煤礦開采學(xué)整理資料

煤礦開采基本概念煤田：由含炭物質(zhì)沉積形成的大面積含煤地帶稱～（自然形成）礦區(qū)：開發(fā)煤田形成的社會組合稱礦區(qū)（社會的）階段內(nèi)的劃分：（1）劃分為采區(qū)。采區(qū)：在階段內(nèi)，根據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)備水平等條件的不同，沿走向每隔1000m～4000m，劃分成具有相對獨立的生產(chǎn)系統(tǒng)的開采區(qū)域，叫采區(qū)，它是礦井生產(chǎn)的基本單元。（2）劃分為條帶：當(dāng)煤層傾角比較小時，即小于15°時，可以考慮采用傾斜長壁開采。條帶：在階段內(nèi)，根據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)備水平等條件的不同，沿走向每隔100m～350m，劃分成可以進(jìn)行開采的單元，每一個單元稱為條帶；當(dāng)井田的走向長度比較長時，每5～12個條帶劃分為一個區(qū)域，使其具有相對獨立的生產(chǎn)系統(tǒng)，此區(qū)域也可以稱為帶區(qū)（3）劃分為分段。分段：當(dāng)井田的走向長度比較短時，如達(dá)到4000m以下，并且沿走向沒有沿傾斜方向的斷層，則沿傾斜方向每隔100m～350m，劃分成可以進(jìn)行開采的單元，每一個單元稱為一個分段露天開采：從散露的地表直接采出有用礦物的方法叫露天開采井工開采：從地面開始掘進(jìn)井硐通達(dá)有用礦體，然后采出它們，這樣的方法稱之為地下開采礦井設(shè)計生產(chǎn)能力：指礦井的設(shè)計年生產(chǎn)能力，單位用萬t/a或Mt/a表示井田：劃分給一個礦井開采的那一部分煤田稱為井田礦田：劃分給一個露天礦開采的那一部分煤田盤區(qū)：在近水平煤層中，不能劃分為階段，在大致是煤層的傾斜方向上，在大約3000m～4000m的范圍內(nèi)，在中部布置開采水平大巷（可以有回風(fēng)大巷），然后在大巷兩側(cè)沿大致走向方向，每隔1000m～4000m，劃分成具有相對獨立生產(chǎn)系統(tǒng)的單元，每一個單元稱為盤區(qū)區(qū)段：在盤區(qū)范圍內(nèi)，沿大致傾斜方向每隔一定的距離，一般為150m～350m，將采區(qū)劃分為沿走向的若干個長條部分，每一個部分稱為區(qū)段井田開拓的基本概念如何合理確定礦井的生產(chǎn)能力？：（1）儲量（指工業(yè)儲量）：大型井，投資多，應(yīng)有較長的生產(chǎn)期（服務(wù)年限），儲量應(yīng)大。（2）開采能力：礦井生產(chǎn)條件能保證的原煤生產(chǎn)能力。主要是采區(qū)的生產(chǎn)能力與同時生產(chǎn)的采區(qū)數(shù)。同采采區(qū)數(shù)與井型有關(guān)。600萬及以上，6～7個以上；400～500萬，4～6個；240、300萬，3～4個；150、180萬，2～3個；120萬及以下，1～2個。（3）生產(chǎn)環(huán)節(jié)能力：提升、運輸、通風(fēng)、排水、供電、井底車場通過能力等等。各環(huán)節(jié)能力，一般按設(shè)計能力進(jìn)行設(shè)計，如果設(shè)備特殊，可能成為限制礦井生產(chǎn)能力的因素。（4）安全生產(chǎn)條件：主要是指瓦斯、通風(fēng)、水文地質(zhì)等因素。這四個因素儲量是基礎(chǔ)，開采能力是關(guān)鍵，各環(huán)節(jié)能力應(yīng)配套，安全生產(chǎn)條件必須保證。確定礦井服務(wù)年限時要考慮儲量備用系數(shù)：（1）由于在地質(zhì)勘探過程中，很多地質(zhì)構(gòu)造不能完全控制，包括斷層、褶皺、巖漿巖侵入帶、陷落柱等，加大了煤柱的損失量；（2）由于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展的需要，市場需要煤炭，煤炭的需求量增加，而在礦井設(shè)計中，各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)均有富裕能力，當(dāng)實際地質(zhì)條件與精查地質(zhì)報告所提供的資料相差不大時，實際的礦井生產(chǎn)能力會提高，從而使實際的產(chǎn)量增加。地質(zhì)儲量：在井田范圍內(nèi)所包含有的煤層的所有計算出的煤炭儲量，包括平衡表內(nèi)和平衡表外儲量平衡表內(nèi)儲量：在目前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，所要求的煤層質(zhì)量指標(biāo)（灰分、發(fā)熱量等）達(dá)到可以利用的、其指標(biāo)符合要求且在目前技術(shù)條件下能夠采出的儲量（A+B+C+D）平衡表外儲量：目前尚難利用將來可能會利用，目前技術(shù)條件不能夠采出而將來能夠采出的儲量。工業(yè)儲量Zg：經(jīng)過勘探，其煤層厚度和質(zhì)量均合乎開采要求，而地質(zhì)構(gòu)造又比較清楚的平衡表內(nèi)儲量。A+B+C（+0.5D）礦井設(shè)計儲量Zs：在礦井設(shè)計中，由工業(yè)儲量減去永久煤柱的損失量永久煤柱：包括井田境界煤柱、斷層煤柱、鐵路、公路、河流、城鎮(zhèn)、重要建筑等需要保護(hù)的煤柱；礦井設(shè)計可采儲量Zk：是礦井設(shè)計的可以采出的儲量Zk=（Zs-P）CP為暫時煤柱；C為采區(qū)回采率各種儲量之間的關(guān)系：礦井（設(shè)計）可采儲量礦井設(shè)計儲量工業(yè)儲量A+B+C設(shè)計損失量能利用儲量A+B+C+D永久煤柱損失礦井地質(zhì)儲量遠(yuǎn)景儲量D暫不能利用儲量井田開拓方式采用斜井開拓方式時，斜井井筒布置有幾種？其適用條件如何：（1）片盤斜井：適用于煤層埋藏穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單，井田走向長度和傾斜寬度不大，煤層埋藏不深的小型礦井。（2）（集中）斜井：適用于井田傾斜長度較短的礦井井筒（硐）形式：立井、斜井、平硐、綜合、分區(qū)域井田開拓巷道布置下山開采的基本特點及應(yīng)用：可以節(jié)省一個水平的布置巷道，能充分利用原有的井巷和設(shè)施，節(jié)省開拓工程量和基建投資，可延長水平的服務(wù)年限，推遲礦井下一水平延深的期限，煤炭無反向運輸。應(yīng)用：①傾角＜16°，瓦斯小，涌量小。②深部境界不一致，單設(shè)一個水平有困難，則最終階段用下山開采。③當(dāng)開采強(qiáng)度增大，水平儲量不夠，水平接續(xù)緊張，采用在局部地段用下山開采。什么情況下可設(shè)輔助水平？輔助水平與開采水平有何區(qū)別？（1）輔助水平能增大開采水平垂高。適用的情況：①水平垂高過大，利用輔助水平開采上一階段；②多水平上下山開采的礦井，可用輔助水平解決通風(fēng)、排水問題，能夠增大開采范圍，達(dá)到集中生產(chǎn)的目的。③急傾斜一般不采用輔助水平。④近水平煤層，若煤層間距較大，單獨設(shè)水平不合理時，設(shè)輔助水平。用暗井或溜井聯(lián)系主水平。（2）區(qū)別：輔助水平不設(shè)井底車場，大巷運出的煤要下達(dá)到開采水平，經(jīng)開采水平井底車場再運至地面。開采水平大巷的布置方式有幾種？分別說明其適用條件？1）分煤層大巷：當(dāng)煤層間距大，集中布置在技術(shù)上有困難、經(jīng)濟(jì)上不合理時，可考慮2）集中大巷：適用于煤層層數(shù)較多、層間距不大的礦井3）分組集中大巷：適用于井田內(nèi)各煤層的間距有大有小，全部煤組用單一的集中運輸大巷有困難或不經(jīng)濟(jì)時立井開拓時，如何確定井筒的位置？（1）井筒應(yīng)設(shè)在井田儲量分布的中央；（2）盡可能將井筒靠近高級儲量地段，使初期投產(chǎn)的采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，儲量可靠；（3）煤系基底有特大含水的巖層，不允許井筒穿過時，可以把井筒延深到深部，對深部擴(kuò)展開采有利；（4）單水平開采緩傾斜煤層，井筒應(yīng)該坐落在井田中部，或使上山部分略大于下山部分；（5）厚度較大的急傾斜煤層，煤柱損失成為嚴(yán)重問題，井筒應(yīng)靠近煤層底部，甚至煤系底板。礦井通風(fēng)系統(tǒng)、風(fēng)井布置方式有幾種？分述其特點及適用條件？（1）中央并列式：優(yōu)點：工業(yè)場地布置集中，管理方便，井筒保護(hù)煤柱損失少。缺點：通風(fēng)路線長，通風(fēng)阻力大，井下漏風(fēng)多。適用條件：井田范圍小，生產(chǎn)能力不大，瓦斯等級低的礦井。（2）中央邊界式(中央分裂式)：優(yōu)點：通風(fēng)路線較短，通風(fēng)阻力較小，井下漏風(fēng)較小，石門工程量增加不多。缺點：工業(yè)場地布置分散，井筒保護(hù)煤柱較多，當(dāng)?shù)V井轉(zhuǎn)入深部開采后，需要維護(hù)較長的上山回風(fēng)道。適用條件：煤層賦存不太深的緩傾斜煤層礦井或煤層賦存較深，沼氣涌出量大的礦井。（3）對角式通風(fēng)：優(yōu)點：通風(fēng)路線長度變化小，風(fēng)壓比較穩(wěn)定，有利于扇風(fēng)機(jī)工作。缺點：風(fēng)井較多，所需通風(fēng)設(shè)備較多，工業(yè)場地布置分散，主、副井與風(fēng)井貫通需要較長時間。適用條件：對通風(fēng)要求很嚴(yán)格的礦井，如高沼氣礦井，煤層易于自燃的礦井，有煤與瓦斯突出危險的礦井。（4）采區(qū)風(fēng)井通風(fēng)：優(yōu)點：通風(fēng)路線短，采區(qū)通風(fēng)方便，風(fēng)阻小，礦井建設(shè)速度快。缺點：風(fēng)井較多，所需通風(fēng)設(shè)備較多，工業(yè)場地布置分散。適用條件：井田上部距地表近、采區(qū)范圍較大的礦井。（5）分區(qū)式通風(fēng)（分區(qū)域開拓時出現(xiàn)的通風(fēng)系統(tǒng)）：優(yōu)點：通風(fēng)路線短，幾個分區(qū)可以同時施工，便于處理礦井事故、外運人員及設(shè)備。缺點：工業(yè)場地布置分散，占地面積較大，井筒保護(hù)煤柱較多。適用條件：煤層很緩的特大型礦井。井底車場按照礦車在井底車場內(nèi)的運行特點，井底車場可分為幾類?各有何特點？各有什么適用條件？1）環(huán)形式：空、重列車在車場內(nèi)不在同一巷道內(nèi)的軌道上作相向而行（不同路）。按井筒與大巷距離的遠(yuǎn)近，可布置成三種類型：近，用臥式；遠(yuǎn)，用立式、刀式；中距離、用斜式。2）折返式：空、重列車在車場內(nèi)同一巷道兩條線路上折返運行。以刀把式井底車場為例說明井底車場的組成部分？主井重車線；主井空車線；副井重車線；副井空車線；材料車線；調(diào)車線；繞道回車線；調(diào)度室；電機(jī)車修理間；人工停車場；主井系統(tǒng)硐室——翻籠硐室、煤倉、箕斗裝載室、撤煤清理硐室；副井系統(tǒng)硐室——中央變電所、水倉、水泵房、馬頭門、等候室等礦井開拓延深與技術(shù)改造礦井開拓延深有幾種方式？（1）主、付井直接延深；（2）暗井延深；（3）延深一個井筒，新打一個暗井；（4）延深一個井筒，新打一個立井或斜井；（5）幾個礦井聯(lián)合延深過渡時期礦井通風(fēng)有那幾種方式？1）、維護(hù)上水平采區(qū)上山為下水平相對應(yīng)的采區(qū)回風(fēng)；2）、利用上水平運輸大巷的配風(fēng)巷（風(fēng)量大時）或輔巷（皮帶大巷運輸）作為下水平的回風(fēng)巷；3）、采用分組集中布置時，可利用上水平上部分組集中大巷為下水平上煤組回風(fēng)采煤方法概念及分類32.采場：直接大量采取煤炭的場所稱采場；也叫采煤工作面，采煤礃子面。有時，現(xiàn)場也將掘進(jìn)面稱之為礃子面。33.回采工作：在采場內(nèi)，為采出煤炭所進(jìn)行的一系列工作。由5個字組成：破、裝、運（采煤過程）、支、控（頂板管理）。34.輔助工作：為正常完成回采工作面的工作而需要做的輔助工作或服務(wù)工作。如：移溜、灑水、灌漿、端頭支護(hù)、通風(fēng)、運料、順槽支護(hù)、工作面標(biāo)準(zhǔn)化管理的工作等。35.回采工藝：在回采工作面，按照一定順序完成各項回采工作的方法及其配合，稱為回采工藝。煤層自然條件不同，采用機(jī)械不同，完成這些工序的方法就不同，在進(jìn)行的時間、順序、空間上都有一定的規(guī)律。36.采煤系統(tǒng)：回采巷道與采場的回采工作在時間上的配合和空間上的相互關(guān)系稱回采巷道布置系統(tǒng)，也叫采煤系統(tǒng)。37.采煤方法：采煤系統(tǒng)與回采工藝的組合。采區(qū)巷道的布置形式及其分析熟知礦圖各巷道名稱（見課本圖1-9、4-1、5-1、6-1、6-2、11-15）、運煤、運料、通風(fēng)路線跨上山開采（無煤柱開采）的優(yōu)點：減少煤損；增加推進(jìn)距離；采區(qū)上山處于采空區(qū)下方，壓力小；減少自燃的可能性選擇準(zhǔn)備方式的基本原則：1）合理集中生產(chǎn)，使采準(zhǔn)巷道系統(tǒng)有合理的生產(chǎn)能力和增產(chǎn)潛力。2）巷道系統(tǒng)簡化，減少巷道掘進(jìn)及維護(hù)工程量。3）生產(chǎn)系統(tǒng)完善，功能齊全，為機(jī)械化和自動化創(chuàng)造條件。4）煤損少，安全好。上山采區(qū)—開采水平（標(biāo)高）之上的采區(qū)。下山采區(qū)—開采水平（標(biāo)高）之下的采區(qū)。（ɑ<16°）上山帶區(qū)—開采水平大巷以上的帶區(qū)。下山帶區(qū)—開采水平大巷以下的帶區(qū)。盤區(qū)式準(zhǔn)備：1）上山盤區(qū)、下山盤區(qū)、石門盤區(qū)（上下山盤區(qū)、石門盤區(qū)）2）單一煤層盤區(qū)、聯(lián)合布置盤區(qū)單層準(zhǔn)備—各煤層獨立布置準(zhǔn)備巷道及生產(chǎn)系統(tǒng)。聯(lián)合準(zhǔn)備—幾個煤層共用一套準(zhǔn)備巷道及生產(chǎn)系統(tǒng)集中（聯(lián)合）布置優(yōu)缺點：1）生產(chǎn)集中，采面回采數(shù)目多，有利于炮采和普采采區(qū)提高產(chǎn)量；2）改善了巷道維護(hù)條件，維護(hù)費少；3）改善了運輸條件，簡化了運輸系統(tǒng)，利于發(fā)揮設(shè)備效能；4）采出率高，煤損少；5）巖巷工程量大，初期工程量大，準(zhǔn)備時間長。工作面回采順序：后退式、前進(jìn)式、往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式。繪圖說明：1）厚煤層分層平巷的布置方式：傾斜式（內(nèi)錯式、外錯式）、垂直式、水平式，見課本5-3（注意傾角范圍）2）厚煤層聯(lián)合開采（分層平巷與集中巷間的聯(lián)系方式）：分層平巷用外錯式、分層平巷用水平式、分層平巷用內(nèi)錯式、分層平巷用垂直式，見課本5-73）煤層群聯(lián)合布置時的集中平巷與分層平巷的聯(lián)系方式：石門聯(lián)系、斜巷聯(lián)系煤層群分組集中采區(qū)聯(lián)合準(zhǔn)備方式：（1）集中大巷，分組上山（2）集中大巷，集中上山，分組集中平巷（3）集中大巷，部分集中上山，分組集中平巷（4）急傾斜煤層聯(lián)合布置準(zhǔn)備方式分類：近水平煤層準(zhǔn)備方式的選擇分析盤區(qū)式準(zhǔn)備方式的類型及應(yīng)用：（1）分類：1）按開采煤層數(shù)目分：單一煤層盤區(qū)、聯(lián)合布置盤區(qū)2）按盤區(qū)主要巷道位置分：上山盤區(qū)、下山盤區(qū)、石門盤區(qū)（2）應(yīng)用：1）特點：①區(qū)段劃分為規(guī)則矩形，區(qū)段巷道沿中線掘進(jìn)（直）；②區(qū)段間開采順序可不受限制，可以跳采；③軌道上下山可用無極繩絞車運輸。2）開采方法：傾斜長壁采煤法、走向長壁采煤法帶區(qū)式準(zhǔn)備方式的類型及應(yīng)用：（1）分類：上山帶區(qū)、下山帶區(qū)（2）應(yīng)用：1）特點：煤巷多，以煤巷換立眼、運料斜巷2）條帶數(shù)：大于4～6個，可以達(dá)到10～12個（3000m以內(nèi)），巖巷少，近水平煤層多采用試說明采區(qū)式和盤區(qū)式準(zhǔn)備的異同點及如何選擇應(yīng)用：采區(qū)車場的形式及選擇試說明采區(qū)上、中、下部車場基本類型及如何選用？（1）上部車場（采區(qū)上山與回風(fēng)大巷或回風(fēng)石門、工作面回風(fēng)平巷聯(lián)系的一組巷道）：平車場（順向平車場、逆向平車場）、甩車場、轉(zhuǎn)盤車場中部車場（多為甩車場）：按提升方式可分為雙鉤提升和單鉤提升（單道、雙道），按甩車方向，有單向甩車和雙向甩車兩種，按甩入地點為繞道、石門、平巷式下部車場：包括裝車站（大巷式、石門式、繞道式裝車站）、材料車場（頂板繞道、底板繞道式）。（2）上部車場選用：當(dāng)采區(qū)上部是采空區(qū)或為松軟的風(fēng)化帶時，可選平車場（當(dāng)車場巷道直接與總回風(fēng)道聯(lián)系時可采用順向平車場；當(dāng)煤層群聯(lián)合布置采區(qū)且有采區(qū)回風(fēng)石門與各煤層回風(fēng)巷及總回風(fēng)巷相聯(lián)系，可用逆向平車場）；在煤層群聯(lián)合布置時，回風(fēng)石門較長，為便于與回風(fēng)石門聯(lián)系也多用平車場；其他條件可選甩車場。中部車場選用：當(dāng)煤層群采用聯(lián)合布置，軌道上山布置在下部煤層或煤層底板巖石內(nèi)時，往往采用石門甩車形式。下部車場選用：在開采層間距較大的煤層群時，多用采區(qū)石門貫穿各煤組上山，當(dāng)采區(qū)石門較長時，可采用石門裝車站；在大型、特大型礦井中，如果采用大巷裝車式車場影響大巷通過能力有沒有條件設(shè)石門裝車式車場時，可設(shè)置繞道式車場下部車場繞道：1）頂板繞道：繞道位于大巷的頂板；2）底板繞道：繞道位于大巷底板回采工藝長壁采煤法有哪幾種主要采煤工藝？說明它們的主要特點及相互關(guān)系？