井田开拓的几个问题

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1、煤矿开采方法 精品课程课件 第一篇 井田开拓 第四章 井田开拓的基本问题,第一节 井筒的数目及位置,一、 井筒数目 根据矿井提升任务大小和通风需要等因素确定的。 1、双提升井筒，准备两个提升井，一个为主井，担负提煤；一个为副井，担负人员、设备、材料、矸石等的辅助提升。 2、多提升井筒开拓。在一个井田中，装备两个以上的提升井筒开拓整个井田。 3、单提升井筒开拓。装备一个井筒提升，另设一个通达地面的安全出口。,第一节 井筒的数目及位置,二、 井筒位置（一） 对井下开采合理的井筒位置 . 井筒沿井田走向的位置 在井田中央；当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的中央。避免井筒偏于一侧，造成单翼开采不

2、利局面。 . 井筒沿煤层倾向的位置 （1）斜井开拓时，斜井井筒沿煤层倾向的有利位置主要是选择合适的层位和倾角。 （2）立井开拓时，井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案见下图,立井井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案,1井筒；2石门；3富含水岩层；4需保护的场地范围,第一节 井筒的数目及位置,第一节 井筒的数目及位置 井筒位置比较,第一节 井筒的数目及位置,（3）单水平开采缓倾斜煤层的井田，井筒应坐落在井田中部；或者使上山部分斜长略大于下山部分； （4）对水平开采缓倾斜或倾斜煤层群的矿井，考虑井筒设在沿倾斜中部靠上方的适当位置，并应使保护井筒煤柱不占初期投产采区； （5）急倾斜矿井，井筒宜靠近煤层浅部，

3、甚至布置在煤系底板，如下图 （6）开采近水平煤层的矿井，尽可能使井筒靠近储量中央； （7）煤系基底有丰富含水层的矿井，既要考虑井筒到最终深度仍不穿过丰富含水层，又要考虑初期工程量和基建投资，还应考虑煤柱损失。,急倾斜煤层开拓的井筒位置 1井筒位于煤层底板；2井筒位于煤层顶板； 3阶段石门；4工业场地煤柱边界线,第一节 井筒的数目及位置,（二）对掘进与维护有利的井筒位置 1、井筒应尽可能不通过或少通过流砂层、较厚的冲积层及较大的含水层。 2、井筒位置应使井底车场有较好的围岩条件，便于大容积硐室的掘进与维护。 （三） 便于布置地面工业场地的井筒位置 1、井筒位置必须为合理布置地面工业场地创造有利条

4、件； 2、符合下列条件：,第一节 井筒的数目及位置,第一节 井筒的数目及位置,（1）要有足够的便于布置矿井地面生产系统及其工业建筑物和构筑物的场地； （2）有较好的工程地质条件； （3）便于矿井供电、给水和运输，并使附近有便于建设居住区、排矸设施的地点； （4）井筒位置应高于当地最高洪水位； （5）充分利用地形，使地面生产系统、工业场地总平面布置及地面运输合理，并尽可能使平整场地的工程量较少。,第二节 开采水平的划分,确定水平垂高确定阶段垂高能否进行上、下山开采一、 阶段垂高的确定应考虑以下因素 1、开采水平服务年限：必须有足够的可采储量以保证水平有合理的服务年限。 2、采掘运机械化程度：采煤

5、工作面长度随着机械化程度的提高而增长，一般变动于80150m以上。 盘区开采：下山不超过1500m； 上山不超过2000m。 3、煤层赋存条件和地质构造 （1）煤层倾角：急倾斜煤层阶段垂高，一般为100150m；缓倾斜、倾斜煤层阶段垂高，一般为150300m； （2）煤层厚度：厚度有时发生变化时，也可利用变化初作为划分阶段的依据。,第二节 开采水平的划分,4、吨煤建设投资和生产费用 合理的阶段垂高应使吨煤投资和生产总费用最低。,矿井阶段（水平）垂高,第二节 开采水平的划分,二、 下山开采的应用 1、上、下山开采的比较,第二节 开采水平的划分,上下山开采的比较,1主井；2副井；3回风井；4运输大

6、巷；5总回风巷；6采区上山； 7下山采区中部车场；8下山采区上部车场；9采区下山；10大巷配风巷（作为下山采区总回风巷）；11下山采区水仓,第二节 开采水平的划分,第二节 开采水平的划分,2、下山开采一般的适用条件 （1）倾角小于16的缓斜煤层，瓦斯及涌水量不大； （2）煤层倾角不大，采用多水平开拓的矿井，开拓延深后提升能力降低的； （3）由于开采强度加大、水平服务年限缩短，造成水平接替紧张，可布置一个或几个下山采区； （4）当井田深部受自然条件限制，储量不多、深部境界不一，设置开采水平有困难或不经济时，可在最终开采水平以下设一部分下山采区。,第二节 开采水平的划分,三、 开采水平的设置 开采

7、水平的数目和位置，主要根据： （） 井田倾斜长度 （） 阶段高度 （） 能否进行上、下山开采 （） 煤层倾角、层间距离、地质构造、井底车场处的围岩性质 （） 排水 （） 提升设备型号 对于倾角小于16，井田倾斜长度小于2000米，可设一个水平，采用上、下山开采。 对于倾角大于16，井田倾斜长度较长，可设两个以上水平，但尽可能减少开采水平。 水平服务年限 TSS/KA,按煤组划分水平示意图,1第一水平；2第二水平,第二节 开采水平的划分,第二节 开采水平的划分,四、 辅助水平的应用 . 阶段斜长较长 . 井田形状不规则，煤层倾角变化大 . 近水平煤层分组开采,阶 段 斜 长 较 长,近水平煤层分

8、组开采,第二节 开采水平的划分,作业： 1.选择井筒位置时应考虑哪些因素？如何确定？ 2.怎样确定井筒沿倾斜方向的位置？,第三节 水平大巷布置,一、运输大巷 为水平或一个阶段运输服务的水平巷道。 （一）运输大巷的运输方式 1.轨道运输大巷 轨距一般有600mm、900mm两种 电机车类型、矿车型号分类见下表,第三节 水平大巷布置 矿井电机车、矿车类型,第三节 水平大巷布置,（3）轨道运输对大巷的一般要求大巷风速不大于8ms运输大巷的方向应与煤层走向大体一致，大巷尽量取直。运输大巷坡度一般为34或5；采用无极绳运输大巷一般不超过10 （4）大巷采用矿车运煤的优点同时统一解决煤炭、矸石、物料和人员

9、的运输问题；运输能力大，机动性强；能满足不同煤种煤炭的分运要求；能适应长距离运输；吨公里运输费用低。,第三节 水平大巷布置,2、带式输送机运输大巷 带式输送机运煤优点： 实现大巷连续化运输，运输能力大； 操作简单，比较容易实现自动化； 装卸设备少，卸载均匀。,第三节 水平大巷布置 不同矿井生产能力的大巷运输设备,第三节 水平大巷布置,（二）运输大巷的布置方式 .分层运输大巷 ：在井田内为一个煤层服务的运输大巷 （1）煤层距离远 （2）煤层煤质不同，需分装分运 （3）煤层数目少，走向短 优：初期投入少，见效快 缺：后期工程量大，维护费高。 2.集中运输大巷 3.分组集中运输大巷,分层运输大巷布置

10、,第三节 水平大巷布置,集中运输大巷布置 在井田内为所有煤层服务的运输大巷。 优点：各煤层联合开采，大巷工程量及占用的轨道、管线也少；可同时进行若干煤层的准备和回采，开采强度比较大，井下生产采区比较集中，便于管理；巷道维护条件好，有利于大巷运输，且煤柱损失少。 缺点：建井初期工程量大，建井期长，每个采区都要掘进石门，采区石门工程量大，经济上不合理。,第三节 水平大巷布置,分组集中运输大巷布置 井田内煤层分为若干煤组时，为一个煤组服务的运输大巷。 各分组集中大巷之间用主要石门联系。 煤组内各煤层之间用采区石门联系。,第三节 水平大巷布置,第三节 水平大巷布置,（三）运输大巷的位置运输大巷作用：为

11、开采上水平各煤层服务；为开采 下水平煤层回风。 要求：服务时间长；处于不受或少受采动影响的位置。位置：岩石大巷，煤组的底板岩石中；煤层大巷，煤组最下部煤质坚硬，围岩稳定的薄及中厚煤层中。,第三节 水平大巷布置,1、煤层大巷 煤层大巷位置 分煤层大巷 沿煤层布置； 集中大巷 布置在煤组最下部稳定的薄及中厚煤层中 分组集中大巷 布置在煤组最下部稳定的薄及中厚煤层中 煤层大巷施工： i、按腰线沿煤层掘进适合机车运输；ii、按中线沿煤层掘进适合胶带运输；iii、按中线及腰线掘进大巷适合机车和胶带（可能穿层）,第三节 水平大巷布置,煤层大巷的适用条件 （） 煤层赋存不稳定，变化大的小型矿井； （） 离其

12、他煤层较远的深及中厚煤层，储量小、服务年限不长； （） 煤系基底有距离较近富含水层，不易将大巷布置在煤层底板； （） 井田走向短、运输大巷服务年限短，煤层厚度不大； （） 煤系基底有媒质坚硬、稳固的围岩，煤层无自然发火危险。,第三节 水平大巷布置,煤层大巷应用及发展趋势构造复杂的小型矿井，或勘探井，可超前探煤。 层间距大的单一薄及中厚煤层，储量小，T短。 煤系底板附近有富水层，而煤层顶板条件好，可设煤层大巷。 煤系最下煤层为薄及中厚煤层，煤质硬，顶板好，无自燃。 机械化程度很高（综采面少，推进快）大巷壁后用不燃性材料（碎石等）充填的矿井。,第三节 水平大巷布置,2、岩层大巷（岩石大巷）位置 至

13、煤层法线距：15 30m； 岩性稳定的岩层中； 不受上煤层采动影响，布置在压力传播影响角之外； 利于布置采区煤仓和车场； 岩层大巷施工： 按中线及腰线取直或分段取直； 煤层内设副大巷探巷，超前勘探，及时为岩石大巷定向。 煤层稳定时不设副大巷，隔一定距离用探巷或钻孔探煤层位置；,第三节 水平大巷布置,岩石大巷的优缺点 与煤巷相比的优、缺点如下 优点：巷道维护费用低，并可少留或不留煤柱，能较好地适应地质构造的变化，便于保持巷道的方向和坡度，利于列车行驶和保证运输能力，有利于预防火灾和安全生产，有利于设置采区煤仓和采区车场。 缺点；如果在煤层底板岩石中的位置选择不当仍然会使岩石大巷维护困难。 二、总

14、回风巷 是全矿井或矿井一翼服务的回风巷道,第三节 水平大巷布置 3、煤层大巷与岩层大巷的比较,4、急斜煤层大巷位置 底板滑动线之外10 20m。 5、大巷的保护 掘前预采 先开卸压工作面，在采空区维护大巷； 跨大巷回采 采区最下一个区段布置回采工作面，跨大巷回采,第三节 水平大巷布置,第三节 水平大巷布置,二、总回风巷 总回风巷：为全矿井或矿井一翼服务的回风巷道。 总回风巷的布置特点： 1、对开采急斜、倾斜和大多数缓斜煤层的矿井，总回风巷可设在煤层稳固的底板岩石中。 2、当井田上部冲积层很厚、含水丰富时，需要沿煤层侵蚀带设防水煤柱，总回风巷布置在防水煤柱内。 3、当井田边界因煤层侵蚀深度不一致

15、而造成标高相差较大时，总回风巷可根据不同标高分段布置。,第三节 水平大巷布置,4、对于近水平煤层矿井，总回风巷一般与大巷平行，大多布置在上部煤层或上部岩层中。 5、对煤层埋藏较浅，采用采区风井通风的矿井可不设总回风巷。 6、在多水平开采的矿井中，当上一水平转入下水平开采时，常利用上水平的运输大巷作为下水平的总回风巷。,第四节 开采顺序,井田的开采顺序包括： 沿煤层走向与倾斜的开采顺序；煤层群划分为煤层组时，煤组间及煤层间的开采顺序等。 一、 沿煤层走向的开采顺序 1、采区前进式开采顺序先靠近井筒的采区，自井筒向井田边界方向逐次开采其余各采区，如下图a。 2、采区后退式开采顺序自井田边界向井筒方

16、向逐次开采各采区，如下图b。,采区开采顺序示意图,第四节 开采顺序,第四节 开采顺序,3、采区内采煤工作面推进方向 （1）前进式工作面自采区上山向采区边界推进。 （2）后退式工作面自采区边界向采区上山方向推进。,第四节 开采顺序 采煤工作面推进方向,1采区输送机上山；2采区轨道上山；3区段运输平巷； 4区段回风平巷；5采煤工作面；6采区边界线,第四节 开采顺序,二、 沿煤层倾斜的开采顺序 井田内沿煤层倾斜的开采顺序一般采用下行顺序开采各阶段，即开采工作先从煤层浅部开始，然后沿煤层倾斜自上而下依次开采阶段。 采区内各区段间的开采顺序有两种，开采上山时有： （1）下行式：先将采区上山掘至采区上部边界，然后由采区边界向大巷方向自上而下依次开采各区段。 （2）上行式：事先不把采区上山全长掘出来，而只掘其一段，从运输大巷向采区上部边界自下而上依次开采各区段。,