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安全工程采煤概论经典课件04第四章 井田开拓方式


河南城建学院

《采煤概论》
第二篇 井田开拓

第4章 井田开拓方式

本章主要内容
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第 章 井田开拓方式
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第一节 第二节 第三节 第四节

斜井开拓 立井开拓 平硐开拓 综合开拓

第一节 斜井开拓
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一、片盘斜井开拓
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片盘斜井开拓是斜井开拓的一种最简单的形式。 它是将整个井田沿倾斜方向划分成若干个阶段, 每个阶段倾斜宽度可以布置一个采煤工作面。 在井田沿走向中央由地面向下开凿斜井井筒, 并以井筒为中心由上而下逐阶段开采。图4-1为 一片盘斜井的示例。井田沿倾斜方向划分为四 个阶段。阶段内按整个阶段布置,即每一阶段 斜宽布置一个工作面。

图4-1 片盘斜井开拓(动画) 1—主井;2—副井;3—片盘车场;4--阶段运输平巷; 5—辅巷;6—阶段回风平巷;7--采煤工作面;8—联络眼

第一节 斜井开拓
1.矿井开拓程序(图4-1)
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在井田沿走向中央,沿煤层倾斜方向向下开掘主斜井1和副 斜井2,两井均在煤层之中,且两井中间留30m~40m煤柱。 为了掘进通风方便和沟通两井筒间的联系,每隔一段距离 开掘联络巷8将两井筒贯通。井筒掘到第一阶段下部时,开 掘第一阶段下部车场。从下部车场向井筒两侧开掘第一阶 段运输平巷4和副巷5。为了掘进方便,4、5之间每隔一定 距离掘联络巷沟通。4、5之间阶段煤柱根据有关规定留设。 与此同时,在第一阶段上部开甩车场向井筒两侧开掘第一 阶段回风巷6。在井田沿走向边界处沿倾斜方向掘开切眼7 将5、6沟通,并在开切眼内布置采煤工作面开采。

第一节 斜井开拓
2.矿井生产系统(图4-1)
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工作面7采出的煤,由工作面刮板输送机送至阶段 运输副巷5,并经联络巷运至阶段运输巷4装入矿 车。矿车由电机车牵引至第一阶段下部车场3并由 主斜井1提至地面。
生产所需材料、设备和人员一般由主斜井1下放到 阶段上部车场,由阶段回风平巷6送到工作面上口, 然后供工作面使用。副斜井只有在矿井产量大, 主井提升任务重时才作辅助提升。

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第一节 斜井开拓
2.矿井生产系统(图4-1)
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新鲜风流由主斜井进入,经阶段下部车场3、运输平巷4、 联络巷8、阶段副巷5进入工作面7。冲洗工作面后的乏风, 经阶段回风平巷6、回风斜巷9汇集到副斜井排出地面。为 了避免生产中新鲜风流和乏风掺混及风流短路,通常要在 主要进风巷和回风巷交岔处设置风桥、风门等通风构筑物。

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为保证矿井生产正常接替,在开采第一阶段时,及时向下 延深井筒对第二阶段进行开拓并按同样方法布置巷道。生 产转入第二阶段后,第一阶段的阶段运输平巷作为第二阶 段的回风平巷。以后每阶段依次类推,直到开采到井田深 部边界 。

第一节 斜井开拓
3. 特点
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优点:片盘斜井开拓,巷道布置和生产系统简 单,井巷施工技术也不复杂,而且初期工程量 小,出煤快。 缺点:不能多阶段同时生产,同采工作面最多 为两个,矿井生产能力受到限制。另外,延深 工作频繁,生产和掘进之间相互影响较大。工 作面整阶段连续推进,对地质条件变化适应性 差。但就现有生产经验,采用片盘斜井开拓时, 井田走向长不宜大于1.5km。井田倾斜长度,一 级提升时,不宜大于800m,两级提升时,不宜大 于1.5km,并且尽可能采用一级提升。

第一节 斜井开拓
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二、斜井单水平分区式开拓
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由斜井进入煤体,由一个开采水平开采整个井 田。井田可划分为一个阶段,也可以划分为两 个阶段。阶段沿走向划分为采区。 图4-2为一典型的斜井单水平分区式开拓方式。 井田划分为两个阶段,每个阶段沿走向划分为 六个采区。开采水平在上、下两阶段分界面。 上山阶段每个采区沿倾斜划分为五个区段,下 山阶段式分为四个区段。矿井可采煤层为一层 中厚煤层,煤层倾角较小。

图4—2

斜井单水平分区式开拓

1—主井;2—副井;3—井底车场;4—阶段运输平巷; 5—阶段辅巷;6—采区运输上山; 7--采区轨道上山;8、15—区段运输平巷;9、16—区段回风平巷;10、17—采煤工作面; 11--阶段回风平巷;12--回风井;13—采区运输下山;14—采区轨道下山;18—专用回风上山; 19—采区煤仓;20—井底煤仓;21—行人进风上山;22—回风联络巷

第一节 斜井开拓
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二、斜井单水平分区式开拓 1.矿井开拓程序
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在井田沿走向中部,由地面开掘一对岩层反斜井,主 斜井1和副斜井2。主斜井1安装胶带输送机提升煤炭、 副斜井2安装绞车作辅助提升。斜井井筒掘到开采水平 时,在开采水平布置井底车场和硐室,然后向两侧掘 进水平运输大巷4和副巷5。水平运输大巷和副巷掘至 采区中部位置后,在采区下部布置采区下部车场并开 掘采区运输上山6和轨道上山7,当采用中央分列式通 风时,在主副井斜井施工同时,在井田浅部沿走向中 央开凿回风井12至上山阶段上部车场、区段运输平巷 和回风平巷,并掘进开切眼布置工作面回采。

第一节 斜井开拓
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二、斜井单水平分区式开拓 1.矿井生产系统
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工作面出煤。经区段运输平巷8、采区运输上山6至采 区下部煤仓。煤炭装入矿车后由机车引经水平运输大 巷4至井底煤仓,并由井底煤仓装入斜井皮带提至地面。 材料、设备由副斜井下放至井底车场,由电机车牵引 经水平运输大巷至采区下部车场。然后由采区轨道上 山经采区中(上)部车场送至区段回风平巷进而到采 煤工作面。 新鲜风流由主、副斜井经井底车场、水平运输大巷、 采区下部车场、运输上山和区段运输巷至工作面。冲 洗工作面后的乏风,经区段回风平巷、水平回风大巷 由边界风井排至地面。

第一节 斜井开拓
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二、斜井单水平分区式开拓 1.矿井生产系统
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第二阶段为下山开采。由水平运输大巷在采区中部位 置布置采区上部车场并沿煤层向下做采区下山13和14。 然后在采区内掘区段平巷,然后通过采区内侧区段平 巷构成工作面回采。 下山采区工作面出煤向下运至区段运输平巷,然后通 过采区运输下山13向上运至采区煤仓,装车后由水平 运输大巷运至井底车场由主斜井提至地面。 下山采区所需材料、设备经采区上部车场,由轨道下 山下放并经采区中部车场、区段回风平巷送到工作面。 新鲜风流经采区上部车场、采区轨道下山、区段运输 平巷进入工作面。乏风经区段回风平巷、采区运输下 山、水平副巷、上山阶段保留的回风上山进入水平回 风大巷。然后经边界风井排出。

第一节 斜井开拓
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二、斜井单水平分区式开拓
3. 特点 ? 斜井单水平上、下山开拓,开采水平少,减少 了初期工程量和投资;阶段分采区布置,对地 质条件适应性强,可多采区同时生产、多工作 面同时生产,生产能力大。此外,由于只有一 个开采水平,不存在水平接替问题,矿井生产 稳定。因此,在开采缓倾斜煤层(倾角小于 16°),沼气含量低,涌水量小时,如果井田 倾斜长度满足要求,应优先考虑采用此种开拓 方式。

第一节 斜井开拓
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三、斜井形式选择
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1、斜井倾角主要依据其装备的提升设备确定。
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串车提升 α≯25° 箕斗提升,α=20°~35° 无极绳提升 α≯10° 胶带输送机提升α≯17°

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2、斜井采用串车和箕斗提升时,其提升能力受井筒斜 长影响较大。近年来,随着胶带输送机技术的不断发 展。 3、煤层斜井 斜井沿煤层开掘,施工容易、速度快、 投资少。但当煤层较厚、煤层松软、构造复杂及煤层 有自燃倾向时,不宜沿煤层布置。 4、底板斜井 将井筒布置在煤层底板中。但当煤层倾 角小于井筒倾角时,水平石门工程量太大。优点是井 筒易维护,不需保护煤柱。 5、穿层斜井 当煤层倾角小于井筒倾角时,为了减少 水平石门工程量或免受地面因素影响,斜井可穿越煤 层布置。

第二节 立井开拓
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立井开拓也是广泛采用的一种进入煤体的 方式。除井硐形式外,其开拓巷道布置与 斜井相同。 一、立井单水平分带式开拓
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这种开拓方式如图4-3所示,井田划分为两个阶 段,阶段内采用分带式布置。

图4-3 立井单水平上下山开拓(带区式准备)示意图 1—主井;2—副井口—井底车场;4—运输大巷;5—回风石门; 6—回风大巷;7—分带运输巷; 8—分带回风巷;9—采煤工作面; 10—带区煤仓;11—运料斜巷;12—行人进风斜巷

第二节 立井开拓
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二、立井多水平分区式开拓
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1.矿井开拓程序(动画演示) 2.矿井生产系统(动画演示) 运煤系统(动画演示) 通风系统(动画演示)

第三节 平硐开拓
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在山岭和丘陵地区,往往在矿井地面工业场地标高 以上埋藏有相当储量的煤炭。开采这部分煤炭最简 单、经济的开拓方式就是平硐开拓。见图4-5。 平硐开拓,就是从地表开掘水平巷道进入山体或 丘陵内的煤层。一般地,以一条主平硐担负运煤、 运料、出矸、行人、排水、进风和敷设管线等任务。 在井田上部回风水平开回风平硐或回风井担负回风 任务。 平硐的布置方式与地表地形和煤层产状有关。主要 布置方式有:

第三节 平硐开拓
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走向平硐 一般沿煤层走向开掘在底板岩石中。条件适 合(如煤层不厚、煤质坚硬、服务年限不长) 时,也可以沿煤层掘进。走向平硐近似于立 井和斜井开拓中的阶段运输大巷。从走向平 硐掘石门进入每个采区。走向平硐工程量小、 投资省、出煤快,但只能单翼开采,限制了 矿井生产能力。

第三节 平硐开拓
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垂直平硐 先从地面垂直煤层走向掘平硐到达煤层或煤 层底板,然后沿煤层或底板岩石向井田两侧 掘运输大巷,并准备采区。垂直平硐与立井 开拓和斜井开拓中的阶段运输石门相似。根 据地表地形。垂直平硐可以从煤层底板进入 煤层,也可以从煤层顶板进入煤层。有时由 于地表地形及地质条件的影响,平硐也可以 与煤层走向斜交掘进,称为斜交平硐。

第三节 平硐开拓
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阶梯平硐 当地形高差较大,主平硐以上煤层垂高过大 时,可以把其分为几个阶段,分别用不同标 高的开硐开拓,称为阶梯平硐 。

a— 走向平硐

b—垂直平硐 1—主平硐 2—盘区上山 图4—5 平硐开拓示意图

图4—6 阶梯平硐

第四节 综合开拓
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根据井硐的三 种基本形式, 组合后理论上 有六种综合开 拓方式,即立 井—斜井、斜 井—立井、平 硐—立井、立 井—平硐、平 硐—斜井和斜 井—平硐开拓 方式。

立井-斜井综合开拓

斜井—立井综合开拓 1—主斜井;2--分区域辅助立井;3—底板岩石胶带输送机大巷;4—联络斜巷; 5—阶段胶带输送机及运料运人大巷;6—大煤仓

平硐—立井综合开拓 1—平硐;2—立井;3—暗斜井;4—回风平硐;5—回风小井

平硐—斜井综合开拓 1—主平硐;2—副斜井;3—阶段运输大巷

思 考 题
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1.片盘斜井开拓的优点、缺点和适用条件是什么? 2.斜井单水平分区式开拓的优点、缺点和适用条 件是什么? 3.立井开拓的优点、缺点和适用条件是什么? 4.简述平硐开拓有几种方式,说明其布置特点及 适用条件? 5.什么叫综合开拓?通常有哪几种综合开拓方式?


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