第一讲_绪论、煤矿开采学的基本概念.ppt

1、黑龙江科技学院 煤矿开采学 资源与环境工程学院 采矿工程系 李伟,章节及主要内容： 绪论 （一）我国煤炭工业自然概况 （二）我国煤炭工业的发展现状 （三）煤炭工业的未来,绪 论,煤炭是工业的粮食，各行各业，煤炭占我国的一次能源的70%左右，水、核、石油占20%左右。 储量一万亿吨以上，如果没有新的替代能源产生的话，可采150年以上。神府14亿，准格尔更大，是世界上煤炭资源丰富的国家之一，发展煤炭工业具备资源条件。 由于地广、煤多，分布不均衡（东南缺、西北丰、西南求略大于供、东北适度），决定了采煤方法多样性，种类繁多。美国是柱式体系，我国是壁式体系，解放初到80年代，是发展最迅速的时期，增长33

2、倍，30年的时间，年递增12%。,（一）我国煤炭工业自然概况,目前年产量已达19个亿，居世界首位。 综采面：平均年产约100万吨，最高1000万吨，多 集中在山西和陕蒙交界的神府。 普采面：平均年产约40万吨，最高90万吨。 炮采面：平均年产约15万吨，最高50万吨 出现了5.5m厚煤层一次采全高采煤法 6m以上厚煤层综采放顶煤采煤法。,（二）我国煤碳工业的发展现状,（三）煤炭工业的未来,石油逐渐短缺。煤炭是重要能源。 正在发展煤的气化和液化。 近几年煤炭行业发展速度加快。 产量继续增加，前途光明。,煤炭开采学是研究煤矿开采技术的综合性技术科学。 研究采，掘，机，运，通生产工艺。战胜井上下的各

3、种不利条件：暗，脏，湿，累，险。 采煤学的基本内容：理论结合实际地阐述适应不同赋存条件煤层的采煤方法、准备方式、井田的开拓方式及设计等有关问题。阐述回采工作面采面布置及系统井田开拓之间的关系。,煤矿开采学的概念、内容,教学重点 井田内划分 矿山井巷名称 矿井主要生产系统 教学难点 井田内划分,矿井开采的基本概念,(一)煤田和矿区 煤田：在地质历史发展过程中，同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区称为煤田。 矿区：统一规划和开发的煤田或其一部分称为矿区。 一个煤田可由几个矿区来开发，一个矿区也能开发几个煤田。,一、煤田开发的基本概念,（二) 井田 井田：划分给一个矿井开采的那一部分煤田

4、 叫做井田。 井田范围 ：指井田沿煤层走向的长度和倾斜方向的水平投影宽度 。,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 7000,（三）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。即设计中规定矿井在单位时间（年或日）内采出的煤炭数量。 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，我国将矿井分为大、中、小三种类型，称井型。,井型划分,井型 生产能力（万t / a） 大型矿井： 120、150 、180 、240 、300、 400、 500及500以上 其中300万t

5、/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。,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。,矿井可采储量和服务年限,矿井可采储量 生产能力 服务年限 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 国外大型矿井的服务年限 4050a 国内一般不小于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,二、井田内划分,(一)、井田划分为阶段和水平 阶段 ：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

6、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。,阶段的走向长等于井田的走向长。 阶段下部布置运输大巷，阶段上部布置回风大巷。,井田划分为阶段,井田划分为阶段,阶段的开采顺序：下行式,水平,水平：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。,开采水平,开采水平（简称水平）：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

7、，又包括所服务的阶段,上 回风水平 下 运输水平,（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,采区：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为具有独立生产系统的块，每一块叫一个采区。 采区斜长=阶段斜长（可达1000m） 采区走向=5002000m,采区式划分,采区与区段 采区：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为具有独立生产系统的块，每一块叫一个采区。 采区斜长=阶段斜长（可达1000m） 采区走向=5002000m 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

8、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）,采区式,走向长壁工作面：工作面沿倾斜布置，沿走向推进。,2.分段式划分,在阶段范围内不再划分为采区，而是沿倾向将煤层划分为若干平行于走向的长条带，每个长条带称为分段，每个分段斜长布置一个采煤工作面。 适用条件：分段式划分仅适用于地质构造条件简单、走向长度较小的井田。,3.阶段划分为带区，带区划分为分带,在阶段内沿煤层走向划分为若干个独立生产系统的带区，带区内又划分成若干个倾斜分带，每个分带布置一个采煤工作面。 仰斜开采、府斜开采。,倾斜长壁工作面：工作面沿走向布置，沿倾向推进。,阶段划分为划分为带区，带区划分为分带,J1 阶段,J2 阶

9、段,J3 阶段,J 3阶段,J2 阶段,J1 阶段,(三)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,三、矿井生产系统的概念,(一)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,（二）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、按倾角分类： 垂直井巷 倾斜井巷 水平井巷,矿山井巷,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

10、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。,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,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,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：

11、阶段运输大巷 阶段回风大巷。 区段平巷： 为一区段服务的水平巷道 区段平巷 ：区段运输平巷 区段回风平巷,倾斜巷道,斜井：在地层中开凿的直通地面的倾斜巷道 斜井：主斜井 用于提升煤炭 副斜井 用于行人、提升矸石、通风,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采区上山：位于开采水平以上，为该水平或 采区服务的倾斜巷道。采区下山：位于开采水平以下，为该水平或 采区服务的倾斜巷道。,倾斜巷道,按层位分： 岩石上下山 ：布置在岩层中的上下山 煤层上下山 ：布置在煤层中的上下山 按用途分： 运输上下山 用于运煤 轨道上下山 用于运料 通风行人上下山 用于通风行人 分带斜巷： 运输斜巷 运料斜巷 回风斜巷,3.矿井开拓、准备和回采的概念,按井巷作用和服务范围分： 1）开拓巷道：为全矿、一个水平或若干采区服务的巷道。 服务时间长。1030a或以上。 2）准备巷道：为一个采区或数个区段服务的巷道。在采