《采煤概論》電子教案 第五章　井田開拓中的幾個(gè)主要問題ppt課件

1、河南理工大學(xué)?采煤概論?精品課程第二篇第二篇 井田開拓井田開拓第第5章章 井田開拓中幾個(gè)主要問題井田開拓中幾個(gè)主要問題本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 第第5章章 井田開拓中折幾個(gè)主要問題井田開拓中折幾個(gè)主要問題 第一節(jié)第一節(jié) 井筒位置及數(shù)目確實(shí)定井筒位置及數(shù)目確實(shí)定 第二節(jié)第二節(jié) 開采程度確實(shí)定開采程度確實(shí)定 第三節(jié)第三節(jié) 階段大巷布置階段大巷布置 第四節(jié)第四節(jié) 井底車場(chǎng)井底車場(chǎng) 第五節(jié)第五節(jié) 礦井開拓延深礦井開拓延深 2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論2第一節(jié)第一節(jié) 井筒位置及數(shù)目確實(shí)定井筒位置及數(shù)目確實(shí)定 井筒是礦井最重要的井巷工程。它是礦井由地下通向地面的出口，是煤炭、材料、設(shè)備、人員、風(fēng)、

2、電的必經(jīng)之路，是整個(gè)礦井消費(fèi)系統(tǒng)的咽喉。 井硐往往是礦井建立中影響初期投資和建井工期的關(guān)鍵性控制工程。此外，井硐的位置和數(shù)目還對(duì)礦井消費(fèi)系統(tǒng)的技術(shù)合理性，礦井消費(fèi)經(jīng)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)合理性以及資源回收率等都有著重要影響。 一般地，一個(gè)礦井至少應(yīng)有一主一副兩個(gè)井硐，主井擔(dān)負(fù)煤炭提升，副井擔(dān)負(fù)輔助提升任務(wù)。 所謂井筒位置，主要是指兩個(gè)方面，一是井口和井底沿井田走向和傾斜方向的位置；二是井筒本身所通過的巖層層位。2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論3第一節(jié)第一節(jié) 井筒位置及數(shù)目確實(shí)定井筒位置及數(shù)目確實(shí)定選擇井筒位置應(yīng)從地面因素、地下因素和技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素等三方面進(jìn)展論證和比較。一、地面因素的影響1能充分利用地形，

3、使地面消費(fèi)系統(tǒng)和工業(yè)場(chǎng)地布置合理，盡可能減少地面工業(yè)場(chǎng)地的土石方工程量。2地面工業(yè)場(chǎng)地應(yīng)盡可能少占或不占良田，特別是不要占用高效農(nóng)田。3井口標(biāo)高應(yīng)高于當(dāng)?shù)貧v史最高洪水位，并具有良好的泄、排洪條件，免受洪水危脅。4井口所在地工程地質(zhì)條件要好，要防止滑坡、崩坍、地表沉陷的影響。5距林區(qū)較近時(shí)，應(yīng)給井口留有足夠的防火間隔 ，免受森林火災(zāi)的影響。6要充分考慮各種人為因素。特別是地方煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個(gè)體煤礦，要充分注意地面場(chǎng)地、交通等引發(fā)的各種矛盾，如井口占地的歸屬、矸石排放方式等。2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論4第一節(jié)第一節(jié) 井筒位置及數(shù)目確實(shí)定井筒位置及數(shù)目確實(shí)定二、地下因素 1井硐穿過的巖層應(yīng)有

4、良好的地質(zhì)條件，盡可能防止穿越流沙層、強(qiáng)含水層和地質(zhì)破壞劇烈?guī)У炔焕诰暇蜻M(jìn)和維護(hù)的地帶。 2井硐落底位置應(yīng)能保證各程度井底車場(chǎng)巷道和硐室處于堅(jiān)硬、完好的巖層中，保持井底車場(chǎng)良好的維護(hù)條件。 3井硐應(yīng)防止老窯采區(qū)及其垮落巖層的影響。 4井硐應(yīng)盡可能布置在薄煤帶或不受采動(dòng)影響的井田邊界之外，以減少工業(yè)場(chǎng)地煤柱損失。 5井硐位置應(yīng)保證井硐延深時(shí)， 不受底板強(qiáng)含水層水患威脅。三、技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素 1井硐落底位置應(yīng)盡可能使井下運(yùn)輸、提升等消費(fèi)環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單。 2井硐落底位置應(yīng)盡可能使開拓工程量小，建井快，出煤早。 3井硐落底位置應(yīng)盡可能降低煤炭運(yùn)輸費(fèi)等運(yùn)營(yíng)費(fèi)用并使礦井消費(fèi)易于管理。2022-5-2河南理工大學(xué)

5、采煤概論5第一節(jié)第一節(jié) 井筒位置及數(shù)目確實(shí)定井筒位置及數(shù)目確實(shí)定井硐落底位置在以上原那么下，應(yīng)優(yōu)先考慮有利于第一開采程度，并兼顧其它程度。在條件答應(yīng)時(shí)，井筒落底最好靠近第一程度運(yùn)輸大巷。井硐落底沿井田走向的合理位置，一般在井田儲(chǔ)量沿走向分布的中央，這樣可以形成比較平衡的雙翼井田，煤在井下沿走向的平均運(yùn)輸間隔 最短、運(yùn)輸工作量最小、運(yùn)費(fèi)最省。礦井兩翼開采，其消費(fèi)、通風(fēng)平衡，通風(fēng)費(fèi)用低。2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論6立井井筒沿井田傾斜方向布置方案1井筒；2石門；3富含水層；4井筒及工業(yè)場(chǎng)地煤柱第二節(jié)第二節(jié) 開采程度確實(shí)定開采程度確實(shí)定井田沿傾斜方向劃分為階段后，就要確定開采程度。如前所述，

6、一個(gè)程度可以為一個(gè)階段效勞，也可以為兩個(gè)階段效勞。 一、采區(qū)下山開采在多程度開拓的井田中，每一個(gè)程度可以只開采上山階段，也可以開采上、下山兩個(gè)階段。-礦井根本建立的工程量和投資當(dāng)階段高度一定時(shí)，采用上、下山開采比只用上山開采程度數(shù)目少，井底車場(chǎng)、硐室等工程量及有關(guān)設(shè)備相應(yīng)減少，因此根本建立投資也相應(yīng)降低。同時(shí)，由于程度數(shù)目減少，每個(gè)程度的效勞年限增長(zhǎng)，這有利于礦井消費(fèi)的平衡。2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論7第二節(jié)第二節(jié) 開采程度確實(shí)定開采程度確實(shí)定 從消費(fèi)技術(shù)上講，采區(qū)上山開采與采區(qū)下山開采在運(yùn)輸、排水、通風(fēng)、掘進(jìn)等方面都有各自的特點(diǎn)。 采區(qū)上山開采，煤是向下運(yùn)輸，運(yùn)輸才能大、動(dòng)力消耗少

7、、運(yùn)輸費(fèi)用的單價(jià)較低；但是，煤有反向運(yùn)輸，礦井運(yùn)輸提升的總費(fèi)用比下山開采略大一些。 采區(qū)上山開采的排水系統(tǒng)簡(jiǎn)單，采區(qū)內(nèi)的涌水可以直接由采區(qū)上山道自流到階段平巷。而采區(qū)下山開采的排水就復(fù)雜得多。 在通風(fēng)方面，上山開采回風(fēng)平巷位于階段上部，采區(qū)的進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷往往相距較遠(yuǎn)，不易漏風(fēng)。 采區(qū)下山開采的掘進(jìn)工作除掘進(jìn)時(shí)的通風(fēng)比采區(qū)上山容易以外，其裝載、運(yùn)輸、排水等環(huán)節(jié)都比采區(qū)上山掘進(jìn)困難，尤其是當(dāng)煤層的傾角大和煤層涌水量大時(shí)，采區(qū)下山的掘進(jìn)工作就更加困難。2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論8第二節(jié)第二節(jié) 開采程度確實(shí)定開采程度確實(shí)定 一般緩傾斜煤層，只有當(dāng)煤層傾角較小，瓦斯含量較低，涌水量不大時(shí)，適

8、于既采用上山開采，又采用下山開采，即一個(gè)開采程度為上、下山兩個(gè)階段效勞。2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論9第二節(jié)第二節(jié) 開采程度確實(shí)定開采程度確實(shí)定二、開采程度確實(shí)定 根據(jù)井田內(nèi)劃分階段的多少，可以設(shè)一個(gè)或幾個(gè)開采程度。這主要取決于井田的斜長(zhǎng)和階段尺寸的大小以及是否采用下山開采。 開采程度的尺寸用程度垂高表示。程度垂高與階段垂高之間的關(guān)系。 隨著開采程度高度增大而減少的費(fèi)用有：井底車場(chǎng)及有關(guān)硐室、開采程度內(nèi)的石門及階段平巷等的根本建立費(fèi)用，以及設(shè)備和安裝等費(fèi)用。隨著階段高度增大而增高的費(fèi)用有：上山部分煤的運(yùn)輸費(fèi)用、通風(fēng)費(fèi)用以及巷道維護(hù)費(fèi)用等。 2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論10第三節(jié)

9、第三節(jié) 階段大巷布置階段大巷布置 階段大巷包括階段運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷。它們橫貫井田走向，效勞年限長(zhǎng)，工程量大，是影響礦井基建投資、建井速度和消費(fèi)經(jīng)營(yíng)效果的重要開拓工程。 一、階段運(yùn)輸大巷的運(yùn)輸方式 目前，我國(guó)階段大巷的運(yùn)輸方式主要有軌道運(yùn)輸和膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸兩種。 軌道運(yùn)輸時(shí)，大巷斷面由電機(jī)車和礦車尺寸決定。它對(duì)巷道坡度要求較高，不允許有大的起伏，但對(duì)巷道平面彎度限制不大，只要彎道曲率半徑能滿足電機(jī)車和運(yùn)行要求即可。掛腰線掘進(jìn) 膠帶運(yùn)輸時(shí)，巷道斷面一般比軌道運(yùn)輸要小。但為了機(jī)器檢修，必須另開一條軌道巷與其并行。有時(shí)可將軌道與輸送機(jī)布置在一條巷道內(nèi)稱為機(jī)軌合一，但巷道斷面要增加。2022-5-2河

10、南理工大學(xué)采煤概論11第三節(jié)第三節(jié) 階段大巷布置階段大巷布置二、運(yùn)輸大巷的布置方式 根據(jù)運(yùn)輸大巷所效勞的煤層數(shù)，它的布置形式有分層運(yùn)輸大巷、集中運(yùn)輸大巷和分組集中運(yùn)輸大巷三種。1、分層運(yùn)輸大巷 在開采程度各煤層中分別開掘運(yùn)輸大巷，并用階段石門或溜井與井底車場(chǎng)相通的叫分層運(yùn)輸大巷，如圖55所示。 分層運(yùn)輸大巷可以沿煤層掘進(jìn)，也可以在煤層底板中開掘。在煤層中開掘施工容易。掘進(jìn)速度快，成巷費(fèi)用低，并有助于進(jìn)一步探明煤層賦存狀況，補(bǔ)充地質(zhì)資料，這對(duì)勘探程度較差，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的礦井有重要意義。2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論122022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論13圖55 分層運(yùn)輸大巷布置方式示意

11、圖1主井；2副井；3主要石門；4分層運(yùn)輸大巷；5分層回風(fēng)巷；6回風(fēng)石門；7回風(fēng)井；8含水巖層第三節(jié)第三節(jié) 階段大巷布置階段大巷布置在開采程度內(nèi)只開一條運(yùn)輸大巷為各煤層效勞，這條運(yùn)輸大巷叫做集中運(yùn)輸大巷，它通過采區(qū)石門與各煤層相聯(lián)絡(luò)見圖56。集中運(yùn)輸大巷的特點(diǎn)是：減少了大巷的掘進(jìn)量和維護(hù)量，增加了聯(lián)絡(luò)各煤層的采區(qū)石門，有利于采區(qū)巷道結(jié)合布置，實(shí)現(xiàn)合理集中消費(fèi)。當(dāng)采用巖石集中大巷時(shí)，大巷的彎道可以減少，消費(fèi)期間維護(hù)條件好，可以充分發(fā)揮機(jī)車的運(yùn)輸才能，有利于運(yùn)輸工作機(jī)械化和自動(dòng)化。同時(shí)，可以不留大巷煤柱，有利于進(jìn)步煤炭回收率。但是，這種布置方式。建井初期需要在掘進(jìn)階段石門、運(yùn)輸大巷和采區(qū)石門以后才能

12、進(jìn)展上部煤層的準(zhǔn)備與回采，因此建井期較長(zhǎng)。另一方面，當(dāng)煤層間距很大時(shí)，采區(qū)石門的長(zhǎng)度大，采區(qū)石門的總工程量可能很大，以致造成技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上不合理。因此，這種方式適用于煤層數(shù)目較多，煤層間距不大的礦井。2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論142022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論1556 集中運(yùn)輸大巷1主井；2副井；3井底車場(chǎng)；4主要石門；5集中運(yùn)輸巷；6采區(qū)石門；7集中回風(fēng)巷；8回風(fēng)井第三節(jié)第三節(jié) 階段大巷布置階段大巷布置3、分組集中大巷：是前述兩種方法的過渡形式，它兼有前兩種方式的部分特點(diǎn)。 當(dāng)井田內(nèi)各煤層的層間有大有小用一條集中運(yùn)輸大巷效勞于全部煤層在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上都不合理時(shí)，可以各煤層的間距及煤

13、層特點(diǎn)將煤層分為假設(shè)干煤組，每一煤組布置一條運(yùn)輸大巷擔(dān)負(fù)本煤組的運(yùn)輸任務(wù)，稱為分組集中大巷。分組大巷以采區(qū)石門聯(lián)絡(luò)本煤組各煤層 。2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論16第三節(jié)第三節(jié) 階段大巷布置階段大巷布置 三、運(yùn)輸大巷的位置 運(yùn)輸大巷在煤層群或煤組中的詳細(xì)位置直接關(guān)系到大巷掘進(jìn)和維護(hù)的難易程度。大巷位置與大巷布置方式關(guān)系親密。一般地，對(duì)效勞年限較長(zhǎng)的大巷如程度效勞年限長(zhǎng)的集中大巷、分組集中大巷等，最好布置在不受采動(dòng)影響的煤層或煤組底板巖石中。當(dāng)大巷效勞年限不太長(zhǎng)，煤組下部煤層為薄及中厚煤層，煤質(zhì)堅(jiān)硬、圍巖穩(wěn)定且自燃傾向不嚴(yán)重和煤與瓦斯突出危險(xiǎn)較小時(shí)，也可沿該煤層布置。2022-5-2河南理

14、工大學(xué)采煤概論17第三節(jié)第三節(jié) 階段大巷布置階段大巷布置四、階段回風(fēng)巷布置礦井階段回風(fēng)道的布置與運(yùn)輸大巷布置的原那么根本一樣。實(shí)際上，本程度的運(yùn)輸大巷常作為下程度的總回風(fēng)大巷。礦井第一程度的回風(fēng)巷布置應(yīng)根據(jù)情況區(qū)別對(duì)待。對(duì)于開采急傾斜、傾斜和大多數(shù)緩傾斜煤層的礦井，第一階段的回風(fēng)巷可設(shè)在煤組穩(wěn)定的底板巖石中。有條件時(shí)，可設(shè)在煤組下部煤組堅(jiān)硬，圍巖穩(wěn)定的薄及中厚煤層中。當(dāng)井田上部沖積層較厚，且含水豐富時(shí)，井田上部邊界必須留設(shè)防水煤柱，第一階段的回風(fēng)平巷可以布置在防水煤柱中。開采近程度煤層群，礦井沼氣含量高時(shí)，為防止下行風(fēng)，回風(fēng)巷可以布置在上部煤層或頂板巖石中，并與運(yùn)輸大巷重疊布置，以減少護(hù)巷煤柱

15、損失。2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論18第四節(jié)第四節(jié) 井底車場(chǎng)井底車場(chǎng) 井底車場(chǎng)是井硐與井下主要巷道連接處的一組巷道和硐室的總稱。它擔(dān)負(fù)著礦井煤矸、物料、設(shè)備、人員的轉(zhuǎn)運(yùn)，又為礦井的通風(fēng)、排水、供電效勞，是連結(jié)井下運(yùn)輸和井筒提升的樞紐。 一、井底車場(chǎng)的型式和特點(diǎn) 由于井筒形式、提升方式、大巷運(yùn)輸方式的不同，井底車場(chǎng)型式也各不一樣。根據(jù)礦車在車場(chǎng)內(nèi)運(yùn)行的特點(diǎn)，井底車場(chǎng)均可分為環(huán)行式和折返式兩大類。2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論19第四節(jié)第四節(jié) 井底車場(chǎng)井底車場(chǎng)1環(huán)形式井底車場(chǎng) 環(huán)形井底車場(chǎng)的特點(diǎn)是重列車在車場(chǎng)內(nèi)總是單向運(yùn)行。因此調(diào)車工作簡(jiǎn)單，可以到達(dá)較大的通過才能。但車場(chǎng)的開拓工程量

16、較大。 按照井底車場(chǎng)空、重車線與運(yùn)輸大巷或主要石門的相對(duì)位置關(guān)系，環(huán)形車場(chǎng)又可分為臥式臥式、斜式斜式和和立式立式三種。 2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論20第四節(jié)第四節(jié) 井底車場(chǎng)井底車場(chǎng)2折返式井底車場(chǎng) 折返式車場(chǎng)的特點(diǎn)是空、重車在車場(chǎng)內(nèi)有折返運(yùn)行。根據(jù)車場(chǎng)兩端是否可以進(jìn)出車，折返式車場(chǎng)又可分為梭式梭式和和盡盡頭式頭式兩種。 梭式車場(chǎng)，如圖510示，其主要特點(diǎn)是：主井儲(chǔ)車線完全布置在主要運(yùn)輸巷道上，列車往返運(yùn)行需經(jīng)翻籠一側(cè)的軌道。這種車場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)是：開拓工程量小，車場(chǎng)彎道少。 盡頭式車場(chǎng)與梭式車場(chǎng)的線路布置根本相似。但空、重列車只從車場(chǎng)的一端出入，另一端為線路的盡頭。 折返式車場(chǎng)的巷道開拓量

17、小，巷道交岔點(diǎn)和彎道少，行車平安。但由于巷道斷面大，需要布置在比較堅(jiān)硬的巖石中，否那么維護(hù)困難。 2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論21第四節(jié)第四節(jié) 井底車場(chǎng)井底車場(chǎng)二、井底車場(chǎng)型式選擇 選擇井底車場(chǎng)型式時(shí)，應(yīng)根據(jù)礦井的不同條件考慮以下主要原那么： 2車場(chǎng)通過才能較礦井實(shí)際消費(fèi)才能富裕30以上； 3減少巷道開拓工程量， 1運(yùn)輸系統(tǒng)和調(diào)車方式簡(jiǎn)單，有利于采用集中、閉塞、自動(dòng)控制信號(hào)系統(tǒng)； 4盡量減少巷道交岔點(diǎn)，以便減少施工的困難和進(jìn)步行車速度，增大并底車場(chǎng)的通過才能； 5整個(gè)車場(chǎng)巷道和硐室，應(yīng)布置在穩(wěn)定的易于維護(hù)的巖層中。2022-5-2河南理工大學(xué)采煤概論22第五節(jié)第五節(jié) 礦井開拓延深礦井開拓延深 礦井開采將逐步地向深部開展，每隔一段時(shí)間，就需要延深井筒，開拓新的程度。消費(fèi)礦井的開拓延深，是煤炭消費(fèi)過程中保證開采連續(xù)進(jìn)展的必要措施，它對(duì)挖掘礦井消費(fèi)潛力，進(jìn)步礦井消費(fèi)才能具有重大影響。一、礦井延深的原那么 1充分利用老礦原有設(shè)備、設(shè)施，挖掘現(xiàn)有的消費(fèi)潛力。 2盡量減少對(duì)現(xiàn)有消費(fèi)程度的影響，并有利于下程度的延深，同時(shí)，力求消費(fèi)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，縮短新舊開采程度交替消費(fèi)的時(shí)間。 3臨時(shí)