矿井开拓延伸与技术改造.ppt

第二十章 矿井开拓延深与技术改造,高保彬 安全科学与工程学院,煤矿开采学,上节内容,井底车场调车方式及线路布置 井底车场的形式及其选择 井底车场主要硐室,04:52,矿井开拓延深及技术改造,矿井的采掘关系 矿井开拓延深 矿井的技术改造,第一节 矿井的采掘关系,（一）采煤工作面接替计划 编制采煤工作面接替计划的方法和步骤 （1）根据采区和工作面设计，在设计图上测算个工作面参数、工作面长度、推进度和可采储量等，掌握煤层赋存特点和地质构造等情况。 （2）确定工作面计划采用的采煤工艺方式、估算月进度、产量和可采期。 （3）根据生产工作面结束时间顺序，考虑采煤队力量的强弱，一次选择接替工作面。,开采计划,（4）将计划年度内开采的所有工作面，按时间顺序编制成接替计划表。 （5）检查与接替有关的巷道掘进、设备安装能否按期完成运输、通风等生产系统和能力能否适应。 编制采煤工作面接替计划的原则及应注意的问题 （1）年度内所有进行生产的采煤工作面产量总和加上掘进出煤量，必须确保矿井计划产量的完成，并力求各月采煤工作面产量较均衡。 （2）矿井两翼配采的比例与两翼储量分布的比例大体一致，防止后期形成单翼生产。 （3）为确保合理的开采顺序，上下煤层工作面之间，保持一定得错距和时间间隔，除了间距较大或有特殊要求允许上,第一节 矿井的采掘关系,行开采外，要按自上而下的顺序开采。 （4）为实现合理集中生产，应尽量减少同时生产的采区数及工作面数，避免工作面布置过于分散。 （5）为便于生产管理，各采煤工作面的 接替时间，尽量不要重合，力求保持一定的时间间隔。 （二）采区接替计划 编制采区阶梯计划时，应使投产采区或近期接替生产的采区，准备工程量小、时间短、生产条件好。同时生产和同时准备的采区数目不宜过多。,第一节 矿井的采掘关系,巷道掘进工程计划,（一）方法步骤 （1）根据已批准的开采水平、采区以及采煤工作面设计， 列出待掘进的巷道名称、类别、断面并在设计图上测出长度。 （2）根据掘进施工和设备安装的要求，编排各组巷道掘进必须遵循的先后顺序。 （3）按照开采计划对采煤工作面，采区及开采水平接替时间的要求，加上富裕时间，确定各巷道掘完的最后期限，并根据这一要求编制各巷道掘进先后顺序。 （二）编制巷道掘进工程计划的原则及应注意的问题 （1）锁定连锁工程，分清巷道的先后、主次、确定施工顺序。 （2）尽快构成巷道掘进的全风压系统，以改善施工中通风情况，便于多个掘进工作面同时掘进施工。,第一节 矿井的采掘关系,（3）要尽快按照岩巷、煤巷、半煤岩巷分别配置掘进队，施工条件要相对稳定，以利于掘进技术和速度的提高。 （4）巷道掘进工程量的测算既要符合实际又要留有余地，计算时的取值一般按图测算值增加10%20%。 （5）巷道掘进速度，要根据当地及邻近矿井的具体条件选取。同时要考虑施工准备时间及设备安装时间，使计划切实可行。,第一节 矿井的采掘关系,3、采掘比例关系指标及计算方法,第一节 矿井的采掘关系,第一节 矿井的采掘关系,第一节 矿井的采掘关系,第一节 矿井的采掘关系,三量及三量可采期,第一节 矿井的采掘关系,第一节 矿井的采掘关系,第一节 矿井的采掘关系,第一节 矿井的采掘关系,开拓延深向矿井深部发展。 技术改造用新技术、新工艺、新装备、新材料对原有的生产系统、设备、工艺等进行更新和改造。,第二节 开拓延深,一、矿井开拓延深方式 二、矿井开拓延深方式的确定 三、新旧生产水平过渡时期的技术措施,第二节 开拓延深,特点： 井巷工程量大，有的甚至接近新建矿井； 可以充分利用原有井巷和设备； 施工技术和管理复杂，边生产，边延深，施工与生产在运、提、通风方面相互干扰； 工期长，一般要5年左右； 能更好地适应开采煤层特点，改进矿井开拓、准备巷道布置，有可能扩大生产能力。,第二节 开拓延深,一、矿井开拓延深方式,1、矿井延深方式 直接延深； 暗井延深； 直接延深与暗井延深； 新开一个井筒延深一个井筒； 深部新开立井或斜井。,第二节 开拓延深,1）直接延深（原有主、副立井或斜井）,特点： 可利用原设备；环节、工程量较少；生产与延深干扰大；技术要求高，要短期停产。施工复杂；辅助巷道以后难用；提升高度增加，需更换设备。,适用条件： 井筒延深不受地质、水文条件限制；断面和提升设备能满足新水平提升要求；或更换提升设备后直接延深合理。,第二节 开拓延深,斜井直接延深,第二节 开拓延深,2）暗井延深,原主、副井不再延深，用暗立井或斜井延深。,第二节 开拓延深,特点： 生产与延深互不干扰； 延深施工容易； 暗井位置、方向、倾角、提升方式不受原有井筒限制，而按下水平开采有利布置； 增加工程量：暗井车场 增加了运输环节。,第二节 开拓延深,暗井延深适用：,受地质及水文地质条件限制，原井筒不宜直接延深； 原有提升设备不能满足新水平需要，又无法更换； 原有井筒延深在经济上不合理； 平硐开拓矿井，生产水平以下的阶段无法用平硐开拓时，用暗立（或斜）井开拓新水平； 暗井延深多采用暗斜井延深，受富含水层影响。,第二节 开拓延深,3）直接延深结合暗井延深,直接延深原有的主井井筒或副井井筒，不直接延深的副井井筒或主井井筒采用暗井延深。 特点和适用条件介于直接延深和暗井延深之间。,第二节 开拓延深,4）新开一个井筒，延深一个井筒 采深加大后，原主副井提升、通风满足不了。,特点： 对生产干扰小，可大幅度提高矿井生产能力； 需增加改造地面生产系统的工程量， 基建工程与投资大。,第二节 开拓延深,新开一个井筒，延深一个井筒适用：,需提高矿井生产能力，结合矿井改扩建的大型矿井。 例：平四矿、徐州旗山新开主立井、张小楼新井，延深副立井。 新汶协庄、孙村新开副立井，暗井延深主井。,第二节 开拓延深,新开一个井筒，延深一个井筒 （平一矿）,第二节 开拓延深,5）深部新开立井或斜井,开采浅部的中小型矿井不单独向深部延深，深部众矿井合并后集中延深。 特点：深部众矿井合并后集中延深。 适用：浅部井型小、分散，装备落后，深部储 量丰富，并要改扩建的矿井。 例：淮南毕家岗一水平（-90m）共建7对小斜井，二水平延深新开一对斜井； 汾西高阳煤矿，井型扩大新区接续。,第二节 开拓延深,第二节 开拓延深,第二节 开拓延深,二、矿井开拓延深方式的确定,开拓延深方式确定原则 充分利用现有井巷、设备和设施； 生产系统简单、缩短新旧生产水平同采的时间； 保持或扩大原有生产能力； 采用新技术，新工艺和新设备。,第二节 开拓延深,三、新旧生产水平过渡时期的技术措施,生产水平过渡时期：过渡2 3年； 上一开采水平开始减产至结束 下一开采水平投产至全部接替； 生产水平过渡时期： 2 3年或3 4年； 在过渡时期内上下两水平同时生产，增加了提升、通风、排水的复杂性。,第二节 开拓延深,1、提升,直接延深原有井筒（箕斗）的矿井，须采取： 1）通过式箕斗 两个水平分班出煤，同时加大两个水平煤仓容量。 优点：提升系统单一，不增加提升工作量； 缺点：每更换水平提煤时，调整钢丝绳长度；扩大容量煤仓；提升机为大型设备，检修困难。 适用：水平过渡期短。,第二节 开拓延深,2）上水平开采下山采区,特点：上水平开始减产时，靠井筒附近开采12个下山采区，集中于上水平出煤，称“剃头下山”。 主要生产转入下水平后，原下山采区改为上山采区开采，集中下水平出煤。 优点：缓和水平接替，利于矿井延深。 缺点：采区提升更换方向，重新布置车场。 适用：煤层16，水平接替紧，采用此法。,第二节 开拓延深,3）主井在新水平集中出煤，经溜井放煤到新水平,优点：提升系统简单，提升机运转条件好。 缺点：多开溜井，增加提升费用。 使用：水平过渡期短，可用此法 。,第二节 开拓延深,4）利用副井提一部分煤,优点：不增加设备。 缺点：改造地面系统。,第二节 开拓延深,2、通风,要求：上下两个开采水平独立通风； 维护原（上）水平采区上山为新水平回风道。 利用上水平运输大巷的配风巷为新水平回风道。 分组集中大巷布置时，新水平通风利用原水平上煤组分组集中大巷。,第二节 开拓延深,3、排水,一段排水。上水平的水涌入下水平水仓，集中排到地面。 两段独立排水。两个水平各有排水系统。 两段接力排水。下水平的水排至上水平，后统一排到地面。 两段联合排水。上下水平共用一套管路，设三通阀控制，上下水平各有水泵，上下水平均可排水。,选用： 根据井下涌水大小、水平过渡期长短、设备情况等因素，选定排水方式。 一段排水两段接力排水方法和下水平的水排至上水平，后统一排到地面的方法应用较多。,第二节 开拓延深,一、矿井改扩建 二、矿井合理集中生产 三、改扩建矿井的开拓系统改造 四、矿井生产系统的技术改造,第三节 矿井技术改造,矿井技术改造 利用矿井原有的基础和设施，用现代新技术、新工艺、新装备、新材料对原有的生产系统、设备、工艺等进行更新和改造。 矿井技术改造的目的 扩大矿井生产能力 。,一、矿井改扩建 矿井改扩建是对储量丰富、开采条件好、已经达到和超过设计生产能力的矿井进行的技术改造。,第三节 矿井技术改造,1、矿井改扩建的基本条件 足够的煤炭储量； 开采条件（煤层赋存、地质构造）合适； 有增产潜力（原生产系统、设施）； 有可充分利用的原井上下生产系统和设施。 2、矿井改扩建方式 矿井合理集中生产； 矿井开拓系统技术改造； 矿井生产系统技术改造。,第三节 矿井技术改造,二、矿井合理集中生产,生产集中化 指生产手段和劳动力在时间和空间上的集中，在单位时间及较小空间上，用最少的劳动消耗，取得最大的产量和最佳经济效果。 生产集中化的途径：矿井合并、扩大井田范围、提高开采强度。,第三节 矿井技术改造,1、矿井合并,相邻井田在向深部发展中合并。 片盘斜井群合并，我国曾将94处合并为31处 富力矿上部7对片盘斜井，深部集中开拓，A由108万t/a189万t/a200万t/a 整合小煤矿后合并成一个大型煤矿。 新旧矿井合并。 淮北局，原26对矿井，现为9个矿井。徐州局的庞庄煤矿即有庞庄煤矿、张小楼煤矿和东城煤矿三矿组成。,第三节 矿井技术改造,2、扩大井田范围,毕各庄井田不再建矿，划归范各庄矿井田,第三节 矿井技术改造,3、矿井单独集中改造,加大水平垂高、采区尺寸、工作面长度和工作面连续推进长度、提高单产； 水平集中 一个水平保矿井产量（16时，上下山开采）； 采区集中 适当加大采区走向长度，提高工作面单产水平。 采面集中 提高A的关键。 一矿一区一面，一矿一区两面，跨上下山或石门开采，倾斜长壁。,第三节 矿井技术改造,三、改扩建矿井的开拓系统改造,由单一井筒（硐）开拓形式改造为综合开拓形式； 原平硐开拓，延深新水平时增立井或斜井； 原斜井开拓，延深新水平时新增立井（多作副立井）； 原立井开拓，延深新水平时新增斜井（多作主斜井）； 综合开拓形式矿井的开拓系统改造； 立井箕斗提升改造为斜井胶带提升（主斜副立）。,第三节 矿井技术改造,四、矿井生产系统的技术改造,改造矿井生产系统的薄弱环节。 矿井井下生产系统包括：提升、运输、通风、排水、动力供应。,第三节 矿井技术改造,1、矿井提升系统改造,技术措施： 普通胶带改为钢丝绳牵引胶带或强力胶带；加大箕斗容量； 罐笼改为箕斗； 斜井箕斗或串车改为胶带机； 绞车由单机拖动改为双机拖动； 加大提升速度，缩短一次提升时间； 增加井筒数，加大提升能力。,第三节 矿井技术改造,2、矿井运输系统改造,运输系统环节包括：大巷、采区、井底车场、辅助提升。 大巷运输改造技术措施： 改固定矿车为底卸式矿车； 普通胶带改为钢丝绳牵引胶带或强力胶带； 辅运环节改造措施： 辅助运输采用新设备如：单轨吊、卡轨车、齿