煤炭工业矿井设计规范.ppt

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1、,煤炭工业矿井设计规范2005孙臣良辽宁工程技术大学资源与环境工程学院矿物资源工程系,煤炭工业矿井设计规范2005,采煤方法及工艺选择：选择采煤方法应根据地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件、设备状况及发展趋势等因素，以“安全、高效、低成本、高回收率”为目的，经综合技术经济比较后确定；大型矿井应以综合机械化采煤工艺为主，条件适宜的中型矿井也宜采用综采工艺。设计生产能力3.0Mt/a及以上的矿井，条件适宜，应采用先进成套综采设备，设计高产高效采煤工作面。缓倾斜、倾斜煤层采煤方法及工艺选择：缓倾斜、倾斜煤层一般应采用长壁采煤法。当煤层倾角大于12时，宜采用走向长壁采煤法后退式开采；当煤层倾角小于1

2、2且条件适宜时，可采用倾斜长壁采煤法后退式开采；低瓦斯矿井，地质构造简单，煤层厚度小于2.5m，煤层不易自燃，可采用长壁采煤法前进式开采。煤层倾角大于35时，可采用伪斜走向长壁采煤法后退式开采；,煤炭工业矿井设计规范2005,缓倾斜、倾斜煤层采煤方法及工艺选择：地质条件、煤层赋存条件及开采技术条件适宜时，可采用连续采煤机开采的房柱式或短壁采煤法；厚度5m以上的无煤与瓦斯突出危险煤层，符合现行综合机械化放顶煤开采技术规定条件的，宜采用综放开采工艺。不具备综放开采条件的，应采用分层综采或分层普采工艺；厚度4.05.5m的煤层，地质构造较简单、煤层赋存稳定、煤层较硬，宜采用一次采全高综采工艺。不具备

3、一次采全高综采条件的，宜采用分层综采或普采工艺。厚度1.54.0m的煤层，地质构造简单、煤层赋存稳定，应采用综采工艺。不具备综采条件的，宜采用普采工艺。厚度1.5m以下的煤层，条件适宜，应积极推广薄煤层综采工艺。不具备综采条件的，可采用普采工艺。,急倾斜煤层采煤方法及工艺选择：厚度大于15m的无煤与瓦斯突出煤层，条件适宜，应采用水平分段综采放顶煤工艺。不适宜综采放顶煤开采工艺时，可采用水平分段普采或爆破装煤开采工艺；厚度715m的煤层，宜采用水平分层或斜切分层采煤方法；厚度26m、倾角大于55、赋存较稳定的煤层，宜采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法，其工作面伪倾斜角度以煤炭能自溜为宜；当煤层赋存条件

4、不适宜采用上述采煤方法时，可根据具体条件采用伪俯斜走向分段密集采煤法、伪俯斜掩护支架采煤法、正台阶采煤法等；旱采机械化开采有一定困难的无煤与瓦斯突出危险煤层，可采用水力采煤法及工艺，但需经技术经济比较，且和旱采相比在开拓、开采、安全、效率、效益等方面具有明显优势。,煤炭工业矿井设计规范2005,煤炭工业矿井设计规范2005,采煤工作面回采率 厚煤层不应小于93%；中厚煤层不应小于93%；薄煤层不应小于93%；,回采率,初期采区位置：矿井达到设计生产能力时的初期采区位置应符合下列规定：煤层赋存条件好，地质构造和开采技术条件简单,地质勘探程度高；资源可靠、可采储量丰富，探明的经济基础储量比例不应低

5、于井田内其它采区；采区生产能力大，服务年限长，能保证接替采区的正常接替；地面一般应无影响开采的重要建（构）筑物，村庄少；首采区应位于工业场地保护煤柱线附近，工程量省，贯通距离短；当有中央采区时，中央采区应作为矿井首采区。,煤炭工业矿井设计规范2005,煤炭工业矿井设计规范2005,矿井同时生产的采区个数：原则：采区合理集中生产和保证采区正常接替 数量：一般不宜超过3个，条件适宜时可考虑一矿一区一面 采区内同时生产的采煤工作面个数：原则：工作面合理集中生产和保证工作面正常接替 数量：综合机械化装备的采区，同时生产的综采工作面宜为1个，条件适宜的盘区可布置2个综采工作面；普通机械化装备的采区，当开

6、采单一煤层时，回采工作面不应超过2个；近距离煤层群联合布置开采，经工作面接替排产适宜时，可布置3个普采工作面。开采有煤与瓦斯突出的煤层和开采有冲击地压的煤层，采掘工作面布置，必须符合现行煤矿安全规程的有关规定。,采区划分:采区划分应根据地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件及装备水平等综合分析比较后确定，并应符合下列规定：当井田内有较大断层或褶皱构造时，应以其断层和褶皱轴部作为采区划分的自然边界；当井田地面有重要建筑（构）物，按其保护等级划分必须留设保护煤柱时，采区划分应以其保护煤柱为边界；当井田内无影响工作面正常回采的断层或断层较少时，应按开采工艺、通风、运输和巷道维护要求，合理划分采区；开采

7、有煤与瓦斯突出危险和突水威胁的煤层时，应按开采保护层、抽放瓦斯及单独开采等技术措施要求，合理划分采区；井田内小断层较多且对工作面回采有一定影响，当采区划分避不开时，宜避免工作面回采方向和断层走向呈小角度斜交；开采煤层群时，应按集中和分组布置开采方式的不同，划分集中煤组采区和分煤组采区；近水平煤层开采，宜在开采水平运输大巷两侧划分盘区；有条件时，应在井筒附近划分中央采区。,煤炭工业矿井设计规范2005,煤炭工业矿井设计规范2005,采区参数:应根据地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件、采煤方法及机械化装备水平等因素合理确定，并应符合下列规定：缓倾斜煤层综合机械化开采的采区，当采用走向长壁开采时，

8、其采区一翼走向，或采用倾斜长壁开采时，其采区倾斜宽度，均不宜少于回采工作面连续一年的长度；普通机械化开采，其采区一翼长度不宜小于0.6km。按盘区划分开采的煤层，当开采技术条件简单、不受断层限制、综合机械化采掘装备标准较高时，其盘区沿采煤工作面推进方向的长度不宜小于3.0km。倾斜和急倾斜煤层的采区参数，应根据地质构造、选用的采煤方法及工艺确定，一般应小于缓倾斜煤层采区参数。,煤炭工业矿井设计规范2005,采区巷道布置:采区巷道布置方式应根据煤层赋存条件、开采技术条件、采煤方法、采掘机械化装备水平、采区运输方式、采区设计生产能力等因素确定。无煤与瓦斯突出危险的矿井，采区准备巷道层位的选择应体现

9、煤巷布置为主、少布置岩巷的原则。凡煤层倾角及顶底板岩性条件适宜，采区上（下）山及分阶段平巷均应布置在煤层中。有煤与瓦斯突出危险的矿井，采区巷道布置应符合现行煤矿安全规程的有关规定。采煤工作面回采巷道一般应采用单巷布置。当煤层瓦斯含量大、采区涌水量大，或因掘进、通风、运输等要求，单巷布置不能满足要求时，可采用双巷布置或多巷布置，但应明确巷间煤柱的回收措施。缓倾斜、倾斜薄及中厚煤层、厚煤层分层开采，条件适宜，回采巷道应采用无煤柱护巷工艺；厚度小于2.5m、不易自燃或自燃煤层，可采用沿空留巷。沿空掘巷和沿空留巷应采取巷旁密闭或充填措施。,煤炭工业矿井设计规范2005,采区巷道布置:高瓦斯矿井、有煤与

10、瓦斯突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，或低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采联合布置的采区，均必须按现行煤矿安全规程的有关规定设置专用回风巷；采区进、回风巷严禁一段进风、一段回风。,煤炭工业矿井设计规范2005,分区开拓方式:定义：把井田划分为若干相对独立的区域，各区域的通风、辅助运输系统独立，煤的提升、运输、储运、洗选加工等则集中进行。优点：矿井可实行一次设计分期建设，能加快矿井建设速度，可提前出煤，“滚动发展”，提高投资效益；可更好地实现矿井的集中化，适应矿井向大型化发展的需要；能有效地解决大型矿井通风网络过长的通风困难，这对开采深度大、瓦斯涌出量大的矿井尤有重要意义；辅助运输和

11、提升分区进行，可缩短井下人员及材料等运输时间；主要生产环节如煤的提升、运输、储运、洗选加工等集中，有利于使用大型高效的技术装备。,井口位置 提升井（主副井）井口位置：有利于第一水平，兼顾其它水平，有利于井底车场和主要运输大巷布置，减少工程量；有利于首采区布置在井筒附近的开采条件好、储量丰富的块段，且不迁或少迁村庄；井田两翼储量基本平衡；井筒位置应尽量避开厚表土层、厚含水层、断层破碎带、煤与瓦斯突出煤层或软弱岩层；工业场地应具有稳定的工程地质条件，避开法定保护的文物古迹、风景区、内涝低洼区和采空区，不受岩崩、滑坡、泥岩流和洪水威胁；工业场地应少占耕地，少压煤；水源、电源较近，煤的运输方向顺畅，矿

12、井铁路专用线路短，道路布置合理。,煤炭工业矿井设计规范2005,井口位置 风井井口位置 风井井口位置选择应在满足通风安全要求的前提下，有利于缩短建井工期，并利用各种煤柱少压煤。有条件时，风井井位可布置在煤层露头以外。高瓦斯、有煤与瓦斯突出危 险的矿井必须设专用回风井,煤炭工业矿井设计规范2005,煤炭工业矿井设计规范2005,井下煤炭运输：主要运输大巷煤炭运输：条件适宜的大、中型矿井，大巷煤炭运输应优先选用带式输送机；大巷运输系统采用轨道运输时，应根据运距、运量选择机车和矿车。大巷运煤矿车类型宜按下表选取。当有运距、运量要求时，经技术经济论证，也可采用大于5t的矿车。矿车类型,井下煤炭运输：,

13、采区上、下山煤炭运输：开采倾斜、急倾斜煤层时，采用大倾角带式输送机、上链式输送机、搪瓷或铸石溜槽、溜煤眼。开采缓倾斜煤层，采用普通带式输送机向上运煤倾角不宜大于180，向下运煤倾角不应大于160。采煤工作面及顺槽煤炭运输：采煤工作面及顺槽煤炭运输应采用输送机，并符合下列规定：采煤工作面输送机小时运输能力，应大于回采工作面采煤机设计采用的小时运输能力；采煤工作面顺槽输送机小时运输能力，不应小于回采工作面输送机的小时运输能力；采区内只有一个采煤工作面时，采区上、下山输送机的小时运量，不应小于运输顺槽输送机的小时运量；当采区内有一个以上采煤工作面同时生产时，应根据具体条件计算上、下山输送机能力。,井

14、下辅助运输：,井下辅助运输系统应根据井下开拓部署、煤的运输方式、辅助运输物料和人员的运距、运量等因素综合比较确定，并应符合下列规定：减少辅助运输环节及转载次数；减少辅助运输人员，提高运输效率；当大巷、采区上、下山沿煤层布置，且倾角适宜时，从井底车场至大巷，采区上、下山至回采工作面顺槽宜实行直达运输。当矿井用平硐开拓或副井为斜井，采区上下山沿煤层布置且倾角适宜时，宜从地面至井底车场、大巷、采区上、下山至回采工作面顺槽宜实行直达运输。开采近水平煤层的大型矿井，煤的运输采用带式输送机，条件适宜时，辅助运输可优先选用无轨运输系统。煤巷及半煤岩巷道掘进煤和矸石，有条件时可汇入回采煤流系统；少量 岩巷掘进

15、矸石，有条件时可在井下处理，尽量不上井。,井下辅助运输设备：,当采用无轨运输系统时，应采用矿用防爆型低污染无轨胶轮车；当组成直达运输系统且倾角适宜时，可选用齿轨机车、卡轨机车、胶套轮机车；当组成直达运输系统，而上、下山倾角较大或巷道底板底鼓严重时，可选用单轨吊车。当不适合直达运输时，可选用绳牵引式轨道运输设备。井下辅助运输车辆配备：采用机车运输时：运送矸石、材料选用1t和1.5t固定车箱式矿车及材料车；运送大件重型设备应配备专用平板车；拱型支架用量较大时，可配备专用车辆；运送特种材料，根据具体要求选用相应车辆；运送人员应配备人员专用车辆。,井下辅助运输车辆配备：,采用单轨吊车，应配备运输各种材

16、料、设备的专用容器、集装箱及人车。采用矿用防爆型无轨胶轮车，应配备液压支架搬运车、多功能车和人员专用车辆等。,开采水平划分:应根据井田地质条件、煤层赋存条件、开采技术与装备水平、储量和生产能力等因素确定。当矿井划分为阶段时，其阶段垂高宜为：缓倾斜、倾斜煤层：200350m；急倾斜煤层：100250。条件适宜的缓倾斜煤层，瓦斯含量低、涌水不大时，宜采用上下山开采方式；近水平多煤层开采，当层间距不大时，宜采用单一水平开拓；当层间距大时，可分煤组（层）多水平开采；由于煤层露头不一或煤层倾角变化大时，造成部分区域上（下）山斜长过长时,可在该区域适当位置设置辅助水平。,煤炭工业矿井设计规范2005,开采

17、顺序:新建矿井采区开采顺序：必须遵循先近后远，逐步向井田边界扩展的前进式开采。煤层群开采顺序：近距离多煤层开采顺序，一般应先采上层，后采下层的下行式开采；开采有煤与瓦斯突出煤层时，经论证需要先采下部保护层；或开采煤层间距大，开采下部煤层不影响上部煤层完整性，可采用先采下层，后采上层的上行式开采；多煤层开采时，应厚、薄煤层合理搭配开采。,煤炭工业矿井设计规范2005,开拓巷道布置,开拓巷道布置应根据煤层赋存条件、地质条件、开采技术条件和矿井开拓、通风运输方式等因素确定。开拓巷道不得布置在有煤与瓦斯突出危险和严重冲击地压煤层中；开拓巷道布置应避开应力集中区和活动断层，且不宜沿断层布置；开采近距离多

18、煤层时，宜采用集中或分组运输大巷布置方式。煤层（组）间距大时，宜采用分层运输大巷布置方式；当煤层无煤与瓦斯突出危险、无冲击地压，煤层顶底板围岩较稳定、煤层较硬、含水量小较小，或自燃发火、高瓦斯煤层采取安全措施在技术可行、经济合理时，主要运输大巷及总回风巷宜布置在煤层中；近水平多煤层开采，采用分层或分组布置运输大巷时,宜将运输大巷重迭布置；当开采煤层上部留设防水（砂）煤岩柱时，总回风巷应设在煤柱以下。,煤炭工业矿井设计规范2005,矿井设计生产能力 矿井设计时确定的煤炭年产量，单位:Mt/a，应根据资源条件、外部建设条件、国家对煤炭资源配置及市场需求、开采条件、技术装备、煤层及采煤工作面生产能力

19、、经济效益等因素确定。矿井设计生产能力划分为:大型矿井:1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0、5.0、6.0Mt/a及以上;中型矿井:0.45、0.6、0.9Mt/a;小型矿井:0.3Mt/a及以下;矿井设计生产能力按年工作日330d计算，每天净提升时间为16h；矿井设计生产能力以一个开采水平保证；新建矿井不应出现介于两种设计能力的中间类型。,煤炭工业矿井设计规范2005,矿井设计服务年限 计算矿井及第一开采水平设计服务年限时,储量备用系数宜采用1.315.新建矿井及其第一水平的设计服务年限不宜小于下表规定:新建矿井设计服务年限,矿井设计服务年限 扩建后的矿井计服务年限不宜小于下表规

20、定:扩建后的矿井计服务年限 改建矿井的服务年限，不应低于同类型新建矿井服务年限的50%。,煤炭工业矿井设计规范2005,矿井劳动定员应包括：达到设计生产能力时所需的全部生产工人、管理人员、服务人员和其他人员。井下工人和地面工人 行政人员和技术人员 食堂、浴室、文教、卫生、保健、警卫、消防、招待所、托儿所、物业管理等人员 厂外铁路专用线的维修、处理劣质煤、修旧利 废、小型综合利用、环境保护等人员,劳动定员：,其他人员：,服务人员：,管理人员：,生产工人：,矿井劳动定员,原煤生产人员,非原煤生产人员,矿井劳动定员在籍系数：,矿井劳动定员在籍人数，应按各类人员的出勤人数乘以各类人员的在籍系数确定。在

21、籍系数应考虑病假、事假、轮休、节假日等因素，一般宜采用下列系数：管理人员、服务人员、其他人员在籍系数可取1.0；井下工人在籍系数可取1.41.5；地面工人在籍系数可取1.31.4。矿井设计年原煤产量（t）全部原煤生产人员出勤人数设计年工作日（工日）,矿井设计原煤生产人员全员效率（简称矿井全员效率）：,矿井全员效率=,煤炭工业矿井设计规范2005 储量分类 根据现行国家标准固体矿产资源/储量分类GB/T17766及行业现行标准煤、泥炭地质勘查规范DZ/T0215划分储量类型 矿井地质储量 矿井工业储量 矿井设计储量 矿井设计可采储量,矿井储量,煤炭工业矿井设计规范2005 储量定义,矿井地质储量

22、:矿井地质勘查报告提供的查明井田煤炭资源量 矿井工业储量:矿井地质储量经可行性评价后,其经济意义在边际经济及以上的基础储量及推断的内蕴经济的资源量乘以可信度系数之和,即:矿井工业储量=探明、控制的经济的基础储量探明、控制的边际经 济的基 础储量+推断的资源量可信度系数,煤炭工业矿井设计规范2005 储量定义,矿井设计储量:矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（构）物煤柱等永久煤柱量及因法律、社会、环境保护等因素影响不得开采的煤柱量。矿井设计可采储量:矿井设计储量减去工业场地、井筒和井下主要巷道保护煤柱量后乘以采区回采率,煤炭工业矿井设计规范2005 采区回采率:,

23、旱采矿井:厚煤层不应小于75%；中厚煤层不应小于80%；薄煤层不应小于85%；水采矿井:厚煤层不应小于70%；中厚煤层不应小于75%；薄煤层不应小于80%；,煤炭工业矿井设计规范2005,矿井掘进机械配备：全煤巷道及半煤岩巷道掘进：综合机械化采煤的矿井，应采用综合掘进机组或连续采煤机组掘进。配备掘进机及相应的后配套设备；普通机械化采煤的矿井，应采用钻爆法掘进。配备电钻、装煤机及相应的后配套设备。全岩巷道掘进：大型矿井大断面岩石平巷掘进，宜配备液压钻车及相应的后配套设备；中型矿井岩石巷道或大型矿井小断面岩巷掘进，应配备气腿式风动凿岩机及相应的后配套设备；溜煤眼、煤仓、急倾斜中厚及厚煤层上、下山掘进，可配备反井钻机。,巷道掘进速度,不同机械程度的平巷掘进速度不宜低于下表规定：倾角大于8的上、下山的掘进速度，其修正系数：上山 0.9，下山 0.8 有煤与瓦斯突出危险的煤层巷道掘进速度应采用0.8进行修正。,