矿井开拓方式PPT课件

1、煤田开发的概念1）煤田：在地质历史发展过程中，同一地质时期形成并大致连续发育的含煤岩系分布区称为煤田。 2）矿区：开发煤田形成的社会区域。3）井田：划分为一个矿井开采的那一部分煤田，称之为井田（或矿田）。煤 田矿 区井 田第1页/共135页矿井巷道矿 区123开拓巷道：为井田开拓而开掘的基本巷道，作用在于构成或扩大原有开采水平，形成全矿生产系统的主体框架。为全矿井或开采水平服务，服务期1030a以上。准备巷道：为准备采区而掘进的主要巷道，作用在于准备新采区，构成采区生产系统。为采区服务，服务期为35a。回采巷道：形成采煤工作面及为其服务的巷道。作用在于形成新的采煤工作面并进行生产。T = 0.

2、5 1.0a第2页/共135页 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计划年产量年AAZTdd53计划月产量年AAZTYYpp1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三量可采期计算及规定回采煤量可采期（月）= =期末回采煤量/ /当年平均月计划产量月计划月产量月aaZThh64第3页/共135页矿井生产系统矿 区指在煤矿生产过程中的提升、运输、排水、人员安全进出、材料设备上下井、矸石出运、供电、供气、供水等巷道线路及其设施。第4页/共135页要有合理的走向长度要处理好相邻井田的关系要为矿井的发展留有余地要充分利用自然条件要有良好的

3、安全经济效果第5页/共135页一二三四五六七八九利用自然条件作为井田边界划分井田第6页/共135页相邻矿井以某一垂直面为界，沿境界线两侧备留井的边界煤柱称为垂直划分。以一定标高煤层底板等高线为界，并沿该煤层底板等高线留置边界煤柱，这种方法称作水平划分。按煤层（组）间距的大小来划分矿界，把煤层间距较小的相信煤层划归一个矿井开采，把层间距较大的煤层（组）划归另一个矿井开采。第7页/共135页一矿二矿三矿1231垂直划分；2水平划分；3以断层为界井田边界划分方法第8页/共135页（二）按煤（二）按煤组划分组划分1 1、2 2浅部分组建斜井；浅部分组建斜井；3 3深部集中建立井深部集中建立井 第9页/

4、共135页1.阶段划分及特征 （1）阶段概念：在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每个长条部分具有独立的生产系统，称之为一个阶段。阶段的特征走向长度阶段的走向长度就是井田长度可达到数千米至上万米。阶段垂高阶段上部边界至下部边界的垂高距离。阶段斜长阶段斜长一般为几百米至上千米随着强力胶带运输机和大型防爆绞车的大量应用，近年来，阶段斜长增长量很大123（2）第10页/共135页J1J2J3二水平-300-150三水平1+ 0_一水平2+ 150井田划分为阶段和水平第11页/共135页 2、水平、水平和开采和开采水平的水平的概念概念1水平和开采水平水平和开

5、采水平通常将设有井底车场、通常将设有井底车场、阶段运输大巷并且担阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的负全阶段运输任务的水平，称水平，称“开采水平开采水平”简称简称“水平水平”。2阶段与水平的区别阶段与水平的区别阶段阶段井田一部分，强井田一部分，强调开采范围和储量调开采范围和储量水平水平强调巷道布置强调巷道布置3阶段与水平的联系阶段与水平的联系用水平上的巷道开采阶段内的煤炭资源用水平上的巷道开采阶段内的煤炭资源第12页/共135页在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干个具有独立生产系统的块段，每一块段称为采区，如下图，井田沿倾向划分为3个阶段，每个阶段又沿走向划分为4个采区。在阶段范围内沿倾斜方向

6、将煤层划分为若干平行于走向的长条带，每个长条带称为分段，每个分段沿倾斜布置一个采煤工作面。在采区范围内，沿煤层倾斜方向将采区划分为若干个长条部分，每一块长条部分称为区段。第13页/共135页2332CAC1Cqq1q32JJC1J4阶段划分为采区第14页/共135页26A534C11采区划分为区段第15页/共135页J1J2J3D1D2D3分段式划分J1J2J3C1C2C3Q1Q2Q3采区式划分第16页/共135页J1J2J3F1F4F5F2F3带区式划分在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独立生产系统的带区，带区内又划分成为若干个倾斜分带，每个分带布置一个采煤工作面。分带内采煤工作面沿煤层倾斜

7、推进。第17页/共135页近水平煤层，井田沿倾斜方向高差很小。通常沿煤层延展方向布置大巷，在巷两段划分为具有独立生产系统的块段，这样的块段称为盘区或带区。盘区内巷道布置及生产系统及采区基本相同；带区则与阶段内带区布置基本相同。第18页/共135页井田直接划分为盘区P1P2P4P3近水平煤层的井田划分第19页/共135页任务实施注：煤层需表示钻孔中见煤的底板标高和煤层厚度。授课时要收集临近矿区的地质资料，结合具体条件进行井田划分训练，依据矿井拐点坐标表，画出井田开采范围平面图；根据地质钻孔基本参数表，在开采范围平面图中标出各钻孔位置和参数；沿主要剖面做出主要勘探线的剖面图。提出井田内再划分的不同

8、方案，进行简单的技术比较，选择确定井田内再划分的方案，作为后续课题、任务设计的基础。本任务的主要技能点是进行矿图绘制基本能力训练。第20页/共135页第21页/共135页矿井储量：指井田内可采煤层的全部储量（1）概略研究储量（2）预可行性研究储量（3）可行性研究储量123按可行性评价阶段划分1.（一）煤炭储量的分级分类第22页/共135页按经济意义划分（1）经济的储量（2）边际经济的储量（3）次边际经济的储量（4）内蕴经济的储量（5）经济意义未定的基础储量2.第23页/共135页按地质可靠程度分（1）探明的储量（2）控制的储量（4）预测的储量（3）推断的储量3.第24页/共135页能利用储量尚

9、难利用储量工业储量远景储量可采储量设计损失量矿井地质储量第25页/共135页 煤层煤层分类地点分类地点薄煤层薄煤层中厚中厚厚厚水力水力采采 区区8585808075%75%70%70%工作面工作面97%97%95%95%93%93%第26页/共135页根据煤层赋存条件、所采用的采煤方法以及保证开采安全的需要，在设计中规定永远遗留在地下的一部分储量。 （1）全矿总损失 （2）采区损失 （3）采煤工作面损失指在开采过程中实际发生的损失第27页/共135页矿井设计生产能力（万t /a）：设计中规定矿井在单位时间（年或日）内采出的煤炭和其它矿产品的数量。矿井核定生产能力 ： 矿井经过技术改造，核定后的

10、生产能力，万t /a。第28页/共135页井型根据矿井设计生产能力不同，我国将矿井分为大、中、小三种类型，称井型。大型矿井： 120、150 、180 、240 、300、400、500及500以上（其中300万t/a及其以上又称特大型矿井）中型矿井： 45 、 60 、90小型矿井： 9 、 15 、 21、 30第29页/共135页井田储量开采条件技术装备水平安全生产条件（二）矿井生产能力的确定井田储量是确定矿井生产能力的一个重要因素。通常，储量越大，生产能力应越大。12可采煤层的层数、层可采煤层的层数、层间距离、煤层厚度及间距离、煤层厚度及稳定程度、煤层倾角、稳定程度、煤层倾角、地层的褶

11、曲等。地层的褶曲等。3决定矿井生产能力的最主要因素是采决定矿井生产能力的最主要因素是采掘技术和机械装备。掘技术和机械装备。4主要指瓦斯、通风、水文地质等。第30页/共135页 T=ZK/AKZk矿井可采储量，万吨；T矿井设计服务年限，a；A矿井设计生产能力，万吨/a；K储量备用系数，1.31.5。储量备用系数是为保证矿井有可靠服务年限而在计算时对储量采用的富裕系数。第31页/共135页以矿井设计可采储量作为矿井生产能力确定的基础。提出几个方案，根据开采条件、服务年限等因素进行比较，选择确定矿井的生产能力。根据井田开采范围和各钻孔煤层厚度的平均值，简单计算出矿井各煤层的各类储量，列表表示矿井储量

12、计算的结果。1 2 第32页/共135页第33页/共135页第34页/共135页第35页/共135页由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和采掘工程称为井田开拓。井田开拓矿井井筒形式、开采水平数目及阶段内的布置方式的总称。矿井开拓方式第36页/共135页1.按井筒形式（1）立井开拓（2）斜井开拓（3）平硐开拓（4）综合开拓（1）采区式（2）分段式（3）带区式2.按阶段内布置方式3.井筒形式+开采水平+阶段内布置方式4.在开拓方式的构成因素中，井筒形式占有着突出的地位，常以井筒形式为依据，把井田开拓方式分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓等几种方式。第37页/共135页第38页/共1

13、35页第39页/共135页v 多出煤、早出煤、出好煤、建设多出煤、早出煤、出好煤、建设高产高效安全生产矿井创造条件，高产高效安全生产矿井创造条件，集中，简单；集中，简单；v 按按规程规程完善通风条件，良好完善通风条件，良好生产条件；生产条件；v 减少煤柱损失，提高回采率，减减少煤柱损失，提高回采率，减少维护量；少维护量；v 减少工程量，降低投资，减少建减少工程量，降低投资，减少建工工期；工工期；v 新技术机械化、自动化的推广创新技术机械化、自动化的推广创条件；考虑煤质、煤种。条件；考虑煤质、煤种。v 合理确定矿井生产能力，井田合理确定矿井生产能力，井田范围，进行井田内的划分，确范围，进行井田内

14、的划分，确定井田开拓方式，井筒数目及定井田开拓方式，井筒数目及位置；位置；v 选择主要运输大巷布置方式及选择主要运输大巷布置方式及井底车场形式；井底车场形式；v 确定井筒延伸方式及井田开采确定井筒延伸方式及井田开采顺序。顺序。第40页/共135页 是最简单的开拓方式。典型的片盘斜井如下图所示,其井下部分有一个下山采区。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。片盘斜井开拓第41页/共135页2.生产系统包括：运煤系统、通风系统、运料排矸系统对通风要求：主斜井用胶带运煤时，可兼作进风井，但V 4m /s；胶带斜井不得兼作回风井。1.井巷

15、掘进顺序自地面向下沿煤层开一对斜井,直至第一片盘下2030m,在第一片盘上部开片盘甩车场及第一片盘回风巷,在第一片盘下部开片盘甩车场及片盘运输巷,然后,经平或斜石门掘进上煤层的超前平巷及开切眼,即可开始第一片盘的回采。第42页/共135页+ 3 5 0I+ 4 5 0+ 4 0 0+ 3 5 0+ 3 0 0I2175I - I463+ 3 0 0I3I5847612+ 4 5 0+ 4 0 0片盘斜井开拓煤层群第43页/共135页3.3.优点：系统简单，工程量小，投资少，工期短，斜井沿煤层掘进易施工，能够补充地质资料，进一步了解煤层赋存情况。缺点：矿井内不能布置较多的工作面，矿井生产能力小；

16、容易出现掘进与生产相互干扰，对地质变化适应性差。4.4.适用范围：适用于煤层埋藏稳定，地质构造简单，井田走向长度和倾斜宽度不大，煤层埋藏不深的小型矿井。第44页/共135页井田沿倾斜方向划分为两个阶段，每个阶段沿走向划分为若干个采区，每个采区沿倾向划分为若干个区段。斜井单水平采区式开拓优点：矿井内能布置几个采区，不容易出现掘进与生产相互干扰，对地质变化适应性强。缺点：井巷工程量大，建井期长，系统复杂。与片盘斜井相比第45页/共135页第46页/共135页 近水平煤层，一般采用盘区式布置。斜井盘区与斜井单水平采区式的区别在于斜井盘区的运输大巷和回风大巷可以并列布置在井田倾斜的大致中央。3P1PP

17、42P第47页/共135页1.沿煤层布置适用于煤层赋存稳定，煤质坚硬及地质构造简单的矿井。斜井井筒层位选择斜井布置在煤层底板稳定的岩层中，岩层距煤层距离不小于15 20m，一般用于开采倾角较大的煤层。2.沿煤层底板岩层布置3.穿层布置当斜井倾角与煤层倾角不一致时，可采用穿层布置，即斜井从煤层顶板或底板穿入煤层。（一）第48页/共135页14532从顶板穿入煤层的斜井称为顶板穿岩斜井。适用于倾角小的煤层顶板穿层斜井第49页/共135页41 1 2-2+ 3 5 .5- 3 1 213从煤层底板穿入煤层的斜井称为底板穿岩斜井适用：较大煤层倾角底板穿层斜井第50页/共135页斜井倾角矿井年产量 /万

18、ta-1提升方式60带式输送机251560串车25351590箕斗15240万万t3t（固定式、底卸式）（固定式、底卸式）5t（底卸式）（底卸式）架线式电机车架线式电机车高瓦斯矿井高瓦斯矿井8t蓄电池电机车蓄电池电机车矿井电机车、矿车类型第97页/共135页第98页/共135页矿井生产能力矿井生产能力/万万ta1运煤运煤辅助运输辅助运输大巷轨距大巷轨距/mm2405t矿车底卸式矿车底卸式1.5t固定车厢式矿车固定车厢式矿车900带式输送机带式输送机1.5t固定车厢式矿车固定车厢式矿车600901803t矿车底卸式矿车底卸式1.5t或或1t固定车厢式矿车固定车厢式矿车6003t固定车厢式矿车固定

19、车厢式矿车1.5t固定车厢式矿车固定车厢式矿车900601t固定车厢式矿车固定车厢式矿车1t固定车厢式矿车固定车厢式矿车600不同矿井生产能力的大巷运输设备第99页/共135页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，走向短第100页/共135页分层运输大巷布置12375846mm21第101页/共135页415781423256II在井田内为所有煤层服务的运输大巷。第102页/共135页8974656742157III - I33ABAB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

20、用采区石门联系。第103页/共135页为开采上水平各煤层服务；为开采 下水平煤层回风。服务时间长；处于不受或少受采动影响的位置。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104页/共135页第105页/共135页第106页/共135页第107页/共135页第108页/共135页b4.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跨大巷回采第109页/共135页第110页/共135页一.主要运输大巷及回风大巷的布置方式和位置选择水平主要运输大巷及回风大巷的布置方式，需结合矿井开采条件，经过综合分析，选择确定布置的形式和位置。在矿井开拓平面图中，正确绘制出水平大巷及回风大巷的位置。根据运输能力和通风要求确定水平大巷的运输方式，轨道布置形式以及巷道断面的形状与大小。二.大巷运输方式选择大巷煤炭运输方式主要有矿车运输和胶带输送机运输两个方案，需进行技术分析和经济比较，确定大巷运输方式。设计和推荐采用胶带输送机的运输方式。第111页/共135页第112页/共135页第113页/共135页第114页/共135页井田的开采顺序包括：沿煤层走向与倾斜