新大采矿学课件18矿井采掘接替开拓延深与技术改造

采掘关系

:矿井的采掘关系是煤矿生产建设特有的基本

矛盾之一

，

即开拓

、准备和回采的关系

，

是指矿井生

产过程中

，

采煤与掘进之间的相互协调与配合。注意：

要避免“采损失调

”和掘进超前一

、配采（配产）定义：在矿井设计和生产中

，

根据煤层煤质和赋存条

件

、分布特点和开采技术的不同

，

为了保证产量和煤质要求

，

达到均衡

、有效

、合理的开采

，

对各采区、工作面顺序等所做的统筹安排。第十八章

矿井采掘接替

开拓延深与技术改造第一节

矿井采掘关系配采计划矿井的设计生产能力取决于该矿井同时生产的采区生产能力及其正常接替关系,而采区生产能力又基于该采区内同时生产的各工作面生产能力及正常接替关系。进行第一开采水平或不小于20a配采,主要是采煤工作面配采计划的编制。（1）采煤工作面的配采计划根据地质条件、开采顺序、巷道布置、采掘工艺组织及可采储量等因素,结合所采用的采掘、运输设备及综合经济效益等情况,合理确定工作面生产能力和安排工作面的接替顺序,编制工作面的配采计划。（2）采区配采计划以采区为单位,按可采储量和拟定的生产能力计算服务年限,然后按两翼或几个分区采区进行接替,一般应使两翼或几个分区同时或接近同时采完,采区年产量安排应考虑增产期和减产期。2017/9/30Saturday

2配采原则>

同采的薄煤层和厚煤层配产；>不同煤类和煤质的配产；>上下组煤层或同一组内上下部煤层配产；>厚煤层上下各分层配产；>矿井两翼配产；>解放层与被解放层配产；>不同采煤工艺配产；>正规工作面与边角煤配产。编制配采计划的方法（1）工作面概况根据采区和工作面设计,在煤层采掘工程图上测绘并计算各采煤工作面的工作面长度、推进方向长度、采高、可采储量,并应掌握煤层和地质构造特点等情况。（2）采煤工艺及服务年限按各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）配采计划编制各采煤工作面的接替顺序。为此应按照开采顺序合理,保证产量、煤层搭配、厚薄搭配等要求,选用较为合理的方案,编制出采煤工作面的配采计划。（4）检查及调整检查与配采计划有关的巷道掘进、设备安装能否按期完成,运输、通风等生产环节和能力能否适应。如有矛盾,应采取有效措施,或调整接替安排。如此,经过几次修改,最后确定出20工作

面17/9配/30采Satu计rday划。第二章

矿井设计4定义:按矿井产量计划要求．一个采煤工作面开采结束后，由另一个准备好的采煤工作面投入生产，所形成的相互衔接关系。在矿井生产期间，每隔一定时间需要编制中长远的(5一l0a)采煤工作面接替计划。二

采煤工作面接替采煤工作面接替计划示例根据矿山地质条件、开采顺序、巷道布置和采掘工艺组织等因素,结合所采用的采掘、运输设备及综合经济效益等情况,可合理安排工作面的接替顺序,编制完成的工作面接替图表见表。2017/9/30Saturday

6第二章

矿井设计1212

9.6

140×1.8×45

1.6122112.6140×2.4×451.62.11222

12.6

140×2.4×45

2.112139.6

140×1.8×451.6121412239.612.6140×1.8×45140×2.4×451.61.62.1 12159.6.×451.62017/9/31021S6aturday9.6140×1.8×45122.612.6140×2.4×452.171123

12.0140×2.4×452140×1.8×45140×1.8×451

3

5

7

9

1

1

1

3

5

7

9

1140×2.4×45140×2.4×45

140×1.8×45122412.6140×2.4×45

2.11122

6.0140×2.4×45

2

1.6140×1.8×45140×1.8×452005年

2006年面长×采高×月进度12.012.04.8112511261211月产量/万t保有可采储量工作面

编号140×2.4×4511151116111311149.69.69.69.621.6生产

采区/m×m×m一采区二采区/万t12.011241.61采区和盘区过渡时间将在1a以上，带区间的过渡时间取决于带区内共用生产系统的分带数目和服备方式。编制采区、盘区或带区接替计划遵循的原则:保证上、下煤层(组)在采区、盘区或带区之间有合理的开采顺序。三

采区

、盘区或带区接替定义:对于多水平开拓的矿井，原有开采水平的煤层经过较长时间的充分开采后，必须向新开采水平转移，并逐步由新水平生产代替原水平生产的过程。新水平开拓需要延深井简或增开别的井筒，开掘井底车场、大巷，准备新采区、盘区或带区。以及更换或增加大型机电设备等，工程量大，对矿井生产和技术经济效果影响较大。水平接替计划中，新水平投产时间应留有富裕时间。在原水平生产能力开始递减前的1.0-1.5a，应完成新水平的基本井巷掘进和设备安装工程。四

开采水平接替巷道掘进工程安排基于已定的开拓和准备巷道布置方案,按照配采提出的采煤工作面和采区、盘区或带区接替要求,结合掘进施工量等同素。确定各类巷道施工顺序和进程,以保证采煤工作面、采区、盘区或带区和开采水平的正常接替,使掘进工程与采煤生产相互匹配,达到采掘关系的协调平衡。五

掘进工程安排5.1巷道掘进工程排队5.1.1接续时间要求为确保采煤工作面、采区的正常接替,在接替时间上均应留有适当的余地,以防突发事故影响正常接替。（1）采煤工作面接替~在现有生产采区内,采煤工作面结束以前1015d,应完成接替工作面的巷道掘进和设备安装工程。（2）采区接替在现有开采水平内、每个采区开始减产前1~1.5月,应完成接替采区的巷道掘进、设备安装工程和试运转工作。（3）瓦斯抽放矿井抽放瓦斯的矿井,应合理安排抽放瓦斯所需的时间。2017/9/30Saturday

11第二章

矿井设计掘进机械化程度巷道煤岩类别煤

400半煤岩

250煤

250半煤岩150液压凿岩台车机械化作业线

岩

120液压钻（风钻

、岩石电钻）

机械化55..11..11..22巷道掘进速度巷道掘进速度,应根据邻近矿井或条件类似的矿井所达到的巷道掘进速度,施工队伍的技术管理水平分析研究确定。不同机械化程度的巷道掘进速度不宜低于《煤炭工业矿井设计规范》规定,具体见表。表5－4平巷掘进速度小型矿井不同煤岩类别的巷道月掘进速度指标分别为:岩巷（平硐）60~10020m1/90煤Sary120~150m、煤巷200~250m/月。12岩

80注:①倾角小8业°线的上、下山的掘进速度，其修正系数，上山应为0.9，下综合机械化掘进机组钻

爆

法山为0.8；②有煤和瓦斯突出危险的煤层巷道掘进速度,应采用0.8进行修正；月掘进速度/m第二章

矿井设计55..11..11..33编制巷道掘进工程排队的一般步骤和方法（1）根据开采水平、采区和采煤工作面设计,列出待掘进的巷道名称、类别（煤巷、半煤岩巷和岩巷）及断面,并在设计图上测量其长度。（2）根据掘进施工和设备安装的要求,编制各组巷道（各采区、各区段、各工作面的巷道）掘进的先后顺序。（3）按照配采计划对工作面、采区接替时间的要求,确定各有关巷道完工的最后期限,根据这一要求编排各巷道掘进的先后顺序。（4）根据现有掘进队及巷道掘进情况,分析各掘进队的掘进任务,编制巷道掘进进度安排表。（5）根据巷道掘进进度安排表,检查运输、通风、动力供应、供水等辅助生产育否保证施工及相应采取措施,最后确定巷道掘进工程排队和进度图表。（6）进度图表可采用横道图或网络图。采用工程网络计划技术及201电7/9/子30S计atur算day机技术,有利于进度图表优化。13第二章

矿井设计1、采掘比采掘比为一定时期内来采煤工作面个数与掘进工作面个数之比,有时也指采煤工作面工人人数和掘进工作面工人人数之比。采掘比=年平均采煤工作面个数年平均掘进工作面个数矿井采掘工作面个数比与采煤工艺、掘进工艺方式等有关,目前我国通常在1:1.5~1:1.25之间,一般为1:2。六

、采掘比与掘进率生产掘进率=准备和回采巷道

总长度?

矿井产量开拓掘进率=

开拓

巷道掘进总长度?

矿井产量2、掘进率(m/万t)掘进率是指井田一定范围或时间内,掘进巷巷道的总长度与采出总煤量之比。生产矿井总的掘进率=生产矿井全部巷道掘进总长度矿井产量为了及时掌握和检查各矿井的采掘关系是否正常与合理,按开采准备程度,将矿井计划开采的可采储量划分为开拓煤量、准备煤量和回采煤量,简称为“三量”,并各有可采期。1、三量的划分和计算范围（1）开拓煤量Zk:井田范围内已掘开拓巷道所圈定的尚未采出的可采储量。七

三量规定（1）开拓煤量Zkt:井田范围内已掘开拓巷道所圈定的尚未采出的可采储量。Zkt=(Zkd一Zks一Ply).CZkt—开拓煤量Zkd—已开拓范围内的地质储量；Zks

—

已开拓范围内的地质损失；Ply

—

临时及永久煤柱C—

采区采出率。煤层大巷

—大巷超过上山位置100m

岩石大巷—超过上山位置50米（2）准备煤量（2）准备煤量Zz:开拓煤量范围内已掘出的准备巷道所圈定的煤量。Zz=Σ（Zcg-Zcs-Zdm）CZz—准备煤量；Zcg—各采区所圈定的工业储量；Zcs—采区内的地质损失。Zdm—呆滞煤量。（3）回采煤量:准备煤量范围内回采巷道和开切眼所圈定的可采煤量量回采煤量可采期（月）=

期末回采煤量/当年平均月计划产量Z

-

-T=

>4

6月d月计划月产量h2

、

三量可采期计算及规定开拓煤量可采期（年）=

期末开拓煤量/当年计划产量或设计-A计划年产量=

期末准备煤量/当月计划产量或平均准备煤量可

期（月）月设计能力Zz

=

AY

>

1年zTT

=

>

3计划月产AY能力5年Z矿井开拓延深就是多水平开拓的生产矿井为生

产接替而进行的下一开采水平的井巷布置及工第二节

矿井开拓延深开拓延深—

向深部发展程实施。特点:•井巷工量大体接近建矿井,工长,一般要58年（延深35年,过渡23年）；•可以利用原有生产系统和设备；•延深施工与生产相互干扰；•可以技术改造或改扩建,扩大能力。•直接延深（原有主

、副立井或斜井）；•

暗井延深；•直接延深与暗井延深；•新开一个井筒与延深一个井筒相结合；•

多矿井深部联合集中开拓延深；一

、矿井开拓延深方式（一

）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。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•更换合理的提升设备后直

接延深ⅠⅡm1

m2

5直接延深（原有主

、副立井或斜井）3

52

13直接延深（原有主

、副斜井）（二）

暗井延深原主、副井不能延深,用暗立井或暗斜井延深2

1ⅡⅠⅡⅠ•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•增加了暗井车场工程量•增加了运输设备和转运环节•井型很大时需设两条副暗斜井或另设专用通风井•

生产与延深互不干挠暗井延深特点

ⅡⅠ3•

延深容易m1

m2们—

"—

"—"—"—2

12

1ⅡⅡⅠⅠ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,或原有井筒直接延深在经济上不合理中倾斜、急斜煤层矿井,井筒不能直接延深,采用暗立井延深暗井延深适用条件

13■βγ1222

1ⅠⅡⅡⅠφ

C

4

φ

B

4A

421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；受富含水层影响,暗井延深多采用暗斜井延深暗井延深适用条件直接延深原有的主井或副井井筒,不直接延深的副井或主井井筒采用暗井延深。一些主井采用箕斗提升的大中型矿井,由于装载硐室工程量较人,以及上下水平过渡期间,箕斗提升安全可靠性较差,主井多数不直接延深,而采用主暗斜井的延深方式。（三）

直接延深结合暗井延深特点和适用条件:介于直接延深和暗井延深之间。特点:可大幅度提高生产能力；便于采用先进的技术装备，开拓延深与生产相互影响小；需增加改造地面生产系统的工程量，基建工程与投资大。（四）

新开一个井筒结合延深一个井筒采深加大后,原主副井提升、通风不能满足淮北岱河矿暗斜井与新增立井延深井延深主井。需要提高能力,结合矿井改护建的大型矿井20世80年代后,凿井技术发展,并需改扩建,增加能力。如平四矿、徐州旗山新开主立井,延深副立井；新汶协庄、孙村新开副立井,暗新开一个井筒,延深一个井筒适用（五）多矿井深部联合集中开拓延深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多矿井深部联合集中开拓延深适用: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。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阜新平安矿浅部片盘斜井群，深部新开立井•深部众矿井合并后集中延深淮南毕家岗一水平（-90m）共建7对小斜井，二水平延深新开一对斜井阜新平安矿浅部片盘斜井群，深部新开立井•深部为扩大生产能力增开新井深部新开立井或斜井适用:深部储量丰富，浅部井型小、分散，装备落后，并要改扩建扩大生产能力的矿井。（五）

深部新开立井或斜井通化松树镇矿深部集中开拓大屯姚桥深部新开一对立井延深（300万t/a)（一

）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•保持或扩大原有生产能力；•采用新技术,新工艺和新设备。二

、矿井开拓延深方式的确定间；生产水平过渡时期:过渡2~3年上开采水平开始减产至结束~下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，立井特别困难三

、新旧生产水平过渡时期的技术措施暗斜井延深、新增井筒延深一般提升不困难•通过式箕斗两个水平分班出煤,并加大两个水平煤仓容量。•上水平开采下山采区•主井在新水平集中出煤,原水平的煤经溜井放煤到新水平•利用副井提升原水平的煤三

、新旧生产水平过渡时期的技术措施（一

）提升措施（二）新旧生产水平过渡时期的通风措施要求:上下两个开采水平独立通风•维护原（上）水平采区上山（岩石上山为好）为新水平回风。•利用上水平运输大巷的配风巷为新水平回风。•分组集中大巷布置时，新水平利用原水平上煤组分组集中大巷回风。m1

m2

m

m4新水平利用原水平上煤组分组集中大巷回风新旧生产水平过渡时期的通风措施41

2口ⅠⅡ3（三）新旧生产水平过渡时期的排水措施•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。两个水平各设排水系统。•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。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,实现高产高效。第三节

矿井技术改造与改扩建（一

）矿井改扩建的基本条件足够的储量开采条件（煤层赋存

、地质构造）

合适

有增产潜力（原生产系统

、设施）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一

、矿井改扩建术改造。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（二）

矿井改扩建方式生产集中化—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、提高开采强度二

、矿井合理集中生产l相邻井田在向深部发展中合并片盘斜井群合并富力矿上部7对片盘斜井,深部集中开拓,生产能力由108万t/a189万t/a200万t/al新旧矿井合并淮北局原26对矿井,