《采煤概論》精品課程ppt課件

1、河南理工大學精品課程第二篇 井田開辟第5章 井田開辟中的幾個主要問題.本章主要內(nèi)容第5章 井田開辟中的幾個主要問題第一節(jié) 井筒位置及數(shù)目確實定第二節(jié) 開采程度確實定第三節(jié) 階段大巷布置第四節(jié) 井底車場第五節(jié) 礦井開辟延深 .第一節(jié) 井筒位置及數(shù)目確實定井筒是礦井最重要的井巷工程。它是礦井由地下通向地面的出口，是煤炭、資料、設備、人員、風、電的必經(jīng)之路，是整個礦井消費系統(tǒng)的咽喉。井硐往往是礦井建立中影響初期投資和建井工期的關鍵性控制工程。此外，井硐的位置和數(shù)目還對礦井消費系統(tǒng)的技術合理性，礦井消費運營的經(jīng)濟合理性以及資源回收率等都有著重要影響。普通地，一個礦井至少應有一主一副兩個井硐，主井擔負煤

2、炭提升，副井擔負輔助提升義務。 所謂井筒位置，主要是指兩個方面，一是井口和井底沿井田走向和傾斜方向的位置；二是井筒本身所經(jīng)過的巖層層位。.第一節(jié) 井筒位置及數(shù)目確實定選擇井筒位置應從地面要素、地下要素和技術經(jīng)濟要素等三方面進展論證和比較。一、地面要素的影響1能充分利用地形，使地面消費系統(tǒng)和工業(yè)場地布置合理，盡能夠減少地面工業(yè)場地的土石方工程量。2地面工業(yè)場地應盡能夠少占或不占良田，特別是不要占用高效農(nóng)田。3井口標高應高于當?shù)貧v史最高洪水位，并具有良好的泄、排洪條件，免受洪水危脅。4井口所在地工程地質(zhì)條件要好，要防止滑坡、崩坍、地表沉陷的影響。5距林區(qū)較近時，應給井口留有足夠的防火間隔，免受森林

3、火災的影響。6要充分思索各種人為要素。特別是地方煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個體煤礦，要充分留意地面場地、交通等引發(fā)的各種矛盾，如井口占地的歸屬、矸石排放方式等。.第一節(jié) 井筒位置及數(shù)目確實定二、地下要素1井硐穿過的巖層應有良好的地質(zhì)條件，盡能夠防止穿越流沙層、強含水層和地質(zhì)破壞猛烈?guī)У炔焕诰暇蜻M和維護的地帶。2井硐落底位置應能保證各程度井底車場巷道和硐室處于鞏固、完好的巖層中，堅持井底車場良好的維護條件。3井硐應防止老窯采區(qū)及其垮落巖層的影響。4井硐應盡能夠布置在薄煤帶或不受采動影響的井田邊境之外，以減少工業(yè)場地煤柱損失。5井硐位置應保證井硐延深時， 不受底板強含水層水患要挾。三、技術經(jīng)濟要素1井硐落底

4、位置應盡能夠使井下運輸、提升等消費環(huán)節(jié)簡單。2井硐落底位置應盡能夠使開辟工程量小，建井快，出煤早。3井硐落底位置應盡能夠降低煤炭運輸費等運營費用并使礦井消費易于管理。.第一節(jié) 井筒位置及數(shù)目確實定井硐落底位置在以上原那么下，應優(yōu)先思索有利于第一開采程度，并兼顧其它程度。在條件答應時，井筒落底最好接近第一程度運輸大巷。井硐落底沿井田走向的合理位置，普通在井田儲量沿走向分布的中央，這樣可以構成比較平衡的雙翼井田，煤在井下沿走向的平均運輸間隔最短、運輸任務量最小、運費最省。礦井兩翼開采，其消費、通風平衡，通風費用低。立井井筒沿井田傾斜方向布置方案1井筒；2石門；3富含水層；4井筒及工業(yè)場地煤柱.第二

5、節(jié) 開采程度確實定井田沿傾斜方向劃分為階段后，就要確定開采程度。如前所述，一個程度可以為一個階段效力，也可以為兩個階段效力。 一、采區(qū)下山開采在多程度開辟的井田中，每一個程度可以只開采上山階段，也可以開采上、下山兩個階段。決議能否采用下山開采的要素很多，最主要的是礦井根本建立的工程量和根本建立投資的大小以及消費技術條件和要素等。當階段高度一定時，采用上、下山開采比只用上山開采程度數(shù)目少，井底車場、硐室等工程量及有關設備相應減少，因此根本建立投資也相應降低。同時，由于程度數(shù)目減少，每個程度的效力年限增長，這有利于礦井消費的平衡。.第二節(jié) 開采程度確實定 從消費技術上講，采區(qū)上山開采與采區(qū)下山開采

6、在運輸、排水、通風、掘進等方面都有各自的特點。 采區(qū)上山開采，煤是向下運輸，運輸才干大、動力耗費少、運輸費用的單價較低；但是，煤有反向運輸，礦井運輸提升的總費用比下山開采略大一些。 采區(qū)上山開采的排水系統(tǒng)簡單，采區(qū)內(nèi)的涌水可以直接由采區(qū)上山道自流到階段平巷。而采區(qū)下山開采的排水就復雜得多。下山采區(qū)排水可以采用各區(qū)段逐段排水的方法，也可以采用由采區(qū)下部集中一次排水的方法。和上山開采比較，無論哪一種排水方法都要添加排水設備和排水費用。 在通風方面，上山開采回風平巷位于階段上部，采區(qū)的進風巷與回風巷往往相距較遠，不易漏風。而采用下山開采時，進風巷與回風巷相距較近，因此漏風的能夠性大，使采區(qū)的通風效率

7、降低，且采區(qū)內(nèi)通風構筑物增多，通風管理較困難，這對高瓦斯礦井那么更為不利。 采區(qū)下山開采的掘進任務除掘進時的通風比采區(qū)上山容易以外，其裝載、運輸、排水等環(huán)節(jié)都比采區(qū)上山掘進困難，尤其是當煤層的傾角大和煤層涌水量大時，采區(qū)下山的掘進任務就更加困難。.第二節(jié) 開采程度確實定普通緩傾斜煤層，只需當煤層傾角較小，瓦斯含量較低，涌水量不大時，適于既采用上山開采，又采用下山開采，即一個開采程度為上、下山兩個階段效力。.第二節(jié) 開采程度確實定二、開采程度確實定根據(jù)井田內(nèi)劃分階段的多少，可以設一個或幾個開采程度。這主要取決于井田的斜長和階段尺寸的大小以及能否采用下山開采。開采程度的尺寸用程度垂高表示。程度垂高

8、指的是該程度開采范圍煤層的垂直高度。假設一個程度只采一個階段，那么程度高度就等于階段高度，假設一個程度既開采上山階段又開采下山階段，這時程度高度就是兩個階段垂高之和。隨著開采程度高度增大而減少的費用有：井底車場及有關硐室、開采程度內(nèi)的石門及階段平巷等的根本建立費用，以及設備和安裝等費用。隨著階段高度增大而增高的費用有：上山部分煤的運輸費用、通風費用以及巷道維護費用等。 .第三節(jié) 階段大巷布置階段大巷包括階段運輸大巷和回風大巷。它們橫貫井田走向，效力年限長，工程量大，是影響礦井基建投資、建井速度和消費運營效果的重要開辟工程。 一、階段運輸大巷的運輸方式目前，我國階段大巷的運輸方式主要有軌道運輸和

9、膠帶保送機運輸兩種。軌道運輸時，大巷斷面由電機車和礦車尺寸決議。它對巷道坡度要求較高，不允許有大的起伏，但對巷道平面彎度限制不大，只需彎道曲率半徑能滿足電機車和運轉要求即可。掛腰線掘進膠帶運輸時，巷道斷面普通比軌道運輸要小。但為了機器檢修，必需另開一條軌道巷與其并行。有時可將軌道與保送機布置在一條巷道內(nèi)稱為機軌合一，但巷道斷面要添加。.第三節(jié) 階段大巷布置二、運輸大巷的布置方式根據(jù)運輸大巷所效力的煤層數(shù)，它的布置方式有分層運輸大巷、集中運輸大巷和分組集中運輸大巷三種。1、分層運輸大巷在開采程度各煤層中分別開掘運輸大巷，并用階段石門或溜井與井底車場相通的叫分層運輸大巷，如圖55所示。分層運輸大巷

10、可以沿煤層掘進，也可以在煤層底板中開掘。在煤層中開掘施工容易。掘進速度快，成巷費用低，并有助于進一步探明煤層賦存情況，補充地質(zhì)資料，這對勘探程度較差，地質(zhì)構造復雜的礦井有重要意義。.圖55 分層運輸大巷布置方式表示圖1主井；2副井；3主要石門；4分層運輸大巷；5分層回風巷；6回風石門；7回風井；8含水巖層.第三節(jié) 階段大巷布置在開采程度內(nèi)只開一條運輸大巷為各煤層效力，這條運輸大巷叫做集中運輸大巷，它經(jīng)過采區(qū)石門與各煤層相聯(lián)絡見圖56。集中運輸大巷的特點是：減少了大巷的掘進量和維護量，添加了聯(lián)絡各煤層的采區(qū)石門，有利于采區(qū)巷道結合布置，實現(xiàn)合理集中消費。當采用巖石集中大巷時，大巷的彎道可以減少，

11、消費期間維護條件好，可以充分發(fā)揚機車的運輸才干，有利于運輸任務機械化和自動化。同時，可以不留大巷煤柱，有利于提高煤炭回收率。但是，這種布置方式。建井初期需求在掘進階段石門、運輸大巷和采區(qū)石門以后才干進展上部煤層的預備與回采，因此建井期較長。另一方面，當煤層間距很大時，采區(qū)石門的長度大，采區(qū)石門的總工程量能夠很大，以致呵斥技術上經(jīng)濟上不合理。因此，這種方式適用于煤層數(shù)目較多，煤層間距不大的礦井。.56 集中運輸大巷1主井；2副井；3井底車場；4主要石門；5集中運輸巷；6采區(qū)石門；7集中回風巷；8回風井.第三節(jié) 階段大巷布置3、分組集中大巷：是前述兩種方法的過渡方式，它兼有前兩種方式的部分特點。

12、當井田內(nèi)各煤層的層間有大有小用一條集中運輸大巷效力于全部煤層在技術經(jīng)濟上都不合理時，可以各煤層的間距及煤層特點將煤層分為假設干煤組，每一煤組布置一條運輸大巷擔負本煤組的運輸義務，稱為分組集中大巷。分組大巷以采區(qū)石門聯(lián)絡本煤組各煤層 。.第三節(jié) 階段大巷布置三、運輸大巷的位置運輸大巷在煤層群或煤組中的詳細位置直接關系到大巷掘進和維護的難易程度。大巷位置與大巷布置方式關系親密。普通地，對效力年限較長的大巷如程度效力年限長的集中大巷、分組集中大巷等，最好布置在不受采動影響的煤層或煤組底板巖石中。當大巷效力年限不太長，煤組下部煤層為薄及中厚煤層，煤質(zhì)鞏固、圍巖穩(wěn)定且自燃傾向不嚴重和煤與瓦斯突出危險較小

13、時，也可沿該煤層布置。.第三節(jié) 階段大巷布置四、階段回風巷布置礦井階段回風道的布置與運輸大巷布置的原那么根本一樣。實踐上，本程度的運輸大巷常作為下程度的總回風大巷。礦井第一程度的回風巷布置應根據(jù)情況區(qū)別對待。對于開采急傾斜、傾斜和大多數(shù)緩傾斜煤層的礦井，第一階段的回風巷可設在煤組穩(wěn)定的底板巖石中。有條件時，可設在煤組下部煤組鞏固，圍巖穩(wěn)定的薄及中厚煤層中。當井田上部沖積層較厚，且含水豐富時，井田上部邊境必需留設防水煤柱，第一階段的回風平巷可以布置在防水煤柱中。開采近程度煤層群，礦井沼氣含量高時，為防止下行風，回風巷可以布置在上部煤層或頂板巖石中，并與運輸大巷重疊布置，以減少護巷煤柱損失。.第四

14、節(jié) 井底車場井底車場是井硐與井下主要巷道銜接處的一組巷道和硐室的總稱。它擔負著礦井煤矸、物料、設備、人員的轉運，又為礦井的通風、排水、供電效力，是連結井下運輸和井筒提升的樞紐。 一、井底車場的型式和特點由于井筒方式、提升方式、大巷運輸方式的不同，井底車場型式也各不一樣。根據(jù)礦車在車場內(nèi)運轉的特點，井底車場均可分為環(huán)行式和折返式兩大類。.第四節(jié) 井底車場1環(huán)方式井底車場環(huán)形井底車場的特點是重列車在車場內(nèi)總是單向運轉。因此調(diào)車任務簡單，可以到達較大的經(jīng)過才干。但車場的開辟工程量較大。按照井底車場空、重車線與運輸大巷或主要石門的相對位置關系，環(huán)形車場又可分為臥式、斜式和立式三種。 .圖58 立井刀式

15、環(huán)行井底車場1主井；2副井；3翻籠翻車機4煤倉；5箕斗裝載室；6清理井底撒煤斜巷；7中央變電所；8水泵房；9等候室；10調(diào)度室；11人車停車場；12工具室；13水倉；14主井重車線；15主井空車線16副井重車線；17副井空車線；18資料車線；19繞道回車線；20調(diào)車線；N1、N2、N3、N4、N5道岔編號.圖59 立井環(huán)行井底車場表示圖a臥式車場；b斜式車場；c立式車場1主井；2副井；3主井重車線；4-主井空車線5調(diào)車線；6回車饒道；7主要運輸大巷.第四節(jié) 井底車場2折返式井底車場折返式車場的特點是空、重車在車場內(nèi)有折返運轉。根據(jù)車場兩端能否可以進出車，折返式車場又可分為梭式和盡頭式兩種。 梭

16、式車場，如圖510示，其主要特點是：主井儲車線完全布置在主要運輸巷道上，列車往返運轉需經(jīng)翻籠一側的軌道。這種車場的優(yōu)點是：開辟工程量小，車場彎道少。盡頭式車場與梭式車場的線路布置根本類似。但空、重列車只從車場的一端出入，另一端為線路的盡頭。 折返式車場的巷道開辟量小，巷道交岔點和彎道少，行車平安。但由于巷道斷面大，需求布置在比較鞏固的巖石中，否那么維護困難。 .圖510 立井折返式井底車場表示圖a立井梭式車場；b立井盡頭式車場1立井重車線；2立井空車線；3副井重車線；4副井空車線；5資料車線；6調(diào)車線；7經(jīng)過線 .第四節(jié) 井底車場二、井底車場型式選擇選擇井底車場型式時，應根據(jù)礦井的不同條件思索

17、以下主要原那么：1運輸系統(tǒng)和調(diào)車方式簡單，有利于采用集中、閉塞、自動控制信號系統(tǒng)；2車場經(jīng)過才干較礦井實踐消費才干富有30以上；3減少巷道開辟工程量，4盡量減少巷道交岔點，以便減少施工的困難和提高行車速度，增大并底車場的經(jīng)過才干；5整個車場巷道和硐室，應布置在穩(wěn)定的易于維護的巖層中。.第五節(jié) 礦井開辟延深礦井開采將逐漸地向深部開展，每隔一段時間，就需求延深井筒，開辟新的程度。消費礦井的開辟延深，是煤炭消費過程中保證開采延續(xù)進展的必要措施，它對發(fā)掘礦井消費潛力，提高礦井消費才干具有艱苦影響。一、礦井延深的原那么1充分利用老礦原有設備、設備，發(fā)掘現(xiàn)有的消費潛力。2盡量減少對現(xiàn)有消費程度的影響，并有利于下程度的延深，同時，力求消費系統(tǒng)簡單，