-第十六章井田开拓的基本问题-

授课人：潘卫东第十六章.井田开拓的基本问题第三篇：矿业工程系—采矿工程专业办公室：综合楼313联系电话/p>

二开采水平垂高确定1、

合理的阶段斜长1）合理的区段数；缓斜3~5个，中急斜2~3个2）煤的运输；溜煤眼长度小于70~100m3）辅助提升运输；绞车运输ф1.6m-880m,ф2.0m-1130m,无极绳：上山1000~1500m，下山700~1200m;盘区开采：上山小于2000m，下山小于1500m,石门盘区不受限制。2、

开采水平的储量及服务年限必须满足设计规范要求的第一水平的服务年限（表14-3）二开采水平垂高确定3、经济上有利的水平垂高开拓工程量和装备费是不因水平垂高的大小变化而增减的。而维护运输排水等生产费用则随水平垂高加大而有所增加。经济上有利的水平垂高就是要寻求其最佳的平衡点。4、开采水平垂高的发展趋势矿井开采水平垂高逐渐加大。1994年发布的煤炭工业矿井设计规范规定：在大中型矿井中，缓（倾）斜、中斜煤层的阶段垂高为150～250m，急（倾）斜煤层的阶段垂高为100～150m。2005年发布的煤炭工业矿井设计规范规定：在大中型矿井中，缓（倾）斜、中斜煤层的阶段垂高为200～350m，急（倾）斜煤层的阶段垂高为100～250m。三、上、下山开采的应用下山及下山开采下山：位于开采水平以下为本水平或采区服务的倾斜巷道。运输下山，轨道下山，通风行人下山等。下山采区：开采水平之下的采区。下山开采：利用原开采水平的井巷和设施，开采该开采水平之下的采区，煤从下向上运输。上下山开采：一个开采水平既采上山阶段又采下山阶段。上、下山开采比较

（a）上、下山开采；（b）上山开采

1、上下山开采的比较比较利用原有开采水平进行下山开采；另设开采水平进行上山开采。下山开采在技术上的问题随煤层倾角变小而变弱下山开采在经济上有利，上山开采在技术上优越。

2、下山采区巷道布置上下山采区划分一致，对应的上、下山尽量靠近，以便利用：上山采区装车站、煤仓、车场产量大、CH4大，可用三条下山。下山采区回风:维护上山采区上山及总回风道，风井及通风设施为下山采区通风。利用运输大巷配风巷回风。多水平上下山开采的第二水平的回风在第二水平的上山部分设总回风巷，利用上山或石门直通第一水平回风系统；3、下山开采的应用条件1）煤层16，CH4低，涌水量小，最优。2）井田深部边界不一，储量不足，不宜再延深或设水平。有时可通过用下山开采，起勘探煤层作用。3）多水平开采矿井，开采强度大，井田走向短，上下水平接替紧张。通过下山掘一部分下水平的大巷、车场、水仓等，加快下水平开拓延深。4、下山开采与主下山开采的区别主要下山：集中下山，中央下山、暗斜井。在井田某一开采水平中央布置主要下山；在主要下山下部设立开采水平；主要下山下部的开采水平仍为上山开采。

多水平暗斜井延深上山式开采

四、辅助水平的应用（subsidiarylevel）辅助水平（中间水平）—在开采水平内，因生产需要（局部阶段斜长过大）而增设有运输大巷的水平位置及所服务的开采范围。一个开采水平开采两个上山阶段，在两上山阶段间设辅助水平，其水平垂高H=H1+H2

辅助水平设石门、阶段大巷、不设井底车场。辅助水平的煤运到开采水平，由开采水平井底车场运至地面。特点：只担任辅运、通风及人员升降等任务。辅助水平的应用水平垂高过大，开采技术困难。多水平上下山开采的矿井，上水平下山采区辅运、通风、排水困难下水平需要解决回风问题。急斜煤层矿井，阶段垂高较小，当∑M较小时，水平的T不满足,要求加大H，在两开采水平间设辅助水平,现少用。近水平煤层，开采水平置于主采煤层中，主采煤层以上或以下的煤层设辅助水平，开设简易车场担任辅运、通排等任务。应用原则—辅助水平增加井下运辅环节，生产系统复杂化。有明显的技术经济优越性方可使用。

急（倾）斜煤层阶段间辅助水平

近水平煤层煤组（层）间辅助水平五.开采水平及位置选择划分急斜煤层：一个开采水平只采上山阶段。缓、中倾斜煤层：合理的阶段斜长—照顾主要块段；当16时，上下山开采；近水平煤层：开采水平在煤组内的合理位置及标高煤层间距近—开采水平设底部煤层中煤层间距远—分组设开采水平。第二节开采水平大巷布置大巷—为整个开采水平或阶段服务的水平巷道。运输大巷—为整个开采水平或阶段运输服务的水平巷道。担负煤、矸、物料和人员的运输，通风、排水及铺设管线等。是矿井的“动脉”。一.阶段运输大巷运输方式和设备1矿车轨道机车运输（locomotivehaulage）轨距：600mm，900mm矿车：固定箱式1t，3t底卸式,侧缷式3t，5t矿车轨道运输优点：

1)煤、矸、物料、人员可统一运输解决；

2)运输能力大，机动，适应生产不均衡变化要；

3)可分运不同牌号的煤；

4)煤尘少，利于安全；

5)远距离运输不困难。矿车轨道运输要求：能适应多弯道，要求大巷平2、胶带运输beltconveyer胶带运输优点能力大，连续运输，效率高；容易自动化；装卸简单；胶带运输要求：巷道直或分段直辅助运输另开辅助运输大巷，一般由矿车，轨道。适用：运输距离短，运量大，煤种单一二.大巷断面和支护1.断面：满足运输、通风、行人、安全和铺管线的要求。大中型矿井—一般双轨巷道断面；中小型井—单轨巷道断面。设单轨时，要在井底车场与采区车场之间设双道错车线，其长度≮1列车长；能力富裕系数为1.3。风速①矿车运输≯8m/秒,设计时最大用6m/秒.②胶带运输设计V4m/s

2.支护：一般锚喷或砌碹，大巷位于自燃煤层中必须砌碹，煤层大巷也可U型钢支架或锚喷。中小型井可用砼装配支架、锚喷等。3.大巷数目：轨道运输大巷一般一条，有时加配风巷（副巷）断面不满足，断面又不能过大，地温高；可用两条。胶带运输大巷新设计矿井，一般2条

a、一条胶带大巷，一侧设600毫米检修道

b、另一条辅助运输。两条大巷布置：胶带运输大巷一般与轨道辅运大巷平行布置，同水平或略高，胶带大巷可高于轨道大巷410m，便于处理主体交叉。三.大巷的方向和坡度1.大巷的方向：与煤层走向（近水平煤层煤层主要延展方向）基本一致，应尽量取直或分段取直，但要考虑维护和煤仓高度胶带运输大巷必须取直或分段取直轨道运输大巷虽能适应弯道，但应尽量取直，以利减少工程量。轨道运输大巷要求：600mm轨距，R＞12m,900mm轨距,R＞15m。2.大巷的坡度：利于运输和泄水。一般：i=3~5‰向井底下坡.大巷应用情况：国内：多用机车运输；大型矿井用胶带。国外：大巷胶带：占30%一般认为:井田面积小时，胶带运输；井田面积大时，用机车运输；具体使用应该进行分析比较。总的趋势：胶带运输增加。四.阶段运输大巷的布置方式

1、单层布置:分层大巷—用主要石门联系各煤层大巷，分层大巷布置方式特点：各可采煤层均布置大巷，各煤层单独布置采区；一般沿煤层掘进，施工及装备简单、速度快，主石门工程量不大；先开拓上煤层初期工程量少，投资少；大巷数目多，维护工作量大；采区数目多、占管线设备多，采区能力低，生产不集中，管理不方便；煤柱多，煤损大。适用条件

适用：井田走向不大，高产高效集中化生产矿井，煤层间距大，间距50~70m以上的煤层，可单独布置。

2、集中布置（集中大巷—各煤层用采区石门联系）集中大巷布置特点：开采水平内只设一条或一对集中运输大巷，用采区石门联络各煤层。总掘进量小，占用管线少；但岩石掘进量大。

(当下部为薄及中厚煤层，围岩稳定时，大巷可置于下煤层中。减少岩石工程量。)

岩巷、易维护；生产集中，便于管理；数个煤层可同时准备和回采，能力大。初期工程量大，建井期长。适用条件

适用：井田走向距离大，煤层数目多、层间距小，层间距50m的矿井。3、分组布置（集中大巷—用主要石门联系分组大巷）分组布置特点：据煤层间距，分为若干煤组；每组煤布置一条分组集中大巷，各煤组分别布置采区。各组设集中大巷，用主石门将各组大巷连接起来，各煤组分设采区。初期工程量大。兼有分层大巷和集中大巷的部分特点。适用：煤层组间距70m。4、分层、分组与集中大巷的选择应用主要决定于矿井开采的煤层层数、层间距、倾角、开采强度及安全要求等因素。煤层间距大、倾角缓、石门长度大，井田走向长度短，可用分层大巷布置；煤层层间距小、倾角较大，石门长度短，井田走向长，宜用集中大巷布置。4、分层、分组与集中大巷的选择应用矿井选择应用的情况：1）层间距小于50m的煤层一般采用集中布置，2）分组集中布置的分组间距一般大于70m。3）结合矿井煤层条件和开拓布置情况，提出若干个可行方案，进行技术、经济和安全等方面的综合比较。内容包括：开拓工程量和巷道掘进费、巷道维护费、运输费、煤柱损失、安全生产条件等。上下水平同采时的分组集中运输大巷布置

5、多大巷布置对开采近水平煤层的矿井，由于进风和回风的需要，或主辅运输分离的要求，通常是沿煤层主要延展方向平行布置一对或一组3条大巷，一条铺设胶带运煤，一条作为辅助运输，一条用于回风。当矿井采用连续采煤机房柱式开采时，采掘设备同一，采掘工艺合一，为发挥采掘成套设备的效能，要求煤层大巷掘进实行多头轮流作业，因而在煤层内成组布置平行大巷，每组大巷由3～12条组成，形成煤层多大巷布置。黄陵一号矿多大巷布置

五.阶段运输大巷位置1、运输大巷位置要求：服务时间长；处于不受或少受采动影响的位置。2.煤层大巷位置：分煤层大巷—沿煤层布置；集中大巷—煤组最下部稳定的薄及中厚煤层中分组集中大巷—煤组最下部稳定的薄及中厚煤层中五.阶段运输大巷位置3.煤层大巷施工：

i、按腰线沿煤层掘进—适合机车运输；

ii、按中线沿煤层掘进—适合胶带运输；

iii、按中线及腰线掘进大巷—适合机车和胶带

4、岩层大巷（岩石大巷）位置至煤层法线距：1530m；岩性稳定的岩层中；布置在压力传播影响角之外；利于布置采区煤仓和车场；5.岩层大巷施工：按中线及腰线取直或分段取直；煤层内设副大巷—探巷，超前勘探，及时为岩石大巷定向。煤层稳定时不设副大巷，隔一定距离用探巷或钻孔探煤层位置

6、急斜煤层大巷位置底板滑动线之外1020m。

7、大巷的保护掘前预采—先开卸压工作面，在采空区维护大巷；跨大巷回采—采区最下一个区段布置回采工作面，跨大巷回采

多水平上下山开采时下水平用辅助水平大巷回风六、高产高效特大型矿井大巷布置主要技术特征是：（1）采掘工作面高速度推进（2）采出煤流高强度运送（3）矿井生产高度集中（4）开采布置的参数大

(5)采区、盘区或带区的概念淡化大巷布置的主要特点是：（1）矿井主要大巷布置在主采煤层中，由一条胶带主运输大巷，1～2条无轨胶轮车辅助运输大巷和1条回风大巷组成。大巷两侧侧直接布置分带工作面，巷道支护方面全部实现了锚杆化。（2）在近水平煤层条件下，改传统的大巷水平布置为具有一定角度的斜巷布置，主运输采用强力胶带输送机，辅助运输采用防爆低污染柴油机为动力的无轨胶轮车。配合使用连续采煤机掘巷，使煤巷掘进速度加快。（3）一般回采巷道布置多采用多巷布置方式。第三节井田开拓特征、参数及发展一、开拓方式的井田特征1995年我国国有重点煤矿平均开采深度已达428.8m，立井开拓平均开采深度则为522.4m。开采深度在800m以上的矿井有25处，大多为立井开拓。全国重点煤矿表土层平均厚度为25.30m，而立井开拓平均表土层厚度为75.84m。第三节井田开拓特征、参数及发展我国矿井井田尺寸在上世纪50年代一般偏小，大型矿井井田走向长度有的仅3000～5000m。最新统计表明，全国国有重点煤矿，特大型、大、中、小型井田平均走向长度分别为9.21km、7.7km、5.95km、4.2km，与设计规范规定基本一致。二、矿井生产能力国有重点煤矿矿井平均生产能力1977年平均为0.53Mt／a，1995年提高到0.78Mt／a，并有进—步发展的趋势。大型、特大型矿井具有明显的技术和经济优势，1995年前后，我国特大型矿井共有26处，平均生产能力3.53Mt／a。目前有千万吨级矿井25个，能力3.4亿吨；在建14个能力1.72亿吨。国有大型井469个，能力14.23亿吨。矿井开拓方式，矿井平均生产能力以综合开拓为最高，平均为1.06Mt／a;其次为立井开拓，平均为0.99Mt／a；平硐、斜井分别为0.63Mt／a、0.51Mt／a。三、井筒（硐）形式90年代末我国井筒（硐）形式采用立井开拓的生产能力、数量比重分别占37.11％和29.22％。采用