矿井开拓延深与技术改造课件_1

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1、煤矿开采学 Coal Mining Science,资源与环境工程学院,山东科技大学资源与环境工程学院,第六章 矿井开拓延深与技术改造,6.1 矿井采掘关系 6.2 矿井开拓延深 6.3 矿井技术改造,山东科技大学资源与环境工程学院,矿井采掘关系 矿井采煤与掘进（开拓、准备和回采巷道掘进）的配合关系。 煤炭工业技术政策 “采掘并举，掘进先行”。 6.1.1 开采计划 开采计划 根据矿井地质、技术条件，统筹安排采区及工作面的开采与接替。 开采计划内容： 采煤工作面年度接替计划（生产计划）； 采煤工作面较长期（5 10年）接替计划； 采区接替计划。,6.1 矿井采掘关系,山东科技大学资源与环境工程

2、学院,（1）采煤工作面接替计划 编制采煤工作面接替计划的方法、步骤、原则及注意的问题详见P357P358； 采煤工作面接替表。 （2）采区接替计划 同时生产和准备的采区； 近期接替生产的采区； 同时生产的采区能力之和保证矿井年产量。,6.1 矿井采掘关系,山东科技大学资源与环境工程学院,6.1.2 巷道掘进工程计划 编制巷道掘进工程接替计划的方法、步骤、原则和注意事项详见P359 。 接续时间留有余地 采面接替：10 15天； 采区接替：1.0 1.5月； 水平接替：1.0 1.5年。,6.1 矿井采掘关系,山东科技大学资源与环境工程学院,6.1.3 采掘比例关系指标及计算方法 1）采掘工作面

3、个数比 采掘工作面个数比=年平均采煤工作面个数/年平均掘进工作面个数 我国通常在11.5 12.5，一般12 2）掘进率是矿井在一定时期内年产1万t煤所需掘进的生产巷道总进尺数和开拓总进尺数。 生产掘进总进尺 生产掘进率（m/万t）= 生产掘进总进尺 / 矿井产量 开拓掘进率（m/万t）= 开拓巷道总进尺 / （矿井产量+工程出煤） 生产矿井全部掘进率（m/万t）=生产矿井全部井巷掘进总进尺/（矿井产量+工程出煤）,6.1 矿井采掘关系,山东科技大学资源与环境工程学院,3）其它指标 开拓准备进尺/总进尺 煤层配采关系 薄层产量/厚层产量； 采面人数/掘进人数。,6.1 矿井采掘关系,山东科技大

4、学资源与环境工程学院,6.1.4 三量及三量可采期 1）三量：开拓煤量、准备煤量和回采煤量 （1）开拓煤量Zd：井田范围内已掘开拓巷道所圈定的尚未采出的可采储量。 Zd=(ZogZgPdd)C 式中，Zd开拓煤量Zog 已开拓范围内的地质储量；Zg 已开拓范围内的地质损失；Pdd 临时及永久煤柱。,6.1 矿井采掘关系,山东科技大学资源与环境工程学院,如：煤层大巷 大巷超过上山位置100m才可将该采区划入已开拓煤量。 集中大巷和石门联系时 大巷超过上山位置50m，采区石门掘至上部煤层，该石门采区可列入开拓煤量。 （2）准备煤量ZP：开拓煤量范围内已掘出的准备巷道所圈定的煤量。 ZP=（ZPgZ

5、gZd）C 式中，ZP准备煤量；ZPg 各采区所圈定的工业储量；Zg 采区内的地质损失。Zd 呆滞煤量。,6.1 矿井采掘关系,山东科技大学资源与环境工程学院,（3）回采煤量Zh：准备煤量范围内回采巷道和开切眼所圈定的可采煤量. 当工作面受开采程序限制，暂不能回采的，不能计入。 2）三量可采期计算及规定 开拓煤量可采期（年）=期末开拓煤量/当年计划产量或设计能力,6.1 矿井采掘关系,山东科技大学资源与环境工程学院,6.1 矿井采掘关系,准备煤量可采期（月）=期末准备煤量/当月计划产量或平均月设计能力回采煤量可采期（月）=期末回采煤量/当年平均月计划产量,山东科技大学资源与环境工程学院,一般情

6、况下，三量达到要求，即能达到采掘平衡，且有余地。 三量为概括性指标，不能说明储量分布情况及开采条件，只间接地反映了采掘关系。 某些条件下，不能说明矿井能否正常接替。如可采厚度大的联合布置采区，开拓准备一个采区，三量可达要求，但是不能保证矿井正常接替。原因： 受开采程序限制，不能安排过多的工作面同采，一个采区不能保证矿井正常接替。违反技术政策，采厚留薄等，可采储量分布不合理，难以接续。,6.1 矿井采掘关系,山东科技大学资源与环境工程学院,6.2 矿井开拓延深,矿井开拓延深多水平开拓的生产矿井为接替生产而进行的下一开采水平的井巷布置及开掘工程。 6.2.1 生产矿井新水平开拓延深的特点 井巷工程

7、量大，大体接近新建矿井； 可以充分利用原有井巷和设备； 施工技术和管理复杂，边生产，边延深，施工与生产在运、提、通风等方面相互干扰； 工期长，一般要5 8年（延深3 5年，过渡2 3年）； 能更好地适应开采煤层特点，改进矿井开拓、准备巷道布置，有可能扩大生产能力。,山东科技大学资源与环境工程学院,6.2 矿井开拓延深,6.2.2 开拓延深方案确定原则 充分利用现有井巷、设备和设施； 生产系统简单、缩短新旧生产水平同采的时间； 保持或扩大原有生产能力； 采用新技术，新工艺和新设备； 6.2.3 开拓延深方案 1）延深原有主副井（直接延深）,山东科技大学资源与环境工程学院,6.2 矿井开拓延深,直

8、接延深主、副井方式,山东科技大学资源与环境工程学院,特点： 可充分利用原有设备和设施，掘进及投资少； 提升统一，运转环节少，工程量较少； 生产与延深相互干扰； 主井接井时，（破保护岩柱或保护盘、安罐道梁等）技术要求严格，矿井要短期停产。 延深两个井筒，组织施工复杂； 掘进一些辅助巷道，临时工程以后难用； 提升高度增加，提升能力降低或需更换设备。,6.2 矿井开拓延深,山东科技大学资源与环境工程学院,直接延深适用条件： 井筒延深不受地质、水文条件的限制； 断面和提升设备能满足新水平提升要求； 更换提升设备直接延深合理时。 20世纪70年代前在开滦、淮南、徐州应用多，淮南谢二、谢三，徐州大黄山、权

9、台井筒直接延深至二水平 南票三家子、水城大河边井筒直接延深至三水平 抚顺老虎台井筒直接延深至五水平,6.2 矿井开拓延深,山东科技大学资源与环境工程学院,2）暗井延深 原主、副井不再延深，用暗立井或斜井延深。,6.2 矿井开拓延深,暗斜井延深方式,山东科技大学资源与环境工程学院,特点： 生产与延深互不干挠； 延深施工容易； 暗井位置、方向、倾角、提升方式不受原有井筒限制，而按下水平开采有利布置； 增加了上部车场工程量及运输提升环节和设备。,6.2 矿井开拓延深,山东科技大学资源与环境工程学院,暗井延深适用条件： 受地质及水文地质条件限制，原井筒不宜直接延深； 原有提升设备不能满足新水平需要，又

10、无法更换； 原有井筒延深在经济上不合理； 平硐开拓矿井，生产水平以下的阶段无法用平硐开拓时，用暗立（斜）井开拓新水平； 暗井延深多采用暗斜井延深，受富含水层影响 。,6.2 矿井开拓延深,山东科技大学资源与环境工程学院,6.2 矿井开拓延深,暗立井延深方式,山东科技大学资源与环境工程学院,3）直接延深结合暗井延深 直接延深原有的主井井筒或副井井筒，不直接延深的副井井筒或主井井筒采用暗井延深， 特点和适用条件介于直接延深和暗井延深之间。,6.2 矿井开拓延深,山东科技大学资源与环境工程学院,4）新开一个井筒，延深一个井筒 采深加大后，原主副井提升、通风满足不了要求。,6.2 矿井开拓延深,新开主

11、井、直接延深副井方式,山东科技大学资源与环境工程学院,新开主井，直接延深副井方式,6.2 矿井开拓延深,山东科技大学资源与环境工程学院,特点： 对生产干挠小，可大副度提高矿井生产能力； 需增加改造地面生产系统的工程量； 改造原地面生产系统，基建工程与投资大。 适用条件： 主井或副井提升能力不能满足新水平需要，需要提高矿井生产能力，结合矿井改扩建的大型矿井。,6.2 矿井开拓延深,山东科技大学资源与环境工程学院,5）深部新开立井或斜井 开采浅部的中小型矿井不单独向深部延深，深部众矿井合并后集中延深 特点：深部众矿井合并后集中延深 深部新开立井或斜井适用：浅部井型小、分散，装备落后，深部储量丰富，

12、并要改护建的矿井。 淮南毕家岗一水平（-90m）共建7对小斜井，二水平延深新开一对斜井 阜新平安矿浅部片盘斜井群，深部新开立井,6.2 矿井开拓延深,山东科技大学资源与环境工程学院,6.2.4 新旧生产水平过渡时期的技术措施 生产水平过渡时期：上开采水平开始减产至结束 下一开采水平投产至全部接替 生产水平过渡时期： 3 4年 在过渡时期内上、下两个水平同时生产，增加了提升、通风、排水的复杂性。,6.2 矿井开拓延深,山东科技大学资源与环境工程学院,1）提升 直接延深原有井筒（箕斗）的矿井，须采取的措施： （1）利用通过式箕斗装载设备 特点： 启闭上水平箕斗装载煤仓闸门的下部框架改为可伸缩的悬臂

13、 伸出提上水平煤 缩回提下水平煤 两个水平分班出煤，同时加大两个水平煤仓容量。 优点：提升系统单一，不增加提升工作量； 缺点： 更换水平提煤时，调整钢丝绳长度； 扩大容量煤仓；提升机为大型设备，检修困难。 使用：水平过渡期短,6.2 矿井开拓延深,山东科技大学资源与环境工程学院,（2）上水平利用下山采区过渡 特点： 上水平开始减产时，靠井筒附近开采12个下山采区，集中于上水平出煤，称“剃头下山”。 主要生产转入下水平后，原下山采区改为上山采区开采，集中下水平出煤。 优点： 缓和水平接替，利于矿井延深。 缺点： 采区提运系统更换方向，重新布置车场。 使用： 煤层16，水平接替紧张，采用此法。,6

14、.2 矿井开拓延深,山东科技大学资源与环境工程学院,（3）主井在新水平集中出煤，经溜井放煤到新水平 优点：提升系统简单，提升机运转条件好。 缺点：增开溜井，增加提升费用。 使用：水平过渡期短，可用此法 （4）利用副井提一部分煤炭 优点：不增加设备。 缺点：改造地面系统。,6.2 矿井开拓延深,山东科技大学资源与环境工程学院,2）通风 要求：上下两个开采水平独立通风。 维护原（上）水平采区上山（岩石上山为好）为新水平回风。 利用上水平运输大巷的配风巷为新水平回风。 分组集中大巷布置时，新水平通风利用上水平分组集中大巷的一条回风。,6.2 矿井开拓延深,山东科技大学资源与环境工程学院,6.2 矿井

15、开拓延深,利用分组集中巷回风,山东科技大学资源与环境工程学院,3）排水 一段排水。上水平的水流入下水平水仓，集中排到地面。 两段独立排水。两个水平各有排水系统。 两段接力排水。下水平的水排至上水平，然后统一排到地面。 两段联合排水。上、下水平共用一套管路，设三通阀控制，上、下水平各有水泵，上、下水平均可排水。 据井下涌水大小、水平过渡期长短、设备情况等因素，选定排水方式。 上述的一段排水、两段接力排水方式应用较多。,6.2 矿井开拓延深,山东科技大学资源与环境工程学院,矿井技术改造 利用矿井原有的基础和设施，用现代新技术、新工艺、新装备、新材料对原有的生产系统、设备、工艺等进行更新和改造。 矿

16、井技术改造的目的 扩大矿井生产能力 ，提升技术、装备水平和安全技术水平，提高生产效率和资源回收率，改善工作条件。 6.3.1 矿井改扩建 矿井改扩建是对储量丰富、开采条件好、已经达到和超过设计生产能力的矿井进行的技术改造。1）矿井改扩建的基本条件 足够的煤炭储量 开采条件（煤层赋存、地质构造）合适 有增产潜力（原生产系统、设施）,6.3 矿井技术改造,山东科技大学资源与环境工程学院,2）矿井改扩建方式 矿井合理集中生产； 矿井开拓系统技术改造； 矿井生产系统技术改造。 6.3.2 矿井合理集中生产 生产集中化 指生产手段和劳动力在时间和空间上的集中，在单位时间及较小空间上，用最少的劳动消耗，取得最大的产量和最佳经济效果。 生产集中化的途径：矿井合并、扩大井田范围、提高开采强度。,6.3 矿井技术改造,山东科技大学资源与环境工程学院,矿井合并 相邻井田在向深部发展中合并 片盘斜井群合并，我国曾将94处合并为31处 富力矿上部7对片盘斜井，深部集中开拓，A由108万t/a189万t/a200万t/a 新旧矿井合并 淮北局，原26对矿井，现为9个矿井,