采煤概論(第4章 井田開拓方式).ppt

1、2020/9/20,河南理工大學采煤概論,1,第三章 井田開拓的基本問題 第一節(jié) 煤田劃分為井田 第二節(jié) 礦井儲量、年產(chǎn)量和服務(wù)年限 三、礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限與儲量的關(guān)系 T=ZK/AK 第三節(jié) 井田再劃分 一、井田劃分為階段 開采水平 單水平開拓 多水平開拓 二、井田劃分為盤區(qū) 三、井田分區(qū)域劃分,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,2,四、階段內(nèi)再劃分 1分區(qū)式 (區(qū)段) 雙面采區(qū) 單面采區(qū) 采區(qū)上（下）山 運輸上（下）山 軌道上（下）山 區(qū)段回風平巷，運輸平巷掘 采區(qū)車場 2分帶式布置 傾斜長壁采煤法 走向長壁采煤法 3分段式 4整階段布置,2020/9/20,河南理工大學采煤概

2、論,3,第四節(jié) 井田內(nèi)的開采順序 1、下行開采 2、上行開采 1、 前進式 2、后退式 第五節(jié) 井田開拓的概念 1垂直巷道 立井、暗立井 2水平巷道 平硐 平巷 石門 煤門 3傾斜巷道 斜井 上山 下山 開拓巷道 準備巷道 回采巷道,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,4,第六節(jié) 開拓方式的概念及分類,開拓巷道的布置方式通稱為井田開拓方式,第二篇 井田開拓第4章 井田開拓方式,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,6,本章主要內(nèi)容,第4章 井田開拓方式 第一節(jié) 斜井開拓 第二節(jié) 立井開拓 第三節(jié) 平硐開拓 第四節(jié) 綜合開拓,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,7,斜井開拓時，根

3、據(jù)井田再劃分方式和階段內(nèi)布置形式可組合成多種開拓方式。如： “斜井單水平分區(qū)式” “斜井單水平分帶式” “斜井多水平分區(qū)式” “斜井多水平分段式” 本節(jié)僅舉例介紹我國目前常用的幾種斜井開拓方式。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,8,第一節(jié) 斜井開拓,一、片盤斜井開拓 片盤斜井開拓是斜井開拓的一種最簡單的形式。它是將整個井田沿傾斜方向劃分成若干個階段，每個階段傾斜寬度可以布置一個采煤工作面。在井田沿走向中央由地面向下開鑿斜井井筒，并以井筒為中心由上而下逐階段開采。 圖41為一片盤斜井的示例。井田沿傾斜方向劃分為四個階段。階段內(nèi)按整個階段布置，即每一階段斜寬布置一個工作面。,2020/9

4、/20,河南理工大學采煤概論,9,圖41 片盤斜井開拓（動畫） 1主井；2副井；3片盤車場；4-階段運輸平巷；5輔巷；6階段回風平巷； 7-采煤工作面；8聯(lián)絡(luò)眼,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,10,1礦井開拓程序 在井田沿走向中央，沿煤層傾斜方向向下開掘主斜井1和副斜井2，兩井均在煤層之中，且兩井中間留30m40m煤柱。為了掘進通風方便和溝通兩井筒間的聯(lián)系，每隔一段距離開掘聯(lián)絡(luò)巷8將兩井筒貫通。井筒掘到第一階段下部時，開掘第一階段下部車場。從下部車場向井筒兩側(cè)開掘第一階段運輸平巷4和副巷5。為了掘進方便，4、5之間每隔一定距離掘聯(lián)絡(luò)巷溝通。4、5之間階段煤柱根據(jù)有關(guān)規(guī)定留設(shè)。與此同

5、時，在第一階段上部開甩車場向井筒兩側(cè)開掘第一階段回風巷6。在井田沿走向邊界處沿傾斜方向掘開切眼7將5、6溝通，并在開切眼內(nèi)布置采煤工作面開采。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,11,該礦工作面由井田邊界向井筒方向推進，屬于階段內(nèi)后退式開采。工作面推至斜井井筒保護煤柱線時停止開采。井筒兩側(cè)保護煤柱寬度一般為3040m。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,12,2礦井生產(chǎn)系統(tǒng) 工作面7采出的煤，由工作面刮板輸送機送至階段運輸副巷5，并經(jīng)聯(lián)絡(luò)巷運至階段運輸巷4裝入礦車。礦車由電機車牽引至第一階段下部車場3并由主斜井1提至地面。 生產(chǎn)所需材料、設(shè)備和人員一般由主斜井1下放到階段上部車

6、場，由階段回風平巷6送到工作面上口，然后供工作面使用。副斜井只有在礦井產(chǎn)量大，輔助提升任務(wù)重時才作輔助提升。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,13,新鮮風流由主斜井進入，經(jīng)階段下部車場3、運輸平巷4、聯(lián)絡(luò)巷8、階段副巷5進入工作面7。沖洗工作面后的乏風，經(jīng)階段回風平巷6、回風斜巷9匯集到副斜井排出地面。為了避免生產(chǎn)中新鮮風流和乏風摻混及風流短路，通常要在主要進風巷和回風巷交岔處設(shè)置風橋、風門等通風構(gòu)筑物。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,14,為保證礦井生產(chǎn)正常接替，在開采第一階段時，及時向下延深井筒對第二階段進行開拓并按同樣方法布置巷道。生產(chǎn)轉(zhuǎn)入第二階段后，第一階段的階段

7、運輸平巷作為第二階段的回風平巷。以后每階段依次類推，直到開采到井田深部邊界。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,15,片盤斜井開拓特點: 優(yōu)點：片盤斜井開拓，巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)簡單，井巷施工技術(shù)也不復雜，而且初期工程量小，出煤快。 缺點：不能多階段同時生產(chǎn)，同采工作面最多為兩個，礦井生產(chǎn)能力受到限制。另外，延深工作頻繁，生產(chǎn)和掘進之間相互影響較大。工作面整階段連續(xù)推進，對地質(zhì)條件變化適應(yīng)性差。但隨著采煤機械化程度的提高，工作面單產(chǎn)水平也會大大增加。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,16,適用條件: 一些埋藏條件好、地質(zhì)構(gòu)造簡單的大中型礦井也可采用片盤斜井開拓。但就現(xiàn)有生產(chǎn)經(jīng)驗

8、，采用片盤斜井開拓時，井田走向長不宜大于1.5km。井田傾斜長度，一級提升時，不宜大于800m，兩級提升時，不宜大于1.5km,并且盡可能采用一級提升。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,17,第一節(jié) 斜井開拓,二、斜井單水平分區(qū)式開拓 由斜井進入煤體，由一個開采水平開采整個井田。井田可劃分為一個階段，也可以劃分為兩個階段。階段沿走向劃分為采區(qū)。 圖42為一典型的斜井單水平分區(qū)式開拓方式。井田劃分為兩個階段，每個階段沿走向劃分為六個采區(qū)。開采水平在上、下兩階段分界面。上山階段每個采區(qū)沿傾斜劃分為五個區(qū)段，下山階段式分為四個區(qū)段。礦井可采煤層為一層中厚煤層，煤層傾角較小。,2020/9/

9、20,河南理工大學采煤概論,18,圖42 斜井單水平分區(qū)式開拓 1主井；2副井；3井底車場；4階段運輸平巷； 5階段輔巷；6采區(qū)運輸上山； 7-采區(qū)軌道上山；8、15區(qū)段運輸平巷；9、16區(qū)段回風平巷；10、17采煤工作面； 11-階段回風平巷；12-回風井；13采區(qū)運輸下山；14采區(qū)軌道下山；18專用回風上山； 19采區(qū)煤倉；20井底煤倉；21行人進風上山；22回風聯(lián)絡(luò)巷,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,19,1礦井開拓程序 在井田沿走向中部，由地面開掘一對巖層反斜井，主斜井1和副斜井2。主斜井1安裝膠帶輸送機提升煤炭、副斜井2安裝絞車作輔助提升。斜井井筒掘到開采水平時，在開采水平

10、布置井底車場和硐室，然后向兩側(cè)掘進水平運輸大巷4和副巷5。水平運輸大巷和副巷掘至采區(qū)中部位置后，在采區(qū)下部布置采區(qū)下部車場并開掘采區(qū)運輸上山6和軌道上山7，當采用中央分列式通風時，在主副井斜井施工同時，在井田淺部沿走向中央開鑿回風井12至上山階段上部車場、區(qū)段運輸平巷和回風平巷，并掘進開切眼布置工作面回采。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,20,2礦井生產(chǎn)系統(tǒng) 工作面出煤。經(jīng)區(qū)段運輸平巷8、采區(qū)運輸上山6至采區(qū)下部煤倉。煤炭裝入礦車后由機車引經(jīng)水平運輸大巷4至井底煤倉，并由井底煤倉裝入斜井皮帶提至地面。 材料、設(shè)備由副斜井下放至井底車場，由電機車牽引經(jīng)水平運輸大巷至采區(qū)下部車場。然后

11、由采區(qū)軌道上山經(jīng)采區(qū)中（上）部車場送至區(qū)段回風平巷進而到采煤工作面。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,21,新鮮風流由主、副斜井經(jīng)井底車場、水平運輸大巷、采區(qū)下部車場、運輸上山和區(qū)段運輸巷至工作面。沖洗工作面后的乏風，經(jīng)區(qū)段回風平巷、水平回風大巷由邊界風井排至地面。 階段內(nèi)采用前進式開采順序：首先開采井筒附近的采區(qū)，隨后逐采區(qū)向井田兩側(cè)邊界推進。在一個采區(qū)結(jié)束以前，應(yīng)準備好下一個采區(qū)，做到采區(qū)順利接替。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,22,第二階段為下山開采。由水平運輸大巷在采區(qū)中部位置布置采區(qū)上部車場并沿煤層向下做采區(qū)下山13和14。然后在采區(qū)內(nèi)掘區(qū)段平巷，然后通過采區(qū)

12、內(nèi)側(cè)區(qū)段平巷構(gòu)成工作面回采。 下山采區(qū)工作面出煤向下運至區(qū)段運輸平巷，然后通過采區(qū)運輸下山13向上運至采區(qū)煤倉，裝車后由水平運輸大巷運至井底車場由主斜井提至地面。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,23,下山采區(qū)所需材料、設(shè)備經(jīng)采區(qū)上部車場，由軌道下山下放并經(jīng)采區(qū)中部車場、區(qū)段回風平巷送到工作面。 新鮮風流經(jīng)采區(qū)上部車場、采區(qū)軌道下山、區(qū)段運輸平巷進入工作面。乏風經(jīng)區(qū)段回風平巷、采區(qū)運輸下山、水平副巷、上山階段保留的回風上山進入水平回風大巷。然后經(jīng)邊界風井排出。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,24,斜井單水平上、下山開拓的特點： 開采水平少，減少了初期工程量和投資；階段分采

13、區(qū)布置，對地質(zhì)條件適應(yīng)性強，可多采區(qū)同時生產(chǎn)、多工作面同時生產(chǎn)，生產(chǎn)能力大。此外，由于只有一個開采水平，不存在水平接替問題，礦井生產(chǎn)穩(wěn)定。因此，在開采緩傾斜煤層（傾角小于16），沼氣含量低，涌水量小時，如果井田傾斜長度滿足要求，應(yīng)優(yōu)先考慮采用此種開拓方式。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,25,第一節(jié) 斜井開拓,三、斜井形式選擇 1、斜井傾角主要依據(jù)其裝備的提升設(shè)備確定。 串車提升 25 箕斗提升 =2035 無極繩提升 10 膠帶輸送機提升 17 2、斜井采用串車和箕斗提升時，其提升能力受井筒斜長影響較大。近年來，隨著膠帶輸送機技術(shù)的不斷發(fā)展，斜井提升能力大大加強，其應(yīng)用更加廣泛。

14、,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,26,三、斜井形式選擇 煤層斜井 斜井沿煤層開掘，施工容易、速度快、投資少。但當煤層較厚、煤層松軟、構(gòu)造復雜及煤層有自燃傾向時，不宜沿煤層布置。 底板斜井 將井筒布置在煤層底板中。但當煤層傾角小于井筒傾角時，水平石門工程量太大。優(yōu)點是井筒易維護，不需保護煤柱。 穿層斜井 當煤層傾角小于井筒傾角時，為了減少水平石門工程量或免受地面因素影響，斜井可穿越煤層布置。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,27,第二節(jié) 立井開拓,立井開拓也是廣泛采用的一種進入煤體的方式。除井硐形式外，其開拓巷道布置與斜井相同。 一、立井單水平分帶式開拓 這種開拓方式如圖4

15、3所示，井田劃分為兩個階段，階段內(nèi)采用分帶式布置。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,28,圖4-3 立井單水平上下山開拓（帶區(qū)式準備）示意圖 1主井；副井口井底車場；運輸大巷；回風石門； 回風大巷；分帶運輸巷； 8分帶回風巷；9采煤工作面； 10帶區(qū)煤倉；11運料斜巷；12行人進風斜巷,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,29,第二節(jié) 立井開拓,1礦井開拓程序 在井田中央從地面開鑿主井1和副井2，當掘至開采水平標高后，開掘井底車場3、主要運輸大巷4、回風石門5、回風大巷6，當階段運輸大巷向兩翼開掘一定距離后，即可由大巷掘行人進風斜巷12、運料斜巷11進人煤層，并沿煤層掘分帶運輸

16、巷7、煤倉10、分帶回風巷8。最后沿煤層走向掘進開切眼即可進行回采。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,30,第二節(jié) 立井開拓,2礦井生產(chǎn)系統(tǒng) 由工作面采出的煤裝人刮板輸送機運至分帶運輸巷；經(jīng)轉(zhuǎn)載機至膠帶輸送機運至煤倉在運輸大巷裝車，由電機車牽引至井底車場，通過主井提至地面。工作面所需物料及設(shè)備經(jīng)副井下放至井底車場，由電機車牽引至分帶材料車場，經(jīng)斜巷11由絞車提升至分帶回風巷，然后運至采煤工作面。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,31,第二節(jié) 立井開拓,新鮮風流自地面經(jīng)副井、井底車場、運輸大巷、行人進風斜巷，從分帶運輸巷分兩股進人兩個工作面。清洗采煤工作面后的污風，由各自的分

17、帶回風巷至總回風巷，再經(jīng)回風石門進人主井排出地面。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,32,這種開拓方式的生產(chǎn)系統(tǒng)比較簡單，運輸環(huán)節(jié)少，建井速度快，投產(chǎn)早，但其上山階段的分帶風巷是下行風，應(yīng)采取措施，防止分帶回風巷中瓦斯積聚，保證安全生產(chǎn)。另外，示例中沒有單獨開鑿回風井，而采用箕斗井兼作回風井。根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，箕斗提升井兼作回風井時，井上下裝卸載裝置及井塔必須采取密閉措施，并加強管理，漏風率不得超過15，并應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施。箕斗提升井若兼作進風井時，箕斗提升井的風速不得超過6 m/s，并應(yīng)有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合工業(yè)衛(wèi)生標準。目前國內(nèi)很少應(yīng)用箕斗井進風。 這種開拓方式

18、一般適用于煤層傾角小于12，地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層埋藏較深的礦井。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,33,二、立井多水平分區(qū)式開拓,圖44為立井多水平分區(qū)式開拓。該井田有兩層可采煤層m1和m2，兩層煤間距不大，采用聯(lián)合開采的方式，在m2煤層底板巖石中布置階段運輸大巷和回風大巷，為兩層煤所共用。井田內(nèi)設(shè)兩個開采水平。 采區(qū)內(nèi)巷道布置與斜井分區(qū)式開拓相同。 兩層煤間的開采順序應(yīng)保證相互不受采動影響。對多水平開拓，一定要注意水平間的接替，在上水平采完以前，要將下水平開拓準備完畢。同時也要注意采區(qū)間、區(qū)段間的接替，以保證礦井穩(wěn)定生產(chǎn)。 立井開拓可以適應(yīng)各種水平劃分方式和階段內(nèi)布置形式。,2020

19、/9/20,河南理工大學采煤概論,34,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,35,立井開拓的優(yōu)點是井筒長度短、提升速度快、提升能力大及管線敷設(shè)短、通風阻力小、維護容易。此外，立井對地質(zhì)條件適應(yīng)性強，不受煤層傾角、厚度、沼氣等條件限制。立井開拓的缺點是井筒掘進施工技術(shù)要求高，開鑿井筒所需設(shè)備和井筒裝備復雜，井筒掘進速度慢，基建投資大等。 斜井開拓和立井開拓各有所長和所短。要結(jié)合煤層賦存特征、地質(zhì)條件、地面地形、技術(shù)裝備和經(jīng)濟因素綜合分析和比較來確定最合適的井硐形式。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,36,第三節(jié) 平硐開拓,在山嶺和丘陵地區(qū)，往往在礦井地面工業(yè)場地標高以上埋藏有相當儲量的煤炭。開采這部分煤炭最簡單、經(jīng)濟的開拓方式就是平硐開拓。見圖45。,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,37,a 走向平硐 b垂直平硐 1主平硐 2盤區(qū)上山 圖45 平硐開拓示意圖,2020/9/20,河南理工大學采煤概論,38,平硐開拓，就是從地表開掘水平巷道進入山體或丘陵內(nèi)的煤層。一般地，以一條主平硐擔負運煤、運料、出矸、行人、排水、進