矿井开拓延深与技术改造.ppt
2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,1,矿井开拓延深与技术改造,开拓延深向深部发展技术改造用新技术、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。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,2,（一）生产矿井新水平开拓延深的特点,井巷工程量大，大体接近新建矿井；可以充分利用原有井巷和设备；施工技术和管理复杂，边生产，边延深，施工与生产在运、提、通风方面相互干扰；工期长，一般要5 8年（延深3 5年，过渡2 3年）；能更好地适应开采煤层特点，改进矿井开拓、准备巷道布置，有可能扩大生产能力,一、矿井开拓延深,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,3,（二）矿井开拓延深方式,直接延深；暗井延深；直接延深与暗井延深；新开一个井筒延深一个井筒；深部新开立井或斜井,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,4,1、直接延深（原有主、副立井或斜井）,特点：可充分利用原有设备和设施，掘进及投资少；提升统一，运转环节少，工程量较少；立井直接延深时，生产与延深相互干扰；主井接井时，（破保护岩柱或保护盘、安罐道梁等）技术要求严格，矿井要短期停产；延深两个井筒，组织施工复杂；掘进一些辅助巷道，临时工程以后难用；斜井直接延深时，施工较容易，基本上不会影响矿井正常生产。提升高度增加，需更换设备。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,5,直接延深适用：,井筒延深不受地质、水文条件的限制；断面和提升设备能满足新水平提升要求，或更换提升设备后直接延深合理。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,6,2、暗井延深,原主、副井不再延深，用暗立井或斜井延深。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,7,特点：生产与延深互不干挠；延深施工容易；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；增加了一些工程量：暗井车场增加了运输环节；,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,8,暗井延深适用：,1、受地质及水文地质条件限制，原井筒不宜直接延深；2、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至新水平位置不合理，难以布置井底车场，或石门长度过大，或穿入顶部煤层，所压煤柱太多等；3、中倾斜、急斜煤层矿井，井筒不能直接延深，采用暗立井延深；4、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；5、暗井延深多采用暗斜井延深,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,9,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,10,3、直接延深结合暗井延深,直接延深原有的主井井筒或副井井筒，不直接延深的副井井筒或主井井筒采用暗井延深，特点和适用条件介于直接延深和暗井延深之间。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,11,4、新开一个井筒，延深一个井筒采深加大后，原主副井提升、通风满足不了,特点：对生产干挠小，可大副度提高矿井生产能力；需增加改造地面生产系统的工程量，基建工程与投资大。,适用：需要提高矿井生产能力，结合矿井改护建的大型矿井,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,12,5、深部新开立井或斜井,开采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特点：深部众矿井合并后集中延深适用：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。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,13,（三）矿井开拓延深方式的确定,开拓延深方式确定原则 产量不减 利用现状 采用“三新”产延协调 同产期短,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,14,（四）新旧生产水平过渡时期的技术措施,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 下一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,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,15,、提升,直接延深原有井筒（箕斗）的矿井，须采取：通过式箕斗特点：启闭上水平箕斗装载煤仓闸门的下部框架改为可伸缩的悬臂伸出提上水平煤缩回提下水平煤两个水平分班出煤，同时加大两个水平煤仓容量。,优点：提升系统单一，不增加提升工作量；缺点：每更换水平提煤时，调整钢丝绳长度；扩大容量煤仓；提升机为大型设备，检修困难。适用：水平过渡期短,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,16,上水平开采下山采区,特点：上水平开始减产时，靠井筒附近开采12个下山采区，集中于上水平出煤，称“剃头下山”。主要生产转入下水平后，原下山采区改为上山采区开采，集中下水平出煤。优点：缓和水平接替，利于矿井延深。缺点：采区提升更换方向，重新布置车场。使用：煤层16，水平接替紧，采用此法。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,17,主井在新水平集中出煤，经溜井放煤到新水平,优点：提升系统简单，提升机运转条件好。缺点：多开溜井，增加提升费用。适用：水平过渡期短，可用此法,利用副井提一部分煤,优点：不增加设备。缺点：改造地面系统。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,18,、通风要求：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）为新水平回风道。利用上水平运输大巷的配风巷为新水平回风道。分组集中大巷布置时，新水平通风利用原水平上煤组分组集中大巷。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,19,、排水,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。两个水平各有排水系统。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。,据井下涌水大小、水平过渡期长短、设备情况等因素，选定排水方式。上述的一段排水两段接力排水方法和下水平的水排至上水平，后统一排到地面的方法应用较多。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,20,二、矿井技术改造,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 改造落后的技术装备和工艺,改善生产要素的质量(提高技术经济指标、提高资源回收率）来扩大生产规模,煤矿技术改造的方法：1、改扩建。2、改进巷道布置。3、提高矿井生产的机械化和集中化水平。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,21,、矿井改扩建的基本条件 足够的煤炭储量 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）、矿井改扩建方式 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,（一）矿井改扩建 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术改造。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,22,A、矿井合理集中生产,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、提高开采强度矿井合并相邻井田在向深部发展中合并扩大井田范围例如毕各庄井田不再建矿，划归范各庄矿井田,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,23,矿井单独集中改造,加大水平垂高、采区尺寸、工作面长度和工作面连续推进长度、提高单产水平集中 一个水平保矿井产量（16时，上下山开采）采区集中 适当加大采区走向长度；联合布置采区；综采采区一面保产，普采、炮采采区 两面保产。采面集中 提高年产量的关键。一矿一区一面，一矿一区两面，跨上下山或石门开采，倾斜长壁,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,24,B、改扩建矿井的开拓系统改造,l 由单一井筒（硐）开拓形式改造为综合开拓形式 原平硐开拓，延深新水平时增立井或斜井 原斜井开拓，延深新水平时新增立井（多作副立井）原立井开拓，延深新水平时新增斜井（多作主斜井）l 综合开拓形式矿井的开拓系统改造 立井箕斗提升改造为斜井胶带提升（主斜副立）,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,25,C、矿井生产系统的技术改造,改造矿井生产系统的薄弱环节矿井井下生产系统包括：提升、运输、通风、排水、动力供应,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,26,矿井提升系统改造,技术措施：普通胶带改为钢丝绳牵引胶带或强力胶带；加大箕斗容量；罐笼改为箕斗；斜井箕斗或串车改为胶带机；绞车由单机拖动改为双机拖动；加大提升速度，缩短一次提升时间；增加井筒数，加大提升能力。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,27,矿井运输系统改造,运输系统环节包括：大巷、采区、井底车场、辅助提升。l 大巷运输改造技术措施：改善轨道维护质量，提高行车速度，减少运输事故；对采用单轨大巷的矿井，可增设错车场，减少调车时间；增加电机车的工作台数；加大电机车载重量或改用重型电机车；改用载重量大的矿车或底卸式矿车。改换或增加电机，加快带式输送机运行速度；改用能力大、强度高的带式输送机；采用大巷运输自动控制系统等。l 辅运环节改造措施：辅助运输采用新设备如：单轨吊、卡轨车、齿轨车井底车场及煤仓改造。缩短列车通过井底车场的时间间隔改进调车方式、增设行车复线、增设井底缓冲煤仓 加大井底煤仓容量,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,28,矿井通风系统技术改造,l扩大风量、调整全矿通风系统l改造、更新通风设备 措施：采取增加进、回风井 改造回风巷道，以降低通风网路的通风阻力 改变通风方式 改换能力大、效率高的风机,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,29,4、排水系统改造。水仓、水泵和管路5、供电系统技术改造 增加容量 增加线路 升高电压6、地面系统改造。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,30,（二）改进巷道布置（1）加大工作面、采区几何尺寸。（2）降低岩石巷道比重，尽量取消或减少岩石集中巷。（3）无煤柱开采，尽量采用沿空掘巷和沿空留巷技术。（4）由双翼开采改为跨上下山或石门的单向连续推进开采，这样可增加采煤工作面的连续推进长度，减少工作面搬家次数。（5）设置较大容量的煤仓。技术改造中多设置较大容量的采区、盘区或带区煤仓，综采工作面的采区煤仓容量应不小于200t。同时，在矿井技术改造中，还应增加井底缓冲煤仓，或扩大井底煤仓容量。值得注意的是，有些生产矿井不设采区、盘区或带区煤仓，而是将采区、盘区或带区带式输送机直接与大巷带式输送机搭接，也取得了较好的技术经济效果。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,31,（三）提高矿井生产的机械化和集中化水平(1)更新工艺、装备，提高采掘机械化水平。矿井技术改造时，应力求提高掘进工作面机械化水平，同时改革巷道支护方式，积极发展锚杆支护新工艺，提高掘进工作面单产水平。(2)提高矿井生产集中化程度，建设高产高效矿井。在提高采掘工作面机械化水平，提高单产、单进水平的基础上，力求减少矿井同时生产的采煤工作面数目，提高矿井生产的集中化程度，简化矿井生产系统。生产条件好的矿井，力求基本实现用12个采煤工作面生产，来保证矿井产量。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,32,我国煤矿技术改造发展的现状,在技术改造的认识上重视不够。表现在重基本建设轻技术改造,重外延轻内涵,热衷于大搞基本建设,重复建设,投资膨胀,挤占技改资金,忽视技术改造管理,缺乏整体规划,盲目性较大。其实,技术改造和基本建设不同,技术改造既不完全离开煤矿原有经济技术基础,又不完全保持原有的经济技术基础；既要利用煤矿原有基础,又要改造煤矿经济技术基础,这是技术改造的一个重要特点。从资金来源上,技术改造主要利用补偿基金对煤矿现有的生产设施和生产条件进行更新、改造；而基本建设则主要利用积累基金新建煤矿企业,或对现有煤矿企业进行扩建、改建及恢复工程等,以扩大生产能力为主要目标,是一种外延性扩大再生产。在技术改造的决策中存在偏差。决策时不进行详细的调查研究,对外部环境、内部条件和目标三者之间缺乏综合分析不能因地制宜,根据本企业的特点,有计划、有重点、有层次的进行,决策盲目草率,以致出现了设计的修改、工程的返工,拖延了工期,浪费了技改资金。对技术改造的“人、财、物”等方面综合平衡不够。往往对技术改造所需的“财、物”,即资金、材料和设备比较重视,而忽视了“人”的因素,忽视了技术改造队伍的培养,对科技人员缺乏相应的鼓励和倾斜政策,导致技术队伍不稳定,削弱了技术力量,影响了技术改造工作。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,33,煤矿技术改造应遵循的原则,技术改造必须要坚持以内涵为主扩大再生产的原则。技术改造可以达到增加煤炭产量的目的,但技术改造不是为了单纯的扩大生产规模,而是依靠技术进步改造落后的技术装备和工艺,改善生产要素的质量来扩大生产规模,不能把技术改造变为外延扩大再生产。坚持以技术进步为前提的原则。矿井技术改造必须坚持采用新技术,在技术进步的基础上进行,着力于水平的提高,而不是在同一水平线上简单的以新换旧,延续落后的生产技术。技术改造要讲求经济效益的原则。技术是为特定的经济目的服务,只有技术上的先进性,而无经济上的合理性,脱离经济价值,就失去了采用先进技术的目的和意义。因此要搞好煤矿技术改造工作,必须合理的安排和使用资金。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,34,五、中小煤矿技术改造 我省的中小煤矿存在着许多严重的问题，主要表现在布局分散，管理混乱，装备水平低，采煤方法落后，资源回收率低，安全差，伤亡事故多。这些问题的存在不但制约小煤矿自身的发展，而且会影响地方经济的有序发展。因此中小煤矿的技术改造势在必行。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,35,1、中小煤矿技术改造方向,我省煤炭生产结构极不合理，小煤矿点多面广，产业集中度低，资源配置不合理，资源占有量大，资源浪费严重，并严重破坏生态环境。无论从我国煤炭供应安全还是从煤炭工业可持续发展战略看，都必须建设大型的高产、高效集约化矿井，增加我省煤炭总体生产能力，用以取代小煤矿。经过资源的重新配置和组合，建设大型的煤炭基地，把大企业的技术、管理、资金进行整合，整体提升企业实力，使企业走向健康、高效、快速的发展轨道。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,36,中小煤矿技术面貌落后的根本原因在于采煤方法落后。采煤方法不正规必然带来矿井巷道布置混乱，风流不畅，人工作业，工人劳动强度大，巷道和工作面支护技术落后；顶板管理困难，这就是发生各类伤亡事故的症结所在。因此，中小煤矿技术改造的首要任务就是改革采煤方法。在进行采煤方法改革的同时，还必须扩大矿井规模，在乡镇范围内合并小矿井，以适应采煤方法改革的需要。,1、中小煤矿技术改造方向,目前我国急倾斜煤层开采工艺相对比较落后,绝大多数矿井采用炮采工艺和风镐落煤工艺,工人劳动强度大,安全状况差。优化回采工艺最主要的就是提高回采机械化程度。要提高矿井开采的机械化程度,可以从局部机械化和全局机械化两个方面来考虑。局部机械化指的是从支护方式、落煤方式以及运输方式几个方面单独考虑改进方法,以提高矿这几个方面的机械化程度。全局机械化是采用综合机械化采煤方式,从破煤、装煤、运煤以及支护四个方面来实现机械化。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,37,2、地方中小煤矿技术改造的途径,从目前我省中小煤矿的技术水平状况出发，中小煤矿的技术改造应分层次分阶段进行。在1000多个中小煤矿中，可分为三种类型：(1)矿井生产规模较大，在30万t/a以上，矿井的主要生产系统比较正规，但采煤方法落后，机械化程度低，单产低，效益差；(2)矿井生产规模较小，生产能力在930万t/a左右，生产系统简陋，采用非正规采煤方法开采，资源回收率低，安全无保障；(3)生产能力在6万t/a以下的小矿，除简易的提升通风机械外，无机械化可言，个别煤矿甚至还在采用人力运输、残采式采煤、事故曾出不穷。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,38,对不同类型的矿井，应采用不同的方法和技术路线进行改造。对第一类矿井的技术改造目标是集约化、机械化，一井一面，高产高效，将年产3045万t的小矿，改造成为年产百万吨以上的大矿，即走陕西彬县下沟煤矿技术改造的路子。彬县下沟煤矿原设计能力45万t/a，采用分层炮采或高档普采，安全事故多，经济效益差，在经过以综合化放顶煤采煤法为核心和相应的巷道支护、矿井提升、“一通三防”等技术改造以后，使矿井达到年产150万t/a的水平，吨煤成本下降21.19元，三年累计产值34804万元，实现利税17266万元。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,39,对第二类矿井在资源条件允许的情况下，首先合并矿井，以集中皮带斜井提升代替多井提升，而后采用“彬县模式”进行技术改造，建设高产高效矿井，实现集中化生产。如果矿井的资源有限，则应以正规化为目标进行技术改造，即采用正规的采煤方法。凡是适合壁式开采的，一律采用长壁机械化或半机械化开采；不能采用长壁开采的，可实现短壁或房柱式机械化开采；采用正规的巷道布置方式，形成合理的通风系统；采用合理的巷道断面尺寸，以锚网支护代替无支护或木支护，实现巷道支护改革；建立完善的矿井安全监测系统，实现“一通三防”正规化；引进技术人才，实现管理正规化，将串车提煤改为小型胶带输送机提升，实现煤炭提升连续化。,2023/9/27,云南煤矿安全监察局安全技术中心,40,对第三类矿井则主要是通过合并小矿进行技术改造，实现规模生产。同时关闭资源枯竭，煤质低劣，越界开采，资源回收率低，自然灾害危害严重，事故频繁发生的小型矿井，逐步淘汰年产9万t以下的矿井。,百色经验,
