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井田开拓基本知识


煤矿开采方法 精品课程课件
第一篇 井田开拓
第一章 井田开拓基本知识

第一节 矿井生产概况
一、 基本概念 1.煤田 在地质历史发展的过程中, 在地质历史发展的过程中,含碳物质沉积形成的 基本连续的大面积含煤地带称为煤田。 基本连续的大面积含煤地带称为煤田。 2.矿区和矿区开发 开发煤田形成的社会区域,成为矿区。 开发煤田形

成的社会区域,成为矿区。 矿区根据储量、赋存条件、 矿区根据储量、赋存条件、煤炭市场需求量和投 资环境等情况,确定矿区规模、划分井田, 资环境等情况,确定矿区规模、划分井田,规划井 田开采方式,规划矿井或露天矿建顺序, 田开采方式,规划矿井或露天矿建顺序,确定矿区 附属企业的类别、数目和生产规模,建设过程等, 附属企业的类别、 数目和生产规模, 建设过程等, 总称为矿区开发。 总称为矿区开发。 3.井田 井田 在矿区内,划归给一个矿井开采的那一部分煤田。 在矿区内 ,划归给一个矿井开采的那一部分煤田 。

第一节 矿井生产概况
铜川矿区的井田划分

第一节 矿井生产概况
二、 矿井巷道 为了进行矿井开采,在地下开掘的井筒、 为了进行矿井开采 ,在地下开掘的井筒、巷道和硐 室的总称。 室的总称。 按空间位置和形状可分为: (一)按空间位置和形状可分为: 1. 垂直巷道-立井、暗立井、溜井 垂直巷道-立井、暗立井、 倾斜巷道-斜井、暗斜井、上山、 2.倾斜巷道-斜井、暗斜井、上山、下山 水平巷道-平硐、石门、煤门、 3.水平巷道-平硐、石门、煤门、平巷

第一节 矿井生产概况
矿井巷道示意图

1-立井,2-斜井,3-平硐,4-暗立井,5-溜井,6-石门 9-上山,10-下山,11-风井,12-岩石平巷,13-煤层平巷

第一节 矿井生产概况 (二)按服务范围及其用途可分为: 按服务范围及其用途可分为: 开拓巷道: 1. 开拓巷道 : 为全矿井或一个开采水平服务 的巷道。 的巷道。 准备巷道: 为采区、 一个以上区段、 2. 准备巷道 : 为采区 、 一个以上区段 、 分段 服务的运输、通风巷道。 服务的运输、通风巷道。 3.回采巷道 回采巷道: 3.回采巷道:形成采煤工作面及为其服务的 巷道。 巷道。

第一节 矿井生产概况 三、矿井生产系统 (一)井下生产系统 在煤矿生产过程中的提升、运输、通风、 在煤矿生产过程中的提升 、 运输 、 通风 、 排 人员安全进出、材料设备上下井、 水 、 人员安全进出 、 材料设备上下井 、 矸石 出运、供电、供气、 出运 、 供电 、 供气 、 供水等巷道线路及其设 施,是矿井安全生产的前提和保证。 是矿井安全生产的前提和保证。

第一节 矿井生产概况
井下生产系统示意图
6 8 16 24 25 20 23 21 22 19 21 3 14 22 13 15 19 4 18 20 17 23 25 24 2 1

7

9 5 10 11

第一节 矿井生产概况
井下生产系统示意图注释

1-主井;2-副井,3-井底车场;4-主要运输石 -主井; -副井, -井底车场; - 门;5-阶段运输大巷; 6-回风井;7-回风石门; -阶段运输大巷; -回风井; -回风石门; 8-回风大巷;9-采区运输石门;10-采区下部车 -回风大巷; -采区运输石门; - 场底板绕道; -采区下部车场; -采区煤仓; 场底板绕道;11-采区下部车场;12-采区煤仓; 13-行人进风巷;14-运输上山;15-轨道上山; -行人进风巷; -运输上山; -轨道上山; 16-上山绞车房;17-采区回风石门;18-采区上 -上山绞车房; -采区回风石门; - 部车场; -采区中部车场; -区段运输平巷; 部车场;19-采区中部车场;20-区段运输平巷; 21-下区段回风平巷;22-联络巷;23-区段回风 -下区段回风平巷; -联络巷; - 平巷; -开切眼; - 平巷;24-开切眼;25-采煤工作面

第一节 矿井生产概况
井下生产系统(见井下生产系统示意图) 井下生产系统(见井下生产系统示意图) 1、运煤系统:25-20-14-12-10-5-4-3-1 、运煤系统: - - - - - - - - 2、通风系统:新鲜风流从地面-12-3-4-5-11-15- 、通风系统:新鲜风流从地面- - - - - - - 19-20-25;污风-23-17-8-7-6-排入大气。 - - ;污风- - - - - -排入大气。 3、运料排矸系统:2-3-4-5-9-11-15-23-25 、运料排矸系统: - - - - - - - - 4、排水系统:采掘工作面涌水,由区段运输平巷、采区上 、排水系统:采掘工作面涌水,由区段运输平巷、 山排到采区下部车场,经水平运输大巷、 山排到采区下部车场,经水平运输大巷、主要运输石门等巷 道的排水沟,自流到井底车场水仓,由中央水泵房排到地面。 道的排水沟,自流到井底车场水仓,由中央水泵房排到地面。 5、动力供应系统:包括井下电力供应系统和压缩空气供应 、动力供应系统: 系统。 系统。

第一节 矿井生产概况
(二) 地面生产系统 1. 地面生产系统类型 (1)无加工设备的地面生产系统 (2)设有选矸设备的地面生产系统 (3)设有筛分厂的地面生产系统 (4)设有洗选厂的地面生产系统 2. 地面排矸系统 3. 地面管线系统

第二节 煤田划分为井田
一、井田划分的原则(合理尺寸、合理开发) 井田划分的原则(合理尺寸、合理开发) 1、要充分利用自然条件; 、要充分利用自然条件; 2、要有合理的走向长度: 、要有合理的走向长度: 井型井田走向长度( ):小型矿井≥1500m;中 ):小型矿井 井型井田走向长度(m):小型矿井 ; 型矿井≥4000m;大型矿井 型矿井 ;大型矿井≥7000m。 。 3、要处理好相邻井田的关系; 、要处理好相邻井田的关系; 4、要为矿井的发展留有余地; 、要为矿井的发展留有余地; 5、要有良好的安全经济效果。 、要有良好的安全经济效果。

第二节 煤田划分为井田

一 二 四 五



六 八

七 九

利用自然条件作为井田边界划分井田

第二节 煤田划分为井田
二、 井田人为境界的划分方法 (一)垂直划分 相邻矿井以某一垂直面为界, 相邻矿井以某一垂直面为界,沿境界线两侧备留井 的边界煤柱称为垂直划分。 的边界煤柱称为垂直划分。 (二)水平划分 以一定标高煤层底板等高线为界, 以一定标高煤层底板等高线为界,并沿该煤层底板 等高线留置边界煤柱,这种方法称作水平划分。 等高线留置边界煤柱,这种方法称作水平划分。 (三)按煤组划分 按煤层( 间距的大小来划分矿界, 按煤层(组)间距的大小来划分矿界,把煤层间距 较小的相信煤层划归一个矿井开采, 较小的相信煤层划归一个矿井开采,把层间距较大 的煤层煤层( 划归另一个矿井开采。 的煤层煤层(组)划归另一个矿井开采。

第二节 煤田划分为井田

一矿

二矿 1 2 三矿 3

井田边界划分方法
1-垂直划分;2-水平划分;3-以断层为界 -垂直划分; -水平划分; -

作业: 作业:
解释煤田和井田的概念。 1. 解释煤田和井田的概念。 说明下列井巷名称: 2. 说明下列井巷名称: 立井、 (1)立井、暗立井 斜井、 (2)斜井、暗斜井 平硐、岩石平巷、 (3)平硐、岩石平巷、岩门 采区上山、 (4)采区上山、采区下山 煤田划分为井田要考虑哪些主要因素? 3. 煤田划分为井田要考虑哪些主要因素? 试述井田境界的划分方法。 4. 试述井田境界的划分方法。

第三节 井田内再划分
一、井田划分阶段 1.阶段划分及特征 阶段概念: 在井田范围内, 沿煤层倾斜方向, ( 1 ) 阶段概念 : 在井田范围内 , 沿煤层倾斜方向 , 按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条 部分,每个长条部分具有独立的生产系统, 部分,每个长条部分具有独立的生产系统,称之为 一个阶段。 一个阶段。

第三节 井田内再划分
井田划分为阶段和水平

J1
-300 三水平

1 -150 二水平 J2 J3

+ 150 2 _ + 0 一水平

第三节 井田内再划分
(2)阶段的特征 ) ①走向长度 阶段的走向长度就是井田长度.可达到数千米至上万米. 阶段的走向长度就是井田长度.可达到数千米至上万米. ②阶段垂高 阶段上部边界至下部边界的垂高距离。 阶段上部边界至下部边界的垂高距离。 缓倾斜煤层。倾斜煤层原设计规范规定为150 150~ 缓倾斜煤层。倾斜煤层原设计规范规定为150~250 米。实际现场统计达到290~430米,现正在报批的新 实际现场统计达到290~430米 290 设计规范在原基础上提高到200 350米 200~ 设计规范在原基础上提高到200~350米。 急倾斜煤层阶段垂高为100 150米 近年来, 100~ 急倾斜煤层阶段垂高为100~150米,近年来,也有 逐步扩大的趋势。 逐步扩大的趋势。

第三节 井田内再划分
③阶段斜长 阶段斜长一般为几百米至上千米. 阶段斜长一般为几百米至上千米.随着强力胶带 运输机和大型防爆绞车的大量应用,近年来, 运输机和大型防爆绞车的大量应用, 近年来, 阶段 斜长增长量很大. 斜长增长量很大. 每个阶段都有独立的运输和通风系统. 每个阶段都有独立的运输和通风系统.如:在阶 段下部边界开掘阶段运输大巷(兼作进风巷) 段下部边界开掘阶段运输大巷(兼作进风巷) ,在 阶段上部边界开掘阶段回风大巷, 阶段上部边界开掘阶段回风大巷 , 为整个阶段服 上阶段采完后, 务.上阶段采完后 ,该阶段的运输大巷作为下一阶 段的回风大巷。 段的回风大巷。

第三节 井田内再划分
2、水平和开采水平的概念 通常将设有井底车场、 通常将设有井底车场 、 阶段运输大巷并且担负全阶 段运输任务的水平, 开采水平”简称“水平” 段运输任务的水平 , 称 “ 开采水平 ” 简称 “ 水平 ” 。 阶段与水平联系和区别: 阶段与水平联系和区别: 阶段——井田一部分,强调开采范围和储量 井田一部分, 阶段 井田一部分 水平——强调巷道布置 水平 强调巷道布置 二者联系是用水平上的巷道开采阶段内的煤炭资源 根据煤层赋存条件和井田范围, 根据煤层赋存条件和井田范围 , 一个井田可用一个 水平开采,也可用两个或两个以上的水平开采, 水平开采 , 也可用两个或两个以上的水平开采 , 前 者称单水平开拓,后者称多水平开拓。 者称单水平开拓,后者称多水平开拓。

单水平上下山平面图

单水平上下山立面

多水平上山

多水平上下山

多水平混合

第三节 井田内再划分
二、阶段内的再划分
1.采区式划分 在阶段范围内, 在阶段范围内,沿走向把阶段划分为若干个具有独立生产系 统的块段,每一块段称为采区,如下图, 统的块段,每一块段称为采区,如下图,井田沿倾向划分为 个阶段,每个阶段又沿走向划分为4个采区。 3个阶段,每个阶段又沿走向划分为4个采区。 在采区范围内, 在采区范围内,沿煤层倾斜方向将采区划分为若干个长条部 分,每一块长条部分称为区段。 每一块长条部分称为区段。 2.分段式划分 在阶段范围内沿倾斜方向将煤层划分为若干平行于走向的长 条带,每个长条带称为分段, 条带,每个长条带称为分段,每个分段沿倾斜布置一个采煤 工作面。 工作面。

第三节 井田内再划分
阶段划分为采区

A C3 q1 C1 q 2 q3 C2 C4

J1

J

2

J3

第三节 井田内再划分
采区划分为区段

2

6

A

C1 4

35 1

第三节 井田内再划分

C1

C2

Q1 Q2 Q3

C3 J1 J2

D1 D2 D3

J1 J2

J3
采区式划分 分段式划分

J3

第三节 井田内再划分
3.带区式划分 在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独立生产 系统的带区, 带区内又划分成为若干个倾斜分带, 系统的带区 , 带区内又划分成为若干个倾斜分带 , 每个分带布置一个采煤工作面。 每个分带布置一个采煤工作面 。 分带内采煤工作 面沿煤层倾斜推进。 面沿煤层倾斜推进。
F5

J1 J2 J3

F3

F1

F2

F4

带区式划分

第三节 井田内再划分
三、近水平煤层的井田划分 近水平煤层,井田沿倾斜方向高差很小。 近水平煤层,井田沿倾斜方向高差很小。通常沿煤 层延展方向布置大巷,在巷两段划分为具有独立生 层延展方向布置大巷, 产系统的块段,这样的块段称为盘区 带区。 盘区或 产系统的块段,这样的块段称为盘区或带区。 盘区内巷道布置及生产系统及采区基本相同; 盘区内巷道布置及生产系统及采区基本相同; 带区 则与阶段内带区布置基本相同。 则与阶段内带区布置基本相同。

第三节 井田内再划分
近水平煤层的井田划分

P3

P1

P2

P4

井田直接划分为盘区

矿井储量、 第四节 矿井储量、生产能力和服务年限
一、矿井储量 指井田内可采煤层的全部储量 (一)煤炭储量的分级分类 1、按可行性评价阶段划分 (1)概略研究储量 (2)预可行性研究储量 (3)可行性研究储量

矿井储量、 第四节 矿井储量、生产能力和服务年限
2、按经济意义划分 (1)经济的储量 (2)边际经济的储量 (3)次边际经济的储量 (4)内蕴经济的储量 (5)经济意义未定的基础储量

矿井储量、 第四节 矿井储量、生产能力和服务年限
3、按地质可靠程度分 (1)探明的储量 (2)控制的储量 (3)推断的储量 (4)预测的储量

矿井储量、 第四节 矿井储量、生产能力和服务年限
4、旧煤炭储量分级、分类(2003年以前) 旧煤炭储量分级、分类(2003年以前) 年以前 矿井地质储量 能利用储量(A+B+C+D) (1)能利用储量(A+B+C+D) 工业储量(A+B+C) ①工业储量(A+B+C) a.可采储量 b.设计损失量 远景储量( ②远景储量(D) (2)尚未利用的储量

矿井储量、 第四节 矿井储量、生产能力和服务年限
旧煤炭储量的分级分类

可采储量 能 利 用 储 量 工业储量 设计损失量 远景储量

矿 井 地 质 储 量

尚难利用储量

矿井储量、 第四节 矿井储量、生产能力和服务年限
(二)对煤炭资源采出率的规定
煤层分类 地点

薄煤层 85% 85% 97%

中厚 80% 80% 95%

厚 75% 93%

水力 70%

采 区
工作面

矿井储量、 第四节 矿井储量、生产能力和服务年限
(三)储量损失 设计损失: 根据煤层赋存条件、 1. 设计损失 : 根据煤层赋存条件 、 所采用的采煤方 法以及保证开采安全的需要, 法以及保证开采安全的需要 ,在设计中规定永远遗 留在地下的一部分储量。 留在地下的一部分储量。 (1)全矿总损失 (2)采区损失 (3)采煤工作面损失 实际损失: 2.实际损失:指在开采过程中实际发生的损失

矿井储量、 第四节 矿井储量、生产能力和服务年限 二、矿井生产能力 (一)矿井生产能力 矿井设计生产能力( 矿井设计生产能力 ( 万 t /a)即 : 设计中 ) 规定矿井在单位时间( 年或日) 规定矿井在单位时间 ( 年或日 ) 内采出的煤 炭和其它矿产品的数量。 炭和其它矿产品的数量。 矿井经过技术改造, 矿井核定生产能力 : 矿井经过技术改造, 核定后的生产能力, 核定后的生产能力,万t /a。 。 根据矿井设计生产能力不同, 井型 : 根据矿井设计生产能力不同,我 国将矿井分为大、 小三种类型,称井型。 国将矿井分为大、中、小三种类型,称井型。

矿井储量、 第四节 矿井储量、生产能力和服务年限 井型划分如下: 井型划分如下: 生产能力( 井型 生产能力(万t / a) ) 大型矿井: 大型矿井: 120、150 、180 、240 、300、 、 、 400、 500及 500以上 ( 其中 以上( 、 及 以上 其中300 及其以上又称特大型矿井) 万t/a及其以上又称特大型矿井) 及其以上又称特大型矿井 中型矿井: 中型矿井: 45 、 60 、90 。 小型矿井 矿井: 小型矿井: 9 、 15 、 21、 30。 、 。

第四节 矿井储量、生产能力和服务年限 矿井储量、
(二)矿井生产能力的确定 井田储量: 1.井田储量:井田储量是确定矿井生产能力的一个 重要因素。通常,储量越大,生产能力应越大。 重要因素。通常,储量越大,生产能力应越大。 开采条件:可采煤层的层数、层间距离、 2.开采条件:可采煤层的层数、层间距离、煤层厚 度及稳定程度、煤层倾角、 度及稳定程度、煤层倾角、地层的褶曲等 技术装备水平: 3.技术装备水平:决定矿井生产能力的最主要因素 是采掘技术和机械装备。 是采掘技术和机械装备。 安全生产条件:主要指瓦斯、通风、水文地质等。 4.安全生产条件:主要指瓦斯、通风、水文地质等。

矿井储量、 第四节 矿井储量、生产能力和服务年限
三、矿井服务年限 矿井服务年限是指按矿井可采储量、 矿井服务年限是指按矿井可采储量、设计生产能 并考虑储量备用系数计算出的矿井开采年限。 力,并考虑储量备用系数计算出的矿井开采年限。 四、矿井生产能力、服务年限与储量的关系 矿井生产能力、 T=ZK/AK Zk-矿井可采储量,万吨; Zk-矿井可采储量,万吨; 矿井设计服务年限, T-矿井设计服务年限,a; A-矿井设计生产能力,万吨 ; -矿井设计生产能力,万吨/a; K—储量备用系数,1.3~1.5。 储量备用系数, 储量备用系数 储量备用系数是为保证矿井有可靠服务年限而在计 算时对储量采用的富裕系数。 算时对储量采用的富裕系数。



业:

1.绘图说明阶段与水平的概念。 绘图说明阶段与水平的概念。 2. 阶段内再划分有哪几种方式?试述每一种 阶段内再划分有哪几种方式? 方式的基本内容。 方式的基本内容。 如何合理确定矿井的生产能力? 3.如何合理确定矿井的生产能力? 4.试述矿井的生产能力 试述矿井的生产能力、 4.试述矿井的生产能力、服务年限与储量间 的关系。 的关系。


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