《采煤概论》精品课程ppt课件

1、河南理工大学精品课程第二篇 井田开辟第5章 井田开辟中的几个主要问题.本章主要内容第5章 井田开辟中的几个主要问题第一节 井筒位置及数目确实定第二节 开采程度确实定第三节 阶段大巷布置第四节 井底车场第五节 矿井开辟延深 .第一节 井筒位置及数目确实定井筒是矿井最重要的井巷工程。它是矿井由地下通向地面的出口，是煤炭、资料、设备、人员、风、电的必经之路，是整个矿井消费系统的咽喉。井硐往往是矿井建立中影响初期投资和建井工期的关键性控制工程。此外，井硐的位置和数目还对矿井消费系统的技术合理性，矿井消费运营的经济合理性以及资源回收率等都有着重要影响。普通地，一个矿井至少应有一主一副两个井硐，主井担负煤

2、炭提升，副井担负辅助提升义务。 所谓井筒位置，主要是指两个方面，一是井口和井底沿井田走向和倾斜方向的位置；二是井筒本身所经过的岩层层位。.第一节 井筒位置及数目确实定选择井筒位置应从地面要素、地下要素和技术经济要素等三方面进展论证和比较。一、地面要素的影响1能充分利用地形，使地面消费系统和工业场地布置合理，尽能够减少地面工业场地的土石方工程量。2地面工业场地应尽能够少占或不占良田，特别是不要占用高效农田。3井口标高应高于当地历史最高洪水位，并具有良好的泄、排洪条件，免受洪水危胁。4井口所在地工程地质条件要好，要防止滑坡、崩坍、地表沉陷的影响。5距林区较近时，应给井口留有足够的防火间隔，免受森林

3、火灾的影响。6要充分思索各种人为要素。特别是地方煤矿和乡镇、个体煤矿，要充分留意地面场地、交通等引发的各种矛盾，如井口占地的归属、矸石排放方式等。.第一节 井筒位置及数目确实定二、地下要素1井硐穿过的岩层应有良好的地质条件，尽能够防止穿越流沙层、强含水层和地质破坏猛烈带等不利于井硐掘进和维护的地带。2井硐落底位置应能保证各程度井底车场巷道和硐室处于巩固、完好的岩层中，坚持井底车场良好的维护条件。3井硐应防止老窑采区及其垮落岩层的影响。4井硐应尽能够布置在薄煤带或不受采动影响的井田边境之外，以减少工业场地煤柱损失。5井硐位置应保证井硐延深时， 不受底板强含水层水患要挟。三、技术经济要素1井硐落底

4、位置应尽能够使井下运输、提升等消费环节简单。2井硐落底位置应尽能够使开辟工程量小，建井快，出煤早。3井硐落底位置应尽能够降低煤炭运输费等运营费用并使矿井消费易于管理。.第一节 井筒位置及数目确实定井硐落底位置在以上原那么下，应优先思索有利于第一开采程度，并兼顾其它程度。在条件答应时，井筒落底最好接近第一程度运输大巷。井硐落底沿井田走向的合理位置，普通在井田储量沿走向分布的中央，这样可以构成比较平衡的双翼井田，煤在井下沿走向的平均运输间隔最短、运输任务量最小、运费最省。矿井两翼开采，其消费、通风平衡，通风费用低。立井井筒沿井田倾斜方向布置方案1井筒；2石门；3富含水层；4井筒及工业场地煤柱.第二

5、节 开采程度确实定井田沿倾斜方向划分为阶段后，就要确定开采程度。如前所述，一个程度可以为一个阶段效力，也可以为两个阶段效力。 一、采区下山开采在多程度开辟的井田中，每一个程度可以只开采上山阶段，也可以开采上、下山两个阶段。决议能否采用下山开采的要素很多，最主要的是矿井根本建立的工程量和根本建立投资的大小以及消费技术条件和要素等。当阶段高度一定时，采用上、下山开采比只用上山开采程度数目少，井底车场、硐室等工程量及有关设备相应减少，因此根本建立投资也相应降低。同时，由于程度数目减少，每个程度的效力年限增长，这有利于矿井消费的平衡。.第二节 开采程度确实定 从消费技术上讲，采区上山开采与采区下山开采

6、在运输、排水、通风、掘进等方面都有各自的特点。 采区上山开采，煤是向下运输，运输才干大、动力耗费少、运输费用的单价较低；但是，煤有反向运输，矿井运输提升的总费用比下山开采略大一些。 采区上山开采的排水系统简单，采区内的涌水可以直接由采区上山道自流到阶段平巷。而采区下山开采的排水就复杂得多。下山采区排水可以采用各区段逐段排水的方法，也可以采用由采区下部集中一次排水的方法。和上山开采比较，无论哪一种排水方法都要添加排水设备和排水费用。 在通风方面，上山开采回风平巷位于阶段上部，采区的进风巷与回风巷往往相距较远，不易漏风。而采用下山开采时，进风巷与回风巷相距较近，因此漏风的能够性大，使采区的通风效率

7、降低，且采区内通风构筑物增多，通风管理较困难，这对高瓦斯矿井那么更为不利。 采区下山开采的掘进任务除掘进时的通风比采区上山容易以外，其装载、运输、排水等环节都比采区上山掘进困难，尤其是当煤层的倾角大和煤层涌水量大时，采区下山的掘进任务就更加困难。.第二节 开采程度确实定普通缓倾斜煤层，只需当煤层倾角较小，瓦斯含量较低，涌水量不大时，适于既采用上山开采，又采用下山开采，即一个开采程度为上、下山两个阶段效力。.第二节 开采程度确实定二、开采程度确实定根据井田内划分阶段的多少，可以设一个或几个开采程度。这主要取决于井田的斜长和阶段尺寸的大小以及能否采用下山开采。开采程度的尺寸用程度垂高表示。程度垂高

8、指的是该程度开采范围煤层的垂直高度。假设一个程度只采一个阶段，那么程度高度就等于阶段高度，假设一个程度既开采上山阶段又开采下山阶段，这时程度高度就是两个阶段垂高之和。随着开采程度高度增大而减少的费用有：井底车场及有关硐室、开采程度内的石门及阶段平巷等的根本建立费用，以及设备和安装等费用。随着阶段高度增大而增高的费用有：上山部分煤的运输费用、通风费用以及巷道维护费用等。 .第三节 阶段大巷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，效力年限长，工程量大，是影响矿井基建投资、建井速度和消费运营效果的重要开辟工程。 一、阶段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

9、胶带保送机运输两种。轨道运输时，大巷断面由电机车和矿车尺寸决议。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，只需弯道曲率半径能满足电机车和运转要求即可。挂腰线掘进胶带运输时，巷道断面普通比轨道运输要小。但为了机器检修，必需另开一条轨道巷与其并行。有时可将轨道与保送机布置在一条巷道内称为机轨合一，但巷道断面要添加。.第三节 阶段大巷布置二、运输大巷的布置方式根据运输大巷所效力的煤层数，它的布置方式有分层运输大巷、集中运输大巷和分组集中运输大巷三种。1、分层运输大巷在开采程度各煤层中分别开掘运输大巷，并用阶段石门或溜井与井底车场相通的叫分层运输大巷，如图55所示。分层运输大巷

10、可以沿煤层掘进，也可以在煤层底板中开掘。在煤层中开掘施工容易。掘进速度快，成巷费用低，并有助于进一步探明煤层赋存情况，补充地质资料，这对勘探程度较差，地质构造复杂的矿井有重要意义。.图55 分层运输大巷布置方式表示图1主井；2副井；3主要石门；4分层运输大巷；5分层回风巷；6回风石门；7回风井；8含水岩层.第三节 阶段大巷布置在开采程度内只开一条运输大巷为各煤层效力，这条运输大巷叫做集中运输大巷，它经过采区石门与各煤层相联络见图56。集中运输大巷的特点是：减少了大巷的掘进量和维护量，添加了联络各煤层的采区石门，有利于采区巷道结合布置，实现合理集中消费。当采用岩石集中大巷时，大巷的弯道可以减少，

11、消费期间维护条件好，可以充分发扬机车的运输才干，有利于运输任务机械化和自动化。同时，可以不留大巷煤柱，有利于提高煤炭回收率。但是，这种布置方式。建井初期需求在掘进阶段石门、运输大巷和采区石门以后才干进展上部煤层的预备与回采，因此建井期较长。另一方面，当煤层间距很大时，采区石门的长度大，采区石门的总工程量能够很大，以致呵斥技术上经济上不合理。因此，这种方式适用于煤层数目较多，煤层间距不大的矿井。.56 集中运输大巷1主井；2副井；3井底车场；4主要石门；5集中运输巷；6采区石门；7集中回风巷；8回风井.第三节 阶段大巷布置3、分组集中大巷：是前述两种方法的过渡方式，它兼有前两种方式的部分特点。

12、当井田内各煤层的层间有大有小用一条集中运输大巷效力于全部煤层在技术经济上都不合理时，可以各煤层的间距及煤层特点将煤层分为假设干煤组，每一煤组布置一条运输大巷担负本煤组的运输义务，称为分组集中大巷。分组大巷以采区石门联络本煤组各煤层 。.第三节 阶段大巷布置三、运输大巷的位置运输大巷在煤层群或煤组中的详细位置直接关系到大巷掘进和维护的难易程度。大巷位置与大巷布置方式关系亲密。普通地，对效力年限较长的大巷如程度效力年限长的集中大巷、分组集中大巷等，最好布置在不受采动影响的煤层或煤组底板岩石中。当大巷效力年限不太长，煤组下部煤层为薄及中厚煤层，煤质巩固、围岩稳定且自燃倾向不严重和煤与瓦斯突出危险较小

13、时，也可沿该煤层布置。.第三节 阶段大巷布置四、阶段回风巷布置矿井阶段回风道的布置与运输大巷布置的原那么根本一样。实践上，本程度的运输大巷常作为下程度的总回风大巷。矿井第一程度的回风巷布置应根据情况区别对待。对于开采急倾斜、倾斜和大多数缓倾斜煤层的矿井，第一阶段的回风巷可设在煤组稳定的底板岩石中。有条件时，可设在煤组下部煤组巩固，围岩稳定的薄及中厚煤层中。当井田上部冲积层较厚，且含水丰富时，井田上部边境必需留设防水煤柱，第一阶段的回风平巷可以布置在防水煤柱中。开采近程度煤层群，矿井沼气含量高时，为防止下行风，回风巷可以布置在上部煤层或顶板岩石中，并与运输大巷重叠布置，以减少护巷煤柱损失。.第四

14、节 井底车场井底车场是井硐与井下主要巷道衔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、供电效力，是连结井下运输和井筒提升的枢纽。 一、井底车场的型式和特点由于井筒方式、提升方式、大巷运输方式的不同，井底车场型式也各不一样。根据矿车在车场内运转的特点，井底车场均可分为环行式和折返式两大类。.第四节 井底车场1环方式井底车场环形井底车场的特点是重列车在车场内总是单向运转。因此调车任务简单，可以到达较大的经过才干。但车场的开辟工程量较大。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。 .图58 立井刀式

15、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资料车线；19绕道回车线；20调车线；N1、N2、N3、N4、N5道岔编号.图59 立井环行井底车场表示图a卧式车场；b斜式车场；c立式车场1主井；2副井；3主井重车线；4-主井空车线5调车线；6回车饶道；7主要运输大巷.第四节 井底车场2折返式井底车场折返式车场的特点是空、重车在车场内有折返运转。根据车场两端能否可以进出车，折返式车场又可分为梭式和尽头式两种。 梭

16、式车场，如图510示，其主要特点是：主井储车线完全布置在主要运输巷道上，列车往返运转需经翻笼一侧的轨道。这种车场的优点是：开辟工程量小，车场弯道少。尽头式车场与梭式车场的线路布置根本类似。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辟量小，巷道交岔点和弯道少，行车平安。但由于巷道断面大，需求布置在比较巩固的岩石中，否那么维护困难。 .图510 立井折返式井底车场表示图a立井梭式车场；b立井尽头式车场1立井重车线；2立井空车线；3副井重车线；4副井空车线；5资料车线；6调车线；7经过线 .第四节 井底车场二、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思索

17、以下主要原那么：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车场经过才干较矿井实践消费才干富有30以上；3减少巷道开辟工程量，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，增大并底车场的经过才干；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。.第五节 矿井开辟延深矿井开采将逐渐地向深部开展，每隔一段时间，就需求延深井筒，开辟新的程度。消费矿井的开辟延深，是煤炭消费过程中保证开采延续进展的必要措施，它对发掘矿井消费潜力，提高矿井消费才干具有艰苦影响。一、矿井延深的原那么1充分利用老矿原有设备、设备，发掘现有的消费潜力。2尽量减少对现有消费程度的影响，并有利于下程度的延深，同时，力求消费系统简单，