矿井开采设计--第一章设计程序与设计依据

太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/161矿井开采设计主讲人：邢存恩（博士）太原理工大学矿业工程学院研究领域：煤矿开采、采矿系统工程和采矿CAD煤矿通风与安全电话：[phone]E-mail：[e-mail]太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/162第一章设计程序与设计依据太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/163主要内容第一节煤炭工业基本建设程序第二节设计阶段与程序、依据太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/164煤炭工业基本建设需要国家根据总体情况统筹安排。1、根据批准后的矿区建设可行性研究报告进行矿区总体设计，矿区总体设计批准后进行矿井设计。2、按照市场、资金和资源等情况，报送计划申请；经计委批复下文可委托具有地质勘探资质的单位进行地质报告的编制，经国土部门组织专家评审通过后，可委托具有设计资质的单位进行矿井可行性研究报告（资源开发利用方案）的编制，经国土部门组织专家评审通过，下发采矿许可证；3、委托具有评价资质的单位进行矿井预评价报告的编制，经煤炭管理部门组织专家评审通过后，委托具有设计资质的单位进行矿井初步设计报告的编制，经煤炭管理部门组织专家评审通过后，下发煤矿生产许可证；1.1煤炭工业基本建设程序第一节煤炭工业基本建设程序太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/165第一节煤炭工业基本建设程序4、委托具有设计资质的单位进行矿井初步设计安全专篇报告的编制，经煤炭监察部门组织专家评审通过后，下发煤矿安全许可证；5、委托具有设计资质的单位进行矿井施工图设计、矿井土地复垦专篇设计、矿井环保专篇设计等专项设计，经管理部门组织专家评审通过后，由建设管理部门批发煤矿建设开工报告，通过招标的方式组织施工队伍进行矿井建设施工。通过工程监理的方式保证施工质量和工程进度。6、建设竣工后，委托具有评价资质的单位进行矿井竣工验收评价报告的编制，经煤炭管理部门组织专家评审通过后，由主管部门进行联合验收。验收合格进行正常生产。归纳起来，煤炭工业基本建设的主要步骤有三个：煤田地质勘探、矿井设计、建设施工。1.1煤炭工业基本建设程序太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/166从上述矿井建设程序可以看出，矿井设计是分阶段进行的。一个矿井的设计大致要经历如下四个阶段和程序：1、根据批准后的矿区建设可行性研究报告进行矿区总体设计；2、矿区总体设计批准后进行矿井可行性研究（资源开发利用方案，审批后作为领取采矿许可证的依据），审批通过后，作为项目立项和进行矿井初步设计的依据；3、矿井可行性研究报告批准后进行矿井初步设计及矿井初步设计安全专篇，设计审批后，作为矿井建设的指导性文件和生产过程中安全保障依据；4、矿井初步设计审批后进行矿井施工图设计（是在矿井初步设计的基础上，以初步设计为依据，对井上下的单位工程进行设计，是指导矿井施工的依据）。1.2矿井设计阶段与程序第二节设计阶段与程序、依据太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/167第二节设计阶段与程序、依据一、设计任务书设计任务书（计划任务书）：是生产管理部门向设计部门委托设计任务的文件。书中规定拟建项目的任务和设计内容、技术方向、设计阶段、设计原则、计划按排以及配套工程的发展计划与要求。二、精查地质报告地质构造、储量、煤质及用途、水文地质等。三、国家总的建设方针、政策及有关规程和规范《煤炭工业矿井设计规范》、《煤矿安全规程》等。四、经批准的上一阶段设计确定的原则除此之外，还有已签订的与建设项目有关的外部协议、文件等，设计时也应遵循。1.3矿井设计依据太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/168第二章矿区总体设计太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/169第一节矿区总体设计的目的与要求第二节矿区总体设计的内容主要内容太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1610二、矿区总体设计的步骤及程序：1、新建矿区应具有经过批准的详查地质报告，还必须有1—2个井田的精查地质报告。2、编制矿区建设可行性研究报告，和环境影响评价报告。3、两个报告经上级主管部门审查批准后，作为编制矿区总体设计任务书的依据。4、矿区总体设计应根据已批准的矿区总体设计任务书，矿区建设可行性研究报告和环境影响评价报告书进行编制。第一节矿区总体设计的目的与要求一、我国煤炭工业战略布局总的原则是：要从我国煤炭资源分布特点出发，根据国家的需要，全面规划、统筹兼顾、合理布局、择优开发、合理利用煤炭资源，追求最佳经济效果。太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1611三、矿区总体设计的作用：矿区总体规划设计是确定矿区内各矿井、工厂、生活设施等单项工程的安排，以及与矿区开发有关的各项原则和方案。合理开发整个矿区的资源，确定与矿区开发有关的各项原则方案，作为编制矿区建设计划和编制矿井单项设计的依据。第一节矿区总体设计的目的与要求太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1612四、矿区总体设计要解决的主要问题1、合理划分井田，选择开拓方式，确定矿井井型和矿区总体规模（宏观的、粗线条的）；2、确定煤炭的用途与用户，合理选择煤炭加工工艺，合理确定伴生矿物的综合开采与利用；3、合理安排各矿井和各单项工程的建设顺序；4、合理安排矿区的运输、供电、供水、通讯、机修、污水处理、固体废物处理等设施；5、合理确定矿区的行政、医疗卫生、文化教育、商业和居住区的规划；6、编制矿区的基建工程量，劳动定员和投资估算，并论述矿区开发的技术、经济、社会效益的合理性。第一节矿区总体设计的目的与要求太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1613一、矿区总体设计的内容：矿区总体设计主要包括以下内容：1、前言：阐述矿区总体设计的依据和指导思想，全面论证矿区开发在技术上、经济上、社会效益上及其综合效益上的合理性和对国民经济发展的意义。2、矿区基本情况和建设条件介绍：矿区地形、地貌，水文、气象；交通运输及矿区工农业情况，地质地层、煤层赋存条件、煤质及用途，水文地质条件，勘探程度，其他伴生矿物及综合利用等。3、矿区井田划分及开拓方式（粗线条）、矿区建设规模。4、矿区附属企业：洗煤厂、机修厂、总材料库、化工厂、火药库、水泥厂、煤矸石综合利用厂、矿山救护等等。5、其他：文化教育、医疗卫生、商业布局、其他福利设施等。6、技术经济评价：总投资、投资构成、建设顺序、建设期、技术经济分析和评价、社会评价等。第二节矿区总体设计的内容太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1614二、编制矿区总体设计时应注意的几个问题：1、合理的划分井田范围（即矿井的储量、设计能力与服务年限），并为矿井的发展留有余地。2、正确合理的进行矿区地面总体布置，不要距离城市太近。3、查明矿区水源。4、要全面合理的安排各项配套工程项目的建设，做到全面协调、可持续发展。第二节矿区总体设计的内容太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1615第三章矿井可行性研究太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1616第一节矿井可行性研究报告的编制第二节技术经济评价的基本方法主要内容太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1617一、可行性研究的含义对于一个拟建项目，在上马之前，要在技术可靠性方面、经济合理性方面进行全面论证。通过深入细致的调查研究和多方案的分析计算比较，对项目建成后可能取得的技术经济效果进行预测，从而提出这个项目的建设是可行还是不可行以及如何建设的意见，为投资决策提供科学可靠的依据。这个调查过程称为可行性研究。第一节矿井可行性研究报告的编制太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1618二、可行性研究的作用1、作为工程项目建设决策的依据；2、作为向银行申请贷款的依据；3、作为各有关部门互签合同、协议的依据；4、作为进行矿井初步设计的依据；5、作为申请营业执照和申请建设的依据。第一节矿井可行性研究报告的编制太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1619三、矿井可行性研究报告的内容：矿井可行性研究报告包括19章内容，分别是：1、总论；2、矿井建设条件；3、市场预测；4、建设规模与服务年限；5、井田开拓与开采；6、矿井主要设备；7、地面设施；8、节能与节水；9、环境保护与水土保持；第一节矿井可行性研究报告的编制太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1620三、矿井可行性研究报告的内容：10、劳动安全卫生；11、组织机构及人力资源配备；12、项目实施计划；13、投资估算与资金筹措；14、财务评价；15、国民经济评价（可选）；16、风险分析及防范对策；17、社会评价；18、项目招标；19、研究结论与建议。第一节矿井可行性研究报告的编制太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1621一、技术经济评价方法（方案比较法中用到）包括静态法和动态法两种方法。静态法——即不考虑投资和经营费用资金的时间价值的一种方法。有总算法、单位折算费用法、投资效果系数法、返本期法、财务平衡法。动态法——即考虑投资和经营费用资金的时间价值的一种方法。有年成本法、净现值法和贴现法。（这部分内容在《矿山经济管理》课程中讲授）。动态法与静态法相比较，主要是考虑了资金的时间价值。即在经济活动过程中，根据占用资金时间的长短，从利息方面考虑资金的价值。资金的时间价值就是货币随着时间过程的延长而产生的增值。第二节技术经济评价的基本方法太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1622二、矿井可行性研究主要评价指标矿井可行性研究主要评价指标：a）企业内部收益率：系指投资项目在建设和生产服务年限内，各年净现金流量现值累计等于零时的贴现率（即现金流出、流入的平衡）。即：净现金流量=销售收入—经营成本—各项税金+回收固定资产余值+回收流动资金—投资b）投资回收期：收回项目全部投资的时间。c）劳动生产率：劳动生产率=产量/消耗的人时数。该指标值反映了企业在单位时间内活劳动创造的产品数量，没有反映出产品生产的全部劳动消耗（物化劳动）。d）单位产品投资（吨煤投资）：反映单位产品的资金占用量，投资利用情况以及技术装备程度的指标。吨煤投资=总投资/设计年产量元/t；第二节技术经济评价的基本方法太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1623三、不确定性分析不确定分析包括两个方面：即盈亏分析和敏感性分析。a）盈亏分析：通常根据项目正常生产年份的产品产量、生产成本（总固定成本和单位产品可变成本），产品价格等数据确定项目的产量盈亏平衡点，分析预测产品产量对项目盈亏的影响。固定成本：与产量增减没有直接关系而相对稳定的费用，如设备折旧费、管理人员的工资，即使不生产也发生的费用。可变成本：随产量增减而成正比例增减的费用，如材料费、生产过程中的动力费、计件工资等，即只要生产就发生的费用。年生产成本=总固定成本+单位产品可变成本×年产量则：盈亏平衡点O0=-年生产成本F/（单位产品价格P—单位产品可变成本V）由公式可以看出，只有产量达到O0时，企业资金才能够平衡，产量大于O0时，企业盈利，小于O0时企业就亏损。第二节技术经济评价的基本方法太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1624三、不确定性分析b）敏感性分析：它是分析、预测对企业经济评价起作用的各个因素发生变化时，对工程项目经济效果的影响。设计方案盈利的可靠性称为敏感性。分析研究某矿井已定方案的盈余或亏损的概率，即矿井投产后获得利润的可靠度，或者说在经营效果方面是否有风险，这种研究就成为敏感性分析。敏感性分析中起作用的主要影响因素有：产量（装备及管理）、产平销售量（市场影响）、产品价格（市场）、固定成本（经营管理）、可变成本（管理）、总投资、建设期等。经济效果评价的指标一般可用动态投资收益率、投资回收期等的大小来衡量。第二节技术经济评价的基本方法太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1625四、综合评价综