第一部分矿区总体规划设计与矿井设计总则解析课件.ppt

1、第一节第一节 矿区总体设计程序、依据与内容矿区总体设计程序、依据与内容第二节第二节 矿区总体设计原则矿区总体设计原则 第三节第三节 矿井设计基础矿井设计基础第四节第四节 矿井设计准备矿井设计准备 原设计程序（原设计程序（20世纪世纪80年代至年代至20世纪末）世纪末）项目建议书项目建议书可行性研究可行性研究设计任务书设计任务书矿区总体设计矿区总体设计 现行设计程序（现行设计程序（21世纪初）世纪初）项目建议书项目建议书可行性研究报告可行性研究报告初步设计初步设计开工报告开工报告竣工验收竣工验收一、矿区总体设计程序一、矿区总体设计程序二、矿区总体设计的依据二、矿区总体设计的依据1 1、矿区总体规

2、划设计委托书。、矿区总体规划设计委托书。2 2、矿区资源普查地质报告和必要的详查地质报告、矿区资源普查地质报告和必要的详查地质报告以及审批文件。以及审批文件。3 3、矿区环境影响评价大纲及审批文件。、矿区环境影响评价大纲及审批文件。4 4、各省（区、市）国民经济和社会发展五年、各省（区、市）国民经济和社会发展五年计划及远景目标纲要。计划及远景目标纲要。5 5、煤炭行业及相关电力、化工、交通、建材、煤炭行业及相关电力、化工、交通、建材等行业的五年计划及远景规划。等行业的五年计划及远景规划。三、矿区总体设计内容三、矿区总体设计内容 1.1.总说明总说明 2.2.矿区概况及建设条件矿区概况及建设条件

3、3.3.矿区开发矿区开发 4.4.煤的用途及洗选加工煤的用途及洗选加工5.5.电厂电厂 6.6.化工、铁路等综合开发项目化工、铁路等综合开发项目7.7.矿区配套工程矿区配套工程 8.8.矿区地面布置及地面设施矿区地面布置及地面设施9.9.矿区环境保护及综合利用矿区环境保护及综合利用10.10.技术经济评价技术经济评价 11.11.附图附图一、一、矿区总体设计原则矿区总体设计原则二、井田划分二、井田划分三、矿井生产能力三、矿井生产能力四、矿区规模设计与均衡生产四、矿区规模设计与均衡生产五、矿区建设顺序五、矿区建设顺序六、矿区采动治理六、矿区采动治理 一、一、矿区总体设计原则矿区总体设计原则 1

4、1、贯彻执行国家发展煤炭工业的方针政策和发展、贯彻执行国家发展煤炭工业的方针政策和发展战略，有关法规、规程和规范的规定。战略，有关法规、规程和规范的规定。2 2、结合具体条件充分考虑国民经济和区域经济发、结合具体条件充分考虑国民经济和区域经济发展需要（国内外市场需要）；择优开发合理利用煤炭展需要（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。资源，对国家稀缺煤种实行保护性开采。3 3、为矿区的合理开发创造良好的建设条件，保、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

5、发展。规划和保护同步发展。4 4、矿区的井田划分，要统筹全局处理好相邻矿、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、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。与地方矿井应统一规划合理布局。5 5、综合分析借鉴国内外矿区开发经验与发展趋势，、综合分析借鉴国内外矿区开发经验与发展趋势，采用科学技术，不断提高矿区现代化水平。采用科学技术，不断提高矿区现代化水平。6 6、发挥资源优势和地理优势，择优开发资源丰富、发挥资源优势和地理优势，

6、择优开发资源丰富、开采条件优越、交通方便和缺煤地区，有露天矿开采开采条件优越、交通方便和缺煤地区，有露天矿开采条件的应当优选开采露天矿。条件的应当优选开采露天矿。7 7、要以经济效益为中心，以相对较少投资，、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。最大经济效益。8 8、对矿区有工业价值的其他有益矿物，应规、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。划开发和利用，提高经济效果。9 9、适应经济发展和科学技术进步，适当为矿区、适应经济发展和科学技术进步，适当为矿区扩建与发展留有余

7、地。扩建与发展留有余地。10 10、贯彻安全生产方针，努力改善劳动条件。、贯彻安全生产方针，努力改善劳动条件。二、井田划分二、井田划分 1.1.影响因素（主要考虑的因素）影响因素（主要考虑的因素）（1 1）矿区地质条件）矿区地质条件（2 2）选择合适的矿区开发强度）选择合适的矿区开发强度（3 3）统一规划，正确处理深浅部各矿井相邻关系）统一规划，正确处理深浅部各矿井相邻关系（4 4）选择合适的井口位置与工业场地）选择合适的井口位置与工业场地（5 5）为矿井的改扩建留有后备区）为矿井的改扩建留有后备区（6 6）统筹全局，全面规划，综合经济效益最优化）统筹全局，全面规划，综合经济效益最优化（1 1

8、）自然境界划分）自然境界划分（2 2）人为境界划分）人为境界划分 2.2.井田划分方法井田划分方法 按地质因素划分按地质因素划分 按煤层赋存形态划分按煤层赋存形态划分 按煤层组与储量分布情况划分按煤层组与储量分布情况划分 按煤种、煤质分布规律划分按煤种、煤质分布规律划分 按地形地物界线划分按地形地物界线划分（1 1）按自然境界划分井田）按自然境界划分井田 按水平标高（煤层底板等高线）划分。按水平标高（煤层底板等高线）划分。按地质钻孔连线划分。按地质钻孔连线划分。按经纬线划分。按经纬线划分。按勘探线划分。按勘探线划分。（2 2）按人为境界划分井田）按人为境界划分井田 3.井田尺寸参数井田尺寸参数

9、 为了合理确定井田尺寸，按照为了合理确定井田尺寸，按照煤炭工业矿区煤炭工业矿区总体设计规范总体设计规范（20052005年版）的规定，井田走向年版）的规定，井田走向长度不宜小于表中的数值。长度不宜小于表中的数值。井田走向长度井田走向长度矿井井型矿井井型大大 型型中中 型型小小 型型走向长度走向长度8km 4km未规定未规定三、矿井生产能力三、矿井生产能力1.矿井类型矿井类型矿井井型分类矿井井型分类分分 类类井型井型Mta-1大大 型型1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0、5.0、6.0及以上及以上中中 型型0.45、0.6、0.9小小 型型0.3及以下及以下备备 注注新建矿井按规定不

10、应出现上述两种井型之间的中间新建矿井按规定不应出现上述两种井型之间的中间井型。井型。2.影响矿井生产能力的主要因素影响矿井生产能力的主要因素（1 1）资源及储量）资源及储量 （2 2）开采技术条件）开采技术条件（3 3）矿井与水平服务年限）矿井与水平服务年限 （4 4）技术管理水平）技术管理水平（1）资源及储量）资源及储量 根据根据煤炭工业矿井设计规范煤炭工业矿井设计规范（20052005年版）年版）规定进行矿井的储量的计算。需计算的储量：规定进行矿井的储量的计算。需计算的储量：矿井地质储量矿井地质储量 矿井工业储量矿井工业储量 矿井设计储量矿井设计储量 矿井采区采出率矿井采区采出率 （3）矿

11、井与水平服务年限）矿井与水平服务年限 新建与改扩建矿井及第一开采水平设计服务年限新建与改扩建矿井及第一开采水平设计服务年限矿井设计矿井设计生产能力生产能力Mta-1矿井设计矿井设计服务年限服务年限a不同煤层倾角的第一开采不同煤层倾角的第一开采水平设计服务年限水平设计服务年限a改造后矿井改造后矿井服务年限服务年限a25以下以下25 4545以上以上6.0及以上及以上80403.0 5.0703540 501.2 2.46030252030 400.45 0.95025201520 30四、矿区规模设计与均衡生产四、矿区规模设计与均衡生产1.矿区规模确定的基本原则矿区规模确定的基本原则（1 1）资

12、源条件）资源条件 （2 2）外部建设条件）外部建设条件（3 3）国民经济或区域经济发展需要）国民经济或区域经济发展需要（4 4）投资效果）投资效果 （5 5）符合均衡生产年限的规定）符合均衡生产年限的规定2.矿区均衡生产服务年限矿区均衡生产服务年限 矿区均衡生产年限矿区均衡生产年限是矿区年产量长期保持建设规是矿区年产量长期保持建设规模不低于模不低于85%85%的生产年限。的生产年限。矿区产量递增年限矿区产量递增年限 矿区产量递减年限矿区产量递减年限矿区建设规模矿区建设规模Mta-11510 158 105 83 51 3均衡生产年限均衡生产年限a9080707060503.矿区均衡生产服务年限

13、确定方法矿区均衡生产服务年限确定方法 （1 1）矿区均衡生产服务年限可由编制的矿井建）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。设顺序及产量规划表求出。（2 2）编制矿井建设顺序及产量规划表的方法是）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。准备时间、建井时间及逐年的产量规划横格数字表。五、矿区建设顺序五、矿区建设顺序1.矿区建设顺序编制的依据矿区建设顺序编制的依据（1 1）市场需求）市场需求 （2 2）外部开发条件）外部开发条件（3 3）材料、设备

14、供应条件）材料、设备供应条件 （4 4）勘探程度）勘探程度2.矿区建设顺序的基本原则矿区建设顺序的基本原则（1 1）先浅后深）先浅后深 （2 2）先小后大）先小后大（3 3）先易后难）先易后难 （4 4）先平硐、再斜井、后立井）先平硐、再斜井、后立井（5 5）先改扩建再新建）先改扩建再新建 （6 6）先急需后一般）先急需后一般（7 7）同时建设的矿井不能太多）同时建设的矿井不能太多六、矿区采动治理六、矿区采动治理 1.综合防治地表下沉综合防治地表下沉 2.综合治理煤矸石综合治理煤矸石 3.综合防治大气污染综合防治大气污染 一、矿井设计依据一、矿井设计依据1.1.地质资料地质资料 2.2.矿井可

15、行性报告研究矿井可行性报告研究 3.3.国家总的建设方针、政策及有关规程和规范国家总的建设方针、政策及有关规程和规范 二、矿井开采设计的步骤二、矿井开采设计的步骤（1 1）提出可行方案）提出可行方案（2 2）进行方案的技术比较）进行方案的技术比较（3 3）进行方案的经济比较）进行方案的经济比较（4 4）方案的多目标综合评价优选）方案的多目标综合评价优选（5 5）编写方案说明，绘制设计图纸）编写方案说明，绘制设计图纸三、矿井开采设计所需资料三、矿井开采设计所需资料（1 1）矿井地质说明书）矿井地质说明书（2 2）煤层底板等高线图）煤层底板等高线图（3 3）煤层勘探剖面图）煤层勘探剖面图（4 4）

16、钻孔柱状图）钻孔柱状图（5 5）矿区地质地形图）矿区地质地形图（6 6）井上下对照图）井上下对照图一、一、设计储量设计储量二、永久性煤柱二、永久性煤柱三、工业性场地及建筑物煤柱三、工业性场地及建筑物煤柱四、井筒及大巷煤柱四、井筒及大巷煤柱五、水体安全煤（岩）柱设计方法五、水体安全煤（岩）柱设计方法六、矿井设计服务年限六、矿井设计服务年限一、一、设计储量设计储量 矿井储量可分为矿井地质储量、矿井工业储矿井储量可分为矿井地质储量、矿井工业储量和矿井可采储量量和矿井可采储量 以精查地质报告和矿井地质说明书为基础，矿以精查地质报告和矿井地质说明书为基础，矿井设计资源井设计资源/储量以储量以下下式计算：

17、式计算：ygsPQQQs矿井设计资源矿井设计资源/储量；储量；Qg矿井工业资源矿井工业资源/储量；储量；Py永久煤柱损失量。永久煤柱损失量。矿井设计可采储量以矿井设计可采储量以下下式计算：式计算：CPQQksk)(Qk矿井设计可采储量；矿井设计可采储量；Pk工业场地和主要井巷煤柱损失量之和；工业场地和主要井巷煤柱损失量之和；C采区回采率。采区回采率。二、永久性煤柱二、永久性煤柱1.井田境界煤柱井田境界煤柱 一般为井田的边界留取一般为井田的边界留取5050m保安煤柱。如果遇到保安煤柱。如果遇到特殊情况，如相邻矿井或区域有水患、瓦斯突出、煤特殊情况，如相邻矿井或区域有水患、瓦斯突出、煤层自燃等情况

18、，可适当加大保安煤柱尺寸。层自燃等情况，可适当加大保安煤柱尺寸。2.断层煤柱断层煤柱 断层煤柱的尺寸取决于断层的断距、性质、断层煤柱的尺寸取决于断层的断距、性质、含水和导水情况。断层煤柱按含水和导水情况。断层煤柱按下下表选取表选取。序号序号断层名称断层名称落差落差/m煤柱尺寸煤柱尺寸/m1大断层大断层20302中断层中断层52010153小断层小断层5103.采区煤柱采区煤柱 为防止相邻采区之间灾害事故的蔓延或采空区的为防止相邻采区之间灾害事故的蔓延或采空区的漏风，一般在采区边界留设漏风，一般在采区边界留设1010m的煤柱。的煤柱。三、工业广场及建筑物煤柱三、工业广场及建筑物煤柱1、保护煤柱留

19、设原则、保护煤柱留设原则 （1 1）在一般情况下，保护煤柱应根据受护面）在一般情况下，保护煤柱应根据受护面积边界和移动角值进行圈定。移动角值按建筑物积边界和移动角值进行圈定。移动角值按建筑物下列允许变形值确定：下列允许变形值确定：倾倾 斜斜:i=3 mmm 曲曲 率率:k=+0.210-3 m 水平变形水平变形:=+2 mm m （2 2）地面受护面积包括受护对象及其周围的）地面受护面积包括受护对象及其周围的围护带宽度可按下表确定。围护带宽度可按下表确定。建构物保护煤柱的围护带宽度建构物保护煤柱的围护带宽度建构物建构物保护等级保护等级围护带宽度围护带宽度m建构物建构物保护等级保护等级围护带宽度

20、围护带宽度m2010155保护等级保护等级主要建（构）筑物主要建（构）筑物国务院明令保护的文物和纪念性建筑物；一等火车站，发电厂国务院明令保护的文物和纪念性建筑物；一等火车站，发电厂主厂房，在同一跨度内有两台重型桥式吊车的大型厂房，平炉，主厂房，在同一跨度内有两台重型桥式吊车的大型厂房，平炉，水泥厂回转窑，大型选煤厂主厂房等特别重要或特别敏感的、水泥厂回转窑，大型选煤厂主厂房等特别重要或特别敏感的、采动后可能发生重大生产、伤亡事故的建（构）筑物；铸铁瓦采动后可能发生重大生产、伤亡事故的建（构）筑物；铸铁瓦斯管道干线，大、中型矿井主要通风机房，瓦斯抽放站，高速斯管道干线，大、中型矿井主要通风机房

21、，瓦斯抽放站，高速公路，机场跑道，高层住宅楼等公路，机场跑道，高层住宅楼等 高炉、焦化炉，高炉、焦化炉，220kV以上高压输电线路杆塔，矿区总变电站，以上高压输电线路杆塔，矿区总变电站，立交桥；钢筋混凝土框架结构的工业厂房，设有桥式吊车的工立交桥；钢筋混凝土框架结构的工业厂房，设有桥式吊车的工业厂房，铁路煤仓、总机修厂等较重要的大型工业建（构）筑业厂房，铁路煤仓、总机修厂等较重要的大型工业建（构）筑物；办公楼，医院，剧院，学校，百货大楼，二等火车站，长物；办公楼，医院，剧院，学校，百货大楼，二等火车站，长度大于度大于20 m的二层楼房和三层以上多层住宅楼；输水管干线和的二层楼房和三层以上多层住

22、宅楼；输水管干线和铸铁瓦斯管道支线；架空索道，电视塔及其转播塔，一级公路铸铁瓦斯管道支线；架空索道，电视塔及其转播塔，一级公路III无吊车设备的砖木结构工业厂房，三、四等火车站，砖木、砖无吊车设备的砖木结构工业厂房，三、四等火车站，砖木、砖混结构平房或变形缝区段小于混结构平房或变形缝区段小于20 m的两层楼房，村庄砖瓦民房；的两层楼房，村庄砖瓦民房；高压输电线路杆塔，钢瓦斯管道等高压输电线路杆塔，钢瓦斯管道等IV农村木结构承重房屋，简易仓库等农村木结构承重房屋，简易仓库等 矿区建（构）筑物保护等级划分矿区建（构）筑物保护等级划分 （3 3）当受护建筑物和构筑物面积较小时，应酌情）当受护建筑物和

23、构筑物面积较小时，应酌情加大其保护煤柱尺寸，使建筑物受护面积内地表变形加大其保护煤柱尺寸，使建筑物受护面积内地表变形值叠加后不超过允许地表变形值。值叠加后不超过允许地表变形值。（4 4）当受护边界与煤层走向斜交时，应根据基岩）当受护边界与煤层走向斜交时，应根据基岩移动角求得垂直于受护边界线方向（伪倾斜方向）上移动角求得垂直于受护边界线方向（伪倾斜方向）上山方向移动角山方向移动角和下山方向移动角和下山方向移动角。然后再确。然后再确定保护煤柱。定保护煤柱。（5 5）有滑坡危险的山区建筑物留设保护煤柱时，为）有滑坡危险的山区建筑物留设保护煤柱时，为了防止山体滑移，在建筑物上坡方向，移动角应减小了防止

24、山体滑移，在建筑物上坡方向，移动角应减小20 25，或者加大保护煤柱尺寸或者加大保护煤柱尺寸0.5 1.0 r（r为主要影响为主要影响半径半径）；在建筑物下坡方向，移动角应诚小在建筑物下坡方向，移动角应诚小5 10，或或者加大保护煤柱尺寸者加大保护煤柱尺寸0.2 0.5 r。（6 6）其下有落差大于）其下有落差大于20 30 m断层的建筑物留设保断层的建筑物留设保护煤柱时，应考虑沿断层面滑移的可能性，适当加大煤护煤柱时，应考虑沿断层面滑移的可能性，适当加大煤柱尺寸，使断层两翼均包括在保护煤柱范围之内柱尺寸，使断层两翼均包括在保护煤柱范围之内 。（7 7）立井保护煤柱应按其深度、用途、煤层赋存条

25、）立井保护煤柱应按其深度、用途、煤层赋存条件以及地形特点留设。件以及地形特点留设。有断层时的煤柱线无断层时的煤柱线2、保护煤柱设计方法、保护煤柱设计方法（1）垂直剖面法垂直剖面法 第一步：确定第一步：确定受护边界。受护边界。第二步：第二步：沿煤层倾向作剖面沿煤层倾向作剖面II和沿走向和沿走向作剖面作剖面IIII，把建筑物及围护带投影到剖面，把建筑物及围护带投影到剖面上上。第三步：通过第三步：通过剖面剖面II确定确定保护煤柱在下山方向和保护煤柱在下山方向和上山方向的边界线上山方向的边界线 第四步：通过剖面第四步：通过剖面IIII确定确定煤柱上边界线和下煤柱上边界线和下边界线。边界线。第五步：第五

26、步：将将剖面剖面IIII确定确定煤柱上边界线和下边煤柱上边界线和下边界线转投到平面图上，与由剖面界线转投到平面图上，与由剖面II所确定的煤柱边所确定的煤柱边界线投影相交界线投影相交，确定，确定保护煤柱边界。保护煤柱边界。l3IHcdbabdcaIIIIINMBDm2l2n2n1m1k3k2l1ACk1lknm（2）垂线法）垂线法（3）数字标高投影法）数字标高投影法 （4）煤层为向、背斜构造时建筑物保护煤柱的煤层为向、背斜构造时建筑物保护煤柱的留设方法留设方法 m(a)(c)(f)(b)(d)(e)750On300nn矿井设计深度NMmNMANMOmmnmNMnAmMN=1NMnmIIIIIII

27、IIIIIn四、井筒及大巷煤柱四、井筒及大巷煤柱1、立井煤柱设计、立井煤柱设计 第一步：确定第一步：确定20 m宽的宽的受护边界受护边界 第二步：在剖面第二步：在剖面II上得上得m1，n1 点，在剖面点，在剖面IIII上得上得g、h、k1、l1点点 第三步：得第三步：得下山方向和上山方向的边界线下山方向和上山方向的边界线m2、n2点点 第四步：确定煤柱上边界线和下边界线第四步：确定煤柱上边界线和下边界线,得梯形得梯形k1 l1 gh。第五步：确定保护煤柱边界。第五步：确定保护煤柱边界。mnkl ghl1n1m1k2l2m2n2k1l1hg PQRSo k1 五、五、水体安全煤（岩）柱设计方法水

28、体安全煤（岩）柱设计方法ABCDaba1b1a1abcdabcdb3b1b15mb3DACBa2b2b3b3a2b280738073ab7361Hsha1a4545 由于水库在煤层下山方向，尚需计算防水安全由于水库在煤层下山方向，尚需计算防水安全煤岩柱尺寸煤岩柱尺寸Hsh:六、矿井设计服务年限六、矿井设计服务年限 矿井设计服务年限是矿井设计时，按矿井可采矿井设计服务年限是矿井设计时，按矿井可采储量、设计生产能力，并考虑储量备用系数计算出储量、设计生产能力，并考虑储量备用系数计算出的矿井设计开采年限，简称矿井服务年限的矿井设计开采年限，简称矿井服务年限。KAQTk矿区建设规模矿区建设规模Mta-11510 158 105 83 51 3均衡生产年限均衡生产年限a908070706050