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文檔簡介
煤礦開采的根本知識河南省濟源煤業(yè)有限責(zé)任公司李永楨煤礦開采的根本一、煤田劃分為井田二、礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限三、井田再劃分四、井田內(nèi)開采順序五、礦井巷道分類及其布置(一)煤田的概念分布同一地質(zhì)時期形成,并大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖系區(qū),稱為煤田。(二)井田的概念劃歸一個礦井開采的那局部煤田,稱為井田。煤田富量煤田:面積大、儲量豐富的煤田。限量煤田:面積小、儲量少、由一個礦井開采。一、煤田與井田(三)礦區(qū)和礦區(qū)開發(fā)的概念統(tǒng)一規(guī)劃和開發(fā)的煤田或其一局部,稱為礦區(qū)。礦區(qū)根據(jù)儲量、賦存條件、煤炭市場需求量和投資環(huán)境等情況,確定礦區(qū)規(guī)模、劃分井田,規(guī)劃井田開采方式,規(guī)劃礦井或露天礦建順序,確定礦區(qū)附屬企業(yè)的類別、數(shù)目和生產(chǎn)規(guī)模,建設(shè)過程等,總稱為礦區(qū)開發(fā)。一、煤田與井田礦區(qū)富量煤田劃歸一個礦區(qū),如撫順和平頂山礦區(qū)。富量煤田劃分為幾個礦區(qū),如渭北煤田劃分給銅川、韓城、浦白和澄合礦區(qū)。幾個限量煤田組成一個礦區(qū),如六盤水礦區(qū)等。
二、煤田劃分為井田(一)劃分原那么(1)井田的境界、儲量及開采條件與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)對于一個礦井特別是機械化程度高的現(xiàn)代化大型礦井,要求井田有足夠的儲量和合理的效勞年限。而中、小型礦井,儲量可少些。隨著開采技術(shù)的開展,當(dāng)初設(shè)計時劃分的范圍,可能滿足不了礦井長遠開展要求。因此,井田劃分時應(yīng)劃得大些,或在井田范圍外留一備用區(qū),為礦井開展留有余地。(一)劃分原那么2.保證井田有合理的尺寸井田尺寸是指井田范圍內(nèi)煤層的走向長度、傾斜長度、傾斜方向的水平投影寬度及井田面積。我國煤礦生產(chǎn)實踐說明,井田走向長度大些、傾斜長度小些,在技術(shù)經(jīng)濟上都較為有利。根據(jù)我國煤礦當(dāng)前開采技術(shù)水平,井田走向長度應(yīng)到達:大型>8km7~15km中型>4km4~7km小型1.5~5km二、煤田劃分為井田1-河流;2-煤層露頭;3-城鎮(zhèn);4-鐵路;5-大斷層;6-小煤窯;一、二、三—礦井(3)充分利用自然條件劃分井田為減少開采技術(shù)上的困難,降低煤柱損失,往往利用大斷層、大褶曲、無煤帶、河流、國家鐵路、城鎮(zhèn)等作為井田邊界,如圖2-1所示。二、煤田劃分為井田圖2-1二、煤田劃分為井田(4)統(tǒng)籌兼顧,照顧全局淺部與深部礦井;新礦井與老礦井劃分井田時,通常把煤層傾角較小,沿傾斜延展很寬的煤田,分為淺部和深部兩局部。一般應(yīng)先淺后深,先易后難,分別建井,這樣可節(jié)省初期投資。淺部礦井井型及范圍可比深部礦井小。當(dāng)需要加大開發(fā)強度,必須在淺部、深部同時建井或淺部已有礦井開發(fā)需要在深部另建新井時,應(yīng)考慮淺部礦井的開展余地,不使淺部礦井過早報廢。總之,要全面規(guī)劃,處理好淺部與深部礦井、新礦井與老礦井之間的關(guān)系,為礦區(qū)的建設(shè)和開展創(chuàng)造好條件。二、煤田劃分為井田〔5〕留有余地當(dāng)煤層開采厚度較大、開采條件好時,為了加快新區(qū)建設(shè),節(jié)約初期投資,可先建中小型礦井,待中后期擴建或新建大型礦井。劃分井田時,應(yīng)適當(dāng)將井田劃分的大一些,或在井田范圍外留一個后備區(qū)暫不建井,一備將來擴建開展。當(dāng)需要加大開發(fā)強度,必須在淺部、深部同時建井,或淺部已有礦井開發(fā),需在深部另建新井時,應(yīng)考慮給淺部礦井的開展留有余地,不使淺部礦井過早報廢。二、煤田劃分為井田(6)直〔折〕線原那么井田境界的劃分應(yīng)有利于礦井開采,在不受地質(zhì)條件限制時,一般應(yīng)以直線或折線作為井田邊界,盡量防止曲線,以利于礦井設(shè)計和生產(chǎn)管理。二、煤田劃分為井田(二)劃分井田境界的方法以劃分原那么為根底,用以下方法劃分井田。1.按地質(zhì)構(gòu)造劃分按大斷層、大的褶曲軸、巖漿侵入?yún)^(qū)和無煤帶等劃分井田,這是優(yōu)先考慮的方法。2.按煤層賦存形態(tài)劃分為了便于不同礦井劃分水平,通常按煤層賦存深淺劃分,即按某一標(biāo)高劃分,有時按煤層的不同產(chǎn)狀〔如傾角〕,結(jié)合儲量分布劃分井田。二、煤田劃分為井田3.按煤質(zhì)、煤種分布劃分在煤質(zhì)和煤種變化較大的礦區(qū),為了減少同一礦井開采煤質(zhì)及煤種的類別,便于煤質(zhì)管理,應(yīng)盡可能考慮以煤質(zhì)、煤種分界線劃分井田境界。4.按地形地物界線劃分對于需要井下留煤柱保護的河流、湖泊、水庫、鐵路和建筑物,可以考慮以保護煤柱為界劃分。5.人為劃分井田不受自然和地質(zhì)條件限制時,可以人為劃定井田。(二)劃分井田境界的方法——人為劃分井田(1)垂直劃分;(2)水平劃分(3)按煤組劃分二、煤田劃分為井田1—垂直劃分;2—水平劃分;3—傾斜劃分;4—以斷層為界4圖2-2人為劃分井田境界1.垂直劃分相鄰礦井以某一垂直面為界,沿境界線各留井田邊界煤柱,稱為垂直劃分。井田沿煤層走向方向的邊界,一般采用沿傾斜線、勘探線或平行于勘探線的垂直面劃分,如圖2-2所示,一、二礦之間采用垂直劃分。近水平煤層井田無論是沿走向、還是沿傾斜方向,都采用垂直劃分法。二、煤田劃分為井田二、煤田劃分為井田2.水平劃分以一定標(biāo)高的煤層底板等高線為界,并沿該煤層底板等高線留置邊界煤柱,這種方法稱為水平劃分。如圖2—2中,三礦上下邊界就分別以-300和-600等高線為界。這種方法多用于中傾斜煤層和急傾斜煤層井田上、下邊界的劃分。3.按煤組劃分按煤層(組)間距的大小來劃分礦界,即把煤層間距較小的相鄰煤層劃歸一個礦開采,把煤層間距較大的煤層(組)劃歸另一礦開采。該方法多用于煤層或煤層組間距較大、煤層賦存淺的礦區(qū)。如圖2-3所示,Ⅰ礦與Ⅱ礦即按煤組劃分礦界并同時建井。人為劃分法可保持井田境界的整齊劃一,對巷道布置和開采工作有利,減少了礦井之間復(fù)雜的“壓茬〞關(guān)系。二、煤田劃分為井田3.按煤組劃分二、煤田劃分為井田二、礦井儲量(一)礦井儲量概念及其分級分類1.礦井儲量概念礦井儲量是指在劃定的井田范圍內(nèi),根據(jù)勘探資料計算而得的煤炭儲量,包括已被查明的煤層面積、厚度和煤的密度的乘積。儲量=面積
厚度
容重
它是進行礦井設(shè)計和生產(chǎn)建設(shè)的資源依據(jù)。二、礦井儲量
2.礦井儲量分級根據(jù)勘探和地質(zhì)研究程度,將煤炭儲量按精確度依次分為A、B、C、D四級。其中,A、B級儲量之和為高級儲量;A、B、C級儲量之和為工業(yè)儲量;D四級儲量稱為遠景儲量。A級:勘探程度高高級儲量B級:勘探程度較高C級:有一定勘探程度D級:初步了解(一)井礦儲量概念及其分級分類
3.礦井儲量分類根據(jù)我國能源政策和煤炭資源狀況,按當(dāng)前開采技術(shù)條件,煤炭儲量分類如下:礦井地質(zhì)儲量能利用儲量(A+B+C+D)(平衡表內(nèi)儲量)暫不能利用儲量(平衡表外儲量)工業(yè)儲量(A+B+C)遠景儲量(D)可采儲量設(shè)計損失量礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限(二)礦井儲量釋有的詞解關(guān)名
1.礦井地質(zhì)儲量〔Z〕礦井地質(zhì)儲量包括平衡表內(nèi)儲量和平衡表外儲量。平衡表內(nèi)儲量是指在當(dāng)前技術(shù)條件下煤層的主要指標(biāo)(如灰分含量、發(fā)熱量等)和經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)(如煤層的厚度、賦存條件等)都符合工業(yè)要求,可供開采的儲量。平衡表外儲量是指煤層的質(zhì)量指標(biāo)或經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)不能滿足當(dāng)前工業(yè)要求,目前暫不能開采,但今后可能利用和開采的儲量。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限2.礦井工業(yè)儲量〔Zg〕礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內(nèi),經(jīng)過地質(zhì)勘探,煤層厚度和質(zhì)量均符合開采要求,地質(zhì)構(gòu)造比較清楚,目前即可供利用的可列入平衡表內(nèi)的儲量。礦井工業(yè)儲量是進行礦井設(shè)計的資源依據(jù),一般列入平衡表內(nèi)的A+B+C級儲量,不包括作為遠景的D級儲量。缺煤地區(qū)一些煤層賦存不穩(wěn)定、構(gòu)造較復(fù)雜的煤田,到達高級儲量〔A、B級〕的勘探工程量太大而井型又小,計算礦井工業(yè)儲量〔Zg〕時可包括一局部D級儲量。為便于地方小煤礦開展,計算其工業(yè)儲量時也可包括一局部遠景儲量,均可取為A+B+C+0.5D。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限3.礦區(qū)可采儲量〔Zk〕礦井可采儲量〔Zk〕是礦井設(shè)計的可以采出的儲量,即式中P—保護工業(yè)廣場、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱損失量;C—采區(qū)采出率。厚煤層不低于75%;中厚煤層不低于80%;薄煤層不低于85%;地方煤礦不低于70%。新設(shè)計礦井時可按上述數(shù)據(jù)選取。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限〔一〕礦井資源/儲量
以勘探地質(zhì)報告為根底,礦井可行性研究和初步設(shè)計階段的資源/儲量分為:(1)礦井地質(zhì)資源/儲量:勘探地質(zhì)報告提供的查明煤炭資源的全部。包括探明的內(nèi)蘊經(jīng)濟的資源量331、控制的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量332、推斷的內(nèi)蘊經(jīng)濟的資源量333。(2)礦井工業(yè)資源/儲量:地質(zhì)資源量中探明的資源量331和控制的資源量332,經(jīng)分類得出的經(jīng)濟的根底儲量111b和112b、邊際經(jīng)濟的根底儲量2M11和2M22、地質(zhì)資源量中推斷的資源量333的大部。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限
(3)礦井設(shè)計資源/儲量:礦井工業(yè)資源/儲量減去設(shè)計計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田邊界煤柱、地面建筑物煤柱等永久損失量后的資源/儲量。(4)設(shè)計可采儲量:礦井設(shè)計的可以采出的儲量。由礦井設(shè)計礦井資源/儲量減去工業(yè)場地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采區(qū)采出率。主要井巷煤柱不包括上、下山煤柱,該局部損失量屬于采區(qū)開采損失。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限〔二〕礦井資源/儲量計算1.礦井工業(yè)資源/儲量式中—礦井工業(yè)資源/儲量;—探明的資源量中經(jīng)濟的根底儲量;—控制的資源量中經(jīng)濟的根底儲量;—探明的資源量中邊界經(jīng)濟的根底儲量;—控制的資源量中邊際經(jīng)濟的根底儲量;—推斷的資源量;—可信度系數(shù),取0.7~0.9。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限2.礦井設(shè)計資源/儲量
式中—礦井設(shè)計資源/儲量;—等永久煤柱損失量之和。3.礦井設(shè)計可采儲量
式中—礦井設(shè)計可采儲量—工業(yè)場地和主要井巷煤柱損失量之和;—采區(qū)采出率,厚煤層≥75%;中厚煤層≥80%;薄煤層≥85%。
礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限二、礦井生產(chǎn)能力
(一)礦井生產(chǎn)能力一般是指礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力。單位:萬t/a。(二)礦井井型礦井井型是按礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力大小劃分的礦井類型。一般分大型、中型、小型礦井三種。大型礦井:生產(chǎn)能力為120、150、180、240、300、400、500、600萬t/a及以上的礦井。中型礦井:生產(chǎn)能力為45、60、90萬t/a。小型礦井:生產(chǎn)能力為9、15、21、30萬t/a。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限(三)大小井型的優(yōu)缺點及井型開展趨勢1.大型礦井優(yōu)缺點(1)優(yōu)點:產(chǎn)量大,裝備水平高,生產(chǎn)集中、效率高、本錢低、效勞年限長,能夠長期供給煤炭,是骨干礦井。(2)缺點:初期工程量大,施工技術(shù)要求高,需要較多的設(shè)備,建井期長,生產(chǎn)技術(shù)管理復(fù)雜。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限2.小型礦井優(yōu)缺點
(1)優(yōu)點:初期工程量和基建投資少,施工技術(shù)要求不太高,技術(shù)裝備比較簡單,上馬快,建井期短,能較快地到達設(shè)計生產(chǎn)能力(2)缺點:生產(chǎn)分散,效率低,本錢高,礦井效勞年限短,要求較快的的礦井接替,占地較多。3.井型開展趨勢向大型化方向開展;效勞年限相對有所縮短。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限(四)礦生產(chǎn)能力的井確定1.影響礦井生產(chǎn)能力的因素礦井生產(chǎn)能力主要根據(jù)礦井儲量條件、地質(zhì)條件、工藝與技術(shù)裝備、開采能力和經(jīng)濟社會等因素確定。1)影響開采工藝的地質(zhì)條件煤層傾角小、厚度大、賦存穩(wěn)定、構(gòu)造簡單、頂?shù)装鍘r性較好,瓦斯及水文條件簡單,那么開采工藝好,適于機械化開采,可建大型礦井。反之,宜建中小型礦井。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限2)儲量條件礦井生產(chǎn)能力應(yīng)與其儲量相適應(yīng),以保證礦井和水平有足夠的效勞年限。各類礦井和水平效勞年限要求見表2-1。表2-1我國各類礦井和水平效勞年限井型生產(chǎn)能力(萬t/a)服務(wù)年限(a)第一開采水平服務(wù)年限(a)
傾角<25°
傾角25°~45°
傾角>45°
大600及以上300、400、500120、150、180、240706050353025
——20
——15
中45、60、904020
1515小9、15、21、30各省自定礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限3〕采煤工藝與技術(shù)裝備水平采煤工藝的技術(shù)層次與裝備技術(shù)水平及其合理應(yīng)用程度,決定工作面單產(chǎn)上下和礦井開采強度。4〕礦井經(jīng)濟和社會因素煤礦生產(chǎn)必須重視經(jīng)濟效果。在確定礦井生產(chǎn)能力時,應(yīng)以原煤本錢最低為準(zhǔn)那么。國家對煤炭資源配置及市場需求。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限2.確定礦井的生產(chǎn)能力的方法(1)確定采煤工作面的生產(chǎn)能力。根據(jù)煤層賦存情況、頂?shù)装鍘r石性質(zhì)、選用采煤工藝和設(shè)備、相應(yīng)的采煤工作面長度和推進度,即可計算出采煤工作面的生產(chǎn)能力。(2)確定采區(qū)生產(chǎn)能力。根據(jù)采區(qū)巷道布置類型、運輸及通風(fēng)條件、采煤工作面接替等因素,可確定采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的采煤工作面數(shù)目,從而定出采區(qū)生產(chǎn)能力。(3)確定同時生產(chǎn)的采區(qū)數(shù)目。為實現(xiàn)合理集中生產(chǎn),一般以開采一個水平來保證礦井的設(shè)計能力。因此,礦井同時生產(chǎn)的采區(qū)數(shù),就是一個水平內(nèi)同時生產(chǎn)的采區(qū)個數(shù)。第二節(jié)礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限〔五〕礦井開采能力礦井開采能力是具體礦井煤層地質(zhì)條件下,一定的開采布置和采掘工藝所能保證的穩(wěn)定的采煤能力,取決于礦井內(nèi)同時生產(chǎn)的采煤工作面的生產(chǎn)能力、個數(shù)和掘進出煤。〔六〕礦井輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)能力影響和制約礦井生產(chǎn)能力的礦井輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要有提升、運輸、輔助、通風(fēng)、供電和排水等環(huán)節(jié),這些環(huán)節(jié)的能力要滿足礦井設(shè)計能力要求,并要有一定的富裕能力。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限三、礦井效勞年限(一)礦井效勞年限的表達式礦井可采儲量、設(shè)計生產(chǎn)能力A和礦井效勞年限T三者之間的關(guān)系為:式中:K——礦井儲量備用系數(shù),礦井設(shè)計一般取1.3~1.5。確定井型時考慮儲量備用系數(shù)k的原因是:礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)有一定的儲藏能力,礦井投產(chǎn)后可能超產(chǎn);局部地質(zhì)條件變化,如煤層露頭降低、小于25m的斷層、小窯開采深度加深等,使儲量減少;有的礦井由于技術(shù)原因,使采出率降低,從而減少了儲量。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限(二)礦井效勞年限的含意
通常情況下,我國新建礦井移交生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)是到達設(shè)計生產(chǎn)能力的60%。從開始生產(chǎn)至到達設(shè)計生產(chǎn)能力的時間稱產(chǎn)量遞增時期〔t1〕,大型礦井為3a,中型礦井為2a,小型礦井為1a。以后為正常生產(chǎn)時期〔t2〕,在礦井采完以前有一段時間〔t3〕產(chǎn)量逐漸下降,最后結(jié)束。因此一個礦井的總生產(chǎn)時間為以上三個時間之和,礦井效勞年限應(yīng)指礦井均衡生產(chǎn)的時期〔即t2〕。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限(三)礦井A、T、Z的協(xié)調(diào)關(guān)系
礦井A、T、Z的協(xié)調(diào)關(guān)系是:第一,在富量煤田中,可先選定A,再確定與之相匹配的T,然后再求出必須的Z,從而定合理的井田尺寸。第二,在限量煤田中,Z一定,只能選擇一個較合理的A與T與之相適應(yīng)。在具體礦井設(shè)計中,為尋求礦井合理的A、T、Z的關(guān)系,要提出假設(shè)干個方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較,從中選擇較合理的方案。在具體礦井設(shè)計中,為求得合理的礦井生產(chǎn)能力和效勞年限,往往提出幾個方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較,從中選擇合理的方案。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限〔四〕礦井實際效勞年限縮短的原因
〔1〕礦井增產(chǎn),因礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)設(shè)計時就有一定的富裕能力,投產(chǎn)后多要超過設(shè)計生產(chǎn)能力?!?〕地質(zhì)損失增加,涉及煤層露頭風(fēng)化帶降低,煤層變薄、巖漿巖入侵等,這些都會使儲量降低?!?〕采出率降低,受地質(zhì)構(gòu)造和采礦技術(shù)影響,實際采出率達不到設(shè)計要求。礦井儲量、生產(chǎn)能力及效勞年限一、井田劃分為階段和水平
(一)階段概念沿一定標(biāo)高劃分的一局部井田稱為階段。即在井田范圍內(nèi),沿煤層傾斜方向,按一定標(biāo)高將煤層劃分為假設(shè)干個平行于走向的長條形煤帶,每個長條形煤帶稱為一個階段。如圖2-4所示。井田再劃分圖2-4井田劃分為階段(二)水平的概念
階段運輸大巷及井底車場所在的水平位置及效勞的開采范圍,稱為開采水平,也簡稱“水平〞。水平常用標(biāo)高表示,如圖中2-4的+150、±0、-150等。在生產(chǎn)中,為說明水平位置、開采順序,相應(yīng)地稱其為±0水平、-150水平等;或稱為第一水平、第二水平等;或稱運輸水平、回風(fēng)水平等。井田再劃分井田再劃分一、井田劃分為階段和水平階段:沿一定標(biāo)高劃分的一局部井田。即在井田范圍內(nèi),沿煤層傾斜方向按一定的標(biāo)高,把井田劃分為假設(shè)干長條形,每一個長條形叫一個階段。沿一定標(biāo)高劃分的一局部井田稱為階段。階段下部布置運輸大巷,上部布置回風(fēng)大巷水平:一定標(biāo)高的平面開采水平:運輸大巷及井底車場所在的水平位置及所效勞的開采范圍。井田再劃分二、階段內(nèi)的再劃分階段內(nèi)的劃分通常有:采區(qū)式和帶區(qū)式。
(一)采區(qū)式劃分1.采區(qū)概念在階段或開采水平內(nèi),沿走向劃分為具有獨立生產(chǎn)系統(tǒng)的開采塊段,稱為采區(qū)。圖2-5中,井田沿傾斜劃分為3個階段,每個階段沿走向劃分為4個采區(qū)。
1—階段運輸大巷;2—階段回風(fēng)大巷;3—采區(qū)運輸上山;4—采區(qū)軌道上山;5—區(qū)段運輸平巷;6—區(qū)段回風(fēng)平巷。圖2-5采區(qū)式劃分井田再劃分2.區(qū)段概念在采區(qū)內(nèi),假設(shè)采用走向長壁采煤法,那么要沿煤層傾斜方向?qū)⒉蓞^(qū)劃分為假設(shè)干長條形煤帶,每個長條形煤帶稱為區(qū)段。即區(qū)段就是采區(qū)內(nèi)沿傾斜方向劃分的開采塊段。3.采區(qū)參數(shù)采區(qū)走向長度為(600~3000m)采區(qū)的斜長=階段的斜長(600~1200m)區(qū)段的走向長度=采區(qū)的走向長度區(qū)段的傾斜長度=采煤工作面長度井田再劃分1.采區(qū)的概念
在階段內(nèi)沿煤層走向劃分為假設(shè)干個具有獨立生產(chǎn)系統(tǒng)的條帶,稱為帶區(qū)。帶區(qū)內(nèi)又劃分為假設(shè)干個傾斜分帶,每個分帶布置一個采煤工作面,如圖2-6所示。圖2-6帶區(qū)式劃分①、②—分帶J1,J2,J3—階段;F1,F(xiàn)2,F(xiàn)3,F(xiàn)4,F(xiàn)5,F(xiàn)6—帶區(qū);井田再劃分2.帶區(qū)式參數(shù)一個帶區(qū)一般由2~5個分帶組成;分帶的傾斜長度=階段斜長;分帶的走向長度=采煤工作面長度。3.帶區(qū)式巷道布置特點分帶布置采煤工作面適用于傾斜長壁采煤法,巷道布置系統(tǒng)簡單,比采區(qū)式布置巷道掘進工程量小,但分帶兩側(cè)傾斜回采巷道掘進困難、輔助運輸不方便。
井田再劃分(三)井田直接劃分為盤區(qū)〔或帶區(qū)〕開采近水平煤層時,煤層沿傾斜高差較小,這時,很難將井田劃分為以一定標(biāo)高為界的階段,那么需要將井田直接劃分為盤區(qū)〔或帶區(qū)〕。通常,根據(jù)煤層延展方向布置大巷,在大巷兩側(cè)劃分為具有獨立生產(chǎn)系統(tǒng)的假設(shè)干塊段,每一塊段稱為盤區(qū),如圖2-7所示。盤區(qū)內(nèi)巷道布置方式及生產(chǎn)系統(tǒng)與采區(qū)根本相同;假設(shè)劃分為帶區(qū),那么與階段內(nèi)的帶區(qū)式根本相同。井田再劃分一、確定開采順序應(yīng)考慮的因素井田劃分后,采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)間需要按照一定的順序開采,煤層間、階段間和區(qū)段間也需要按照一定的順序開采。確定開采順序應(yīng)當(dāng)考慮以下因素:1)初期工程量,井巷的掘進及維護工程量;2)開采水平、階段、采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)及采煤工作面間的正常接替;3)開采影響關(guān)系,采掘干擾程度和災(zāi)害防治等。井田內(nèi)開采順序井田內(nèi)開采順序(一)開采順序分類沿井田走向方向,井田內(nèi)采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)間的開采順序分前進式和后退式兩種開采順序。
二、采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)間開采順序圖2-8井田內(nèi)開采順序示意圖m1m2m1m2m2m1J3J2J1C5Q2C1Q3Q1Q1Q2Q3J1J2J3ⅠⅠC3C2C4C6675412391075131112141098543126715ⅠⅠ8C1Q1Q2Q3(二)開采順序概念1.前進式開采順序自井筒或主平硐附近向井田邊界方向依次開采各采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)的開采順序稱為采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)前進式開采順序。如圖2-8所示,采用前進式開采順序就是要先采井筒附近的和采區(qū),后采井田邊界附近的和采區(qū)。2.后退式開采順序自井田邊界向井筒方向依次開采各采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)的開采順序稱為采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)后退式開采順序。如圖2-8所示,采用后退式開采順序就是要先采井田邊界附近的和采區(qū),后采井筒附近的和采區(qū)。井田內(nèi)開采順序(三)開采順序的特點1.前進式開采順序的特點采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)間采用的前進式開采順序有利于減少礦井建設(shè)的初期工程量和初期投資,縮短建井期,使礦井能夠盡快投產(chǎn)。采用前進式開采順序,先投產(chǎn)的采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)生產(chǎn)與大巷向井田邊界方向的延伸同時進行,有一定的采掘相互影響;特別是煤層大巷維護,在一側(cè)采空或兩側(cè)采空的狀態(tài)下,維護相對困難,維護費用較高;次投產(chǎn)的采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)通風(fēng)時,新鮮風(fēng)流要先通過已采側(cè)的大巷,風(fēng)量有一定泄漏。2.后退式開采順序的特點采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)間采用后退式開采順序的特點與前進式相反。從便于運輸大巷和總回風(fēng)巷的維護,采后密閉、減少漏風(fēng),防止采掘干擾,回收大巷煤柱來考慮,采用后退式有利。井田內(nèi)開采順序(四)開采順序選擇
由于礦井地質(zhì)和開采技術(shù)條件不同,這兩類因素在不同條件下表現(xiàn)出來的重要程度也不同,在具體的礦井條件下,應(yīng)根據(jù)主要影響因素確定。減少初期工程量和投資,盡快投產(chǎn),早出煤,早見效對于建設(shè)和生產(chǎn)的礦井來說是至關(guān)重要的,采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)間采用前進式開采順序。在一個開采水平既效勞于上山階段,又效勞于下山階段時,對于大巷已經(jīng)開掘完畢的下山階段,可以采用采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)間后退式開采順序。井田內(nèi)開采順序(一)開采順序分類采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)內(nèi)工作面的開采順序也分為前進式和后退式兩種根本開采順序。(二)開采順序概念1.后退式工作面從采區(qū)或盤區(qū)邊界向采區(qū)運煤上山或向盤區(qū)主要運煤巷道方向推進的開采順序稱為工作面后退式開采順序。在帶區(qū)布置的條件下,采煤工作面后退式開采順序就是分帶工作面從分帶上邊界或下邊界向運輸大巷方向推進的開采順序。井田內(nèi)開采順序
2.前進式采煤工作面背向采區(qū)運煤上山或背向盤區(qū)主要運煤巷道方向推進的開采順序稱為工作面前進式開采順序。在帶區(qū)布置的條件下,采煤工作面前進式開采順序就是分帶工作面背向運輸大巷方向推進的開采順序。3.往復(fù)式在同一煤層中的上下區(qū)段工作面或帶區(qū)內(nèi)的相鄰工作面分別采用前進式和后退式開采順序時,那么稱這種開采順序為工作面往復(fù)式開采順序。井田內(nèi)開采順序(三)開采順序的特點
采煤工作面的前進式與后退式開采順序的主要區(qū)別是回采巷道是否預(yù)先掘出。1.后退式開采順序的特點如圖2-8所示,采區(qū)中左側(cè)的工作面由采區(qū)邊界向上山方向推進,采用了后退式開采順序。后退式開采順序所需的回采巷道要預(yù)先掘出,通過掘巷可以預(yù)先探明煤層的賦存情況,生產(chǎn)期間沒有采掘相互影響,回采巷道易維護,漏風(fēng)少,是我國煤礦最常用的一種工作面開采順序。井田內(nèi)開采順序2.前進式開采順序的特點如圖2-8所示,采區(qū)中右側(cè)的工作面由采區(qū)上山附近向采區(qū)邊界方向推進,采用了前進式開采順序。前進式開采順序所需的回采巷道不需要預(yù)先掘出,可以減少巷道的掘進工程量,但不能預(yù)先探明煤層的賦存情況,形成和維護回采巷道需要采取專門的護巷技術(shù),形成回采巷道和采煤工作面同時進行,相互影響大,由于新鮮風(fēng)流要經(jīng)過維護在采空區(qū)的回采巷道才能到達工作面,因此,易漏風(fēng),這種工作面開采順序目前在我國煤礦采用較少。井田內(nèi)開采順序(一)開采順序概念和分類先采標(biāo)高高的區(qū)段,后采標(biāo)上下的區(qū)段稱為區(qū)段間下行開采順序;反之,先采標(biāo)上下的區(qū)段,后采標(biāo)高高的區(qū)段稱為區(qū)段間上行開采順序。如圖2-8所示,C1采區(qū)中的三個區(qū)段間采用了下行開采順序,先采Q1區(qū)段,然后采Q2區(qū)段,最后采Q3區(qū)段。井田內(nèi)開采順序
區(qū)段間采用下行開采順序有利于區(qū)段內(nèi)煤層保持穩(wěn)定,特別是在煤層傾角較大的情況下。對于上山采區(qū)來說,區(qū)段間采用下行開采順序有利于減少風(fēng)流在上山中的泄漏,對于下山采區(qū)來說,區(qū)段間采用上行開采順序有利于泄水。—般情況下我國煤礦采區(qū)或盤區(qū)內(nèi)區(qū)段間采用下行開采順序。近水平煤層條件下,區(qū)段間也可以采用上行開采順序。(二)開采順序特點和選擇
井田內(nèi)開采順序(一)開采順序概念和分類
先采標(biāo)高高的階段,后采標(biāo)上下的階段稱為階段間下行開采順序;反之,先采標(biāo)上下的階段,后采標(biāo)高高的階段稱為階段間上行開采順序。如圖2-8所示,階段間采用了下行開采順序,先采階段,然后開采階段,最后開采階段。井田內(nèi)開采順序
(二)開采順序特點和選擇
階段間采用下行開采順序可以減少建井初期工程量和初期資金投入,縮短建井期,并且有利于階段內(nèi)煤層保持穩(wěn)定。一般情況下我國煤礦階段間采用下行開采順序。近水平煤層條件下,上下山階段往往可以同時開采。在煤層傾角較小,或先采下階段有利于排放上階段礦井水的情況下,也可以采用階段間上行開采順序。井田內(nèi)開采順序
煤層間、厚煤層分層間及煤組間先采標(biāo)高高的煤層、分層或煤組,后采標(biāo)上下的煤層、分層或煤組稱為下行開采順序。反之,那么稱為上行開采順序。井田內(nèi)開采順序(二)開采順序一般原那么及上行開采的適用
按下行式開采順序是開采方法的一般技術(shù)原那么,也是生產(chǎn)礦井常用的開采順序。如圖2-8所示,各工作面采用垮落法處理采空區(qū),井田內(nèi)先采煤層,后采煤層。用水沙充填采煤法分層開采厚煤層時,厚煤層各分層間要采用上行式開采順序,以保證后采的各分層工作面的頂板總是完整的實體煤,而不是松散的充填材料。采用垮落法處理采空區(qū),先采下部的煤層不破壞上部煤層的完整性和連續(xù)性,且能給礦井帶來較大經(jīng)濟效益,或在平安上和技術(shù)上優(yōu)越時,煤層間或煤組間也可以采用上行開采順序。第四節(jié)井田內(nèi)開采順序一、按巷道空間特征分類為進行地下開采的需要而開掘的井筒、巷道和硐室總稱為礦山井巷。根據(jù)井巷長軸線與水平面的關(guān)系,礦山井巷可分為垂直巷道、水平巷道及傾斜巷道,如圖2-9所示。礦井巷道分類及其布置圖2-9礦山井巷1—立井;2—斜井;3—平硐;4—暗立井;5—溜井;6—石門;7—煤門;8—煤倉;9—上山;10—下山;11—風(fēng)井;12—巖石平巷;13—煤層平巷
(一)垂直巷道
巷道長軸線與水平面近似垂直的巷道稱為垂直巷道。1.立井效勞于地下開采,在地層中開鑿的直通地面的豎直巷道,又稱豎井。專門或主要用于提升煤炭的立井叫主井;主要用于提升物料設(shè)備、升降人員等輔助工作的立井叫副井等。2.暗立井不與地面直接相通的直立巷道稱為暗立井。專門用于井下溜煤的暗立井稱為溜井。礦井巷道分類及其布置
(二)水平巷道
巷道的長軸線與水平面近似平行的巷道稱為水平巷道。1.平硐效勞于地下開采,在地層中開鑿的直通地面的水平巷道,稱為平硐。它也分為主平硐、副平硐、通風(fēng)平硐等。2.大巷與平巷平巷是指與地面不直接相通的水平巷道,其長軸方向與煤層走向平行的巷道。為整個開采水平或階段效勞的平巷稱為大巷,如階段運輸大巷。布置在煤層內(nèi)的平巷稱為煤層平巷,布置在巖石中的平巷稱為巖石平巷。為采煤工作面效勞的煤層平巷稱為運輸或回風(fēng)平巷。礦井巷道分類及其布置3.石門與煤門與地面不直接相通的水平巷道,其長軸線與煤層走向正交或斜交的巖石水平巷道,稱為石門。連接井底車場和大巷、為開采水平效勞的石門稱為主石門。為采區(qū)效勞的石門稱采區(qū)石門。在厚煤層內(nèi),與煤層走向正交或斜交的水平巷道,稱為煤門。礦井巷道分類及其布置
(三)傾斜巷道
巷道長軸線與水平面有明顯坡度的巷道稱為傾斜巷道。1.斜井效勞于地下開采,在地層中開鑿的直通地面的傾斜巷道。其作用與立井、平硐相同。2.斜巷不直通地面、長度較短的傾斜巷道,用以行人、通風(fēng)、運輸?shù)取5V井巷道分類及其布置3.上山與下山位于開采水平以上,為本水平或采區(qū)效勞的傾斜巷道,稱為上山。反之稱為下山。為一個采區(qū)效勞的上山稱為采區(qū)上山,為一個采區(qū)效勞的下山稱為采區(qū)下山。上山用于開采一個開采水平以上的煤層,下山用于開采一個開采水平以下的煤層。為開采水平或輔助水平效勞的上(下)山,稱為主要上(下)山。采區(qū)上山又分為運輸上山、軌道上山、通風(fēng)行人上山等。礦井巷道分類及其布置二、按巷道用途分類圖2-10所示的巷道系統(tǒng),按其作用及效勞范圍不同,可分為開拓巷道、準(zhǔn)備巷道及回采巷道。圖2-10礦井巷道布置示意圖1—主井;2—副井;3—井底車場;4—主要運輸石門;5—運輸大巷;6—風(fēng)井;7—回風(fēng)石門;8—回風(fēng)大巷;9—采區(qū)運輸石門;10—采區(qū)下部車場;11—采區(qū)下部材料車場;12—采區(qū)煤倉;13—行人進風(fēng)巷;14—采區(qū)運輸上山;15—采區(qū)軌道上山;16—上山絞車房;17—采區(qū)回風(fēng)石門;18—采區(qū)上部車場;19—采區(qū)中部車場;第五節(jié)礦井巷道分類及其布置二、按巷道用途分類(一)開拓巷道為井田開拓而開掘的根本巷道,如井筒、井底車場、主要石門、運輸大巷、回風(fēng)大巷、主要風(fēng)井等,稱為開拓巷道。開拓巷道是自地面到采區(qū)的通路,它的作用在于構(gòu)成或擴大原有開采水平,形成全礦生產(chǎn)系統(tǒng)的主體框架。這些井巷為全礦井或開采水平效勞,效勞期一般為10~30a以上。礦井巷道分類及其布置(二)準(zhǔn)備巷道為準(zhǔn)備采區(qū)而掘進的主要巷道,如采區(qū)上山、下山、采區(qū)車場、采區(qū)硐室等,稱為準(zhǔn)備巷道。準(zhǔn)備巷道是在采區(qū)范圍內(nèi)從已開掘好的開拓巷道通達區(qū)段的巷道,它的作用在于準(zhǔn)備新采區(qū),構(gòu)成采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)。準(zhǔn)備巷道為采區(qū)效勞,效勞期一般為3~5a。礦井巷道分類及其布置(三)回采巷道形成采煤工作面及為其效勞的巷道,如開切眼、區(qū)段運輸平巷、區(qū)段回風(fēng)平巷等,稱為回采巷道?;夭上锏赖淖饔迷谟谛纬尚碌牟擅汗ぷ髅娌⑦M行生產(chǎn)?;夭上锏罏橐粋€工作面效勞,效勞期一般較短。礦井開拓、準(zhǔn)備和回采是礦井生產(chǎn)的根本環(huán)節(jié),合理解決三者之間的關(guān)系,對礦井正常平安生產(chǎn)具有重大意義。礦井巷道分類及其布置三、礦井巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)(一)巷道布置礦井巷道布置因地質(zhì)條件、井型和設(shè)備、采煤方法的不同各有特點。圖2-10表示走向長壁采煤法的井巷布置系統(tǒng)。1.巷道布置原那么要盡快構(gòu)通風(fēng)路;要盡量平行作業(yè)。礦井巷道分類及其布置三、礦井巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)2.巷道掘進順序圖2-10所示巷道開掘順序如下:首先自地面開鑿主井1、副井2、進入井下;當(dāng)井筒開鑿到第一階段下部邊界開采水平標(biāo)高時,即構(gòu)通主副井風(fēng)路,再開鑿井底車場3、主要運輸石門4、然后向井田兩翼掘進開采水平運輸大巷5;直到采區(qū)運輸石門位置后,由運輸大巷5開掘采區(qū)運輸石門9通至煤層;到達預(yù)定位置后,開掘采區(qū)下部車場10、采區(qū)下部材料車場11、采區(qū)煤倉12、行人進風(fēng)巷13,然后,沿煤層自下而上掘進采區(qū)運輸上山14和軌道上山15。礦井巷道分類及其布置與此同時,開掘風(fēng)井6、回風(fēng)石門7、回風(fēng)大巷8、向煤層開掘采區(qū)回風(fēng)石門17、采區(qū)上部車場18、絞車房16,與采區(qū)運輸上山14及軌道上山15聯(lián)通。當(dāng)形成通風(fēng)回路后,即可自采區(qū)上山向采區(qū)兩翼掘進第一區(qū)段的區(qū)段運輸平巷22、區(qū)段回風(fēng)平巷23、下區(qū)段回風(fēng)平巷20和聯(lián)絡(luò)巷21,當(dāng)區(qū)段平巷掘到采區(qū)邊界后,即可掘進開切眼24,形成采煤工作面。同時開掘必需的硐室,安裝機電設(shè)備和進行必要的準(zhǔn)備工作后,即可開始采煤。礦井巷道分類及其布置
(二)礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)
1.運煤系統(tǒng)自采煤工作面25采下的煤,經(jīng)區(qū)段運輸平巷22,采區(qū)運輸上山14,到采區(qū)煤倉12,在采區(qū)下部車場10內(nèi)裝車,經(jīng)開采水平運輸大巷5,主要運輸石門4,到達井底車場3,由主井1提升到地面。上述運煤系統(tǒng)可簡單表示為:采煤工作面25采下的煤→22→14→12→10→5→4→3→1地面。井巷道分類及其布置2.通風(fēng)系統(tǒng)新鮮風(fēng)流從地面經(jīng)副井2進入井下,經(jīng)井底車場3、主要運輸石門4、運輸大巷5、采區(qū)運輸石門9,采區(qū)下部材料車場11、采區(qū)軌道上山15、采區(qū)中部車場19,下區(qū)段回風(fēng)平巷20、聯(lián)絡(luò)巷21、區(qū)段運輸平巷22,進入采煤工作面25。清洗工作面后,污濁風(fēng)流經(jīng)區(qū)段回風(fēng)平巷23、采區(qū)回風(fēng)石門17、回風(fēng)大巷8、回風(fēng)石門7,從風(fēng)井6排出井外。礦井通風(fēng)系統(tǒng)可簡單表示為:新風(fēng):2→3→3→4→5→9→11→15→19→20→21→22→25。污風(fēng):采煤工作面25→23→17→8→7→6排出井外。礦井巷道分類及其布置
3.運料排矸系統(tǒng)
采煤工作面所需材料、設(shè)備,用礦車由副井2下放到井底車場3,經(jīng)主要運輸石門4、運輸大巷5、采區(qū)運輸石門9、采區(qū)下部材料車場11,由軌道上山15提升經(jīng)上部車場18到區(qū)段回風(fēng)平巷23,再運到采煤工作面25。采煤工作面回收的材料、設(shè)備和掘進工作面運出的矸石,沿運料系統(tǒng)相反的方向運送至地面。上述過程可簡單表示為:材料、設(shè)備等經(jīng)2→3→4→5→9→11→15→18→23→25。采煤工作面回收材料、設(shè)備和掘進工作面的矸石用礦車經(jīng)與運料系統(tǒng)相反方向運至地面。礦井巷道分類及其布置
4.排水系統(tǒng)
排水系統(tǒng)一般與進風(fēng)風(fēng)流方向相反,由工作面25,經(jīng)由區(qū)段運輸平巷22、采區(qū)軌道上山15、采區(qū)下部材料車場11、采區(qū)石門9、開采水平大巷5和主要運輸石門4等巷道的一側(cè)的水溝,自流到井底車場水倉,再由水泵房的排水泵通過副井的排水管道排至地面。上述過程可簡單表示為:工作面25的水→22→15→11→9→5→4→3→2→地面。礦井巷道分類及其布置一、中國煤礦井田開拓方式應(yīng)用概況及開展(一)立井開拓立井開拓在我國50年代,其能力、數(shù)量比重均占首位,分別占61.5%和63.2%。目前立井開拓主要在表土層較厚、含有流砂層、埋藏較深,或傾角較大地區(qū)采用,井型多為大型及特大型礦井。1995年立井開拓其能力與數(shù)量比重分別占37.11%和29.22%。(二)斜井開拓50年代我國的斜井開拓能力與數(shù)量比重較小,比重僅為25.1%和24.3%在各開拓方式中居第二位。隨著膠帶輸送機的開展,為礦井向運輸連續(xù)化、大型化開展創(chuàng)造了重要條件,應(yīng)用數(shù)量比重逐漸增加。1995年斜井開拓能力、數(shù)量比重分別達26.04%和39.57%。中國煤礦井田開拓改革及開展(三)平硐開拓平硐開拓具有明顯的優(yōu)越性,只要條件適宜,一直是我國推薦采用的一種重要形式。但由于受地形、地質(zhì)條件限制,我國應(yīng)用比例始終不高,50年代其能力、數(shù)量比重分別占8.6%和7.7%。直到1995年也只占8.22%和10.18%。主要集中在西南地區(qū)及華北、西北局部地區(qū)。(四)綜合開拓綜合開拓在50年代應(yīng)用較少。隨著礦井開拓延深、技術(shù)改造開展,其應(yīng)用比重也呈開展趨勢,特別是主斜井、副立井綜合開拓在深部開采、技術(shù)改造礦井中得到較廣泛的應(yīng)用。1995年綜合開拓能力、數(shù)量比重已分別達28.63%和21.04%。中國煤礦井田開拓改革及開展二、井田開拓的特征及有關(guān)參數(shù)
1.表土層方面我國礦井的各種開拓方式均獲得廣泛應(yīng)用。但在表土層厚度、礦井平均開采深度等方面具有明顯差異。立井開拓礦井,其表土層平均厚度,平均開采深度均相應(yīng)明顯大于其他幾種開拓方式,立井開拓在這方面具有很強的適應(yīng)性,國有重點煤礦平均開采深度已達428.83m,立井開拓平均開采深度那么為522.4m,目前開采深度在800m以上的礦井有25處以上,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。中國煤礦井田開拓改革及開展
2.井田尺寸方面
我國礦井井田尺寸在50年代一般偏小,特別是華東地區(qū),由于南方缺煤,開采強度較大,大型礦井井田走向長度有的僅3000~5000m。最新統(tǒng)計說明,國有重點煤礦,特大型、大、中、小型井田平均走向程度分別為9.21km、7.7km、5.95km、4.2km與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)根本一致。中國煤礦井田開拓改革及開展
(二)礦井生產(chǎn)能力
國有重點煤礦礦井平均生產(chǎn)能力近幾年有了很大提高,1977年時平均為53.08萬t/a,1995年提高到77.68萬t/a,提高了34.6%。其中大型及特大型礦井,其能力、數(shù)量比重已分別到達57.02%和23.21%,并有進一步開展的趨勢。結(jié)合礦井開拓方式來看:礦井平均生產(chǎn)能力以綜合開拓為最高,平均為105.74萬t/a;其次為立井開拓98.69萬t/a;平硐、斜井分別為62.67萬t/a、51.13萬t/a。特大型礦井?dāng)?shù)量也以綜合開拓為最多,共13處以上;其次為立井開拓9處以上;斜井與平硐開拓分別為3處和1處以上。中國煤礦井田開拓改革及開展
(三)開采水平設(shè)置及水平垂高
各種礦井開拓廣泛采用單水平或多水平開拓。根據(jù)438處礦井〔其中不包括片盤斜井〕的統(tǒng)計,單水平開拓的礦井有84處占19.18%,其能力合計為81.82Mt/a占20.23%。單水平大多在井田傾斜尺寸較小、傾角較小等條件采用。50年代,開采水平垂高一般60~80m,目前已提高到平均179m,并有進一步增大的趨勢。根據(jù)310處礦井的統(tǒng)計,大型礦井的水平垂高最大,平均193.71m;而中、小型礦井平均垂高分別為170.8m和158.19m。中國煤礦井田開拓改革及開展
(四)開采水平大巷布置
開采水平大巷布置方式有:分煤層布置大巷、集中大巷、分組集中大巷等幾種。國有重點煤礦大局部開采兩組以上煤層。據(jù)468處礦井統(tǒng)計,開采兩組以上煤層的為365處,占77.99%。我國分組集中布置大巷應(yīng)用較為廣泛。近幾年來,有在煤層中布置大巷的開展趨勢,但大局部礦井大巷仍布置在底板巖層中。根據(jù)325處礦井統(tǒng)計,有275處采用巖石大巷,42處為煤層大巷,而只有8處為煤巖混合大巷。中國煤礦井田開拓改革及開展三、我國煤礦井田開拓的開展方向隨著科學(xué)技術(shù)的進步和煤炭生產(chǎn)開展的要求,井田開拓朝著生產(chǎn)集中化、礦井大型化、運輸連續(xù)化、系統(tǒng)簡單化方向開展,這將使煤礦的技術(shù)面貌發(fā)生根本性的變化。(一)生產(chǎn)集中化在現(xiàn)代化、高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)過程中,將形成一批高產(chǎn)高效的一礦一井一面或二面的現(xiàn)代化礦井,降低開拓及生產(chǎn)巷道掘進率、簡化生產(chǎn)系統(tǒng),使礦井生產(chǎn)朝著高度集中、簡單可靠的方向開展。中國煤礦井田開拓改革及開展
主要是增大礦井生產(chǎn)能力,以及相應(yīng)加大水平垂高及采區(qū)尺寸等。我國西部的一些煤礦多為人為境界,鄰近井田適合舊井田開發(fā)的,可以利用老井設(shè)施建設(shè)大型礦井;東部老礦區(qū)的一些煤礦,淺局部散開發(fā),進入深部開采以后采用集中開采,可以加大開發(fā)強度,簡化生產(chǎn)環(huán)節(jié),大同、兗州、潞安、晉城、鐵法等老礦區(qū),神木府谷、離柳、鄉(xiāng)寧、靈武等新礦區(qū),都有條件建設(shè)3.00Mt/a以上的特大型礦井。
(二)礦井大型化
中國煤礦井田開拓改革及開展
(三)運輸連續(xù)化
隨著生產(chǎn)集中化和礦井大型化,設(shè)備功率和能力加大及日產(chǎn)萬噸以上工作面出現(xiàn),要求煤炭運輸從工作面〔或井底〕實現(xiàn)不間斷連續(xù)的膠帶運輸機運輸,以保證生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮。因此,斜井開拓、主斜副立井開拓將得到進一步的開展;并推廣應(yīng)用各種輔助運輸設(shè)備,如卡軌車、齒軌車、單軌吊等,使輔助運輸簡單化和連續(xù)化。中國煤礦井田開拓改革及開展采煤方法概述采煤方法概念回采工作—在采煤工作面內(nèi),為采取煤炭所進行的各項工作。根本工序:破煤、裝煤、運煤、支護和采空區(qū)處理。采煤工藝—在采煤工作面內(nèi),按照一定順序完成各項工序的方法及其配合。采煤系統(tǒng)—回采巷道的掘進和回采工作之間在時間上的配合以及在空間上的相互位置關(guān)系。采煤方法—是采煤系統(tǒng)與采煤工藝的綜合及其在時間和空間上的配合。兩者之間相互影響相互制約。采煤方法分類壁式體系采煤法的類型按采煤工藝分類:爆破采煤法、普通機械化采煤法、綜合機械化采煤法按采空區(qū)處理方法分:
全部垮落采煤法、煤柱支撐(刀柱)采煤法、充填采煤法按工作面布置和推進方向分:走向長壁采煤法、傾斜長壁采煤法〔俯斜,仰斜〕采煤方法分類柱式采煤法的特點:工作面長度較短,一般10-30m,工作面數(shù)目較多。需要開掘大量的巷道,掘進率高。一般沒有處理采空區(qū)工序。工作面通風(fēng)條件較差,采出率低。采煤方法選擇選擇采煤方法的原那么1、技術(shù)先進2、經(jīng)濟合理3、生產(chǎn)平安以上三個根本原那么是密切聯(lián)系、相互制約,在選擇時應(yīng)當(dāng)綜合考慮。煤層傾角、厚度礦井瓦斯等級煤層及圍巖特性煤層地質(zhì)構(gòu)造煤層水文地質(zhì)條件煤層自燃發(fā)火傾向性地質(zhì)因素技術(shù)開展及裝備水平礦井管理水平工人掌握先進技術(shù)的水平
影響采煤方法選擇的因素地溫、地壓煤塵的爆炸危險性
采煤工藝長壁采煤工作面的工藝方式:炮采:爆破落煤、人工裝煤、機械化運煤、單體支架支護。
普采:采煤機落煤裝煤、機械化運煤、單體支架支護。
綜采:破、裝、運、支、處等主要工序全部采用機械化連續(xù)作業(yè)。
長壁采煤法的采煤工藝
三種采煤工藝:①爆破采煤工藝方式
解放后至60年代初為主②普通機械化采煤工藝方式
60年代初至70年代中期為主③綜合機械化采煤工藝方式
70年代中期以后為主炮采工藝一、爆破落煤爆破落煤由打眼、裝藥、填炮泥、聯(lián)炮線及放炮等工序組成。炮眼布置:單排眼雙排眼三排眼二、裝煤與運煤1〕、爆破裝煤:爆破后刮板輸送機貼近煤壁,利于裝煤。2〕、人工裝煤:人工攉煤。3〕、機械裝煤:在輸送機煤壁側(cè)裝有鏟煤板。普采工藝采煤機割煤方式:單向割煤,往返進一刀;雙向割煤,往返進兩刀;“∞〞字形割煤、往返一刀普采工藝工作面支護:支架布置方式:帶帽點柱、單體液壓支柱或磨擦式金屬支柱與鉸接頂梁組成的懸臂支架。按懸臂頂梁與支柱的關(guān)系分為正懸梁和倒懸梁兩種;按梁的排列特點分為齊梁式和錯梁式兩種,為了行人和工人作業(yè)方便,工作面支柱一般排成直線狀。普采工藝單體支架正懸臂與倒懸臂布置
支架齊梁式和錯梁式布置
普采工藝控頂距:當(dāng)工作面推進一次或二次之后,工作空間到達允許的最大寬度,即最大控頂距。及時回柱放頂,使工作空間只保存回采工作所需要的最小寬度,即最小控頂距。最大控頂距與最小控頂距之差即為放頂步距。普采工藝采空區(qū)處理:全部垮落法全部充填法局部充填法緩慢下沉法煤柱支撐法
綜采工藝綜采歷史:自1974年從國外引進50套綜采設(shè)備和78年引進的100套綜采設(shè)備開始,至今已有30多年的歷史。開展經(jīng)歷:經(jīng)過了摸索起步、引進提高、仿制創(chuàng)新、國產(chǎn)與引進并重、自主生產(chǎn)五個階段。
綜采工藝綜采產(chǎn)量:七十年代綜采面大致為20萬噸/年-面左右八十年代綜采面大致為100萬噸/年-面左右2005年兗州東灘礦綜采面生產(chǎn)了753萬噸/年-面2005年神東上灣礦綜采面生產(chǎn)了1145萬噸/年-面〔神東礦區(qū)目前有10個超千萬噸的綜采面,實現(xiàn)了一井、一面、平安、高效的生產(chǎn)目標(biāo),其中有2個超2千萬噸的綜采面?!?/p>
綜采工藝綜采現(xiàn)狀:初步統(tǒng)計,全國已建成年產(chǎn)120萬噸以上的大型現(xiàn)代化煤礦434處,核定能力12.63億噸,占總核定能力的50.62%;其中建成了年生產(chǎn)能力超1000萬噸的特大型煤礦25處,核定生產(chǎn)能力3.4億噸。我國的平安高效礦井采煤機械化程度到達90%以上,綜采程度到達85%以上,井工礦原煤全員工效到達106.34t/工;回采工效540.29t/工。綜采工藝綜采參數(shù):綜采面長150m—400m采煤機最大功率達2000kW,刮板輸送機最大功率達3*1000kW,液壓支架一般>20t/架。工藝過程:
采煤機破煤裝煤——刮板輸送機運煤——液壓支架支護頂板綜采工藝采煤機的割煤方式:往返一次割兩刀、往返一次割一刀液壓支架類型:支撐式支架、掩護式支架、支撐掩護式支架液壓支架的移架方式單架依次順序式;分組間隔交錯式;成組整體依次順序式。
綜采
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