矿大采矿学精品课件

1、矿大采矿学课件第1页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六煤炭工业以开采煤炭为目的煤炭开采 地下开采 9394% 露天开采 67%煤矿开采方法：主要讲授煤矿现代地下开采的方法和基本知识。让学生掌握煤矿现代地下开采的方法和基本知识。煤矿开采方法总论第2页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六煤矿地下开采的特点1、受资源赋存条件的制约 2、工作场所不断移动 3、复杂的生产和管理系统4、必须设置人工构置物保护工作空间5、安全问题突出第3页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六专业性强；发展变化快；实践性强；时空关系强；名词概念多。综合性强 运用各种科学

2、技术综合解决煤矿地下开采的问题。教学方法：课堂讲授、录象、模型、实习、讨论。掌握采矿工程师的基本理论和技能。记笔记； 阅读参考书； 提出新采矿方法。1、煤矿地下开采方法课程的特点第4页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六2、煤矿开采方法教材第5页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六采煤学，1982年煤矿开采学，1996年煤矿开采学修订本，1999年采矿学，2003年主干课程教材第6页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六采矿学国家级精品课程第7页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六3、煤矿开采方法主要参考书第8页，共78页，

3、2022年，5月20日，1点16分，星期六主要参考书第9页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六徐永圻煤矿开采学，徐州；中国矿业大学出版社，1999张宝明中国煤矿高产高效技术，徐州；中国矿业大学 出版社，2001徐永圻中国采煤方法图集，徐州；中国矿业大学出版社， 1990陈炎光中国采煤方法，徐州；中国矿业大学出版社， 1991陈炎光中国煤矿开拓系统，徐州；中国矿业大学出版社， 1 996陈炎光中国煤矿开拓系统图集，徐州；中国矿业大学出版 社，1992煤矿开采方法主要参考书第10页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六煤炭科技名词审定委员会，煤炭科技名词，科学出版

4、社，北京：19972采煤学（1979年版）煤矿开采方法主要参考书第11页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六近代社会中国的采矿业我国1876年创办基隆煤矿1878年创办开平煤矿1850年后 近代采矿工业 机器生产：提升、运输、排水如开滦、抚顺、淄博、萍乡帝国主义对我国煤炭资源进行掠夺性的开采第12页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六半个世纪以来中国煤炭工业的发展时间（年）产量（亿t）19490.32419796.3199010.79199512.92199613.74时间（年）产量（亿t）199910.4420009.99200111.06200213.9

5、3200316.4200419.6199713.25199812.33200521.9200623.25第13页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六2001年，国有重点煤矿机械化程度75.4%机械化程度2000年，国有重点煤矿综合机械化程度59.4%全国煤矿共2.8万处(2004年前后)国有重点煤矿约587处地方国营煤矿1600多处乡镇煤矿第14页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六2002年 78个综采队年产超过100万吨 18个综采队年产超过200万吨 9个综采队年产超过300万吨神华大柳塔矿综采队年产803万吨 一矿一面全矿产量920万吨 全矿职工35

6、0人高产高效矿井第15页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六发展速度与成就举世瞩目，煤炭产量曾连续居世界第一。中国的采矿业总体来讲与发达国家有不小的差距，但潜力巨大。资源人均占有量低小结第16页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六总论 General comments采煤方法 Coal winning method准备方式 prepare矿井开拓 development矿井设计 mine design二、煤矿开采方法讲授的内容第17页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六煤田（coal field）同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分

7、布区。在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带。矿区（mining area）统一规划和开发的煤田或其一部分。开发煤田形成的社会组合。一般一个矿区开发一个煤田矿务局，矿业集团公司三、矿井开采的基本概念第18页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六中国矿区分布第19页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六华北(石炭二叠纪)聚煤区京、津、冀、晋、鲁、豫、宁等省市自治区的全部或大部，甘肃的东部，内蒙古、辽宁、吉林的东部，陕西，安徽的北部和江苏的西北部第20页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六峰峰煤田：3400 km2 神东煤田：31

8、172 km2 淮南煤田：约3000 km2 探明储量：2263亿t大屯煤田：245 km2 远景储量：10000亿t枣庄煤田：500 km2淮北局煤田：691.2 km2鹤岗煤田：252 km2水城煤田（黔西）：7130 km2铜川煤田：387.2 km2徐州矿务局：730 km2平顶山矿务局：714 km2大同矿务局：约2550km2煤田与矿区第21页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六井田（Underground mine field）（一） 井田井田（矿田）划归一个矿井开采的一部分煤田或全部煤田井田大小 ： 范围 走向长度 倾向水平投影（宽度） 井田面积大小 矿井生产

9、能力 服务年限 第22页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六煤田划分为井田井型 井田走向长度（m）小型矿井 1500中型矿井 4000大型矿井 8000第23页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六（二）矿井生产能力和井型矿井生产能力 矿井设计生产能力，万t /a。设计中规定矿井在单位时间（年）内采出的煤炭和其它矿产品的数量。矿井核定生产能力 矿井经过技术改造，核定后的生产能力，万t /a。井型 根据矿井设计生产能力不同，将矿井划分的类型，称井型。井型分大、中、小三种。第24页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六井 型井型 生产能力（万t /

10、 a）大型矿井： 120、150 、180 、240 、300、 400、 500及500以上 其中300万t/a及其以上称特大型矿井中型矿井： 45 、 60 、90 。小型矿井： 9 、 15 、 21、 30。 第25页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六矿井年产量矿井年产量 矿井实际生产的煤炭数量，万t/a。矿井年产量与生产能力有时同义，有时不同义。第26页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六（三）矿井可采储量和服务年限矿井可采储量Zk 生产能力A 服务年限T可采储量愈多，生产能力和服务年限愈大可采储量一定，应有合理的生产能力和服务年限国外大型矿井的

11、服务年限 4050a国内大型矿井的服务年限一般不小于60a国内外矿井的生产能力有增大和服务年限有缩小的趋势第27页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六（四）井田内的再划分1、井田划分为阶段阶段 （horizon） 沿一定标高划分的一部分井田。 阶段划分 在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高将煤层划分为若干平行于走向的并等于井田走向全长的长条形，每一个长条形叫一个阶段。第28页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六阶段的走向长度等于井田的走向长度阶段下部布置阶段运输大巷阶段上部布置阶段回风大巷井田划分为阶段第29页，共78页，2022年，5月20日，1点16

12、分，星期六第30页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六第31页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六井田划分为阶段阶段的开采顺序：下行式 第32页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六井田划分为阶段第33页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六水平（level ）水平（level ） 常指某一标高的水平面。表示：标高、开采顺序及用途（1）0、-200、-500水平等（2）矿井生产中，表示开采顺序，又称第一水平、第二水平（3）矿井生产中，常把运输大巷所在的水平称运输水平；回风大巷所在的水平称回风水平。第34页，共78页，2022年

13、，5月20日，1点16分，星期六开采水平（ mining level）开采水平（简称水平）运输大巷及井底车场所在的水平位置及所服务的开采范围。布置有井底车场、阶段运输大巷，并担负全阶段运输任务的水平。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阶段上部 回风水平阶段下部 运输水平第35页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六（二）阶段内的再划分1 阶段划分为采区，采区划分为区段 阶段 阶段 阶段 阶段 阶段 阶段1区段2区段3区段1区段2区段3区段第36页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六采区式划分采区（district）与区段

14、（district sublevel）采区：阶段或开采水平内沿走向把划分为具有独立生产系统开采块段。 采区斜长=阶段斜长（可达1000m）采区走向=400m5000m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区段平巷与采区的斜巷相连（运输上山和轨道上山）第37页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六采区走向长壁工作面：工作面沿倾斜布置沿走推进第38页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六2 阶段划分为划分为带区，带区划分为分带分带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。由若干分带组成，并具有独立生产系统

15、的区域叫带区倾斜向长壁工作面：工作面沿走向布置沿倾向推进第39页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六阶段划分为划分为带区，带区划分为分带J1 阶段J2 阶段J3 阶段J 3阶段J2 阶段J1 阶段第40页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六3 井田直接划分为盘区或带区井田沿倾斜高差较小的条件下panel第41页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六为盘区或带区盘区 近水平煤层的采区带区倾斜分带开采的采区第42页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六采区、盘区或带区沿煤层走向的开采顺序前进式：先采井筒附近的采区、盘区或带区，后采

16、井田边界的采区、盘区或带区后退式：先采井田边界的采区、盘区或带区，后采井筒附近的采区、盘区或带区初期工程量、投资、达产期第43页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六采区、盘区或带区沿煤层走向的开采顺序前进式：先采井筒附近的采区、盘区或带区，后采井田边界的采区、盘区或带区后退式：先采井田边界的采区、盘区或带区，后采井筒附近的采区、盘区或带区初期工程量、投资、达产期第44页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六采区、盘区或带区沿煤层走向的开采顺序前进式：先采井筒附近的采区、盘区或带区，后采井田边界的采区、盘区或带区后退式：先采井田边界的采区、盘区或带区，后采井筒附

17、近的采区、盘区或带区J 3阶段J2 阶段J1 阶段第45页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六（五）矿井生产系统的概念第46页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六矿井生产系统1、矿井巷道的开掘顺序原则：尽量采用平行作业；尽快沟通风路。2、矿井主要生产系统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）6）通讯、监测系统第47页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六（六）矿井开拓、准备和回采的概念1、井巷名称矿山井巷 为进行采矿，在地下开掘的井筒、巷道和硐室的总称。2、井巷按倾角分类： 垂直井巷 倾斜井巷水平井巷

18、第48页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六111453666131312121229101-立井， 2-斜井， 3-平硐， 4-暗立井， 5-溜井， 6-石门， 9-上山， 10-下山11-风井 12-岩石平巷， 13-煤层平巷，矿山井巷第49页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六垂直井巷立井 （竖井） 在地层中开凿的直通地面的 垂直巷道 主立井（主井） 用于提升煤炭。 副立井（副井）用于行人、运料、通风、排放矸石。 风井、排水井暗立井 无直通地面的出口的垂直巷道 主暗立井， 副暗立井溜井 用于自上而下溜煤的垂直巷道。溜煤眼 长度短，直径小的溜井。 第50

19、页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六水平巷道平硐 在地层中开凿的直通地面的水平巷道 主平硐，副平硐石门 无直接地面出口，垂直或斜交于煤层走向，在岩层中开掘的水平巷道煤门 无直接地面出口，垂直或斜交于煤层走向，在煤层中开掘的水平巷道第51页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六水平巷道平巷 无直接地面出口，沿煤层走向开掘的水平巷道煤层平巷 开掘在煤层中的平巷岩石平巷 开掘在岩石中的平巷第52页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六水平巷道阶段大巷 为一个开采水平或阶段服务的水平巷道阶段大巷： 阶段运输大巷 阶段回风大巷。区段平巷 为一区段服务的

20、水平巷道 区段平巷 ：区段运输平巷 区段回风平巷第53页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六倾斜巷道斜井 在地层中开凿的直通地面的倾斜巷道主斜井 用于提升煤炭副斜井 用于行人、提升矸石、通风第54页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六上下山采区上山采区 位于开采水平以上的采区下山采区 位于开采水平以下的采区上山 位于开采水平以上，为本水平或采区服务的倾斜巷道。下山 位于开采水平以下，为本水平或采区服务的倾斜巷道。第55页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六倾斜巷道J 3阶段J2 阶段J1 阶段分带斜巷： 运输斜巷 运料斜巷第56页，共78页

21、，2022年，5月20日，1点16分，星期六矿井开拓、准备和回采的概念 3、按井巷作用和服务范围分： 1）开拓巷道（development roadway）为全矿、一个水平或若干采区服务的井巷。服务时间长。1030a或以上。2）准备巷道（preparation roadway）为一个采区或数个区段服务的巷道。在采区范围内，从掘好的开拓巷道至区段的通路。T35a。第57页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六矿井开拓、准备和回采巷道的概念3、回采巷道（gateway， entry）为回采工作面生产直接服务的巷道。T = 0.51.0a开切眼 回风巷 运输巷 第58页，共78页，2

22、022年，5月20日，1点16分，星期六矿井开拓、准备和回采巷道的概念开切眼 回风斜巷运输斜巷回采巷道第59页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六四、采煤方法（一）采煤方法分类采煤方法 采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互配合。采煤工艺采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间上、空间上的相互配合。Coal winning technology第60页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六水平分层采煤方法旱采水采壁式体系柱式体系柱式体系单一长壁放顶煤整层开采斜切分层水平分段放顶煤倾斜分层掩护支架分层开采整层开采整层开采房式房柱式倾斜短壁式走向短壁式走

23、向长壁倾斜长壁走向长壁倾斜长壁下行垮落上行充填垮落刀柱四、采煤方法分类第61页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六1、 壁式体系采煤法壁式体系采煤法一般特点:工作面较长，80250m工作面两端，一般至少各有一条回采巷道一般顶板暴露面积大，矿山压力显现较为强烈工作面运煤的刮板输送机与工作面平行第62页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六采煤方法分类按倾角分：根据开采技术条件煤层按倾角分类： 地下开采 近水平煤层 45 近水平煤层采煤法 缓倾斜煤层采煤法 倾斜煤层采煤法 急倾斜煤层采煤法第63页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六采煤方法分类按厚度分：根据开采技术条件煤层按厚度分类： 地下开采 (m) 薄煤层 M3.5 m 薄及中厚煤层采煤法 厚煤层采煤法 分层开采 整层开采 第64页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六采煤方法分类按采煤工艺分 ： 爆破采煤法 普通机械化采煤法 综合机械化采煤法第65页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六单一长壁垮落采煤法(a) 走向长壁，(b) 倾斜长壁（仰斜），(c) 倾斜长壁（俯斜）按工作面推进方向与煤层走向的关系走向长壁采煤法 倾斜长壁采煤法第66页，共78页，2022年，5月20日，1点16分，星期六采煤方法分类按