井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題市公開課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

河南理工大學(xué)

《采煤概論》精品課程第二篇井田開拓第5章井田開拓中幾個(gè)主要問(wèn)題10/10/1河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第1頁(yè)本章主要內(nèi)容第5章井田開拓中折幾個(gè)主要問(wèn)題第一節(jié)井筒位置及數(shù)目標(biāo)確定第二節(jié)開采水平確定第三節(jié)階段大巷布置第四節(jié)井底車場(chǎng)第五節(jié)礦井開拓延深10/10/2河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第2頁(yè)第一節(jié)井筒位置及數(shù)目標(biāo)確定井筒是礦井最主要井巷工程。它是礦井由地下通向地面出口，是煤炭、材料、設(shè)備、人員、風(fēng)、電必經(jīng)之路，是整個(gè)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)咽喉。井硐往往是礦井建設(shè)中影響早期投資和建井工期關(guān)鍵性控制工程。另外，井硐位置和數(shù)目還對(duì)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)合理性，礦井生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)經(jīng)濟(jì)合理性以及資源回收率等都有著主要影響。普通地，一個(gè)礦井最少應(yīng)有一主一副兩個(gè)井硐，主井擔(dān)負(fù)煤炭提升，副井擔(dān)負(fù)輔助提升任務(wù)。所謂井筒位置，主要是指兩個(gè)方面，一是井口和井底沿井田走向和傾斜方向位置；二是井筒本身所經(jīng)過(guò)巖層層位。10/10/3河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第3頁(yè)第一節(jié)井筒位置及數(shù)目標(biāo)確定選擇井筒位置應(yīng)從地面原因、地下原因和技術(shù)經(jīng)濟(jì)原因等三方面進(jìn)行論證和比較。一、地面原因影響1）能充分利用地形，使地面生產(chǎn)系統(tǒng)和工業(yè)場(chǎng)地布置合理，盡可能降低地面工業(yè)場(chǎng)地土石方工程量。2）地面工業(yè)場(chǎng)地應(yīng)盡可能少占或不占良田，尤其是不要占用高效農(nóng)田。3）井口標(biāo)高應(yīng)高于當(dāng)?shù)貧v史最高洪水位，并含有良好泄、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、地表沉陷影響。5）距林區(qū)較近時(shí)，應(yīng)給井口留有足夠防火距離，免受森林火災(zāi)影響。6）要充分考慮各種人為原因。尤其是地方煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個(gè)體煤礦，要充分注意地面場(chǎng)地、交通等引發(fā)各種矛盾，如井口占地歸屬、矸石排放方式等。10/10/4河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第4頁(yè)第一節(jié)井筒位置及數(shù)目標(biāo)確定二、地下原因1）井硐穿過(guò)巖層應(yīng)有良好地質(zhì)條件，盡可能防止穿越流沙層、強(qiáng)含水層和地質(zhì)破壞猛烈?guī)У炔焕诰暇蜻M(jìn)和維護(hù)地帶。2）井硐落底位置應(yīng)能確保各水平井底車場(chǎng)巷道和硐室處于堅(jiān)硬、完整巖層中，保持井底車場(chǎng)良好維護(hù)條件。3）井硐應(yīng)防止老窯采區(qū)及其垮落巖層影響。4）井硐應(yīng)盡可能布置在薄煤帶或不受采動(dòng)影響井田邊界之外，以降低工業(yè)場(chǎng)地煤柱損失。5）井硐位置應(yīng)確保井硐延深時(shí)，不受底板強(qiáng)含水層水患威脅。三、技術(shù)經(jīng)濟(jì)原因1）井硐落底位置應(yīng)盡可能使井下運(yùn)輸、提升等生產(chǎn)步驟簡(jiǎn)單。2）井硐落底位置應(yīng)盡可能使開拓工程量小，建井快，出煤早。3）井硐落底位置應(yīng)盡可能降低煤炭運(yùn)輸費(fèi)等運(yùn)行費(fèi)用并使礦井生產(chǎn)易于管理。10/10/5河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第5頁(yè)第一節(jié)井筒位置及數(shù)目標(biāo)確定井硐落底位置在以上標(biāo)準(zhǔn)下，應(yīng)優(yōu)先考慮有利于第一開采水平，并兼顧其它水平。在條件許可時(shí)，井筒落底最好靠近第一水平運(yùn)輸大巷。井硐落底沿井田走向合理位置，普通在井田儲(chǔ)量沿走向分布中央，這么能夠形成比較均衡雙翼井田，煤在井下沿走向平均運(yùn)輸距離最短、運(yùn)輸工作量最小、運(yùn)費(fèi)最省。礦井兩翼開采，其生產(chǎn)、通風(fēng)均衡，通風(fēng)費(fèi)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(chǎng)地煤柱10/10/6河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第6頁(yè)第二節(jié)開采水平確定井田沿傾斜方向劃分為階段后，就要確定開采水平。如前所述，一個(gè)水平可認(rèn)為一個(gè)階段服務(wù)，也可認(rèn)為兩個(gè)階段服務(wù)。一、采區(qū)下山開采在多水平開拓井田中，每一個(gè)水平可以只開采上山階段，也可以開采上、下山兩個(gè)階段。-----礦井基本建設(shè)工程量和投資當(dāng)階段高度一定時(shí)，采取上、下山開采比只用上山開采水平數(shù)目少，井底車場(chǎng)、硐室等工程量及有關(guān)設(shè)備對(duì)應(yīng)降低，因而基本建設(shè)投資也對(duì)應(yīng)降低。同時(shí)，因?yàn)樗綌?shù)目降低，每個(gè)水平服務(wù)年限增加，這有利于礦井生產(chǎn)均衡。10/10/7河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第7頁(yè)第二節(jié)開采水平確定從生產(chǎn)技術(shù)上講，采區(qū)上山開采與采區(qū)下山開采在運(yùn)輸、排水、通風(fēng)、掘進(jìn)等方面都有各自特點(diǎn)。采區(qū)上山開采，煤是向下運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大、動(dòng)力消耗少、運(yùn)輸費(fèi)用單價(jià)較低；不過(guò)，煤有反向運(yùn)輸，礦井運(yùn)輸提升總費(fèi)用比下山開采略大一些。采區(qū)上山開采排水系統(tǒng)簡(jiǎn)單，采區(qū)內(nèi)涌水能夠直接由采區(qū)上山道自流到階段平巷。而采區(qū)下山開采排水就復(fù)雜得多。在通風(fēng)方面，上山開采回風(fēng)平巷位于階段上部，采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷往往相距較遠(yuǎn)，不易漏風(fēng)。采區(qū)下山開采掘進(jìn)工作除掘進(jìn)時(shí)通風(fēng)比采區(qū)上山輕易以外，其裝載、運(yùn)輸、排水等步驟都比采區(qū)上山掘進(jìn)困難，尤其是當(dāng)煤層傾角大和煤層涌水量大時(shí)，采區(qū)下山掘進(jìn)工作就愈加困難。10/10/8河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第8頁(yè)第二節(jié)開采水平確定普通緩傾斜煤層，只有當(dāng)煤層傾角較?。?lt;１６°），瓦斯含量較低，涌水量不大時(shí)，適于既采取上山開采，又采取下山開采，即一個(gè)開采水平為上、下山兩個(gè)階段服務(wù)。10/10/9河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第9頁(yè)第二節(jié)開采水平確定二、開采水平確實(shí)定依據(jù)井田內(nèi)劃分階段多少，能夠設(shè)一個(gè)或幾個(gè)開采水平。這主要取決于井田斜長(zhǎng)和階段尺寸大小以及是否采取下山開采。開采水平尺寸用水平垂高表示。水平垂高與階段垂高之間關(guān)系。伴隨開采水平高度增大而降低費(fèi)用有：井底車場(chǎng)及相關(guān)硐室、開采水平內(nèi)石門及階段平巷等基本建設(shè)費(fèi)用，以及設(shè)備和安裝等費(fèi)用。伴隨階段高度增大而增高費(fèi)用有：上山部分煤運(yùn)輸費(fèi)用、通風(fēng)費(fèi)用以及巷道維護(hù)費(fèi)用等。

10/10/10河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第10頁(yè)第三節(jié)階段大巷布置階段大巷包含階段運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷。它們橫貫井田走向，服務(wù)年限長(zhǎng)，工程量大，是影響礦井基建投資、建井速度和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效果主要開拓工程。一、階段運(yùn)輸大巷運(yùn)輸方式當(dāng)前，我國(guó)階段大巷運(yùn)輸方式主要有軌道運(yùn)輸和膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸兩種。軌道運(yùn)輸時(shí)，大巷斷面由電機(jī)車和礦車尺寸決定。它對(duì)巷道坡度要求較高，不允許有大起伏，但對(duì)巷道平面彎度限制不大，只要彎道曲率半徑能滿足電機(jī)車和運(yùn)行要求即可。（掛腰線掘進(jìn)）膠帶運(yùn)輸時(shí)，巷道斷面普通比軌道運(yùn)輸要小。但為了機(jī)器檢修，必須另開一條軌道巷與其并行。有時(shí)可將軌道與輸送機(jī)布置在一條巷道內(nèi)（稱為機(jī)軌合一），但巷道斷面要增加。10/10/11河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第11頁(yè)第三節(jié)階段大巷布置二、運(yùn)輸大巷布置方式依據(jù)運(yùn)輸大巷所服務(wù)煤層數(shù)，它布置形式有分層運(yùn)輸大巷、集中運(yùn)輸大巷和分組集中運(yùn)輸大巷三種。1、分層運(yùn)輸大巷在開采水平各煤層中分別開掘運(yùn)輸大巷，并用階段石門或溜井與井底車場(chǎng)相通叫分層運(yùn)輸大巷，如圖5—5所表示。分層運(yùn)輸大巷能夠沿煤層掘進(jìn)，也能夠在煤層底板中開掘。在煤層中開掘施工輕易。掘進(jìn)速度快，成巷費(fèi)用低，并有利于深入探明煤層賦存情況，補(bǔ)充地質(zhì)資料，這對(duì)勘探程度較差，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜礦井有主要意義。10/10/12河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第12頁(yè)圖5—5分層運(yùn)輸大巷布置方式示意圖1—主井；2—副井；3—主要石門；4—分層運(yùn)輸大巷；5—分層回風(fēng)巷；6—回風(fēng)石門；7—回風(fēng)井；8—含水巖層10/10/13河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第13頁(yè)第三節(jié)階段大巷布置在開采水平內(nèi)只開一條運(yùn)輸大巷為各煤層服務(wù)，這條運(yùn)輸大巷叫做集中運(yùn)輸大巷，它經(jīng)過(guò)采區(qū)石門與各煤層相聯(lián)系（見(jiàn)圖5—6）。集中運(yùn)輸大巷特點(diǎn)是：降低了大巷掘進(jìn)量和維護(hù)量，增加了聯(lián)系各煤層采區(qū)石門，有利于采區(qū)巷道聯(lián)合布置，實(shí)現(xiàn)合理集中生產(chǎn)。當(dāng)采用巖石集中大巷時(shí)，大巷彎道可以降低，生產(chǎn)期間維護(hù)條件好，可以充分發(fā)揮機(jī)車運(yùn)輸能力，有利于運(yùn)輸工作機(jī)械化和自動(dòng)化。同時(shí)，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。建井初期需要在掘進(jìn)階段石門、運(yùn)輸大巷和采區(qū)石門以后才能進(jìn)行上部煤層準(zhǔn)備與回采，因而建井期較長(zhǎng)。其次，當(dāng)煤層間距很大時(shí)，采區(qū)石門長(zhǎng)度大，采區(qū)石門總工程量可能很大，以致造成技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上不合理。所以，這種方式適用于煤層數(shù)目較多，煤層間距不大礦井。10/10/14河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第14頁(yè)5—6集中運(yùn)輸大巷1—主井；2—副井；3—井底車場(chǎng)；4—主要石門；5—集中運(yùn)輸巷；6—采區(qū)石門；7—集中回風(fēng)巷；8—回風(fēng)井10/10/15河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第15頁(yè)第三節(jié)階段大巷布置3、分組集中大巷：是前述兩種方法過(guò)渡形式，它兼有前兩種方式部分特點(diǎn)。當(dāng)井田內(nèi)各煤層層間有大有小用一條集中運(yùn)輸大巷服務(wù)于全部煤層在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上都不合理時(shí)，能夠各煤層間距及煤層特點(diǎn)將煤層分為若干煤組，每一煤組布置一條運(yùn)輸大巷擔(dān)負(fù)本煤組運(yùn)輸任務(wù)，稱為分組集中大巷。分組大巷以采區(qū)石門聯(lián)絡(luò)本煤組各煤層。10/10/16河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第16頁(yè)第三節(jié)階段大巷布置三、運(yùn)輸大巷位置運(yùn)輸大巷在煤層群或煤組中詳細(xì)位置直接關(guān)系到大巷掘進(jìn)和維護(hù)難易程度。大巷位置與大巷布置方式關(guān)系親密。普通地，對(duì)服務(wù)年限較長(zhǎng)大巷（如水平服務(wù)年限長(zhǎng)集中大巷、分組集中大巷等），最好布置在不受采動(dòng)影響煤層或煤組底板巖石中。當(dāng)大巷服務(wù)年限不太長(zhǎng)，煤組下部煤層為薄及中厚煤層，煤質(zhì)堅(jiān)硬、圍巖穩(wěn)定且自燃傾向不嚴(yán)重和煤與瓦斯突出危險(xiǎn)較小時(shí)，也可沿該煤層布置。10/10/17河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第17頁(yè)第三節(jié)階段大巷布置四、階段回風(fēng)巷布置礦井階段回風(fēng)道布置與運(yùn)輸大巷布置標(biāo)準(zhǔn)基本相同。實(shí)際上，本水平運(yùn)輸大巷常作為下水平總回風(fēng)大巷。礦井第一水平回風(fēng)巷布置應(yīng)依據(jù)情況區(qū)分對(duì)待。對(duì)于開采急傾斜、傾斜和大多數(shù)緩傾斜煤層礦井，第一階段回風(fēng)巷可設(shè)在煤組穩(wěn)定底板巖石中。有條件時(shí)，可設(shè)在煤組下部煤組堅(jiān)硬，圍巖穩(wěn)定薄及中厚煤層中。當(dāng)井田上部沖積層較厚，且含水豐富時(shí)，井田上部邊界必須留設(shè)防水煤柱，第一階段回風(fēng)平巷能夠布置在防水煤柱中。開采近水平煤層群，礦井沼氣含量高時(shí)，為防止下行風(fēng)，回風(fēng)巷能夠布置在上部煤層或頂板巖石中，并與運(yùn)輸大巷重合布置，以降低護(hù)巷煤柱損失。10/10/18河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第18頁(yè)第四節(jié)井底車場(chǎng)井底車場(chǎng)是井硐與井下主要巷道連接處一組巷道和硐室總稱。它擔(dān)負(fù)著礦井煤矸、物料、設(shè)備、人員轉(zhuǎn)運(yùn)，又為礦井通風(fēng)、排水、供電服務(wù)，是連結(jié)井下運(yùn)輸和井筒提升樞紐。一、井底車場(chǎng)型式和特點(diǎn)因?yàn)榫残问?、提升方式、大巷運(yùn)輸方式不一樣，井底車場(chǎng)型式也各不相同。依據(jù)礦車在車場(chǎng)內(nèi)運(yùn)行特點(diǎn)，井底車場(chǎng)均可分為環(huán)行式和折返式兩大類。10/10/19河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第19頁(yè)第四節(jié)井底車場(chǎng)1．環(huán)形式井底車場(chǎng)環(huán)形井底車場(chǎng)特點(diǎn)是重列車在車場(chǎng)內(nèi)總是單向運(yùn)行。因而調(diào)車工作簡(jiǎn)單，能夠到達(dá)較大經(jīng)過(guò)能力。但車場(chǎng)開拓工程量較大。按照井底車場(chǎng)空、重車線與運(yùn)輸大巷或主要石門相對(duì)位置關(guān)系，環(huán)形車場(chǎng)又可分為臥式、斜式和立式三種。10/10/20河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第20頁(yè)第四節(jié)井底車場(chǎng)2．折返式井底車場(chǎng)折返式車場(chǎng)特點(diǎn)是空、重車在車場(chǎng)內(nèi)有折返運(yùn)行。依據(jù)車場(chǎng)兩端是否能夠進(jìn)出車，折返式車場(chǎng)又可分為梭式和盡頭式兩種。梭式車場(chǎng)，如圖5—10示，其主要特點(diǎn)是：主井儲(chǔ)車線完全布置在主要運(yùn)輸巷道上，列車往返運(yùn)行需經(jīng)翻籠一側(cè)軌道。這種車場(chǎng)優(yōu)點(diǎn)是：開拓工程量小，車場(chǎng)彎道少。盡頭式車場(chǎng)與梭式車場(chǎng)線路布置基本相同。但空、重列車只從車場(chǎng)一端出入，另一端為線路盡頭。折返式車場(chǎng)巷道開拓量小，巷道交岔點(diǎn)和彎道少，行車安全。但因?yàn)橄锏罃嗝娲?，需要布置在比較堅(jiān)硬巖石中，不然維護(hù)困難。10/10/21河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第21頁(yè)第四節(jié)井底車場(chǎng)二、井底車場(chǎng)型式選擇選擇井底車場(chǎng)型式時(shí)，應(yīng)依據(jù)礦井不一樣條件考慮以下主要標(biāo)準(zhǔn)：2）車場(chǎng)經(jīng)過(guò)能力較礦井實(shí)際生產(chǎn)能力富裕30％以上；3）降低巷道開拓工程量，1）運(yùn)輸系統(tǒng)和調(diào)車方式簡(jiǎn)單，有利于采取集中、閉塞、自動(dòng)控制信號(hào)系統(tǒng)；4）盡可能降低巷道交岔點(diǎn)，方便降低施工困難和提升行車速度，增大并底車場(chǎng)經(jīng)過(guò)能力；5）整個(gè)車場(chǎng)巷道和硐室，應(yīng)布置在穩(wěn)定易于維護(hù)巖層中。10/10/22河南理工大學(xué)采煤概論井田開拓中的幾個(gè)主要問(wèn)題第22頁(yè)第五節(jié)礦井開拓延深礦井開采將逐步地向深部發(fā)展，每隔一段時(shí)間，就需要延深井筒，開拓新水平。生產(chǎn)礦井開拓延深，是煤炭生產(chǎn)過(guò)程中確保開采連續(xù)進(jìn)行必要辦法，它對(duì)挖掘礦井生產(chǎn)潛力，提升礦井生產(chǎn)能力含有重大影響。一、礦井延深標(biāo)準(zhǔn)1）充分利用老礦原有設(shè)備、設(shè)施，挖掘現(xiàn)有生產(chǎn)潛力。2）盡可能降低對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)水平影響，并有利于下水平延深，同時(shí)，力爭(zhēng)生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，縮短新舊開采水平交替生產(chǎn)時(shí)間。3）暫時(shí)性輔助工程量小，降低投資，縮短工期，降低生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用。4）盡可能采取先進(jìn)技術(shù)，以適應(yīng)煤礦當(dāng)代化生產(chǎn)發(fā)展需要。