采礦工程基礎(chǔ)知識(shí)

-z.根底知識(shí)煤層分類按厚度分類：薄煤層---煤層厚度在1.3m以下；小于0.8m常稱為極薄煤層；中厚煤層---煤層厚度1.3～3.5m；厚煤層---煤層厚度大于3.5m。按傾角分類：緩傾斜煤層---傾角在25°以下；小于8°也稱近水平煤層；傾斜煤層---傾角25～45°；35～45°常稱為大傾角煤層；急傾斜煤層---傾角45°以上。煤層分類目的：煤層厚度、傾角變化影響采準(zhǔn)巷道布置，采煤法、采掘和運(yùn)輸設(shè)備等選擇。礦區(qū)井田間劃分(井田境界劃分)井田劃分：結(jié)合煤田賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造，當(dāng)時(shí)開(kāi)采技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等確定井田走向、傾向邊界，即井田境界。具體容：①井田走向、傾向邊界位置；②井田沿煤層走向長(zhǎng)度、傾斜向水平投影寬度(傾向?qū)挾?；③井田水平投影面積人為劃分井田(1)傾斜向a.垂直劃分當(dāng)煤層傾角較小，特別是近水平煤層時(shí)，用一鉛垂剖面來(lái)劃分井田之間的深部、淺部邊界。b.水平劃分傾斜或急傾斜煤層中，常以煤田主采煤層底板等高線為依據(jù)的*一水平面作為劃分井田之間的深、淺境界。c.按煤組劃分(傾斜劃分)煤層賦存很淺，煤組之間的間隔距離較大，將不同煤組劃歸不同礦井開(kāi)采。(2)走向向一般采用鉛垂剖面劃分法。階段、采區(qū)、區(qū)段階段圍，沿走向把階段劃分為假設(shè)干塊段，每一塊段稱為采區(qū)。采區(qū)傾斜長(zhǎng)度等于階段斜長(zhǎng)。采區(qū)沿傾斜向再劃分為區(qū)段。礦山巷道分類1—立井；2—斜井；3—平硐；4—暗立井；5—溜井；6—門；7—煤門；8—溜煤眼；9—上山；10—下山；11—小井；12—巖平巷；13—煤層平巷；14—暗斜井。立井——又稱豎井，為直接與地面相通的直立巷道。專門或主要用于提升煤炭的稱為主立井，主要用做提升矸、下放設(shè)備材料、升降人員等輔助提升工作的稱為副立井。暗立井——又稱盲豎井、盲立井。為不與地面直接相通的直立巷道。用途同立井。專門用來(lái)溜放煤炭的暗立井，稱為溜井；位于采區(qū)部，高度、直徑都較小的溜井稱為溜煤眼。平硐——直接與地面相通的水平巷道。其作用類似于立井，分主平硐、輔助平硐、回風(fēng)平硐等。平巷/大巷——與地面不直接相通且長(zhǎng)軸向與煤層走向平行的水平巷道。布置在煤層的稱為煤層平巷，布置在巖中的稱為巖平巷。為全階段效勞的平巷稱為大巷，如運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷。直接為回采工作面效勞的煤層平巷，稱為工作面運(yùn)輸平巷(工作面運(yùn)輸順槽)或工作面回風(fēng)平巷(工作面回風(fēng)順槽)。門/煤門——與地面不直接相通的水平巷道，其長(zhǎng)軸線與煤層走向垂直或斜交的平巷稱為門。為全階段效勞的門稱為主要門，為采區(qū)效勞的稱為采區(qū)門，為區(qū)段(采煤工作面)效勞的稱為區(qū)段門；在厚煤層，與煤層走向垂直或斜交的水平巷道，稱為煤門。斜井——與地面直接相通的傾斜巷道。斜井作用與立井、平硐一樣。不與地面直接相通的斜井稱為暗斜井或盲斜井，其作用與暗立井一樣。采區(qū)(盤區(qū))上山、下山——不與地面直接相通僅效勞于一個(gè)采區(qū)(盤區(qū))的傾斜巷道，也稱為采區(qū)上山或采區(qū)下山。上山用于開(kāi)采一個(gè)開(kāi)采水平以上的煤炭(上山階段)，下山則用于開(kāi)采一個(gè)開(kāi)采水平以下的煤炭(下山階段)。安裝輸送機(jī)的上(下)山稱為運(yùn)輸上(下)山；安設(shè)軌道進(jìn)展輔助運(yùn)輸?shù)姆Q為軌道上(下)山；另有通風(fēng)、行人上(下)山。集中上(下)山——不與地面直接相通且為一個(gè)階段或兩個(gè)以上采區(qū)效勞的傾斜巷道。斜巷——不直通地面長(zhǎng)度較短的傾斜巷道。硐室——空間三個(gè)軸線長(zhǎng)度相差不大，又不直通地面的地下巷道。例如：絞車房、調(diào)度室、炸藥庫(kù)、水倉(cāng)等巷道分類開(kāi)拓巷道——為全礦或*一開(kāi)采水平效勞的巷道，包括與采區(qū)聯(lián)系的聯(lián)絡(luò)巷。(1030a或以上)準(zhǔn)備巷道——為*一采區(qū)效勞的巷道，包括同區(qū)段聯(lián)系的聯(lián)絡(luò)巷。(35a)回采巷道——為*一采煤工作面效勞的巷道。(0.51.0a采區(qū)儲(chǔ)量計(jì)算礦井可采儲(chǔ)量礦井可采儲(chǔ)量：指礦井工業(yè)儲(chǔ)量中可采出的局部。計(jì)算Z＝〔Zc－P〕?C式中，Z—礦井可采儲(chǔ)量；Zc—礦井工業(yè)儲(chǔ)量；P—礦井永久性煤柱損失；C—礦井回采率，常指采區(qū)回采率，即采區(qū)可采出局部占采區(qū)全部工業(yè)儲(chǔ)量的比。厚煤層≥0.75，中厚煤層≥0.8，薄煤層≥0.85。采區(qū)回采率采區(qū)開(kāi)采過(guò)程中的煤炭損失包括兩局部：①回采工作面落煤損失,一般3~7%；②煤柱損失：區(qū)段煤柱、上(下)山煤柱、采區(qū)邊界隔離煤柱、采面隔離煤柱等。煤層規(guī)定的采區(qū)回采率厚煤層≮0.75中厚煤層≮0.8薄煤層≮0.85工作面回采率煤層規(guī)定的工作面回采率厚煤層≮0.93中厚煤層≮0.95薄煤層≮0.97礦井生產(chǎn)能力井型劃分〔萬(wàn)噸/年〕大型礦井：120、150、、240、300及以上中型礦井：45、60、90小型礦井：6、9、15、21、30新“規(guī)〞規(guī)定新建煤礦①大、中型礦井效勞年限〔萬(wàn)噸/年)不得低于：井型45～90120～240300～500600以上年限40/5050/6060/7070/80②小型礦井效勞年限〔千噸/年)不得低于：新規(guī)定：井型30～6090150210～300年限5101525礦井效勞年限計(jì)算T-礦井設(shè)計(jì)效勞年限，年；Z-礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)噸；A-礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬(wàn)噸/年；K-儲(chǔ)量備用系數(shù)，根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度、勘探程度選取1.3～1.5。井筒裝備選擇原則：井型；功能；井筒傾角。煤炭運(yùn)輸大型井：一般用膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，井筒傾角一般不大于18°〔上向運(yùn)輸〕或16°〔下向運(yùn)輸〕；中型井：絞車雙鉤串車提升，傾角＜25°；箕斗提升，25°～35°；小型井：絞車單鉤串車提升，傾角＜25°；如傾角≤10°，可采用無(wú)極繩運(yùn)輸。巷道煤柱煤層大巷和上〔下〕山一側(cè)煤柱薄及中厚煤層20～30m左右；厚煤層30～40m左右。區(qū)段煤柱一般而言，薄及中厚煤層為8～15m，厚煤層12～20m。采區(qū)邊界煤柱和礦井邊界煤柱采區(qū)邊界煤柱10m左右；礦間隔離煤柱一般50m寬。斷層煤柱大斷層，一側(cè)煤柱不小于30～50m；落差較大斷層，一側(cè)煤柱寬10～15m；落差較小斷層，可不留煤柱。頂板分類偽頂,直接頂,老頂,直接底,老底,人工頂板,再生頂板⑴偽頂是緊貼在上覆煤層之上,極易垮落的薄巖層,厚度一般小于0.5M,常由炭質(zhì)頁(yè)巖等硬度較低的巖層所組成.⑵直接頂上覆于偽頂或煤層之上,一般由一層或幾層泥巖,頁(yè)巖,粉砂巖,砂頁(yè)巖等比擬容易跨落的巖層所組成.⑶老頂一般位于直接頂之上,有時(shí)也直接覆于煤層之上,厚而堅(jiān)硬的巖層,常有砂巖,灰?guī)r等巖層組成.⑷直接底位于煤層之下,一般強(qiáng)度較低的巖層.⑸老底位于直接底之下,一般由砂巖,灰?guī)r等鞏固的巖層所組成.⑹人工頂板是開(kāi)采下分層煤時(shí)為阻擋上分層跨落的頂板巖進(jìn)入工作空間而鋪設(shè)的隔離層.⑺再生頂板是分層開(kāi)采時(shí)上分層跨落的頂板巖自然膠結(jié)或人工膠結(jié)而形成的頂板.采煤法分類①走向長(zhǎng)壁采煤法特點(diǎn)：回采工作面順煤層傾斜向布置(工作面布置長(zhǎng)度)，沿煤層走向推進(jìn)(工作面推進(jìn)總長(zhǎng)度)。應(yīng)用條件：緩傾斜、傾斜薄及中厚煤層。②傾斜長(zhǎng)壁采煤法特點(diǎn)：回采工作面順煤層走向布置，沿煤層傾斜向推進(jìn)，或俯采或仰采。應(yīng)用條件：近水平、緩傾斜薄及中厚煤層。③房式及房柱式采煤法在采區(qū)圍的煤層開(kāi)掘一系列硐室般的煤房。煤房之間用聯(lián)絡(luò)巷相通，形成煤房間長(zhǎng)形或正形煤柱，在煤房回采。煤房煤炭采完后即完畢，稱為房式采煤法；或煤房煤采完后，再采房間煤柱，稱為房柱式采煤法。④巷柱式采煤法在采區(qū)圍，預(yù)先開(kāi)掘大量的沿走向及傾斜向的巷道，將煤層劃分為6×6～20×20〔m〕的形煤柱，然后再有方案地回采這些煤柱，稱為巷柱式采煤法。儲(chǔ)量、地質(zhì)儲(chǔ)量分類納雍洞口煤礦地質(zhì)勘探以500m線距圈定331類資源量，以1000m根本線距圈定332類資源量，大于1000m的圈定333類資源量。井下防治水水倉(cāng)有效容積第二百八十條礦井主要水倉(cāng)應(yīng)當(dāng)有主倉(cāng)和副倉(cāng)，當(dāng)一個(gè)水倉(cāng)清理時(shí)，另一個(gè)水倉(cāng)能夠正常使用。新建、改擴(kuò)建礦井或者生產(chǎn)礦井的新水平，正常涌水量在1000m3/h以下時(shí)，主要水倉(cāng)的有效容量應(yīng)當(dāng)能容納8h的正常涌水量。正常涌水量大于1000m3/h的礦井，主要水倉(cāng)有效容量可以按照下式計(jì)算：Ｖ＝2〔Q+3000〕式中V—主要水倉(cāng)的有效容量，m3；Q—礦井每小時(shí)的正常涌水量，m3。采區(qū)水倉(cāng)的有效容量應(yīng)當(dāng)能容納4h的采區(qū)正常涌水量。水倉(cāng)進(jìn)口處應(yīng)當(dāng)設(shè)置箅子。對(duì)水砂充填和其他涌水中帶有大量雜質(zhì)的礦井，還應(yīng)當(dāng)設(shè)置沉淀池。水倉(cāng)的空倉(cāng)容量應(yīng)當(dāng)經(jīng)常保持在總?cè)萘康?0%以上。道岔選型常用窄軌道岔參數(shù)表道岔軌距：600762900軌型：1522303843類型：?jiǎn)伍_(kāi)對(duì)稱渡線穿插渡線對(duì)稱組合菱形穿插四軌套線。〔七類〕曲線半徑：4m線路間距：1300mm窄軌系列：615715915622722922630730930938643〔11個(gè)〕常用單開(kāi)道岔及線路半徑1、ZDK615/2/4，α=26°33′54″，a=1678，b=1922，L=3600，≤1t礦車，1.5/S2、ZDK615/3/6，α=18°26′06″，a=3149，b=2751，L=5900，≤1.5t礦車，1.5/S3、ZDK615/4/12，α=14°02′10″，a=3261，b=3539，L=6800，≤7t機(jī)車，3.5/S4、ZDK615/5/15，α=11°18′36″，a=3568，b=4132，L=7700，≤7t機(jī)車，3.5/S11、ZDK622/3/6，α=18°26′06″，a=3400，b=2800，L=6200，≤1.5t礦車，1.5/S12、ZDK622/4/12，α=14°02′10″，a=3462，b=3588，L=7050，≤10t機(jī)車，3.5/S13、ZDK622/5/15，α=11°18′36″，a=3768，b=4232，L=8000，≤10t機(jī)車，3.5/S14、ZDK622/6/25，α=9°27′44″，a=4673，b=5027，L=9700，≤10t機(jī)車，5.0/S15、ZDK630/3/6，α=18°26′06″，a=3548，b=2852，L=6400，≤1.5t礦車，1.5/S16、ZDK630/4/12，α=14°02′10″，a=3660，b=3640，L=7300，≤14t機(jī)車，3.5/S17、ZDK630/5/15，α=11°18′36″，a=3967，b=4333，L=8300，≤14t機(jī)車，3.5/S18、ZDK630/6/25，α=9°27′44″，a=4972，b=5128，L=10100，≤14t機(jī)車，5.0/S線路中心距設(shè)備類型及有關(guān)參數(shù)／mm線路中心距／mm設(shè)備類型軌距車寬直線段曲線段機(jī)車或底卸式礦車6001060130016006001200160019009001360160019001t礦車、1.5t礦車〔人力、串車運(yùn)輸〕60088011001300600970120014001t礦車、1.5t礦車〔無(wú)極繩運(yùn)輸〕6008801200130060097012001400單開(kāi)道岔非平行、平行線路聯(lián)接運(yùn)輸式曲線半徑600mm軌距900mm軌距機(jī)車運(yùn)輸12、15或2012、20、25或30串車運(yùn)輸6、9或129、12或15人力輔助運(yùn)輸4、69每列車的礦車數(shù)機(jī)車粘重固定式礦車／t底縱卸式、底側(cè)卸礦車／t1.01.53.03.05.0單軌7t架線式30~3514~168t蓄電池式12~161410t架線式17~1915~1712~1514t架線式29~3426~30雙軌10t架線式20~3020~22井底車場(chǎng)線路軌型、道岔及平曲線半徑運(yùn)輸設(shè)備軌型／mm軌型／mm轍叉〔M〕平曲線半徑／m牽引設(shè)備類型礦車類型單開(kāi)對(duì)稱20t以上機(jī)車5.0t及其以上底縱〔側(cè)〕卸式762、90038~436440~5014~20t機(jī)車3.0t底縱〔側(cè)〕卸式762、90030~385、6430~355.0t底縱〔側(cè)〕卸式90030~386435~407~12t機(jī)車1.0t固定式600304、5315~201.5t固定式600、762304、5315~201.5t固定式900304、5320~253.0t固定式900305420~253.0t底縱〔側(cè)〕卸式600、762305425~305.0t底縱〔側(cè)〕卸式600、900305、6330~407t以下機(jī)車1.0t固定式600224312~151.5t固定式600、762、90022~304、5315~203.0t固定式900304、5320~25無(wú)極繩絞車1.0t固定式90015~224、5330~50非機(jī)械牽引1.0t固定式60015~222、339~121.5t固定式600、90015~223、439~123.0t固定式900303、4312~15單開(kāi)道岔非