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第4章 井田开拓方式


第 章 井田开拓方式
本章主要内容
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第一节 斜井开拓 第二节 立井开拓 第三节 平硐开拓 第四节 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:小型煤矿的井田尺寸较小,阶

段的尺寸也小, 阶段倾斜方向只布置一个工作面,沿走向也不再划分 采区面是连续开采,对这种小阶段俗称片盘。 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 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
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1.矿井开拓程序 2.矿井生产系统 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。

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
斜井单水平分区式开拓的特点及适用条件: ? 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。 ? 适用条件: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。根据经 验,一般应符合下列范围:
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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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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,斜井提升能力大大加强,其应用更加广泛。 2、斜井在地下的空间布置形式主要受煤层赋存条件、 地面地形和提升方式影响。

第一节 斜井开拓
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三、斜井形式选择
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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。此外,沿层斜井需 要留设井筒保护煤柱,资源浪费大。 4、底板斜井 为了避免上述问题,可以将井筒布置在 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

图4—4

立井多水平分区式开拓

第二节 立井开拓
立井开拓的优缺点: ? 立井开拓的优点:井筒长度短、提升速 度快、提升能力大及管线敷设短、通风阻 力小、维护容易。此外,立井对地质条件 适应性强,不受煤层倾角、厚度、沼气等 条件限制。 ? 立井开拓的缺点:井筒掘进施工技术要 求高,开凿井筒所需设备和井筒装备复杂, 井筒掘进速度慢,基建投资大等。

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。 走向平硐 垂直平硐 阶梯平硐

第三节 平硐开拓
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。

走向平硐

1—主平硐 2—盘区上山

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。 垂直平硐和斜交平硐初期工程量大、投资多、 出煤慢,但可以两翼开采,矿井生产能力大。

垂直平硐

第三节 平硐开拓
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。

图4—6 阶梯平硐

第三节 平硐开拓
采用平硐开拓的关键条件是工业场地标高以

上要有足够的储量可供较长时间开采。此外,在
选择平硐硐口时,要考虑以下因素:

1.硐口地势平缓,有足够的面积布置工业场地。
2.硐口交通要便利,以利于煤炭外运和设备、 材料运输。 3.硐口要安全,不受洪水、滑坡、雪崩等威胁。

第四节 综合开拓

通常情况下,一个矿井的主、副井都是同一种 井硐形式。然而,有时常因某些条件的限制,采用同 种井硐形式会带来技术上的困难或影响矿井的经济效 益。在这种情况下,主、副井可采用不同的井硐形式, 称为综合开拓。 综合开拓根据地质条件和生产技术条件而定。 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。不 论哪一种综合开拓方式,其确定的原则都是尽可能充 分发挥各种井硐形式的优越性。

第四节 综合开拓
一、立井—斜井综合开拓

图4—7 立井-斜井综合开拓 1—立井;2—副井

二、斜井—立井综合开拓

图4—8 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

第四节 综合开拓
三、平硐—立井综合开拓

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

第四节 综合开拓
四、平硐—斜井综合开拓

平硐—斜井综合开拓 1—主平硐;2—副斜井;3—阶段运输大巷;4—阶段辅巷

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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