煤矿开采学教材版-2

1、第二章 井田开拓的基本概念-书上第十六章§ 2. 1矿井储量 生产能力 服务年限一、矿井储量1、地质储量：在井田范围内所包含有的煤层的所有计算出的煤炭储量，包括平衡表内和平衡表外储量1）、平衡表内储量：在目前的技术经济条件下，所要求的煤 层质量指标（灰分、发热量等）达到可以利用的、其指标符合要 求且在目前技术条件下能够采出的储量（A+B+C+D ）。2）、平衡表外储量：目前尚难利用将来可能会利用，目前技术条件不能够采出而将来能够采出的储量。2、工业储量Zg：经过勘探，其煤层厚度和质量均合乎开采要求，而地质构造又比较清楚的平衡表内储量。A+B+C （+0.5D）（说明A、B、C、D各级

2、别的意义）1、矿井设计储量：在矿井设计中，由工业储量减去永久煤柱 的损失量。Zs=（Zg P1）Zs：矿井设计储量；Zg：工业储量精品文本Pi:永久煤柱的损失量，包括井田境界煤柱、断层煤柱、铁路、公路、河流、城镇、重要建筑等需要保护的煤柱；4、矿井设计可采煤量Zk=(Zs P2)- CZk：矿井设计可米煤量；P2：包括工业广场煤柱、井筒保护煤柱、水平大巷保护煤柱、阶段分界煤柱、主要上下山保护煤柱，可以定义为暂时煤柱。C:矿井设计的采区回采率，分为三类：厚煤层 >75%,中厚煤层方80%,薄煤层 >85%)05、各类储量之间的关系伫井设计可采储量r矿井设计储量 < (矿井可采储

3、量).工业储量，永久煤柱损失I设计损失量.能利用储量J (A+B+C)矿井地质储量4(A+B+C+D) 1 远景储量(D)I暂不能利用储量二、矿井生产能力井型大小的确定，在划分时就需考虑储量，尺寸。1、储量：指工业储量。大型井，投资多，应有较长的生产期(服务年限)，储量应大。下表是在一般情况下，矿井和第一开采水平的最低服务年限。(服精品文本务年限的计算，后面会讲到）2、开采能力：矿井生产条件能保证的原煤生产能力。主要是 采区的生产能力与同时生产的采区数。同采采区数与井型有关。600J及以上，67个以上；400500 万，46个；240、30CPJ, 34个；15R 180万，23个；120万

4、及以下，12个。3、生产环节能力提升、运输、通风、排水、供电、井底车场通过能力等等。 各环节能力，一般按设计能力进行设计，如果设备特殊，可能成 为限制矿井生产能力的因素。4、安全生产条件：主要是指瓦斯、通风、水文地质等因素。这四个因素储量是基础，开采能力是关键，各环节能力应配套， 安全生产条件必须保证。三、矿井服务年限1、计算公式:ZkA KT :矿井服务年限,A :矿井设计生产能力，万t/a或Mt/a ;精品文本K:储量备用系数，取1.31.5。2、储量备用系数的意义：考虑两个方面原因：1）、由于在地质勘探过程中，很多地质构造不能完全控制， 包括断层、褶皱、岩浆岩侵入带、陷落柱等，加大了煤柱

5、的损失 量；2）、由于国民经济建设和发展的需要，市场需要煤炭，煤炭 的需求量增加，而在矿井设计中，各个生产环节均有富裕能力， 当实际地质条件与精查地质报告所提供的资料相差不大是，实际 的矿井生产能力会提高，从而使实际的产量 A增加；鉴于以上两个原因，在计算矿井服务年限时，需要留有富裕 量。计算矿井服务年限、水平服务年限都可用此公式。采区的服 务年限计算时，是否需要可由教师来确定。不同设计矿井生产能力所要求的矿井设计服务年限及第一开采水 平设计服务年限见下表设计生产能力（万吨年）设计服务年限（年）第一开采水平设计服务年限（年）煤层倾角 25=25 45°>45°精品文本

6、60眼以上80403005007035120 2406030252045 9050252015§ 2.2开拓方式的概念及分类开拓方式：开拓巷道的布置方式通称开拓方式;、开拓方式的分类（井筒：由地面通达矿体的巷道）1、按井筒形式分：立、斜、平、综、分区域;2、按水平数的多少分：单水平、多水平;3、按开采准备方式分：上山式、下山式、上下山式、混合式;2、按开采水平大巷的布置方式分：分煤层大巷、集中大巷、分组集中。精品文本22334213式、立井多水平上山（采区）式、立井多水平上山及上下山混合（采区）式（图16-6）,绘出关系图形如上图、开拓应解决的问题1、确定井筒的形式，数目及其配合。合

7、理选择井筒及工业广场的位置2、合理地确定开采水平数目和位置（标高）3、布置大巷和井底车场4、确定矿井开采程序，做好水平的接替5、进行矿井开拓延深，深部开拓及技术改造。144如立井单水平上下山（采区）式、立井多水平上下山（采区）I 一立井单水平上、下山开拓II 一 立井多水平上、下山开拓1 一主井； 2一副井;3一井底车场；4 一开采水平运输大巷II 一立井多水平上、下山混合开拓I 一 立井多水平上山开拓211三、确定井田开拓方式的原则1、贯彻执行有关煤炭工业的技术政策， 初期工程量应少（多、 快、好、省、高、安）。2、合理集中开拓部署，生产系统简单；3、合理开发国家资源，减少煤炭损失；4、执行

8、煤矿安全规程；5、尽可能采用目前国家能够提供的新技术、 新设备、新工艺;6、有条件时，不同煤种、煤质的煤分别开采。精品文本第三章井田开拓方式（书上第17章内容）§ 3.1 立井开拓、示例一精品文本（利用CAI课件中的图讲解）（图17-1）立井、多水平、分区式、上山开拓，第一水平260,第二水1主井；2 一 副井；3 井底车场；4 一 主石门 精品文本5 一运输大巷；6 一回风大巷；7 一回风石门；8 一回风井平400。1、掘进顺序（矿井的建井计划、工程排队）2、生产系统 1）、煤，2）、料（设备），3）、风，4）、延深情况;3、各个巷道的作用:精品文本1）、主井：用于提升煤炭，有时兼

9、作回风用的立井，称主立井，简称主井。2）、副井：用于矿井辅助提升，兼作进风用的立井，称副立 井，简称副井。3）、风井：专门用于回风用的立井，称回风立井，简称风井。4）、井底车场：位于井筒附近，联结主、副井及开采水平主 要运输巷道的一组巷道和碉室的总称，是联结井下运输和 井筒提升的枢纽。5）、主石门：位于开采水平，与煤层走向直交或斜交，联结 井底车场和开采水平主要运输巷道，主要服务于开采水 平煤炭运输的水平巷道。6）、运输大巷：位于开采水平，与煤层走向基本平行，和主石 门及采区上、下山直接相连，主要服务于开采水平煤炭 运输的水平巷道。7）、回风大巷：位于开采水平上部，与煤层走向基本平行，和 回风

10、石门及采区上山直接相连，为开采水平回风服务 的水平巷道。8）、回风石门：位于开采水平上部，与煤层走向直交或斜交，精品文本联结回风大巷和风井，为开采水平回风服务的水平巷道。二、示例二（利用CAI课件中的图讲解）（图17-2）立井、单水平、分带式开拓。<15°时采用。）、示例二图立井单水平上下山开拓帝区法备）一、梯；9庙线； 4小除隔储聿； 审常或埔联礼工场"军；&-国风六者：7今静电民荏：4外常回闻神；方味琪工性面；】匕中工Jt宜；11依轴在甘：（利用CAI的彼幡船图讲解婀利用K触吗7对）：吗期痛通立井、单水平、上下山开拓精品文本精品文本设备的选择与矿井生产能力

11、密切相关矿井生产能力(Mt / a )主井井筒装备副井井筒装备0.3一对双层单车(1t)罐笼一对单层单车(1t)罐笼0.6一对6t箕斗一对双层单车(1t)罐笼0.9一对9t箕斗一对双层单车(1.5t)罐笼1.2一对12t箕斗一对双层单车(3t)罐笼1.5一对16t箕斗一对双层单车(3t)罐笼一对双层单车(3t)罐笼1.8一对16t箕斗一个双层单车(3t)罐笼带重锤一对双层双车 (1.5t)罐笼2.4两对12t箕斗一个双层单车(5t)罐笼带重锤一对双层双车 (1.5t)罐笼3.0两对16t箕斗一个双层单车(5t)或双层双车(1.5t)维龙/巾HL锤(利用CAI课件中的表讲解)(主、付井的工作，设

12、计中井筒的大小用直经表示)五、风井的布置形式(利用CAI课件中的图讲解)中央式(并列式、分列式)、两翼对角式、采区分区独立式、 1混合式并列式时，一般用主井通风，其井塔需密闭，漏风< 15%,进风时风速 <6m/s；（图 18-12 13、14、15）精品文本3、6II I、片盘斜井（利用CAI课件中的图讲解）（图17-4）§ 3.2斜井开拓1、27IIIII-4 5精品文本1 一主井；2 一 副井；3片盘车场；4片盘运输平；5 片盘回风平巷；6上煤层超前运输平巷；7 一上煤层超前回风平巷;8 一上煤层回采工作面IV是斜井开拓中最简单的开拓方式。每一阶段只能布置一个区段内

13、的工作面，也叫整阶段连续式开采。多用于小型井。大、中型井的初期可用若干对片盘，后期建集中井、集中斜井（一般就叫斜井）1 一主斜井；24 运输大巷；7 一回风井一 副斜井；3 井底车场；5 一回风大巷；6 一回风石门;1、示例（图17-3）精品文本1（利用CAI课件中的图讲解）此为斜井，多水平，分区式上山开拓，与立井开拓相比，井筒形式不同，井底车场简单1）准备;斜3)接替延深4)、巷道的作用(1)、主斜井：用于提升煤炭，有时兼作回风用的斜井，称 主斜井。(2)副斜井：用于矿井辅助提升，兼作进风用的斜井，称副 斜井。2、斜井提升设备提升设备与生产能力有关，而设备的选择又与倾角有关。一 般在煤田划分

14、为井田时，各矿井的能力就有一定的根据，基本定 下来，然后，设计矿井时，选择提升设备，设备如下：精品文本大型井：皮带、箕斗大型：用车主井中型井：箕斗付井中型：用车小型井：用车小型：中车、无极纯箕斗、用车有单钩和双钩之分，皮带提升时应有检修轨道。倾角：不同的设备，适用于不同的倾角；无极纯绞车适于<10° ,箕斗适于： =2535° ,皮带适于：<16° ,用车适于：<25 o3、斜井形式1）、沿煤斜井。小型井，服务年限短，煤质较硬。2）、底板斜井。大多数采用，距煤层法线距离>1520m3）、穿岩斜井（由底板到顶板）（图17-5）4）、反斜井（由

15、顶板到底板）（图17-6）（折返斜井）3）、4）两种情况，均是由于地面条件影响或提升设备的要求 造成，而4）完全是由于地面条件的影响，不多用。精品文本I 底板穿岩斜井II 一反斜井（顶板穿岩斜井）1 一 主斜井；2 一 副斜井；3 一 风井;4 一运输大巷；5 一回风大巷1 反斜井；2 一风井;3 井底车场；4 运输大巷；5 一回风大巷；§ 3.3平碉开拓、特点1、特点：是一种最简单最有利的开拓方式，具有投资少，占4 一风井;一主平胴；2 一运输大巷；3踵啕5 一 采区轨道上山；6 一采区运输上山有设备少，施工容易，生产环节少，出煤快，成本低。2、准备：A A采煤工作面采区准备巷道L

16、一掘进顺序主平胴运输大巷回风大巷一风井掘进顺序A 1采 区二、平碉开拓布置方式1、走向平碉：平碉沿煤层走向布置，相当于大巷一样。（图17-7）2、垂直平碉：平碉垂直煤层走向布置，到煤层底板，布置大 巷。（图 17-8）精品文本3、阶梯平碉：煤层垂高太大，外部或内部集中运下来煤。（图17-9)（在黑板上绘出图说明适用条件、优缺点）1、走向平胴开拓2、阶梯平胴开拓1 主平胴；2 一采区准备巷道三、要求平碉应有流水坡度，煤肝处理在平碉外，条件允许可在碉内§ 3.4井筒形式的分析与选择主要讲，立、斜、平开拓的优缺点及运用条件精品文本一、平碉开拓1、优缺点：有许多优点，由于少一个提升环节，整个

17、系统简单了；1）、井下出煤可直接外运，无提升环节，系统简单，费用低；2）、地面建筑简单，无井架和绞车房；3）、一般不设井底车场，水仓、水泵房，无需排水设备；4）、施工条件好，掘进速度快，初期工程量小，出煤快。5）、受地形及煤层埋藏条件限制。2、适用条件：山区。在工业广场水平之上有煤。其储量够一个水平的储量。（表61的服务年限，用T =，则Zk=T A - K计算） A K若条件较好，储量可以同相同井型的第一水平的储量少 510 年的开采量，可以用平碉开拓。二、斜井开拓1、片盘斜井1）、优点：地面建筑简单，井巷工程量小，投产快，增产潜力大，技术经济指标较好。2）、缺点：井口分散，占地多，接序紧张

18、。精品文本3)、适合条件：煤田位于浅部，露头发育，表土不厚(2030m) 水文地质条件简单，地质构造简单。2、集中斜井(优缺点是与立井比较而得)1)、优点(1)、掘进施工简单，速度快；(2)、地面建筑、井筒装备、井底车场简单，提升绞车小；(3)、第一水平石门长度短，采用中央采区时，出煤快；(4)、投资少，建井期短；(5)、延深方便，对生产干扰少；(6)、采用皮带提升时，能力大，可采用自动控制，并可多水平提升；2)、缺点(1)、同样的开采深度，斜井比立井长，辅助经营费用多， 如排水通风、供电、水气、设备线长度等。(2)、采用绞车提升时，能力小，钢丝绳磨损严重。(3)、辅助提升能力小，若过长，需多

19、段，管理复杂，能力小；(4)、难以通过特殊岩层。精品文本3）、适合条件：煤层埋藏不深、表土不厚、水文地质情况简 单、井筒不需特殊施工法施工的缓倾斜及倾斜煤层的井田。三、立井开拓1、优点1）、辅助提升能力大；2）、主井采用大断面时，可安装两套 提升设备，能力大；3）、管线短，井筒短，辅助工作容易；4）、 可以通过特殊岩层；2、缺点施工困难，地面设施复杂，井底车场布置复杂，投资大等，与斜井相对应。3、适合条件：煤层埋藏较深、表土厚、或水文地质情况比较 复杂、井筒需要特殊施工法施工，或多水平开采急缓倾斜 的矿井。四、一般情况下立、斜井的适用条件煤层埋藏深度超过400m,或有较厚冲击层，含水层、流砂层

20、 等特殊岩层，必须用立井，深度小于300m,可考虑斜井。§ 3.5 综合开拓精品文本有时，主付井或风井都采用同一种形式的井筒，技术上有困难，经济上不合理，可考虑用综合开拓。一、立、斜综合开拓1、斜主、立付。斜井用皮带，能力大，副井利用立井，能力也大。1）、特点：充分发挥皮带斜井作为主井提升的优点，克服一般斜 井作为副井的缺点。2）、适合条件：大型井和特大型井；尤其是特大型井采用。（图 17-10）1、立井一斜井开拓方式2、斜井一立井开拓方式1 一主立井；2 一 副斜井1 一主斜井；2 一 副斜井；3 一 风井;4 一副立井2、立主、斜付。主井为立井，副井为斜井1）、特点：发挥立井提升速度快、能力大、通风排水有利、精品文本浅部用斜井作为副井可节约立井施工投资的优点2）、适合条件：小型井，中、小型井，特别是中型井，当 斜井提升能力不够时采用，此时，付井用斜井足够，主井用立 井，能力足够。二、平、立或平斜综合开拓1、特点：利用平碉开拓井田浅部，利用立井或斜井开拓井田 深部。2、适合条件：适用各类井型。一般情况下，平碉完成主付井的所有工作，用