《煤矿开采方法前三篇》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿开采方法前三篇（300页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章井田开拓根本知识第一节煤层地质及矿井生产概况一、煤田根本概念一煤田和矿区1.煤田在地质历史开展过程中，由含炭物质沉积而形成并大致连续分布的含煤地带称为煤田。煤田的围很大，面积可由数百平方米到数千万平方米，储量从树亿吨到数百亿吨。面积大储量丰富的称为“富量煤田；储量小限于一个矿井开采的煤田称为“限量煤田。我国有很多较大的煤田，如神府-煤田、鄂尔多斯煤田、煤田、的渭北煤田、煤田、乌鲁木齐煤田、六盘水煤田、煤田等。2.矿区统一规划和开发煤田或其一局部形成的社会区域，称为矿区。根据国民经济开展需要，利用地质构造、自然条件或煤田的沉积不连续，或按勘探时期先后，可以将一个大煤田划归给几个矿区开发；较
2、小的煤田也可以作为一个矿区来开发；也有一个大矿区开发几个小煤田的情况。图1-1 煤田分布图1舜耕山区；2八公山区；3集桥区矿区开发煤田的三个区，三个区均分布在淮河两岸图1-1。矿区的老区是舜耕山区和八公山区，两区被鸭背埠断层分开，分别由九龙岗矿、大通矿、郢孜一矿、二矿和家集一、二、三矿及新庄孜矿、毕家岗矿、咀孜矿、孔集矿开采；淮岸为矿区新区，目前正在开发集、桥区，其中集一、二、三矿及桥矿均已投产，集矿正在建立中，并方案建立四矿及其他矿井。由此可见，一个矿区由很多矿井组成，以便有方案、有步骤、合理地开发整个矿区。为了配合矿井的建立和生产，还要建立一系列辅助企业、交通运输与民用企业，以及其他有关的
3、企业和市政建立。二井田煤田的围很大，还必须把煤田划分为井田矿田。划归给一个矿井或露天开采的那一局部煤田，称为井田。矿井井田围大小、矿井生产能力和效劳年限确实定，是矿区总体设计中必须解决好的关键问题之一。井田围，是指井田沿煤层走向的长度和倾向的水平投影宽度。在把煤田划分为井田时，应根据矿区总体设计任务书的要求，结合煤层的赋存条件、地质构造、开采技术条件，保证各井田都有合理的尺寸和边界，使煤田得到合理的开发。根据我国目前开采技术条件，一般小型矿井的走向长度不小于1500m；中型矿井不小于4000m；大型矿井不小于7000m。三矿井生产能力矿井生产能力亦称井型，一般是指矿井的设计能力，以万t/a或M
4、t/a表示。有些矿井进展技术改造后，需要对矿井各生产系统的能力重新核定，核定后的综合生产能力，称为核定生产能力。矿井的年产量，是指每年实际生产出来的煤炭量，其数值常常不同于矿井生产能力，而每年的产量也常不一样。根据矿井设计生产能力不同，我国把矿井分为大、中、小三种类型，称为井型。大型矿井：生产能力为1.20Mt/a、1.50Mt/a、1.80Mt/a、2.40Mt/a、3.00Mt/a、4.00Mt/a、5.00Mt/a和5.00Mt/a以上的矿井。3.00Mt/a及其以上的矿井也称为特大矿井。中型矿井：生产能力为45万t/a、60万t/a、90万t/a的矿井。小型矿井：生产能力为9万t/a、
5、15万t/a、21万t/a和30万t/a的矿井。我国原有的国有重点煤矿多为大、中型煤矿；地方煤矿多为中、小型煤矿。矿井井型的大小直接关系到基建规模和投资的多少，影响到整个矿井生产时期的技术经济面貌，所以应正确确定井型的大小。四露天开采和地下开采的概念从敞露的地表直接采出有用矿物的方法，叫露天开采。当煤层厚度到达一定值，直接出露于地表，或其覆盖层较薄、剥采比合理，就可以考虑采用露天开采。露天开采与地下开采在进入矿体的方式、生产组织、采掘运输工艺等方面截然不同，它需要先将覆盖在矿体之上的表土或岩石剥离掉如图1-2。图1-2 露天开采示意图露天开采一般机械化程度高、产量大、劳动效率高、本钱底、工作比
6、拟平安；但由于受气候条件影响较大，需采用大型设备和进展大量基建剥离，基建投资较大。只有覆盖层较薄、煤层厚度较大时采用。受资源条件限制，我国露天开采产量比重较小。露天开采是采矿工业的开展方向之一。凡煤田浅部有露天开采条件的，应根据经济合理剥采比并适当考虑开展可能划定露天开采边界。剥采比，是指每采一吨煤需要剥离多少立方米的岩石量。最大经济合理剥采比，就是按该剥采比开采的煤炭本钱不大于用地下开采的煤炭本钱。它是确定露天煤矿开采境界的主要依据。煤矿地下开采，也称为井工开采。它需要从地表向地下开掘一系列巷道进入煤层，建立完整的生产系统，才能进展回采。由于是地下作业，工作空间受到限制，采掘工作地点不断移动
7、和交替，并且受到地下水、火、瓦斯、煤尘及围岩塌落的威胁。因此，地下开采要比露天开采复杂和困难。二、矿井巷道在地下开采中，为了建立矿井提升、运输、通风、排水、动力供给等需要开掘的井巷和硐室统称为矿山井巷。按其倾角分为三大类：直立巷道、水平巷道和倾斜巷道，如图1-3。图1-3 矿山井巷1立井；2斜井；3平硐；4暗立井；5溜井；6石门；7煤层平巷；8煤仓；9上山；10下山；11风巷；12岩石平巷1.直立巷道巷道的长轴线与水平面垂直，如立井、暗井、溜井等。立井：与地面直接相通的直立巷道，又称为竖井。主要用于提升煤炭的叫做主井；主要用于提升矸石、下放材料、升降人员等辅助提升的叫做副井。另外，还有一些专门
8、或主要用于通风、排水、充填等工作的立井，均按其主要任务来命名。暗立井：与地面没有直接出口的直立巷道，又称为盲立井或盲竖井。其用途与立井一样。溜井：与地面不直接相通，专门用于溜放煤炭的暗立井。在采区，高度不大、直径小的叫做溜煤眼。2.水平巷道巷道长轴线与水平面近似平行，如平硐、平巷、石门等。平硐：与地面直接相通的水平巷道。作用类似立井，有主平硐、副平硐、排水平硐、通风平硐等。但平硐由于通过量大，不必铺设排水管道等，对于中小型矿井可不设副平硐。平巷与大巷：与地面不直接相通的水平巷道。其长轴线与煤层走向大致平行，为开采水平效劳的平巷通常称为大巷，如运输大巷、通风大巷。布置在煤层的平巷称为煤层平巷；布
9、置在岩石的平巷称为岩石平巷。效劳于工作面的煤层平巷，称为运输或轨道平巷顺槽。石门与煤门：其长轴线与煤层走向垂直或斜交的水平巷道。位于岩石的称为石门；位于煤层的称为煤门。效劳于开采水平的石门叫做主石门；效劳于采区的石门叫做采区石门；效劳于区段的石门叫做区段石门。3.倾斜巷道巷道长轴线与水平面成一定夹角，如斜井、上下山、斜巷等。斜井：与地面直接相通的倾斜巷道。作用与立井、平硐一样。分为主斜井、副斜井。与地面没有直接出口的斜井称为暗斜井或斜溜井。上山与下山：效劳于一个采盘区的倾斜巷道，称为采盘区上山或下山。位于水平运输大巷以上称为上山；反之称为下山。运输煤炭的称为运输上山或下山；作为辅助运输的称为轨
10、道上山或下山。上山开采煤炭由上向下运输，具有反向运输；下山开采煤炭由下向上运输，是正向运输。另外，还有专门用于通风、行人的上下山。主要上下山：为一个开采水平效劳的倾斜巷道。主要用于阶段采用分段式划分的条件。也可分为主要运输上下山和主要轨道上下山。硐室：与地面不直接相通，长、宽、高相差不大的地下特殊用途巷道。如绞车房、变电所、煤仓等。三、矿井生产系统一矿井生产系统矿井生产系统是指煤矿生产过程中的提升、运输、通风、排水、动力供给等生产系统。由于地质条件、井型和设备不同而各有特点。以图1-4为例，简要说明矿井生产系统的主要容。图1-4 矿井生产系统示意图1主井；2副井；3井底车场；4主要运输石门；5
11、运输大巷；6风井；7回风石门；8回风大巷；9采区运输石门；10采区下部车场底板绕道；11采区下部材料车场；12采区煤仓；13行人进风巷；14运输上山；15轨道上山；16上山绞车房；17采区回风石门；18采区上部车场；19采区中部车场；20区段运输平巷；21下区段回风平巷；22联络巷；23区段回风平巷；24开切眼；25采煤工作面矿井巷道开掘顺序如下：首先自地面开凿主井1、副井2进入地下；当井筒开凿到第一阶段下部边界开采水平标高时，即开凿井底车场3、主要运输石门4，然后向井田两翼掘进开采水平阶段运输大巷5；直到采区运输石门位置后，由运输大巷5开掘采区运输石门9通达煤层；到达预定位置后，开掘采区下部
12、车场11；然后，沿煤层自下而上掘进采区运输上山14和轨道上山15。与此同时自风井6、回风石门7，开掘回风大巷8；向煤层开掘采区回风石门17、采区上部车场18、绞车房16，与采区运输上山14及轨道上山15连通。当形成通风回路后，即可自采区上山向两翼掘进第一区段的区段运输平巷20、区段回风平巷23、下区段回风平巷21，当这些巷道掘到采区边界后，即可掘进开切眼24形成工作面。安装好机电设备和进展必要的准备工作后，即可开场采煤。采煤工作面25向采区上山后退回采，与此同时需要适时地开掘第二区段的回采平巷，保证采煤工作面正常接替。矿井主要生产系统如下：1.运煤系统从工作面25采落的煤炭，经区段运输平巷20
13、、采区运输上山14到采区煤仓12，在下部车场10装车，经水平运输大巷5、主要运输石门4，运到井底车场3，由主井1提升到地面。2.通风系统新鲜风流从地面经副井2进入井下，经井底车场3、主要运输石门4、运输大巷5、采区下部车场11、轨道上山15、中部车场19、运输平巷20进入工作面25。清洗工作面后，污风经区段回风平巷23、采区回风石门17、回风大巷8、回风石门7，从风井6排入大气。3.运料排矸系统采煤工作面所需材料和设备，用矿车由副井2下放到井底车场3，经主要运输石门4、运输大巷5、采区运输石门9、采区下部车场11，由采区轨道上山15提升到区段回风平巷23，再运到采煤工作面5。采煤工作面回收的材
14、料、设备和掘进工作面运出的矸石，用矿车经由与运料系统相反的方向运至地面。4.排水系统采掘工作面涌水，经由区段平巷、采区上山排到采区下部车场，经水平运输大巷、主要运输大巷、主要运输石门等巷道排水沟，自流到井底车场水仓，由中央水泵房排到地面。5.动力供给系统包括井下电力供给系统和压缩空气供给系统。二矿井开拓、采区准备和工作面准备根据巷道的作用和效劳围不同，可将矿山井巷分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道三种类型。开拓巷道：效劳于全矿井、一个水平或假设干个采区的巷道叫做开拓巷道。如井筒、井底车场、主要石门、运输大巷和回风大巷或总回风道、主要风井。开拓巷道是为全矿井或阶段效劳的，效劳年限比拟长，一般在10
15、30年。准备巷道：效劳于一个采区或数个区段的巷道叫做准备巷道。如采区上下山、采区车场、采区硐室。准备巷道是为全采区效劳的，效劳年限一般为35年。回采巷道：效劳于采煤工作面的巷道叫做回采巷道。如区段运输平巷、区段回风平巷、开切眼形成初始采场的巷道。回采巷道效劳年限较短，一般在0.51.0年。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根底。准备巷道的作用在于准备新的采区，以构成采区的生产系统。回采巷道的作用在于准备出新的采煤工作面并进展生产。开拓、准备、回采是矿井生产建立中严密相关的三个主要程序，解决好三者之间的关系，对保证矿井正常生产具有重要意义。第二节煤田划分为井田一、井田划分原则井田划分是确定矿区建立规模与矿区布局的根底，也是合理开发煤炭资源，取得稳定开展和较好经济效益的重要条件，煤田划分为井田应遵循以下原则。一充分利用自然条件划分井田煤田划分为井田时，应尽可能利用大断层等自然条件作为井田边界，或利用河流、铁路、城镇下面留设的平安煤柱作为井田边界。如图1-5所示。图1-5 利用自然条件作为井田边界1河流；2煤层露头；3城镇；4铁路；5大断层；6小煤窑一、二、三、四、五、六、七、八、九划分矿井在地形复
