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第2章 井田开拓方式


煤矿开采方法
第一篇 井田开拓
第二章 井田开拓方式

第一节 井田开拓方式的概念
一、井田开拓方式的概念 井田开拓:由地表进入煤层为开采水 平服务所进行的井巷布臵和采掘工程称 为井田开拓。 矿井开拓方式:矿井井筒形式、开采 水平数目及阶段内的布臵方式的总称。

第一节 井田开拓方式的概念
二、井

田开拓方式的分类
1 按井筒形式分 (1)立井开拓 (2)斜井开拓 (3)平硐开拓 (4)综合开拓

第一节 井田开拓方式的概念
2 按阶段内布臵方式 (1)采区式 (2)分段式 (3)带区式 3 井筒形式+开采水平+阶段内布臵方式 4 在开拓方式的构成因素中,井筒形式占有 着突出的地位,常以井筒形式为依据,把 井田开拓方式分为立井开拓、斜井开拓、 平硐开拓和综合开拓等几种方式。

第一节 井田开拓方式的概念
三、确定井田开拓方式的原则
井田开拓的主要问题: 1 合理确定矿井生产能力,井田范围,进行井 田内的划分,确定井田开拓方式,井筒数目 及位臵 2 选择主要运输大巷布臵方式及井底车场形式 3 确定井筒延伸方式及井田开采顺序

第一节 井田开拓方式的概念
确定井田开拓方式的原则
1 多出煤、早出煤、出好煤、建设高产高效 安全生产矿井创造条件,集中,简单 2 按《规程》完善通风条件,良好生产条件 3 减少煤柱损失,提高回采率,减少维护量 4 减少工程量,降低投资,减少建工工期 5 新技术机械化、自动化的推广创条件 6 考虑煤质、煤种

第二节 斜井开拓
主、副井均为斜井的开拓方式,称斜井开拓。 一、片盘斜井开拓(斜井多水平分段式开拓) 片盘斜井开拓是最简单的开拓方式。典型的片盘斜井 如下图所示,其井下部分有一个下山采区。井田沿煤层倾 向按标高划分为数个分段,每段相当于采区的一个区段, 习惯上称为片盘,适于布臵一个采煤工作面。 1 井巷掘进顺序自地面向下沿煤层开一对斜井,直至第 一片盘下20-30m,在第一片盘上部开片盘甩车场及第一片 盘回风巷,在第一片盘下部开片盘甩车场及片盘运输巷, 然后,经平或斜石门掘进上煤层的超前平巷及开切眼,即 可开始第一片盘的回采。

第二节 斜井开拓
2 生产系统 包括:运煤系统、通风系统、运料排 矸系统 对通风要求: 主斜井用胶带运煤时,可兼作进风井, 但V? 4m /s。 胶带斜井不得兼作回风井。

第二节 斜井开拓
I
+450 +400 6 +350


I


5 3

1

2

4

7

8

+300

I +450 +400 +350 +300

I -- I 3 6 4 I 5 Ⅱ


7

1

2

片盘斜井开拓煤层群

第二节 斜井开拓
3 优点:系统简单,工程量小,投资少,工期 短,斜井沿煤层掘进易施工,能够补充地质 资料,进一步了解煤层赋存情况。 缺点:矿井内不能布臵较多的工作面,矿井 生产能力小;容易出现掘进与生产相互干扰, 对地质变化适应性差。 4 适用范围:适用于煤层埋藏稳定,地质构造 简单,井田走向长度和倾斜宽度不大,煤层 埋藏不深的小型矿井。

第二节 斜井开拓
二、斜井单水平采区式开拓
井田沿倾斜方向划分为两个阶段,每个阶 段沿走向划分为若干个采区,每个采区沿倾 向划分为若干个区段。 与片盘斜井相比 优点:矿井内能布臵几个采区,不容易出 现掘进与生产相互干扰,对地质变化适应性 强。 缺点:井巷工程量大,建井期长,系统复 杂。

第二节 斜井开拓
三、斜井盘区式开拓
近水平煤层,一般采用盘区式布臵。斜井盘区与斜井单水 平采区式的区别在于斜井盘区的运输大巷和回风大巷可以并 列布臵在井田倾斜的大致中央。

P3

P1

P2

P4

第二节 斜井开拓
四、斜井井筒层位选择、井筒装备及坡度 (一)斜井井筒层位选择 1 沿煤层布臵 适用于煤层赋存稳定,煤质坚硬及地质构造简单的矿井。 2 沿煤层底板岩层布臵 斜井布臵在煤层底板稳定的岩层中,岩层距煤层距离不 小于15?20m,一般用于开采倾角较大的煤层。 3 穿层布臵 当斜井倾角与煤层倾角不一致时,可采用穿层布臵,即 斜井从煤层顶板或底板穿入煤层。

第二节 斜井开拓
顶板穿层斜井 从顶板穿入煤层的斜井称为顶板穿岩斜 井。 适用于倾角小的煤层。

1

2 5 3

4

第二节 斜井开拓
底板穿层斜井 从煤层底板穿入煤层的斜井称为底板穿岩斜井 适用:较大煤层倾角
+ 35.5 1 2 3

- 112

- 312

4

第二节 斜井开拓
(二)井筒装备及坡度
表2-1 各种斜井提升方式的适应条件

斜井倾角 <17°

矿井年产量 /万ta-1 >60

提升方式 带式输送机

<25°

15~60

串车
箕斗 无极绳

25°~35° 15~90 <15° <60

第三节 立井开拓
一、立井单水平带区式开拓
井田划分为两个阶段,阶段内带区式布臵 一般带区式布臵多采用对拉工作面:两个工作面共有一 条运输平巷(斜巷),两个工作面中的煤相向运输。 1 井巷开掘顺序: 2 生产系统:运输系统、通风系统 3 优点:巷道布臵及生产系统简单,运输环节少,通风 线路短并有建井速度块、投产早。 缺点:上山阶段的分带回风是下行风。适用于煤层倾 角小于12°,地质构造简单,煤层埋藏较深的矿井。

第三节 立井开拓
立 井 单 水 平 带 区 式 开 拓
I 9

6 5
1 2

6

3 4 7 I 8

1

2

4

3

第三节 立井开拓
二、立井多水平采区式开拓
1 井巷掘进顺序 2 生产系统 采煤系统 采煤工作面出煤经区段运输平巷、区段石门、区段溜煤眼、采区运输 上山、采区煤仓,在运输大巷装车,电机车牵引载煤列车至井底车场卸载 后,由主井内安装的箕斗将原煤提至地面。排矸系统掘进巷道所出之矸石, 则用矿车装运至井底车场,由副井内安装的罐笼提至地面。 运料系统 井下所需之物料、设备,由矿车 (或材料车、平板车)装载,经副井罐笼下 放至井底车场,由电机车拉至采区,转运至使用地点。 通风系统 矿井通风采用中央分列式(中央边界式),由副井进入的新鲜风流,经井底 车场、主要运输大巷、采区车场、采区上山、区段石门、区段运输平巷, 清洗采煤工作面后的污风经区段回风平巷、区段回风石门、采区上山至 总回风道,再经回风石门,由边界风井排出地面。 排水系统 井下涌水经大巷水沟流人井底车场,汇入水仓,由水泵房的水泵,经副井 井筒的管道排至地面。

第三节 立井开拓
三、立井井筒设备 表2-2 副井井筒装备 矿 井 生 产 主井井筒装备 能力/万ta-1 30 60 一 对 双层 单车 ( 1t) 罐 一对单层单车(1t)罐笼 笼 一对6t箕斗 一对双层单车(1t)罐笼

90
120 150

一对9t箕斗
一对12t箕斗 一对16t箕斗

一对双层单车(1.5t)罐笼
一对双层单车(3t)罐笼 一对双层单车(3t)罐笼

180
240 300

一对16t箕斗
两对12t箕斗 两对16t箕斗

一对双层单车(3t)罐笼,带重锤
一对双层双车(1.5t)罐笼,一对 双层单车(5t)罐笼带重锤 一对双层双车(1.5t)罐笼,一对 双层单车(5t)或双层双车(1.5t) 罐笼带重锤

作业:
1 矿井开拓及开拓方式的概念? 2 斜井井筒布臵方式有哪几种?简述 其特点及适应条件。

第四节 平硐开拓
平硐按与煤层走向的相对位臵不同,平硐分为走向平硐、 垂直走向平硐和斜交平硐;按平硐所在标高不同,平硐分 为单平硐和阶梯平硐。 一、走向平硐 平硐沿煤层走向开掘,把煤层分为上、下山两个阶段, 具有单翼井田开采的特点。 二、垂直或斜交走向平硐 根据地形条件,平硐可由煤层顶板进入或由煤层底板进 入煤层。平硐将井田沿走向分成两部分,具有双翼井田开 拓特点。 三、阶梯平硐 当地形高差较大,主平硐水平以上煤层垂高过大时,可 将主平硐水平以上煤层划分为数个阶段,每个阶段各自布 臵平硐的开拓方式。

第四节 平硐开拓

走向平硐示意图

第四节 平硐开拓
5 4 3 3

1

2

2

1

(a)

(b)

1-主平硐;2-运输大巷;3-回风石门;4-回风平硐;5-回风井

垂直走向平硐开拓示意图

第四节 平硐开拓

+ 690 + 550 + 400 m1 m 2 m 3

阶梯平硐示意图

第五节 井筒形式分析及选择
一、平峒开拓方式的优缺点及适用条件
优点: 1 开拓形式最简单、最有利; 2 出煤不需提升转载,环节少,系统简单,设备少, 地面设施简单(无井架、绞车房); 3 不需较大的井底车场及其硐室; 4 施工速度快,建井快; 5 无需排水设备,利于预防水灾。 适用条件:地形条件合适、煤层赋存位臵较高的 山岭、丘陵、沟谷。

第五节 井筒形式分析及选择
二、斜井开拓的优缺点和适用条件 优点:(与立井相比)施工简单,工期短, 井筒装备简单,投资少,掘进速度快。 缺点:井筒斜度大,提升能力低,维护费用 高,倾斜度大时,环节多,煤柱损失大。 适用条件:埋藏不深,表层不厚,缓斜和倾 斜煤层。

第五节 井筒形式分析及选择
三、立井开拓的优缺点和适用条件 优点:不受其他地质条件影响,适应能 力强,提升速度快,能力大,可扩大 断面,装备两套提升设备 缺点:施工难度大,设备投资大、要求 高。 适用条件:煤层埋藏较深,表土层厚, 瓦斯、水文情况复杂等条件。

第六节 综合开拓
一、综合开拓的类型 综合开拓:采用立井、斜井、平硐等 任何两种以上井硐形式开拓的方式 (1) 斜井-立井综合开拓 副斜井(强力带式输送机)主立井的 开拓方式适合于大型矿井。

第六节 综合开拓
1
第一水平 - 47 第二水平 - 112

2 F 12 5 A1 A3 5

3

4 B11 B9

5

1

B10

5

5 C 13 F 12 -- 1` 6 F12 -- 4 C13 7

B5b B4 B5a 6

B6

6

第三水平 - 262

F11 -- 48

第四水平 - 412

1-主斜井,2-副斜井,3-斜风井,4-新立井,5,6,7-运输大巷

主斜井、副立井开拓

第六节 综合开拓
(2) 平硐-立井综合开拓 主要是利用立井的优点,解决通风困 难和井田深部辅助提升问题 (3)平硐-斜井综合开拓

第六节 综合开拓
5
4 + 512 2 1 1750 + 415 + 330 + 230 3 + 110

平硐-立井综合开拓

第六节 综合开拓

4

2 1

3

平硐-斜井综合开拓

第六节 综合开拓
二、 综合开拓的适应条件 对于地面形式和煤层赋存条件复杂的 井田,如果主、副井筒均为一种形式, 可能会给井田开拓造成生产技术上的困 难,或者是经济上不合理。在这种情况 下可采用综合开拓的方式。

第七节 多井筒分区域开拓
分区域开拓:将大型井田划分为若干 具有独立通风系统的开采区域。 例如英国的特大型矿井塞尔比矿走向、 倾向为15-16KM,井田面积250K㎡, 年生产能力1000万吨,一对主斜井提升 提升能力2000t/h。

第七节 多井筒分区域开拓
英国的特大型矿井塞尔比矿基本情况: 走向长度24km,倾斜长度16km,面积250 km2 煤层厚度2~3.5m,煤层倾角3~5°,埋深250~ 1300m,井田共分5个区域,每个区域生产能力 200万t/a。 各区域布臵一对立井,为各分区进回风和辅助 运输两个集中出煤斜井。

第七节 多井筒分区域开拓
N No 4 No 2

2 4
No 1 1 3

No 3

0m 100

No 5

8

5 6

7

多井筒分区域开拓

作业: 1 简述综合开拓的类型及适应条件。 2 分区域开拓有何特征及其适应条件。 3 绘图说明立井单水平采区式开拓的 巷道掘进顺序及生产系统。


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