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1、1煤田和矿区开发(coal field and mining area exploitation) 1 基本概念 煤田：在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积形成的基本上连续的大面积含煤地带。面积由几十到数百平方公里。 矿区：统一规划和开发的煤田或其一部分。 井田：划规一个矿井开采的部分煤田。 矿区开发：根据煤层赋存条件、煤炭储量、煤炭要求量、投资环境等情况，确定矿区规模、井田划分、井田开拓方式（矿井或露天）、矿井建设顺序、附属企业的建设，以及外部协作条件等全面规划及其建设过程等的总称。,2 矿区开发类型(1)矿区煤田构成分类单一煤田矿区例:平顶山煤田、抚顺煤田、徐州煤田等。两个煤田矿区例:北票
2、、扎賚诺尔等矿区。多个煤田矿区例:六盘水矿区。部分煤田矿区例:南桐、松藻、铜川及韩城等矿区。,2 矿区开发类型(2)矿区煤种分类焦煤矿区例:重点煤矿28处，如晋城、潞安等。烟煤矿区例:重点煤矿24处，如兖州、平顶山等。无烟煤矿区例:重点煤矿11处，如阳泉、郑州等。褐煤矿区例:重点煤矿5处，如霍林河、小龙潭等。,2 矿区开发类型(3)矿区规模(Mining area capacity) 按矿区设计(或设计)能力(万t/a)划分为四种：特大型矿区: 10003000万t/a。 重点煤矿15处，占14.4%。大型矿区: 5001000万t/a。 重点煤矿18处,占17.3%。中型矿区: 300500
3、万t/a 重点煤矿19处,占18.3 % 。小型矿区: 300万t/a 重点煤矿52处，占50%。,2 矿区开发类型(4)矿区开发类型地下开发的矿区重点煤矿104处，地下开发91处，占87.5% 。立井开拓为主的矿区占地下开总数的26.4%，生产能力占37.9%。斜井开拓为主的矿区占地下开发总数的38.5%，生产能力占27.9%。平硐开拓为主的矿区占总数的10.58%，生产能力占4%。综合开拓为主的矿区占总数的23.0%，生产能力占29.2%。,2 矿区开发类型(4)矿区开发类型露天开发矿区 露天矿：平朔、准格尔、霍林河、新疆南部等14处，设计能力4300万t/a，占总设计能力的8.5%。 地
4、下与露天联合开发矿区地下与露天联合开发矿区10处，占总矿区数的9.6%，生产能力占14.8%。 地下为主露天为辅的矿区抚顺、阜新、鹤岗、石炭井。 露天为主地下为辅的矿区哈密矿区。,3 矿区规模与服务年限 矿区建设规模的依据 资源：富量煤田、地质条件简单，宜建大型矿区; 限量煤田，地质条件复杂，宜建小型矿区。 开发条件：地理位置、交通、动力来源及用户等。 国家需求：国家对煤炭数量、煤种、煤质等要求。 投资效果：投资少，工期短，效益好，投资回收期 短的宜建大型矿区；反之建小型矿区。综上所述，矿区建设规模应据资源情况、开发条件，并结合国家需要，合理确定。,4矿区总体设计与建设顺序(1)矿区总体设计矿
5、区总体设计必须按照一定的设计程序进行，即要根据已批准的矿区详查地质报告、矿区总体设计计划任务书、矿区开发可行性研究等来编制。(普查、详查、精查),4 矿区总体设计与建设顺序(1)矿区总体设计 矿区开发可行性研究： 包括8个部分及1个总述。l矿区概况及建设条件资源、开采技术条件；l矿区开发与建设矿区规模、井田划分、能力、年限；l用户与产品方案加工方式；l矿区地面设施与总布置行政、福利、文教、居民区规划；l矿区外部协作配套工程铁公路、交通、通讯、电厂等；l综合利用与环境保护；l技术经济分析与主要经济指标；l矿区建设可行性综合评价。总述：概述、矿区建设综合评价、问题与建议。,4 矿区总体设计与建设顺
6、序 (1)矿区总体设计 矿区总体设计的内容 规模、方式、井田划分、建矿顺序、工程及工程顺 序、产品加工工艺、运输、供电、通讯、供水与排 水、服务设施、综合开采与利用 (2)矿区建设顺序 l以已批准的矿区总体设计为依据。 l先浅后深；先小后大；先平硐（斜井）后立井；先 易后难；先急需后一般；先改（扩）建后新建；建 井数目多时应分批建设。,4 矿区总体设计与建设顺序 (1)矿区总体设计 矿区总体设计的内容 规模、方式、井田划分、建矿顺序、工程及工程顺 序、产品加工工艺、运输、供电、通讯、供水与排 水、服务设施、综合开采与利用 (2)矿区建设顺序 l以已批准的矿区总体设计为依据。 l先浅后深；先小后
7、大；先平硐（斜井）后立井；先 易后难；先急需后一般；先改（扩）建后新建；建 井数目多时应分批建设。,2 煤田划分为井田 对一个面积广大、储量丰富的煤田，需要将其划分为若干较小的部分，每一部分由一个矿井开采。那么如何划分呢？这是矿区总体设计的一项重要任务。 徐州局：2064km2，开采史116年。 抚顺局：露天566km2，地采460km2 。 1 井田划分的原则 （1）要充分利用自然条件 利用大的河流、湖泊、国铁、桥梁等； 地质构造：大的断层、褶曲向、背斜轴线； 煤层倾角急剧变化地带； 不同煤质和煤种分布规律，分提分运； 地形、地物、便于外接国铁； 层间距。,2 煤田划分为井田 1 井田划分的
8、原则 充分利用自然条件划分井田边界示意图 1-河流，2-露头，3-城镇，4-铁路，5-大断层,2 煤田划分为井田 1 井田划分的原则 (2) 与矿区开发强度相适应的矿井数目和井田范围 矿井储量和开采范围要合理。 要保证井田要有合理的走向长度。 小型矿井：井田走向 1.5 km 中型矿井：井田走向 4 km 大型矿井：井田走向 715 km,2 煤田划分为井田 1 井田划分的原则 (3) 照顾全局 处理好与相邻井田的关系：包括生产井与 新建井、浅部井与深部井、地采矿与露天 矿以及新建井之间等。 对露天矿经济剥采比：褐煤7m3/t，烟煤10m3/t。 剥采比：即每采掘每吨有益矿石需剥离的废石吨数！
9、 此原则可避免浅、深部同时建井，形成复杂的压茬关系等。,2 煤田划分为井田 1 井田划分的原则 (4) 为矿井发展留有余地 为矿井将来挖潜改造留有余地。 留后备区。如：范各庄矿的毕各庄区。 潞安五阳矿的扩大区。 可在初期建小井，加快新区建设，节约投资，中后期改建大型井？提出“质疑”！,2 煤田划分为井田 1 井田划分的原则 (5) 直(折)线原则 不受地质条件限制的条件下，人为用直线或 折线划分井田边界。 (6)安全经济效果好 划分井田时，要力求矿井井巷工程量小，投资 省、建井期短，生产作业环境好、安全可靠、 企业利润大。,2 煤田划分为井田 2 划分井田的方法 按照上述井田划分的原则，井田划
10、分的方法许多种，具体见P438页。这里重点介绍一下“人为划分井田境界”方法。 人为划分井田境界 垂直划分：相邻矿井以某垂直面为界，境界线留边界煤柱。 水平划分：以某标高的煤层底板等高线为界，留边界煤柱。 煤组划分：将煤层间距较小的相邻煤层划分为一个矿开采。 一般： 8时 划分； 中倾斜煤层： 及水平划分； 急倾斜煤层： 及水平划分。,2 煤田划分为井田 人为划分井田境界示意图 1-垂直划分，2-水平划分，3-倾斜划分,2 煤田划分为井田 人为划分井田境界近水平煤层垂直划分,3 矿井储量、年产量和服务年限 1 矿井储量 (2) 矿井储量分类 矿井地质储量 能利用储量 (表内) (+B+C+D)
11、尚难利用储量(表外) 能利用储量 工业储量 一般: Zg=(+B+C) 远景储量( D) 工业储量 可采储量 设计损失量(开采损失),3 矿井储量、年产量和服务年限 1 矿井储量 (2) 矿井储量分类 工业储量(Zg)：能作为矿井设计和投资的储量。 一般：Zg = A+B+C 缺煤地区：Zg = A+B+C+0.5D 可采储量(Zk)：矿井设计的可以采出的储量。 设计损失(开采损失)：设计丢在地下的储量。 有的可预知，有的不可预知。 因此，可采储量Zk = (Zg-P)C 上述中：P永久煤柱损失；C采区采出率，%。 如P为工业场地、井筒、河流建筑物等的永久煤柱损失量等。,3 矿井储量、年产量和
12、服务年限 1 矿井储量 上页公式中采出率C值的要求范围如下： 煤层 C 地方小煤矿 不小于0.7 薄煤层 不小于 0. 85 中厚煤层 不小于0. 8 厚煤层 不小于0. 75 煤炭设计规范中对采煤工作面的采出率规定： 煤层 C 薄煤层 不小于0.97 中厚煤层 不小于0. 95 厚煤层 不小于0. 93,3 矿井储量、年产量和服务年限 2 矿井生产能力(A) (1) 矿井生产能力：矿井设计的年生产能力，万t / a； (2) 矿井井型：按矿井设计年生产能力划分的矿井类型。 一般分为 (不能存在介于两者之间的井型) : 特大型矿井：300、400、500、600万t/a及以上； 大型矿井：12
13、0、150、180、240万t/a； 中型矿井：45、60、90万t/a； 小型矿井：30万t/a以下。,3 矿井储量、年产量和服务年限 3 影响矿井生产能力的因素 (1)矿井地质条件； (2)开采技术水平； (3)国家需煤情况。 4 确定矿井生产能力的方法 (1)地质条件及开采技术(P440) 矿井开采条件所能保证的原煤生产能力，主要指同时正 常生产的采区生产能力之总和。 定A的步骤： 定采面的单产AF 综采：150 500万ta 普采：100 150万ta 炮采：20 30万ta,3 矿井储量、年产量和服务年限 4 确定矿井生产能力的方法 (1)地质条件及开采技术(P440) 定A的步骤：
14、 定同采工作面数：符合开采程序，确保安全 一矿一面、二面、多面、N1-采面数 定采区生产能力 AC N1AF 定矿井同采采区数N2： 一个水平保证年产量。 矿井：AN2 ACN1 N2 AF 一矿一面时：N1 N21,3 矿井储量、年产量和服务年限 (2) 各生产环节能力： 配套 运、提、通风能力要达到(1.3 1.5)A，不限A。 旧井技改 环节改造。 (3)储量是基础，我国矿井和水平设计服务年限要求见下： (4)安全 水、火、瓦斯、顶板等，要有安全保证。 (5)经济条件吨煤成本最低。,3 矿井储量、年产量和服务年限 5 矿井服务年限 由上述可知： Zk一定，矿井设计生产能力A和服务年限T在
15、数学上成反比； 要求A与T相适应：A大T大，A小T小。 大型矿井投资大，T；配套的企业规模大，T ；均衡生产期长，T 。 我国要求大型矿井的服务年限要大于60年。 上式中K为何意思呢？后面介绍！,3 矿井储量、年产量和服务年限 5 矿井服务年限 矿井总的生产时间T为： T=t1+t2+t3 t1矿井开始生产到达产的产量递增期，a； 大型井3a； 中型井2a； 小型井1a t2矿井服务年限（矿井均衡生产的时间）； t3矿井产量递减时间，a。 K 储量备用系数 地方小煤矿 K1.3 矿井设计 K1.4 矿区总体设计 K1.5,3 矿井储量、年产量和服务年限 5 矿井服务年限 储量备用系数考虑因素 矿井增产 意外储量损失 I煤层露头降低； ii断层影响：只查出落差25m的断层； iii火成岩侵入； iv火灾损失； v小窑开采损失。 人为损失 采出率达不到要求。,3 矿井储量、年产量和服务年限 5 矿井服务年限 A与Z要相适应对限量煤田，Z一定，只能选A与T相适应。对富量煤田，先定A，再定TZ井田尺寸。,3 矿井储量、年产量和服务年限 5 矿井服务年限 国外矿井的服务年限T 设备更新周期缩短，矿井T缩短，A、T的技术发展趋势: A型大型化：T缩短； 生产高度集中：一矿一面，二面、多面。,4 井田开拓的基本概念(mine field development)
