矿井开拓延深与技术改造教学PPT.ppt

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1、矿井开拓延深与技术改造 河南理工大学李东印,河南省精品课程采矿学,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。,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、矿井开拓延深方式用应用概况,矿井延深方式：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,（一

2、）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；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；提升高度增加，需更换设备。,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。20世纪70年代前在开滦、淮南、徐州应用多，淮南谢二、谢三，徐州大黄山、权台井筒直接延深至二水平南票三家子、水城大河边井筒直接延深至三水平抚顺老虎台井筒直接延深至五水平,（二）暗井

3、延深,原主、副井不再延深，用暗立井或斜井延深。,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；,暗井延深适用：,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；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；暗井延深多采用暗斜井延深，受富含水层影响,暗井延深,铜川王家凹，一水平立井，二、三水平暗斜井延深盘江火铺一水平平硐、二水平水

4、平暗斜井延深新庄孜五水平暗立井延深,（三）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。,徐州新河淮南谢一，主立井直接延深，副井暗斜井延深西山官地、邢台显得旺二水平主斜井直接延深，副井暗斜井延深新庄孜二水平副立井直接延深，主井暗斜井延深,（四）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。,新开一个井筒，延深一个井筒适用：,需要提高矿井生产能力，结合矿井改护建的大型矿井20世80年代后

5、，凿井技术发展，并需改护建，增加能力平四矿、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，暗井延深主井,新开一个井筒，延深一个井筒平一矿,（五）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深部新开立井或斜井适用：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。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,二、矿井开拓延深方式的确定,（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间；保持或扩大原有生

6、产能力；采用新技术，新工艺和新设备；,三、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,（一）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。,通过式箕斗,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。使用：水平过渡期短

7、,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。,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。使用：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。,（二）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

8、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。,（三）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。,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。,第二节 矿井技术改造,Concept：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

9、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 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。,（一）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）（二）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,二、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,l 相邻井田

10、在向深部发展中合并片盘斜井群合并，我国曾将94处合并为31处富力矿上部7对片盘斜井，深部集中开拓，A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，现为9个矿井,扩大井田范围,毕各庄井田不再建矿，划归范各庄矿井田,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A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,三、改扩建矿井的开拓系统改造,l 由单一井筒（硐

11、）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）,四、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,（一）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。,（二）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：改固定矿车为底卸式矿车；普通胶带改为钢丝绳牵引胶带或强力胶带；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l 井底车场及煤仓改造。,（三）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、更新通风设备双主扇并联运转；换高效风机；采用大功率离心式风机；更换主扇；改变叶片等。,（四）排水系统改造。水仓、水泵和管路（五）供电系统技术改造增加容量增加线路升高电压（六）地面系统改造。,