煤礦開采學(xué)課件第三篇井田開拓及礦井開采設(shè)計第二十一章 礦井開采設(shè)計第二十章 礦井開拓延深與技術(shù)改造教學(xué)幻燈片

第二十章礦井開拓延深與技術(shù)改造一、礦井的采掘關(guān)系二、礦井開拓延深三、礦井技術(shù)改造主講：林世豪一、開采順序（一）沿煤層走向的開采順序1、采區(qū)開采順序采區(qū)前進(jìn)式開采順序采區(qū)后退式開采順序課題目錄上頁下頁主講：林世豪2、采煤工作面推進(jìn)方向前進(jìn)式后退式1－采區(qū)輸送機(jī)上山；2－采區(qū)軌道上山；3－區(qū)段運(yùn)輸平巷；4－區(qū)段回風(fēng)平巷； 5－采煤工作面； 6－采區(qū)邊界線課題目錄上頁下頁主講：林世豪（二）沿煤層傾斜的開采順序1、階段間開采順序井田內(nèi)沿煤層傾斜的開采順序一般采用下行順序開采各階段。課題目錄上頁下頁主講：林世豪2、區(qū)段間開采順序（1）下行式（2）下行式（3）跳采12341234下行式上行式跳采課題目錄上頁下頁主講：林世豪（三）煤組及煤層間的開采順序煤組與煤層之間的開采，一般采用自上而下的下行開采順序

在某種特殊情況下，如：當(dāng)上部煤層有煤及瓦斯突出危險或沖擊地壓時，可采用上行開采順序，但必須層間距與采厚比達(dá)7.5以上；受多個煤層采動影響的上行開采，綜層間距與采厚比達(dá)到6.3以上，一般可在上部煤層中正常進(jìn)行掘進(jìn)和采煤。課題目錄上頁下頁主講：林世豪二、采開煤采與計掘進(jìn)劃是煤礦生產(chǎn)的兩個基本環(huán)節(jié)，采煤必須先掘進(jìn)，掘進(jìn)為采煤作準(zhǔn)備。要保持礦井穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，必須根據(jù)采煤的需要，合理安排掘進(jìn)工作。通常將采煤與掘進(jìn)的配合關(guān)系稱為采掘關(guān)系?！安删虿⑴e，掘進(jìn)先行”是煤炭工業(yè)的一項技術(shù)政策，必須認(rèn)真制定開采計劃和巷道掘進(jìn)工程計劃。課題目錄上頁下頁主講：林世豪

根據(jù)市場對礦井煤炭產(chǎn)量和質(zhì)量提出的要求，按照地質(zhì)情況和生產(chǎn)技術(shù)條件，統(tǒng)籌安排采區(qū)及工作面的開采與接替稱為開采計劃。開采計劃：采煤工作面年度接替計劃采煤工作面較長期接替計劃采區(qū)接替計劃課題目錄上頁下頁主講：林世豪（一）采煤工作面接替計劃

采煤工作面較長期接替計劃是指5～10

a的規(guī)劃，在規(guī)劃中要考慮到采區(qū)與水平的接替，以保證礦井在長期生產(chǎn)過程中的采掘平衡與協(xié)調(diào)。

采煤工作面年度接替計劃是根據(jù)采煤工作面較長時期接替計劃與生產(chǎn)實際情況做出具體的安排，每年都要安排采煤工作面的年度接替計劃和掘進(jìn)工作面的掘進(jìn)工程計劃，要按采煤和掘進(jìn)隊組，落實具體的工作地點和時間。課題目錄上頁下頁主講：林世豪課題目錄上頁下頁主講：林世豪1、編制采煤工作面接替計劃的方法和步驟根據(jù)采區(qū)和工作面設(shè)計，在設(shè)計圖上測算各工作面參數(shù)，如采高、工作面長度、推進(jìn)度和可采儲量等，并掌握煤層賦存特點和地質(zhì)構(gòu)造等情況。確定各工作面計劃采用的采煤工藝方式，估算月進(jìn)度、產(chǎn)量和可采期。根據(jù)生產(chǎn)工作面結(jié)束時間順序，考慮采煤隊力量的強(qiáng)弱，依次選擇接替工作面。所選定的接替工作面必須保證開采順序合理，滿足礦井產(chǎn)量和煤質(zhì)搭配開采的要求，并力求生產(chǎn)集中，便于施工準(zhǔn)備等。課題目錄上頁下頁主講：林世豪將計劃年度內(nèi)開采的所有采煤工作面，按時間順序編制成接替計劃表。檢查與接替有關(guān)的巷道掘進(jìn)、設(shè)備安裝能否按期完成，運(yùn)輸、通風(fēng)等生產(chǎn)系統(tǒng)和能力能否適應(yīng)。如果不能滿足需要，或采取一定的措施，或調(diào)整接替計劃。這樣，經(jīng)過幾次檢查修改，最后確定采煤工作面接替計劃。課題目錄上頁下頁主講：林世豪在各煤層產(chǎn)量分配上，薄、厚煤層，緩、急斜煤層，煤質(zhì)優(yōu)劣煤層，生產(chǎn)條件好差煤層的工作面要保持適當(dāng)?shù)谋壤?，并力求接替面與生產(chǎn)面面長一致。為便于生產(chǎn)管理，各采煤工作面的接替時間，盡量不要重合，力求保持一定的時間間隔。特別是綜采工作面，要防止兩個面同時搬遷接替。為實現(xiàn)合理集中生產(chǎn)，盡量減少同時生產(chǎn)的采區(qū)數(shù)，避免工作面布置過于分散。考慮地質(zhì)條件的復(fù)雜性及其他難以預(yù)測的問題，生產(chǎn)礦井至少要配備一個備用工作面，大型礦井需配備兩個備用工作面。對需瓦斯抽放的工作面，要考慮瓦斯抽放時間。課題目錄上頁下頁主講：林世豪（二）采區(qū)接替計劃編制采區(qū)接替計劃，應(yīng)使投產(chǎn)采區(qū)或近期接替生產(chǎn)的采區(qū)準(zhǔn)備工程量小，時間短，生產(chǎn)條件好。同時生產(chǎn)和準(zhǔn)備的采區(qū)數(shù)目不宜太多，幾個采區(qū)同時生產(chǎn)的礦井，各采區(qū)接替的時間宜彼此錯開，不宜排在同一年度，必須保證同時生產(chǎn)的采區(qū)能力之和能滿足礦井設(shè)計能力的要求。課題目錄上頁下頁主講：林世豪三、巷道掘進(jìn)工程計劃

巷道掘進(jìn)工程計劃是按照井田開拓方式以及采區(qū)準(zhǔn)備方式，并根據(jù)開采計劃規(guī)定的接替要求和掘進(jìn)隊的施工力量，安排各個巷道施工次序及時間，以保證采煤工作面、采區(qū)及水平的接替。

采煤工作面結(jié)束前10～15d，完成接替工作面的巷道掘進(jìn)及設(shè)備安裝工程；

在現(xiàn)有開采水平內(nèi)，每個采區(qū)減產(chǎn)前1～1.5個月，必須完成接替采區(qū)和接替工作面的掘進(jìn)工程和設(shè)備安裝工程；

在現(xiàn)有開采水平內(nèi)，要求在同采采區(qū)總產(chǎn)量開始遞減前1～1.5a，完成下一個開采水平的井巷工程和相關(guān)的準(zhǔn)備、安裝工程。課題目錄上頁下頁主講：林世豪1、方法與步驟通常，回采巷道與開拓、準(zhǔn)備巷道分別編制掘進(jìn)施工計劃，原則上可按下述方法與步驟進(jìn)行：根據(jù)已批準(zhǔn)的開采水平、采區(qū)以及采煤工作面設(shè)計，列出待掘進(jìn)的巷道名稱、類別、斷面，并在設(shè)計圖上測出長度；根據(jù)掘進(jìn)施工和設(shè)備安裝的要求，編排各組巷道掘進(jìn)必須遵循的先后順序；按照開采計劃對采煤工作面、采區(qū)及開采水平接替時間的要求，再加上富裕時間，確定各巷道掘完的最后期限，并根據(jù)這一要求編排各巷道的掘進(jìn)先后順序；根據(jù)現(xiàn)有巷道掘進(jìn)情況，分派各掘進(jìn)隊的任務(wù)，編制各巷道掘進(jìn)進(jìn)度表；根據(jù)巷道掘進(jìn)進(jìn)度表，檢查與施工有關(guān)的運(yùn)輸、通風(fēng)、動力供應(yīng)、供水等輔助生產(chǎn)系統(tǒng)能否保證，需采取什么措施，最后確定巷道掘進(jìn)工程計劃。課題目錄上頁下頁主講：林世豪2.編制巷道掘進(jìn)工程計劃的原則及注意事項確定連鎖工程，分清各巷道的先后、主次，確定施工順序。盡快構(gòu)成巷道掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)，改善施工中通風(fēng)狀況，便于多個掘進(jìn)工作面施工。要盡快按巖巷、煤巷、半煤巖巷分別配置掘進(jìn)隊，施工條件要相對穩(wěn)定，以利于掘進(jìn)技術(shù)和速度的提高。巷道掘進(jìn)工程量的測算既要符合實際，又要留有余地，計算時取值一般按圖測算值增加10％～20％。巷道掘進(jìn)速度，要根據(jù)當(dāng)?shù)丶班徑V井的具體條件選取。同時要考慮施工準(zhǔn)備時間及設(shè)備安裝時間，使計劃切實可行。課題目錄上頁下頁主講：林世豪四、采掘比例關(guān)系指標(biāo)1、采掘工作面?zhèn)€數(shù)比目前我國通常在1：1.5-1：2.5之間，一般為1：2。2、掘進(jìn)率包括：生產(chǎn)掘進(jìn)率、開拓掘進(jìn)率、生產(chǎn)礦井全部掘進(jìn)率。常稱萬噸掘進(jìn)率。3、三量與各類產(chǎn)量比一般用三量可采期表示，按原煤炭部規(guī)定：開拓煤量可采期3-5年以上，準(zhǔn)備煤量可采期1年以上，回采煤量可采期4-6個月以上。主講：林世豪五、三量管理1、開拓煤量井田范圍內(nèi)掘進(jìn)的開拓巷道所圈定的尚未采出的那部分可采煤量。Zd＝（Zog－Zg－Pdd）CZd——開拓煤量；Zog——已開拓范圍內(nèi)的地質(zhì)儲量；Zg——已開拓范圍內(nèi)的地質(zhì)損失；Pdd——開拓儲量可采期內(nèi)不能開采的儲量C——采區(qū)采出率。課題目錄上頁下頁主講：林世豪3、回采煤量在準(zhǔn)備煤量的范圍內(nèi)，已有回采巷道及開切眼所圈定的開采煤量。4、生產(chǎn)礦或投產(chǎn)礦井的三量可采期a以課題目錄上頁下頁主講：林世豪第二節(jié)

礦井開拓延深知識點1、礦井延深的原則、要求和延深方案2、生產(chǎn)水平過渡時期的技術(shù)措施3、礦井改擴(kuò)建方法、合理集中生產(chǎn)和主要生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)改造模塊目錄上頁下頁主講：林世豪相關(guān)知識（一）礦井延深的原則和要求（二）礦井開拓延深方案（三）生產(chǎn)水平過渡時期的技術(shù)改造課題目錄上頁下頁主講：林世豪礦井開拓延深為了保證礦井均衡生產(chǎn)，多水平開拓的礦井在上水平減產(chǎn)前就要提前完成井筒延深和下水平的開拓準(zhǔn)備工作。在礦井正常生產(chǎn)的過程中開拓新的水平，必然與生產(chǎn)水平的運(yùn)輸、提升、通風(fēng)等工作互相干擾。因此，正確選擇礦井延深方案，使礦井生產(chǎn)與井筒延深施工密切配合，切實處理好新舊水平的接替，是礦井延深工作中應(yīng)解決的重要問題。課題目錄上頁下頁主講：林世豪（一）礦井延深的原則和要求1.提前做好準(zhǔn)備工作大、中型礦井新水平開拓延深的施工期比較長，一般在3

a以上，準(zhǔn)備工作也要2～3

a的時間。為使開拓延深工作順利進(jìn)行，縮短工期，必須做好以下準(zhǔn)備工作：要清楚了解和掌握新水平的煤層賦存情況、地質(zhì)構(gòu)造情況，提出精查地質(zhì)報告；要有經(jīng)上級單位審批的新水平開拓延深設(shè)計，列入計劃并解決資金來源問題；落實施工隊伍，完成施工場地、設(shè)備、材料的準(zhǔn)備。課題目錄上頁下頁主講：林世豪2.保持或擴(kuò)大礦井生產(chǎn)能力礦井開拓延深時應(yīng)結(jié)合礦井發(fā)展的長遠(yuǎn)規(guī)劃，仔細(xì)研究煤層地質(zhì)條件的變化和各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的配合，保證維持礦井已有的生產(chǎn)能力，有需要和可能時，結(jié)合開拓延深進(jìn)行技術(shù)改造，提高礦井生產(chǎn)集中化水

平，力求擴(kuò)大礦井生產(chǎn)能力。3.充分、合理地利用現(xiàn)有井巷設(shè)施新水平開拓延深應(yīng)充分利用現(xiàn)有井巷以及提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等大型設(shè)備，力求減少開拓延深的工程量和費用，縮短施工期。原有井巷設(shè)施可以利用，但經(jīng)濟(jì)效果不如新開井巷或新設(shè)備時，則不宜因循守舊，而以更新、改造為宜。課題目錄上頁下頁主講：林世豪4.積極采用新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備根據(jù)礦井多年生產(chǎn)積累的經(jīng)驗以及國內(nèi)外新技術(shù)、新裝備的應(yīng)用，吸取其他礦井的先進(jìn)經(jīng)驗，在新水平開拓延深時，應(yīng)選擇更為適宜的采煤方法、先進(jìn)的采掘技術(shù)，選用高效能的機(jī)械裝備，使新水平的生產(chǎn)技術(shù)面貌有較大的改變，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果有明顯的提高。5.盡可能縮短施工工期正確選擇延深施工方案，采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，加強(qiáng)生產(chǎn)管理，盡可能地縮短新水平開拓延深施工工期，減輕生產(chǎn)與延深的相互干擾，集中有效地使用資金，以求獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。6、加強(qiáng)生產(chǎn)管理、延深組織管理和技術(shù)管理，盡量減少延深對生產(chǎn)的影響。課題目錄上頁下頁主講：林世豪（二）礦井開拓延深方案1、直接延深原有井筒特點：可以充分利用已有設(shè)備、設(shè)施，投資少，提升單一，轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少，車場工程量相對減少等。但延深與生產(chǎn)互相影響而且礦井提升能力相對降低。直接延深方式的適用條件：地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)等條件不影響井簡直接延深及井底車場布置；井筒斷面和提升設(shè)備能力均能滿足延深水平生產(chǎn)要求；若提升設(shè)備能力滿足不了延深水平的要求，但經(jīng)過論證更換提升設(shè)備合理時，也可采用此方式。課題目錄上頁下頁主講：林世豪Ⅰ、Ⅱ—第一、二水平1—主井；2—副井；3—延深的主、副井課題目錄上頁下頁主講：林世豪2.暗井延深特點：延深與生產(chǎn)互不干擾，原有井筒提升能力不降低，暗井的位置不受原井筒限制，可選在對開采下部煤層有利的位置上。但增加提升、運(yùn)輸環(huán)節(jié)和設(shè)備，通風(fēng)系統(tǒng)較復(fù)雜。暗井延深方式的適用條件：由于地質(zhì)條件或技術(shù)經(jīng)濟(jì)等原因，原井筒不宜直接延深；用平硐開拓的礦井，延深水平因地形限制沒有開階梯平硐的條件時，一般多采用暗斜井原有提升設(shè)備不能滿足新水平要求，又沒有條件更換提升設(shè)備。課題目錄上頁下頁主講：林世豪Ⅰ、Ⅱ—第一、二水平1—主井；2—副井；3—延深的暗斜井課題目錄上頁下頁主講：林世豪3.直接延深一個井筒．新打一個暗井特點和適用條件介于直接延深與暗井延深方式之間。新開一個井筒。延深一個井筒特點：能大幅度增加礦井生產(chǎn)能力；便于采用先進(jìn)的技術(shù)裝備，開拓延深與生產(chǎn)相互影響小；但要改造原地面生產(chǎn)系統(tǒng)增加基建費用。適用：結(jié)合礦井改擴(kuò)建的大型礦井開拓延深。深部新開立井或斜井特點：將各小井的深部合并為一個井田，建立統(tǒng)一的開采水平即延深水平，延深時不影響生產(chǎn)。適用：煤田淺部小井群開采向深部發(fā)展。課題目錄上頁下頁主講：林世豪I、Ⅱ—第一、二水平1—主井；2—副井；3—暗斜井；4—延深副井

1—原主井；2—副井；3—延深副井；4—新開主井課題目錄上頁下頁主講：林世豪（三）生產(chǎn)水平過渡時期的技術(shù)措施生產(chǎn)水平過渡時期的提升生產(chǎn)水平過渡時期，上下兩個水平都出煤，對于采用暗斜井延深的礦井、新打井的礦井或多井筒多水平生產(chǎn)的礦井，分別由兩套提升設(shè)備擔(dān)負(fù)提升任務(wù)，一般沒有困難。對于延深原有井筒的礦井，尤其是用箕斗提升的礦井，則必須采取下列有效的技術(shù)措施。利用通過式箕斗兩個水平同時出煤。將上水平的煤經(jīng)溜井放到下水平，主井在新水平集中提煤。上水平利用下山采區(qū)過渡。利用副井提升部分煤炭。課題目錄上頁下頁主講：林世豪2.生產(chǎn)水平過渡時期的通風(fēng)生產(chǎn)水平過渡時期，要保證上水平的進(jìn)風(fēng)和下水平的回風(fēng)互不干擾，關(guān)鍵在于安排好下水平的回風(fēng)系統(tǒng)。通常，可以采取以下方法：維護(hù)上水平的采區(qū)上山為下水平的相應(yīng)采區(qū)回風(fēng)；利用上水平運(yùn)輸大巷的配風(fēng)巷作為過渡時期下水平的回風(fēng)巷；采用分組集中大巷的礦井，可利用上水平上部分組集中大巷為下水平上煤組回風(fēng)。課題目錄上頁下頁主講：林世豪3.生產(chǎn)水平過渡時期的排水一段排水，上水平的流水引入下水平水倉，集中排至地面；兩段分別排水，兩個水平各有獨立的排水系統(tǒng)直接排至地面；兩段接力排水，下水平的水排到上水平水倉，然后由上水平集中排至地面；兩段聯(lián)合排水，上下兩個水平的排水管路聯(lián)成一套系統(tǒng)，設(shè)三通閥門控制，上下水平均可排水至地面。課題目錄上頁下頁主講：林世豪第三節(jié)

礦井技術(shù)改造一、礦井改擴(kuò)建二、合理集中生產(chǎn)三、生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)改造主講：林世豪目的：改變落后的技術(shù)面貌，提高礦井生產(chǎn)能力、勞動效率、資源采出率，降低成本，減輕工人勞動強(qiáng)度，改善勞動條件，使生產(chǎn)建立在更加安全的基礎(chǔ)上，全面提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。要不斷地依靠科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，提高采掘機(jī)械化程度，改革礦井巷道部署，合理集中生產(chǎn)，對各生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)節(jié)改造，使之與采掘機(jī)械化配套，以提高工作面、采區(qū)、水平和礦井的生產(chǎn)能力。課題目錄上頁下頁主講：林世豪一、礦井改擴(kuò)建直接目的就是在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上，提高礦井生產(chǎn)能力和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。直接擴(kuò)大井田范圍相鄰礦井合并改造結(jié)合礦井開拓延深進(jìn)行合并改擴(kuò)建課題目錄上頁下頁主講：林世豪二、合理集中生產(chǎn)不斷改革生產(chǎn)礦井的開拓、準(zhǔn)備與采煤系統(tǒng)，提高機(jī)械化程度，實現(xiàn)合理集中生產(chǎn)是我國煤炭工業(yè)的一項重要的技術(shù)政策。生產(chǎn)集約化是指生產(chǎn)手段和勞動力在時間和空間上的集中，在單位時間及較小空間上，用最少的勞動消耗，取得最大的產(chǎn)量和最佳的經(jīng)濟(jì)效果。1、水平集中2、采區(qū)集中3、工作面集中課題目錄上頁下頁主講：林世豪1、水平集中一是減少水平數(shù)目；二是開采水平內(nèi)實現(xiàn)集中開拓。水平合理集中生產(chǎn)，簡化了巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)，減少了初期的井巷工程量，便于生產(chǎn)管理，可取得很好的效果2、采區(qū)集中提高采區(qū)生產(chǎn)能力，盡可能減少礦井內(nèi)同時生產(chǎn)的采區(qū)數(shù)目，同時應(yīng)適當(dāng)加大采區(qū)走向長度，增加采區(qū)的可采儲量和服務(wù)年限，減少采煤工作面搬遷次數(shù)，實現(xiàn)采區(qū)穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)。3、工作面集中提高采煤工作面的單產(chǎn)水平，盡可能減少礦井、采區(qū)內(nèi)同采工作面的數(shù)目。（實現(xiàn)一井一面）主講：林世豪三、礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)的環(huán)節(jié)改造（一）地面生產(chǎn)系統(tǒng)的改造（二）礦井提升系統(tǒng)的改造（三）大巷運(yùn)輸系統(tǒng)的改造（四）井底車場的改造及設(shè)置井底緩沖煤倉（五）輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)的改造（六）通風(fēng)系統(tǒng)的改造（七）排水系統(tǒng)的改造課題目錄

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下頁主講：林世豪（一）地面生產(chǎn)系統(tǒng)的改造主要是改善地面線路，優(yōu)化地面運(yùn)輸和改造裝載系統(tǒng)及地面主要設(shè)施的集中布置，提高外運(yùn)能力。（二）礦井提升系統(tǒng)的改造

1、改裝箕斗加大容量；2、罐籠提升改為箕斗提升；3、斜井串車提升改為箕斗提升或帶式輸送機(jī)運(yùn)輸；4、提升絞車由單機(jī)拖動改為雙機(jī)拖動；5、加大提升速度或減少輔助時間；6、縮短一次提升時間和增加每日的提升時