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第二章 井田开拓方式


第二章

井田开拓方式

【学习要求】 通过学习,掌握矿井开拓方式的 概念;熟悉立井、斜井、平硐及综合开拓的开拓方 式及优缺点和适用条件;学会开拓方式的选择方法。

第一节

开拓方式的概念

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 的井巷布置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 阶段内的布置方式的总称。

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.按阶段内布置方式 (1)采区式 (2)分段式 (3)带区式 3.井筒形式+开采水平+阶段内布置方式=井田开拓方式。 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,井筒数目及位置。

2.选择主要运输大巷布置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,为建设高产高效安全 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

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,适于布置一个采煤 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。 2.生产系统: 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。 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:矿井内不能布置较多的工作面,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:矿井内能布置几个采区,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。



图2-3 斜井单水平采区式开拓

三、斜井盘区式开拓 近水平煤层,一般采用盘区式布置。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置在井田倾斜的大致中央。

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.沿煤层布置 适用于煤层赋存稳定,煤质坚硬及地质构造简单的矿井。 2.沿煤层底板岩层布置 斜井布置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.穿层布置 当斜井倾角与煤层倾角不一致时,可采用穿层布置,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
+ 3 5 .5 1 - 112 2 3

- 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° <25° 矿井年产量 /万ta-1 >60 15~60 提升方式 带式输送机 串车

25°~35° <15°

15~90 <60

箕斗 无极绳

第三节

立井开拓

I 6

8 7

4 2 1 3

5

I

I-I

8
- 50

2
- 200

1 6 5 7

3 4

- 350

立井多水平 上山式开拓

立井开拓的掘进与生产系

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,阶段内带区式布置。
一般带区式布置多采用对拉工作面。 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、运料系统。

3、优点:巷道布置及生产系统简单,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。

图2-9 立 井单水平 带区式开 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。

图2-10 立井多水平采区式开拓

三、立井井筒设备
矿井生产能 主井井筒装备 力/万ta-1 30 60 90 120 150

表2-2

副井井筒装备

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9t箕斗 一对12t箕斗 一对16t箕斗 一对双层单车(1t)罐笼 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

第四节

平硐开拓

第四节 平硐开拓
平硐开拓: 按与煤层走向的相对位置不同,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,每个阶段各自布置平 硐的开拓方式。

走向平硐

垂直走向平硐开拓示意图

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

阶梯平硐示意图

+ 690

+ 550

+ 400 m1 m
2

m

3

平硐开拓的掘进与生产系统

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、煤层赋存位置较高的山岭、 丘陵、沟谷。 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。

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。 四、三种开拓选择顺序 在条件允许情况下,应先平硐、后斜井、再立井。

第六节

综合开拓

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 (一) 斜井-立井综合开拓 主斜井(强力带式输送机)副立井的开拓方式适 合于大型矿井。

主斜井、副立井开拓
1 2 F 12
第 一 水 平 - 47 第 二 水 平 - 112

3

4

51

5 A1 A3 5 B 5b B 4 B 5a

B 10

5
B6

B 11 B9 6

5

C 13 F 12 -- 1` F 11 -- 48 6

第 三 水 平 - 262

6 第 四 水 平 - 412

F 12 -- 4 C 13 7

1-主斜井,2-副斜井,3-斜风井,4-新立井,5,6,7-运输大巷

第六节

综合开拓

(二) 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。 (三)平硐-斜井综合开拓

平硐-立井综合开拓
5
4 + 512 2 1 1750 + 415 + 330 + 230 3 + 110

平硐 — 斜井综合开拓

4

2 1

3

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。 三、斜硐无轨胶轮车开拓

无轨胶轮车

神华应用实例

第七节

多井筒分区域开拓

第七节
分区域开拓:

多井筒分区域开拓

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,走向长度 24km 、倾向为 15-16KM,井田面积250K㎡,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。年 生 产 能 力 1000 万 吨 , 一 对 主 斜 井 提 升 提 升 能 力 2000t/h。各区域布置一对立井,为各分区进回风和 辅助运输两个集中出煤斜井。

多井筒分区域开拓

作 P43页 1、2、3题




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