27-开拓延深解析

1、矿井开拓延深与技术改造矿井开拓延深与技术改造 河南理工大学河南理工大学李东印李东印河南省精品课程河南省精品课程采矿学采矿学开拓延深开拓延深向深部发展向深部发展技术改造技术改造用新技术、新工艺、新装备、用新技术、新工艺、新装备、新材料对原有的生产系统、设备、工艺等新材料对原有的生产系统、设备、工艺等进行更新和改造。进行更新和改造。生产矿井新水平开拓延深的特点生产矿井新水平开拓延深的特点井巷工程量大，大体接近新建矿井；井巷工程量大，大体接近新建矿井；可以充分利用原有井巷和设备；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，施工技术和管理复杂，边生产，边延深，施工与生产在运、提、通

2、风方面相互干扰；施工与生产在运、提、通风方面相互干扰；工期长，一般要工期长，一般要5 8年（延深年（延深3 5年，年，过渡过渡2 3年）；年）；能更好地适应开采煤层特点，改进矿井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开拓、准备巷道布置，有可能扩大生产能力一、矿井开拓延深方式用应用概况一、矿井开拓延深方式用应用概况 矿井延深方式：矿井延深方式：直接延深；直接延深；暗井延深；暗井延深；直接延深与暗井延深；直接延深与暗井延深；新开一个井筒延深一个井筒；新开一个井筒延深一个井筒；深部新开立井或斜井深部新开立井或斜井（一）直接延深（原有主、副立井或斜井）（一）直接延深（

3、原有主、副立井或斜井）特点：特点：可充分利用原有设备和设施，掘进及投资少；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；提升统一，运转环节少，工程量较少；生产与延深相互干扰；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。严格，矿井要短期停产。延深两个井筒，组织施工复杂；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；掘进一些辅助巷道，临时工程以后难用；提升高度增加，需更换设备。提升高度增加，需更换设备。 2m1m123535mm1218123直接延

4、深适用：直接延深适用：井筒延深不受地质、水文条件的限制；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断面和提升设备能满足新水平提升要求或更换提升设备后直接延深合理。或更换提升设备后直接延深合理。20世纪世纪70年代前在开滦、淮南、徐州应用多，年代前在开滦、淮南、徐州应用多，淮南谢二、谢三，徐州大黄山、权台井筒淮南谢二、谢三，徐州大黄山、权台井筒直直接延深至二水平接延深至二水平南票三家子、水城大河边井筒南票三家子、水城大河边井筒直接延深至三直接延深至三水平水平抚顺老虎台井筒抚顺老虎台井筒直接延深至五水平直接延深至五水平（二）暗井延深（二）暗井延深原主、副井不再延深，用暗立

5、井或斜井延深。原主、副井不再延深，用暗立井或斜井延深。2m1m123特点：特点：生产与延深互不干挠；生产与延深互不干挠；延深施工容易；延深施工容易；暗井位置、方向、倾角、提升方式不受暗井位置、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；原有井筒限制，而按下水平开采有利布置；增加了一些工程量：暗井车场增加了一些工程量：暗井车场增加了运输环节；增加了运输环节；暗井延深适用：暗井延深适用：受地质及水文地质条件限制，原井筒不宜直受地质及水文地质条件限制，原井筒不宜直接延深；接延深；原有提升设备不能满足新水平需要，又无法原有提升设备不能满足新水平需要，又无法更换；更换；或原有井筒延深在

6、经济上不合理；或原有井筒延深在经济上不合理；中倾斜、急斜煤层矿井，井筒不能直接延深，中倾斜、急斜煤层矿井，井筒不能直接延深，采用暗立井延深；采用暗立井延深；平硐开拓矿井，生产水平以下的阶段无法用平硐开拓矿井，生产水平以下的阶段无法用平硐开拓时，用暗立（或斜）井开拓新水平；平硐开拓时，用暗立（或斜）井开拓新水平；暗井延深多采用暗斜井延深，受富含水层影暗井延深多采用暗斜井延深，受富含水层影响响 -112-31278第四水平第三水平第二水平第一水平13245-370-428-544-602-480-660+35.56暗井延深暗井延深铜川王家凹，一水平立井，二、三水平暗斜铜川王家凹，一水平立井，二、三

7、水平暗斜井延深井延深盘江火铺一水平平硐、二水平水平暗斜井延盘江火铺一水平平硐、二水平水平暗斜井延深深新庄孜五水平暗立井延深新庄孜五水平暗立井延深（三）直接延深结合暗井延深（三）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，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特点和适用条件介于直接延深和暗井延深之间。间。2m1m1232m1m123徐州新河淮南谢一，主立井直接延深，副井徐州新河淮南谢一，主立井直接延深，副井暗斜井延深暗斜井延深西山官地、邢台显得旺二水平主斜井直接延西

8、山官地、邢台显得旺二水平主斜井直接延深，副井暗斜井延深深，副井暗斜井延深新庄孜二水平副立井直接延深，主井暗斜井新庄孜二水平副立井直接延深，主井暗斜井延深延深（四）新开一个井筒，延深一个井筒（四）新开一个井筒，延深一个井筒采深加大后，原主副井提升、通风满足不了采深加大后，原主副井提升、通风满足不了2m1m1 234特点：特点：对生产干挠小，可大副度提高矿井生产能力；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，需增加改造地面生产系统的工程量，基建工程与投资大。基建工程与投资大。新开一个井筒，延深一个井筒适用：新开一个井筒，延深一个井筒适用：需要提高矿井生产能力，结合矿井

9、改护建的需要提高矿井生产能力，结合矿井改护建的大型矿井大型矿井20世世80年代后，凿井技术发展，并需改护建，年代后，凿井技术发展，并需改护建，增加能力增加能力平四矿、徐州旗山新开主立井，延深副立井平四矿、徐州旗山新开主立井，延深副立井新汶协庄、孙村新开副立井，暗井延深主井新汶协庄、孙村新开副立井，暗井延深主井新开一个井筒，延深一个井筒新开一个井筒，延深一个井筒平一矿平一矿+152412-185-253（五）深部新开立井或斜井（五）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，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深部众矿井合并后集中延深特点：特点：深部众矿井

10、合并后集中延深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，并要改护建散，装备落后，深部储量丰富，并要改护建的矿井。的矿井。淮南毕家岗一水平（淮南毕家岗一水平（-90m）共建）共建7对小斜井，对小斜井，二水平延深新开一对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，深部新开立井阜新平安矿浅部片盘斜井群，深部新开立井二、矿井开拓延深方式的确定二、矿井开拓延深方式的确定（一）开拓延深方式确定原则（一）开拓延深方式确定原则充分利用现有井巷、设备和设施；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

11、采生产系统简单、缩短新旧生产水平同采的时间；的时间；保持或扩大原有生产能力；保持或扩大原有生产能力；采用新技术，新工艺和新设备；采用新技术，新工艺和新设备； 三、新旧生产水平过渡时期的技术措施三、新旧生产水平过渡时期的技术措施生产水平过渡时期：过渡生产水平过渡时期：过渡2 3年年上上开采水平开始减产至结束开采水平开始减产至结束 下一开采水下一开采水平投产至全部接替平投产至全部接替生产水平过渡时期：生产水平过渡时期： 2 3年或年或3 4年年在过渡时期内上下两水平同时生产，增加了在过渡时期内上下两水平同时生产，增加了提升、通风、排水的复杂性提升、通风、排水的复杂性（一）提升（一）提升直接延深原有

12、井筒（箕斗）的矿井，须采取：直接延深原有井筒（箕斗）的矿井，须采取：通过式箕斗通过式箕斗特点：特点：启闭上水平箕斗装载煤仓闸门的下部框架改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为可伸缩的悬臂伸出伸出提上水平煤提上水平煤缩回缩回提下水平煤提下水平煤两个水平分班出煤，同时加大两个水平煤仓两个水平分班出煤，同时加大两个水平煤仓容量。容量。通过式箕斗通过式箕斗优点：优点：提升系统单一，不增加提升工作量；提升系统单一，不增加提升工作量；缺点：缺点：每更换水平提煤时，调整钢丝绳长度；每更换水平提煤时，调整钢丝绳长度；扩大容量煤仓；提升机为大型设备，检修困扩大容量煤仓；提升机为大型设备，检修困

13、难。难。使用：水平过渡期短使用：水平过渡期短上水平开采下山采区上水平开采下山采区特点：特点：上水平开始减产时，靠井筒附近开采上水平开始减产时，靠井筒附近开采1 2个下个下山采区，集中于上水平出煤，称山采区，集中于上水平出煤，称“剃头下剃头下山山”。主要生产转入下水平后，原下山采区改为上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。山采区开采，集中下水平出煤。优点：优点：缓和水平接替，利于矿井延深。缓和水平接替，利于矿井延深。缺点：缺点：采区提升更换方向，重新布置车场。采区提升更换方向，重新布置车场。使用：使用：煤层煤层16 ，水平接替紧，采用此法。，水平接替紧，采用此法。主

14、井在新水平集中出煤，经溜井放煤主井在新水平集中出煤，经溜井放煤到新水平到新水平优点：优点：提升系统简单，提升机运转条件好。提升系统简单，提升机运转条件好。缺点：缺点：多开溜井，增加提升费用。多开溜井，增加提升费用。使用：使用：水平过渡期短，可用此法水平过渡期短，可用此法利用副井提一部分煤利用副井提一部分煤优点优点：不增加设备。：不增加设备。缺点：缺点：改造地面系统。改造地面系统。（二）通风（二）通风要求：要求：上下两个开采水平独立通风；上下两个开采水平独立通风；维护原（上）水平采区上山（岩石上山维护原（上）水平采区上山（岩石上山为好）为新水平回风道。为好）为新水平回风道。利用上水平运输大巷的配

15、风巷为新水平回利用上水平运输大巷的配风巷为新水平回风道。风道。分组集中大巷布置时，新水平通风利用原分组集中大巷布置时，新水平通风利用原水平上煤组分组集中大巷。水平上煤组分组集中大巷。2m1m1 2344mm（三）排水（三）排水一段排水。上水平的水涌入下水平水仓，一段排水。上水平的水涌入下水平水仓，集中排到地面。集中排到地面。两段独立排水。两个水平各有排水系统。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，两段接力排水。下水平的水排至上水平，后统一排到地面。后统一排到地面。两段联合排水。上下水平共用一套管路，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

16、水泵，上下水设三通阀控制，上下水平各有水泵，上下水平均可排水。平均可排水。排水排水据井下涌水大小、水平过渡期长短、设备情据井下涌水大小、水平过渡期长短、设备情况等因素，选定排水方式。上述的一段排水况等因素，选定排水方式。上述的一段排水两段接力排水方法和下水平的水排至上水平，两段接力排水方法和下水平的水排至上水平，后统一排到地面的方法应用较多。后统一排到地面的方法应用较多。第二节第二节 矿井技术改造矿井技术改造Concept：矿井技术改造矿井技术改造 利用矿井原有的基础和设施，用现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代新技术、新工艺、新装备、新材料对原有的生

17、产系统、设备、工艺等进行更新和改造。系统、设备、工艺等进行更新和改造。矿井技术改造的目的矿井技术改造的目的 扩大矿井生产能力扩大矿井生产能力一、矿井改扩建一、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。和超过设计生产能力的矿井进行的技术改造。 （一）矿井改扩建的基本条件（一）矿井改扩建的基本条件足够的煤炭储量足够的煤炭储量开采条件（煤层赋存、地质构造）合适开采条件（煤层赋存、地质构造）合适有增产潜力（原生产系统、设施）有增产潜力（原生产系统、设施）（二）矿井改扩建方式（二）矿井改扩建方式矿井合理集中生

18、产矿井合理集中生产矿井开拓系统技术改造矿井开拓系统技术改造矿井生产系统技术改造矿井生产系统技术改造二、矿井合理集中生产二、矿井合理集中生产生产集中化生产集中化 指生产手段和劳动力在时间和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，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用最少的劳动消耗，取得最大的产量和最佳经济效果。经济效果。生产集中化的途径：矿井合并、扩大井田范生产集中化的途径：矿井合并、扩大井田范围、提高开采强度围、提高开采强度矿井合并矿井合并l相邻井田在向深部发展中合并相邻井田在向深部发展中合并片盘斜井群合并，我国曾将片盘斜井群合并

19、，我国曾将94处合并为处合并为31处处富力矿上部富力矿上部7对片盘斜井，深部集中开拓，对片盘斜井，深部集中开拓，A由由108万万t/a189万万t/a200万万t/al新旧矿井合并新旧矿井合并淮北局，原淮北局，原26对矿井，现为对矿井，现为9个矿井个矿井扩大井田范围扩大井田范围毕各庄井田不再建矿，划归范各庄矿井田毕各庄井田不再建矿，划归范各庄矿井田-4802-900-800-700-700-600-500-400-300-20031-12057-3106毕各庄区4矿井单独集中改造矿井单独集中改造加大水平垂高、采区尺寸、工作面长度和工作面连加大水平垂高、采区尺寸、工作面长度和工作面连续推进长度、

20、提高单产续推进长度、提高单产水平集中水平集中 一个水平保矿井产量（一个水平保矿井产量（16 时，上下时，上下山开采）山开采）采区集中采区集中 适当加大采区走向长度；联合布置采区；适当加大采区走向长度；联合布置采区； 综采采区一面保产，普采、炮采采区综采采区一面保产，普采、炮采采区 两面保两面保产。产。采面集中采面集中 提高提高A的关键。的关键。一矿一区一面，一矿一区两面，一矿一区一面，一矿一区两面，跨上下山或石门开采，倾斜长壁跨上下山或石门开采，倾斜长壁三、改扩建矿井的开拓系统改造三、改扩建矿井的开拓系统改造l由单一井筒（硐）开拓形式改造为综合由单一井筒（硐）开拓形式改造为综合开拓形式开拓形式

21、原平硐开拓，延深新水平时增立井或斜井原平硐开拓，延深新水平时增立井或斜井原斜井开拓，延深新水平时新增立井（多作副原斜井开拓，延深新水平时新增立井（多作副立井）立井）原立井开拓，延深新水平时新增斜井（多作主原立井开拓，延深新水平时新增斜井（多作主斜井）斜井）l l 综合开拓形式矿井的开拓系统改造综合开拓形式矿井的开拓系统改造立井箕斗提升改造为斜井胶带提升（主斜副立）立井箕斗提升改造为斜井胶带提升（主斜副立）四、矿井生产系统的技术改造四、矿井生产系统的技术改造改造矿井生产系统的薄弱环节改造矿井生产系统的薄弱环节矿井井下生产系统包括：提升、运输、通风、矿井井下生产系统包括：提升、运输、通风、排水、动力供应排水、动力