中华人民共和国国家标准煤炭工业小型矿井设计规范GB50399-2006条文说明1
前言
《煤炭工业小型矿井设计规范》GB50399-2006，经建设部2006年11月29日以建设部第526号公告批准、发布。
为便于各单位和有关人员在使用本规定时能正确理解和执行本规范，特按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明。供使用者参考。在使用中如发现本条文说明有不妥之处，请将意见函告中国煤炭建设协会勘察设计委员会。
本规范主要审查人：毕孔耜何国纬吴文彬戴少康李庚午郭均生孟融鲍巍超曾涛冯景涛王荣相郭大同
倪斌焦奉平陈建平陶绍斌段锡章黄祖业
1总则
1．0．1本条阐明了制定《煤炭工业小型矿井设计规范》的依据及目的。
1近20年来，国家颁发了《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国煤炭法》、《中华人民共和国土地法》、《中华人民共和国
环境保护法》、《华人民共和国安全生产法》、《煤炭生产许可证管理办法》、《矿山安全条例》、《煤矿安全规程》、《煤矿安全生
产基本条件规定》、《小煤矿安全生产基本条件》等一系列与煤炭工业有关的法律、法规，是制定本规范基本的原则和依据，必须认真
贯彻执行。
21988年和1987年原煤炭工业部分别颁发的《小型煤矿设计若干规定》和《乡镇煤矿设计若干暂行规定》是针对当时小型煤矿和乡镇煤矿
设计的实际情况制定的。1992年原能源部颁发了《小型矿井设计规定》。随着改革开放的进展，小型煤矿的技术面貌有了较大的变化，
推广应用了煤矿生产行之有效的新技术、新工艺、新设备和新材料，提高了小型煤矿的生产机械化水平、回采工效和经济效益。所有这
些在本规范中都应体现。
1．0．2规定了本规范的适用范围为设计生产能力为30～300kt／a的小型矿井。
1．0．3本条规定了小型矿井建设要规范化。小型矿井必须按国家批准的矿区总体规划，并持有国土资源主管部门颁发的采矿许可证进行设计。小型矿井不论规模大小，都要按正规化、规范化的要求进行设计、建设和生产。
1．0．4小型矿井设计必须坚持下列基本建设程序：
1应根据批准的矿区总体规划进行设计。
2应根据国土资源部门批准的井田范围进行设计。
3应根据批准的井田地质勘查报告进行设计。
1．0．5小型矿井设计必须贯彻执行国家关于煤矿安全生产的各项规定。多年来小型矿井由于安全设施不完善，井下瓦斯爆炸、突水等事故时有发生。为此，小型矿井设计必须增强安全意识，结合矿井的开采技术条件，建立和设置完善的安全设施和防护手段，为消除安全隐患、改善作业环境、减少职业病发生创造条件。
1．0．6小型矿井设计应贯彻集中化、正规化、机械化和技术经济合理化的原则。
1集中化系指采煤工作面、采区和矿井合理集中。采煤工作面合理集中，提高工作面单产，才能减少人员，提高劳动生产率。通过合理选择
采煤方法，提高采煤机械化装备水平，适当加大工作面长度和加快工作面推进度来获得。
采区合理集中，就是提高采区的生产能力，加大采区开采强度。通过改革采区巷道布置，合理加大采区尺寸来获得。矿井合理集中，通过资
源整合，提高矿井设计生产能力，减少矿井数目。
2正规化系指井下实行正规的采煤工作面开采，正规化开采旨在提高煤炭资源的回收率。设计可根据矿井的设计生产能力，因地制宜地选择
长壁工作面、短壁工作面进行开采。
3机械化主要是指采掘机械化。采掘机械化程度是矿井技术进步的集中体现，小型矿井要根据地质条件，因地制宜地配备普通机械化采煤设
备和掘进机械化设备。
2矿井资源／储量、设计生产能力和服务年限
2．1矿井资源／储量
2．1．1地质报告的直接用户是设计单位，因此设计时首先应对地质报告进行认真地分析研究、作出全面评价。
评价应着重三个方面：一是勘查程度和资源可靠性是否达到地质勘查规范要求和工程咨询文件编制的需要；二是开采条件(包括构造、水文、煤层、煤质、开采技术条件等)是否满足工程咨询要求的深度和广度；三是探明的、控制的、推断的资源量划分是否准确，能否满足工程咨询从经济意义上对矿井资源／储量类型划分和估算的要求。当这三个方面的某些内容不能满足矿井预可研、可研和初步设计文件编制要求时，应提出补充地质勘查的意见。
2．1．2本条文关于矿井储量类型及计算是根据现行国家标准《固体矿产资源／储量分类》及现行行业标准《煤、泥炭地质勘查规范》的规定制定的。内容主要有三个方面：
1以新的资源／储量分类标准替代旧的储量分类标准(即A、B、C、D级分类标准)，作为计算小型矿井资源／储量的原则和依据。
2预可研、可研和初步设计阶段，必须根据现行国家标准《固体矿产资源／储量分类》，对相应地质勘查阶段提出的煤炭资源量(333、
332、331)，进行可行性评价和按经济意义分类及计算。
3为便于使用，把经过可行性评价和按经济意义分类的小型矿井资源／储量，归并为小型矿井"地质资源量"、"工业资源／储量"、"设
计资源／储量"、"设计可采储量"四类。其归并原则和计算方法详见本规范附录C。
关于推断的资源量333应如何计算矿井资源／储量问题：推断的资源量333，其地质构造、煤层赋存条件、可采技术条件等尚未基本查明，如果不乘以可信度系数，直接参与矿井工业资源／储量、设计可采储量计算，则矿井工业资源／储量、设计可采储量计算偏大，经多次专家论证认为333乘以可信度系数是必要的，可信度系数宜为0．9～0．7。
2．1．3在留设永久煤柱中，强调了"因法律、社会、环保等因素不得开采的煤量"。这是因为我国法律、法规逐步健全，环境保护观念不断加强，故强调了这方面的内容。
2．1．4小型矿井采区回采率差异较大，南方缺煤地区的许多小型矿井的采区回采率高于规范规定，但富煤地区普遍低于规范规定。小型矿井应实行正规化开采，采区回采率应达到条文规定。
2．2矿井设计生产能力和服务年限
2．2．1在确定矿井设计生产能力时，要对矿井的资源条件(资源／储量、煤层赋存条件、开采技术条件、地质构造和水文地质等)、外部条件(地理位置、交通运输、水源、电源等)、技术装备条件等进行综合分析；设计可采储量是矿井生产能力的基础，但不是唯一的因素，还要看主要开采煤层的厚度。薄煤层工作面单产低，矿井设计生产能力应小些；地质构造复杂或有煤与瓦斯突出等问题时，矿井设计生产能力也应小些。
2．2．2小型矿井设计生产能力，经综合考虑各方面的因素，划分为300、210、150、90、60、30kt／a。今后新建、改建、扩建矿井，设计不应出现介于两种设计生产能力的中间井型。
2．2．5实践证明，矿井设计可采储量受下列因素影响：
1由于局部地段地质构造复杂实际的回采率较低，而减少了可采储量。
2灾害性事故造成可采储量减少，如煤层自燃、瓦斯突出等造成煤炭损失。
3由于矿井生产能力提高，使服务年限缩短。
基于上述因素，考虑到我国矿井分布面广，条件各异，为适应各种条件矿井的需要，将矿井储量备用系数定为1．3～1．5。地质构造复杂、开采条件差的取大值，地质构造简单、开采技术条件好的取小值。
3井田开拓
3．1井田开拓方式
3．1．2平硐开拓具有施工简单、建井工期短、投资省、综合经济效益好的优点。平硐上山部分的服务年限可适当放宽些。
3．1．5综合开拓方式是指采用平硐、斜井、立井等任何两种方式作为主、副井的开拓方式。
3．1．6每一个矿井必须至少有2个井筒，其作用在于矿井通风形成一人一回的通风系统。同时也符合《煤矿安全规程》关于每个生产矿井必须至少有2个能行人的通达地面的安全出口的规定。
3．2井口、主要大巷位置及水平划分
3．2．1总结多年来小型矿井设计和生产实践经验，规定了选择井口和工业场地位置时应考虑的因素，特别强调了以下两点：
1为保证井筒和矿井生产安全，第3款规定井筒不应穿过采空区，对井田内有小煤矿开采过的矿井，其井位选择尤其要十分重视。
2第5款强调工业场地的选择，一是必须安全可靠；二是必须避开法定文物古迹、风景区。本规定是强制性条文，必须执行。
3．2．4根据改革开拓部署的精神，总结多年来设计和生产实践的经验，当条件适宜时，主要运输大巷和回风大巷布置在煤层中有以下优点：
1煤巷施工速度快，对缩短建井工期，使矿井提前建成投产有利。
2大巷布置在煤层中，简化了大巷与采区巷道的联络巷道，简化了巷道系统，还减少了运输和辅助运输环节，减少了辅助生产人员，提高了
矿井劳动生产率。
3掘进煤巷可提前出煤，提高矿井的综合经济效益。
4矿井建设少出矸石，减少井下矸石的运输费用，也减少地面矸石占地及对环境的污染。
3．2．5小型矿井一般井田面积较小，开采缓倾斜煤层时，以一个水平上、下山相,结合的开采方式，具有如下优点：
1生产系统简化，为集中生产创造了条件。
2减少井巷工程开拓量，设备及人员占用较少。
3减少下山部分煤炭的反向运输。
开采近水平多煤层，当煤层间距较大时，可分煤层多水平开采。
3．3采区划分、开采顺序和采区巷道布置
3．3．2小型矿井设计确定同时生产的采区和工作面个数时，应以集中生产为原则：
1根据近年来小型矿井生产的实际情况，普通机械化采煤工作面产量在300kt／a左右；炮采工作面(不同的煤厚)产量在150～200kt／a左右，
所以确定同时生产采区和工作面数时一般不宜超过2个。
2小型矿井设计应体现集中化、正规化、机械化和技术经济合理化的原则，同时开采的采区和工作面个数宜为1～2个，有条件的应实行一井
一面集中生产。
3．3．3采区开采顺序应遵循下列原则：
1采区开采顺序应先近后远，前进式开采。首采区应布置在构造简单、资源／储量可靠、开采条件好的块段，并宜靠近工业场地保护煤柱边
界线。当用斜井开拓，主井装备带式输送机，且条件适宜时，可利用主、副斜井作中央采区上、下山。
2开采煤层群时，采区宜集中或分组布置。对有煤和瓦斯突出危险的煤层、有突水威胁的煤层或层间距大的煤层，应单独布置采区。
3开采多种煤类的煤层，应合理搭配开采，一般情况下不搞分采分运。
3．3．5根据采区尽可能不掘或少掘岩巷的精神，采区巷道布置应遵循下列原则：
1煤层无煤与瓦斯突出危险、倾角适宜的中厚煤层及薄煤层，采区上、下山应布置在煤层中。厚煤层分层开采时，应根据煤层分层层数、巷
道维护状况等因素确定上、下山位置
2采区上、下山不应布置在有煤与瓦斯突出危险的煤层中。
4井筒、井底车场及硐室
4．1立井井筒
4．1．1圆形断面立井井筒具有承受地压性能好、通风阻力小、便于施工等优点，立井井筒应采用圆形断面。
4．1．2在含水丰富的厚表土层地区的立井井筒，应考虑由于表土沉降、地压突变等因素产生的纵向附加力对井壁的影响。根据井壁破坏的教训，本条规定了在含水丰富的厚表土层地区，用冻结法施工的井筒，表土段井壁及表土与基岩结合处的井壁结构应加强。
4．1．4悬臂梁构件小，搬运、安装方便，节省钢材，井筒通风阻力小，在相同条件下可相应缩小井筒断面。根据国内外现有生产矿井经验，悬臂梁长度控制在700mm以内为宜。罐道梁的层间距应根据具体罐道类型和长度，提升容器终端荷载和提升速度，罐道梁截面形状及所承受水平力等因素计算确定。国内20世纪70年代以来设计的大型矿井采用组合钢罐道，罐道梁层间距多采用4m，也有部分大型矿井提升井筒采用了6m层间距。
4．1．5为保证矿井生产安全和提升系统的安全运行，故规定井简装备中所有金属构件及连接件必须防腐蚀处理。本条文为强制性规定，必须执行。我国井筒装备腐蚀防护，常采用金属覆盖层及非金属涂料覆盖层的方法。而非金属涂料覆盖层由于其经济、易行、适用范围广，已成为一种主要的防腐蚀手段。防腐覆盖层应满足下列基本要求：
1覆盖层必须与基底材料有很强的黏结力，并且要有与基底金属材料相同的物理化学机械性质。
2结构紧密，完整无孔，不会透过介质。
3均匀分布在整个保护面。
为了更好地解决井筒装备腐蚀问题，我国一些新设计的大型矿井已在井筒梯子间采用了耐腐蚀材料，如阻燃、抗静电的钢与玻璃钢复合材料。
4．2平硐和斜井
4．2．2带式输送机提升的斜井井筒一侧，一般铺设单轨检修道，以便于安装及运送托辊、输送带等检修材料。当有其他的检修运输措施，如单轨吊车或与邻近轨道运输巷有较多联络巷相通时，也可不设单轨检修道。
4．3井底车场
4．3．2由于井底车场内巷道和硐室较密，施工时其围岩会受到不同程度的破坏，为保持巷道及硐室的良好状态，井底车场巷道应布置在坚硬岩层中，避开构造区及强含水层，尤其不得布置在有煤、瓦斯突出和冲击地压的煤层中。当煤层较硬，顶、底板岩层稳定，条件适宜时，方可布置在煤层中。
4．3．4提升牵引角是矿车上提时，钩头车的运行方向与提升钢丝绳的牵引方向的夹角。
5采煤方法、工艺和采掘机械化
5．1采煤方法、工艺和采煤机械化
5．1．1采煤是矿井生产的核心，采煤方法选择适当与否，直接影响到矿井的效率、效益、安全和资源的回收。为此，设计应结合矿井的具体条件，经过充分技术经济比较后选择适合矿井实际情况的采煤方法。
5．1．2小型矿井应根据煤层赋存条件采用行之有效的采煤方法。为了降低工人的劳动强度、提高回采工作面的单产，条件适宜时，产量210kt／a及以上矿井，宜采用普通机械化开采。
5．1．3缓倾斜、倾斜煤层采煤方法和工艺的选择，强调了壁式采煤法后退式开采和沿空留巷及沿空掘巷工艺：
1壁式采煤法是保证矿井采区回采率的有效方法，故强调缓倾斜和倾斜薄及中厚煤层，应采用壁式采煤法后退式开采。
2沿空留巷、沿空掘巷无煤柱护巷工艺具有如下优点：有利于提高煤炭回收率，减少自燃发火的几率；有利于降低巷道掘进率，改善巷道维
护；有利于改善矿井技术经济指标。
5．2巷道掘进与掘进机械化
5．2．2各类巷道掘进速度指标，可为设计考虑采掘关系、计算配备掘进组数和设计编制矿井井巷工程施工工期的参考。
6井下运输
6．1一般规定
6．2井下煤炭运输
6．2．2采区上、下山运输设备的选择，应根据上、下山倾角、采区运量、服务年限等经综合分析比较后确定。对上、下山运输设备能力的选择，当采区内有一条以上顺槽输送机向上、下山输送机输煤，而顺槽与上、下山之间又无缓冲煤仓时，应根据回采工作面同时采煤的概率计算上、下山输送机的能力。
6．2．3由于带式输送机运输能力大、电耗小、效率高、事故少，便于进行监测、监控，因此，倾斜、缓倾斜和近水平煤层长(短)壁回采工作面顺槽，广泛采用带式输送机运输。
6．3井下辅助运输
6．3．1随着采掘机械化、生产集中化程度的提高，井下运输设备单重增大。对开拓、开采、运输和辅助运输系统的设计应统筹考虑，并选择合理的辅助运输系统，使辅助运输系统环节少、效率高。对于装备普通机械化开采的矿井，辅助运输(提升)系统设计应考虑采、掘设备的不可拆卸最大部件外形尺寸和重量的运输(提升)问题。
6．4矿井车辆配备及井巷铺轨
6．4．3设计可根据不同的运输设备类型及使用地点，按规范表6．4．3选择钢轨型号。从提高运输(提升)的安全性和稳定性考虑，可采用稍大的钢轨轨型。
7通风与安全
7．1通风
7．1．1通风系统应具有抗灾害能力，当井下发生灾害性事故时，能将灾害控制在最小的范围，且风流易于控制、方便人员撤离灾害区。井下环境与安全监控系统是掌握井下作业环境、安全状态，预测瓦斯、煤尘、煤层自燃等有关数据，实施矿井通风安全管理的手段。为确保矿井安全生产、矿工的生命安全和良好的工作环境，矿井设计应建立井下环境和安全监控系统。
7．1．3生产实践证明，矿井按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和作为矿井设计的通风风量，能较好地适应各类生产能力、各种瓦斯矿井的通风要求。考虑到矿井的通风管理、内部漏风和配风不均匀等因素，矿井通风的风量系数宜取1．15～1．25。
7．2防水、防尘、防火、防煤与瓦斯突出
7．2．2矿井设计应对防水煤(岩)柱的留设地点和尺寸作出明确规定。防水煤(岩)柱尺寸和留设方法可参照国家现行标准《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的有关规定计算。
7．2．3采掘工作面是矿井的主要尘源，为保障矿井安全生产和矿工的身体健康，必须采取以预防为主的综合防尘措施。设计应根据矿井的具体情况选择相适应的综合防尘措施，以取得良好的防尘效果。对有煤尘爆炸危险的矿井，除有综合防尘措施外，还必须设置完善的隔爆设施，如水槽棚、水袋和岩粉棚等常用的隔爆设施。
7．2．4开采容易自燃的煤层，应采用回采速度快、丢煤少、采空区漏风小的采煤方法。同时，应根据煤层自燃发火期的长短、回采速度快慢、采取的防火措施等因素，综合确定采区和回采工作面的尺寸。在自燃煤层中的巷道应采用不燃性材料支护。
1开采自燃煤层的矿井宜选用对角式通风，风门、风窗等通风设施应按防灭火的要求设置在正确的位置，避免增加采空区、煤柱裂隙等处的
漏风压差，回采工作面和采区巷道应有足够的通风断面，减小进、回风两端的压差。
2灌浆系统应配置完善，有足够的灌浆能力，并根据矿井煤层自燃情况辅以阻化剂、惰性气体、均压通风等综合防灭火措施。
7．2．5有煤与瓦斯突出的矿井，开采煤层群时，应首先开采解放层。选择解放层时应符合安全、经济、有利于开采和瓦斯抽放工程的实施。开采单一煤层或无解放层可采的突出危险煤层，应预抽煤层的瓦斯。
7．3抽放瓦斯
7．3．1瓦斯抽放分全矿井抽放和局部抽放。建立全矿井抽放瓦斯系统应技术经济合理，一般具备4个条件：一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3／min或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3／min；矿井绝对瓦斯涌出量大于15m3／rain；每一个瓦斯抽放系统的抽放量预定可保持在2m3／min以上；瓦斯抽放系统的服务年限在lOa以上。井下个别区域瓦斯涌出量大于3m3／min时，应采取局部抽放措施。
7．3．3煤层赋存情况是影响抽放瓦斯方法、方式选择的重要因素，开采多煤层的矿井有条件时应采用开采层、邻近层和采空区相．结合的综合抽放方法。综合抽放方法是提高矿井瓦斯抽放率的重要技术途径。
7．3．6抽放瓦斯设备参数计算应有一定的富余能力，以适应矿井生产能力的发展或发生变化的需要。
7．3．7站房应设在工程地质条件好，不受滑坡威胁，不受采动影响等稳定的地带，以免瓦斯泵房受到破坏，影响生产安全及用户的正常用气。
7．4安全监控、监测
7．4．2根据现行标准《煤矿安全规程》的有关规定，高瓦斯、煤(岩)与瓦斯突出矿井，必须装备矿井安全监控系统。集中监控、监测系统的监测点的位置和数量可根据矿井采、掘工作面及通风系统重要部位设置，按现行《矿井通风安全监测装置使用管理规定》进行设计。目前安全监控系统，投资不高，是确保矿井安全生产的有效手段。因此，强调低瓦斯矿井亦应装备矿井安全监控系统。
7．4．4粉尘是矿井重要的灾害之一，为能迅速直接地掌握井下各场所的粉尘变化情况，以便及时采取有效的防尘措施，应在井下主要产尘场所设置粉尘监测装置。
7．4．6为确保矿井通风系统正常运转，应对各采区、回风巷、总回风巷及主通风机风硐等处的风速进行连续监测。局部通风机运行状态直接影响矿井的安全生产，对局部通风机应设置开、停状态传感器，并接人矿井监控系统。
7．4．7抽放瓦斯监测系统，包括抽放站内对抽放站输入管道中瓦斯浓度、流量、负压、一氧化碳含量、抽放站内泄漏瓦斯浓度进行连续监测的固定式监测仪。在抽放站当泄漏瓦斯浓度超限时，能报警并切断抽放站内全部火花电源。对于井下抽放瓦斯管道、抽放钻孔中瓦斯浓度、流量、负压、一氧化碳含量的监测，可采用便携式监测仪。
8提升、通风、排水和压缩空气设备
8．1提升设备
8．1．1小型矿井提升设备是指单绳缠绕式提升机，不包括多绳提升或带式输送机提升，如果采用多绳提升或带式输送机提升应按有关规程、规范设计。
提升系统是矿井安全生产的重要环节，选择提升设备时应从安全、生产、技术、经济等方面进行综合分析，多方案比较确定。
小型矿井的特点是条件复杂，开采方式及提升系统配置不尽相同。国内小型矿井较集中地区，设计能力150kt／a及以下矿井，主、副井以1套提升设备混合提升居多；150kt／a以上矿井以2套提升设备居多。根据生产经验，提升系统一般均有一定的富余能力。因此，以矿井井型进行大致分界用以确定提升机套数，目的是使小型矿井提升系统设计更加趋向经济合理。在特殊情况下，对150kt／a及以下矿井，根据需要可通过经济比较采用2套提升设备。
按最终水平选择提升机，是考虑矿井提升系统一旦确定，就难以更换，更换提升机不仅耗费人力、财力，还要影响生产。对于主电动机，若一水平与最终水平功率相差40％以上时，可考虑换电动机，并且需对其更换难易程度，提升系统、控制系统、供电系统匹配问题作出综合评价确定。
立井单容器提升宜采用带平衡锤提升方式是从节约能耗角度考虑的，一般平衡锤重量是容器自重加一半物料重量，可以平衡容器侧大部分重量，减小提升机最大静张力差，从而大大降低电动机功率，达到节约电耗的目的。前苏联有些矿井不但采用这种提升方式进行多水平提升，而且还悬挂尾绳进一步平衡提升系统，以减
少能耗，提高设备效率。
8．1．2斜井矿车装满系数，条文中按井筒倾角推荐的装满系数值均为参考值，一般井筒倾角大取小值，倾角小取大值。当矿井采用两段或两段以上提升时(斜一斜、斜一立、采区提升矿车出井筒)，应按倾斜井巷最大倾角取值。