一井型代入公式,盘算出服务年限后,与《规范》划定的响应的服务年限对照,可以判断出所选井型是否适当,或者偏小或偏大,然后调整井型。一样平常调整一次即可。《设计规范》有关划定见附表3—1。
2)当第二章矿井可采储量盘算出来以后,用矿井(或水平)可采储量ZK盘算矿井(或水平)的设计生产能力和服务年限,作为最后确定值,此时,盘算公式如下:
矿井的井型和服务年限表                附表2-2-1
矿井设计生产能力
(万吨/年)
矿井服务年限(年)
矿井稳产时间(年)
技改矿井服务年限(年)
水平服务年限(年)
大型井 240300400
120150180
中型井 456090
小型井 9152130
>80
>50~70
>40
>30
>70
>60
>50
>30
>50
>40
>30
>15
>30
>20
>15~20
>10
 
式中:Zk—矿井(或水平)可采储量,(万吨);
     T—矿井(或水平)服务年限,(年);
     A—矿井(或水平)年生产能力,(万吨/年);
     K—储量备用系数,一样平常取1.2~1.5。
2)注重事项
①新建井型必须切合《设计规范》划定的井型,不得泛起介于二个井型之间的井型。井型和响应的服务年限随着国民经济和开采手艺的生长,煤炭部门在须要时要举行调整,故设计时应以煤炭部门最新手艺文件划定为准。
②储量备用系数的取值,是凭证井田煤层赋存的稳固情形,勘探水平,结构庞洪水平及为增产留有余地等来取值的。一样平常常取1.4,煤层赋存条件好时可取小值,地质条件重大时,宜取大值。

第三节 井田开拓

 

一、设计内容

本章是结业设计最主要的部门,其中央是确定一个手艺经济上都较为合理的开拓方案。主要内容包罗:
1、确定井田合理的开拓方式,主要确定的内容和参数如下:
1)井筒形式、位置、数目及响应工业广场的位置;
2)确定阶段垂高及开采水平;
3)煤层群分组及开采水平大巷的部署;
4)井底车场形式的选择;
5)采区划分及采区开采顺序;
6)拟出矿井各主要生产系统及有关装备、设施。
2、盘算经方案较量后确定的开拓方案基建期井巷工程量;
3、到达设计年产量时采区及事人情的配备;
4、开拓系统主要手艺装备的选型;
5、基建期及投产后一段时间的采掘工程妄想及“三量”盘算。
 

二、设计依据及有关章节

1、第一章所叙述的开发条件、重点思量的是煤层情形及赋存条件:煤层数、厚度、倾角、层间距、顶底板状态,主要地质结构、主要灾难及参数,地面条件及井上下水文地质条件等;
2、第一节中确定的井田境界及尺寸;
3、第二节初算供参考的矿井井型及服务年限;
4、第六章采煤要领所确定的回采工艺及采区巷道部署;
5、第三章所选择的井巷断面及支护形式;
6、第四章所思量的矿井透风方式及供风量等方面的资料;
7、有关井巷掘进、维护、矿井提升运输和排水等方面的扩大经济指标;
8、《设计规范》、《矿井设计手册》、《煤矿清静规程》,手艺经济概算指标,谋划用度指标,煤矿装备手册,样品目录等文件和资料;
9、结业实习在矿山网络到的现场资料。
 

三、设计步骤及要领

1. 井田开拓方案提出前应思量的问题

1)煤层的开采能力怎样?即在第一章所先容的煤层赋存条件之下,接纳什么回采工艺?采面生产能力有多大?接纳什么采区形式?能力多大?一个矿井同时有几个采区生产?经由这些问题的剖析和设计盘算,才气确定煤层的开采能力。以是,必须先举行第六章与开拓关系最为亲近的部门的设计,将设计效果作为思量井田开拓方案的基础。
2)地面条件怎样?地面条件通常是指井田地形阵势,煤炭外运条件等。在地形重大的山岳地域,地形条件通常指井田地形阵势,煤炭外运条件往往成为开拓方案中某些主要参数(如工业广场,井筒位置等)的决议性条件,以是,必须在实习时对井田地面举行踏勘,视察,相识有关的地面条件(包罗地面铁路、公路建设及谋划用度等),设计时对照地质地形图进一步的剖析,使开拓方案思量更为周全;
3)水平和阶段的划分及水平服务年限:这一问题是矿井开拓中具有久远影响的问题,后面要详细剖析;
4)提升、运输方式及响应的装备;
5)有关透风的形式和主要系统参数、清静要求:这个问题虽然第七章要专门举行设计盘算,但应先思量基本透风方式,供风量,风路系统及矿井灾难的防治等问题,举行周全剖析,拟出方案供开拓一章作设计主要参数;
6)其他特殊的要求及条件
当指导西席给予的设计题或设计条件有特殊要求时(例如,矿井瓦斯定为突出矿井,对煤层开采能力,巷道系统等等将有较大的影响),必须将特殊问题予先举行剖析研究,拟出专门方案或提出措施,供提出矿井总体开拓方案时综合思量。

2. 工业广场及井筒的形式、位置、数目的选择

由于矿井地面部门的设计涉及的面较量广,结业设计不要求对这一部门作详细设计,一样平常在思量地面工业广场的位置、面积和外运方式时,只管接纳实习矿山的工业广场作为设计的广场。若是实习矿井工业广场所在位置经多年实践证实不合理(这一问题应在结业实习时解决),矿区内又有其它可供选择的园地作为工业广场时,设计者可以团结井筒(洞)合理位置的选择,在园地地形、面积、煤炭外运条件等方面作一样平常性的剖析,团结《设计规范》的要求,确定工业广场(包罗井筒)的合理位置。
井筒(洞)形式、位置、数目的选择这一部门的重点,设计要领及注重点分述如下:
1)井筒形式:确定井筒形式,一样平常应凭证“先平洞、后斜井再立井”的序次加以思量,在条件宜于综合开拓时,应接纳两种以上的井筒形式综合开拓。在设计时,往往泛起不能从手艺剖析得出合理井筒形式的情形。此时,有须要举行经济较量。经济较量以后综合其他因素最后确定井筒形式,举行井筒形式较量的内容较量多,有的较量内容又与井筒和水平划分等其他开拓的主要问题在确定方案举行方案较量时的内容相互交织,亲近联系,以是,在大巷位置、数目、水平划分、透风方式、工业广场位置等开拓参数基内情同的情形下,举行井筒形式的经济较量应捉住重点的、影响较大的项目来举行。通常,在井筒建设方面主要举行井巷工程量和建井用度、工期的较量,在生产谋划用度方面主要举行提升费(或运输费)、维护费的较量,如井筒保安煤柱量已盘算出,也可列入较量。
有关种种井筒(洞)形式的优弱点及顺应条件,在开采要领课本及《设计手册》和其他采矿设计资料中都有较多剖析叙述,实例亦许多,在设计选择时可查阅参考。
2)井筒(洞)数目:确定 井筒的数目,应首先思量按《设计规范》第2—12条举行,除此之外,还应当用《清静规程》有关划定举行检核对照,是否完全切合清静要求?特殊应注重《规程》划定的一个矿井至少有两个以上的通到地面的清静出口,接纳单一平洞和混淆提升的小矿必须另掘井筒作清静出口。另外还应注重《清静规程》在井筒上的其它划定,如风速、煤尘、提运兼透风的要求等,也可能对井筒数目有一定的影响。专用风井的位置,可思量在第七章做专门的选择叙述。
3)井筒(洞)位置的选择
实习矿山现有的井筒(洞)位置,应在实习时充实相识原设计的历史配景和设计意图,经剖析(从手艺经济两方面)若是以为该位置在新的设计题和条件之下仍是合理的,可以直接引用。
若是实习矿山现有井筒不宜作为设计新井的井筒位置时,应当选择新的井筒(洞)位置。
井筒位置的选择必须将地面条件和井下条件团结起来举行。经常先从井下条件出发,选择出按井下条件的井口合理位置,对照地面条件,当地面临应井口位置或其周围有较有利的工业广场时,井筒位置可以确定。否则,只有从地面条件允许的地方设置井筒(洞)口,再思量井下的开拓系统怎样顺应这一井口位置,井筒位置与形式是亲近联系的,应同时举行思量。
在井田规模内,常有几个可建工业广场的有利地形,通常直接应用井上、下有利井筒位置的设置原则和较成熟的履历予以判断,着实优劣难辨,可通过方案较量解决。下面将选择井筒位置应思量的地面与井下条件要点列出(摘自《煤矿采矿设计手册》):
地面条件:①工业广场占地面积:按《规范》要求;
          ②地形与工程地质条件:平展、无水、滑坡等灾难;
③煤的运向:距运出点或用户只管近的位置;
④生产建设条件与住宅区的位置:结业设计不要求详细思量。
井下条件:①按最小运输功确定井筒位置:即吨·公里量最小;
②凭证地质条件;
③煤柱量:当煤柱量过大时应当注重;
④勘探强度和初期工程量:应在钻孔较多的勘探线周围。
由于选择井筒位置的因素许多,设计时不行能种种因素都遇到故思量时应捉住详细条件下的主要矛盾,举行剖析论证。举行方案较量时,地面通常只举行运输线路基建费和运输功及其谋划费(即吨·公里和元/吨·公里)的经济较量。与井下运输较量时,主要举行运输用度(谋划费)的较量。
4)插图要求:应将差异井筒(洞)方案按比例作剖面(或平面)图,应特殊标注清晰方案间差异部门的尺寸。

3. 水平划分问题

除近水平煤层接纳单一水平开拓的情形外,倾斜、缓倾斜及部门斜长较大的近水平煤层,总是由浅入深按予先划分的阶段逐渐向深部生长的。矿井设计的主要使命是确定阶段数,各阶段的垂高及斜长。井田开拓设计着重于选择阶段的开采水平的标高,使其贯串所有煤层,有利于开采。
水平划分对矿井的生产将发生久远的影响,必须稳重,应综合以下基本原则和步骤来举行:
1)凭证水平服务年限来盘算阶段垂高
凭证《设计规范》划定,每个开采水平必须有足够的储量保证水平服务年限,而且,一样平常一个开采水平的年生产能力应即是矿井生产能力。凭证这些原则可以盘算必须的阶段垂高。盘算公式、参数及寄义和取值,参阅开采要领课本和《采矿设计手册》有关章节。
这样盘算出来的垂高值是一个下限。在井田总垂高已定的情形下划出的阶段很可能不是整数,以是,必须再凭证下面的其他原则进一法式整确定阶段数和水平标高。
2)从矿井生产手艺上的合理性来确定阶段垂高和斜长
一个矿井的生产主要是在开采水平规模内划出的采(盘)区或分区(倾斜长壁)内举行的,它们的开采运动和系统运转的优劣与阶段斜长有很亲近的联系。
合理的阶段斜长应使以下几个方面获得合理的参数或有利的生产条件。
① 在确定了合理的回采事人情长度(走向长壁)的条件下,使采区有合理的区段数;
② 由于受采区上(下)山的辅助提升绞车车容绳量的限制,阶段斜长应当思量所选用绞车的最大提升长度,采区绞车一样平常在1.6M(指卷筒直径)以下;
③ 应思量到沿倾斜偏向掘进时巷道过长时的施工难题;
④ 要思量到采区巷道维护用度高和沼气涌出量大时,阶段斜长过大对正常生产和谋划用度的影响;
⑤ 倾斜长壁法时要思量辅助运输难度和装备投入量的问题;
⑥ 要思量清静生产和减轻工人劳动强度。
3)从吨煤投资和生产谋划成本的总效益来思量合理的阶段垂高
对于一定条件下的矿井,差异阶段垂高其吨煤总成本是差异的,它们之间存在着函数关系。理论上,当阶段垂高为某一值时,吨煤总用度可以到达最低。现在,由于指标不完整,设计中确定阶段垂高主要凭证方案较量,即凭证前面所叙述的要领和原则,拟出几个标高,即得几个方案,划分盘算各方案吨煤总用度,举行较量后取较低者作为定案。
结业设计一样平常不要求举行详细的经济较量。若有须要举行经济较量时,只要求提出两个水平划分方案,列入最主要的项目举行较量,一样平常只要求列入下面的项目:
① 井巷工程费:包罗井(洞)工程量及井底车场工程量的用度,结业设计时,井筒(洞)工程量盘算可简化,只须将总长度乘以毛断面积即可。再从建井工程概算指标中查出单价指标可盘算出总用度。
井底车场工程量可以凭证后面选择的井底车场(借用《设计手册》中的实例)的工程量。井底车场(包罗洞室)工程概算综合大指标可作方案较量时的用度估算指标,近几年可按4~5元/吨煤生产能力来盘算,井型大取大值,井型小取小值。应当注重的是,概算综合大指标随着时间的推移是在一直转变的,设计时若是网络到的指标与此地方提供的差异,应以新的较合理的指标作为方案较量时的估算指标。
② 煤炭提运费:包罗采区煤炭沿上(下)山运输费和主井提升费,盘算采区上(下)山运输费时,可以简化算法,运距可以从采区斜长的中部盘算到运输大巷,然后乘以采区可采储量,即获得采区运输功,从谋划用度指标中查出响应指标相乘可获得采区运输(上、下山)的概算总用度。
4)凭证煤层赋存条件及地质结构来划分水平
煤层倾角是影响阶段垂高的主要因素,对于近水平煤层,阶段垂高已无现实意义,这时主要确定的是大巷两侧上、下山的斜长。从我国的情形来看,上山长度一样平常不凌驾1500米,下山长度一样平常不凌驾1000米。
地质结构的影响因矿而异,应凭证详细条件参考实习资料来确定水平的划分。
5)《设计规范》有关阶段垂高的划定见附表2-3-1。
                                               附表2-3-1
煤层倾角分类
阶段垂高(米)
缓斜、倾斜煤层
急倾斜煤层
150250
100150
6)其它注重点:
① 井田内某一水平沿走向斜长有较大差异或地质结构破损,可以思量设置辅助水平;
② 水平划分应与其它开拓参数统一思量;
③ 经济较量可单独举行(即作局部方案先确定),也可列入矿井总的经济较量中(即矿井总体方案较量)加入较量。
④ 水平划分的差异方案的情形应只管在前面井筒方案的插图(主要是剖面图)中表达出来,使设计者的想法更为直观清晰。

4. 4煤层群分组及开采水平大巷的部署

矿井开采水平确定以后,进一步要解决的问题是开采水平的部署问题。运输大巷是水平部署的主导,而水平大巷的位置往往是与煤层群的分组亲近相关的。应当注重的是,这里所说的煤层群分组与地质部门从地质的角度的分组是差异的,是以保证矿井的开采利便和有利为原则的。煤层群分组的影响因素也较量多,由于煤层赋存的重大性及开采能力和条件的差异,各个矿井都有其相同的特殊性。设计分组时应在剖析矿井详细条件和设计题的基础上,参考《采煤学》课本及《设计手册》(上)第三章有关分组的原则要领的叙述去举行。
大巷的部署思量的问题也较量多,设计中主要解决部署的方式和层位的选择,两个问题分述如下:
1)大巷部署的方式:通常与煤层群分组相团结,分为:
集中部署:即所有煤层共用一条大巷;
分层集中部署:即各煤层划分部署一条大巷;
分组集中部署:各煤组划分部署一条大巷,用大巷采区石门方式为本煤组服务。
种种形式的顺应条件及优弱点,参阅《采煤学》课本及《采矿设计手册》(上)。
2)大巷层位的选择
多年的生产实践及矿山压力的研究证实,将大巷部署在煤层的底板不受采动影响的稳固的岩层当中,或煤组下部煤质坚硬、围岩稳固、无自然生气的薄及中厚煤层当中时,可大大镌汰大巷维修费,保证大巷的运输通畅,对矿井的正常生产提供了有利的条件。
大巷距煤层岩柱的厚度(或称垂距),因煤层底板情形各异在差异井田差异较大,其数值因地而异,通常在10~30米。详细岩柱厚的数值,主要决议于是否有一层较坚硬稳固的岩层部署大巷。有的矿井,在距煤层底板50米以上的较结实岩层中部署了大巷,经由经济较量,仍然是有利的。以是,学生必须在实习矿山充实相识现有大巷的使用情形,剖析地层情形,以便在设计时很快地合理地确定大巷层位。
应当注重的是,近年理由于高度机械化生产,采面推进和采准掘进速率大大提高,巷道维护时间随之镌汰。另外,现代化综采采区为延伸采面和镌汰“搬迁”次数,要求开拓开采系统只管简化。这样,分煤层大巷的简朴系统显得更能顺应这一要求。以是,设计时,大巷的层位的选择不仅要思量大巷的稳固,还应当凭证开采要领的特点和要求,无邪地选择大巷的层位和方式。

5. 井底车场形式的选择

1)选择的依据
矿井生产能力及事情制度;
矿井开拓方式:主要思量井筒位置、形式、出煤提升方位、大巷及主石门与井筒的关系;
井筒数目及用途;
大巷运输方式:电机车、皮带机等;
矿井透风方式及沼气涌出量;
井上、下生产系统情形;
车场周围地质、水文及涌水情形。
2)选样的要领及步骤:
① 直接引用实习矿山的井底车场,但必须切合设计题的要求和条件;
② 当实习矿山井底车场不切合设计题的要求时,可凭证前面列出的条件和依据在《采矿设计手册》(下)第七篇第一章所提供的基本类型中选择合适的形式;
③ 在《手册》统一篇第五章井底车场实例及尺度设计索引中,选取可引用的车场设计或实例,一样平常只要矿井井型、开拓方式、提升方式都与设计矿井的条件基内情同,都可以选用;
④ 由于矿井条件千差万别,从上述资料中纷歧定能选到完全相宜的车场实例。由于结业设计不要求举行井底车场的线路设计和编排调治表及验算通过能力,以是,只能使用上述资料中靠近设计者要求的实例举行局部调整,使其基本切合设计要求。一样平常只要不改变借用实例车场中的各基本车线长度及基本调车方式,局部改变某些线路位置或增镌汰数联络线路,对车场的通过能力及工程量等改变不大。车场主要参数可以引用资料中被引用实例的参数。
⑤ 绘图要求
结业设计一样平常不要求绘井底车场的大图,但应以一页纸的篇幅将车场线路图绘出作为说明书插图。

6. 采区划分及采区回采顺序

当开采水平确定后,通常要沿井田煤层走向(或水平运输大巷延伸偏向)划分采区(或盘区)。现在海内接纳倾斜长壁采煤法的矿井,因思量集中出煤及透风、供电等的影响或限制,通常仍类似于走向长壁法沿走向划出“分区”。
划分采区的事情主要集中在两个方面
1)沿煤层倾斜偏向划出水平内各采区的走向界线;
2)当开采煤层群时,划出采区在开采水平内垂直走向偏向的界线。
采区划分的基本原则和要领在第六章采煤要领将举行详细剖析,这里从略。
采区开采的顺序,矿井初期采区应部署在井筒周围,并贯彻先近后远的原则,逐步向井田界线扩展。当可采煤层多,煤系较厚,接纳分组部署采区时,一样平常应先采上组,后采下组。如因特殊因素先采下组时,应预先举行岩石移动影响规模的圈定事情,在不故障或不破损上煤组的条件下可以先采下组煤。

7. 地面外运条件

经井筒(洞)提运出的煤炭必须外运。由于国家主干铁路、公路及货运场站一样平常都与矿井井筒有一定的距离。外运的形式、能力、基建用度及谋划用度在开拓时是必须思量的因素。在高原山岳地域,这一因素往往占主导职位。
由于地面运输线路的勘探设计是专业性很强的设计事情,结业设计中只有在开拓方案举行经济较量必须思量煤炭外运的问题时,才作适当的思量,主要思量下面的问题:
1)外运形式:外运形式一样平常凭证煤炭外运量的巨细及运距的是非来确定。昔时运量大于90万吨/年时,可思量建设准轨铁蹊径与国家主干线网直接联络;年运量30~120万吨/年时宜接纳窄轨铁蹊径运输(轨距视运量巨细和井筒形式选用762mm、900mm、600mm三种);年运量<30万吨/年时,除可以思量用600mm轨窄轨线路运输外,还可思量汽车运输。当运量大距离不远,但地形高差使铁路或公路都必须绕道较长的距离时,可思量皮带走廊运输;在必须跨越深沟谷地时可思量接纳倾轧索道运输。
2)铁蹊径怎样确定:结业设计只要求概略估算线路造价及谋划费。以是,在线路选择时,不必详细选点作剖面,只须算出井口标高和终点标高(指卸煤点或车站调车线)的标高差,然后凭证《设计规范》第六篇地面运输有关窄轨铁路品级(表6—1)和限制坡度的有关划定(6—3),盘算出窄轨或准轨线路必须的最短线路长,最后在“井田地形地质图”上选择一条较近的线路,量出长度,只要该长度大于前面盘算的最短线路长即可作为设计线路。
准轨铁蹊径的品级和坡度有关划定参考下表
                                            附表3-3-2
线路品级
年运量(万吨/年)
坡度限制
>400
150~400
<150
<12‰
<20‰
<30‰
3)公路及其它运输
公路运输的优点是无邪无邪,对装卸设施要求不高,矿内公路一样平常可不思量留煤柱,对公路级别要求也不高(一样平常3级以下),建设用度较低,对于小型矿山是一种值得思量的外运形式。选择的汽车一样平常应选择载重量>8吨的自卸车,效率较高。
皮带走廊的优点是运量大,一连运输,自卸载,不受天气的影响,装备运转可靠,维修利便,受地形的影响相对较小。但造价偏高,施工重大,要求高。
倾轧索道使用较少,结业设计时一样平常不思量接纳。
4)设计时,用于估算或概算的部门综合指标可参考下表举行。
外运形式
基建费(万元/公里)
谋划费(元/•公里
准轨铁路
窄轨铁路
Ⅲ级公路
皮带走廊
倾轧索道
600700]
70100
4050
110120
单向 2550
双向 6080
510公里取0.32~0.16
1~5公里取0.4~0.16
0.4~0.l6
参考井下皮带机
0.4~0.2
0.3~0.12
注:表内指标为历年海内情形的综合大指标,如设计时网络到更为合理的设计指标,应以新的指标为准。

8. 拟出生产系统并选择主要装备设施

这一部门以形貌为主,用流程形式表达也可。
装备选择以参考实习矿山及其它类似矿山的响应装备为主,一样平常可不举行验算,只需说明主要选择依据和使用的扩大经济指标即可。
要求形貌的系统有:
1)运煤系统:从事人情(包罗掘进与回采)起煤怎样运出矿井。
2)运料系统:质料装备以及职员怎样进入事人情,矸石怎样运出地面。
3)透风系统:指出在第七章详细叙述。
4)供电系统:只形貌从地面经哪个井筒向井下铺设高压动力电缆,电压几多。从中央变电所输出动力电缆的走向和电压,直到事人情的电压。
5)排水系统:从事人情或从回风水平起到地面水的流向。当有采下山的系统时应叙述设置采区水仓的位置。
6)其他系统:如因设计需要,指导西席要求对供水、压气、瓦斯抽放、注浆等某一系统举行形貌,应凭证西席的要求形貌所经巷洞及装备即可。
开拓主要生产系统装备选型基本原则和选型要领概述如下:
1)大巷运输:首先应确定运输方式。大巷运输方式及装备的选择应凭证井型、煤层赋存条件,瓦斯品级、巷道部署、开采方式和生产集中水一律条件来确定。只管做到装卸、运输、调车作业的机械化。
大巷一样平常接纳轨道运输,并选用尺度矿车,牵引装备一样平常接纳电机车。小型矿井可接纳无极绳运输。设计生产能力较大的矿井(>180万吨年),采区生产集中,条件适适时,应接纳胶带运送机运输,在我国,一样平常井田一翼走向长度在3公里以内,年生产能力在300万吨以上的矿井,接纳胶带机运输较量经济。可是,若是因矿山压力大,大巷易变形影响到列车运行时,经手艺经济较量。亦可接纳胶带机运输。
电机车使用台数可按《采矿设计手册》(上)近似盘算法盘算。
2)矿井提升
提升装备的选型设计只有在矿井年产量、开拓系统、采煤要领起源确定后才气举行。结业设计只要求凭证我国设计部门积累的履历和指定的尺度来选型。其中:
① 关于主井
1.大中型矿井一样平常设两套提升装备,主井接纳箕斗,副井接纳罐笼提升,小型矿井可用两套罐笼提升,主、副井皆用罐笼,也可以接纳主、副提升一井混淆提升(用罐笼),此时应当验算提升能力,验算时应先估算辅助提升量(可以按提升煤量的20~25%来估算);
2.提升装备应按矿井最终水平深度选择,特殊情形可按某一中央水平选择,但服务年限应>20年。当垂深>350米以上时,应接纳多绳摩擦提升机。
② 关于斜井:提升形式可参考下面选择尺度确定
1.21万吨以下矿井,坡度≯25º,提升距离短,可接纳单钩串车提升;
2.年产30万吨,坡度≯25º,提升距离短,可接纳双钩串车提升;
3.年产45万吨,坡度≯25º,提升距离长,接纳后卸式箕斗提升;
4.年产60万吨及以上坡度≤17º,接纳皮带运输机较适当。提升装备选型时,可参考实习矿山提升机型号,如该型号产物现在已被镌汰,可用该机提升能力和其他主要参数(滚筒直径、绳速、电机功率等)在现行装备目录中选择,若是实习矿山提升装备不适当,可按已确定的开拓参数举行选择。
3)矿井主排水泵的选型
选型的主要依据
1.矿井正常涌水量qz和最大涌水量qmax,单元:米3/小时,
2.一年内最大涌水量与正常涌水量的天数;
3.开采水平与地面垂高H,单元米;
4.矿井水的PH值。
② 估算选型
1.按正常涌水量确定水泵流量QB
  (米3/小时)
2.估算水泵扬程 HB
Hg——管路出口与水井(井底车场水仓汲水井)水平面高差,可用开采水平至地面的垂深H代之。
——管路效率,其取值:竖井为0.9~0.89,斜井凭证坡度差异,取值差异,斜井倾角凭证坡度差异α<30º~α<20º,取值0.83~0.74,倾角大取大值,倾角小取小值。
3.按估算的QB及HB在装备目录中选取适当的水泵,选型应注重型号的顺应条件与矿井的条件要切合。
4.水泵配备的台数
当井下涌水量QB>50M3/小时,主排水泵及治理系统至少要两组,一事情,另一备用;如Qmax较大或很大,应选三台(一台事情,一台备用,一台磨练)或五台泵(二台事情,二台备用,一台磨练)等。

9. 用“方案较量法”确定最终方案

1)提出井田开拓方案应遵照的主要基本原则
① 合理集中生产,并具有较大的增产潜力;
② 有完善的生产系统,能保证清静及平衡生产;
③ 掘进率低,施工容易,谋划成本低,易于治理;
④ 初期投资少,建井工期短;
⑤ 采掘运用手艺装备先进;
⑥ 充实使用地形,少占良田耕地。
2)提出方案先举行手艺较量
在第一章所提供的开发条件的基础上,通过对本章前面所提出的各个基本问题的剖析,选出同类型方案中局部方案较合理的方案(包罗举行局部的经济较量),然后综合各个局部方案,一样平常可提出几个手艺上可行的开拓总体方案。再经由进一步的手艺较量和起源的经济剖析,否认一些手艺经济上相对来说显然不合理的方案,对各个方案取长补短,归纳修改为二到三个较优和较量可行的方案。
应当注重的是,手艺较量后提出的方案应当是在手艺上各有利弊,难以从手艺上显着地判断哪方案最为有利的方案。不应当为了举行下一步经济较量的利便或带倾向性地提出对例如案,这样很可能会将更为优越的方案扬弃了,造成设计上的重大失误。
各个局部方案较量的内容,可参考《采矿设计手册》(上)P471~P477页表2—4—1、表2—4—9所列的项目,在西席指导下,摘其中有关的主要项目举行较量。
插图要求:应当绘出较量方案的开拓系统示意图,该图不要求严酷按比例绘制,以一页说明书为幅面,巷道可绘成单线,主要尺寸应当注上。
3)方案的经济较量:较量的要领和注重点主要有以下几点:
    ① 在较量时,主要是找出差异方案的差异,将可比部门举行对比;
② 较量的重点应放在井巷工程量、建井工期、基建投资及生产谋划费方面。工程量和基建投资应分初期和后期列出。建井工期是评估和权衡矿井建设经济效益的主要指标之一,也是科学决议矿井工程建设立项的主要参考数据。由于结业设计对建井工程不举行详细设计,也差池开拓巷道作工程排队,以是建井工期一样平常就不列入较量项目。在条件具备时,才列入举行较量,基建投资主要思量初期井巷及洞室的开凿费,大型装备费;生产谋划费主要思量运煤及维护费,当矿井涌水量很大或沼气涌出量大使矿井排水和透风在生产成本中占有较大的比例时,应当把这两项用度列入较量项目。
③ 列入较量的项目应划分情形捉住重点,对影响不大,差异很小的用度项目,可不列入较量;
④ 列入较量的项目的手艺经济参数及指标应统一,算法应一致,以保证较量的准确性。
⑤ 各方案的某项用度数值相同时,该项目可以不作较量,一样平常只较量用度数值差异的项目。对用度数值差异的项目较量时,也可以只较量差异的部门;
⑥ 各方案的工程量和用度较量,结业设计只要求接纳静态法,方案之间的差异可以用%比体现,即将某项数目最小的方案定为100%,其它方案该项数值则以对这个方案的百分比体现。对盘算出的有关手艺经济指标,也可接纳类似的体现要领。
4)综合评价及选定方案
方案较量经手艺经济较量后,还应当举行综合评价。当经济较量在基建投资,生产谋划相差均不凌驾10%时,即以为两个方案在经济上是等值的,这时,就应当进一步综合思量加入较量的方案的利弊,选择一个更能切合煤炭工业最新手艺目的政策的,手艺上合理和经济效益较高的方案作为最终选定的方案。
5)主要经济较量表格形式见本章末附表3-3-3、3-3-4、3-3-5、3-3-6、3-3-7、3-3-8。

10. 盘算矿井移交生产时的井巷工程量

凭证《设计规范》和较新的建设尺度,对差异的井型的矿井移交生产的划定是纷歧样的,设计生产能力60万吨/年及以下的矿井一次建成移交生产;90~120万吨/年的矿井,移交生产时,应完成到达50%的矿井设计生产能力,150万吨/年及以上的矿井,应一次设计,分期建设,分期投产,提前出煤,一连施工,建成一个采区移交一个采区,移交时能力不得低于60万吨/年。
结业设计应基本上按上述划定来举行工程量盘算,其中井底车场和洞室工程量都不计长度,体积直接引用选定的车场洞室的工程量,盘算内容及表格形式见附表4—9
应当指出的是,矿井起源设计应当举行基建工程的用度概算,鉴于结业设计只举行了部门工程的设计,有些部门是借用或估算的,以是用度概算省略,只盘算井巷工程总量。

11. 到达设计产量时采区及事人情的配备

2)采区装备:按《设计规范》第2—18条表2—2的划定适当地配备正常生产的采区个数,确定达产时的采区,列出各采区生产能力。
2)事人情的配备
只举行设计采区的采、掘事人情配备。在本章只是引用第六章的设计效果。未设计采区只说明保证采区生产能力的采、掘事人情的个数即可。
12、基建期及投产后一段时间的采掘工程妄想及“三量”盘算
结业设计只要求举行设计采区的采掘工程妄想的部署,在第六章详细举行。在本章只要列出“三量”。在盘算“三量”时,因投产时很可能不止一个采区,未设计采区的“三量”只能参照已设计采区的设计效果作概略的估算,一样平常可以算出回采煤量及可采期,另外,可以以为该采区已准备好第一区段,这样可以盘算准备煤量和开拓煤量及响应可采期。
应注重的是,应当说明在达产时主要开拓巷道(运输大巷、回风大巷、主石门等)掘进头的位置,而且,“井田开拓平面图”上所绘的巷道情形应与这里的说明一致,与“三量”盘算的规模应该一致。

四、设计图纸要求

本章要求按煤炭部揭晓的绘图尺度绘制设计图2~3张,其中“开拓系统剖面图”和“开采水平切面图”视详细情形必绘其中一张,“开拓系统平面图”每人必绘。如煤层许多,水平面内巷道较多或因结构破损切割煤层严重,部署大巷的走向确定的需要等,是否绘其他图由西席指定绘制。
现将绘图要求分述如下:

1. 井田开拓系统平面图:(1200015000

该图一样平常绘于井田内最下一个可采煤层的“煤层底板等高线图”上。当可采煤层较多或煤系较厚时,可绘在主采层或由西席指定的可采层底板等高线图上。
图中应绘出井田界线,保安煤柱界线,各开采水平标高的等高线,第一水平所有的开拓巷道及井筒,各采区分界线(以断层为界的绘出断层掩护煤柱线即可),采区下部(或上部)车场(车场绕道不要求严酷按比例绘,显示基本形式即可),当有辅助水平时亦应表达清晰。
开拓巷道(包罗采区石门应用实线和虚线将基建期掘出的和生产期将要掘的巷道区别开来。此外,初期投产的上山应绘出。
本图应当标注须要的基本尺寸,例如平洞长度、斜井长(用括号体现实长)、采区走向长、主石门长等。

2. 开拓系统剖面图:(1200015000

本图应当选择主、副井周围的勘探剖面图作为投影面绘制,接纳走向平洞开拓的矿井不必绘此图。
图中应将井田阶段垂高及总垂高,各阶段斜长及井田总斜长标注出来。另外,运输大巷、回风大巷及采区上山与上山和它们相互的相对位置关系,层位及联络方式应体现清晰,并标出尺寸参数。

3. 开采水平切面图:(1200015000

在接纳走向平动开拓或结构重大,煤层多且部门煤层不够稳固等情形时,应当绘制本图,利于部署和显示平洞及大巷的位置。
 

方案×井巷工程量及用度表                                 附表3-3-3
序号
工程项目
支护形式及断面积
M2
巷道长度
M
条数
(条)
工程量
M3
单价
(元/M
掘进用度(元)
备注
一、
二、
三、
井筒
井底车场
大巷
运输大巷
其中:初期
合计
 
 
 
 
 
 
 
 
方案×大型装备用度表                                 附表3-3-4
序号
装备名称
型号规格
单元
数目
单价
(万元/台或套)
总价
(万元)
备注
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
方案×提升及运输用度表                                 附表3-3-5
序号
项目
提升高度或运距(M
提升或运输量
(万t
运输功
(t·Km)
单价
(元/ t·Km)
总用度
(万元)
备注
  ①
   
 
提升用度
运输用度
大巷运输
…………
 
 
 
 
 
 
合计
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
方案×维护用度表                                 附表3-3-6
序号
井巷名称
支护形式及断面积
M2
维护长度
M
维护时间
a
维护量
M·a)
单价
(元/ M·a)
总价
(元)
备注
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
各方案较量总表                        附表3-3-7
序号
项目
方案Ⅰ
方案Ⅱ
一、
  (一)
 
 
 
 
   (二)
 
 
 
   (三)
基本建设
初期:
① 井巷工程量(M/M3
② 井巷工程用度(万元)
③ 大型装备费(万元)
……………………
后期:
① 井巷工程量(M/M3
② 井巷工程用度(万元)
……………………
合计
①井巷工程量(M/M3
②井巷工程用度(万元)
③……………………
 
 
二、
   (一)
 
 
(二)
(三)
生产谋划费
提升运输费  (万元)
其中:井下
地面
井巷维护费   (万元)
……………………
 
 
三、
 
 
总计 ①井巷工程量
     ②总用度(万元)
 
 
四、
 
相对   ①井巷工程量
百分比 ②用度
 
 

矿井初期基本建设井巷工程量表                                  附表3-3-8
序号
工程名称
手艺特征
单元
数目
M/M3
工程量
M3
备注
一、
 
 
 
 
 
 
二、
 
 
 
三、
 
 
开拓巷道
① 主井
② 副井
③ 主石门
④ 运输大巷
⑤ 井底车场
⑥ …………
准备巷道
① 下部车场
② 运输上山
…………
回采巷道
① 运输平巷
…………
总计
 
 
 
 
 

第三章 采煤要领

本章是矿井设计的主要章节之一。本章设计的主要内容是:选择采煤要领,确定合理的采煤系统,即采区巷道部署和生产系统、举行回采工艺设计。本章设计时,只需对一个主要煤层和一个投产采区(或指导西席指定的煤层和采区)作详细设计,而对矿井的其它煤层和采区,只作简要说明。

第一节 设计采区概况

本节仅对采区的位置、界线、规模、可采煤层、采区储量、采区生产能力及服务年限举行叙述。

一、采区位置

采区位置简直定应该切合《煤炭工业矿井设计规范》第5.1.1条即矿井到达设计生产能力时的初期采区位置,应切合下列划定:
1 和井田内其他采区相比,煤层赋存条件好,地质结构和开采手艺条件简朴,地质勘查水平高;
2 资源可靠、可采储量富厚,探明的经济基础储量比例不应低于井田内其他采区;
3 采区生产能力大,服务年限长,能保证接替采区的正常接替;
4 地面一样平常应无影响开采的主要建(构)筑物,墟落少;
5 首采区应位于工业园地掩护煤柱线周围,工程量省、意会距离短;
6 当有中央采区时,中央采区应作为矿井首采采区。

二、采区界线、规模

要求叙述清晰该设计采区以什么为界线。
例如:
设计采区东面与二采区相邻,西以矿界为界,南以煤层露头为界,北以F5断层为界。

三、可采煤层

划分叙述各个可采煤层厚度、倾角、煤层结构、顶板和底板岩性,并填写下表。
例如:
区内含煤地层中发现全区可采煤层2层,自上而下编号为C5、C7。现将各煤层特征划分叙述如下:
C5煤层
位于含煤岩系中上部,煤层呈层状产出,厚1.4~1.5m,平均l.45m。煤层结构简朴,一样平常不含夹石。与顶底板围岩界线明确,直接顶板为灰色含铁质粘土岩,局部为一层厚0.3~0.5m的含黄铁矿炭质页岩伪顶,底板为深灰色粘上岩。
C7煤层
煤层呈层状产出,厚度2.00~2.4m,平均2.17m。煤层结构简朴,局部含<0.1m的矸石,其因素为炭质粘土岩。煤层与顶、底板围岩界线显着,顶板为粉砂质粘土岩、粉砂岩,底板为粘土岩、粉砂质粘土岩
表3-1-1 主采煤层特征表
顺序
区域组
煤层名称
煤层厚度(m)
层间距(m)
煤层夹矸数
稳固性
煤层
倾角(度)
煤种
顶 底 板 岩 性
最小
最大
平均
顶   板
底  板
1
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

四、采区储量

凭证井田详查和勘探地质陈诉提供的“推断的”、“控制的”、“探明的”资源量,按国家现行尺度《固体矿产资源/储量分类》GB/T 17766及《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T 0215划分矿井资源/储量类型,盘算“采区地质资源量”、“采区工业资源/储量”、“采区设计资源/储量”和“采区设计可采储量”。

五、采区生产能力及服务年限

凭证《煤炭工业矿井设计规范》第5.1.2 采区设计生产能力,应凭证采区内地质条件、煤层生产能力、采掘机械化水平、同时生产的采煤事人情个数及其接替关系等因素,经综合论证后确定。
采区内同时生产的采煤事人情个数,应体现事人情合理集中生产和保证事人情正常接替的原则,并切合下列划定:
1、综合机械化妆备的采区,同时生产的综采事人情宜为1个,条件相宜的盘区可部署2个综采事人情;
2、通俗机械化妆备的采区,当开采单一煤层时,回采事人情不应凌驾2个;近距煤层群团结部署开采,经事人情接替排产相宜时,可部署3个普采事人情;
3、开采有煤与瓦斯突出的煤层和开采有攻击地压的煤层,采区内采掘事人情部署,必须切合现行《煤矿清静规程》的有关划定。
采区服务年限可按下式盘算:
式中:TC——采区设计服务年限,a;
ZC——采区可采储量,Mt;
A——矿井设计年产量,Mt/a;
K——储量备用系数,K=1.3~1.5

第二节 采区巷道部署及生产系统

部署采区巷道是为了把回采事人情、矿井主要开拓巷道联系起来,组成运输、透风、动力供应、质料供应等系统,保证事人情一连一直的生产。为了部署采区巷道,需要确定采区走向长度、区段斜长和数目,以及采区内种种煤柱尺寸,然后确定采区上(下)山、区段平巷、区段集中巷的位置、条数以及它们之间的联络巷道的形式。下面就缓斜或倾斜、薄及中厚煤层走向长壁采煤法的采区巷道部署,剖析设计的步骤和要领。

一、采区部署方案

采区划分一样平常应思量沿走向有无大的地质结构转变,如断层、无煤带、倾角转变较大等,若有可使用这些地质转变带作为采区界线。在没地质条件限制时,采区划分应综合思量手艺经济的合理性,确定最优方案。

1. 采区走向长度简直定

在结业设计中,若是不能专题叙述时,采区走向长度可参照下列数值确定:综采事人情单翼部署时,走向长度一样平常不小于1000m,双翼部署时一样平常不小于2000m;高等普采的双翼采区,其走向长度一样平常为1000~1500m;炮采事人情,双翼采区走向长度一样平常为800~1000m。对于顶底板松软巷道难以维护,地质结构重大或自然生气期短的煤层,以及装备水平低的小型矿井,采区走向长度适当缩短。

2. 确定区段斜长及区段数目

接纳走向长壁采煤法的采区,应先对区段平巷部署方式举行论证,条件允许时,应优先思量接纳无煤柱护巷。有煤柱护巷时,区段斜长即是回采事人情长度加区段平巷和护巷煤柱的宽度。凭证《煤炭工业矿井设计规范》有关划定,回采事人情长度可参考表3-2-1。
表3-2-1  事人情长度参考表
回采工艺类型
事人情长度(m)
综合机械化采煤
不宜小于160
通俗机械化采煤
薄煤层不小于120,中厚煤层不小于140
炮采工艺
100~120
区段护巷煤柱宽度可参考表3-2-2。
表3-2-2  采区煤层巷道护巷煤柱尺寸
巷道种别
薄及中厚煤层
巷道一侧(m)
厚煤层巷道
一侧(m)
备注
水平大巷
20~30
25~50
 
主要回风巷
20左右
20~30
 
采区上(下)山
20左右
30~40
 
区段平巷
8~20
15~20
 
采区界线
5~10
5~10
 
较大断层
10~50
10~50
视断层落差情形而定
区段斜长确定后,凭证设计已确定的采区斜长,减去采区规模内应留设的其它倾斜偏向的煤柱后,除以区段斜长,即获得区段数目。如为整数,可按此整数划分区段,如获得的区段数不是整数,则应在合理的事人情长度规模内对事人情长度加以调整,或调整相关的其它方面的参数,使其区段数为一整数。多煤层的团结部署采区,区段划分以主要煤层为准,兼顾其它煤层。当采区规模内煤层倾斜偏向有较大转变或遇到落差较大的断层时,区段划分,应思量以这种自然转变为界,以利于事人情生产。

3. 煤柱尺寸

为了掩护采区内种种煤层巷道处于优异状态,现在较量常用的是留设一定尺寸的煤柱。煤柱尺寸主要凭证现实履向来确定。对于缓斜煤层,可参考表3-2-2的尺寸留设。

二、采区巷道部署

1. 采区上(下)山的部署

采区上(下)山道的数目可凭证采区生产能力和开采手艺条件确定,一样平常情形下二条,当采区生产能力较大、高瓦斯或煤与瓦斯突出的矿井,一样平常部署三条。
对开采缓斜及倾斜煤层,在下列情形下,可思量将采区上(下)山部署在煤层中:
(1)、薄及中厚煤层,采区服务年限短时;
(2)、开采只有两个分层的单一厚煤层的采区,开采深度小,顶底板岩石较量稳固,煤质在中硬以上,上山不难维护时;
(3)、团结部署采区,下部为维护条件较好的薄及中厚煤层;
(4)、为部门煤层或区段服务的,维护年限不长的专用透风或运煤上山。
对单一厚煤层和团结部署采区,一样平常应将上山部署在煤层底板岩石中。但在下部煤层的底板岩层距涌水量特大的岩层很近,不能部署上山,或者当上山只为采区部门上部煤层或区段服务,开采下部煤层便废弃不用时,可以思量把上山部署在煤层群中的中部或上部。  现在海内外均有以煤巷取代岩巷的趋势。
采区上(下)山沿煤层走向偏向距离一样平常为20~25m。在垂直走向偏向上,一样平常多使两条上山在层位上保持一定高差,把运输上山设在轨道上山之下,一样平常比轨道上山低2~4m。但若是采区涌水量大时,可将轨道上山部署在低于运输上山的位置。上山设在统一厚煤层中,一样平常轨道上山沿煤层顶板,运输上山沿煤层底板部署。     

2. 区段平巷的部署

开采厚煤层时,各分层的区段平巷,在煤层倾角小于15°~20°时,一样平常用内错式部署;倾角大于20°~25°时,可用水平式部署;倾角小于8°~10°的近水平煤层,一样平常可用重迭式部署。 对于开采煤层群的团结部署采区及单一厚煤层分层开采采区应思量设置区段集中巷。其位置应选在距煤层底板的垂直距离不小于h,并在支承压力转达影响角 以外的地方,凭证履历,最小的h值一样平常为8~12m, 角介于25°~55°之间,区段集中巷还应部署在较量坚硬的稳固的底板岩层中,并应避开地质破损的影响。 

3. 联络巷道的部署

采区联络巷道有区段集中巷与区段平巷之间的联络及采区上(下)山与区段巷道之间的联络巷道。
区段集中巷与区段平巷间的联系方式,一样平常当煤层倾角大15°~20°,区段平巷为水平部署时,常接纳石门联络;煤层倾角小于15°~20°,层间距较大时,可用斜巷联系;而近水平煤层,区段平巷为垂直部署时,则用立眼联系。
采区上(下)山与区段集中巷之间的联系方式主要凭证运输需要确定,一样平常轨道上山与区段集中巷之间接纳石门联系,而运输上山与区段集中巷之间,普遍接纳溜煤眼的联系方式。 

4. 盘区的巷道部署

开采近水平煤层时,盘区的巷道部署较普各处接纳上、下山盘区或石门盘区。其部署方式可参考有关教科书。

5. 同采事人情的合理错距

上、下煤层,上、下分层以及上、下区段同采时,回采事人情的超前距离,应凭证煤层厚度、层间距、倾角及围岩性子等条件,剖析围岩垮落情形和影响规模,确保清静、利便运输和透风为原则来确定。在统一区段内需要同时开采上、下两个煤层时,应使上一煤层的回采事人情超前于下一煤层的事人情,其超前距离为:
 
式中: ——上、下煤层回采事人情最小错距,m;
——上、下煤层层间距,m;
——上、下煤层层间岩石移动角,度;一样平常坚硬岩石可60°~75°,软岩可取45°~55°。
——上一煤层回采事人情的最大控顶距,m。
应该指出,按上式盘算出来的数值,只能作参考,主要应凭证现场现实履向来确定,一样平常不小于50~60m。
厚煤层下行垮落分层同采时,上分层回采事人情超前下分层事人情的距离,应使下分层事人情处于上分层事人情顶板岩石垮落运动终止或基本稳固地带,也可凭证现实履历确定,一样平常情形下,第一、二分层应相隔1.5~2.0个月时间,这样炮采事人情大致为60~80m,普采推进速率较快,大致应保持100~120m。
统一煤层两个相邻区段的回采事人情需要同采时,一样平常应保持40~50m以上的错距,以镌汰顶板冒落和运输事情的相互滋扰。

6. 采区车场形式选择

对采区上、中、下车场主要应确定车场形式、线路部署和调车方式,并作图以示之(插图),线路部署不做详细设计盘算。这里仅对采区车场形式作说明。
采区上部车场常用甩车场清静车场,平车场又可分顺向和逆向二种型式。上部车场的选择主要凭证绞车房的部署和维护条件,在阶段回风巷以上为采空区或松软风化带时,往往接纳平车场。在团结部署采区、回风石门较长时,为便于回风石门联系,也多用平车场。其它情形下,可思量接纳甩车场,顺向和逆向平车场的选择,主要凭证绞车房、上山和回风巷的相互位置决议。顺向平车场的变坡点同绞车房之间的距离较量短,若是绞车房位置受限制,为了便于同总回风巷相联系,可用顺向平车场。团结部署采区,有采区回风石门同阶段回风巷相联系时,可以接纳逆向平车场。
采区中部车场一样平常多为甩车场,按甩入所在差异,可分为绕道式车场、平巷式和石门车场三种。开采单一薄及中厚煤层,多用绕道式车场,团结部署采区或有岩石集中巷的采区,常用甩入平巷或甩入石门式中部车场。
采区下部车场的基本形式,按装车所在差异分为大巷装车、石门装车和绕道装车三种;按质料车场设置所在差异,又有顶板绕道和底板绕道两种。一样平常较常用大巷装车的下部车场,当煤层倾角较大时,可用顶板绕道;倾角较小,用底板绕道。在选用顶板或底板绕道时,应注重轨道上山的起坡角,一样平常以不凌驾25°为宜。团结部署采区具有长度较大的采区石门时,宜接纳石门装车的下部车场,但应注重装车点前后要有足够的储车线长度。对于采区生产能力很大的矿井,如接纳大巷装车,但影响大巷运输能力,又不具备石门装车条件,可接纳绕道装车式下部车场。

7. 采区硐室

采区硐室包罗采区煤仓、采区绞车房和采区变电所。对采区煤仓应确定煤仓容量、煤仓形式和主要参数,以及支护方式。对绞车房要求说明位置、主要尺寸和支护方式。对变电所仅说明位置、支护方式。
采区煤仓容量简直定,现在没有统一的盘算要领,一样平常在60~100t之间。采区生产能力很大时,有的达300~500t左右。煤仓的形式一样平常接纳垂直式圆形断面。当由于巷道的缘故原由,煤仓上、下口不在一个垂直面时,也可接纳倾斜式(倾角在60°以上),圆形或拱形断面。从现在现实使用的煤仓来看,圆形垂直煤仓的直径一样平常为2~4m,其响应的高度大多在20m左右确准时可参照实习矿井的现实履历。煤仓设在坚硬岩层中时,仓身可不支护。一样平常应砌碹,壁厚300~400m,有条件时可用锚喷支护。
采区绞车房应部署在围岩稳固、无淋水、地压小、易维护的所在,应避开较大的地质结构、含水层,并不受开采影响。绞车房与相邻巷道要有足够的掩护煤柱或岩柱(一样平常不小于10m)。绞车房的主要尺寸可参阅《煤矿矿井设计》来确定。支护方式一样平常应用不行燃质料支护,绳道和风道5m以内,也应接纳不行燃质料支护。
变电所应设在围岩稳固、地压小、透风优异、无淋水的所在,同时应设在采区用电负荷的中央,并靠近有轨道运输的巷道。规模较小的采区,可设在两条上山的中央,大采区可设两个变电所,生产能力大的团结部署采区,也有在每个区段都设置变电所。支护方式一样平常应接纳不行燃质料支护,主要尺寸可参考实习矿井和《采矿工程设计手册》等资料确定之。

8. 采区生产系统

确定采区生产系统应和确定巷道部署同时举行,包罗采区内煤、矸、质料和装备的运输蹊径。确定运输方式和选用运输装备。进、回风蹊径和透风设施简直定。供电、供水、注浆等系统简直定。
9、采区内的开采顺序
包罗采区内区段间的开采顺序和区段内煤层间的开采顺序。
 

第三节  采煤要领及工艺设计

一、设计事人情概况

应该交接清晰设计事人情在哪个采区,该采区内可采煤层数目,各可采煤层厚度、倾角、煤层结构,设计事人情在哪个煤层中等情形。

二、采煤要领及工艺选择

1. 凭证《煤炭工业矿井设计规范》第5.2.1 采煤要领及工艺的选择,应切合下列划定:

(1)、选择采煤要领,应凭证地质条件、煤层赋存条件、开采手艺条件、装备状态及其生长趋势等因素,以清静、高效、低成本、高接纳率为目的,经综合手艺经济较量后确定;
(2)、大型矿井应以综合机械化采煤工艺为主,条件相宜的中型矿井,也宜接纳综采工艺;
(3)、设计生产能力3.OMt/a及以上的矿井,条件相宜,应接纳先进成套综采装备,设计高产高效采煤事人情。

2. 凭证《煤炭工业矿井设计规范》第5.2.2 缓倾斜、倾斜煤层采煤要领及工艺的选择,应切合下列划定:

(1)、缓倾斜、倾斜煤层一样平常应接纳长壁采煤法。当煤层倾角大于12°时,宜接纳走向长壁采煤法退却式开采;当煤层倾角小于12°且条件相宜时,可接纳倾斜长壁采煤法退却式开采;
(2)、低瓦斯矿井,地质结构简朴,煤层厚度小于2.5m,煤层不易自燃,可接纳长壁采煤法前进式开采;
(3)、煤层倾角大于35°时,可接纳伪斜走向长壁采煤法退却式开采;
(4)、地质条件、煤层赋存条件及开采手艺条件相宜时,可接纳一连采煤机开采的房柱式或短壁采煤法;
(5)、厚度5m以上的无煤与瓦斯突出危险煤层,切合现行《综合机械化放顶煤开采手艺划定》条件的,宜接纳综铺开采工艺。不具备综铺开采条件的,应接纳分层综采或分层普采工艺;
(6)、厚度4.0~5.5m的煤层,地质结构较简朴、煤层赋存稳固、煤层较硬,宜接纳一次采全高综采工艺。不具备一次采全高综采工艺条件的,宜接纳分层综采或普采工艺;
(7)、厚度1.5~4.Om的煤层,地质结构简朴、煤层赋存稳固,应接纳综采工艺。不具备综采条件的,宜接纳普采工艺;
(8)、厚度1.5m以下的煤层,条件相宜,应起劲推行薄煤层综采工艺。不具备综采条件的可接纳普采工艺。

3. 凭证《煤炭工业矿井设计规范》第5.2.3 急倾斜煤层采煤要领及工艺的选择,应切合下列划定:

(1)、厚度大于15m的无煤与瓦斯突出煤层,条件相宜,应接纳水中分段综采放顶煤工艺。不相宜综采放顶煤开采工艺时,可接纳水中分层普采或爆破装煤开采工艺;
(2)、厚度7~15m的煤层,宜接纳水中分层或斜切分层采煤要领;
(3)、厚度2~6m、倾角大于55°、赋存较稳固的煤层,宜接纳伪倾斜柔性掩护支架采煤法,其事人情伪倾斜角度以煤炭能自溜为宜;
(4)、当煤层赋存条件不相宜接纳本条1~3款的采煤要领时,可凭证详细条件接纳伪俯斜走向分段麋集采煤法、伪俯斜掩护支柱采煤法、正台阶采煤法等。

三、事人情回采工艺设计

在确定采煤要领及回采工艺的类型的基础上,对首采区首先投产事人情回采工艺设计,回采工艺设计包罗机械装备选型、确定作业方式、确定支护和采空区处置赏罚要领、体例循环作业图表及事人情手艺经济指标表。

1. 机采事人情的工艺设计

机采事人情的工艺设计含普机采和高等普机采。
(1)、采煤机和运输机的选型及确定作业方式
采煤机的选型可凭证煤层赋存条件、种种采煤机的适用条件、团结实习矿井的使用履向来举行,可选用DY-150或MLS-170型等单、双滚筒采煤机。采煤机的作业方式,一样平常应接纳双向采煤、斜切进刀。
事人情运输机的选型,应注重与所选采煤机和运输顺槽的运输装备能力相配合。机采事人情常用的可弯曲刮板运输机有SGW-44A、SGW-80T、SGW-150C型等,与之配合运输顺槽配备SZQ-40型双链刮板转载机和SJ-80或SD-80型可伸缩皮带运输机。
(2)、确定事人情支护方式和采空区处置赏罚要领
机采事人情的支护方式包罗单体支架的选型和支架部署方式简直定。机采事人情一样平常使用DZ型单体液压支柱和铰接顶梁组成的金属支架,凭证我国《煤炭工业手艺政策》,不再选用摩擦金属支柱。单体液压柱的选型和规格简直定,应凭证顶板下沉量及事人情采高的转变,按下式确定:
 
 
式中:——支柱的最大、最小高度,mm;
      ——顶梁厚度,mm;
——事人情最大控顶距处顶板最大平均下沉值,mm;
——支柱的卸载高度,mm。
凭证上式盘算出来的 ,从单体液压支柱和铰接顶梁规格表中选取。铰接顶梁的长度应与采煤机的截深相同或成整倍数关系。
事人情支架的部署方式应凭证顶板稳固水平、截深与顶梁长度、采高等因素,团结生产矿井的现实使用的部署方式确定。一样平常在顶板稳固、截深与顶梁长度相同(在0.8m以下)时,可用齐梁直线柱的部署方式。顶板较量破碎,梁的长度较大时,可接纳错梁直线柱(或交织柱)的部署方式。支柱间距离(排距)则凭证截深、顶梁长度和支架的排列方式确定,一样平常为0.6~1.2m。沿倾斜偏向(柱距),则凭证顶板压力巨细确定,一样平常为0.6~1m。为了保证事人情的清静出口,还应专门设计事人情上、下出口的支架部署方式。事人情上、下出口的支护方式,可参照实习矿井现实部署方式确定。
采空区处置赏罚要领,一样平常接纳所有垮落法,这时应确定控顶距和放顶步距,以及特种支架形式和部署方式。控顶距内一样平常包罗机道、行人性和质料道三个空间,机道宽一样平常为1.0~1.2m,行人性和质料道各为截深的1~2倍。设计时与支架部署方式一起思量确定。放顶步距应凭证顶板性子和截深确定,一样平常也是截深的1~2倍。
特种支架一样平常接纳麋集支柱、斜撑、木垛等,在顶板条件适适时,也可接纳无麋集放顶。直接顶坚硬,回柱后不易垮落时,应接纳人工强制放顶要领。
(3)、事人情循环方式及循环作业图表
机采事人情应起劲组织多循环作业。在顶板稳固,回柱后能实时自行冒落,支架部署形式简朴,放顶事情量不很大时,可实验三班采煤,采准平行的作业形式。在顶板破碎或回柱时,冒落顶板有较大攻击力,架设特种支架事情量大的事人情,可思量“两采一准”的作业方式。机采事人情的工序部署,应以割煤工序为主,其他工序,如支护、拆移运输机、回柱放顶等,则可与割煤主要工序在时间上部署依次举行,或者在空间上相互错开,平行作业。回采事人情的劳动组织必须与循环方式、作业形式和工序部署相顺应。追机作业的劳动组织一样平常适用于事人情较长,每班刀数较少,顶板稳固,采煤队治理水平较高的条件。相反,分段作业则主要适用于事人情长度较短、班进多刀、顶板较差的条件。分段接力追机作业,是以上两种劳动组织形式的综合,一样平常适用于事人情较长的条件。事人情循环作业图表包罗循环作业图、工人出勤表及手艺经济指标表。事人情循环作业图,应凭证确定的循环方式、作业方式、工序部署及劳动组织体例。工人出勤表应列出每班出勤的工种名称及人数,以及上、下班时间。各工种出勤人数,可凭证事情量及在实习矿井网络到的劳动定额盘算。手艺经济指标表中应说明的项目有:事人情长度、采高、煤层倾角、采煤机械装备型号、截深、支架形式、采空区处置赏罚要领、逐日循环数、日产量、出勤人数、回采事人情劳动生产率,主要质料消耗及事人情成本等。

2. 综采事人情的回采工艺设计

(1)、综采事人情机械装备
综采事人情机械装备,除了采煤机、运输机和液压自移支架三大装备外,一样平常在运输平巷(顺槽)中还配有转载机和可伸缩胶带运输机,以及液压泵站等隶属机电装备。
综采事人情装备选型,不仅应凭证煤层和顶底板条件,选用合适型号的采煤机、运输机和液压自移支架,更主要的是在选型时,注重事人情三大装备以及运输顺槽的运输和其他装备,在生产能力和空间尺寸上的配合。
原煤炭部妄想设计院提出以下几种综采装备配套方案,供设计时参考:
1)、以ZY-35型支持掩护式液压支架为主的方案:配备MLS-170双滚筒团结采煤机(配1.6m直径的滚筒),SGW-250可弯曲刮板运输机(装Ⅱ型档板):运输顺槽配以SZQ-75型转载机,SDJ-150型可伸缩皮带运输机(或DSP-1063/1000落地架可伸缩皮带运输机)。事人情端头支护可用DZ型外注式或NDZ内注式单体液压支柱。按1140V、660V供电配备。
这套综采装备的适用条件是:煤厚2.1~3.0m,倾角15°以下(带防倒防滑装置,可用于30°以下),顶板中等稳固或较破碎,底板的抗压强度大于1.7MPa,事人情长度为150~170m,走向长度700~1000m。
2)、以QY型掩护式液压支架为主的方案,配MLS-170双滚筒团结采煤机(1.6m直径的滚筒),SGW-250可弯曲刮板运输机(装Ⅱ型档板)、运输顺槽的运输转载装备,端头支护及供电装备同(1)方案。
这套综采装备的适用条件是:煤厚为1.6~3.0m,倾角30°以下(倾角大于15°时,需配防滑装置),顶板破碎或中等稳固以下,底板较为平整,其抗压强度大于1.0MPa,事人情长度150~170m,走向长度700~1000m。
3)、以ZY-8A或ZY-3B(即将由ZY-2Z型产物取代)支持掩护式液压支架为主的方案,配MD-150型或MZS-150型双滚筒团结采煤机(配125m直径滚筒),SGWD-180型可弯曲刮板运输机(装Ⅱ型挡煤板)。运输顺槽中运输转载装备,端头支护和供电装备同(1)方案。
这套综采装备的适用条件:煤厚1.7~2.2m,倾角小于12°,顶板中等稳固,底板较平整,中硬以下或较软的煤层,事人情长度150m,走向长度700~1000m左右。
4)、以ZYZ掩护式或QY型液压支架为主的方案。配MZS-150型或MLS-170型双滚筒团结采煤机,SGWD-180型可弯曲刮板运输机(装Ⅱ型挡煤板)。运输顺槽中运输转载装备,端头支护及供电装备,同(1)方案。
这套综采装备的适用条件:煤厚2~29m,倾角在15°以下(配YAJ-13型液压防滑绞车时,可用于15~25°),顶板破碎或中等稳固,底板较平整,抗压强度大于1.0MPa,中硬以下或较软的煤层,事人情长度130~150m,走向长度700~1000m左右。
5)、以TZ型或BZZC型支持式液压自移支架为主的方案。配MLS-170型或其他型式的单、双滚筒团结采煤机,SGW-150B型可弯曲刮板运输机。运输顺槽中可配SZQ-40型双链刮板转载机,DSP-1060/1000型落地架可伸缩皮带运输机或SJ-80可伸缩皮带运输机。事人情端头支护可配DZ外注式单体液压支柱。
这套综采装备的适用条件:煤厚在1.29~2.5m,倾角在10°以下,顶板稳固、坚硬、底板平整、中硬以下的煤层。事人情长度在150m左右,走向长度为700~1000m。
随着煤炭科学手艺的一直生长,20世纪80年月我国先后研制和应用了适用于倾角在15°以下、煤层厚度3.7~4.7m一次采全厚的全套综采装备。这套装备包罗MXA-300/45型采煤机、BC480-22/42型支持掩护式支架,SGZ-764/264型运输机,SZZ-764/132型转载机等。为了顺应差异的围岩条件,我国还研制了顺应大采高的其它架型,如BY3600-25/50型、ZY3500-25/47型等。
放顶煤综合机械化采煤已经在我国举行了较普遍的推广应用。现在顺应这种采煤法的采煤机为MXA-300型双滚筒采煤机,支架有:ZFD4000-17/33型放顶煤支架(又称高位放顶煤支架)、ZFS4400-19/28型放顶煤支梁(又称中位放顶煤支架)、ZFS5200-17/32型插板式放顶煤液压支架(又称低位放顶煤支架)。顺应放顶煤采煤法的刮板运输机有SGZ-764/400型、SGWD-180型等。
综采装备的手艺特征可见《国产综采装备选型参考图册》。
(2)、事人情循环方式和循环作业图表的体例
综采事人情一样平常只有割煤、前移支架和推移运输机等三个主要工序。完成这三个主要工序就算完成一个循环,因而一样平常是按多循环方式组织作业的。但在部署作业方式时,必须把机械装备磨练作为综采事情的一个工序,举行适当部署,保证磨练时间。可凭证装备磨练能力组织两采一准、两班半采煤,半班磨练的三班作业制或者三班采煤,一班准备(包罗磨练)的四班作业制。设计时可凭证实习矿井的现实使用情形确定。综采事人情的工序部署仍以保证割煤这个主要工序顺遂举行为原则,移架和移运输机应起劲配合割煤事情,尽可能实现平行作业。综采事人情的工序部署仍以保证割煤这个主要工序顺遂举行为原则,移架和移运输机应起劲配合割煤事情,尽可能实现平行作业。综采事人情的劳动组织有追机作业和分段作业两种基本形式,追机作业适用于顶板较稳固、支护事情较简朴、移架速率快、事人情出勤职员较少、手艺治理水平较高的情形;分段作业主要适用于事人情长度较短、截深较小、采煤机牵引速率快、班进多刀、顶板条件差、支护事情较重大、事人情出勤职员多的情形。
在确定上述循环方式、作业方式、工序部署及劳动组织等项内容以后,凭证实习矿井的现实履历,体例循环作业图、工人出勤表、事人情手艺经济指标表等,其内容同机采事人情回采工艺。

3. 炮采事人情回采工艺设计

炮采事人情机械装备较少,体例时可参考实习矿井同类型事人情的现实履历和教科书有关章节所述内容举行。

四、事人情生产能力

应交接设计事人情长,事人情采出率,事人情年生产能力Q可用以下公式盘算:
式中:Q——事人情年生产能力,t/a
          L——事人情长度,m
          Da——事人情年推进度,m
          m——煤层平均采高,m
         γ——煤的容重,t/m3
           C——事人情采出率。

五、顶板治理

应交接清晰顶板的支护方式。

六、回采工艺装备选择

 

第四节 巷道掘进

凭证《煤炭工业矿井设计规范》第5.4.1条:掘进事人情个数应凭证采区及回采事人情数目及装备、回采事人情推进度、采区巷道工程量、所选掘进装备及单进指标等因素确定,配备的掘进事人情应能确保回采事人情和采区的正常接替。
凭证《煤炭工业矿井设计规范》第5.4.4条,掘进速率应凭证装备手艺特征经盘算后确定。差异机械化水平的平巷掘进速率不宜低于表3-4-1的划定。
3-4-1  平巷掘进速率
掘进机械化水平
巷道煤岩种别
月掘进速率(m)
综合机械化掘进机组
500
半煤岩
350
钻爆法
300
半煤岩
200
液压钻车作业线
200
风动凿岩机
120
一连采煤机
1500
注:1、倾角大于8°的上、下山的掘进速率,其修正系数,上山O.9,下山O.8;
有煤与瓦斯突出危险的煤层巷道掘进速率应接纳O.8举行修正。

一、初期巷道工程量

表3-4-2   初期巷道工程量表
序号
巷道名称
围岩形式
支护方式
巷道长
度(m)
巷道断面( )
工程量(m3
备注
1
 
 
 
 
 
 
 
 
2
 
 
 
 
 
 
 
 
3
 
 
 
 
 
 
 
 
 
合计
 
 
 
 
 
 
 
 
 

二、确定采区巷道掘进工艺、装备数目及掘进事人情数目

凭证采区生产能力、采区巷道部署、煤层赋存及实习矿井的生产履历,选择确定巷道掘进工艺,即综掘或炮掘,以及与掘进工艺响应的机械装备和数目。
当某一回采事人情将要采完时,须把一个接替回采事人情准备好,以确保回采事人情的正常生产。故需设置足够的巷道掘进队,并部署好掘进事人情的接替。采掘事人情的比例关系(头、面比)盘算要领如下:
 
式中: ——掘进事人情、回采事人情头面比;
——机械装备安装时间,综采一个月,机采、炮采半个月;
——事人情备用时间,按半月计;
——回采事人情所需时间,月;
 
其中: ——区段内回采事人情沿走向全长,m;
——回采事人情月速率,m/月。
——掘进事人情所需时间,月;
 
其中: ——接替事人情的巷道长度,m;
  ——巷道的掘进速率,m/月。
凭证实习矿井头、面比的详细履历,参照上述盘算效果确定之。:
(1)、大型矿井大断面岩石平巷掘进,宜配备液压钻车及响应的后配套装备;
(2)、中型矿井岩石巷道或大型矿井小断面岩巷掘进,应配备气腿式风动凿岩机及响应的后配套装备;
(3)、溜煤眼、煤仓、急倾斜中厚及厚煤层上、下山掘进,可配备反井钻机。

三、本章应附下列图表:

1、采区巷道部署及机械设置图(1∶1000~1∶2000);
2、采区上(下)山与煤层相对位置剖面图(说明书插图);
3、事人情顺槽、集中巷与煤层相对位置剖面图(说明书插图); 
4、事人情部署平、剖面图(说明书插图);
5、事人情循环作业图表(说明书插图);
6、采区下、中、上车场部署图(说明书插图)。

第四章 矿井透风清静

第一节 设计内容

(一)、确定矿井透风方式;(二)、拟出矿井透风系统;
(三)、设计矿井总风量和总阻力;(四)、盘算选择矿井主扇及其电机;
(五)、提出矿井清静措施。
 

第二节 设计要领顺序

一、概述

凭证所网络的资料,先容本井田及相近矿井瓦斯、煤尘、自燃及突出等情形,
作为开拓、巷道部署,采煤要领及矿井透风清静的凭证。
还应写出随着开采深度的增添,对各水平沼气品级转变的预计和依据。(未网络到这样的资料,可不写)。

二、矿井透风

(一)透风方式和透风系统
依据该矿井地表地形,煤层赋存,及概述中有关情形,选择该矿井的透风方式并说明其依据,选择透风要领。
叙述该矿透风系统,即风骚由进风井到主扇所经由的那些巷道。
(二)风井数目、位置、服务规模及年限
叙述到达年产量时的风井有关情形。
(三)矿井风量、风压及等积孔(如为分区式则为设计采区的总风阻):
① 矿井风量:
1.按井下同时势情最多人数盘算:(可用矿井网络到的资料或指导都是提供的人数盘算)。
                 
(式中K——风量备用系数,对于中央并列式或压入式K=1.45其它K=1.35
2.按矿井沼气(或二氧化碳)的涌出量盘算
对底与高沼气矿井按供风尺度盘算
(式中:T——矿井设计的最大日产量,td,或T=1.15AnA为年产量tan为年岁情天数,一样平常n=300da
        q——供风尺度,对低沼气矿井q=1.00~1.25(m3/min/t/d);对高沼气矿井q=1.5 (m3/min)/t/d)。
对高沼气矿井还应按平均相对瓦斯涌出量来盘算:
盘算效果取大者为Q。
3.确定自力供风的采准巷道和开拓巷道的总风量
4.确定井下自力供风的洞室的总风量
5.确定矿井总风量
)。
6.风量分配
按上述盘算总风量后,从中减去自力供风量,剩余部门再按日产量比例分配到回采事人情和备用事人情。
式中:为各回采事人情日产量之和,为各备用事人情妄想日产量之和,
分配给某一采面的风量:
分配给某一备用事人情的风量:
若是接纳分区式透风,盘算采区总风量+
以此作为选择该采区扇风机的依据。
② 矿井总阻力(或分区式透风的设计采区的总阻力)
1.盘算原则
a)矿井服务年限不长,则选择到达设计产量以后,透风容易和透风难题两个时期透风阻力最大的风路,划分盘算各段井巷的透风阻力,累加后便得出这两个时期的井巷透风总摩擦阻力()。
b)矿井服务年限较长,则只盘算头1520年的透风容易和透风难题时期井巷的透风总摩擦阻力。
c)要求绘制透风容易与透风难题两时期的透风系统图和透风网络图,图可用插页图形式,单线绘制。图中要标出风骚偏向、风量、必须的透风修建物,分风与合风的编号(节点号),风量必须闭合(∑Q=0)。
d)为了经济合理,清静的使用主扇,难题时期的总阻力不得凌驾350450mmH2O
2.盘算要领
划分沿着两时期透风阻力最大的风路,用下式盘算各段巷道的摩擦阻力:
 Pd
 
两个时期的摩擦阻力盘算可用列表的形式沿进、回风路标出(如下表)。
………………时期透风阻力盘算表
井巷序号
井巷名称
支架形式
α
N·S2/m4
L
m
U
m
S
m2
R
N·S2/m8
Q
m3/s
h
Pd
v
m/s
1—2
23
·
·
·
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
h=    Pd
表中的风速必须切合规程第105条的划定,不符时,要重新设计端面S,再重算其阻力,容易时期和难题时期的矿井透风总阻力划分为:
     Pd
   Pd
(即将局部阻力以系数的形式思量进去)。
③ 矿井总风阻及等积孔
(如为分区式则只盘算设计采区总风阻,式中取代。)

三、透风装备

(一)设计依据
风量:
(二)选型设计
扇风机风量:~1.10)
            (抽出式,外P漏风系数:当风井无提升装备时取1.05,有提升装备时取1.10)
        或       ~1.15)
            (压入式,当风井无提升装备时取1.10,有提升装备时取1.15
扇风机风压
① 对抽出式透风且用个体特征曲线选轴流风机时:
   
② 对抽出式透风且用个体特殊曲线选离心式风机时:
③ 对压入式透风
扇风机选型:
凭证求出的两组数据,在扇风机个体特征曲线图或表上选择合适的扇风机。判别选择是否合适,要看该两组数据组成的点,是否落在扇风机个体特征线的合理事情规模之内。并绘出所选风机的风压特征曲线图,以及上述两个点,并通过着两个点找出两时期的工况点。(求工况点:可用该两点分作R特征,交于其上P那条特征曲线上的点为工况点,或用风量相等的要领作直线交于该两点各自上方的风压特征曲线上的点为其工况点。计下工况点的转数,风量、风压。)
选定主扇后,列表纪录两时期主扇型号,动轮直径,动轮叶片安装角(轴流式),转数、工况点对应的风量、风压、效率、输入功率等数值。
电念头型号
① 当主扇的输入功率时,两时期都用来选电念头。
1.10~1.15)/),KW
(式中:——传动效率,直接传动=1.0,间接传动=0.95
        ——电念头效率,一样平常取0.95,或查电机手册)
② 当主扇的输入功率时,则容易时期用较小功率的电机,在适其时间再换按所选的电机,其算法与1相同,较小功率电机用比例中项式盘算。
1.10~1.15)KW
(式中:1.10——轴流式时电机的容量系数,
        1.15——离心式风机的电机的容量系数。)
 

第三节 矿井清静措施

一、基本要求

在矿井没有特殊自然灾难的情形下,本部门只需提出简扼的一样平常通常应有的清静措施,若是实习矿井有较突出的灾难,指导西席将这些灾难因素作为设计条件时,应当凭证西席要求作适当深度的思量,但内容不要求详尽,应以重大的基本措施为主。

二、设计要领

主要是通过在实习矿山网络的“矿井设计说明书”、“作业规程”及其它清静生产资料,整理后提出其焦点和原则的部门作为自己的现实措施。

三、主要内容

(一)一样平常通用清静原则及措施;
(二)高沼气式防突措施;
(三)防止煤尘爆炸措施;
(四)防火措施;
(五)防水措施。
说明书内不要求以上内容所有都必须写到,有什么问题,什么问题较突出,就重点写该方面的内容。清静部门一样平常不要求一定绘制插图。

第五章 矿井主要装备选择

第一节 提升运输装备

一、平硐(大巷)电机车运输

1. 设计依据

1)矿井原煤产量及矸石量;
2)矿井瓦斯品级,有无煤与瓦斯突出;
3)事情制度:通常为年岁情300d,天天两班运输,最买做事情时间不应凌驾7h;
4)运输线路平均坡度,通常以3‰重列车下坡运行;
5)矿车形式及轨距;
6)吊车时间,包罗采区装车及井底车场卸车、调车时间,通常为20~30min;
7)运输不平衡系数,一样平常接纳1.25,综合机械化采煤时取1.35;
8)矿井运输距离及运量:
式中:L-加权平均运输距离,km
A1A2-各装车站班产量,t
L1L2-各装车站距井底车场的距离,km

2. 选型盘算

l 凭证矿井瓦斯情形,凭证《煤矿清静规程》第347条划定选择电机车形式。
l 确定电机车轨距;
l 确定电机车粘着质量,见表511
511  电机车粘着质量选择
矿井年产量(万t
架线式(t
蓄电池式(t
配套矿车(t
说明
60及以下
7及以下
8及以下
1.0
矿车牢靠式
6090
710
8
1.5~3.0
矿车牢靠式或底卸式
120180
1014
8
3.0
矿车牢靠式或侧卸式
180以上
1420
812
3~5
底卸式或侧卸式
1)列车组盘算
1)按中列车上坡起动条件
式中:Q-重车组质量,t
      Pn-电机车粘着质量,t,如电机车的所有对轮均为自动轮,则PnP
      P-电机车质量,t
      g-重力加速率,m/s2g9.8 m/s2
      Ψq-电机车撒沙起动的粘着系数,见表512
      a-列车起动加速率, m/s2,一样平常取a0.04m/s2
   ωq-重列车起动阻力系数,见表513
i-运输线路平均坡度,‰,对于运输大巷,一样平常取i3‰。
512  电机车运输粘着系数
事情状态
撒沙
不撒沙
起动
制动
起动
制动
运行
Ψq
0.24
0.17
0.20
0.09
0.12
 
513  矿车运行阻力系数
矿车名义装载质量(t
列车起动
列车运行
重车
空车
重车
空车
1.0
0.0135
0.0165
0.0090
0.0110
1.5
0.0120
0.0150
0.0075
0.0095
3.0
0.0105
0.0135
0.0070
0.0090
5.0
0.0090
0.0120
0.0060
0.0080
 
(2)按牵引电念头允许温升条件
式中:Fd-电机车等值牵引力,kN,可取电机车长时牵引力;
      α-电机车调车时电能消耗系数,见表514
     ωy-重列车运行阻力系数,见表513
      id-等阻坡度,‰,对于转动轴承矿车,一样平常取id2;
      τ-相对运行时间,
           
      θ-调车及停车时间,min,一样平常取2030min
      T1-列车往返一次运行时间,min
          
      L-加权平均运输距离,km
      v-机车平均速率,km/h
514   调车电能消耗系数
运输距离(km
1.0
1.0~1.5
1.5~2.0
2.0
α值
1.40
1.25
1.15
1.10
 
3)按重列车下坡制动条件
式中:Q-重车组质量,t
      Pz-电机车制动质量,t,即是电机车的所有质量;
     Ψz-制动时的粘着系数,见表512
ωz-重列车运行阻力系数,见表513
      b-列车制动减速率, m/s2
        
     l-允许的制动距离,凭证《煤矿清静规程》第351条划定,按运送物料下坡制动不凌驾40m盘算,取l=40m
按上述三个条件盘算取小值盘算列车组中的矿车数。
2)车组中矿车数n
式中:q-矿车装载质量,t
      q0-矿车质量,查表得。
3)电机车台数
1)电机车往返一次所需时间
     T=T1
(2)每台电机车每班可能运输次数
     
     式中:Tb-电机车每班事情小时数,h
3)每班货运需要的列车数
     
     式中:k1-运输不平衡系数,一样平常为1.25,综采时为1.35
           k2-矸石系数;
           Ab-矿井(水平)每班产量,t
4)每班运人所需列车数m2
     凭证《煤矿清静规程》第358条划定,距离凌驾1.5km时接纳机械运输。单翼开采时,m21;双翼开采时,m22;不运送职员时,m20
5)矿井(水平)所需电机车总台数
     

二、带式运送机运输

1. 设计依据

1)运输长度,m;
2)运输倾角,°;
3)事情制度,d;
4)运输量,t/d;
5)运输时间,h/d;
6)运输装备:初选运输装备。

2. 选型盘算

1)运输斜长
L=L1+LS+L2  (m)
式中:
L1—从井口至机头距离, m;
L2—皮带机尾长度, m;
LS—运输长度, m。
2)运送能力
t=1.15   t/d 
Q=t/H    t/h
式中:
t—运送能力, t/d;
A—年生产能力, 万t/a;
n—年岁情日,d,煤矿一样平常取330d;
Q—运送能力,t/h;
H-运输时间,h/d。
3)带宽盘算
     B=     (m)
式中:
Q——运送能力,t/h。
K——断面系数,按表5-1-5选取;
B——带宽,m;
v——带速, m/s,凭证初选的带式运送机参数确定;
C——倾角系数,按表5-1-6选取;
γ——物料散集密度,一样平常取0.9t/m3
ζ——速率系数,按表5-1-7选取;
 
 
 
 
 
 
 
 
表5-1-5  断面系数
B(mm)
物料群集角ρ
15°
20°
25°
30°
35°
K
槽形
平形
槽形
平形
槽形
平形
槽形
平形
槽形
平形
500
650
300
105
320
130
355
170
390
210
420
250
800
1000
335
115
360
145
400
190
435
230
470
270
1200
1400
355
380
380
150
420
200
455
240
500
285
表5-1-6  倾角系数
带式运送机倾角(°)
≤6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
25
倾角系数C
1.0
0.96
0.94
0.92
0.90
0.88
0.85
0.81
0.76
0.74
0.72
表5-1-7  速率系数
V(m/s)
≤1.6
≤2.5
≤3.15
≤4.0
≤6.3
ζ
1.0
0.98~0.95
0.94~0.90
0.84~0.80
0.74~0.70
 

三、斜井(斜巷)绞车提升

1. 设计依据

1)提升长度,m;
2)倾角,°;
3)事情制度:d/a;
4)提升量: t/日;
5)提升容器:矿车,自重,kg;
6)车场形式:甩车场;
7)日提升时间,h。

2. 选型盘算

1)一次提升循环时间
(1)上部及下部车场均为甩车场的单钩串车提升
     
式中:L1—从井底至井口栈桥串车停车点尾部的斜长,m;
      vm-提升绞车绳速,m/s;
(2)井底甩车场、井口平车场的单钩串车提升
    
    式中:L-从井口至井底斜长,m;
2)一次提升量及矿车数确定(凭证矿井年产量要求盘算)
一次提升量
式中:k-提升不平衡系数,一样平常取1.25
      Ab-上、下山最买办提升量,t
      Tb-每班提升事情小时数,h
一次提升矿车数:
   
式中:q—每一矿车装载质量,kg;
盘算出的n值若是是小数,应取较大的整数。
3提升钢丝绳选择
     钢丝绳单元长度重量Pk
 (kg/m)
式中:q0—矿车质量(kg);
q—矿车装载质量(kg);
β—井筒倾角(°);
ω—矿车阻力系数,一样平常ω取0.015;
f—钢丝绳运行阻力系数,f取0.25;
бB—钢丝绳公称抗拉强度,Pa;
m—钢丝绳清静系数,按《规程》第400条划定,升降职员时m≥9;升降物料时m≥7.5;专为升降物料时m≥6.5
P—每m钢丝绳质量(kg/m);
Lc—钢丝绳长度=提升斜长+过卷长度(m)。
凭证上式盘算,选取钢丝绳。
绳端荷重Qmax
Qmax =[n(q+q0)(sinβ+ωcosβ)+PLc(sinβ+ ƒ cosβ)]  (kg)
钢丝绳验算:
按下式举行验算清静系数:
Qz/Qmax    >m
式中:Qz—钢丝绳破断拉力总和(kg);
4)绞车卷筒尺寸
(1)卷筒直径
     D≥60d
    式中:d-提升钢丝绳直径,mm;
(2)卷筒宽度和缠绳层数
    A、单层缠绕时卷筒宽度
       
B、多层缠绕时卷筒宽度
式中:lt-提升距离,m;
      l-试验钢丝绳长度,m,一样平常取30m;
      K-缠绕层数,《规程》第419条划定,升降职员或升降职员和物料的,准许缠绳两层;升降物料的,准许缠绳三层;
      Dp-平均缠绳直径,m;Dp=D+(K-1)d×103
       n′-最少摩擦圈数,n′≥3;
    n″-每季度将钢丝绳移动四分之一圈所需的备用圈数,n″=4;
      ε-钢丝绳之间的间隙,mm,一样平常取2~3mm。
5)校验电念头功率
(1)单钩上提重物时
    
(2)单钩下放重物时
式中:Fm-单钩提升系统最大静张力,Fm=Qmax×g;
     η-减速机传动效率,一级传动时为0.90,二级传动时为0.85;
      k-电念头功率备用系数,取k=1.15~1.20;
      1.05-下放重物时,电念头超同步运行的超速系数。

3. 绞车选型

表5-1-8  常用单滚筒提升绞车主要手艺特征
  项目
 
习惯名称
卷筒尺寸(m)
最大载荷(kN)
钢丝绳
速率规模
m/s
提升距离(m)
直径
宽度
静张力
静张力差
直径
质量
一层
二层
三层
1.2m绞车
1.2
1.0
30
30
18.5
1.259
1.5~2.5
138
308
513
1.6m绞车
1.6
1.2
45
45
24.5
2.129
1.9~4.0
178
388
645
2.0m绞车
2.0
1.5
60
60
30
3.224
2.5~4.0
337
514
847
 

四、立井提升

1. 设计依据

1)提升高度,m;
2)提升量,t;
3)事情制度,d/a;
4)每班事情时间,h/班;

2. 选型盘算

1)罐笼的选择
2)平衡锤的选择
平衡锤选择盘算表
序号
计 算 项 目 及 单 位
公式、符号
1
罐笼质量(kg )
Qo
2
有用装载量(kg)
Q
3
矿车质量(kg)
qc
4
乘罐笼职员的总质量(kg)
Qz
 
平衡锤质量
专提职员(kg)
 
Qc=Qo+1/2 Qz
 
5
提升职员及货载
以提升职员为主(kg)
Qc=Qo+ Qz
 
以提升货载为主(kg)
 
Qc=Qo+1/2Q+qc
 
6
确定平衡锤质量(kg )
 
7
凭证竖井断面尺寸及部署
确定平衡锤的尺寸(mm)
长×宽
3)钢丝绳选择
(1)首绳选择
                 钢绳选择盘算表
序号
盘算项目及单元
公式、符号
1
有用装载量(kg)
Q
2
提升容器质量(kg)
Qr=Qo+2qc
3
首绳终端负荷的质量(kg)
Qd=Q+Qr
4
提升钢绳根数(根)
n
5
钢丝绳抗拉强度(N/m2)
σ
6
钢丝绳的假定密度平均值(kg/m3)
ρo            
7
重力加速率(m/s2)
g
8
提升高度(m)
H
9
井架高度(m)
Hj
10
最低段到尾绳环底端的高度(m)
Hw
11
钢丝绳悬垂长度(m)
Ho=H+Hj+Hw
12
钢绳清静系数(《规程》第400条)
m
13
首绳每米质量(kg/m)
            Qd
p′ = ——————            
          θ 
     n( ——— - Ho)
         ρogm
(2)尾绳盘算
                        尾 绳 计 算 表       
序号
盘算项目及单元
公式、符号
1
尾绳根数(根)
n′
2
尾绳每米质量
(kg/m)
     n
q= ——— p
     n′

3. 提升机选择

1)主导轮直径的选择
    主导轮直径选择表
序号
盘算项目及单元
公式、符号
1
首绳直径(mm)
ds
2
主导轮盘算直径(mm)
Dj≥100×ds
 
2)提升机选择
3)电念头的概算功率
电念头概算功率表
           K(S1- S2
    N′= —————— ρ    kw
             1000η
式中: K提升阻力系数,K=1.2;
      η—传动效率;
       ρ—动力系数1.1;
      ν—提升最大速率,m/s
 
 

第二节 透风装备

一、设计依据

1、矿井瓦斯品级;
2、风量,m3/s (凭证透风设计盘算)
3、负压,Pa  (凭证透风设计盘算)

二、选型盘算

1、透风机需要的风量
透风机的事情风量,需要适当思量加入外部漏风量。
    Qf=1.05×Qk  m3/s
2、透风机需要的风压
hfmax=h+h  Pa
3、配备电机功率
电念头输出功率:Ne= hfmax×Qf×K /(ηt×ηe)   kw
式中:Qk-矿井盘算总风量,m3/s;
      h-矿井盘算风压,Pa;
      h-自然风压,Pa,一样平常可取h20×9.81 Pa
K-电念头备用系数,轴流式取K=1.1~1.2,离心式K=1.2~1.3;
ηt-透风难题时期工况点的效率;
ηe-电念头效率,一样平常取0.9~0.95。

三、装备选择(例)

风机型号
叶片安装角
风量
m3/min
风压
效率(%)
电机
功率(Kw)
安装
标志
动压
静压
全压
静压
全压
配套
KZT-11
-10
0
1120-680
 
 
520-1490
 
81
30
 
 
 

第三节 排水装备

一、设计依据

1、矿井正常涌水量:Qc,m3/h;
2、矿井最大涌水量:Qmax,m3/h;
3、排水垂高:      HP,m。

二、选型盘算

1、正常排水能力
Q1=24×Qc/20  (m3/h)
2、最大排水能力
Q2=24×Qmax/20  (m3/h)
3、备用排水能力
    Q30.7 Q1
4、磨练排水能力
    Q40.25 Q1
5、矿井总排水能力
    Q= Q1+ Q3 +Q4
6、水泵扬程
H=K1(HX+HP)
式中:HX-吸水高度,m,HX=5.5m;
      HP-排水高度,m;
      K1-管路损失系数:垂直管路,K1=1.1~1.15;倾斜管路,K1=1.25~1.3。
7、排水管径
   
   式中:QB-水泵流量,m3/h
         VP-排水管经济流速,取1.5~2.2m/s

三、水泵选择

凭证《规程》第148条划定,必须有事情、备用、磨练的水泵。备用水泵的能力应不小于事情水泵能力的70%,而且事情和备用水泵的总能力应能在20h内倾轧矿井24h的最大涌水量。磨练水泵的能力不小于事情水泵能力的25%。

第四节 压气装备

一、设计依据

1、 设计所选用风装备的事情数目;
2、 单元耗宇量,(m3/min)

二、选型盘算

全矿气动装备耗宇量Q
    Q=KhKlK (∑niqiKsKw )   (m3/min)
 式中:Kh—高原修正系数,见表5-4-1;
Kl—管路漏损系数,见表5-4-2;
K未计入的少量用气增添系数,取1.06;
      ni-同型号气念头械的台数,台;
      qi-同型号每台气念头械的耗量,m3/min;
      Ks-同型号气念头械的同时势情系数,见表5-4-3;
      Kw-气念头械因磨损引起的增添系数,对凿岩机取1.15,其他取1.1。
表5-4-1    高原修正系数
海拔高度(m)
Kh
海拔高度(m)
Kh
海拔高度(m)
Kh
0
1.00
1200
1.17
3000
1.51
300
1.04
1600
1.25
3600
1.66
500
1.07
1800
1.28
4000
1.76
800
1.11
2000
1.31
5000
2.04
1000
1.14
2600
1.43
 
 
 
表5-4-2    管路漏损系数
管路长度(m)
Kl
<1000
1.1
1000~2000
1.15
>2000
1.2
 
表5-4-3    同型号气念头械的同时势情系数
同型号凿岩机
台数
≤10
11~30
31~60
>60
Ks
1.0~0.85
0.84~0.75
0.75~0.65
0.65
同型号装运机
台数
≤10
11~20
>20
 
Ks
0.8~0.75
0.74~0.65
0.65
 
同型号装岩机
台数
≤10
 
 
 
Ks
0.3
 
 
 
 

三、装备选择

 

第六章 电气及通讯

第一节 设计内容

(一)凭证矿井所能取得的电源情形,确定矿井供电电源;
(二)凭证矿井用电装备的现真相形,列出矿井电力负荷统计表;
(三)凭证清静可靠、手艺先进、经济合理的要求,确定变电所的位置与型式及主变压器的台数与容量、类型,选择变压器主结线方案与崎岖压装备,举行供配电线路的设计盘算,确定矿井供电方案,绘制矿井供电系统插图;
(四)提出矿井通讯与信号方案。
 

第五节 设计要领顺序

 

一、供电电源

1、《煤矿清静规程》对矿井供电电源的要求
第四百四十一条 矿井应有两回路电源线路。当任一回路发生故障阻止供电时,另一回路应能担负矿井所有负荷。年产6万t以下的矿井接纳单回路供电时,必须有备用电源;备用电源的容量必须知足透风、排水、提升等的要求。
矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷。
正常情形下,矿井电源应接纳排列运行方式,一回路运行时另一回路必须带电备用,以保证供电的一连性。
10kV及其以下的矿井倾轧电源线路不得共杆架设。
矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。
2需现场网络的资料
矿井邻近电网情形?供电协议书?电源的联系、落真相形?
3、矿井邻近电网情形简介
供本矿选择使用电源点的主要手艺特征,包罗变电所的容量、系统接线方式、输电线路的电压品级和导线型号、线路长度等?

二、电力负荷

煤矿的盘算负荷,通常接纳需用系数法来确定。作为近似盘算,亦可接纳单元产值 ( 或产物)耗电量法。
1、按需用系数法来确定盘算负荷
1)有功盘算负荷(单元为kW)
            P=KPe
Pe—用电装备总容量(事情装备容量,单元为kW)
K—用电装备需用系数
2)无功盘算负荷(单元为kvar)
            Q=Ptan
tan—用电装备功率因数cos的正切值
3)视在盘算负荷(单元为kVA)
            S=P/cos
4)盘算电流(单元为A)
            I=S/UN
UN—用电装备配电电压(单元为kV)
 
2、按单元产值耗电量法确定盘算负荷
1)有功盘算负荷(单元为kW)
            P=Aa/Tmax
Pe—单元产值耗电量(单元为kW•h/单元产值)
A—年产量
Tmax—年最大有功负荷使用小时
2)无功盘算负荷(单元为kvar)
            Q=Ptan
3)视在盘算负荷(单元为kVA)
            S=P/cos
4)盘算电流(单元为A)
            I=S/UN
3、矿井用电装备负荷统计简介
凭证盘算负荷对矿井共安装装备台数、事情台数,装备总容量、事情容量,全矿有功负荷、无功负荷、自然功率因数,及为提高功率因数,在地面变电所接纳高压静电电容器赔偿的赔偿容量,赔偿后功率因数,吨煤综合电耗等举行叙述。
矿井电力负荷统计见附表6-1。

附表6-1    矿井电力负荷统计表
 
负  荷  名  称
额定
电压
(V)
额定
容量
(kW)
装备数目
装备容量
需用
系数
cosφ
tgφ
使用容量
最大负荷使用小时
年耗
电量
备注
装备
台数
事情
台数
装备
容量
(kW)
事情
容量
(kW)
有功
功率
(kW)
无功功率
(kvar)
视 在
(kVA)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

三、供电方案

1. 《煤矿清静规程》对矿井供电的要求

第四百四十二条 对井下各水平中央变(配)电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房供电的线路,不得少于两回路。当任一回路阻止供电时,其余回路应能担负所有负荷。
主要透风机、提升职员的立井绞车、抽放瓦斯泵等主要装备房,应各有两回路直接由变(配)电所馈出的供电线路;受条件限制时,其中的一回路可引自上述同种装备房的配电装置。
本条上述供电线路应来自各自的变压器和母线段,线路上不应分接任何负荷。
本条上述装备的控制回路和辅助装备,必须有与主要装备一律可靠的备用电源。
第四百四十三条 严禁井下配电变压器中性点直接接地。
严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。
第四百四十八条 井下各级配电电压和种种电气装备的额定电压品级,应切合下列要求:
(一) 高压,不凌驾10000V
(二) 低压,不凌驾1140V
(三) 照明、信号、电话和受持式电气装备的供电额定电压,不凌驾127V
(四) 远距离控制线路的额定电压,不凌驾36V
采区电气装备使用3300V 供电时,必须制订专门的清静措施。
第四百四十八条 矿井必须备有井上、下配电系统图,井下电气装备部署示意图和电力、电话、信号、电机车等线路平面敷设示意图,并随着情形转变定期填绘。图中应注明:
(一) 电念头、变压器、配电装备、信号装置、通讯装置等装设所在。
(二) 每一装备的型号、容量、电压、电流种类及其他手艺性能。
(三) 馈出线的短路、过负荷掩护的整定值,熔断器熔体的额定电流值以及被掩护干线和支线最远点两相短路电流值。
(四) 线路电缆的用途、型号、电压、截面和长度。
(五) 掩护接地装置的安设所在。
第一百二十八条 (四)低瓦斯矿井掘进事人情的局部透风机,可接纳装有选择性泄电掩护装置的供电线路供电,或与采煤事人情脱离供电。
(五)瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯突出矿井中,掘进事人情的局部透风机应接纳三专(专用变压器、专用开关、专用线路)供电;也可接纳装有选择性泄电掩护装置的供电线路供电,但天天应有专人检查一次,保证局部透风机可靠运转。
第一百五十八条 高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯突出矿井,必须装备矿井清静监控系统。没有装备矿井清静监控系统的矿井的煤(岩)、半煤(岩)和有瓦斯涌出岩巷的掘进事人情,必须装备甲烷风电闭锁装置或甲烷断电仪和风电闭锁装置。

2. 变配电所所址的选择

选择煤矿变配电所所址,主要应凭证下列要求经手艺、经济较量后确定:
(一) 靠近负荷中央。
(二) 收支线利便。
(三) 靠近电源侧。
(四) 装备运输利便。
(五) 不应设在有强烈震惊或高温的场所等。

3. 变压器的选择

1)变电所主变压器台数的选择
主变压器台数应凭证负荷特点和经济运行要求举行选择。当切合下列条件之一时,宜装设两台及以上变压器,其它情形下宜装设一台变压器。
1)大量一级或二级负荷;
2)季节性转变较大,适于接纳经济运行方式。
3)集中负荷较大,例如大于1250kVA
2)变电所主变压器容量的选择
1)装有一台变压器的变电所 主变压器容量ST应不小于总的盘算负荷S,即ST≥S
2)装有两台及以上变压器的变电所,当其中任一台变压器断开时,其余变压器的容量应知足一级负荷及二级负荷的用电。
(3)主变压器单台容量上限 单台配电变压器(低压为0.4kv)的容量一样平常不宜大于1250kVA。当用电装备容量较大、负荷集中且运行合理时,亦可选用较大容量的配电变压器。
在选择变压器容量时,从变压器使用寿命为20~40年的整个时代的变压器的初期投资、安装用度、维修用度和能量消耗用度综合思量,从经济运行看法,变压器的负荷率一样平常在60~70%为宜。负荷率过高,变压器的初期投资少,能量消耗大,电能损失用度高,负荷率过低,能量消耗小,电能损失用度低,变压器的初期投资大。
变电所主变压器台数和容量的选择,现实工程设计中往往需团结变电所主接线方案设计来思量。

4. 变配电所主结线方案的设计

1)主接线方案的设计原则与要求
变配电所的主结线,应凭证变配电所在供电系统中的职位、收支线回路数、装备特点及负荷性子等条件确定,并应知足清静、可靠、无邪和经济等要求。
(1) 清静性
①在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧,必须装设高压隔脱离关。
②在低压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧,必须装设低压刀开关。
③在装设高压断路器—负荷开关的出线柜母线侧,必须装设高压隔脱离关。
④35kV及以上的线路最后,应装设与隔脱离关连锁的接地刀闸。
⑤变配电所高压母线上及倾轧线路最后,必须装设避雷器。装于母线上的避雷器,宜与电压互感器共用一组隔脱离关。接于变压器引线上的避雷器,不宜装设隔脱离关。
(2) 可靠性
(1)变配电所的主结线方案,必须与其负荷级别相顺应。对一级负荷,应由两个电源供电。对二级负荷,应由两回路或者一回路6kV及以上专用倾轧线或电缆供电;其中接纳电缆供电时,应接纳两根电缆组成的线路,其每根电缆应能遭受100%的二级负荷。
(2)变电所的非专用电源进线侧,应装设带短路掩护的断路器或负荷开关(串电容器)。当双电源供多个变电所时,宜接纳环网供电方式。
(3)变电所低压侧的总开关,宜接纳低压断路器。当有继电掩护或自动切换电源时,低压侧总开关和低压母线分段开关,均应接纳低压断路器。
(3) 无邪性
1)变电所的崎岖压母线,一样平常宜接纳单母线或单母线分段结线。
2)35kV及以上电源进线为双回路时,宜接纳桥形结线或线路变压器组结线。
3)需带负荷切换主变压器的变电所,高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关。
4)主结线方案应与主变压器经济运行的要求相顺应。
5)主结线方案应思量到以后可能的扩展。
(4) 经济性
1主结线方案在知足运行要求的条件下,应力争简朴,变电所高压侧宜接纳断路器较少或不用断路器的结线。
(2)变配电所的电气装备应选用手艺先进、经济适用的节能产物,不得选用国家明令镌汰的产物。
(3)应思量无功功率的人工赔偿,使最大负荷时功率因数到达划定的要求(高压供电的工业用户,功率因数不得低于0.9)。
1)主接线方案的手艺经济指标
设计变配电所主结线,应按所选主变压器的台数和容量以及负荷对供电可靠性的要求,起源确定2~3个较量合理的主结线方案来举行手艺经济较量,择其优者作为选定的变配电所主接线方案。
1)主接线方案的手艺指标
供电的清静性。主结线方案在确保运行维护和磨练清静方面的情形。
供电的可靠性。主结线方案在与用电负荷对可靠性要求的顺应性方面的情形。
供电的电能质量主要是指电压质量,包罗电压误差、电压颠簸及高次谐波等方面的情形。
运行的无邪性和运行维护的利便性。
对变配电以是后增容扩建的顺应性。
2)主接线方案的经济指标
线路和装备的综合投资额 包罗线路和装备自己的价钱、运输费、治理费、基建安装费等。
变配电系统的年运行费 包罗线路和装备的折旧费、维护治理费和电能损泯灭等。线路和装备的折旧费、维护治理费,通常取线路和装备综合投资的4~6%。而电能损泯灭,则凭证线路和变压器的年电能消耗盘算。总的年运行费即为以上线路变压器的年折旧费、维护治理费和电能损泯灭之和。
2)变配电所主接线方案示例
变配电所主接线应只管由成套的崎岖压配电装置组合而成,而且方案的设计应思量到变配电所可能的增容扩展,特殊是出线柜要便于添置。
(1) 高压主结线方案示例
两路电缆进线、单母线分段的主结线方案示例,见附表6-4
(2) 低压主结线方案示例
两台主变压器供电的低压侧主结线方案示例,见附表6-5
(3) 3、变配电所主结线方案示例
装有两台主变压器的10kV降压变电所主结线图,见附图6-6
3)短路盘算及一次装备的选择
(1) 短路电流的盘算(以标幺值法为例)
绘盘算电路图,选短路盘算点 盘算电路图上应将短路盘算中需计入的所有电路元件的额定参数都体现出来,并将各个元件依次编号,如图6-2所示。
短路盘算影戏选择得使需要举行短路效验的电气元件有最大可能的短路电流通过。
设定基准容量Sd和基准电压Ud,盘算短路点基准电流Id,一样平常设Sd=100MVA,设Ud=Uc(短路盘算电压)。短路基准电流按下式盘算:
Id=Sd/Ud
盘算短路回路中各主要元件的阻抗标幺值 一样平常只盘算电抗。
1)电力系统的电抗标幺值
X *s=Sd/ Soc
式中 Soc—电力系统出口断路器的断流容量(单元MVA)。
2)电力线路的电抗标幺值
X *WL=X0LSd/ Uc2
式中 Sc—线路所在电网的短路盘算电压(单元kV)。
接纳标幺值盘算时,无论短路盘算点在那里,电抗标幺值均不需换算。
3)电力变压器的电抗标幺值
X *T=Uk%Sd/ 100SN
式中 Uk%—变压器的短路电压(阻抗电压)百分值;
SN—变压器的额定容量(单元kVA,盘算时化为与Sd同单元)。
绘短路回路等效电路,并盘算总阻抗  接纳标幺值盘算时,无论有几个短路盘算点,其短路等效电路只有一个,如图6-3所示。
6-3中对d1点的短路回路总电抗标幺值为:
X *d1= X *1+ X *2
6-3中对d2点的短路回路总电抗标幺值为:
X *d2= X *1+ X *2+ X *3// X *4
盘算短路电流  划分对各短路盘算点盘算其三相短路电流周期分量Ik(3)、短路次暂态短路电流I˝(3)、短路稳态电流I(3)、短路攻击电流Ish(3)及短路后第一个周期的短路全电流有用值Ish(3)
三相短路电流周期分量有用值按下式盘算:
Ik(3)= Id/ X *
在无限大容量系统中,存在下列关系:
I˝(3)= I(3)= Ik(3)
高压电路的短路攻击电流及其有用值按下式盘算:
ish(3)=2.55 I(3)
Ish(3)= 1.51 I˝(3)
低压电路的短路攻击电流及其有用值按下式盘算:
ish(3)=1.84 I(3)
Ish(3)= 1.09 I˝(3)
6)、盘算短路容量
Sk(3)= Sd/ X *
7)、两相短路周期分量有用值按下式盘算:
Ik(2)=0.866 Ik(3)
4)一次装备的选择与效验
一次装备选择与效验的一样平常原则与项目
按使用的情形条件选型:如一样平常型和矿用型。一样平常型又分为户内式和户外式;矿用型又分为矿用一样平常型、清静型、隔爆型和隔爆兼清静型等。选择时,首先凭证电器事情情形的条件,选出合适的型号。
按正常事情条件选择电器参数:额定电压、额定电流、断流容量、短路电流校验等。
选择高压电器,应能在恒久事情条件下和发生过电压、过电流的情形下保持正常运行。
选择次装备效验项目见表6-6
6-6  选择次装备效验项目
序号
电器名称
额定电压(kv
额定电流(A)
额定容量(kVA)
机械荷载(N)
额定开断电流(KA)
短路稳固性
绝缘水平
热稳固
动稳固
1
高压断路器
*
*
 
*
*
*
*
*
2
隔脱离关
*
*
 
*
 
*
*
*
3
负荷开关
*
*
 
*
 
*
*
*
4
熔断器
*
*
 
*
*
*
*
*
5
电压互感器
*
 
 
*
 
 
 
*
6
电流互感器
*
*
 
*
 
 
 
*
7
 
按正常事情条件选择
(1) 按事情电压选择:装备的额定电压UN.e不应小于所在电路的额定电压UN,即
UN.e≥UN
2)按事情电流选择:装备的额定电流IN.e不应小于所在电路的额定电压IN,,即
IN.e≥IN
3)按断流能力选择:装备的额定开断电流Ioc或断流容量Soc不应小于装备分断瞬间的短路电流有用值Ik或断流容量Sk,即
Ioc≥Ik
Soc≥Sk
按短路条件效验(不要求)
熔断器和熔体的选择
作短途经载掩护用。
1)导线掩护:导线电缆过载掩护可凭证导线、电缆的载流能力、敷设方式、类型、绝缘质料品级等合理地选择熔断器。熔断器作导线、电缆过载掩护可部署在导线、电缆的进线端或出线端,作短路掩护的熔断器必须安装在导线的进线端。
2)电念头掩护:一套简朴的电念头电路,通常有熔断器—接触器—热继电器—电念头组成。凭证履历,在此线路中,选择熔断器额定电流为电念头额定电流的1.2~1.5倍。
3)矿用线路短路和过载掩护:熔断器要切合矿用电器规程,方可用于矿用线路作短路和过载掩护。
4)电容器开关装备掩护:在电容器开关装备中,熔断器推荐作短路掩护。所选熔断器的额定电流不得小于电容器额定电流的1.6倍。
RW4系列户外跌落式熔断器:10kV及以下的配电网中用作变压器和配电线路掩护。
5)断路器的选择
它是电力系统最主要的控制和掩护装备,在正常情形下,凭证需要用来接通和断开电路;在故障时,自动而快速的将故障部门切除,以保证系统的清静运行。在负荷情形下能接通或断开电路。
选择的一样平常步骤:
(1) 按使用情形条件首先确定应选用的型号。
(2) 按正常事情条件选择电压、电流。Ue≥Ux , Ie≥Ig
(3) 凭证短路电流来效验断路器的额定断流容量与动、热稳固性。
在矿山地面变电所的6~10kV 高压配电装置中,均装有种种型号的少油断路器(SN10-10);井下高压配电装置及矿井采掘电气装备的控制开关中,应使用真空断路器。
5)供配电线路的设计盘算
1、电力电缆
1)电缆形式的选择:
表6-7  电缆型号寄义
绝缘种类
导电线芯
内护层
派生结构
Z纸绝缘
L铝芯
V聚氯乙烯
D不滴流
X橡皮绝缘
T铜芯
Y聚乙烯
F分相
V聚氯乙烯
 
H橡套
P屏障
Y聚乙烯
 
HF非燃性橡套
Z直流
YJ交联聚乙烯
 
L铝包
FR阻燃
XD丁基橡胶
 
Q铅包
ZR阻燃
NF耐火
注:1、控制电缆在型号前加K,信号电缆在型号前加P;
2、铜芯代号T不在型号中标出;
3、ZR、NF划分代表阻燃和耐火护套,一样平常标注在型号前面。
2)截面的选择
电缆截面应知足一连允许电流、短路热稳固、允许压降等要求,较长距离的大电流回路,宜按经济电流密度选择。
Sj=Ig/J
Sj —经济截面,mm2
Ig —回路的一连事情电流,A
J —经济电流密度,A/mm2
表6-8  电缆线路经济电流密度
最大负荷使用小时
<3000(一班制)
3000-5000(二班制)
>5000(三班制)
铝芯电缆
铜芯电缆
1.92
2.5
1.73
2.25
1.54
2.0
凭证现实履历思量到生长的需要,通常现实取值比盘算值大一个规格。
2、 矿用电缆
1) 《煤矿清静规程》对矿井井下电缆的要求
第四百六十七条 井下电缆的选用应遵守下列划定:
(一)电缆敷设所在的水平差应与划定的电缆允许敷设水平差相顺应。
(二)电缆应带有供掩护接地用的足够截面的导体。
(三)严禁接纳铝包电缆。
(四)必须选用经磨练及格的并取得煤矿矿用产物清静标志(MA)的阻燃电缆。
(五)电缆主线芯的截面应知足供电线路负荷的要求。
(六)对牢靠敷设的高压电缆:
(1)在立井井筒或倾角为45°及其以上的井巷内,应接纳聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆;
(2)在水平巷道或倾角在45°以下的井巷内,应接纳聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆;
(3)在进风斜井、井底车场及其周围、中央变电所至采区变电所之间,可以接纳铝芯电缆;其他所在必须接纳铜芯电缆。
(七)牢靠敷设的低压电缆,应接纳MVV铠装或非铠装电缆或对应电压品级的移动橡套软电缆。
(八)非牢靠敷设的崎岖压电缆,必须接纳切合MT818尺度的橡套软电缆。移动式和手持式电气装备应使用专用橡套电缆。
(九)照明、通讯、信号和控制用的电缆,应接纳铠装或非铠装通讯电缆、橡套电缆或MVV型塑力缆。
(十)低压电缆不应接纳铝芯,采区低压电缆严禁接纳铝芯。
2)矿用电缆是指煤矿开采工业专用的地面和井下装备所用电缆产物。
型号以“U”为字首的电缆切合国家尺度GB12972-1991《矿用橡套电缆》;
型号以“M”为字首的电缆切合煤炭工业部行业尺度MT818-1999《煤矿用阻燃电缆》。
为确保煤矿生产清静,原国家煤炭部(局)先后揭晓了MT368-1995尺度和MT818-1999尺度,要求进矿产物必须通过煤安认证。煤炭工业清静标志(MA)。
表6-9 常用矿用电缆示例见表
型号系列
名称
MC
采煤机橡套软电缆
MCP
采煤机屏障橡套软电缆
MCPTJ
采煤机金属屏障监视型橡套软电缆
MCPT
采煤机金属屏型橡套软电缆
MY
煤矿用移动橡套软电缆
MYP
煤矿用移动屏障橡套软电缆
MYPTJ
煤矿用移动金属屏障监视型橡套软电缆
MZ
煤矿用电钻橡套软电缆
MZP
煤矿用电钻屏障橡套软电缆
MYQ
煤矿用移动轻型橡套软电缆
 

第六节 通讯与信号

一、通讯

说明矿井对外通讯接纳什么方式,矿井内部通讯接纳什么方式,电话设置所在等。

二、信号

矿井中的电气信号,除信号集中闭塞外应能同时发声和发光。
说明书内不要求以上内容所有都必须写到,有什么问题,什么问题较突出,就重点写该方面的内容。

第一章 采掘妄想

采煤与掘进是煤矿生产的两个基本环节,采煤必须先掘进,掘进为采煤做准备。要保持矿井的高产稳产,必须凭证采煤的需要,合理部署掘进事情。通常将采煤与掘进的配合关系称为采掘关系。“采掘并举,掘进先行”是煤炭工业的一项手艺政策,为确保矿井的采掘平衡,必须认真制订开采妄想和巷道掘进工程妄想(采掘妄想)。

第七节 “三量”及可采期

为了实时掌握和检查各矿井的采掘关系,按开采准备水平,将可采储量中已经举行开拓准备的那部门储量分为开拓煤量、准备煤量和回采煤量,即所谓三量。
开拓煤量,是井田规模内已掘进开拓巷道所圈定的尚未采出的那部门可采储量。
 
Zd=Zog-Zg-Pdd
 
式中  Zd——开拓煤晕;
Zg——已开拓规模内的地质储量;
Zog——已开拓规模内的地质损失,是因地质、水文地质的缘故原由而不能采出的煤量;
Pdd——开拓煤量可采期内不能开采的煤量,指留设的暂时和永世煤柱。
C—采区采出率。
 
所谓已开拓规模,是指为开采该部门所需要的开拓巷道已经掘完。若未掘完,这一部门煤量不能列人开拓煤量。例如,当接纳煤层大巷时,大巷应凌驾采区上山100 m才可将该采区划入开拓煤量规模;当接纳集中大巷和采区石门开拓时,集中大巷应掘过采区石门50 m,采区石门应掘至上部煤层,才可将该采区划人开拓煤量规模;当接纳片盘斜井时,主斜井必须完成片盘甩车道掘进、副斜井应在甩车道之下再延深2030 m,才可将该片盘计入开拓煤量规模。总之,应以不影响继续开拓准备为原则。
 
准备煤量,是指采区上山及车场(对煤层群团结准备采区,包罗区段集中平巷及其须要的联络巷)等准备巷道所圈定的可采煤量。
 
    Zp=(Zpg-Zg-Zd)C
 
式中  Zp——准备煤量;
    Zpg——各采区所圈定的工业储量;
    Zg——采区内的地质损失;
    Zd——凝滞煤量,即在准备煤量可采期内不能开采的煤量。
 
同样,准备巷道没有掘完,不能计入响应的准备煤量〕如采区上山尚未掘完,整个采区的煤量不能列为准备煤量。
回采煤量,是准备煤量规模内,已有回采巷道及开切眼(或I几作面)所圈定的可采储量,也就是采煤事人情和已准备接替的各事人情尚保有的可采煤量。当采煤事人情受开采顺序限制、暂时不能回采时(如上部事人情停采)不能计人回采煤量。
三量可采期按原煤炭部划定为:开拓煤量3-5a以上,准备煤量la以上,回采煤量4-6月以上。
 
生产矿井或投产矿井的三量可采期按下式盘算:
 
开拓煤量可采期=期末开拓煤量/昔时妄想产量或设计能力  年
 
准备煤量可采期=期末准备煤量/昔时平均月妄想产量或平均月设讨能力  月
             
回采煤量可采期=期末回采煤量/昔时平均月妄想回采煤量  月
 
在一样平常情形下,矿井的三量切合上述划定即能到达采掘平衡,并有一定的合理储蓄。可是三量事实是一个归纳综合性指标,它自己只能说明已为开采准备了一定储量,而不能说明储量的漫衍性子及开采条件,它只是归纳综合地、间接地反映了采掘关系,在有些情形下还不能确切地说明矿井能否正常接续。例如层数多、总厚度大的近距煤层或特厚煤层的矿井,开拓准备一个采区即可获得数百万至一二万万吨可采储量,到达相当于全矿井的开拓煤量及准备煤尺度。但在配采上受开采顺序的限制,却不能部署较多的采煤事人情,采掘关系可能仍然很主要。此外,违反手艺政策、采厚留薄、采肥丢瘦等,以及可采储量漫衍不合理时,三量可能切合要求,但纷歧定能知足接续要求。以是三量可采期只可作为掌握采掘关系的参考指标。
准确处置赏罚开拓、准备和回采的关系是整个煤矿生产历程中必须注重的一个基础问题。当前我国采煤机械化水平提高较快,采煤事人情的推进速率及单产水平,都有较大幅度提高相形之下,掘进机械化水平较低,再加上其它缘故原由,掘进往往成为单薄环节。因此,在处置赏罚好采掘关系的同时,要起劲提高掘进机械化水平,增强地质事情,镌汰无效进尺,刷新开拓部署和巷道部署,降低掘进率,做到采掘同步生长。
 

第八节 开采妄想

凭证市场对矿井煤炭产量和质量提出的要求,凭证地质情形和生产手艺条件,统筹部署采区及事人情的开采与接替称为开采妄想。开采妄想包罗采煤事人情年度接替妄想(生产妄想)、采煤事人情较恒久接替妄想和采区接替妄想。
一、开采妄想
采煤事人情年度接替妄想是凭证采煤事人情较恒久接替妄想与生产现真相形做出详细的部署,每年都要部署采煤事人情的年度接替妄想和掘进事人情的掘进妄想,要按采煤和掘进队组,落实详细的事情所在和时间。
(一)采煤事人情接替妄想
 
采煤事人情较恒久接替妄想是指5~10a的妄想。在此妄想中要思量到采区与水平的接替,以保证矿井在恒久生产历程中的采掘与协调。
1.体例采煤事人情接替妄想的要领和步骤
(1)凭证采区和事人情设计,在设计图上测算各事人情参数如采高、事人情长度、推进度和可采储量等;并掌握煤层赋存特点和地质结构等情形。
(2)确定各事人情妄想接纳的采煤工艺方式,估算月进度、产量和可采期。
(3)凭证生产事人情竣事时间顺序,思量采煤队实力的强弱,依次选择接替事人情。所选定的接替事人情必须保证开采顺序合理,知足矿井产量和煤质搭配开采的要求,并力争生产集中,便于施工准备等。
(4)将妄想年度内开采的所有采煤事人情,准时间顺序体例成接替妄想表。
(5)检查与接替有关的巷道掘进、装备安装能否认期完成,运输、透风等生产系统和能力能否顺应。若是不能知足需要,或接纳一定的措施,或调整接替妄想。这样,经由一再检查修改,最后确定采煤事人情接替妄想。
2.体例采煤事人情接替妄想的原则及应注重的问题
(1)年度内所有举行生产的采煤事人情产量总和加上掘收支煤量,必须确保矿井妄想产量的完成,并力争各月采煤事人情产量较平衡。
(2)矿井两翼配采的比例与两翼储量漫衍的比例概略一致,防止后期形成单翼生产。
(3)为确保合理的开采顺序,上下煤层(包罗分层)事人情之间,保持一定的错距和时间距离;煤层之间,除间距较大或有特殊要求允许上行开采外,要按自上而下的顺序开采。
(4)为实现合理集中生产,只管镌汰同时生产的采区数及_C作面数,阻止事人情部署过于疏散。
(5)为便于生产治理,各采煤事人情的接替时间,只管不要重合,力争保持一定的时间距离。特殊是综采事人情,要防止两个面同时搬迁接替。
(二)采区接替妄想
体例采区接替妄想时,应使投产采区或近期接替生产的采区,准备工程量小、时间短、生产条件好。同时生产和同时准备的采区数目不宜太多。几个采区同时生产的矿井,各采区接替的时间宜相互错开,不宜排在统一年度必须保证同时生产的采区能力之和能知足矿井没计能力或妄想产量的要求。
(三)采煤事人情接替妄想示例见下图。
 

第九节 巷道掘进工程妄想

巷道掘进工程妄想是凭证井田开拓方式与采区准备方式,并凭证开采妄想划定的接替要求和掘进队的施工实力,部署各个巷道施工序次实时间,以保证采煤事人情、采区及水平的接替。
体例巷道掘进工程妄想时,在接续时间上要留有富足时间,以免发生意外情形时接替不上。一样平常来说,在现生产的采区内,采煤事人情竣事前10~15d,完成接替事人情的巷道掘进及装备安装工程;在现有开采水平内,每个采区减产前1~1.5月,必须完成采区和掘进事人情的掘进和装备安装工程;在现有开采水平内,由于可采储量的镌汰,采区终会向下一个开采水平转移,要求在同采采区总产量最先递减前1~1.5a,完成下一个水平的基本井巷和安装工程。
(一)要领与步骤
一样平常地,回采巷道与开拓、准备巷道划分体例掘进施工妄想,原则上可按下述要领与步骤举行:
(1)凭证已批准的开采水平、采区以及采煤事人情设计,列出待掘进的巷道名称、种别、断面,并在设计图上测出长度。
(2)凭证掘进施I几和装备安装的要求,编排各组巷道(各采区、各区段及各事人情的巷道)掘进必须遵照的先后顺序
(3)凭证开采妄想对采煤事人情、采区及开采水平接替时间的要求,再加上富足时问,确定各巷道掘完的最后限期,并凭证这一要求编排各巷道的掘进先后顺序。
(4)凭证现有掘进队及巷道掘进情形,分配各掘进队的使命,体例各巷道掘进进度表。
(5)凭证巷道掘进进度表,检查与施工有关的运输、透风、动力供应、供水等辅助生产系统能否保证,需接纳什么措施,最后确定巷道掘进工程妄想。
(二)体例巷道掘进工程妄想的原则及应注重的问题
(1)确定连锁工程,分清各巷道的先后、主次,确定施工顺序。
(2)尽快组成巷道掘进的全风压系统,以改善施工中透风状态,便于多个掘进事人情同时掘进施工。
(3)要尽快按宕巷、煤巷、半煤岩巷划分设置掘进队,施_「条件要相对稳固,以利于掘进手艺和速率的提高。
(4)巷道掘进工程紧的测算既要切合现实,又要留有余地,金于算时的取值般按图测算值增添10%-20%
(5)巷道掘进速率,要凭证当地及相近矿一井的详细条件选取。同时要思量施工准备时问及装备安装时间,使妄想切实可行。

第六章 经济剖析及评价

第一节 劳动定员及劳动生产率

一、矿井事情制度

    矿井设计年产量、年岁情日数、日事情班数、采准形式。(煤炭工业矿井设计规范2.2、15.2)

二、劳动定员

    矿井劳动定员应包罗到达设计生产能力时所需的所有生产工人、治理职员、服务职员和其他职员。(煤炭工业矿井设计规范2.2、15.2)
矿井劳动定员凭证矿井设计生产能力、开拓开采条件、采区和事人情部署、机械化妆备水平、井上下各系统和环节、治理方式及机构设置、矿井事情制度等因素,经综合剖析类比和定岗定员盘算确定。(采矿工程设计手册第十篇、第二章、第五节)
矿井劳动定员详见劳动定员估算表
职员种别
各班出勤人数(人)
合   计
(人)
在册
系数
在册
人数
一班
二班
三班
生产工人
井下工人
 
 
 
 
 
 
地面工人
 
 
 
 
 
 
合计
 
 
 
 
 
 
治理职员
行政职员
 
 
 
 
 
 
手艺职员
 
 
 
 
 
 
合计
 
 
 
 
 
 
原煤生产职员合计
 
 
 
 
 
 
服务职员
 
 
 
 
 
 
其他职员
 
 
 
 
 
 
全矿定员合计
 
 
 
 
 
 
说明:种种职员所占比例及在籍系数参考规范2.2、15.2

三、劳动效率

全员效率盘算:(煤炭工业矿井设计规范2.2)

第二节 投资估算

以单元工程为投资估算单元,按矿建工程、土建工程、装备及工用具购置费、安装工程分类盘算。(采矿工程设计手册第十篇、第一章、第四节)

一、井巷工程投资估算

    井巷工程投资估算表:
序号
工程名称
岩性
长度
m
净断面
m2
净断面
m2
工程量
m3
支护
单价
(/m)
金额
()
1
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2
 
 
 
 
 
 
 
 
 
……
 
 
 
 
 
 
 
 
 

二、土建工程投资估算

    土建工程投资估算表:
序号
工程名称
单元
数目
单价
()
金额
()
1
 
 
 
 
 
2
 
 
 
 
 
……
 
 
 
 
 

三、装备及工用具投资估算

    装备及工用具投资估算表:
序号
装备名称
型号及规格
单元
数目
单价
()
金额
()
1
 
 
 
 
 
 
2
 
 
 
 
 
 
……
 
 
 
 
 
 

四、投资估算汇总表

    投资估算汇总表:(采矿工程设计手册第十篇、第一章、第五节)
序号
投资指标
估算投资(万元)
井巷
工程
土建工程
装备及工用具购置
安装工程
其它用度
合计
1
合计(静态)
 
 
 
 
 
 
2
吨煤投资(元)
 
 
 
 
 
 
……
占投资比例(%
 
 
 
 
 
100
安装工程按装备及工用具投资的10%盘算,工程建设其他用度按前四项总和的20%盘算。
说明:井巷工程、土建工程、装备及工用具购置等单价指标参阅采矿工程设计手册第十篇、第一章、第五节及《煤炭建设工程用度定额》、《天下统一安装工程预算定额》以及其它专业部门现行预算定额及取费尺度。

第三节 生产成本估算

一、原煤成本盘算

1. 质料

    主要质料消耗量参考相邻地域或类似矿井的现实资料估算,单价可以参考相邻矿井的现实综合单价。
    主要质料消耗量按下式盘算:
    以下有关参数参阅(采矿工程设计手册第十篇、第二章、第三、四节)
    其它质料用度为主要质料用度的比例系数,详细取值参阅(采矿工程设计手册第十篇、第二章、第二节)。
1)木料
    2)支护用品
    3)火工产物
    4)大型质料
    5)自用煤
    6)配件、专用工具及劳保用品
    以上为主要质料费,合计=
    其它质料费为:
    质料费合计为:

2. 动力

    设计吨煤耗电量为,平均电价为,动力费为:

3. 人为

    井下工人年平均人为单价,地面工人年平均人为单价,治理职员年平均人为单价,其它人为取系数,盘算人为总额及号煤人为额。

4. 职工福利费

    取人为系数

5. 修理费

    凭证综机装备提取率,其它装备提取率盘算

6. 地面塌陷费

    参照矿区现实统计资料,按吨煤用度盘算

7. 其它支出

    1)劳动保险等用度,按人为的比例盘算
    2)纳入谋划成本的维简费,吨煤维简费按8元计,取50%
    3)矿产资源赔偿费,按销售收入的1%盘算。
    4)其它用度,取矿区现实资料

8. 折旧

    1)综机装备折旧费,按响应比例盘算
    2)其它装备折旧费,按响应比例盘算
    3)土建工程折旧费,按响应比例盘算

9. 井巷工程费

    取定额,

10. 维简费

    吨煤维简费按8元计,取50%

11. 摊销费

    无形资产及递延资产按10年摊销。

12. 利息支出

    按流动资金乞贷额及乞贷利息盘算。

二、牢靠成本与可酿成本盘算

    达产年矿井原煤设计单元成本,其中牢靠成本,可酿成本。
    达产年谋划成本,其中牢靠谋划成本,可变谋划成本,详见达产年原为成本盘算汇总表。
序号
用度项目
原煤设计成本
(元/t)
其    中:
牢靠成本
(元/t)
可酿成本
(元/t)
1
质料
 
 
 
2
动力
 
 
 
3
福利费
 
 
 
4
修理费
 
 
 
5
其他直接支出
 
 
 
6
地面塌陷赔偿费
 
 
 
7
其它支出
 
 
 
 
谋划成本合计
 
 
 
8
折旧
 
 
 
9
井巷工程费
 
 
 
10
维简费
 
 
 
11
摊销费
 
 
 
12
利息支出
 
 
 
 
单元成本合计
 
 
 
说明:牢靠成本、谋划成本比例参阅(采矿工程设计手册第十篇、第二章、第三节)

第四节 手艺经济评价

一、产物销售价钱及收入

    按矿区统计销售价钱盘算

二、年销售及附加税盘算

    凭证国家财税制度划定,井巷工程基金、维简费、治理费、工商治理费、育林费、农业生长基金等已经列入成本,企业经济评价只盘算增值税、都市维护建设税及教育附加税、资源税和所得税。盘算达产年分的相关数据。

三、增值税

    应纳增值税=销项税-进项税。其中:煤炭销售税率为13%,成本中的原质料、燃料及动力进项税率为17%

四、都市建设维护税

    以增值税为盘算依据,取系数。

五、教育附加税

    按应缴纳的增值税为盘算依据,取系数。

六、资源税

    凭证应税产物的课税数目和划定的单元税额盘算。

七、年销售及附加税

    上述汇总。

八、利润

    盘算利润,所得税(税率33%),税后利润。

九、盈亏平衡剖析

    以达产后正常年分盘算。
    凭证达产后正常年分,年销售收入,年总成本用度,其中牢靠总成本用度,可变总成本用度,年销售及附加税,盘算项目盈亏平衡点:

1. 盈亏平衡点(BEP)生产能力使用率

 

2. 盈亏平衡点(BEP)产量

第五节 手艺经济指标

详见下表:
序号
名称
单元
指标
备注
一、
矿井设计生产能力
 
 
 
① 年产量
万t/a
 
 
② 日产量
t/d
 
 
二、
矿井服务年限
 
 
三、
矿井设计事情制度
 
 
 
① 年岁情天数
d
 
 
② 日事情班数
 
 
四、
煤质牌号
 
 
 
灰分
 
 
 
挥发分
 
 
 
硫分
 
 
 
发烧量
 
 
 
五、
储量
 
 
 
① 地质储量
万t
 
 
② 工业储量
万t
 
 
③ 可采储量
万t
 
 
六、
煤层情形
 
 
 
① 可采层数
 
 
② 可采层总厚
m
 
 
③ 倾角
 
 
④ 容重
t/m3
 
 
七、
井田规模
 
 
 
① 走向长
km
 
 
② 倾斜长
km
 
 
③ 井田面积
Km2
 
 
八、
开拓方式
 
 
 
九、
水平数
 
 
① 一水平标高
m
 
 
十、
井筒类型及断面、长度
 
 
 
① 类型
 
 
 
② 断面
m2
 
 
主井
 
 
 
副井
 
 
 
风井
 
 
 
③ 长度
m
 
 
主井
 
 
 
副井
 
 
 
风井
 
 
 
十一、
“三量”及可采期(采区)
 
 
 
① 开拓煤量
万t
 
 
可采期
 
 
② 准备煤量
万t
 
 
可采期
 
 
③ 回采煤量
万t
 
 
可采期
 
 
十二、
采区数(一水平)
 
 
十三、
事人情装备
 
 
 
支架
 
 
运输装备
 
 
十四、
采煤要领
 
 
 
回采事人情数目及长度
/m
 
 
回采事人情年推进度
m
 
 
十五、
顶板治理要领
 
 
 
十六、
掘进头个数(采区)
 
 
十七、
井巷工程总量
 
 
到达设计产量
① 巷道总长度
m
 
 
② 巷道掘进量
m3
 
 
十八、
大巷运输方式
 
 
 
装备
 
 
十九、
透风方式
 
 
 
① 沼气品级
 
 
 
② 透风方式
 
 
 
③ 主要透风机
 
 
 
二十、
排水方式
 
 
 
① 排水方式
 
 
 
② 主水泵型号
 
 
 
二十一、
设计采面直接工效、成本
t/工
 
 
① 直接工效
t/工
 
 
② 直接成本
/t
 
 
二十二、
经济剖析
 
 
 
销售单价
 
 
利润
 
 
盈亏平衡生产能力使用率
%
 
 
盈亏平衡产量
t
 
 

主要参考文献

[1]张荣立,何国纬,李铎.采矿工程设计手册(上册)[M].北京:煤炭工业出书社,2003.
[2]张荣立,何国纬,李铎.采矿工程设计手册(中册)[M].北京:煤炭工业出书社,2003.
[3]张荣立,何国纬,李铎.采矿工程设计手册(下册)[M].北京:煤炭工业出书社,2003.
[4]徐永圻.煤矿开采学(修订本)[M].徐州:中国矿业大学出书社,1999.
[5]牛树仁,陈滋平.煤矿牢靠机械及运输装备[M].北京:煤炭工业出书社,1998.
[6]赖昌干.矿山电工学[M].北京:煤炭工业出书社,2006.
[7]杨孟达,刘新华,王瑛,胡绍祥.煤矿地质学[M].北京:煤炭工业出书社,2000
[8]东兆星,吴仕良.井巷工程[M].徐州:中国矿业大学出书社,2004.
[9]张国枢.透风清静学[M].徐州:中国矿业大学出书社,2000.
[10]钱鸣高,刘听成.矿山压力与岩层控制[M].徐州:中国矿业大学出书社,2003.
[11]孙执书,李缤.采掘机械与液压传动[M].徐州:中国矿业大学出书社,1991.
[12]崔云龙.简明建井手册(上册)[M].北京:煤炭工业出书社,2004
[13]崔云龙.简明建井手册(下册)[M].北京:煤炭工业出书社,2004
[14] GB 502152005,煤炭工业矿井设计规范[S]北京:中国妄想出书出书社,2005.
[15]国家清静生产监视治理总局.煤矿清静规程 [M].北京:煤炭工业出书社,2010.
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