矿井开拓与准备---ppt.ppt

1、2022/10/7,1,第四篇 矿井开拓与开采第 1 章 矿井开拓与准备 主讲：,2022/10/7,2,本章主要内容,第 1 章 矿井开拓与准备第一节 开拓方式的概念及分类第二节 立井开拓第三节 斜井开拓第四节 平硐开拓第五节 综合开拓第六节 矿井开拓延深和技术改造第七节 采区、带区准备,2022/10/7,3,第一节 开拓方式的概念及分类,一、开拓方式概念 在一定的井田地质、开采技术条件下，矿井开拓巷道可有多种布置方式。开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。二、井田开拓方式分类 井田开拓方式种类很多，一般可按下列特征分类：（一）按井筒（硐）形式 按井筒（硐）形式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开

2、拓、综合开拓。（二）按开采水平数目 按开采水平数目可分为：单水平开拓（井田内只设1个开采水平）；多水平开拓（井田内设2个及2个以上开采水平）。,2022/10/7,4,（三）按开采准备方式 按开采准备方式可分为上山式、上下山式及混合式。（）上山式开采 开采水平只开采上山阶段，阶段内一般采用采区式准备。（2）上下山式开采 开采水平分别开采上山阶段及下山阶段，阶段内采用采区式准备；近水平煤层，开采水平分别开采井田上山部分及下山部分，采用盘区式准备。(3）上山及上下山混合式开采 上述方式的结合应用。（四）按开采水平大巷布置方式（1）分煤层大巷，即在每个煤层设大巷；（2）集中大巷，在煤层群集中设置大巷

3、，通过采区石门与各煤层联系；（3）分组集中大巷，即对煤层群分组，分组中设集中大巷。,2022/10/7,5,开拓方式分类,2022/10/7,6,第二节 立井开拓,立井开拓是广泛采用的一种进入煤体的方式。利用直通地面的垂直井巷作为主副井的开拓方式。其开拓巷道布置与斜井相同。立井开拓方式分为：(a)立井单水平上下山式；(b)立井多水平上下山式；(c)立井多水平上山式；(d)立井多水平上山及上下山式混合式。如图1-1所示。,2022/10/7,7,图1-1 立井开拓方式(a)立井单水平上下山式；(b)立井多水平上下山式；(c)立井多水平上山式；(d)立井多水平上山及上下山式混合式1主井；2副井；3

4、井底车场；4主要石门；5开采水平运输大巷,2022/10/7,8,第三节 斜井开拓,一、片盘斜井开拓片盘斜井开拓是斜井开拓的一种最简单的形式。它是将整个井田沿倾斜方向划分成若干个阶段，每个阶段倾斜宽度可以布置一个采煤工作面。在井田沿走向中央由地面向下开凿斜井井筒，并以井筒为中心由上而下逐阶段开采。图1-2为一片盘斜井的示例。井田沿倾斜方向划分为四个阶段。阶段内按整个阶段布置，即每一阶段斜宽布置一个工作面。,2022/10/7,9,图1-2 片盘斜井开拓1主井；2副井；3片盘车场；4-阶段运输平巷；5辅巷；6阶段回风平巷；7-采煤工作面；8联络眼,2022/10/7,10,第三节 斜井开拓,片盘

5、斜井开拓特点优点：片盘斜井开拓，巷道布置和生产系统简单，井巷施工技术也不复杂，而且初期工程量小，出煤快。缺点：不能多阶段同时生产，同采工作面最多为两个，矿井生产能力受到限制。另外，延深工作频繁，生产和掘进之间相互影响较大。工作面整阶段连续推进，对地质条件变化适应性差。,2022/10/7,11,第三节 斜井开拓,二、斜井单水平分区式开拓由斜井进入煤体，由一个开采水平开采整个井田。井田可划分为一个阶段，也可以划分为两个阶段。阶段沿走向划分为采区。图1-3为一典型的斜井单水平分区式开拓方式。井田划分为两个阶段，每个阶段沿走向划分为若干个采区。开采水平在上、下两阶段分界面。上山阶段每个采区沿倾斜划分

6、为五个区段，下山阶段式分为若干个区段。矿井可采煤层为一层中厚煤层，煤层倾角较小。,2022/10/7,12,图13 斜井单水平分区式开拓1主井；2副井；3井底车场；4阶段运输平巷；5阶段辅巷；6采区运输上山；7-采区轨道上山；8、15区段运输平巷；9、16区段回风平巷；10、17采煤工作面；11-阶段回风平巷；12-回风井；13采区运输下山；14采区轨道下山；18专用回风上山；19采区煤仓；20井底煤仓；21行人进风上山；22回风联络巷,2022/10/7,13,第三节 斜井开拓,三、斜井形式选择1、斜井倾角主要依据其装备的提升设备确定。根据经验，一般应符合下列范围：串车提升 25 箕斗提升，

7、=2535无极绳提升 10 胶带输送机提升162、斜井采用串车和箕斗提升时，其提升能力受井筒斜长影响较大。近年来，随着胶带输送机技术的不断发展，斜井提升能力大大加强，其应用更加广泛。,2022/10/7,14,斜井在地下的空间布置形式主要受煤层赋存条件、地面地形和提升方式影响。3、煤层斜井 斜井沿煤层开掘，施工容易、速度快、投资少。但当煤层较厚、煤层松软、构造复杂及煤层有自燃倾向时，不宜沿煤层布置。此外，沿层斜井需要留设井筒保护煤柱，资源浪费大。4、底板斜井 为了避免上述问题，可以将井筒布置在煤层底板中。但当煤层倾角小于井筒倾角时，水平石门工程量太大。优点是井筒易维护，不需保护煤柱。5、穿层斜

8、井 当煤层倾角小于井筒倾角时，为了减少水平石门工程量或免受地面因素影响，斜井可穿越煤层布置。,2022/10/7,15,第四节 平硐开拓,在山岭和丘陵地区，往往在矿井地面工业场地标高以上埋藏有相当储量的煤炭。开采这部分煤炭最简单、经济的开拓方式就是平硐开拓。见图1-4。平硐开拓，就是从地表开掘水平巷道进入山体或丘陵内的煤层。一般地，以一条主平硐担负运煤、运料、出矸、行人、排水、进风和敷设管线等任务。在井田上部回风水平开回风平硐或回风井担负回风任务。走向平硐 垂直平硐 阶梯平硐,2022/10/7,16,a 走向平硐 b垂直平硐 1主平硐 2盘区上山图14 平硐开拓示意图,图15 阶梯平硐,20

9、22/10/7,17,第五节 综合开拓,根据井硐的三种基本形式，组合后理论上有六种综合开拓方式，即：立井斜井、斜井立井、平硐立井、立井平硐、平硐斜井和斜井平硐开拓方式。,图1-6 立井-斜井综合开拓,图1-7 斜井立井综合开拓1主斜井；2-分区域辅助立井；3底板岩石胶带输送机大巷；4联络斜巷；5阶段胶带输送机及运料运人大巷；6大煤仓,2022/10/7,18,图1-8 平硐立井综合开拓1平硐；2立井；3暗斜井；4回风平硐；5回风小井,图1-9 平硐斜井综合开拓1主平硐；2副斜井；3阶段运输大巷；4阶段辅巷,2022/10/7,19,井田开拓中的几个主要问题,一、井筒位置及数目的确定井筒是矿井最

10、重要的井巷工程。它是矿井由地下通向地面的出口，是煤炭、材料、设备、人员、风、电的必经之路，是整个矿井生产系统的咽喉。所谓井筒位置，主要是指两个方面，一是井口和井底沿井田走向和倾斜方向的位置；二是井筒本身所通过的岩层层位。选择井筒位置应从地面因素、地下因素和技术经济因素等三方面进行论证和比较。一般地，一个矿井至少应有一主一副两个井硐，主井担负煤炭提升，副井担负辅助提升任务。,2022/10/7,20,二、开采水平的确定,井田沿倾斜方向划分为阶段后，就要确定开采水平。如前所述，一个水平可以为一个阶段服务，也可以为两个阶段服务。当阶段高度一定时，采用上、下山开采比只用上山开采水平数目少，井底车场、硐

11、室等工程量及有关设备相应减少，因而基本建设投资也相应降低。同时，由于水平数目减少，每个水平的服务年限增长。从生产技术上讲，采区上山开采与采区下山开采在运输、排水、通风、掘进等方面都有各自的特点。采区上山开采，煤是向下运输，运输能力大、动力消耗少、运输费用的单价较低；但是，煤有反向运输，矿井运输提升的总费用比下山开采略大一些。采区上山开采的排水系统简单，采区内的涌水可以直接由采区上山道自流到阶段平巷。而采区下山开采的排水就复杂得多。要增加排水设备和排水费用。在通风方面，上山开采回风平巷位于阶段上部，采区的进风巷与回风巷往往相距较远，不易漏风。而采用下山开采时，进风巷与回风巷相距较近，因而漏风的可

12、能性大，使采区的通风效率降低，且采区内通风构筑物增多，通风管理较困难。,2022/10/7,21,三、井底车场,井底车场是井硐与井下主要巷道连接处的一组巷道和硐室的总称。它担负着矿井煤矸、物料、设备、人员的转运，又为矿井的通风、排水、供电服务，是连结井下运输和井筒提升的枢纽。一、井底车场的型式和特点由于井筒形式、提升方式、大巷运输方式的不同，井底车场型式也各不相同。根据矿车在车场内运行的特点，井底车场均可分为环行式和折返式两大类。,2022/10/7,22,图110 立井环行井底车场示意图a卧式车场；b斜式车场；c立式车场1主井；2副井；3主井重车线；4-主井空车线；5调车线；6 回车饶道；7

13、主要运输大巷,2022/10/7,23,图1-11 立井折返式井底车场示意图a立井梭式车场；b立井尽头式车场1立井重车线；2立井空车线；3副井重车线；4副井空车线；5材料车线；6调车线；7通过线,2022/10/7,24,二、井底车场型式选择选择井底车场型式时，应根据矿井的不同条件考虑以下主要原则：1）运输系统和调车方式简单，有利于采用集中、闭塞、自动控制信号系统；2）车场通过能力较矿井实际生产能力富裕30以上；3）减少巷道开拓工程量，4）尽量减少巷道交岔点，以便减少施工的困难和提高行车速度，增大井底车场的通过能力；5）整个车场巷道和硐室，应布置在稳定的易于维护的岩层中。,2022/10/7,

14、25,第六节 矿井开拓延深和技术改造,矿井开采将逐步地向深部发展，每隔一段时间，就需要延深井筒，开拓新的水平。生产矿井的开拓延深，是煤炭生产过程中保证开采连续进行的必要措施，它对挖掘矿井生产潜力，提高矿井生产能力具有重大影响。一、矿井延深的原则1）充分利用老矿原有设备、设施，挖掘现有的生产潜力。2）尽量减少对现有生产水平的影响，并有利于下水平的延深，同时，力求生产系统简单，缩短新旧开采水平交替生产的时间。3）临时性的辅助工程量小，减少投资，缩短工期，降低生产经营费用。4）尽量采用先进技术，以适应煤矿现代化生产发展的需要。,2022/10/7,26,二、矿井延深方案的选择 1）主、副井直接延深

15、2）采用暗立井或暗斜井延深3）新开一个井筒，延深一个井筒,图1-12 主、副井筒直接延深,图1-13 暗井延深,图1-14 新开主井延深,2022/10/7,27,三、矿井技术改造与改扩建,1）矿井技术改造及改扩建的内容（1）提高提升、运输、通风、排水、供电、压风和地面设施等各生产环节的机械化和自动化水平。（2）改革井巷布置与开采部署，使其有利于集中生产，以适应生产条件和现代采矿装备的要求，同时，对井下生产系统和地面设施进行改建或扩建。（3）改善井下生产条件和生产环境，对矿井各生产环节和井下环境进行监测和控制，特别是要利用计算机自动监测系统，进行信息的收集和处理，以提高安全生产的可靠程度。,2

16、022/10/7,28,2）矿井技术改造的要求 为使矿井技术改造能够达到预期效果，应满足以下要求：（1）查明矿井储量和地质条件，要求煤炭储量和地质条件，准确可靠。（2）有足够的资金，并能合理使用，使技术改造在较短时间内完成。（3）尽量采用先进的技术和装备。更新提升、运输、通风设备，使地面辅助生产实现专业化和集中化。（4）为了减少技术改造的工程量，节约资金，缩短工期，要充分利用原有井巷、系统和设施。（5）各环节的生产能力要配套。经技术改造后的矿井各环节的生产能力必须相互适应，即采掘、运输、提升、通风和地面设施的能力要配套，有的环节上还要留有适当余地。（6）选取适宜的技术改造内容和范围。根据矿井条件，合理选取单个矿井全面技术改造、邻近矿井合并改造或矿井主要生产系统薄弱环节的单项技术改造等内容。,2022/10/7,29,第七节 采区、带区准备,一、准备方式分类 准备方式可按煤层赋存条件、开采方式及巷道布置方式进行分类。按煤层赋存条件，准备方式可分为采区式准备、盘区式准备、带区式准备与条带式准备。按开采方式，可分为上（下）山采区准备与上（下）山盘区准备。按区内巷道布置，可分为单翼采区准备、双