一煤矿开采的基本概念(4)

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1、中国矿业大学 矿业工程学院 主讲：屠世浩教授 第一章 煤矿开采的基本概念 第一节 煤田开发的概念 第二节 井田内的划分及开采顺序 第三节 矿井生产的概念 第四节 采煤方法分类 一、煤层赋存特征及影响开采的地质因素 二、矿区开发 三、井田 四、矿井设计生产能力和井型 五、地下开采与露天开采 第一节 煤田开发的概念 一、煤层赋存特征及影响开采的地质因素 煤田：同一地质时期形成，并大致连续发育 的含煤系分布区。 煤田中的煤层数目、层间距和赋存特 征各不相同。我国多数煤矿开采的是多煤层 煤田。 按煤层倾层倾 角分类类 近水平煤层层45 按煤层层厚度分类类 薄煤层层3.5m 按煤层稳层稳 定性分类类 稳

2、定煤层中等稳定煤层 不稳定煤层极不稳定煤层 1、煤层层分类类 ：i 2、影响开采的因素 二、矿区开发 矿区：统一规划和开发的煤田或其一部分。 1、矿矿区煤田构成分类类： 煤田构成分类实 例 单一煤田矿区平顶山煤田、抚顺煤田、徐州煤田等 两个煤田矿区北票等矿区 多个煤田矿区六盘水矿区等 部分煤田矿区南桐矿区、松藻矿区、铜川矿区、 韩城矿区等 2、矿矿区煤种分类类 矿区煤种分类矿区数量实 例 焦煤矿区重点煤矿28处晋城、潞安等 烟煤矿区重点煤矿24处兖州、平顶山等 无烟煤矿区重点煤矿11处阳泉、郑州、永城等 褐煤矿区重点煤矿5处霍林河、小龙潭等 矿矿区规规模划分设计设计 生产产能力（万t/a） 亿

3、亿吨级矿级矿 区神华华集团团、中煤集团团 、同煤集团团 特大型矿矿区10003000万t/a 大型矿矿区5001000万t/a 中型矿矿区300500万t/a 小型矿矿区300万t/a 3、矿区建设规模：矿区均衡生产的规模，应 与 矿区的均衡生产服务年限相适应。 矿矿区建设规设规 模和生产产服务务年限对对照表 矿矿区建设规设规 模（ Mt/a） 15 1015 810 58 35 13 均衡生产产服务务年限 /a 908070706050 三、井田 矿井：是形成地下煤矿生产系统的井巷、硐室 、装备、地面建筑和构筑物的总称。 井田：划归一个矿井开采的那部分煤田。 四、矿井设计生产能力和井型 矿矿

4、井设计设计 生产产能力：是设计设计 中规规定的矿矿井在 单单位时间时间 内采出的煤炭数量，以“Mt/a”表示。 矿矿井井型：根据矿矿井设计设计 生产产能力不同划分 的矿矿井类类型。 矿井设计生产能力大小直接关系到基建规 模和投资多少，影响到矿井整个生产期间的技 术经济面貌，确定井型和矿井生产能力是矿区 总体设计的一个重要内容。 矿矿井井型的划分设计设计 生产产能力（Mt/a） 特大型矿矿井 3.0、4.0、5.0、6.0 及以上 大型矿矿井 1.2、1.5、1.8、2.4 中型矿矿井 0.45、0.6、0.9 小型矿矿井 0.3 及以下 五、地下开采与露天开采 地下开采：通过由地面向地下开掘井

5、巷采出 煤炭的方法称为地下开采，又称为井工开采。 露天开采：直接从地表揭露并采出煤炭的方 法称为露天开采。 与露天开采相比，地下开采要复杂和困难。 当煤层厚度达到一定值，直接出露地表，或其覆 盖层较薄、开采煤层与覆盖层采剥量之比在经济 上有利时，就可以考虑采用露天开采。 第二节 井田内的划分及开采顺序 一、井田尺寸 二、井田划分为阶段和水平 三、阶段内的再划分 四、井田直接划分为盘区、带区或分带 一、井田尺寸 井田尺寸由井田走向长长度、倾倾斜长长度和面积积来 反映。 井田走向长长度是表征矿矿井开采范围围的重要参数 ，要与一定时间时间 内的开采技术术及装备备水平相适应应 ，根据目前开采技术术水平

6、，大型矿矿井井田的走向长长 度不少于8km，中型矿矿井不少于4km。 井田的倾倾斜宽宽度是井田沿煤层倾层倾 斜方向的水平 投影宽宽度。 井田的面积积与矿矿井的井型有关。 二、井田划分为阶段和水平 阶段：是在井田范围内平行走向按一定标高划 分的一部分井田。 注：每个阶段都必须有独立的运输和通风系统 。 开采水平：通常是指布置有井底车场和阶段运 输大巷、并且承担全阶段运输任务的水平，有时简 称 为“水平”。 注：水平用标高来表示。 阶段与水平的区别： 三、阶段内的再划分 1、采区式划分 在阶阶段内沿走向把阶阶段划分为为若干个具有独立 生产产系统统的开采块块段，每一开采块块段称为为一个采区 。 注：

7、采区的倾倾斜长长度就是阶阶段的斜长长。 区段：是采区内沿倾斜方向划分的开采块段。 注：阶段与区段不同。 阶段与区段的区别： 2、带带区式划分 在阶阶段内沿煤层层走向把阶阶段划分为为若干适合于 布置采煤工作面的长长条，每一个长长条称为为一个分带带 。分带带相当于采区内的区段旋转转了90 。 注意区分： 四、井田直接划分为盘区、带区或分带 在近水平煤层条件下，由于井田沿倾斜的高 差较小，局部范围内煤层的走向又变化较大，井 田很难以一定的标高为界划分为若干阶段，则要 将井田直接划分为盘区、带区或分带。 盘区就是近水平煤层的采区。 盘区式划分 在我国新建的一批高产高效矿井中，一般布置 三条大巷，一条运

8、煤，一条辅助，第三条用于回风 ，大巷两侧不再划分采区、盘区或带区，而是直接 布置工作面。 根据煤层倾角条件，井田内的不同区域可分别 划分为采区、盘区或带区。 第三节 矿井生产的概念 一、矿井井巷的基本概念 二、矿井生产系统 三、开采顺序 一、矿井井巷 1、直立巷道 直立巷道的长轴线与水平面垂直，如立井、暗立 井和溜井。 立井：地层中开凿的直通地面的直立巷道，又 称竖井（按功能分为主立井、副立井、风井、排水井 、 充填井等）。 暗立井：不与地面直通的直立巷道，其用途同 立井。 溜井：是一种专门用来由高到低溜放煤炭的暗 立井。其中高度不大、直径较小的溜井成为溜煤眼。 2、水平巷道 水平巷道的长轴线

9、与水平面近似平行，如平硐 、平巷和石门等。 平硐：是地层中开凿的直通地面的水平巷道， 作用类似于立井，有主平硐、副平硐、排水平硐和 通风平硐等。 平巷：是地层中开凿的、不直通地面、其长轴 方向与煤层走向大致平行的水平巷道。常见平巷有 运输大巷、回风大巷、区段平巷、石门等。 石门：是岩层中开凿的、不直通地面、与煤层 走向垂直或斜交的岩石平巷。按服务范围有主石门 、采区石门等。 3、倾斜巷道 倾斜巷道的长轴线与水平面与水平面有一定夹 角，如斜井、上山、下山和分带斜巷等。 斜井：是地层中开凿的直通地面的倾斜巷道， 作用类似于立井，分主斜井和副斜井。 上山：位于开采水平以上，为本水平或采区服 务的倾斜

10、巷道。 下山：位于开采水平以下，为本水平或采区服 务的倾斜 巷道。 按所在岩层层位分为煤层上下山和岩石上下山 ； 按用途和作用分为轨道上下山和通风行人上下 山。 4、硐硐室 硐室：有专门用途、在井下开凿和建造的断 面较大且长度较短的空间构筑物，如绞车房、水 泵房、变电所和煤仓等。 二、矿井生产系统 矿井生产系统：是由完成特定功能的设施、设 备、构筑物、线路和井巷的总称，由矿井的运煤、 通风、运料、排矸、排水、动力供应、通讯、监测 等子系统组成。 1、矿井开拓、准备、与回采的概念 按其作用和服务范围不同，可将矿井井巷分为 ： 开拓巷道 开拓巷道：为井田开拓而开掘的基本巷道， 是为全矿井 、一个开

11、采水平或若干采区服务的巷 道，服务年限较长，如主副井、主运输石门、阶 段运输大巷、阶段回风大巷、风井等。 开拓巷道的作用在于形成新的或扩展原有的 阶段或开采水平，为构成矿井完整的生产系统奠 定基础。 准备巷道 准备巷道：是为准备采区、盘区或带区而掘进 的基本巷道。准备巷道是在采区、盘区或带区范围 内，从已开掘好的开拓巷道起，到达区段或分带斜 巷的通路，这些通路在一定时期内为全采区、盘区 或带区服务，或为数个区段或分带服务，如采区上 下山、采区或带区车场、变电所、煤仓等。 准备巷道的作用在于准备新的采区、盘区或带 区，以便构成采区、盘区或带区生产系统。 回采巷道 回采巷道：是形成采煤工作面及为其

12、服务 的巷道，如区段运输平巷(顺槽)、区段回风平 巷(顺槽)和开切眼。 回采巷道的作用在于切割出新的采煤工作 面，并进行生产。 矿井巷道开掘的原则是尽量平行作业，尽快 沟通风路。 2、井巷开掘顺序 平行作业：以主井和风井为起点同时掘进 主井方向 风井方向 为保证采煤工作面正常接替，在第一区段生产 期间，需要适时地开掘为第二区段生产服务的中部 车场、区段平巷和开切眼。 当两个方向的开拓和准备巷道均已掘通形成通 风回路后，即可自采区上山向采区两翼掘进第一区 段的回采巷道，开切眼完成后即可安装并调试工作 面。 3、生产产系统统 运煤系统 通风系统 新风： 乏风： 运料排矸系统 运料： 排矸：与运料方

13、向相反 排水系统 排水系统一般与进风风流方向相反 供电系统： 三、开采顺序 井田划分后，采区、盘区、或带区间需要按 照一定的顺序开采，煤层间、阶段间和区段间也 需要按照一定的顺序开采。 确定开采顺序应当考虑井巷的初期工程量， 井巷的掘进及维护工程量，开采水平、阶段、采 区、盘区、或带区及采煤工作面的正常接替，开 采影响关系，采掘干扰程度和灾害防治。 1、采区、盘盘区或带带区间间开采顺顺序 沿井田走向方向，井田内采区、盘区或带区 间开采顺序分前进式和后退式两种。 采区、盘区或带区间开采顺序比较 开采顺顺序优点缺点 前进进式 矿矿井建设设初期工程量和初 期投资资少，使矿矿井尽快投 产产。 1、采掘

14、相互影响； 2、大巷在一侧侧或两侧侧采 空的状态态下维护维护 相对对困难难 ，维护费较维护费较 高； 3、后续续采区通风时风时 ，新 鲜风鲜风 流通过过已采侧侧大巷时时 风风量有一定泄露。 后退式 1、避免了采掘干扰扰； 2、便于运输输大巷和总总回 风风巷的维护维护 ，维护费维护费 用 相对对前进进式少； 3、大巷漏风风相对较对较 少； 4、便于回收大巷煤柱。 矿矿井建设设初期工程量和初 期投资资多，矿矿井投产时间产时间 相对较长对较长 。 2、采区、盘盘区或带带区内工作面开采顺顺序 采区或盘区 前进式开采：工作面由采区走向边界向采区运 煤上山或盘区主要运煤巷道方向推 进的开采顺序。 后退式开

15、采：工作面由背向采区运煤上山或背 向盘区主要运煤巷道方向推进的开 采顺序。 带区 前进式开采：分带工作面向运输大巷方向推进的 开采顺序 后退式开采：分带工作面背向运输大巷方向推进 的开采顺序 注：前进式与后退式的主要区别是工作面生产期 间回采巷道是预先掘出来还是在推进过程中形成 。 采区、盘区或带区内工作面开采顺序比较 开采顺序 优点缺点 前进式 所需回采巷道不需预先 掘出，采煤和形成回采巷道 同时进行，减少巷道的掘进 工程量。 1、不能预先探明煤层的赋存 情况； 2、形成和维护回采巷道需要 专门的护巷技术，采煤和 形成回采巷道相互影响； 3、新风要先经过采空区内的 回采巷道进入工作面，容 易

16、漏风。 后退式 1、通过掘巷可以预先探明煤 层的赋存情况； 2、生产期间采掘不存在相互 影响； 3、回采巷道维护容易； 4、新风经过实体煤，漏风少 。 所需回采巷道需预先掘出，巷 道掘进工程量相对较大。 3、阶阶段间间开采顺顺序 下行开采：先采标高高的阶段，后采标高低 的阶段。 上行开采：先采标高低的阶段，后采标高高 的阶段。 注：阶段间采用下行开采顺序可以减少建井 初期工程量和资金投入，缩短建井工期，并且有 利于阶段内煤层保持稳定。 4、区段间间开采顺顺序 同阶段间开采顺序，分为区段间下行开采顺序 和区段间上行开采顺序。 区段间采用下行开采顺序有利于区段内煤层保 持稳定，特别是在煤层倾角较大的情况下。 5、厚煤层层、厚煤层间层间 分层间层间 及煤组间组间 开采顺顺序 厚煤层、厚煤层间分层间及煤组间先采标高 高的煤层、分层、或煤组，后采标高低的煤层分 层或煤组称为下行开采顺序，反之，则称为上行 开采顺序。