4第二章 井田开拓 - 第三节.ppt

1,严红矿业工程学院,中国矿业大学课件,2.3井田开拓问题分析,采矿概论,一、井筒（硐）形式分析及应用,平硐开拓是最简单最有利的方式。,1)平硐开拓的优点：施工条件较好，施工技术和设备简单，速度快，建井期短；一般不设硐口车场，无需水泵房、水仓等硐室，减少井巷工程；水自流出硐外，无需排水设备，排水费用低，利于防治水灾；煤不需提升即可外运，运输环节、设备少，系统简单、费用低；工业广场建筑物较简单，不需要结构复杂的井架和绞车房。适应条件：当地形条件适合、煤层赋存在较高的山岭、丘陵或沟谷地区，只要上山部分的煤炭储量大致能满足同类井型的水平服务年限的要求时，都应采用平硐开拓。,2)斜井的主要优缺点(与立井比）施工技术、设备较简单，掘进速度快，地面工业广场构筑物、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单，初期投资少，建井工期短；多水平开拓时，斜井的石门总长度较用立井开拓时为短，掘进石门的工程量和沿石门的运输工作量较少；延深井筒施工方便，对生产干扰少；采用新型强力胶带运输机，增加了斜井开拓的应用范围，可以布置中央采区，可以节省初期建井工程量，加快矿井建设。胶带机可同时提升几个水平的煤，对上下水平过渡期提煤，或多水平同时生产时提煤都有利。,斜井开拓的主要缺点是：在相同条件下，井身长；沿井筒敷设的管线长度大；通风线路长，风阻大，费用高；围岩不稳固时，井筒维护费用高；当采用绞车提升时，能力低，费用较高；为斜井留保安煤柱，煤炭损失大；当表土层厚或有流砂层时，斜井井筒施工技术复杂，有时难以通过。斜井开拓的适用条件：煤层埋藏较浅、表土层不厚、水文地质情况简单，无流砂层、井筒不需特殊施工的缓斜和中倾斜煤层。,3)立井开拓的优、缺点(与斜井比）井筒短，提升速度快，能力大，对辅助提升特别有利；对大型矿井，可采用大断面的井筒，装备两套提升设备，增大提升能力；井筒断面大，可满足大风量要求；井筒短，通风线路短，阻力小，对深井更有利。,适应条件：立井适应性很强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制。当井田的地形和地质条件不利于采用平硐或斜井时，均可考虑立井开拓。对煤层埋藏较深、表土层厚或水文地质情况较复杂、井筒需要特殊施工，或多水平开采急倾斜煤层的矿井，或井田斜长过大，采用立井多水平开拓，对浅部和深部开采均有利。,二、开采水平高度的确定,（一）上、下山开采,1.概念从开采水平运输大巷向上，沿煤层(或岩层)开凿，为一个采区服务的倾斜巷道，称为上山。将开采水平运输大巷设在上山阶段的下部，煤炭沿运输上山向下运输，风流上行，称为上山开采。反之，若从开采水平运输大巷向下，沿煤层(岩层)开凿，为一个采区服务的倾斜巷道，称为下山。将开采水平运输大巷设在下山阶段的上部，煤炭沿运输下山向上运输，风流先下行而后上行，称为下山开采。当开采水平运输大巷位于上山阶段的下部及下山阶段的上部，既为上山阶段又为下山阶段服务，称为上、下山开采。,上、下山开采的比较,2.上、下山开采的特点,（1）掘进方面（2）运输方面（3）排水方面（4）通风方面（5）基建投资方面下山开采的主要优点是充分利用原有开采水平的井巷和设施，节省开拓工程量和基建投资，延长水平服务年限。3.应用条件当煤层倾角小于16、瓦斯涌出量低、涌水量较小时，可采用上下山开采。,运输大巷和井底车场所在的水平位置及所服务的开采范围，称为开采水平。开采水平上下边界之间的垂直距离，称为开采水平垂高。若一个开采水平既采上山阶段，又采下山阶段时，开采水平高度为上、下山阶段高度之和。,（二）开采水平高度的确定,开采水平高度(a)上下山开采，水平高度H=H1+H2；(b)上山开采，水平高度H=H1,影响水平高度的主要因素,（2）技术因素煤的运输辅助运输行人要有合理的区段数目利于采区正常接替,（1）煤炭储量开采水平内的煤炭储量应保证开采水平有合理的服务年限。水平服务年限可按下式计算：,3.经济因素,生产经营费：水平高度增大，生产经营费增大,4.地质构造及煤层赋存特征,我国现有技术装备和实践经验认为。较为合理的水平高度为：缓斜及中斜煤层为150200m，急斜煤层为100150m。,基建费：水平高度增大，分摊到每吨煤的基建费减小,三、开采水平大巷的布置,（一）分煤层大巷,分煤层大巷和主要石门布置,分煤层运输大巷布置特点是：在每个煤层中都布置煤层运输大巷，用主石门联系井底车场与各煤层。这种布置方式一般适应于煤层间距大于70m的条件下。,（二）集中大巷开采水平内只布置一条集中运输大巷，用采区石门联系各煤层，各煤层采出的煤通过采区石门运至集中大巷，再到井底车场。这种布置方式一般适用于煤层间距小于50m的条件下。,集中运输大巷与采区石门布置,（三）分组集中大巷井筒开掘到开采水平之后，掘井底车场、主石门、分组集中运输大巷，在各煤组布置采区。这种布置方式兼有前两者的部分特点。一般适用于煤组间距大于70m，而煤组内煤层间距小于50m的条件下。,分组集中运输大巷,四、井筒的位置,（一）对井下开采有利的井筒位置对井下开采有利的井筒位置应使井巷工程量、井下运输工作量、井巷维护工作量较少、通风安全条件好、煤柱损失小、利于井下开采部署。1.井筒沿井田走向的位置井筒沿井田走向的有利位置应在井田中央。当井田储量不均匀分布时，应在储量中心线附近，以形成较为均衡的双翼井田，应尽量避免形成单翼井田。,2.井筒沿煤层倾斜的位置,（1）对单水平开采中倾斜以下煤层的井田，井筒应布置在井田中央或使上山部份略大于下山部分。（2）若用多水平开采中倾斜以下煤层的井田，井筒应布置在沿倾斜中部偏上方的适当位置，并使井筒保护煤柱不占初期投产采区。（3）对急倾斜煤层井田，井筒应靠近煤层浅部，甚至置于煤系底板。（4）对近水平煤层井田，尽量使井筒靠近储量中心。,（二）对掘进与维护有利的井筒位置（三）便于布置工业广场的井筒位置（1）应有足够的面积的较平坦的场地。（2）应有良好的工程地质和水文地质条件。（3）应保证矿井安全。（4）应便于供电、供水及交通运输，利于环境保护。,四、井筒的位置,四、井筒的位置,四、井筒的位置,风井位置,四、井筒的位置,四、井筒的位置,四、井筒的位置,五、井底车场,井底车场是位于开采水平，井筒附近的巷道与硐室的总称。1.立井刀式环行井底车场,2.卧式环形车场,立井卧式环行井底车场1-主井，2-付井，3-主井重车线，4-主井空车线，5-主要运输巷道,立井斜式环行井底车场1-主井重车线，2-主井空车线，3-主要运输巷道，4-调车线，5-绕道回车线,3.斜式环形车场,立井立式环行井底车场1-主井，2-付井，3-主井重车线，4-