-第十六章井田開拓的基本問題-

授課人：潘衛(wèi)東第十六章.井田開拓的基本問題第三篇：礦業(yè)工程系—采礦工程專業(yè)辦公室：綜合樓313聯(lián)系電話/p>

二開采水平垂高確定1、

合理的階段斜長1）合理的區(qū)段數(shù)；緩斜3~5個，中急斜2~3個2）煤的運輸；溜煤眼長度小于70~100m3）輔助提升運輸；絞車運輸ф1.6m-880m,ф2.0m-1130m,無極繩：上山1000~1500m，下山700~1200m;盤區(qū)開采：上山小于2000m，下山小于1500m,石門盤區(qū)不受限制。2、

開采水平的儲量及服務(wù)年限必須滿足設(shè)計規(guī)范要求的第一水平的服務(wù)年限（表14-3）二開采水平垂高確定3、經(jīng)濟上有利的水平垂高開拓工程量和裝備費是不因水平垂高的大小變化而增減的。而維護運輸排水等生產(chǎn)費用則隨水平垂高加大而有所增加。經(jīng)濟上有利的水平垂高就是要尋求其最佳的平衡點。4、開采水平垂高的發(fā)展趨勢礦井開采水平垂高逐漸加大。1994年發(fā)布的煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范規(guī)定：在大中型礦井中，緩（傾）斜、中斜煤層的階段垂高為150～250m，急（傾）斜煤層的階段垂高為100～150m。2005年發(fā)布的煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范規(guī)定：在大中型礦井中，緩（傾）斜、中斜煤層的階段垂高為200～350m，急（傾）斜煤層的階段垂高為100～250m。三、上、下山開采的應(yīng)用下山及下山開采下山：位于開采水平以下為本水平或采區(qū)服務(wù)的傾斜巷道。運輸下山，軌道下山，通風(fēng)行人下山等。下山采區(qū)：開采水平之下的采區(qū)。下山開采：利用原開采水平的井巷和設(shè)施，開采該開采水平之下的采區(qū)，煤從下向上運輸。上下山開采：一個開采水平既采上山階段又采下山階段。上、下山開采比較

（a）上、下山開采；（b）上山開采

1、上下山開采的比較比較利用原有開采水平進行下山開采；另設(shè)開采水平進行上山開采。下山開采在技術(shù)上的問題隨煤層傾角變小而變?nèi)跸律介_采在經(jīng)濟上有利，上山開采在技術(shù)上優(yōu)越。

2、下山采區(qū)巷道布置上下山采區(qū)劃分一致，對應(yīng)的上、下山盡量靠近，以便利用：上山采區(qū)裝車站、煤倉、車場產(chǎn)量大、CH4大，可用三條下山。下山采區(qū)回風(fēng):維護上山采區(qū)上山及總回風(fēng)道，風(fēng)井及通風(fēng)設(shè)施為下山采區(qū)通風(fēng)。利用運輸大巷配風(fēng)巷回風(fēng)。多水平上下山開采的第二水平的回風(fēng)在第二水平的上山部分設(shè)總回風(fēng)巷，利用上山或石門直通第一水平回風(fēng)系統(tǒng)；3、下山開采的應(yīng)用條件1）煤層16，CH4低，涌水量小，最優(yōu)。2）井田深部邊界不一，儲量不足，不宜再延深或設(shè)水平。有時可通過用下山開采，起勘探煤層作用。3）多水平開采礦井，開采強度大，井田走向短，上下水平接替緊張。通過下山掘一部分下水平的大巷、車場、水倉等，加快下水平開拓延深。4、下山開采與主下山開采的區(qū)別主要下山：集中下山，中央下山、暗斜井。在井田某一開采水平中央布置主要下山；在主要下山下部設(shè)立開采水平；主要下山下部的開采水平仍為上山開采。

多水平暗斜井延深上山式開采

四、輔助水平的應(yīng)用（subsidiarylevel）輔助水平（中間水平）—在開采水平內(nèi)，因生產(chǎn)需要（局部階段斜長過大）而增設(shè)有運輸大巷的水平位置及所服務(wù)的開采范圍。一個開采水平開采兩個上山階段，在兩上山階段間設(shè)輔助水平，其水平垂高H=H1+H2

輔助水平設(shè)石門、階段大巷、不設(shè)井底車場。輔助水平的煤運到開采水平，由開采水平井底車場運至地面。特點：只擔(dān)任輔運、通風(fēng)及人員升降等任務(wù)。輔助水平的應(yīng)用水平垂高過大，開采技術(shù)困難。多水平上下山開采的礦井，上水平下山采區(qū)輔運、通風(fēng)、排水困難下水平需要解決回風(fēng)問題。急斜煤層礦井，階段垂高較小，當(dāng)∑M較小時，水平的T不滿足,要求加大H，在兩開采水平間設(shè)輔助水平,現(xiàn)少用。近水平煤層，開采水平置于主采煤層中，主采煤層以上或以下的煤層設(shè)輔助水平，開設(shè)簡易車場擔(dān)任輔運、通排等任務(wù)。應(yīng)用原則—輔助水平增加井下運輔環(huán)節(jié)，生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜化。有明顯的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)越性方可使用。

急（傾）斜煤層階段間輔助水平

近水平煤層煤組（層）間輔助水平五.開采水平及位置選擇劃分急斜煤層：一個開采水平只采上山階段。緩、中傾斜煤層：合理的階段斜長—照顧主要塊段；當(dāng)16時，上下山開采；近水平煤層：開采水平在煤組內(nèi)的合理位置及標(biāo)高煤層間距近—開采水平設(shè)底部煤層中煤層間距遠—分組設(shè)開采水平。第二節(jié)開采水平大巷布置大巷—為整個開采水平或階段服務(wù)的水平巷道。運輸大巷—為整個開采水平或階段運輸服務(wù)的水平巷道。擔(dān)負(fù)煤、矸、物料和人員的運輸，通風(fēng)、排水及鋪設(shè)管線等。是礦井的“動脈”。一.階段運輸大巷運輸方式和設(shè)備1礦車軌道機車運輸（locomotivehaulage）軌距：600mm，900mm礦車：固定箱式1t，3t底卸式,側(cè)缷式3t，5t礦車軌道運輸優(yōu)點：

1)煤、矸、物料、人員可統(tǒng)一運輸解決；

2)運輸能力大，機動，適應(yīng)生產(chǎn)不均衡變化要；

3)可分運不同牌號的煤；

4)煤塵少，利于安全；

5)遠距離運輸不困難。礦車軌道運輸要求：能適應(yīng)多彎道，要求大巷平2、膠帶運輸beltconveyer膠帶運輸優(yōu)點能力大，連續(xù)運輸，效率高；容易自動化；裝卸簡單；膠帶運輸要求：巷道直或分段直輔助運輸另開輔助運輸大巷，一般由礦車，軌道。適用：運輸距離短，運量大，煤種單一二.大巷斷面和支護1.斷面：滿足運輸、通風(fēng)、行人、安全和鋪管線的要求。大中型礦井—一般雙軌巷道斷面；中小型井—單軌巷道斷面。設(shè)單軌時，要在井底車場與采區(qū)車場之間設(shè)雙道錯車線，其長度≮1列車長；能力富裕系數(shù)為1.3。風(fēng)速①礦車運輸≯8m/秒,設(shè)計時最大用6m/秒.②膠帶運輸設(shè)計V4m/s

2.支護：一般錨噴或砌碹，大巷位于自燃煤層中必須砌碹，煤層大巷也可U型鋼支架或錨噴。中小型井可用砼裝配支架、錨噴等。3.大巷數(shù)目：軌道運輸大巷一般一條，有時加配風(fēng)巷（副巷）斷面不滿足，斷面又不能過大，地溫高；可用兩條。膠帶運輸大巷新設(shè)計礦井，一般2條

a、一條膠帶大巷，一側(cè)設(shè)600毫米檢修道

b、另一條輔助運輸。兩條大巷布置：膠帶運輸大巷一般與軌道輔運大巷平行布置，同水平或略高，膠帶大巷可高于軌道大巷410m，便于處理主體交叉。三.大巷的方向和坡度1.大巷的方向：與煤層走向（近水平煤層煤層主要延展方向）基本一致，應(yīng)盡量取直或分段取直，但要考慮維護和煤倉高度膠帶運輸大巷必須取直或分段取直軌道運輸大巷雖能適應(yīng)彎道，但應(yīng)盡量取直，以利減少工程量。軌道運輸大巷要求：600mm軌距，R＞12m,900mm軌距,R＞15m。2.大巷的坡度：利于運輸和泄水。一般：i=3~5‰向井底下坡.大巷應(yīng)用情況：國內(nèi)：多用機車運輸；大型礦井用膠帶。國外：大巷膠帶：占30%一般認(rèn)為:井田面積小時，膠帶運輸；井田面積大時，用機車運輸；具體使用應(yīng)該進行分析比較?？偟内厔荩耗z帶運輸增加。四.階段運輸大巷的布置方式

1、單層布置:分層大巷—用主要石門聯(lián)系各煤層大巷，分層大巷布置方式特點：各可采煤層均布置大巷，各煤層單獨布置采區(qū)；一般沿煤層掘進，施工及裝備簡單、速度快，主石門工程量不大；先開拓上煤層初期工程量少，投資少；大巷數(shù)目多，維護工作量大；采區(qū)數(shù)目多、占管線設(shè)備多，采區(qū)能力低，生產(chǎn)不集中，管理不方便；煤柱多，煤損大。適用條件

適用：井田走向不大，高產(chǎn)高效集中化生產(chǎn)礦井，煤層間距大，間距50~70m以上的煤層，可單獨布置。

2、集中布置（集中大巷—各煤層用采區(qū)石門聯(lián)系）集中大巷布置特點：開采水平內(nèi)只設(shè)一條或一對集中運輸大巷，用采區(qū)石門聯(lián)絡(luò)各煤層。總掘進量小，占用管線少；但巖石掘進量大。

(當(dāng)下部為薄及中厚煤層，圍巖穩(wěn)定時，大巷可置于下煤層中。減少巖石工程量。)

巖巷、易維護；生產(chǎn)集中，便于管理；數(shù)個煤層可同時準(zhǔn)備和回采，能力大。初期工程量大，建井期長。適用條件

適用：井田走向距離大，煤層數(shù)目多、層間距小，層間距50m的礦井。3、分組布置（集中大巷—用主要石門聯(lián)系分組大巷）分組布置特點：據(jù)煤層間距，分為若干煤組；每組煤布置一條分組集中大巷，各煤組分別布置采區(qū)。各組設(shè)集中大巷，用主石門將各組大巷連接起來，各煤組分設(shè)采區(qū)。初期工程量大。兼有分層大巷和集中大巷的部分特點。適用：煤層組間距70m。4、分層、分組與集中大巷的選擇應(yīng)用主要決定于礦井開采的煤層層數(shù)、層間距、傾角、開采強度及安全要求等因素。煤層間距大、傾角緩、石門長度大，井田走向長度短，可用分層大巷布置；煤層層間距小、傾角較大，石門長度短，井田走向長，宜用集中大巷布置。4、分層、分組與集中大巷的選擇應(yīng)用礦井選擇應(yīng)用的情況：1）層間距小于50m的煤層一般采用集中布置，2）分組集中布置的分組間距一般大于70m。3）結(jié)合礦井煤層條件和開拓布置情況，提出若干個可行方案，進行技術(shù)、經(jīng)濟和安全等方面的綜合比較。內(nèi)容包括：開拓工程量和巷道掘進費、巷道維護費、運輸費、煤柱損失、安全生產(chǎn)條件等。上下水平同采時的分組集中運輸大巷布置

5、多大巷布置對開采近水平煤層的礦井，由于進風(fēng)和回風(fēng)的需要，或主輔運輸分離的要求，通常是沿煤層主要延展方向平行布置一對或一組3條大巷，一條鋪設(shè)膠帶運煤，一條作為輔助運輸，一條用于回風(fēng)。當(dāng)?shù)V井采用連續(xù)采煤機房柱式開采時，采掘設(shè)備同一，采掘工藝合一，為發(fā)揮采掘成套設(shè)備的效能，要求煤層大巷掘進實行多頭輪流作業(yè)，因而在煤層內(nèi)成組布置平行大巷，每組大巷由3～12條組成，形成煤層多大巷布置。黃陵一號礦多大巷布置

五.階段運輸大巷位置1、運輸大巷位置要求：服務(wù)時間長；處于不受或少受采動影響的位置。2.煤層大巷位置：分煤層大巷—沿煤層布置；集中大巷—煤組最下部穩(wěn)定的薄及中厚煤層中分組集中大巷—煤組最下部穩(wěn)定的薄及中厚煤層中五.階段運輸大巷位置3.煤層大巷施工：

i、按腰線沿煤層掘進—適合機車運輸；

ii、按中線沿煤層掘進—適合膠帶運輸；

iii、按中線及腰線掘進大巷—適合機車和膠帶

4、巖層大巷（巖石大巷）位置至煤層法線距：1530m；巖性穩(wěn)定的巖層中；布置在壓力傳播影響角之外；利于布置采區(qū)煤倉和車場；5.巖層大巷施工：按中線及腰線取直或分段取直；煤層內(nèi)設(shè)副大巷—探巷，超前勘探，及時為巖石大巷定向。煤層穩(wěn)定時不設(shè)副大巷，隔一定距離用探巷或鉆孔探煤層位置

6、急斜煤層大巷位置底板滑動線之外1020m。

7、大巷的保護掘前預(yù)采—先開卸壓工作面，在采空區(qū)維護大巷；跨大巷回采—采區(qū)最下一個區(qū)段布置回采工作面，跨大巷回采

多水平上下山開采時下水平用輔助水平大巷回風(fēng)六、高產(chǎn)高效特大型礦井大巷布置主要技術(shù)特征是：（1）采掘工作面高速度推進（2）采出煤流高強度運送（3）礦井生產(chǎn)高度集中（4）開采布置的參數(shù)大

(5)采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)的概念淡化大巷布置的主要特點是：（1）礦井主要大巷布置在主采煤層中，由一條膠帶主運輸大巷，1～2條無軌膠輪車輔助運輸大巷和1條回風(fēng)大巷組成。大巷兩側(cè)側(cè)直接布置分帶工作面，巷道支護方面全部實現(xiàn)了錨桿化。（2）在近水平煤層條件下，改傳統(tǒng)的大巷水平布置為具有一定角度的斜巷布置，主運輸采用強力膠帶輸送機，輔助運輸采用防爆低污染柴油機為動力的無軌膠輪車。配合使用連續(xù)采煤機掘巷，使煤巷掘進速度加快。（3）一般回采巷道布置多采用多巷布置方式。第三節(jié)井田開拓特征、參數(shù)及發(fā)展一、開拓方式的井田特征1995年我國國有重點煤礦平均開采深度已達428.8m，立井開拓平均開采深度則為522.4m。開采深度在800m以上的礦井有25處，大多為立井開拓。全國重點煤礦表土層平均厚度為25.30m，而立井開拓平均表土層厚度為75.84m。第三節(jié)井田開拓特征、參數(shù)及發(fā)展我國礦井井田尺寸在上世紀(jì)50年代一般偏小，大型礦井井田走向長度有的僅3000～5000m。最新統(tǒng)計表明，全國國有重點煤礦，特大型、大、中、小型井田平均走向長度分別為9.21km、7.7km、5.95km、4.2km，與設(shè)計規(guī)范規(guī)定基本一致。二、礦井生產(chǎn)能力國有重點煤礦礦井平均生產(chǎn)能力1977年平均為0.53Mt／a，1995年提高到0.78Mt／a，并有進—步發(fā)展的趨勢。大型、特大型礦井具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢，1995年前后，我國特大型礦井共有26處，平均生產(chǎn)能力3.53Mt／a。目前有千萬噸級礦井25個，能力3.4億噸；在建14個能力1.72億噸。國有大型井469個，能力14.23億噸。礦井開拓方式，礦井平均生產(chǎn)能力以綜合開拓為最高，平均為1.06Mt／a;其次為立井開拓，平均為0.99Mt／a；平硐、斜井分別為0.63Mt／a、0.51Mt／a。三、井筒（硐）形式90年代末我國井筒（硐）形式采用立井開拓的生產(chǎn)能力、數(shù)量比重分別占37.11％和29.22％。采用