开采水平划分ppt课件.ppt

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1、从顶板穿入煤层的斜井称为顶板穿岩斜井。适用于倾角小的煤层,顶板穿层斜井,任务一.开拓方式选择,任务一.开拓方式选择,从煤层底板穿入煤层的斜井称为底板穿岩斜井适用：较大煤层倾角,底板穿层斜井,任务一.开拓方式选择,表2-1 各种斜井提升方式的适应条件,（二）井筒装备及坡度,任务一.开拓方式选择,相关知识,八.立井单水平带区式开拓,优点,巷道布置及生产系统简单，运输环节少，通风线路短并有建井速度块、投产早。,缺点,上山阶段的分带回风是下行风。适用于煤层倾角小于12，地质构造简单，煤层埋藏较深的矿井。,采用对拉工作面：两个工作面共有一条运输平巷（斜巷），两个工作面中的煤相向运输。,井田划分为两个阶段

2、，阶段内带区式布置,立井单水平带区式开拓,任务一.开拓方式选择,采煤系统,采煤工作面出煤,区段运输平巷区段石门区段溜煤眼采区运输上山采区煤仓,运输大巷,井底车场,地面,排矸系统,掘进巷道矸石,矿车,井底车场,主井箕斗,地面,副井罐笼,任务一.开拓方式选择,相关知识,九.立井多水平采区式开拓,运料系统,通风系统,矿车,副井罐笼,井底车场,电机车,采区,新鲜风流,井底车场等,采煤工作面,污风,区段回风平巷,总回风道,回风石门边界风井,地面,排水系统,井下涌水,井底车场,水仓,大巷水沟,水泵,副井井筒,地面,任务一.开拓方式选择,相关知识,十.立井井筒设备,任务一.开拓方式选择,平硐沿煤层走向开掘，

3、把煤层分为上、下山两个阶段，具有单翼井田开采的特点。,根据地形条件，平硐可由煤层顶板进入或由煤层底板进入煤层。平硐将井田沿走向分成两部分，具有双翼井田开拓特点。,当地形高差较大，主平硐水平以上煤层垂高过大时，可将主平硐水平以上煤层划分为数个阶段，每个阶段各自布置平硐的开拓方式。,走向平硐,垂直或斜交走向平硐,阶梯平硐,相关知识,十一.平硐,任务一.开拓方式选择,走向平硐示意图,任务一.开拓方式选择,垂直走向平硐开拓示意图,任务一.开拓方式选择,阶梯平硐示意图,任务一.开拓方式选择,1.开拓形式最简单、最有利；2.出煤不需提升转载，环节少，系统简单，设备少，地面设施简单（无井架、绞车房）；3.不

4、需较大的井底车场及其硐室；4.施工速度快，建井快；5.无需排水设备，利于预防水灾。,地形条件合适、煤层赋存位置较高的山岭、丘陵、沟谷。,相关知识,十二.平峒开拓方式的优缺点及适用条件,优点,（与立井相比）施工简单，工期短，井筒装备简单，投资少，掘进速度快。,任务一.开拓方式选择,缺点,井筒斜度大，提升能力低，维护费用高，倾斜度大时，环节多，煤柱损失大。,适用条件,埋藏不深，表层不厚，缓斜和倾斜煤层。,相关知识,十三.斜井开拓,优点,不受其他地质条件影响，适应能力强，提升速度快，能力大，可扩大断面，装备两套提升设备。,缺点,施工难度大，设备投资大、要求高。,适用条件,煤层埋藏较深，表土层厚，瓦斯

5、、水文情况复杂等条件。,任务一.开拓方式选择,相关知识,十四.立井开拓,任务一.开拓方式选择,采用立井、斜井、平硐等任何两种以上井硐形式开拓的方式,综合开拓,（一） 斜井立井综合开拓副斜井（强力带式输送机）主立井的开拓方式适合于大型矿井。,（二） 平硐立井综合开拓主要是利用立井的优点，解决通风困难和井田深部辅助提升问题,（三）平硐斜井综合开拓,相关知识,十五.综合开拓的类型,1-主斜井，2-副斜井，3-斜风井，4-新立井，5，6，7-运输大巷,主斜井、副立井开拓,任务一.开拓方式选择,任务一.开拓方式选择,平硐-立井综合开拓,任务一.开拓方式选择,平硐 斜井综合开拓,任务一.开拓方式选择,对于

6、地面形式和煤层赋存条件复杂的井田，如果主、副井筒均为一种形式，可能会给井田开拓造成生产技术上的困难，或者是经济上不合理。在这种情况下可采用综合开拓的方式。,相关知识,十六.综合开拓的适应条件,任务一.开拓方式选择,1根据设计井田开采条件，分析不同开拓方式进行井田开拓的可行性，确定井田开拓采用的开拓方式。,2选择和开拓方式相适应的运输提升方式。确定井筒、巷道断面的基本尺寸，进行主要运输设备选型。,3按一定比例画出井筒、巷道断面设备布置图。,任务实施,知识点,技能点,矿井井筒数量确定；井筒位置确定的原则；在走向方向井筒合理位置选择；在倾斜分析井筒和位置确定。,合理选择确定矿井井筒数量与位置,任务二

7、.井筒位置确定,任务二.井筒位置确定,相关知识,准备两个提升井，一个为主井，担负提煤；一个为副井，担负人员、设备、材料、矸石等的辅助提升。,在一个井田中，装备两个以上的提升井筒开拓整个井田。,装备一个井筒提升，另设一个通达地面的安全出口。,1、双提升井筒,2、多提升井筒开拓,3、单提升井筒开拓,一.井筒数目,任务二.井筒位置确定,相关知识,1.井筒沿井田走向的位置,2.井筒沿煤层倾向的位置,（1）斜井开拓时，斜井井筒沿煤层倾向的有利位置主要是选择合适的层位和倾角。,（2）立井开拓时，井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案见下图,二.井筒位置,（一）对井下开采合理的井筒位置,在井田中央；当井田储量呈不

8、均匀分布时，应在储量分布的中央。避免井筒偏于一侧，造成单翼开采不利局面。,1井筒；2石门；3富含水岩层；4需保护的场地范围,立井井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案,任务二.井筒位置确定,井筒位置比较,任务二.井筒位置确定,（3）单水平开采缓倾斜煤层的井田，井筒应坐落在井田中部；或者使上山部分斜长略大于下山部分；,（4）对水平开采缓倾斜或倾斜煤层群的矿井，考虑井筒设在沿倾斜中部靠上方的适当位置，并应使保护井筒煤柱不占初期投产采区；,（5）急倾斜矿井，井筒宜靠近煤层浅部，甚至布置在煤系底板，如下图,（6）开采近水平煤层的矿井，尽可能使井筒靠近储量中央；,（7）煤系基底有丰富含水层的矿井，既要考虑井筒

9、到最终深度仍不穿过丰富含水层，又要考虑初期工程量和基建投资，还应考虑煤柱损失。,任务二.井筒位置确定,1井筒位于煤层底板；2井筒位于煤层顶板；3阶段石门；4工业场地煤柱边界线,任务二.井筒位置确定,急倾斜煤层开拓的井筒位置,井筒位置必须为合理布置地面工业场地创造有利条件。,井筒位置应使井底车场有较好的围岩条件，便于大容积硐室的掘进与维护。,1,2,任务二.井筒位置确定,（二）对掘进与维护有利的井筒位置,任务二.井筒位置确定,井筒应尽可能不通过或少通过流砂层、较厚的冲积层及较大的含水层。,符合下列条件： （1）要有足够的便于布置矿井地面生产系统及其工业建筑物和构筑物的场地；（2）有较好的工程地质

10、条件；（3）便于矿井供电、给水和运输，并使附近有便于建设居住区、排矸设施的地点；（4）井筒位置应高于当地最高洪水位；（5）充分利用地形，使地面生产系统、工业场地总平面布置及地面运输合理，并尽可能使平整场地的工程量较少。,1,2,（三）便于布置地面工业场地的井筒位置,任务实施,以设计的开拓方式为依据，进行井筒数目确定和井筒位置选择，分析井筒位置选择的合理性。计算地面工业广场占地面积，确定地面工业广场所在范围，计算和绘制工业广场所压煤柱的剖面图与平面图。,任务二.井筒位置确定,知识点,技能点,矿井开采水平划分原则；阶段垂高合理确定；上、下山开采的特点；辅助水平的选用。,合理选择确定矿井开采水平数量

11、与垂高,任务三.开采水平划分,任务三.开采水平划分,相关知识,确定水平垂高确定阶段垂高能否进行上、下山开采,一.阶段垂高的确定应考虑以下因素,1、开采水平服务年限,2、采掘运机械化程度,3、煤层赋存条件和地质构造,4、吨煤建设投资和生产费用,必须有足够的可采储量以保证水平有合理的服务年限。,采煤工作面长度随着机械化程度的提高而增长，一般变动于80150m以上。,（1）煤层倾角（2）煤层厚度,合理的阶段垂高应使吨煤投资和生产总费用最低。,矿井阶段（水平）垂高,任务三.开采水平划分,任务三.开采水平划分,1、上、下山开采的比较,二.下山开采的应用,任务三.开采水平划分,1、上、下山开采的比较,上下

12、山开采的比较,1主井；2副井；3回风井；4运输大巷；5总回风巷；6采区上山；7下山采区中部车场；8下山采区上部车场；9采区下山；10大巷配风巷（作为下山采区总回风巷）；11下山采区水仓,任务三.开采水平划分,任务三.开采水平划分,由于开采强度加大、水平服务年限缩短，造成水平接替紧张，可布置一个或几个下山采区,煤层倾角不大，采用多水平开拓的矿井，开拓延深后提升能力降低的,倾角小于16的缓斜煤层，瓦斯及涌水量不大,当井田深部受自然条件限制，储量不多、深部境界不一，设置开采水平有困难或不经济时，可在最终开采水平以下设一部分下山采区,（1）,（2）,（3）,（4）,任务三.开采水平划分,2.下山开采一

13、般的适用条件,任务三.开采水平划分,（1） 井田倾斜长度；（2） 阶段高度；（3） 能否进行上、下山开采；（4） 煤层倾角、层间距离、地质构造、井底车场处的围岩性质；（5） 排水；（6） 提升设备型号。,三.开采水平的设置,开采水平的数目和位置，主要根据：,按煤组划分水平示意图,1第一水平；2第二水平,任务三.开采水平划分,阶段斜长较长,近水平煤层分组开采,任务三.开采水平划分,四.辅助水平的应用,任务实施,根据设计井田煤层赋存条件以及设计的生产能力等因素，进行矿井开采水平划分，提出不同的划分方案；进行技术分析和简单的经济比较，确定矿井开采水平数目和各水平的开采高度与水平标高；计算开采水平的服

14、务年限。画出反映井田水平划分的井田开拓布置的剖面图。,任务三.开采水平划分,本课题结束,煤矿开采方法,模块一.井田开拓,课题三.开采水平布置,掌握运输大巷的布置方式；掌握煤层、岩层大巷的特点及适用条件；了解运输大巷的运输方式。,任务一.水平大巷布置,能根据已知条件熟练确定煤岩大巷选用；能根据已知条件确定运输大巷的布置方式；对运输大巷中的设备选用有一定的了解。,技能点,知识点,任务一.水平大巷布置,相关知识,一.运输大巷,（一）运输大巷的运输方式,轨道运输大巷,轨距一般有600mm、900mm两种,电机车类型、矿车型号分类见下表,1,2,1.,为水平或一个阶段运输服务的水平巷道。,矿井电机车、矿

15、车类型,任务一.水平大巷布置,任务一.水平大巷布置,大巷风速不大于8ms；运输大巷的方向应与煤层走向大体一致，大巷尽量取直；运输大巷坡度一般为3-4或5；采用无极绳运输大巷一般不超过10。,（3）轨道运输对大巷的一般要求,同时统一解决煤炭、矸石、物料和人员的运输问题；运输能力大，机动性强；能满足不同煤种煤炭的分运要求；能适应长距离运输；吨公里运输费用低。,（4）大巷采用矿车运煤的优点,任务一.水平大巷布置,2、带式输送机运输大巷,实现大巷连续化运输，运输能力大；操作简单，比较容易实现自动化；装卸设备少，卸载均匀。,不同矿井生产能力的大巷运输设备,任务一.水平大巷布置,相关知识,（二）运输大巷的

16、布置方式,在井田内为一个煤层服务的运输大巷,（1）煤层距离远（2）煤层煤质不同，需分装分运（3）煤层数目少，走向短,分层运输大巷,1.,分层运输大巷布置,任务一.水平大巷布置,任务一.水平大巷布置,在井田内为所有煤层服务的运输大巷。,缺点,建井初期工程量大，建井期长，每个采区都要掘进石门，采区石门工程量大，经济上不合理。,优点,各煤层联合开采，大巷工程量及占用的轨道、管线也少；可同时进行若干煤层的准备和回采，开采强度比较大，井下生产采区比较集中，便于管理；巷道维护条件好，有利于大巷运输，且煤柱损失少。,2.集中运输大巷布置,任务一.水平大巷布置,井田内煤层分为若干煤组时，为一个煤组服务的运输大

17、巷。,各分组集中大巷之间用主要石门联系。,煤组内各煤层之间用采区石门联系。,3.分组集中运输大巷布置,为开采上水平各煤层服务；为开采 下水平煤层回风。,服务时间长；处于不受或少受采动影响的位置。,岩石大巷，煤组的底板岩石中；煤层大巷，煤组最下部煤质坚硬，围岩稳定的薄及中厚煤层中。,任务一.水平大巷布置,相关知识,（三）运输大巷的位置,运输大巷作用,要求,位置,1.煤层大巷,分煤层大巷沿煤层布置；集中大巷布置在煤组最下部稳定的薄及中厚煤层中；分组集中大巷布置在煤组最下部稳定的薄及中厚煤层中。,位置,适用条件,煤层赋存不稳定，变化大的小型矿井；离其他煤层较远的深及中厚煤层，储量小、服务年限不长；煤

18、系基底有距离较近富含水层，不易将大巷布置在煤层底板；井田走向短、运输大巷服务年限短，煤层厚度不大；煤系基底有媒质坚硬、稳固的围岩，煤层无自然发火危险。,任务一.水平大巷布置,任务一.水平大巷布置,位置,施工,至煤层法线距：15- 30m；岩性稳定的岩层中；不受上煤层采动影响，布置在压力传播影响角f之外；利于布置采区煤仓和车场。,按中线及腰线取直或分段取直；煤层内设副大巷探巷，超前勘探，及时为岩石大巷定向；煤层稳定时不设副大巷，隔一定距离用探巷或钻孔探煤层位置。,2.岩层大巷（岩石大巷）位置,岩石大巷的优缺点,优点,缺点,巷道维护费用低，并可少留或不留煤柱，能较好地适应地质构造的变化，便于保持巷

19、道的方向和坡度，利于列车行驶和保证运输能力，有利于预防火灾和安全生产，有利于设置采区煤仓和采区车场。,如果在煤层底板岩石中的位置选择不当仍然会使岩石大巷维护困难。,任务一.水平大巷布置,任务一.水平大巷布置,掘进及工期,维护,使用,煤损,施工、设备简单，速度快，工期短，费用低；超前勘探煤层变化。,维护（大巷、管线、轨道、水沟等）工作量大，费用高；大巷维修频繁，影响生产。,地质构造复杂时，煤巷弯道多，对运输方式有限制，通过能力小；不利于采区煤仓布置。,安全,大巷上下两侧各留煤柱30-40m或（40-50m），煤损大。,防火、安全不利，煤层自燃时，封闭大巷，导致停产。,岩石工程量大，速度慢，费用高

20、；工期长。,维护条件好，费用低；少维修，对生产有利。,能适应地质变化，可取直或分段取直，方向和坡度一定，对运输方式不限，通过能力大。,不留或少留煤柱，丢煤少。,对防火安全有利。,煤层大巷,岩石大巷,3.比较,任务一.水平大巷布置,4.急斜煤层大巷位置,底板滑动线之外10 20m。,5.大巷的保护,掘前预采跨大巷回采,任务一.水平大巷布置,相关知识,二.总回风巷,总回风巷的布置特点,对开采急斜、倾斜和大多数缓斜煤层的矿井，总回风巷可设在煤层稳固的底板岩石中。,当井田上部冲积层很厚、含水丰富时，需要沿煤层侵蚀带设防水煤柱，总回风巷布置在防水煤柱内。,当井田边界因煤层侵蚀深度不一致而造成标高相差较大

21、时，总回风巷可根据不同标高分段布置。,总回风巷一般与大巷平行，大多布置在上部煤层或上部岩层中。,对煤层埋藏较浅，采用采区风井通风的矿井可不设总回风巷。,在多水平开采的矿井中，当上一水平转入下水平开采时，常利用上水平的运输大巷作为下水平的总回风巷。,是全矿井或矿井一翼服务的回风巷道,任务实施,一.主要运输大巷及回风大巷的布置方式和位置选择水平主要运输大巷及回风大巷的布置方式，需结合矿井开采条件，经过综合分析，选择确定布置的形式和位置。在矿井开拓平面图中，正确绘制出水平大巷及回风大巷的位置。根据运输能力和通风要求确定水平大巷的运输方式，轨道布置形式以及巷道断面的形状与大小。二.大巷运输方式选择大巷

22、煤炭运输方式主要有矿车运输和胶带输送机运输两个方案，需进行技术分析和经济比较，确定大巷运输方式。设计和推荐采用胶带输送机的运输方式。,任务一.水平大巷布置,本课题结束,煤矿开采方法,模块一.井田开拓,课题四.开采顺序设计,任务一.开采顺序设计,知识点,技能点,沿煤层走向的开采顺序确定原则煤层倾斜方向的开采顺序确定原则煤层间的开采顺序,正确选择确定采区间的开采顺序能结合煤层赋存条件合理确工作面的开采顺序,任务一.开采顺序设计,相关知识,井田的开采顺序包括：沿煤层走向与倾斜的开采顺序；煤层群划分为煤层组时，煤组间及煤层间的开采顺序等。,1、采区前进式开采顺序,2、采区后退式开采顺序,3、采区内采煤

23、工作面推进方向,先靠近井筒的采区，自井筒向井田边界方向逐次开采其余各采区，如下图a。,自井田边界向井筒方向逐次开采各采区，如下图b。,（1）前进式工作面自采区上山向采区边界推进。（2）后退式工作面自采区边界向采区上山方向推进。,一. 沿煤层走向的开采顺序,任务一.开采顺序设计,采区开采顺序示意图,1采区输送机上山；2采区轨道上山；3区段运输平巷；4区段回风平巷；5采煤工作面；6采区边界线,任务一.开采顺序设计,采煤工作面推进方向,任务一.开采顺序设计,相关知识,井田内沿煤层倾斜的开采顺序一般采用下行顺序开采各阶段，即开采工作先从煤层浅部开始，然后沿煤层倾斜自上而下依次开采阶段。,二. 沿煤层倾

24、斜的开采顺序,任务一.开采顺序设计,采区内各区段间的开采顺序,（1）下行式：先将采区上山掘至采区上部边界，然后由采区边界向大巷方向自上而下依次开采各区段。,开采上山,（2）上行式：事先不把采区上山全长掘出来，而只掘其一段，从运输大巷向采区上部边界自下而上依次开采各区段。,（1）下行式：从运输大巷将采区下山掘至采区下部边界，然后自下而上逐次开采各区段。,（2）上行式：自上而下逐次开采各区段。,开采下山,任务一.开采顺序设计,相关知识,煤组与煤层之间的开采，一般采用自上而下的下行开采顺序。在某种特殊情况下，如：当上部煤层有煤及瓦斯突出危险或冲击地压时，可采用上行开采顺序，但必须层间距与采厚比达7.

25、5以上；受多个煤层采动影响的上行开采，综层间距与采厚比达到6.3以上，一般可在上部煤层中正常进行掘进和采煤。,三.煤组及煤层间的开采顺序,任务一.开采顺序设计,煤组及煤层间的开采顺序,任务实施,1根据设计矿井煤层赋存条件，井田划分与阶段内再划分情况，选择矿井的开采顺序；分析论述采区、工作面开采顺序选择的合理性。,任务一.开采顺序设计,2列表表示矿井的各采区开采顺序，选择一个采区条件，列表说明各工作面的相互接替关系。（注意根据邻近矿区采煤工作面编号方法，对采区的各采煤工作面的进行编号）。,任务二.开采水平延深,知识点,技能点,矿井开采水平延深的原则和要求矿井延深的主要方案与选择原则开采水平延深过

26、渡期间的安全技术措施,能根据矿井开采条件选择矿井延深方案合理选用开采水平过渡时期的提升、通风与矿井排水的方法与安全生产技术措施,任务二.开采水平延深,相关知识,正确选择矿井延深方案，使矿井生产与井筒延深施工密切配合，切实处理好新旧水平的接替，是矿井延深工作中应解决的重要问题。,任务二.开采水平延深,相关知识,一.矿井延深的原则和要求,提前做好准备工作,保证或扩大矿井生产能力,充分、合理地利用现有井巷设施,积极采用新技术、新工艺和新设备,尽可能缩短施工工期,任务二.开采水平延深,相关知识,二.矿井开拓延深方案,（一）直接延深原有井筒,条件,（1）地质条件,（2）井筒,（3）提升设备不满足时可更换

27、,优缺点：利用原有设备、设施、提升，影响生产,任务二.开采水平延深,特点,延深与生产互不干扰，原有井筒提升能力不降低，暗井的位置不受限制，可选在对开采下部煤层有利的位置上。,（二）暗井延深,利用暗立井或暗斜井开拓深部水平。,适用条件,（1）地质条件或技术经济等原因，原井筒不宜直接延深；,（2）用平硐开拓的矿井，延深水平因地形限制没有开阶梯平硐的条件时，一般多采用暗斜井。,任务二.开采水平延深,（三）直接延深一个井筒，新打一个暗井,这种延深方式是直接延深原来的主井或副井，另一井筒采用暗井延深，介于直接延深和暗井延深方式之间。,任务二.开采水平延深,（四）新开一个井筒，延深一个井筒,从地面新开一个

28、主井（或副井）筒通达延深水平，另外用暗井延深或直接延深副井（或主井）。,特点,（1）能大幅度增加矿井生产能力；,（2）便于采用先进的技术装备，开拓延深与生产相互影响小；,（3）要改造原地面生产系统增加基建费用。,适用于结合矿井改扩建的大型矿井开拓延深。,适用范围,任务二.开采水平延深,（五）深部新开立井或斜井,结合开拓延深，进行矿井合并改造。,特点,深部多个矿井合并后集中延深,适用条件,浅部井型小、分散，装备落后，深部储量丰富，并要改护建的矿井。,实例,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，深部新开立井集中开采。,任务二.开采水平延深,相关

29、知识,三.生产水平过渡时期的技术措施,矿井的某一个开采水平开始减产直到结束，其下一个开采水平投产到全部接替生产，是矿井生产水平的过渡时期。,（一）生产水平过渡时期的提升,（1）利用通过式萁斗两个水平同时出煤；（2）将上水平的煤经溜井放到下水平，在新水平集中提煤；（3）上水平利用下山采区过渡；（4）利用副井提升部分煤炭。,（二）生产水平过渡时期的通风,（1）维护上水平的采区上山为下水平的相应采区回风；（2）利用上水平运输大巷的配风巷作为过渡时期下水平的回风巷；（3）采用分组集中大巷的矿井，可利用上水平上部分组集中大巷为下水平上煤组回风。,（三）生产水平过渡时期的排水,一段排水，上水平的涌水集中下水平水仓，排至地面；,任务二.开采水平延深,1,2,3,4,两段分别排水，两个水平分别设置排水系统排至地面；,两段接力排水，下水平的水排到上水平水仓，然后上水平集中排至地面；,两段联合排水，上下两个水平的排水管路联成一套系统，设三通阀门控制，上下水平均可利用，排水至地面。,任务实施,1结合所设计矿井实际条件，选择确定矿井的延深方案。（可提出不同方案，进行的技术分析与简单经济比较）2制定水平过渡期间的提升运输、通风与排水的技术措施。,任务二.开采水平延深,