第一章礦井開拓延深與技術(shù)改造教材課程

礦井開拓延深與技術(shù)改造

開拓延深—向深部發(fā)展技術(shù)改造—用新技術(shù)、新工藝、新裝備、新材料對原有的生產(chǎn)系統(tǒng)、設(shè)備、工藝等進行更新和改造。2025/2/111云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心（一）生產(chǎn)礦井新水平開拓延深的特點?

井巷工程量大，大體接近新建礦井；?

可以充分利用原有井巷和設(shè)備；?

施工技術(shù)和管理復(fù)雜，邊生產(chǎn)，邊延深，施工與生產(chǎn)在運、提、通風(fēng)方面相互干擾；?

工期長，一般要5

8年（延深3

5年，過渡2

3年）；?

能更好地適應(yīng)開采煤層特點，改進礦井開拓、準(zhǔn)備巷道布置，有可能擴大生產(chǎn)能力一、礦井開拓延深2025/2/112云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心（二）礦井開拓延深方式直接延深；暗井延深；直接延深與暗井延深；新開一個井筒延深一個井筒；深部新開立井或斜井2025/2/113云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心直接延深適用：?

井筒延深不受地質(zhì)、水文條件的限制；?

斷面和提升設(shè)備能滿足新水平提升要求，或更換提升設(shè)備后直接延深合理。2025/2/115云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心2、暗井延深原主、副井不再延深，用暗立井或斜井延深。2025/2/116云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心特點：?

生產(chǎn)與延深互不干撓；?

延深施工容易；?

暗井位置、方向、傾角、提升方式不受原有井筒限制，而按下水平開采有利布置；?

增加了一些工程量：暗井車場?

增加了運輸環(huán)節(jié)；2025/2/117云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心暗井延深適用：1、受地質(zhì)及水文地質(zhì)條件限制，原井筒不宜直接延深；2、原有提升設(shè)備不能滿足新水平需要，又無法更換；或原有井筒直接延深至新水平位置不合理，難以布置井底車場，或石門長度過大，或穿入頂部煤層，所壓煤柱太多等；3、中傾斜、急斜煤層礦井，井筒不能直接延深，采用暗立井延深；4、平硐開拓礦井，生產(chǎn)水平以下的階段無法用平硐開拓時，用暗立（或斜）井開拓新水平；5、暗井延深多采用暗斜井延深2025/2/118云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心2025/2/119云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心3、直接延深結(jié)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，特點和適用條件介于直接延深和暗井延深之間。2025/2/1110云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心4、新開一個井筒，延深一個井筒

采深加大后，原主副井提升、通風(fēng)滿足不了特點：對生產(chǎn)干撓小，可大副度提高礦井生產(chǎn)能力；需增加改造地面生產(chǎn)系統(tǒng)的工程量，基建工程與投資大。適用：需要提高礦井生產(chǎn)能力，結(jié)合礦井改護建的大型礦井2025/2/1111云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心5、深部新開立井或斜井

開采淺部的中小型礦井不單獨向深部延深，深部眾礦井合并后集中延深特點：深部眾礦井合并后集中延深適用：淺部井型小、分散，裝備落后，深部儲量豐富，并要改擴建的礦井。2025/2/1112云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心（三）礦井開拓延深方式的確定開拓延深方式確定原則?

產(chǎn)量不減?

利用現(xiàn)狀?

采用“三新”?產(chǎn)延協(xié)調(diào)?同產(chǎn)期短2025/2/1113云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心（四）新舊生產(chǎn)水平過渡時期的技術(shù)措施生產(chǎn)水平過渡時期：過渡2

3年上—開采水平開始減產(chǎn)至結(jié)束

下一開采水平投產(chǎn)至全部接替生產(chǎn)水平過渡時期：2

3年或3

4年在過渡時期內(nèi)上下兩水平同時生產(chǎn)，增加了提升、通風(fēng)、排水的復(fù)雜性2025/2/1114云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心１、提升直接延深原有井筒（箕斗）的礦井，須采?。和ㄟ^式箕斗特點：啟閉上水平箕斗裝載煤倉閘門的下部框架改為可伸縮的懸臂伸出—提上水平煤縮回—提下水平煤兩個水平分班出煤，同時加大兩個水平煤倉容量。優(yōu)點：提升系統(tǒng)單一，不增加提升工作量；缺點：每更換水平提煤時，調(diào)整鋼絲繩長度；擴大容量煤倉；提升機為大型設(shè)備，檢修困難。適用：水平過渡期短

2025/2/1115云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心上水平開采下山采區(qū)特點：上水平開始減產(chǎn)時，靠井筒附近開采1

2個下山采區(qū)，集中于上水平出煤，稱“剃頭下山”。主要生產(chǎn)轉(zhuǎn)入下水平后，原下山采區(qū)改為上山采區(qū)開采，集中下水平出煤。優(yōu)點：緩和水平接替，利于礦井延深。缺點：采區(qū)提升更換方向，重新布置車場。使用：煤層

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，水平接替緊，采用此法。2025/2/1116云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心主井在新水平集中出煤，經(jīng)溜井放煤到新水平優(yōu)點：提升系統(tǒng)簡單，提升機運轉(zhuǎn)條件好。缺點：多開溜井，增加提升費用。適用：水平過渡期短，可用此法

利用副井提一部分煤優(yōu)點：不增加設(shè)備。缺點：改造地面系統(tǒng)。2025/2/1117云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心２、通風(fēng)

要求：上下兩個開采水平獨立通風(fēng)；?

維護原（上）水平采區(qū)上山（巖石上山為好）為新水平回風(fēng)道。?

利用上水平運輸大巷的配風(fēng)巷為新水平回風(fēng)道。?

分組集中大巷布置時，新水平通風(fēng)利用原水平上煤組分組集中大巷。

2025/2/1118云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心３、排水?

一段排水。上水平的水涌入下水平水倉，集中排到地面。?

兩段獨立排水。兩個水平各有排水系統(tǒng)。?

兩段接力排水。下水平的水排至上水平，后統(tǒng)一排到地面。?

兩段聯(lián)合排水。上下水平共用一套管路，設(shè)三通閥控制，上下水平各有水泵，上下水平均可排水。據(jù)井下涌水大小、水平過渡期長短、設(shè)備情況等因素，選定排水方式。上述的一段排水兩段接力排水方法和下水平的水排至上水平，后統(tǒng)一排到地面的方法應(yīng)用較多。2025/2/1119云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心二、礦井技術(shù)改造礦井技術(shù)改造

—利用礦井原有的基礎(chǔ)和設(shè)施，用現(xiàn)代新技術(shù)、新工藝、新裝備、新材料對原有的生產(chǎn)系統(tǒng)、設(shè)備、工藝等進行更新和改造。礦井技術(shù)改造的目的

—改造落后的技術(shù)裝備和工藝,改善生產(chǎn)要素的質(zhì)量(提高技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)、提高資源回收率）來擴大生產(chǎn)規(guī)模煤礦技術(shù)改造的方法：

1、改擴建。2、改進巷道布置。3、提高礦井生產(chǎn)的機械化和集中化水平。2025/2/1120云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心１、礦井改擴建的基本條件?

足夠的煤炭儲量?

開采條件（煤層賦存、地質(zhì)構(gòu)造）合適?

有增產(chǎn)潛力（原生產(chǎn)系統(tǒng)、設(shè)施）２、礦井改擴建方式?

礦井合理集中生產(chǎn)?

礦井開拓系統(tǒng)技術(shù)改造?

礦井生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)改造（一）礦井改擴建礦井改擴建是對儲量豐富、開采條件好、已經(jīng)達到和超過設(shè)計生產(chǎn)能力的礦井進行的技術(shù)改造。2025/2/1121云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心A、礦井合理集中生產(chǎn)生產(chǎn)集中化

—指生產(chǎn)手段和勞動力在時間和空間上的集中，在單位時間及較小空間上，用最少的勞動消耗，取得最大的產(chǎn)量和最佳經(jīng)濟效果。生產(chǎn)集中化的途徑：礦井合并、擴大井田范圍、提高開采強度礦井合并—相鄰井田在向深部發(fā)展中合并擴大井田范圍—例如畢各莊井田不再建礦，劃歸范各莊礦井田2025/2/1122云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心

礦井單獨集中改造加大水平垂高、采區(qū)尺寸、工作面長度和工作面連續(xù)推進長度、提高單產(chǎn)水平集中

—一個水平保礦井產(chǎn)量（

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時，上下山開采）采區(qū)集中

—適當(dāng)加大采區(qū)走向長度；聯(lián)合布置采區(qū)；綜采采區(qū)一面保產(chǎn)，普采、炮采采區(qū)—兩面保產(chǎn)。采面集中

—提高年產(chǎn)量的關(guān)鍵。一礦一區(qū)一面，一礦一區(qū)兩面，跨上下山或石門開采，傾斜長壁2025/2/1123云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心B、改擴建礦井的開拓系統(tǒng)改造l

由單一井筒（硐）開拓形式改造為綜合開拓形式

原平硐開拓，延深新水平時增立井或斜井原斜井開拓，延深新水平時新增立井（多作副立井）原立井開拓，延深新水平時新增斜井（多作主斜井）l

綜合開拓形式礦井的開拓系統(tǒng)改造

立井箕斗提升改造為斜井膠帶提升（主斜副立）2025/2/1124云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心C、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)改造改造礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)礦井井下生產(chǎn)系統(tǒng)包括：提升、運輸、通風(fēng)、排水、動力供應(yīng)2025/2/1125云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心礦井提升系統(tǒng)改造技術(shù)措施：普通膠帶改為鋼絲繩牽引膠帶或強力膠帶；加大箕斗容量；罐籠改為箕斗；斜井箕斗或串車改為膠帶機；絞車由單機拖動改為雙機拖動；加大提升速度，縮短一次提升時間；增加井筒數(shù)，加大提升能力。2025/2/1126云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心礦井運輸系統(tǒng)改造運輸系統(tǒng)環(huán)節(jié)包括：大巷、采區(qū)、井底車場、輔助提升。l

大巷運輸改造技術(shù)措施：改善軌道維護質(zhì)量，提高行車速度，減少運輸事故；對采用單軌大巷的礦井，可增設(shè)錯車場，減少調(diào)車時間；增加電機車的工作臺數(shù)；加大電機車載重量或改用重型電機車；改用載重量大的礦車或底卸式礦車。改換或增加電機，加快帶式輸送機運行速度；改用能力大、強度高的帶式輸送機；采用大巷運輸自動控制系統(tǒng)等。

l

輔運環(huán)節(jié)改造措施：輔助運輸采用新設(shè)備如：單軌吊、卡軌車、齒軌車井底車場及煤倉改造。

縮短列車通過井底車場的時間間隔——改進調(diào)車方式、增設(shè)行車復(fù)線、增設(shè)井底緩沖煤倉加大井底煤倉容量2025/2/1127云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心礦井通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)改造l

擴大風(fēng)量、調(diào)整全礦通風(fēng)系統(tǒng)l

改造、更新通風(fēng)設(shè)備

措施：采取增加進、回風(fēng)井改造回風(fēng)巷道，以降低通風(fēng)網(wǎng)路的通風(fēng)阻力改變通風(fēng)方式改換能力大、效率高的風(fēng)機2025/2/1128云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心4、排水系統(tǒng)改造。水倉、水泵和管路5、供電系統(tǒng)技術(shù)改造增加容量增加線路升高電壓6、地面系統(tǒng)改造。2025/2/1129云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心（二）改進巷道布置（1）加大工作面、采區(qū)幾何尺寸。（2）降低巖石巷道比重，盡量取消或減少巖石集中巷。（3）無煤柱開采，盡量采用沿空掘巷和沿空留巷技術(shù)。（4）由雙翼開采改為跨上下山或石門的單向連續(xù)推進開采，這樣可增加采煤工作面的連續(xù)推進長度，減少工作面搬家次數(shù)。（5）設(shè)置較大容量的煤倉。技術(shù)改造中多設(shè)置較大容量的采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)煤倉，綜采工作面的采區(qū)煤倉容量應(yīng)不小于200t。同時，在礦井技術(shù)改造中，還應(yīng)增加井底緩沖煤倉，或擴大井底煤倉容量。值得注意的是，有些生產(chǎn)礦井不設(shè)采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)煤倉，而是將采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)帶式輸送機直接與大巷帶式輸送機搭接，也取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟效果。2025/2/1130云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心（三）提高礦井生產(chǎn)的機械化和集中化水平(1)更新工藝、裝備，提高采掘機械化水平。礦井技術(shù)改造時，應(yīng)力求提高掘進工作面機械化水平，同時改革巷道支護方式，積極發(fā)展錨桿支護新工藝，提高掘進工作面單產(chǎn)水平。(2)提高礦井生產(chǎn)集中化程度，建設(shè)高產(chǎn)高效礦井。在提高采掘工作面機械化水平，提高單產(chǎn)、單進水平的基礎(chǔ)上，力求減少礦井同時生產(chǎn)的采煤工作面數(shù)目，提高礦井生產(chǎn)的集中化程度，簡化礦井生產(chǎn)系統(tǒng)。生產(chǎn)條件好的礦井，力求基本實現(xiàn)用1～2個采煤工作面生產(chǎn)，來保證礦井產(chǎn)量。2025/2/1131云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心我國煤礦技術(shù)改造發(fā)展的現(xiàn)狀在技術(shù)改造的認(rèn)識上重視不夠。表現(xiàn)在重基本建設(shè)輕技術(shù)改造,重外延輕內(nèi)涵,熱衷于大搞基本建設(shè),重復(fù)建設(shè),投資膨脹,擠占技改資金,忽視技術(shù)改造管理,缺乏整體規(guī)劃,盲目性較大。其實,技術(shù)改造和基本建設(shè)不同,技術(shù)改造既不完全離開煤礦原有經(jīng)濟技術(shù)基礎(chǔ),又不完全保持原有的經(jīng)濟技術(shù)基礎(chǔ)；既要利用煤礦原有基礎(chǔ),又要改造煤礦經(jīng)濟技術(shù)基礎(chǔ),這是技術(shù)改造的一個重要特點。從資金來源上,技術(shù)改造主要利用補償基金對煤礦現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)施和生產(chǎn)條件進行更新、改造；而基本建設(shè)則主要利用積累基金新建煤礦企業(yè),或?qū)ΜF(xiàn)有煤礦企業(yè)進行擴建、改建及恢復(fù)工程等,以擴大生產(chǎn)能力為主要目標(biāo),是一種外延性擴大再生產(chǎn)。在技術(shù)改造的決策中存在偏差。決策時不進行詳細的調(diào)查研究,對外部環(huán)境、內(nèi)部條件和目標(biāo)三者之間缺乏綜合分析不能因地制宜,根據(jù)本企業(yè)的特點,有計劃、有重點、有層次的進行,決策盲目草率,以致出現(xiàn)了設(shè)計的修改、工程的返工,拖延了工期,浪費了技改資金。對技術(shù)改造的“人、財、物”等方面綜合平衡不夠。往往對技術(shù)改造所需的“財、物”,即資金、材料和設(shè)備比較重視,而忽視了“人”的因素,忽視了技術(shù)改造隊伍的培養(yǎng),對科技人員缺乏相應(yīng)的鼓勵和傾斜政策,導(dǎo)致技術(shù)隊伍不穩(wěn)定,削弱了技術(shù)力量,影響了技術(shù)改造工作。2025/2/1132云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心煤礦技術(shù)改造應(yīng)遵循的原則技術(shù)改造必須要堅持以內(nèi)涵為主擴大再生產(chǎn)的原則。技術(shù)改造可以達到增加煤炭產(chǎn)量的目的,但技術(shù)改造不是為了單純的擴大生產(chǎn)規(guī)模,而是依靠技術(shù)進步改造落后的技術(shù)裝備和工藝,改善生產(chǎn)要素的質(zhì)量來擴大生產(chǎn)規(guī)模,不能把技術(shù)改造變?yōu)橥庋訑U大再生產(chǎn)。堅持以技術(shù)進步為前提的原則。礦井技術(shù)改造必須堅持采用新技術(shù),在技術(shù)進步的基礎(chǔ)上進行,著力于水平的提高,而不是在同一水平線上簡單的以新?lián)Q舊,延續(xù)落后的生產(chǎn)技術(shù)。技術(shù)改造要講求經(jīng)濟效益的原則。技術(shù)是為特定的經(jīng)濟目的服務(wù),只有技術(shù)上的先進性,而無經(jīng)濟上的合理性,脫離經(jīng)濟價值,就失去了采用先進技術(shù)的目的和意義。因此要搞好煤礦技術(shù)改造工作,必須合理的安排和使用資金。2025/2/1133云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心五、中小煤礦技術(shù)改造我省的中小煤礦存在著許多嚴(yán)重的問題，主要表現(xiàn)在布局分散，管理混亂，裝備水平低，采煤方法落后，資源回收率低，安全差，傷亡事故多。這些問題的存在不但制約小煤礦自身的發(fā)展，而且會影響地方經(jīng)濟的有序發(fā)展。因此中小煤礦的技術(shù)改造勢在必行。2025/2/1134云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心1、中小煤礦技術(shù)改造方向

我省煤炭生產(chǎn)結(jié)構(gòu)極不合理，小煤礦點多面廣，產(chǎn)業(yè)集中度低，資源配置不合理，資源占有量大，資源浪費嚴(yán)重，并嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。無論從我國煤炭供應(yīng)安全還是從煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略看，都必須建設(shè)大型的高產(chǎn)、高效集約化礦井，增加我省煤炭總體生產(chǎn)能力，用以取代小煤礦。經(jīng)過資源的重新配置和組合，建設(shè)大型的煤炭基地，把大企業(yè)的技術(shù)、管理、資金進行整合，整體提升企業(yè)實力，使企業(yè)走向健康、高效、快速的發(fā)展軌道。2025/2/1135云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心

中小煤礦技術(shù)面貌落后的根本原因在于采煤方法落后。采煤方法不正規(guī)必然帶來礦井巷道布置混亂，風(fēng)流不暢，人工作業(yè)，工人勞動強度大，巷道和工作面支護技術(shù)落后；頂板管理困難，這就是發(fā)生各類傷亡事故的癥結(jié)所在。因此，中小煤礦技術(shù)改造的首要任務(wù)就是改革采煤方法。在進行采煤方法改革的同時，還必須擴大礦井規(guī)模，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內(nèi)合并小礦井，以適應(yīng)采煤方法改革的需要。1、中小煤礦技術(shù)改造方向目前我國急傾斜煤層開采工藝相對比較落后,絕大多數(shù)礦井采用炮采工藝和風(fēng)鎬落煤工藝,工人勞動強度大,安全狀況差。優(yōu)化回采工藝最主要的就是提高回采機械化程度。要提高礦井開采的機械化程度,可以從局部機械化和全局機械化兩個方面來考慮。局部機械化指的是從支護方式、落煤方式以及運輸方式幾個方面單獨考慮改進方法,以提高礦這幾個方面的機械化程度。全局機械化是采用綜合機械化采煤方式,從破煤、裝煤、運煤以及支護四個方面來實現(xiàn)機械化。2025/2/1136云南煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心2、地方中小煤礦技術(shù)改造的途徑

從目前我省中小煤礦的技術(shù)水平狀況出發(fā)，中小煤礦的技術(shù)改造應(yīng)分層次分階段進行。在1000多個中小煤礦中，可分為三種類型：

(1)礦井生產(chǎn)規(guī)模較大，在30萬t/a以上，礦井的主要生產(chǎn)系統(tǒng)比較正規(guī)，但采煤方法落后，機械化程度低，單產(chǎn)低，效益差；

(2)礦井生產(chǎn)規(guī)模較小，生產(chǎn)能力在9～30萬t/a左右，生產(chǎn)系統(tǒng)簡陋，采用非正規(guī)采煤方法開采，資源回收率低，安全無保障；

(3)生產(chǎn)能力在6萬t/a以下的小礦，除簡易的提升通風(fēng)機械外，無機械化可言，個別煤礦甚至還在采用人力運輸、殘采式采煤、