煤矿开采的基本.ppt

1、第一节 矿井生产概况 第二节 煤田划分为井田 第三节 井田内再划分 第四节矿井储量、生产能力和服务年限,第一章井田开拓基本知识,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,第一节 矿井生产概况,淮南煤田分布,峰峰煤田：3400 km2 神东煤田：31172 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

2、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,井田（Underground mine field）,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 矿井生产能力 服务年限,矿井巷道,矿山井巷名称 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。 井巷按倾角分类： 垂直（直立）井巷 倾斜井巷 水平井巷,矿山井巷

3、,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。,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

4、巷,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,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。,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 运煤 运料上下山 运料,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（development roadway） 为全矿、一个水平或若干采区服务的井巷。 服务时间长。10

5、30a或以上。 2）准备巷道（preparation roadway） 为一个采区、带区、盘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。,矿井开拓、准备和回采巷道的概念,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,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,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,运输巷,矿井开拓、准备和回采巷道的概念,回采巷道,运输斜巷,三矿井生产系统,（一）井下生产系统

6、,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,井下生产系统图,（二）地面生产系统,1、地面生产系统类型 （1）无加工设备的地面生产系统 （2）设有选矸设备的地面生产系统 （3）设有筛分厂的地面生产系统 （4）设有洗选厂的地面生产系统 2、地面排矸运料系统 （1）矸石场的选址及类型 （2）材料、设备的运输 3、地面管线系统,第二节 煤田划分为井田,一、井田划分原则,1、井田的境界要与矿井的生产能力相适应 生产能力大的矿井井田面积要大,储量要多 为矿井

7、将来发展和挖潜改造留有余地。 留后备区，范各庄矿，毕各庄区。 可采煤层厚度大，开采条件好，可先建中小型，后改建大型井。 8 时，不宜分上、下组建井。 煤层 大宜集中建井。,2、井田要有合理的尺寸,矿井储量和开采范围要合理 要保证井田要有合理的走向长度 小型矿井井田走向 1 . 5 km 中型矿井井田走向 4 km 大型矿井井田走向 7 km,3、充分利用自然条件,1）利用大的河流、湖泊、国铁、桥梁等； 2）地质构造：大的断层、褶曲向、背斜轴线； 3）煤层倾角急剧变化地带； 4）不同煤质和煤种分布规律，分提分运； 5）地形、地物、便于外接国铁； 6）层间距。,按自然条件划分井田边界,1-河流，2

8、-露头，3-城镇，4-铁路，5-大断层,4、照顾全局,处理好以下关系 与相邻矿井、改护建生产矿井与建新矿井、浅部矿井与深部矿井、地下矿井与露天矿井 露天矿经济剥采比：褐煤7m3/t，烟煤10m3/t,二、人为划分井田的方法,1、 划分：相邻矿井以某垂直面为界，沿境界线各留井田边界煤柱。,近水平煤层垂直划分,人为划分井田的方法,2、水平划分：以一定标高的煤层底板等高线为界，并沿此留边界煤柱。,人为划分井田的方法,3、煤组划分：将煤层间距较小的相邻煤层划分为一个矿开采。,人为划分井田境界1-垂直划分，2-水平划分，3-倾斜划分,第三节井田内再划分,一、井田划分为阶段和水平 阶段 （horizon）

9、 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。,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,井田划分为阶段,阶段的开采顺序：下行式,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。,开采水平（ minin

10、g 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,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,井田划分为阶段,采区式划分,采区（district）与区段（district sublevel） 采区：阶段或开采水平内沿走向把阶段划分为具有独立生产系统开采块段。 采区斜长=阶段斜

11、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）,采区,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,在阶段范围内不在划分采区，而是沿倾斜方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 ，每个分段沿倾向布置一个采煤工作面。,3 带区式划分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

12、进,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,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,panel,井田直接划分为盘区或带区,盘区 近水平煤层的采区 带区倾斜分带开采的采区,矿井生产的基本概念,第四节 矿井储量、生产能力和服务年限,一、矿井储量 井田内开采煤层的全部储量 （一）可行性评价阶段 1.概略研究储量： 2.预可行性研究储量：初步分析研究 3.可行性研究储量：详细分析研究,矿井储量,（二）经济意义 1.经济的储量 2.边际经济的储量 3.次边际经济的储量 4.内蕴经济的储量 5.经济意义未定的基础储量,

13、矿井储量,（三）地质可靠程度 1.探明的储量 2.控制的储量 3.推断的储量 4.预测的储量,（四）分类 1.探明的 2.控制的 3.推断的 4.预测的 预查阶段普查详查勘探,矿井储量,1、储量分级 级、级、级、级 高级储量（工业储量） ：级+级+级 远景储量：级 2003年以前,、矿井储量分类,矿井地质储量 能利用储量（平衡表内储量）（B+C+D ） 尚难利用储量（平衡表外储量） 能利用储量： 工业储量 一般Zg=（B+ C） 远景储量 （ D） 工业储量： 可采储量（Zk） 设计损失量（开采损失）,矿井储量,工业储量（Zg） 能够作为矿井设计和投资的储量 一般 Zg = A+B+C 缺煤地

14、区 Zg = A+B+C+0.5D 可采储量（Zk） 矿井设计的可以采出的储量设计损失（开采损失） 设计时预计丢在地下的储量 有的可预知，有的不可预知。 Zk =（Zg-P）C P永久煤柱损失；C采区采出率，%。,对煤炭采出率的规定,采区采出率： 薄煤层：85% 中厚煤层：80% 厚煤层：75% 水力采煤：70% 工作面： 薄煤层：97 中厚煤层：95 厚煤层：93,储量损失,1.设计损失 (1)全矿性损失(2)采区损失(3)工作面损失 2.实际损失 (1)违反开采顺序所造成的损失 (2)不按设计规定开采所造成的损失 (3)采用不合理的巷道布置所造成的损失 (4)采用非正规的采煤方法所造成的损

15、失,储量损失,(5)井下水灾所造成的损失 (6)井下火灾所造成的损失 (7)巷道或工作面冒顶所造成的损失 (8)在矿区或采区内,按技术经济条件完全可以开采而未能采出的煤量,二、矿井生产能力,（一）矿井生产能力 1、矿井生产能力：矿井设计的年生产能力，万t / a；(核定能力） 2、矿井井型：按矿井设计年生产能力大小划分的矿井类型。 特大型矿井：300、400、500、600万t/a及以上； 大型矿井：120、150、180、240万t/a； 300、400、500、600万t/a及以上； 中型矿井：45、60、90万t/a； 小型矿井：30万t/a以下。,（二）矿井生产能力的确定,1.井田储量

16、 基础 2.开采条件 矿井开采条件所能保证的原煤生产能力 指同时正常生产的采区生产能力总和。 3.技术装备水平 采掘技术和机械装备 辅助生产环节能力： 配套 运输、提升、通风、排水能力(1.3 1.5）A， 旧井技术改造 环节改造。 4.安全 保证。 5.经济条件 吨煤成本最低,影响矿井生产能力的因素,断层、褶曲、煤层倾角、煤层稳定性、瓦斯、顶底板条件、岩浆侵入、河流冲刷,影响矿井生产能力的因素,矿井地质条件,四川某矿河流的后生冲刷作用,岩浆侵入,矿井服务年限T,矿井总的生产时间T T=t1+t2+t3 t1矿井开始生产到达产的产量递增期，a； 大型井3a； 中型井2a； 小型井1a t2矿井均衡生产的时间； t3矿井产量递减时间，a。,四、矿井生产能力服务年限与储量的关系,Zk一定，矿井的设计生产能力A和服务年限T在数学上成反比,矿井生产能力服务年限与储量的关系,设计要求A与T相适应：A大 ，T大，A小， T小 大型矿井投资大，T ；