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采煤概论第二章 井田开拓


矿业工程概论
李建忠
太原理工大学矿业工程学院

第二章

井田开拓
太原理工大学矿业工程学院

主要内容
第一节 煤田的划分 第二节 井田再划分 第三节 井田开拓方式 第四节 开采水平的设置 第五节 矿井采掘关系

第一节 煤田的划分
煤田
在地质历史发展的过程中, 在地质历史发展的过程中,由含碳物质沉积形成 的大面积含煤地带称为煤田。 的大面积含煤地带称为煤田。

矿区
开发煤田形成的社会区域。 开发煤田形成的社会区域。
一般一个矿区开发一个煤田 矿务局, 矿务局,矿业集团公司

井田
划归给一个矿井开采的那一部分煤田。 划归给一个矿井开采的那一部分煤田。

神东矿区—我国首个亿吨级的煤炭生产基地。 神东矿区 我国首个亿吨级的煤炭生产基地。 我国首个亿吨级的煤炭生产基地

第一节 煤田的划分
井田划分原则
1、充分利用自然等条件划分井田; 充分利用自然等条件划分井田; 井田范围、 2、井田范围、储量和开采条件要与矿井生产能 力相适应; 力相适应; 保证井田有合理的尺寸; 3、保证井田有合理的尺寸; 合理规划矿井开采范围, 4、合理规划矿井开采范围,处理好相邻矿井之 间的关系。 间的关系。

煤田划分为井田
井型 小型矿井 中型矿井 大型矿井 特大型矿井 井田走向长度(km) 井田走向长度( ) ≥1.5 ≥4.0 ≥7.0 ≥10.0-15.0

井田边界划分方法

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; -

矿井生产能力和服务年限
矿井储量
井田边界范围内, 井田边界范围内,通过地质手段查明的符合 国家煤炭储量计算标准的全部储量。 国家煤炭储量计算标准的全部储量。

矿井生产能力
又称为矿井年产量, 又称为矿井年产量,是指矿井在一年内生产 煤炭的数量。 煤炭的数量。

矿井服务年限
矿井从投产到报废的开采年限。 矿井从投产到报废的开采年限。

矿井生产能力和服务年限
T=ZK/AK
Zk-矿井可采储量,Mt; 矿井可采储量, ; T-矿井设计服务年限,a; -矿井设计服务年限, ; A-矿井设计生产能力, Mt /a; -矿井设计生产能力, ; 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。 限而在计算时对储量采用的富裕系数。

新建矿井设计服务年限
第一开采水平设计服务年限 井型 矿井设计 矿井设计生产 服务年限 能力( 能力(Mt/a) ) (a) ) 6.0及以上 及以上 特大 3.0-5.0 1.2、1.5 、 1.8、2.4 、 0.45、0.6、 、 、 0.9 60 50 40 30 25 20 — 20 15 — 15 12 70 煤层倾角 <25° ° 35 煤层倾角 煤层倾角 25°-45° ° ° >45° ° — —







0.09、0.15、 、 、 各省自定 0.21、0.30 、

第二节
井田划分为阶段

井田再划分

阶段:在井田范围内,沿煤层倾斜方向, 阶段: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, 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,称之为一个阶段。 条部分具有独立的生产系统,称之为一个阶段。

1 阶段的走向长度等于井田的走向长度 -150 二水平 -300 三水平 阶段下部布置阶段运输大巷 阶段上部布置阶段回风大巷

+ 150 2 _ 0 一水平 +

井田划分为阶段
水平: 常指某一标高的水平面。 水平: 常指某一标高的水平面。 表示:标高、 表示:标高、开采顺序及用途 200、 500水平等 1)±0、-200、-500水平等 矿井生产中,表示开采顺序, 2)矿井生产中,表示开采顺序,又称第一 水平、第二水平…… 水平、第二水平…… 矿井生产中, 3)矿井生产中,常把运输大巷所在的水平 称运输水平; 称运输水平;回风大巷所在的水平称回 风水平。 风水平。

井田划分为阶段
开采水平( 简称水平) 开采水平 ( 简称水平 ) : 布置有主要运输大 巷和井底车场、 巷和井底车场 、 并担负该水平开采范围内的 主要运输和提升任务的水平。 主要运输和提升任务的水平。 广义的水平: 布置大巷的某一标高的水平面, 广义的水平 : 布置大巷的某一标高的水平面 , 既包括一个水平,又包括所服务的阶段。 既包括一个水平,又包括所服务的阶段。

阶段上部 阶段下部

回风水平 运输水平

井田划分为盘区
开采倾角较小的近水平煤层, 开采倾角较小的近水平煤层,沿煤层主要延展方向 布置大巷。 布置大巷。

井田划分盘区

井田划分为分区域
特大型矿井井田范围广阔,井下运输距离、 特大型矿井井田范围广阔,井下运输距离、通风线 管线敷设过长,给生产和管理带来困难, 路、管线敷设过长,给生产和管理带来困难,采用 了多井筒分区域开拓。 了多井筒分区域开拓。

阶段内再划分
1.采区式 2.分段式 3.带区式

阶段内分区布置 H—阶段垂高;h—阶段斜长 阶段垂高; 阶段斜长 阶段垂高

C1

C2

Q1 Q2 Q3

C3 J2

J1

D1 D2 D3

J1 J2

J3
采区式划分 分段式划分

J3

采区式划分
采区: 采区:阶段或开采水平内沿走向划分为具 有独立生产系统开采块段。 有独立生产系统开采块段。 采区斜长=阶段斜长(可达1000m) 采区斜长=阶段斜长(可达1000m) 1000m 采区走向=400m-5000m 采区走向=400m-5000m =400m 区段:在采区内沿倾斜方向划分的开采块段。 区段:在采区内沿倾斜方向划分的开采块段。 区段下部有区段运输平巷 区段上部有区段回风输平巷

采区式划分
1区段 区段 2区段 区段 3区段 区段

Ⅰ 阶段 Ⅱ 阶段 Ⅲ 阶段

Ⅰ 阶段

1区段 区段 2区段 区段 3区段 区段

Ⅱ 阶段

Ⅲ 阶段

采区
2 6 A
走向长壁工作面: 走向长壁工作面: 工作面沿倾斜布置

C1 4

35 1

沿走向推进

带区式划分
分带—沿煤层走向把阶段划分为若干长条, 分带 沿煤层走向把阶段划分为若干长条, 沿煤层走向把阶段划分为若干长条 每一个长条叫一个分带。 每一个长条叫一个分带。
倾斜长壁工作面: 倾斜长壁工作面:
J1
1

工作面沿走向布置 沿倾向推进

J2

J3

带区式划分
J1 阶段 J2 阶段 J3 阶段

J1 阶段

J2 阶段

J 3阶段

井田划分
走向长壁

采区式 阶 段 分段式 带区式 井田 盘 区 采区式 分区域 盘区式 带区式

倾斜长壁

近水平

第三节

井田开拓方式

井田开拓: 井田开拓:从地面开掘一系列的井巷进入煤层 。 开拓方式:开拓巷道在井田内的总体布置方式。 开拓方式:开拓巷道在井田内的总体布置方式。 井硐的形式、数量和位置 井硐的形式、 水平的数目和标高 布置井底车场和主要巷道 阶段内的划分 确定采掘关系和开采程序 进行矿井延深和技术改造 立井开拓 斜井开拓 平硐开拓 综合开拓 分区域开拓 斜硐开拓

主 要 内 容

开 拓 方 式

开拓方式

分区域开拓

巷道分类
按空间位置分类: 按空间位置分类: 垂直巷道-立井、暗立井、 1. 垂直巷道-立井、暗立井、溜井 水平巷道-平硐、石门、煤门、 2.水平巷道-平硐、石门、煤门、平巷 倾斜巷道-斜井、暗斜井、上山、 3.倾斜巷道-斜井、暗斜井、上山、下山 硐室-变电室、水泵房、 4. 硐室-变电室、水泵房、火药库等

巷道分类
立井:有直接通达地面出口的垂直巷道 ,竖井。 暗立井:没有直接通达地面出口的垂直巷道 。 溜井:担负自上而下溜放煤炭任务的暗井。 平硐:有直接通达地面出口的水平巷道。 平巷:沿煤层走向开掘的水平巷道。 石门:布置在岩层中和岩层走向垂直或斜交的水平巷道。 煤门:布置在煤层中和煤层走向垂直或斜交的水平巷道。 斜井:有直接通达地面出口的倾斜巷道。 暗立井:没有直接通达地面出口的倾斜巷道 。

巷道分类
上山:没有直接通达地面的出口, 上山:没有直接通达地面的出口,位于开采水平之 上,从主要运输大巷沿煤层或岩层由下向上开 掘的倾斜巷道。 掘的倾斜巷道。 下山:没有直接通达地面的出口, 下山:没有直接通达地面的出口,位于开采水平之 下,从主要运输大巷沿煤层或岩层由上向下开 掘的倾斜巷道。 掘的倾斜巷道。 溜煤眼:专作溜煤用的小斜巷。 溜煤眼:专作溜煤用的小斜巷。 硐室:长度较小,断面较大的特殊巷道。 硐室:长度较小,断面较大的特殊巷道。

巷道分类

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

巷道分类
按其用途和服务范围分类: 按其用途和服务范围分类:
开拓巷道:为全矿井或一个开采水平服务的巷道, 开拓巷道:为全矿井或一个开采水平服务的巷道, 如井筒、井底车场、主要石门、 如井筒、井底车场、主要石门、主要运输大巷和 回风大巷等。 回风大巷等。 准备巷道: 准备巷道:为一个采区会两个以上的回采工作面服 务的巷道,如采区上( 采区车场、 务的巷道,如采区上(下)山、采区车场、采区 煤仓、采区石门等。 煤仓、采区石门等。 回采巷道:为一个采煤工作面服务的巷道, 回采巷道:为一个采煤工作面服务的巷道,如区段 下平巷和开切眼等。 上、下平巷和开切眼等。

矿井生产系统
1)运煤系统 2)通风系统 3)运料排矸系统 4)排水系统 5)动力供应(电、压风) 动力供应( 压风) 6)通讯、监测系统 通讯、

井下生产系统示意图

斜井开拓
主副井均为斜井的开拓方式。 主副井均为斜井的开拓方式。
片盘斜井开拓是斜井开拓的一种最简单的形式。 片盘斜井开拓是斜井开拓的一种最简单的形式。 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, 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。 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, 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。 井筒为中心由上而下逐阶段开采。下图为一片盘 斜井的示例。井田沿倾斜方向划分为四个阶段。 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, 阶段内按整个阶段布置,即每一阶段斜宽布置一 个工作面。 个工作面。

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

斜井开拓
片盘斜井开拓特点 开拓方式简单,建井期短。 开拓方式简单,建井期短。但同时回采的工作面 少生产能力小。适用于煤层煤藏稳定, 少生产能力小。适用于煤层煤藏稳定,地质构造 简单,井田走向长度短的小型矿井。 简单,井田走向长度短的小型矿井。

斜井开拓
斜井单水平开拓
由斜井进入煤体,由一个开采水平开采整个井田。 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。 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。 阶段沿走向划分为采区。 下图中井田划分为两个阶段, 下图中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。 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, 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。 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。 煤层,煤层倾角较小。

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

斜井开拓
斜井形式的选择 斜井倾角主要依据其装备的提升设备确定。 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: 根据经验,一般应符合下列范围: α≯25° 串车提升 α≯25° α=20° 35° 箕斗提升 α=20°-35° α≯10° 无极绳提升 α≯10° 胶带输送机提升α≯17 α≯17° 胶带输送机提升α≯17°

立井开拓
主副井均为立井的开拓方式。 主副井均为立井的开拓方式。 特点:对井田地质条件适应性很强, 特点:对井田地质条件适应性很强,广泛 采用的一种方式。生产系统比较简单, 采用的一种方式。生产系统比较简单,运 输环节少,建井速度快,投产早。 输环节少,建井速度快,投产早。 开拓方式、开掘顺序、生产系统。 开拓方式、开掘顺序、生产系统。 运煤系统 运料系统 通风系统

立井开拓
单水平上下山开拓 开采水平既采上山部分, 开采水平既采上山部分,又采下山部分的 煤层。 煤层。

立井开拓
多水平上下山开拓 开采水平既采上山部分, 开采水平既采上山部分,又采下山部分的 煤层。 煤层。

立井开拓
多水平上山开拓 开采水平只采上山部分的煤层。 开采水平只采上山部分的煤层。

立井开拓
多水平混合式开拓 开采水平既可只采上山部分,又可采上、 开采水平既可只采上山部分,又可采上、下 山部分的煤层。 山部分的煤层。

立井单水平上下山开拓(带区式准备)
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

平硐开拓
从地表开掘水平巷道进入山体或丘陵内的 煤层。 煤层。 一般地,以一条主平硐担负运煤、运料、 一般地,以一条主平硐担负运煤、运料、 出矸、行人、排水、 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。 井担负回风任务。

走向平硐

垂直平硐

阶梯平硐

平硐开拓示意图

综合开拓
根据井硐的三种基本形式, 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: 上有六种综合开拓方式: 立井—斜井、斜井 立井 平硐—立井 立井、 立井 斜井、斜井—立井、平硐 立井 斜井 立井—平硐、平硐 斜井 斜井—平硐 斜井、 立井 平硐、平硐—斜井、斜井 平硐 平硐

综合开拓

立井立井-斜井综合开拓

斜井—立井综合开拓 斜井 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

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

斜硐开拓
舍弃原有的17度坡度的斜井开拓方式 舍弃原有的17度坡度的斜井开拓方式,采用 17度坡度的斜井开拓方式, 度斜硐开拓技术, 6 度斜硐开拓技术 , 充分发挥浅埋深煤田的自然 条件优势,主要大巷均布置在主采煤层中, 条件优势 , 主要大巷均布置在主采煤层中 , 由 1 条主运输大巷, 条辅助运输大巷和1 条主运输大巷,1-2条辅助运输大巷和1条回风大 巷组成, 巷组成,矿井井筒与布置在煤层中的大巷直接相 连。 优点: 减少了岩石开拓巷道工程量; 优点:① 减少了岩石开拓巷道工程量; 提高了煤矿建井速度。 ② 提高了煤矿建井速度。

斜硐开拓

井田开拓方式选择
平硐—:初期投资低,成产经营费低,工期快, 平硐 :初期投资低,成产经营费低,工期快, 系统简单。 系统简单。 适用条件:上山阶段的服务年限满足规定。 适用条件:上山阶段的服务年限满足规定。 立井—:不受自然条件限制,采深相同时, 立井 :不受自然条件限制,采深相同时,井筒 提升速度快、能力大,有利辅助提升, 短、提升速度快、能力大,有利辅助提升,井筒断 面大阻力小。施工技术复杂,井筒装备复杂, 面大阻力小。施工技术复杂,井筒装备复杂,掘金 速度慢,基建投资大。 速度慢,基建投资大。 适用条件:煤层赋存较深,水文地质情况复杂, 适用条件:煤层赋存较深,水文地质情况复杂, 急倾斜煤层等。 急倾斜煤层等。

井田开拓方式选择
优点: 斜井开拓 优点: ? 掘进技术和设备简单; 掘进技术和设备简单; ? 掘进速度快,工期短; 掘进速度快,工期短; ? 井筒装备、井底车场 井筒装备、 简单; 简单; ? 初期投资少; 初期投资少; ? 井筒延伸方便; 井筒延伸方便; ? 主提升胶带化能力大; 主提升胶带化能力大; ? 全性好。 全性好。 斜井开拓缺点( 斜井开拓缺点(与立井 比): ? 井筒长,维护费高。 井筒长,维护费高。 ? 辅助提升能力小,提升 辅助提升能力小, 深度有限。 深度有限。 ? 通风路线长,风阻大。 通风路线长,风阻大。 ? 过冲积层和流沙层相当 困难。 困难。

井田开拓方式选择
斜、立选择 斜井 浅 薄 简单 立井 深 厚 复

1.煤层赋存 1.煤层赋存 2.表土层 2.表土层 3.水文情况 3.水文情况 杂 4.急倾斜煤层水平数 4.急倾斜煤层水平数 5.井田倾斜 5.井田倾斜

单 短

多 长

井田开拓方式选择
三种开拓方式各有特点。 三种开拓方式各有特点。 一般来说, 条件适宜时, 应按照先平硐 后斜井、 先平硐、 一般来说 , 条件适宜时 , 应按照 先平硐 、 后斜井 、 再立井的顺序来考虑开拓方式。 再立井的顺序来考虑开拓方式。 的顺序来考虑开拓方式 由于影响开拓方式的因素比较多, 由于影响开拓方式的因素比较多 , 涉及到井硐形 水平数目、 阶段内划分等, 因此, 式 、 水平数目 、 阶段内划分等 , 因此 , 在选择开拓 方案时, 必须根据具体情况, 综合考虑地质、 方案时 , 必须根据具体情况 , 综合考虑地质 、 地形 以及技术经济条件,通过方案比较后确定。 以及技术经济条件,通过方案比较后确定。

第四节

开采水平的设置

井底车场: 井底车场:连接井筒和主要运输巷道的一组 巷道和硐室的总称。它担负着矿井煤矸、 巷道和硐室的总称。它担负着矿井煤矸、物 设备、人员的转运,又为矿井的通风、 料、设备、人员的转运,又为矿井的通风、 排水、供电服务, 排水、供电服务,是连结井下运输和井筒提 升的枢纽。 升的枢纽。 车场形式:根据矿车在车场内运行的特点, 车场形式:根据矿车在车场内运行的特点, 井底车场均可分为环行式 折返式两大类 环行式和 两大类。 井底车场均可分为环行式和折返式两大类。

井底车场
主井系统硐室: 主井系统硐室: 翻车机硐室、煤仓、箕斗装载硐室、清理斜巷、 翻车机硐室、煤仓、箕斗装载硐室、清理斜巷、绞 车硐室等。 车硐室等。 副井系统硐室: 副井系统硐室: 马头门、中央变电所、中央水泵房、水仓、等候室、 马头门、中央变电所、中央水泵房、水仓、等候室、 调度室、消防材料库等。 调度室、消防材料库等。 井底车场运输线路: 井底车场运输线路: 存车线:主副井存放空重列车的线路。 存车线:主副井存放空重列车的线路。 空重列车运行线路,包括调车线和绕道。 行车线 :空重列车运行线路,包括调车线和绕道。

立井刀式环行井底车场
1—主井;2—副井;3—翻笼(翻车机)4-煤仓;5—箕斗装载室;6—清理井底撒煤 斜巷;7—中央变电所;8—水泵房;9—等候室;10—调度室;11—人车停车场; 12—工具室;13—水仓;14—主井重车线;15—主井空车线 16—副井重车线; 17—副井空车线;18—材料车线;19—绕道回车线;20—调车线; N1、N2、N3、N4、N5—道岔编号

井底车场
环形井底车场的特点是重列车在车场内总是 环形井底车场的特点是重列车在车场内总是 单向运行。因而调车工作简单, 单向运行。因而调车工作简单,可以达到较 大的通过能力。但车场的开拓工程量较大。 大的通过能力。但车场的开拓工程量较大。 按照井底车场空、重车线与运输大巷或主要 按照井底车场空、 石门的相对位置关系,环形车场又可分为卧 石门的相对位置关系,环形车场又可分为卧 斜式和立式三种 三种。 式、斜式和立式三种。 调车方式:顶推调车、甩车调车、 调车方式:顶推调车、甩车调车、专用设备 调车。 调车。

环形式井底车场

卧式车场; 斜式车场 斜式车场; 立式车场 a—卧式车场;b—斜式车场;c—立式车场 卧式车场 1—主井;2—副井;3—主井重车线;4--主井空车线 5—调车线;6 —回车饶道;7—主要运输大巷

井底车场
折返式井底车场 特点: 重车在车场内有折返运行。 特点:空、重车在车场内有折返运行。折返式 车场的巷道开拓量小,巷道交岔点和弯道少, 车场的巷道开拓量小,巷道交岔点和弯道少, 行车安全。但由于巷道断面大, 行车安全。但由于巷道断面大,需要布置在比 较坚硬的岩石中,否则维护困难。 较坚硬的岩石中,否则维护困难。 根据车场两端是否可以进出车, 根据车场两端是否可以进出车,折返式车场又 可分为梭式 尽头式两种 梭式和 两种。 可分为梭式和尽头式两种。

井底车场
梭式车场主要特点: 梭式车场主要特点:主井储车线完全布置在 主要运输巷道上, 主要运输巷道上,列车往返运行需经翻笼一 侧的轨道。这种车场的优点是: 侧的轨道。这种车场的优点是:开拓工程量 车场弯道少。 小,车场弯道少。 尽头式车场与梭式车场的线路布置基本相似 与梭式车场的线路布置基本相似。 尽头式车场与梭式车场的线路布置基本相似。 但空、重列车只从车场的一端出入, 但空、重列车只从车场的一端出入,另一端 为线路的尽头。 为线路的尽头。

折返式井底车场

立井梭式车场; a—立井梭式车场;b—立井尽头式车场 立井梭式车场 立井尽头式车场
1—立井重车线;2—立井空车线;3—副井重车线;4—副井空车线; 5—材料车线;6—调车线;7—通过线

井底车场
选择井底车场型式的主要原则: 选择井底车场型式的主要原则: 运输系统和调车方式简单,有利于采用集中、 运输系统和调车方式简单,有利于采用集中、 闭塞、自动控制信号系统; 闭塞、自动控制信号系统; 车场通过能力较矿井设计生产能力富裕30 30% 车场通过能力较矿井设计生产能力富裕30%以 上; 施工容易,巷道工程量少,生产成本低; 施工容易,巷道工程量少,生产成本低; 尽量减少巷道交岔点, 尽量减少巷道交岔点,以便减少施工的困难和 提高行车速度,增大并底车场的通过能力; 提高行车速度,增大并底车场的通过能力; 整个车场巷道和硐室, 整个车场巷道和硐室,应布置在稳定的易于维 护的岩层中。 护的岩层中。

井筒位置及数目的确定
井筒是矿井最重要的井巷工程。 井筒是矿井最重要的井巷工程。它是矿井由地下 通向地面的出口,是煤炭、材料、设备、人员、 通向地面的出口,是煤炭、材料、设备、人员、 风等的必经之路,是整个矿井生产系统的咽喉。 风等的必经之路,是整个矿井生产系统的咽喉。 一般地,一个矿井至少应有一主一副两个井筒, 一般地,一个矿井至少应有一主一副两个井筒, 主井担负煤炭提升,副井担负辅助提升任务。 主井担负煤炭提升,副井担负辅助提升任务。 所谓井筒位置,主要是指两个方面, 所谓井筒位置,主要是指两个方面,一是井口和 井底沿井田走向和倾斜方向的位置; 井底沿井田走向和倾斜方向的位置;二是井筒本 身所通过的岩层层位。 身所通过的岩层层位。

井筒位置及数目的确定
地面因素:能充分利用地形,少占或不占良田, 地面因素:能充分利用地形,少占或不占良田,井 口标高应高于当地历史最高洪水位, 口标高应高于当地历史最高洪水位,井口所在地工 程地质条件要好。 程地质条件要好。 地下因素:井硐穿过的岩层应有良好的地质条件, 地下因素:井硐穿过的岩层应有良好的地质条件, 井底尽可能落在井田走向中央, 井底尽可能落在井田走向中央,尽量布置在煤层露 头侧外。 头侧外。 技术经济因素:尽可能使井下运输、 技术经济因素:尽可能使井下运输、提升等生产环 节简单,使开拓工程量小,建井快,出煤早, 节简单,使开拓工程量小,建井快,出煤早,降低 煤炭运输费等运营费用。 煤炭运输费等运营费用。

开采水平的确定
根据井田内划分阶段的多少, 根据井田内划分阶段的多少,可以设一个或几个 开采水平。 开采水平。这主要取决于井田的斜长和阶段尺寸 的大小以及是否采用下山开采。 的大小以及是否采用下山开采。 开采水平的尺寸用水平垂高表示。水平垂高指的 开采水平的尺寸用水平垂高表示。 的尺寸用水平垂高表示 是该水平开采范围煤层的垂直高度。 是该水平开采范围煤层的垂直高度。如果一个水 平只采一个阶段,则水平高度就等于阶段高度, 平只采一个阶段,则水平高度就等于阶段高度, 如果一个水平既开采上山阶段又开采下山阶段, 如果一个水平既开采上山阶段又开采下山阶段, 这时水平高度就是两个阶段垂高之和。 这时水平高度就是两个阶段垂高之和。

运输大巷的布置
根据煤层数和间距,布置形式有分层运输大巷、 根据煤层数和间距,布置形式有分层运输大巷、集 分层运输大巷 中运输大巷和分组集中运输大巷三种 三种。 中运输大巷和分组集中运输大巷三种。 分层运输大巷:在开采水平各煤层中分别开掘运输 分层运输大巷: 大巷,并用阶段石门或溜井与井底车场相通。 大巷,并用阶段石门或溜井与井底车场相通。 集中运输大巷: 集中运输大巷:在开采水平内只开一条运输大巷为 各煤层服务,它通过采区石门与各煤层相联系。 各煤层服务,它通过采区石门与各煤层相联系。 分组集中运输大巷:将煤层分为若干个煤组, 分组集中运输大巷:将煤层分为若干个煤组,每个 煤组开掘一条运输大巷。 煤组开掘一条运输大巷。

运输大巷的布置

分层运输大巷布置方式示意图
1—主井;2—副井;3—主要石门;4—分层运输大巷;5—分层回风巷; 6—回风石门;7—回风井;8—含水岩层

运输大巷的布置

集中运输大巷
1—主井;2—副井;3—井底车场;4—主要石门;5—集中运输巷 5 集中运输巷 集中运输巷; 6—采区石门;7—集中回风巷;8—回风井

运输大巷的布置
运输大巷可以布置在不受采动影响的煤组底 板岩石中, 板岩石中,也可以布置在煤组下层煤质坚 围岩稳固的煤层中。 硬、围岩稳固的煤层中。

岩石大巷

煤层大巷

运输大巷的布置
运输方式主要有轨道运输和胶带输送机运输两种 两种。 运输方式主要有轨道运输和胶带输送机运输两种。 轨道运输 轨道运输时,大巷断面由电机车和矿车尺寸决定。 轨道运输时,大巷断面由电机车和矿车尺寸决定。 它对巷道坡度要求较高,不允许有大的起伏, 它对巷道坡度要求较高,不允许有大的起伏,但对 巷道平面弯度限制不大, 巷道平面弯度限制不大,只要弯道曲率半径能满足 电机车和运行要求即可。 挂腰线掘进) 电机车和运行要求即可。(挂腰线掘进) 胶带运输时,巷道断面一般比轨道运输要小。 胶带运输时,巷道断面一般比轨道运输要小。但为 了机器检修,必须另开一条轨道巷与其并行。 了机器检修,必须另开一条轨道巷与其并行。有时 可将轨道与输送机布置在一条巷道内( 可将轨道与输送机布置在一条巷道内(称为机轨合 ),但巷道断面要增加 但巷道断面要增加。 一),但巷道断面要增加。

回风大巷的布置
回风大巷的布置与运输大巷布置的原则基 本相同。一般情况下, 本相同。一般情况下,上水平的运输大巷常 作为下水平的回风大巷。 作为下水平的回风大巷。 开采近水平煤层时, 开采近水平煤层时,回风大巷和运输大巷 可平行并列布置, 可平行并列布置,回风大巷布置在上部煤层 或顶板岩石中,与运输大巷重叠布置。 或顶板岩石中,与运输大巷重叠布置。

第五节

矿井开拓延深

矿井开采将逐步地向深部发展, 矿井开采将逐步地向深部发展,每隔一段 时间,就需要延深井筒,开拓新的水平。 时间,就需要延深井筒,开拓新的水平。 生产矿井的开拓延深, 生产矿井的开拓延深,是煤炭生产过程中 保证开采连续进行的必要措施, 保证开采连续进行的必要措施,它对挖掘 矿井生产潜力, 矿井生产潜力,提高矿井生产能力具有重 大影响。 大影响。

矿井开拓延深
矿井延深的原则 充分利用老矿原有设备、设施, 充分利用老矿原有设备、设施,挖掘现有的生产 潜力。 潜力。 尽量减少对现有生产水平的影响, 尽量减少对现有生产水平的影响,并有利于下水 平的延深,同时,力求生产系统简单, 平的延深,同时,力求生产系统简单,缩短新旧 开采水平交替生产的时间。 开采水平交替生产的时间。 临时性的辅助工程量小,减少投资,缩短工期, 临时性的辅助工程量小,减少投资,缩短工期, 降低生产经营费用。 降低生产经营费用。 尽量采用先进技术, 尽量采用先进技术,以适应煤矿现代化生产发展 的需要。 的需要。

矿井开拓延深
矿井延深方案的选择 主、副井直接延深 采用暗立井或暗斜井延深 新开一个井筒, 新开一个井筒,延深一个井筒

矿井开拓延深

主、副井筒直接延深

暗井延深

新开主井延深


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