矿区总体设计原则.docx

矿区总体设计原那么1矿区总体设计原那么矿区开发设计是对矿区井田划分，井田开发方式，矿井设计生产能力、开拓方式与井口 位置，矿区建设规模、均衡生产年限及矿区建设顺序和环境保护等进行的全面技术经济研究 和综合评价。它是矿区总体设计的主要组成局部，也是进行矿区运输、供电、辅助企业与附 属设施、矿区总平面布置等设计的主要依据，对矿区生产经营和经济效益均有重大作用和深 远影响。矿区开发设计一般应遵循以下原那么：（1）贯彻执行国家开展煤炭工业的方针政策和开展战略,有关法规、规程和规范的规定。（2）结合具体条件充分考虑国民经济和区域经济开展需要（国内外市场需要）；择优开 发合理利用煤炭资源，对国家稀缺煤种实行保护性开采。（3）为矿区的合理开发创造良好的建设条件，保证矿区规划布局的合理性和稳定性，矿 区建设、城乡规划和保护同步开展。（4）矿区的井田划分，要统筹全局处理好相邻矿区和相邻矿井间的（境界）关系，如矿 井与露天矿、生产矿与新建井、浅部井与深部井，对国有重点煤矿与地方矿井应统一规划合 理布局。（5）综合分析借鉴国内外矿区开发经验与开展趋势，采用科学技术，不断提高矿区现代 化水平。（6）发挥资源优势和地理优势，择优开发资源丰富、开采条件优越、交通方便和缺煤地 IX,有露天矿开采条件的应当优选开采露天矿。（7）要以经济效益为中心，以相对较少投资，较短时间，实现少投入，多产出，取得矿 区建设的最大经济效益。（8）对矿区有工业价值的其他有益矿物，应规划开发和利用，提高经济效果。（9）适应经济开展和科学技术进步，适当为矿区扩建与开展留有余地。（10）贯彻安全生产方针，努力改善劳动条件。在的矿井，后建一般煤质、煤种所在的矿井。（7）同时建设的矿井不能太多矿区同时建设矿井的数最主要是根据国民经济对煤炭需求的大小，地质勘探程度、资金筹措情 况，器材供应条件、施工队伍的数量以及外部协作条件等因素择优确定。6矿区采动治理6.1综合防治地表下沉（1）尽量减少工业广场占地面积或不占良田。（2）选择合理的开拓方式，集中出煤、减少占地。（3）积极选择保护性开采。如采用厚煤层、煤层群的协调开采、限厚开采、留设保安煤柱开 采、条带开采、房柱式开采、全部充填开采等，控制上覆岩层的移动和地表变形。（4）根据国家制定的有关环境保护及土地复垦规定，结合矿区（矿井）具体情况，因地制宜 地采取相应的综合治理措施，恢复治理塌陷地。（5）对于地表沉陷及地表沉陷对环境的影响，矿井可行性研究或初步设计应进行预计，并作 出治理地表沉陷及其影响的工程设计。6.2综合治理煤肝石（1）减少砰石的产生量采准巷道布置力争多布置煤巷，少掘岩巷，有条件时采用全煤巷布置。在回采工作面，使用传感器，以保证在开采煤层时不截割顶底板岩石；及时支护顶板，防止 冒顶；放顶煤开采中选择最正确的放煤工艺，减少砰石混入；含肝煤层合理分层采等措施C在掘进工 作面，利用光爆锚喷技术，尽可能减少出肝量。（2）减少出井肝石量采用巷旁充填技术。把肝石作为充填材料充填采空区。该方法既能减少出井阡石量，减少阡石堆占用土地，乂可 控制地表沉陷，减少对土地及地面建筑物的破坏，是一种减少公害的较好方法，所以研制高效的充 填设备，开展充填技术是很有必要的。（3）把废砰石作为二次能源充分利用。对含硫高或热值较高的煤砰石，可回收硫或作为低热 值燃料。对热值很低、不易自燃的砰石，在经过处理到达排放标准后，可用于铺筑公路、修建堤坝 或充填采石场、采区的塌陷坑和塌陷区等，也可加工为建筑材料。（4）对地面的肝石堆进行设计，考虑用作各种场地、开展农业、林业或作为风景区等。6.3综合防治大气污染（1）对于含硫量不同的煤层采取不同措施，以控制SO2的排放量，如含硫份大于3%的煤层应 禁止开采。（2）提高煤岩洗选比例，推广型煤生产，采用先进的燃料技术。<3）改造或更新落后的锅炉和窑炉。（4）治理阡石山的自燃和扬尘。（5）矿区应逐步实行集中供热，热电联供。（6）生活用能应逐步实现煤气化、瓦斯化及型煤化。（7）减少井下废气污染对高瓦斯矿井，在生产过程中预先抽放煤层中的瓦斯，加以综合利用，可以有效地减少生产 中的瓦斯涌出量。主意防止煤层自燃，对自燃煤层采取措施进行治理。井下使用内燃机车运输时，应采取净化措施，如采取推迟喷油、提高喷油速度、减少转速等 机内净化措施和对废气进行水洗、喷淋、稀释等外净化措施。6.4综合防治水污染（1）废（污）水工程设计必须从保护水资源的目的出发，坚持合理回收重复利用的原那么。（2）废（污）水的输送设计，应根据水质、水量、处理方法及用途要求等因素经过综合比拟， 合理划分废（污）水的输送系统。（3）根据水质、水量、用途，通过技术经济、环境论证，确定最正确处理方法和流程。（4）外排的废（污）水，应到达污水综合排放标准或当地环保部门有关规定。（5）选煤厂内的生产废水均应汇集并引入煤泥水处理系统，净化后循环使用。（6）厂区、工业场地以及居住区应设置完善的生活污水排水系统。（7）所有水处理工艺均应选取高效、无毒、低毒的水处理药剂，不得排出有害废渣，严禁造 成二次污染。（8）经常受有害物质污染的装置、作业场所的墙壁和地面的冲洗水以及受污染的雨水，应排 入相应的废水管网。（9）输送有毒有害或含有腐蚀性物质的废水沟渠、地下管线检查井等，必须采取防渗漏和防 腐蚀的措施。（10）严禁采用渗井、渗坑、废矿井或用净水稀释等手段排放有毒有害废水。2井田划分2.1影响因素划分井田时考虑的主要因素有：（1）实事求是，矿区地质条件是划分井田的基础条件。（2）选择合适的矿区开发强度。（3）统一规划，正确处理深浅部各矿井的相邻关系。（4）选择合适的井口位置与工业场地。（5）为矿井的改扩建留有后备区。（6）统筹全局，全面规划，谋求综合经济效益最优化。2.2井田划分方法划分井田时，一般按自然境界和人为境界进行划分。（1）按自然境界划分井田按地质因素划分。利用煤田地质构造作为划分井田的自然境界，是设计中最常用的井 田划分方法，即利用大断层、褶曲轴线、岩浆岩侵入带、古河床冲刷带等地质构造划分井田。 图11所示为济宁北矿区利用自然境界划分井田方案。图11济（宁）北矿区井田划分1 一许厂矿；2一岱庄矿：3唐口矿；4一葛亭矿；5运河矿：6何岗矿按煤层赋存形态划分。为了有利矿井生产管理、巷道布置和减少采煤方法的多样性， 一般常将产状不同的煤层区域分别划分为不同井田。按煤层组与储量分布情况划分。根据煤层组（煤层）与储量分布情况划分井田，在煤 层生产能力高、储量多且集中的区域多划分建设大型、特大型矿井，在煤层生产能力低、储 量少而分散的区域，一般多划分建设中小型矿井。按煤种、煤质分布规律划分。在煤种、煤质变化比拟大的矿区，为了保证煤种、煤质 和减少同一矿井煤种的种别，减少因分采分运与加工而造成的生产系统与设施的复杂性，可 利用煤种、煤质的分界线作为井田划分的境界。按地形地物界线划分。当地面有河流、铁路、城镇等需要留设保安煤柱时。应尽量利 用此类保安煤柱线作为井田境界，以降低煤炭损失。（2）按人为境界划分井田在没有可利用的自然境界因素时，可采取人为境界划分井田。在此情况下，应根据煤田 资源分布、煤层开采条件、技术装备与管理水平、矿区外部开发条件和建设方针等因素划分 井田，条件可能时应尽量考虑建设高产高效大型矿井，实现经济增长方式的转变。一般，采 用人为境界划分井田方法如下：按水平标高（煤层底板等高线）划分。沿煤层倾斜划分井田，如浅部井与深部井之间 的划分，常以煤层底板等高线（单煤层）或水平标高（煤层群）划界。具体说，有垂直划分 法和水平划分法。对于缓倾斜煤层一般用垂直法，以煤层底板等高线水平标高垂直下切。对 于急倾斜或倾斜煤层一般以水平标高水平横切。按地质钻孔连线划分。地质钻孔连线划分方法，可用在煤层倾斜方向或走向方向上、 应用时注意为井田创造较好开采条件。按经纬线划分。采用以经纬线划分井田方法，可用在煤层走向上，也可用在倾斜方向 上。按勘探线划分。以煤田地质勘探中某勘探线作为井田划分的人为境界。这种境界实际 上多是以直线划分（以坐标点标注井田境界线位置）。如济（宁）北矿区的岱庄矿井与何岗矿 井境界即是以第八勘探线划分的，如图11所示。23井田尺寸参数为了合理确定井田尺寸，按照煤炭工业矿区总体设计规范（1994年版）的规定，井 田走向长度不宜小于表1 1中的数值。表1 1井田走向长度单位：km矿井井型大 型中 型小 型走向长度84未规定3矿井生产能力矿井类型矿井井型是依矿井设计生产能力大小划分的矿井类型，分大型、中型、小型矿井三种。煤炭工业矿井设计规范（1994年版）对矿井井型的规定见表12。表1一2矿井井型分类影响矿井生产能力的主要因素分类井型/ Mt-a1大型1.2、1.5、1.8、2.4、3.（）、4.0、5.（）、6.0 及以上中型0.45、0.6、0.9小型03及以下备注新建矿井按规定不应出现上述两种井型之间的中间井型。影响矿井生产能力的主要因素有资源及储量、地质和开采条件、矿井与水平服务年限、 技术装备与管理水平等。（1）资源及储量依据地质可靠程度和相应的可行性评价及获得的不同经济意义，固体矿产资源（储量） 可分为储量、基础储量和资源量等三大类十六种类型，见表1-3。另外，也可根据煤炭工业矿井设计规范（1994年版）规定的方式进行矿井的储量的 计算。需计算的储量有:矿井地质储量（包括能利用储量和暂不能利用储量）、矿井工业储量、 矿井设计储量（矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的 地面建筑物、构筑物需留设的保护煤柱等永久性煤柱损失量后的储量）、矿井采区采出率（厚 煤层不应小于75%、中厚煤层不应小于80%、薄煤层不应小于85%）。表1-3固体矿产资源/储量分类注：表中所用编码（ill - 334）,第1位数表示经济意义，即1 =经济的，2M =边际经济的， 2S=次边际经济的同，3=内蕴经济的，？=经济意义未定的；第2位数表示可行性评价阶段，即 1 =可行性研究，2=预可行性研究，3=概略研究：第3位数表示地质可靠程度，即1 =探明的， 2=控制的，3二推断的，4=预测的。b=未扣除设计、采矿损失的可采储量。查明矿产资源储量可采储量ill丽采储量121、 122基础储量经济基础£者量Hlb、 121b、 122b边际经济基础储量2M11、2M21、2M22资源量烟际经济基础储M2S1K 2s21、2S22内蕴经济资源量331、 332、 333潜在矿产资源资源量预测的资源量334?（2）开采技术条件地质和开采条件是确定矿井设计生产能力的基本条件。根据我国矿区生产建设实践和经 验，对于煤田范围广阔、储量丰富、地质构造简单、煤层生产能力大、开采技术条件好的矿 区，宜建设大型矿井。为了实现生产集中化，提高经营效益，减少初期工程量和基建投资， 井及早投产，根据地质和开采条件，一般以一个开采水平保证矿井设计能力，且每翼同时生 产的采区数目，一般不宜超过2个。（3）矿井与水平服务年限为发挥投资效益和保证矿井正常生产接替与稳定开展，煤炭工业矿井设计规范规定新建与改扩建矿井及第一开采水平的设计服务年限不应小于表14的数值。表1 -4新建与改扩建矿井及第一开采水平设计服务年限20世纪70年代以来，国外主要采煤国家为适应科技进步、技术装备更新周期缩短的发 展趋势，矿井设计服务年限趋向缩短，其大型矿井服务年限约为50 a左右，我国新建或改扩 建的矿井亦呈现该开展趋势。矿井设计 生产能力 / Mt , a"矿井设计 服务年限 /a不同煤层倾角的第一开采 水平设计服务年限/a改造后矿井 服务年限 /a25。以下25° 45°45。以上6.0及以上80403.0 5.0703540-50603()25203() 400.45 0.95025201520-30(4)技术管理水平技术装备是提高矿井生产能力的技术手段。矿井设计生产能力的基础是采煤工作面的单 产和数目。技术装备水平不同，采煤面的单产水平不同。当前，中国普通机械化采煤面单产 水平为0.300.60 Mt / a,普通综合机械化采煤面单产水平0.90 -1.50 Mt / a；大功率高产高 效综采面单产水平3.00 Mt / a以上。例如，设计一个年产3.00 Mt/a矿井，只需装备1个高 产高效工作面，而普通综采工作面那么需24个。4矿区规模设计与均衡生产矿区规模确定的基本原那么矿区规模设计确实定应根据资源条件、外部建设条件、国家经济开展需要、投资效果和 均衡生产年限等进行全面分析，综合论证确定。(1)资源条件。系指煤田范围、煤层赋存条件、储量、地质构造、水文地质、开采技术 条件及地形地貌等。对储量丰富、煤层赋存较浅、地质构造、水文简单、开采技术条件较好 的煤IU,应以建设大型和特大型矿井为主，兼顾建设一批中小型矿井，形成大中小矿井相结 合的矿区。(2)外部建设条件。系指矿区的运输、供电、供水、信息网、当地建设材料、邻近矿区 生产建设经验等，受外部建设条件制约时，矿区规模应适当缩小。(3)国民经济或区域经济开展需要。这是矿区开发建设的前提和确定矿区规模的重要依 据。要根据国家经济开展计划对煤炭的需求量，特别要认真调杳和预测区域经济开展计划对 煤炭的需求量，不调查不研究盲目建设会给国家和企业带来巨大经济损失。（4）投资效果。投资效果好是企业追求的目标，建设投资少、施工工期短、生产本钱低、 生产效率高、投资归还期短的矿区可适当加大矿区建设规模，反之应缩小。在确定矿区建设 规模时，可留有扩建开展的条件。（5）符合均衡生产年限的规定。矿区建设规模应使矿区均衡生产年限符合煤炭工业技 术政策和煤炭工业矿区总体设计规范的规定。保证矿区长期稳定供应煤炭和投资效益。4.1 矿区均衡生产服务年限矿区均衡生产年限是矿区年产量长期保持建设规模的生产年限，是决定矿区建设规模的 重要原那么和依据。矿区建设规模偏大，均衡生产年限就偏短；反之，建设规模偏小，均衡生 产年限就偏长。为了保证矿区能够较长时期地均衡供应煤炭，使矿区的综合设施和建筑物等有合理的服 务年限，发挥矿区工程的投资效益，保证矿区建设规划布局的合理性和稳定性，矿区必须有 合理的均衡生产年限。根据我国国情，规定矿区建设规模和均衡生产年限，见表15。表1-5矿区均衡生产年限表43矿区均衡生产服务年限确定方法矿区建设规模/ Mla-1>1510 158-1058351 3均衡生产年限/a290280270270260250矿区均衡生产服务年限可由编制的矿井建设顺序及产量规划表求出。编制矿井建设顺序 及产量规划表的方法是将矿区中每个矿井按建设的先后顺序逐次排出施工准备时间、建井时 间及逐年的产量规划横格数字表。从表中可以求出矿区均衡生产年限，也可以看出矿区产量 递增年限、产量递减年限和矿区整个年限。表1 -6为济宁北矿区矿井建设顺序及产量规划。5矿区建设顺序矿区建设顺序编制的依据（1）市场需求依据国民经济开展和区域经济开展有对煤炭产量、质量煤种的需要计划，煤炭行业对这 种需求，有进一步的计划安排，矿区应尽量满足国家计划安排，以促进整个国民经济的开展。（2）外部开发条件其他条件相同，外部开发条件相差较大时，应先建设交通、电源、水源、场地条件好，并容易落实的矿井，以缩短施工准备期。（3）材料、设备供应条件能够容易落实材料、设备和施工队伍的矿井应安排在先期施工。（4）勘探程度矿井建设顺序应考虑到地质部门提交精查地质各取所需时间顺序，矿井初步设计精查地 质报告作为设计依据，矿井建设必须严格按照基本建设程序。矿井的建设顺序在市场经济条件下，应以矿区投资的最正确经济效益来安排矿井建设顺序, 在矿区建设期内，以矿区及矿井的综合经济效益为目标，以矿区资源为约束条件，从实际出 发，统筹考虑，综合分析，编制出符合实际的矿井建设顺序。5.1 矿区建设顺序的基本原那么矿区建设顺序一般应遵循以下主要原那么：（1）先浅后深当煤田沿倾斜方向划分为数个井田时，应先建设浅部矿井，后建设深部矿井，再建设较 深和深部的矿井。（2）先小后大当矿区内有不同矿井设计生产能力的矿井时，一般应先建设小型、中型矿井，后建设大 型或特大型矿井。（3）先易后难从施工方面看，先建设外部好、施工条件简单的矿井。从生产方面看，先建设地质构造 简单、煤层由下而上稳定、开采技术条件简单的矿井，后建设外部开发条件差、施工施工条 件复杂、地质条件复杂的矿井。（4）先平胴、再斜井、后立井如果一个矿区有平胴、斜井和立井时，应先建设施工条件简单、投资少、建设快的平碉 或斜井，后建设立井。（5）先改扩建，再新建在矿区总体设计中，如果有生产矿井改扩建，那么应先安排改扩建矿井,后安排新建矿井。（6）先急需后一般在不同煤质、不同煤种的矿井之间安排建设顺序时，应先建设国家急需的煤质、煤种所表1-6济宁北矿区矿井建设顺序及产量规划表名称井型(Mva)耕工期(月)服务 年以 U)整建创好及产*规划(Mua)19921993I9(M199519961997199819992：200120022«xi-小，2()051,2007 /20102011 /20202021 /ym2031 /2010加 /2032051 /20602061 /20702071 /20802081“22083K后420852086 /20902091 /20952096 / 2KX)许厂15608603121515151515151515151515151515151515151.203就1560760315151515151315151515151515120.70.3出口4084S8IJ02.03。4.04。4.04.04.04.04.04.0403.0303.03。3.02J01.0<5亭066071030.6Q60.6Q60.6(160.6Q30303犷区WK?7j6Mgi年双103a矿区陶比3.95»23.735539.539.552.665.882.9ICO1001001001001001009213567.159.255.247.439.526313.2