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1、第三节 井田开拓方式,开拓方式的概念及分类,井田内阶段的划分、开采水平的设置、井筒的形式、数目及其配置通称为开拓方式。由于各井田的范围、煤层的赋存状态以及井田内地质、地形等条件不同，造成进入矿体的方式、井田及阶段的划分方式等各不相同。进入矿体的方式（即井硐形式，如，立井、斜井、平硐等）井田再划分方式（如，单水平、多水平、盘区等）、阶段内的布置（如，分区、分段、分带等）决定了井田开拓巷道的总体布置。,一、井田开拓方式分类：（一）按井筒形式分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓；（二）按开采水平数目分为单水平开拓（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）。,（三）
2、按开采准备方式 （1）分为上山式开采：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 （3）上山及上下山混合式开采。上述方式的结合应用。,图4-1 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混合式 1主井；2副井；3井底车场；4主要石门；5开采水平运输大巷,（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，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，分组设集中大巷。,（五）我国常用的开拓方式如下图所示：,斜井开拓,斜井开拓
3、是我国矿井广泛采用的一种开拓方式，其井筒形式是倾斜巷道。 一、具体分类斜井开拓按照井田再划分方式及阶段内的不同布置，斜井开拓可分为集中斜井（也称阶段斜井）和片盘斜井。集中斜井还可分为单水平、多水平和上山式、上下山式等多种开拓方式。 当井田划分为阶段开采时，称为集中斜井或阶段斜井。 片盘斜井开拓是最简单的开拓方式。,什么叫片盘？井田沿煤层倾向按标高划分为数个分段，每段相当于采区的一个区段，习惯上称为片盘，适于布置一个采煤工作面。 片盘斜井的基本特点：井田沿倾斜划分片盘，每片盘整段回采，沿走向不分采区，从井田边界向井筒方向连续回采。片盘内煤层的开采能力不大，每一片盘的服务年限不长，上下盘生产接续频
4、繁。,二、斜井开拓的适用条件： 片盘斜井开拓：（斜井多水平连续式开拓）一般只适用于煤层埋藏稳定，地质构造简单，井田走向和倾斜长度不大，煤层埋藏不深，年产量不大的矿井。 斜井单水平分区式开拓：缓倾斜煤层，在煤层倾角小于16度，沼气含量低，涌水量小的矿井。,三、斜井与立井相比的特点： 优点：（1）掘进技术和施工设备简单，掘进速度快；（2）地面建筑、井筒装备、井底车场及硐室简单；（3）初期投资少，建井工期短； （4）多水平开采时，掘进石门的工程量和沿石门的运输量较少；（5）延深斜井井筒时施工方便，对生产干扰少。,缺点：（1）在自然条件相同时，斜井井筒长，围岩不稳定时，斜井井筒维护费用高；（2）采用绞
5、车提升时，提升速度低，能力小，动力消耗大；（3）当井田斜长较大时，提升系统复杂；（4）斜井的通风风路长，通风阻力大。,立井开拓立井开拓是我国广泛应用的方式。其井筒形式为垂直巷道。采用立井开拓时，一般以一对立井（主井及副井）进行开拓，装备两个井筒。立井开拓除井筒形式与斜井不同外，其它阶段内的开拓、准备及生产系统基本与斜井开拓相同。,一、立井开拓分类（1）立井单水平分区式开拓（2）立井多水平分区式开拓 二、与斜井开拓相比的特点： 优点： （1）立井的井筒短、提升速度快、提升能力大，对辅助提升特别有利； （2）对井型大的矿井，可采用大断面立井井筒，装备两套提升设备； （3）井筒的断面很大，可满足大风
6、量的要求； （4）由于井筒短，通风阻力较小，对深井更为有利。其优缺点与斜井开拓的优点相反。,运输系统工作面采下的煤，经区段运输平巷、采区运输上山至采区下部车场煤仓。煤在采区下部车场装进矿车，煤车经运输大巷、阶段运输石门运至井底车场，由主井箕斗提至地面。 通风系统新鲜风流从副井进入井下，经井底车场、阶段石门、分别进入运输大巷。进入运输大巷的新鲜风流经采区下部车场、采区运输上山、区段运输平巷进入回采工作面。清洗工作面后的废风经区段回风平巷、采区轨道上山、采区石门进入回风大巷，经阶段石门由风井排出地面。,运料系统材料和设备由副井罐笼下至井底车场，经运输石门、运输大巷进入采区下部车场，由轨道上山上提，
7、并分别进入区段回风平巷和其它工作地点。,适用条件立井开拓的适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制；当井田的地形地质条件不利于采用平硐或斜井时，都可考虑采用立井开拓。对于煤层赋存较深、表土层厚，或水文情况比较复杂、井筒需用特殊法施工，或多水平开采急倾斜煤层的矿井，一般都应采用立井开拓。对于倾斜长度大的井田，采用立井多水平开拓能较合理地兼顾浅部和深部的开采。,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。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
8、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。,一、分类 与煤层的相对位置：走向平硐、垂直平硐、阶梯平硐三类。 二、平硐开拓的特点 投资少，占用设备少，施工容易，出煤快，成本低。 三、平硐位置的选择原则 （1）硐口地势平缓，有足够的面积布置工业 （2）硐口到主要交通线便于铺设铁路或可能利用其他机械化运输设备。 （3）硐口位置应不受洪水、滑坡、雪崩等威胁。 （4）平硐上山部分应有足够的储量，以供长时间开采。,走向平硐,垂直/斜交平硐,开拓方式的分析及综合开拓,一、开拓方式的分析通过对平硐、斜井、立井三种开拓方式的介绍，我们对三种开拓方式有了一定的了
9、解，为了合理的根据具体条件选择矿井的开拓方式，有必要在此基础上进一步了解三种开拓方式各自的有优缺点、适用条件。 （1）平硐平硐开拓是最简单的最有利的开拓方式。采用平硐开拓时，井下出煤不需提升转载即可由平硐直接外运，因而运输环节少、系统简单、运输设备少、费用低；,运输能力大；平硐的地面工业建筑较简单，不需结构复杂的井架和绞车房等；一般不需设硐口车场。平硐保持35向外坡度，水可自流出井，因此无需载平硐内水泵房、水仓等硐室，平硐施工条件好，掘进速度较快。因此，在地形条件合适、煤层赋存较高的山岭、丘陵地区，只要上山部分煤的储量满足同类井型的水平服务年限，都应采用平硐开拓。,（2）斜井 斜井与立井相比，
10、 优点：斜井井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快，地面工业建筑、井筒装备、井底车场、及硐室都比立井井筒简单得多，一般无需大型提升设备，因而初期投资较少，速度快，建井工期较短。在多水平开采时，斜井（不包括反斜井）的石门总长度较用立井开拓时短，因而掘进石门的工程量和沿石门的运输工作量较少，延伸斜井井筒的施工比较方便，对生产干,扰少。采用胶带输送机，在技术上、经济上非常优越。当采用分段式连续式布置时，各分段可以与斜井直接连接，而且连接系统简单，还可以多水平同时提升，并且减少了反向运输。还可以间作提升人员用。,缺点：同样的开采深度，斜井井筒长，因而沿井筒铺设管路、电缆及其它线路的长度均较长，采用
11、绞车提升时，（一般副斜井均采用绞车提升）提升速度低，更因井筒长而使提升能力小，所以，大型矿井，副井的提升能力往往达不到要求；斜井受自然条件的影响较大，当开采深度大时，如采用箕斗或串车作为主提升就需要两段或多段提升，这在技术、经济上是不合理的； 当表土层厚、且含有流砂层时在某些具体条件下，采用单一的井筒形式，在技术上有困难，经济上不合理，可以采用不同井筒形式进行综合开拓。,一些大型、特大型矿井采用斜井立井综合开拓。斜井开拓具有许多优点，大型斜井以胶带斜井做主井，在技术上、经济上均很优越，但副斜井的辅助提升比较困难，通风也不利（特别是开采深部煤层时，斜井分段提升辅助环节多，能力小；而且通风路线长、
12、阻力大、风量小，不能满足生产要求）。而立井作为副井能弥补这方面的不足，于是就可以斜井为主井、以立井为副井，采用主斜井副立井的方式实现大型及特大型矿井的综合开拓。,还有立井斜井开拓、平硐立井开拓等综合开拓形式。采用平硐开拓只需开一条主平硐，其回风井筒可以采用平硐、斜井或立井。对于某些瓦斯涌出量很大、主平硐很长的矿井，井下需要的风量大，长平硐通风的风阻大，难以保证矿井通风的需要，条件合适时，可以开通风用的立井。 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。,斜井-立井,平硐立井综合开拓 1平硐；2立井；3暗斜井；4回
13、风平硐；5回风小井,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,第四节 开采水平的设置,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。1、井底车场硐室主井系统硐室副井系统硐室 2、井底车场运输线路存车线行车线,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。,立井环形式,重车道 空车道,环形式井底车场,环形井底车场的特点是重列车在车场内总是
14、单向运行。因而调车工作简单，可以达到较大的通过能力。但车场的开拓工程量较大。 按照井底车场空、重车线与运输大巷或主要石门的相对位置关系，环形车场又可分为卧式、斜式和立式三种。,井筒与运输大巷的距离较近,图58 立井刀式环行井底车场 1主井；2副井；3翻笼（翻车机）4煤仓；5箕斗装载室；6清理井底撒煤斜巷；7中央变电所；8水泵房；9等候室；10调度室；11人车停车场；12工具室；13水仓；14主井重车线；15主井空车线16副井重车线；17副井空车线；18材料车线；19绕道回车线；20调车线；N1、N2、N3、N4、N5道岔编号,折返式井底车场,折返式车场的特点 空、重车在车场内有折返运行。根据车
15、场两端是否可以进出车，折返式车场又可分为梭式和尽头式两种。 梭式车场，其主要特点是：主井储车线完全布置在主要运输巷道上，列车往返运行需经翻笼一侧的轨道。这种车场的优点是：开拓工程量小，车场弯道少。 尽头式车场与梭式车场的线路布置基本相似。但空、重列车只从车场的一端出入，另一端为线路的尽头。折返式车场的巷道开拓量小，巷道交岔点和弯道少，行车安全。但由于巷道断面大，需要布置在比较坚硬的岩石中，否则维护困难。,折返式井底车场,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
16、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，增大并底车场的通过能力； 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。,开采水平大巷的布置,一、运输大巷的布置方式 1、分层运输大巷 2、集中运输大巷 3、分组集中运输大巷 二、运输大巷的位置 三、回风大巷的布置,阶段大巷包括阶段运输大巷和回风大巷。它们横贯井田走向，服务年限长，工程量大，是影响矿井基建投资、建井速度和生产经营效果的重要开拓工程。 一、运输大巷的运输方式 目前，我国阶段大巷的运输方式主要有轨道运输和胶带输送机运输两种。 轨道运输时，大巷断面由电机车和矿车尺寸决定。它对巷道坡度要求较高，不允许有大的起伏，但对巷道平面弯度限制不大，只要弯道曲率半径能满足电机车和运行要求即可。 胶带运输时，巷道断面一般比轨道运输要小。但为了机器检修，必须另开一条轨道巷与其并行。有时可将轨道与输送机布置在一条巷道内（称为机轨合一），但巷道断面要增加。,
