| 劉暢：淺析礦井初步設(shè)計 | |||||
| 煤炭資訊網(wǎng) | 2007-6-15 9:12:46 論文、言論 | ||||
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銅川煤礦設(shè)計院 煤礦建設(shè)必須嚴(yán)格按照基本建設(shè)程序辦事，在建設(shè)前應(yīng)編制礦井開采設(shè)計。礦井開采設(shè)計是綜合性的設(shè)計，既要對開拓部署、井巷布置進(jìn)行設(shè)計，又要對生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助環(huán)節(jié)、安全措施妥善安排。礦井開采設(shè)計既需要對開采部分在總體上各環(huán)節(jié)的相互配合進(jìn)行部署，又需要對其每一個局部有詳細(xì)的設(shè)計，以便進(jìn)行礦井施工。設(shè)計的程序應(yīng)為：根據(jù)批準(zhǔn)后的礦區(qū)建設(shè)可行性研究報告進(jìn)行礦區(qū)總體設(shè)計；礦區(qū)總體設(shè)計批準(zhǔn)后進(jìn)行礦井可行性研究；礦井可行性研究報告批準(zhǔn)后進(jìn)行礦井初步設(shè)計；礦井初步設(shè)計審批后進(jìn)行礦井施工圖設(shè)計。 礦井初步設(shè)計是在井田精查地質(zhì)勘探對煤層賦存情況及開采條件取得全面了解的基礎(chǔ)上，并對井田的開發(fā)進(jìn)行可行性研究以后，進(jìn)一步通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和計算而確定的。其主要目的是確定礦井的設(shè)計能力和場地選擇，礦井開拓布置，主要工藝流程等重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。初步設(shè)計文件要附設(shè)備、主要材料清冊和設(shè)計總概算書。初步設(shè)計文件經(jīng)過審批，即成為控制投資、提供設(shè)備訂貨清單、征購?fù)恋氐囊罁?jù)，也是今后礦井各項工程施工圖設(shè)計、編制施工組織設(shè)計、組織施工和生產(chǎn)的依據(jù)。礦井初步設(shè)計的內(nèi)容較為廣泛，其設(shè)計質(zhì)量及技術(shù)水平直接影響著整個礦井生產(chǎn)過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。 一、礦井初步設(shè)計內(nèi)容 礦井初步設(shè)計應(yīng)闡明設(shè)計的依據(jù)和指導(dǎo)思想，論證該礦井建設(shè)的重要性和合理性，礦井設(shè)計的主要技術(shù)原則，設(shè)計的主要特點，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和分析，以及需在下一階段設(shè)計中解決或提請審批機(jī)關(guān)決定和有關(guān)單位注意的問題與建議。 礦井初步設(shè)計應(yīng)闡明和確定如下主要問題。 1、說明礦井的位置、交通、地形地貌、河流湖泊、沼澤的分布及范圍、氣象及地震、水文、工農(nóng)業(yè)、建筑材料概況，現(xiàn)有水、電源，煤炭運(yùn)銷和經(jīng)濟(jì)效益情況，文物古跡、旅游區(qū)及其它地面建筑等情況；說明煤層地層、主要地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存狀況、煤層及圍巖特征、煤質(zhì)及用途、瓦斯、煤塵、煤的自燃性、地溫、水文地質(zhì)情況，其他有益礦物的勘探、賦存及儲量、開采情況；說明地質(zhì)資料的勘探程度、存在的主要問題，必要時需提出補(bǔ)充勘探工作的建議。 2、說明井田境界及其劃分的依據(jù)，井田內(nèi)各可采煤層的地質(zhì)儲量，計算礦井及各水平的可采儲量，安全煤柱的留設(shè)及其計算方法，說明采用的設(shè)計工作制度，說明(必要時尚需分析論證)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及確定的依據(jù)。 3、說明提出的幾個主要開拓方案，列舉各主要開拓方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，闡明推薦開拓方案的主要內(nèi)容及推薦理由。選擇采煤方法，確定采區(qū)巷道布置、礦井移交生產(chǎn)和達(dá)到設(shè)計能力時的采區(qū)布置、采掘機(jī)械配備、采區(qū)車場、裝車點及硐室、采區(qū)煤矸運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸方式及設(shè)備選型等等。 確定井筒數(shù)目和位置，井筒斷面，設(shè)計井底車場及硐室，驗算井底車場通過能力。 說明巷道掘進(jìn)方法和支護(hù)形式，確定通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)，計算風(fēng)量、負(fù)壓及等積孔，礦井降溫措施及設(shè)備選型，說明預(yù)防井下災(zāi)害所需采取的措施及安全裝備。 4、確定礦井提升及大巷運(yùn)輸方式，選擇礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、壓氣設(shè)備，并計算其能力。 5、說明煤質(zhì)及用途、煤的加工，確定煤的生產(chǎn)工藝流程、地面生產(chǎn)系統(tǒng)及其各環(huán)節(jié)的設(shè)備和能力；排矸系統(tǒng)設(shè)備及矸石處理能力；機(jī)修廠、化驗室和坑木場的設(shè)備及面積。 6、說明地面運(yùn)輸方式，設(shè)計運(yùn)輸線路(鐵路及公路)、礦井裝車站、橋涵及防排水、隧道、特殊路基防護(hù)措施、鐵路經(jīng)營管理方式等。同時，還要說明其他運(yùn)輸方式，例如場外窄軌鐵路、水運(yùn)、架空索道等。 7、確定礦井工業(yè)場地總平面布置，說明平面布置、豎向布置及場內(nèi)運(yùn)輸、場內(nèi)排水；說明風(fēng)井工業(yè)場地的選定及平面布置，爆破材料庫庫址選擇，工業(yè)場地的防洪排澇措施。 8、確定礦井供電電源、用電設(shè)備容量、井上下供配電系統(tǒng)、地面變電所位置、主要設(shè)備的控制、電機(jī)車運(yùn)輸、信號、照明、通訊及調(diào)度，礦井的安全和生產(chǎn)監(jiān)控與計算機(jī)管理系統(tǒng)。 9、說明地面建筑設(shè)計需要的氣象條件、工程地質(zhì)及地震資料、建筑材料以及現(xiàn)場施工技術(shù)條件等。確定地面工業(yè)建筑物及其結(jié)構(gòu)物，包括工業(yè)場地的建筑物及結(jié)構(gòu)物，行政、生活建筑及居住區(qū)規(guī)劃、居住區(qū)總平面布置等等。 10、確定全礦給水、排水、采暖、通風(fēng)、供熱，消防系統(tǒng)及設(shè)施，井下降塵灑水，井筒防凍以及地面生產(chǎn)系統(tǒng)的除塵。 11、確定礦井環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，說明環(huán)境保護(hù)的設(shè)計依據(jù)及有關(guān)要求、地表塌陷治理、巖石處理、圬水處理、煙塵處理、噪聲治理和垃圾處理等措施。說明工業(yè)衛(wèi)生設(shè)施及有關(guān)管理辦法、綠化規(guī)劃、結(jié)構(gòu)及設(shè)施、環(huán)境監(jiān)測任務(wù)，范圍及其內(nèi)容、監(jiān)測站的設(shè)置，環(huán)境管理及投資，環(huán)境保護(hù)存在的問題及建議。 12、說明職業(yè)安全、衛(wèi)生國家、地方政府和主管部門的有關(guān)規(guī)定，采用的主要技術(shù)規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計依據(jù)及有關(guān)要求，概述生產(chǎn)過程中主要產(chǎn)生的危害。地面建筑及設(shè)施、危害因素分析及防范措施，場地自然條件，如氣象、地質(zhì)、雷電、暴雨、地震等危害因素分析及防范措施，地面鍋爐房、瓦斯抽放站、壓縮空氣站、油脂庫等易燃易爆建筑物對職工安全衛(wèi)生的影響及防范措施，地面救護(hù)隊、消防隊、急救站、醫(yī)療室、休息室等設(shè)置情況。對井下造成職工危害嚴(yán)重的瓦斯、粉塵、自燃發(fā)火、頂板冒落、地壓、地溫、水災(zāi)、運(yùn)輸事故等進(jìn)行分析，并提出可靠的預(yù)防措施，選擇有效的設(shè)備，設(shè)置相應(yīng)機(jī)構(gòu)、配備管理人員，投入專項資金。 13、計算礦井建設(shè)工程量，施工順序、速度和工期，土建工程及施工順序，說明井計算機(jī)電安裝工程及其工程量，施工方法和順序，三類工程綜合排隊和總工期。 14、編制礦井勞動定員、原煤成本估算、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析以及總概算，編制礦井主要技木經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 二、確定礦井開采設(shè)計方案的方法 礦井設(shè)計包括井田開拓、采區(qū)準(zhǔn)備和采煤方法，以及巷道掘進(jìn)、礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、動力供應(yīng)等各個生產(chǎn)系統(tǒng)，其中以井田的開采為中心。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參數(shù)，如確定井田開拓方式、新水平開拓延深方案、采準(zhǔn)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、采煤工作面長度等。 (一)、井田內(nèi)劃分及開采水平數(shù)目及位置 1、根據(jù)煤層賦存特征、井田內(nèi)劃分一般根據(jù)以下原則： (1)井田劃分階段時，階段要有合理的斜長，以利于運(yùn)輸、通風(fēng)、巷道維護(hù)等。上山采用輸送機(jī)時，輔助提升一般采用一段單鉤串車提升，絞車滾筒直徑一般不大于1.6m，根據(jù)絞車的纏繩量、階段斜長一般不超過800m，對煤層賦存條件好、生產(chǎn)能力較大的采用滾筒直徑2.0m絞車，有效提升距離可達(dá)900余米。根據(jù)以上分析，階段垂高一般可按下列范圍確定：緩斜、傾斜階段垂高為150～250m，急斜煤層100～150m，傾角16°及以下煤層、瓦斯含量低、涌水量小時，應(yīng)采用上、下山開采相結(jié)合的方式。 階段內(nèi)采區(qū)劃分一般應(yīng)考慮沿走向有無大的地質(zhì)構(gòu)造變化，如斷層、無煤帶、傾角變化較大等，若有可利用這些地質(zhì)變化帶作為采區(qū)邊界。在沒地質(zhì)條件限制時，采區(qū)劃分應(yīng)綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性，確定最優(yōu)方案。綜采工作面單翼布置時，走向長度一般不小于1000m，雙翼布置時一般不小于2000m；高檔普采的雙翼采區(qū)，其走向長度一般為1000～1500m；炮采工作面，雙翼采區(qū)走向長度一般為800～1000m。對于頂?shù)装逅绍浵锏离y以維護(hù)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜或自然發(fā)火期短的煤層，以及裝備水平低的小型礦井，采區(qū)走向長度適當(dāng)縮短。具體劃分時，應(yīng)該使礦井初期開采的采區(qū)，盡量布置在井筒附近，應(yīng)優(yōu)先考慮布置中央采區(qū)的可能性。采用膠帶輸送機(jī)斜井開拓時，初期中央采區(qū)上山可利用主、副斜井，以減少井巷工程量；采區(qū)一般宜雙翼布置。當(dāng)受地質(zhì)構(gòu)造限制，或在安全上有特殊要求時，也可布置單翼采區(qū)。綜采工作面采區(qū)單翼布置有利于跨上山或跨石門連續(xù)開采，以減少工作面搬家次數(shù)。 采區(qū)內(nèi)要有合理的區(qū)段數(shù)目，以保證采區(qū)正常生產(chǎn)和工作面接替。在我國目前技術(shù)條件下，緩斜煤層可按3～5個選取，傾斜和急斜煤層不少于2～3個。 (2)煤層傾角小于12°，采用傾斜長壁時，條帶斜長上山部分一般為1000～1500m，下山部分一般為700～1000m。也可參考礦井實際采用的尺寸。 (3)煤層傾角在8°～10°以下的近水平煤層，宜采用盤區(qū)開采。如果煤層層數(shù)不多，間距較近，可以用一個開采水平開采所有煤層，盤區(qū)上山的長度一般不超過1500m，盤區(qū)下山的長度不宜超過1000m。如果煤層數(shù)目多，上下煤層間距又較大，此時開采水平的位置決定著盤區(qū)的傾斜尺寸。 2、開采水平的數(shù)目、位置，應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、階段的劃分、生產(chǎn)技術(shù)水平和水平接替等因素綜合考慮。一般應(yīng)注意以下幾點： (1)要保證第一水平有足夠的服務(wù)年限，其服務(wù)年限不應(yīng)小于國家的規(guī)定。 (2)在開采水平以上的上山斜長過大，用一個階段開采技術(shù)上有困難、安全上不可靠，或由于地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀變化而使井田局部區(qū)域用某一個開采水平開采有困難時，可考慮設(shè)計輔助水平； (3)為解決下山采區(qū)排水、通風(fēng)和輔助提升，對某些涌水量大或階段斜長較長的下山采區(qū)，亦可考慮設(shè)置輔助水平。 要使設(shè)置的開采水平在經(jīng)濟(jì)上有利，一般可根據(jù)礦井具體條件，提出幾個水平設(shè)置方案，進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析和比較，選擇最佳方案。 （二）、井硐形式、數(shù)目及其配置。應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、地形、水文地質(zhì)、沖積層組成和厚度、井型、設(shè)備供應(yīng)、施工條件等因素來考慮。 1、井硐型式的選擇：如煤層賦存于較高的山嶺、丘陵和溝谷地區(qū)，上山部分煤的儲量大致滿足同類井型的水平服務(wù)年限要求時，應(yīng)優(yōu)先考慮采用平硐開拓。當(dāng)平硐以上煤層垂高或斜長過大時，可采用階梯式平硐開拓；一般應(yīng)優(yōu)先考慮垂直走向或斜交平硐開拓；當(dāng)受地形條件限制時，也可采用走向平硐開拓，但要注意單翼生產(chǎn)的特點，適當(dāng)確定井型。 對于賦存較淺、表土不厚、水文地質(zhì)情況簡單、井筒不需要特殊施工的緩斜和傾斜煤層，一般可采用斜井開拓方式。采用不同提升方式的斜井，其井筒傾角一般規(guī)定如下： 串車提升時，井筒傾角不大于25°；箕斗提升時為25～30°。但斜井垂高不超過300m，膠帶輸送機(jī)提升時，則不大于16°。 立井開拓的適用條件較廣，當(dāng)不受地形條件限制時，大多可以采用。尤其是在埋藏較深、表土層厚、水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜、井筒需要特殊鑿井法施工時，一般均采用立井開拓。多水平開拓的急斜煤層，也常用立井開拓。 根據(jù)井田特點，結(jié)合地面布置，當(dāng)采用單一井硐形式不能滿足通風(fēng)、安全、輔助提升等不同需要，或者在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上不合理時，也可采用綜合開拓方式。 2、井筒數(shù)目：采用斜井或立井開拓時，一般只開鑿一對提升井筒(主、副井)。在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上合理時，也可開鑿兩個以上的提升井筒。 風(fēng)井的個數(shù)應(yīng)根據(jù)安全生產(chǎn)、通風(fēng)要求和一井多用的原則合理確定。當(dāng)利用箕斗提升井或裝有膠帶輸送機(jī)的井筒兼作風(fēng)井使用時，必須符合《煤礦安全規(guī)程》第110條的規(guī)定。 確定井筒數(shù)目，還必須符合《煤礦安全規(guī)程》第18條關(guān)于安全出口規(guī)定。 3、井筒位置的選擇：應(yīng)首先滿足第一水平的開采、縮短貫通距離，減少井巷工程量。在一般情況下，井筒位置應(yīng)選擇在井田中央或最小貨載運(yùn)點上，但遇下列情況，可視具體條件而定。 ①井田附近有較大的村鎮(zhèn)，應(yīng)使廣場煤柱與村鎮(zhèn)煤柱合二為一，要避免首采區(qū)遷村； ②工業(yè)場地布置應(yīng)盡量不壓或少壓煤，尤其不壓好煤，以便為首采區(qū)創(chuàng)造較好的開采條件； ③應(yīng)避免工業(yè)場地處于高山、洼地和受洪水威脅處； ④井筒和井底車場運(yùn)輸巷道盡量不穿過斷層破碎帶和少穿過松散巖層。 風(fēng)井布置應(yīng)根據(jù)選定的通風(fēng)系統(tǒng)合理確定。一般根據(jù)以下原則： ①采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)時，在設(shè)計中必須規(guī)定井田境界附近的安全出口，當(dāng)?shù)V井發(fā)生災(zāi)害，井田一翼走向長度不能保證人員安全撤出時，必須形成井田境界附近的安全出口； ②采用對角式通風(fēng)系統(tǒng)時，風(fēng)井設(shè)在井田兩翼的上部邊界； ③采用中央分列式通風(fēng)系統(tǒng)時，主、副井設(shè)在井田中央，風(fēng)井設(shè)在井田上部邊界的中央； ④采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)時，回風(fēng)井設(shè)在各采區(qū)的上部邊界，條件適合時，也可利用各采區(qū)上山直透地面作為回風(fēng)井。 確定風(fēng)井?dāng)?shù)目及其配置時，應(yīng)因地制宜，靈活運(yùn)用。例如，在淺部開采，表土層不厚，開鑿小風(fēng)井不困難時，開采第一水平時可采用分區(qū)通風(fēng)。開采第二水平時再改為其它通風(fēng)系統(tǒng)。又如井田走向長度大的礦井，初期可采用中央式通風(fēng)系統(tǒng)，以后隨著開采的發(fā)展，再開鑿兩翼風(fēng)井，逐步過渡到對角式通風(fēng)系統(tǒng)。 （三）、運(yùn)輸大巷和總回風(fēng)巷的布置及與煤層間的聯(lián)系方式。 1、運(yùn)輸大巷的布置與煤層間的聯(lián)系： 確定運(yùn)輸大巷的布置及其煤層聯(lián)系時，一般應(yīng)遵循下列原則： ①開采煤層群時，根據(jù)煤層數(shù)目、煤層間距，可以采用分層運(yùn)輸大巷主要石門的布置方式；集中運(yùn)輸大巷采區(qū)石門的布置方式或分組集中運(yùn)輸大巷主要石門的布置方式。根據(jù)某些礦區(qū)的實際經(jīng)驗，煤層間距小于50米時，一般可采用集中運(yùn)輸大巷的布置方式，要用分組集中運(yùn)輸大巷布置方式時，分組間距一般應(yīng)大于70m。這些經(jīng)驗僅作參考。 ②有些煤層的層間距離較大，但煤層受斷層切割，或者賦存狀態(tài)不穩(wěn)定，只有局部地段可采，是且儲量較小，不宜單獨布置運(yùn)輸大巷，可根據(jù)具體情況與其它鄰近煤層劃為一組布置大巷。對瓦斯量很大或有突然涌水危險的煤層，在技術(shù)和安全上必要時，可考慮分別劃成煤組單獨布置大巷； ③主要運(yùn)輸大巷一般應(yīng)布置在煤組底板巖石中，但在下列情況下，也可考慮布置在煤層中；(a)距其它煤層很遠(yuǎn)，儲量有限的單個薄及中厚煤層；(b)煤組或煤系底部有距離很近的強(qiáng)含水層和富水溶洞，特別是較大的承壓水時應(yīng)慎重；(c)井田走向長度短，運(yùn)輸大巷服務(wù)年限不長，而煤層厚度不大，大巷維護(hù)不困難時；(d)煤組或煤系底部有煤質(zhì)堅硬，圍巖穩(wěn)定，無自然發(fā)火危險的薄及中厚煤層，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較比布置巖巷有利時。 ④巖石運(yùn)輸大巷應(yīng)布置在堅硬、穩(wěn)定、厚度較大的巖層中，如砂巖、石灰?guī)r和砂質(zhì)頁巖等。避免在松軟、吸水膨脹、易風(fēng)化的巖層中布置。運(yùn)輸大巷應(yīng)距煤層有一定距離，以避開支承壓力的不利影響，這個距離一般與煤層10～30m，對急斜煤層，為避免底板移動影響，一般應(yīng)布置在底板移動范圍以外10～20m的地方。 ⑤在個別情況下，煤層底部巖層水文條件復(fù)雜，煤組內(nèi)煤巖均較松軟，維護(hù)困難，也可將運(yùn)輸大巷布置在煤層頂板巖層中，此時，必須根據(jù)開采后巖層垮落范圍，留設(shè)護(hù)巷安全煤柱。 2、總回風(fēng)巷的布置及其與煤層的聯(lián)系 當(dāng)?shù)V井通風(fēng)系統(tǒng)要求設(shè)置總回風(fēng)巷時，其布置原則同運(yùn)輸大巷基本相同。當(dāng)井田上部邊界標(biāo)高不一致時，總回風(fēng)巷可按不同標(biāo)高分段設(shè)置，但分段不宜過多。當(dāng)井田上部沖積層厚、含水豐富，留有防水煤柱時，總回風(fēng)巷可以布置在防水煤柱內(nèi)。 （四）、煤層群分組：為了合理開發(fā)煤炭，多煤層開采時，應(yīng)首先考慮煤層群分組。煤組一般根據(jù)以下原則劃分： 1、將層間距近的煤層劃分為一組，但要注意各煤層的傾角、厚度、頂?shù)装鍘r性的一致性，以及地質(zhì)構(gòu)造方面的情況，以利于開采； 2、對不同煤種和煤質(zhì)，根據(jù)國家需要和用戶要求，可考慮分別劃組，以便分采分運(yùn)，保證煤質(zhì)； 3、對有突然涌水危險的煤層或?qū)娱g距離大的單個煤層，可以考慮單獨布置； 4、對瓦斯涌出量很大，有煤及瓦斯突出危險的煤層，應(yīng)劃分為一組聯(lián)合布置巷道，以便采取開采解放層的措施。 （五）、井田開拓方式是礦井設(shè)計的核心，內(nèi)容涉及面寬，可變因素多，政策法律性強(qiáng)，設(shè)計時必須注意： 1、樹立全局觀點：在考慮井田開拓問題的同時，要考慮礦井其它生產(chǎn)環(huán)節(jié)與之相適應(yīng)，如礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、支護(hù)方式、排水等。 2、在礦井設(shè)計的諸多矛盾中，設(shè)計時要抓主要矛盾。為了使主要矛盾得到解決，對次要矛盾或矛盾方面可預(yù)先分析確定。 3、確定井田開拓方式時，對以下幾方面內(nèi)容可先進(jìn)行初算： (1)、為了正確確定井筒位置、長度、傾角，必須先確定井底車場的型式和有關(guān)線路尺寸； (2)、為確定井筒、大巷、井底車場等主要開拓巷道斷面，必須初步確定提升、運(yùn)輸設(shè)備的類型、型號和規(guī)格尺寸； (3)、為確定礦井通風(fēng)方式、風(fēng)井位置及驗算各主要巷道的風(fēng)速，須根據(jù)礦井瓦斯等級和其它條件，初步確定全礦及采區(qū)所需風(fēng)量。 使所選用的方案及參數(shù)在技術(shù)上是優(yōu)越的，經(jīng)濟(jì)上是合理的，安全上是可靠的。 技術(shù)上的優(yōu)越和安全上是可靠，是指所選用的方案生產(chǎn)系統(tǒng)簡單、可靠、安全，采用了適合于該礦具體條件的先進(jìn)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(jī)械化、綜合機(jī)械化及自動化，有利于生產(chǎn)的集中化，有利于提高資源采出率，有利于加強(qiáng)生產(chǎn)技術(shù)管理，有利于安全生產(chǎn)。 經(jīng)濟(jì)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，投賢回收期短，利潤高。 （六）、方案比較方法 應(yīng)當(dāng)按照技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理要求來確定開采設(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(fù)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，通常采用方案比較法，個別問題輔以統(tǒng)一分析法、技術(shù)標(biāo)定法(或稱標(biāo)準(zhǔn)定額法)、數(shù)學(xué)分析法等。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是電子計算機(jī)的應(yīng)用，對于礦井這樣—個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，又發(fā)展經(jīng)濟(jì)一數(shù)學(xué)規(guī)劃法等。本文將對方案比較方法的實質(zhì)和基本原則做主要介紹。 方案比較法是我國目前確定礦井開采設(shè)計方案時應(yīng)用最廣泛的方法。方案比較法的實質(zhì)就是對不同的方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和對比．從中選出在一定偏好準(zhǔn)則下最優(yōu)的方案。 1、方案比較的內(nèi)容 由于煤礦開采的影響因素很多，需解決問題的性質(zhì)和涉及的范圍不盡相同，在進(jìn)行開拓方案設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)參加比較的方案特點、差別和復(fù)雜程度，確定方案比較的具體項目、內(nèi)容和重點。在通常情況下，應(yīng)比較的主要項目和內(nèi)容有以下幾類。 (1)、工程量應(yīng)分別按實物單位計算。其中包括： ①井巷工程量(井巷長度或掘進(jìn)體積，硐室掘進(jìn)體積)； ②地面建筑工程量(廠房及其他建筑物的建筑面積和結(jié)構(gòu)物，軌道、管路、線路長度)； ③機(jī)電設(shè)備的安裝工程量(設(shè)備臺數(shù)或成套設(shè)備套數(shù)、管路和線路的長度)； ④其他工程量(占用的農(nóng)田面積、平整土地石方數(shù)量)。 (2)、基本建設(shè)投資可分別按價值單位計算井巷和地面建筑、機(jī)電設(shè)備安裝及其他工程的費用。在計算基建投資時，應(yīng)當(dāng)特別注意初期投資。 (3)、施工條件及施工技術(shù)、基本建設(shè)工期。 (4)、機(jī)電設(shè)備及主要材料需用量，大型設(shè)備及器材占用量。 (5)、生產(chǎn)管理方面難易程度及生產(chǎn)經(jīng)營費用，可按礦井生產(chǎn)過程計算生產(chǎn)經(jīng)營費用，其中包括巷道維護(hù)費，運(yùn)輸提升費，通風(fēng)費和排水費等 (6)、其他礦井生產(chǎn)能力，煤炭采出率，巷道掘進(jìn)率，生產(chǎn)過程機(jī)械化程度等。 2、方案比較法的步驟 (1)、提出可行方案并進(jìn)行技術(shù)比較，首先要明確設(shè)計的內(nèi)容、性質(zhì)、要求，以及設(shè)計要達(dá)到的目標(biāo)等；熟悉和掌握設(shè)計任務(wù)或設(shè)計所要解決的總體或局部礦井中的內(nèi)外部條件，如井田的地質(zhì)、水文、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(xì)致地分析和研究設(shè)計中的有關(guān)問題，提出若干個在技術(shù)上可行的方案；對提出的可行方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，否定一些技術(shù)經(jīng)濟(jì)上比較容易鑒別的不合理方案；將剩余的兩三個方案取長補(bǔ)短，使其更加完善；如果能夠明顯地判定出那一個方案最好，就可以確定其為最終采用的方案；如果不能明顯地判定各方案在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)劣，則必須對這兩三個方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。 (2)、經(jīng)濟(jì)比較將上述的兩三個方案詳細(xì)地進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計算與比較。進(jìn)行開拓方案的經(jīng)濟(jì)比較時，要考慮下列費用： ①基本建設(shè)費，其中有井巷開鑿費，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)營費，其中有巷道維護(hù)費、運(yùn)輸提升費、排水費、通風(fēng)費等等。 (3)、綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，確定合理的礦井開拓方案在方案比較后，應(yīng)對技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果進(jìn)行綜合分析評價，權(quán)衡各方案的利弊，抓住關(guān)鍵問題，選擇一個確實是各方案中能夠較好地體現(xiàn)國家的方針政策，技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)效益高的方案。但是，應(yīng)當(dāng)指出，如將各方案的生產(chǎn)費用和基本建設(shè)費用相加簡單相比，以方案總額最小確定為經(jīng)濟(jì)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(因為它與基本建設(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中的投資效果。因此，必須進(jìn)行綜合分析評價，把有關(guān)因素都考慮進(jìn)去。例如，在某些情況下，雖然某一方案費用略高，但是初期投資少，建井工期短，可以早出煤，就可能是一個最優(yōu)方案。所以，對某一礦井設(shè)計方案的最后確定，還必須根據(jù)具體情況做出全面的綜合分析比較，而后做出決定。 (4)、最后按設(shè)計任務(wù)的要求，編寫出方案的詳細(xì)文字說明，繪出說明方案的相關(guān)圖紙。 3、在進(jìn)行方案比較時，應(yīng)注意下列問題 (1)、提出可行方案和技術(shù)分析是比較的重要步驟和基礎(chǔ)，因此，必須認(rèn)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)當(dāng)列入的對比項目，要進(jìn)行反復(fù)核對，以免遺漏。 (2)、在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計算時，只考慮重要項目的費用，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)字的比較意義就不大，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以不進(jìn)行比較。應(yīng)當(dāng)指出，對哪些項目是重要的、影響不大的或相同的，要進(jìn)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(yùn)輸提升費、井巷維護(hù)費；對低瓦斯礦井的通風(fēng)費和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(fēng)或排水問題，則必須進(jìn)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，兩方案采用相同的井底車場及地面設(shè)施，當(dāng)兩方案井型相同時，可看做是相同的項目不予比較；但如兩方案井型不同，則分?jǐn)傆趪嵜荷a(chǎn)能力的投資就不同，不能認(rèn)為是相同的項目，而必須進(jìn)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(dāng)出自同一來源，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(zhǔn)確，比較結(jié)果也就會失去意義。 (5)、在進(jìn)行大的方案比較之前，可先把一些相同類型的局部方案進(jìn)行比較，求出合理的局部方案后，再進(jìn)行整體的方案比較。 (6)、在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)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)費用是國家以投資的形式集中撥出的，要考慮發(fā)揮投資效果，確保國家增加利潤和稅收；而生產(chǎn)經(jīng)營費用則是逐年列入成本付出的，對國民經(jīng)濟(jì)的影響相對較小。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，因為同樣份額的資金在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不同時期，重要性是不同的。生產(chǎn)經(jīng)營費用中應(yīng)分別按項目列出，以利于全面分析經(jīng)濟(jì)效果，得出比較優(yōu)越的方案。 (7)、將各方案的礦井建設(shè)期限分別計算出來，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表示，將總費用最小的方案定為100％，其他各方案的費用與其相比較。如果各方案在經(jīng)濟(jì)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、施工的難易程度、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，如果兩個方案費用差額不超過10％時，即認(rèn)為此兩方案在經(jīng)濟(jì)上是相等的。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(biāo)準(zhǔn)。 (10)、對方案進(jìn)行最終綜合評價時，一定要正確估計各項影響因素在所研究方案中的重要性程度，以便根據(jù)給定的目標(biāo)，選取最優(yōu)方案。對于一個具體的煤礦企業(yè)而言，經(jīng)濟(jì)評價雖然是確定方案的主要標(biāo)準(zhǔn)，但不能作為惟一的標(biāo)準(zhǔn)。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。 總之，對各方案的技術(shù)比較和經(jīng)濟(jì)計算結(jié)果，綜合分析對比，擇優(yōu)確定采用的開拓方案。在評定各方案優(yōu)劣時，要全面考慮各種因素的影響，如果各方案經(jīng)濟(jì)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、施工難易程度、建井工期長短、材料設(shè)備供應(yīng)條件等因素綜合考慮，合理確定。
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