煤矿开采学第二十章矿井开拓延伸与技术改造.ppt

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1、第二十章 矿井开拓延深与技术改造,煤矿开采学,上节内容,井底车场调车方式及线路布置井底车场的形式及其选择井底车场主要硐室,*,矿井开拓延深及技术改造,矿井的采掘关系矿井开拓延深矿井的技术改造,第一节 矿井的采掘关系,（一）采煤工作面接替计划编制采煤工作面接替计划的方法和步骤（1）根据采区和工作面设计，在设计图上测算个工作面参数、工作面长度、推进度和可采储量等，掌握煤层赋存特点和地质构造等情况。（2）确定工作面计划采用的采煤工艺方式、估算月进度、产量和可采期。（3）根据生产工作面结束时间顺序，考虑采煤队力量的强弱，一次选择接替工作面。,开采计划,（4）将计划年度内开采的所有工作面，按时间顺序编制

2、成接替计划表。（5）检查与接替有关的巷道掘进、设备安装能否按期完成运输、通风等生产系统和能力能否适应。编制采煤工作面接替计划的原则及应注意的问题（1）年度内所有进行生产的采煤工作面产量总和加上掘进出煤量，必须确保矿井计划产量的完成，并力求各月采煤工作面产量较均衡。（2）矿井两翼配采的比例与两翼储量分布的比例大体一致，防止后期形成单翼生产。（3）为确保合理的开采顺序，上下煤层工作面之间，保持一定得错距和时间间隔，除了间距较大或有特殊要求允许上,第一节 矿井的采掘关系,行开采外，要按自上而下的顺序开采。（4）为实现合理集中生产，应尽量减少同时生产的采区数及工作面数，避免工作面布置过于分散。（5）为

3、便于生产管理，各采煤工作面的 接替时间，尽量不要重合，力求保持一定的时间间隔。（二）采区接替计划编制采区阶梯计划时，应使投产采区或近期接替生产的采区，准备工程量小、时间短、生产条件好。同时生产和同时准备的采区数目不宜过多。,第一节 矿井的采掘关系,巷道掘进工程计划,（一）方法步骤（1）根据已批准的开采水平、采区以及采煤工作面设计，列出待掘进的巷道名称、类别、断面并在设计图上测出长度。（2）根据掘进施工和设备安装的要求，编排各组巷道掘进必须遵循的先后顺序。（3）按照开采计划对采煤工作面，采区及开采水平接替时间的要求，加上富裕时间，确定各巷道掘完的最后期限，并根据这一要求编制各巷道掘进先后顺序。（

4、二）编制巷道掘进工程计划的原则及应注意的问题（1）锁定连锁工程，分清巷道的先后、主次、确定施工顺序。（2）尽快构成巷道掘进的全风压系统，以改善施工中通风情况，便于多个掘进工作面同时掘进施工。,第一节 矿井的采掘关系,（3）要尽快按照岩巷、煤巷、半煤岩巷分别配置掘进队，施工条件要相对稳定，以利于掘进技术和速度的提高。（4）巷道掘进工程量的测算既要符合实际又要留有余地，计算时的取值一般按图测算值增加10%20%。（5）巷道掘进速度，要根据当地及邻近矿井的具体条件选取。同时要考虑施工准备时间及设备安装时间，使计划切实可行。,第一节 矿井的采掘关系,3、采掘比例关系指标及计算方法,第一节 矿井的采掘关

5、系,第一节 矿井的采掘关系,第一节 矿井的采掘关系,第一节 矿井的采掘关系,三量及三量可采期,第一节 矿井的采掘关系,第一节 矿井的采掘关系,第一节 矿井的采掘关系,第一节 矿井的采掘关系,开拓延深向矿井深部发展。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。,第二节 开拓延深,一、矿井开拓延深方式二、矿井开拓延深方式的确定三、新旧生产水平过渡时期的技术措施,第二节 开拓延深,特点：井巷工程量大，有的甚至接近新建矿井；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年左右；能更好地适应

6、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。,第二节 开拓延深,一、矿井开拓延深方式,1、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。,第二节 开拓延深,1）直接延深（原有主、副立井或斜井）,特点：可利用原设备；环节、工程量较少；生产与延深干扰大；技术要求高，要短期停产。施工复杂；辅助巷道以后难用；提升高度增加，需更换设备。,适用条件：井筒延深不受地质、水文条件限制；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。,第二节 开拓延深,斜井直接延深,第二节 开拓延深,2）暗井延深,原主、副井不再延深，用暗立

7、井或斜井延深。,第二节 开拓延深,特点：生产与延深互不干扰；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；增加工程量：暗井车场增加了运输环节。,第二节 开拓延深,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；原有井筒延深在经济上不合理；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。,第二节 开拓延深,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

8、接延深和暗井延深之间。,第二节 开拓延深,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：对生产干扰小，可大幅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。,第二节 开拓延深,新开一个井筒，延深一个井筒适用：,需提高矿井生产能力，结合矿井改扩建的大型矿井。例：平四矿、徐州旗山新开主立井、张小楼新井，延深副立井。新汶协庄、孙村新开副立井，暗井延深主井。,第二节 开拓延深,新开一个井筒，延深一个井筒（平一矿）,第二节 开拓延深,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

9、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。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；汾西高阳煤矿，井型扩大新区接续。,第二节 开拓延深,第二节 开拓延深,第二节 开拓延深,二、矿井开拓延深方式的确定,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；保持或扩大原有生产能力；采用新技术，新工艺和新设备。,第二节 开拓延深,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；上一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

10、下两水平同时生产，增加了提升、通风、排水的复杂性。,第二节 开拓延深,1、提升,直接延深原有井筒（箕斗）的矿井，须采取：1）通过式箕斗两个水平分班出煤，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。,第二节 开拓延深,2）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。适用：煤层1

11、6，水平接替紧，采用此法。,第二节 开拓延深,3）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。,第二节 开拓延深,4）利用副井提一部分煤,优点：不增加设备。缺点：改造地面系统。,第二节 开拓延深,2、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。,第二节 开拓延深,3、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

12、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。,选用：根据井下涌水大小、水平过渡期长短、设备情况等因素，选定排水方式。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 开拓延深,一、矿井改扩建二、矿井合理集中生产三、改扩建矿井的开拓系统改造四、矿井生产系统的技术改造,第三节 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 扩大矿井生产能力。,一、矿井改扩建矿井改扩建是

13、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。,第三节 矿井技术改造,1、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）；有可充分利用的原井上下生产系统和设施。2、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。,第三节 矿井技术改造,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。,第三节 矿井技术改造,1、矿井合并,相邻井田在向深

14、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/a整合小煤矿后合并成一个大型煤矿。新旧矿井合并。淮北局，原26对矿井，现为9个矿井。徐州局的庞庄煤矿即有庞庄煤矿、张小楼煤矿和东城煤矿三矿组成。,第三节 矿井技术改造,2、扩大井田范围,毕各庄井田不再建矿，划归范各庄矿井田,第三节 矿井技术改造,3、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，提高工作面单产水平。采面集中 提高A的关键。

15、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。,第三节 矿井技术改造,三、改扩建矿井的开拓系统改造,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）；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）。,第三节 矿井技术改造,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。,第三节 矿井技术改造,1、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

16、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。,第三节 矿井技术改造,2、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。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；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。,第三节 矿井技术改造,3、矿井通风系统技术改造,扩大风量、调整全矿通风系统；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。,第三节 矿井技术改造,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,第三节 矿井技术改造,本次课总结,学完本节课需要掌握：,回采和掘进计划的编制；采掘比例关系指标及计算方法；开采“三量”的管理矿井开拓延深主要方式；矿井技术改造的主要类型,