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1、第二章井井田开拓拓的基本本概念(书上第第十六章章)2. 1 矿矿井储量量生产能能力服务务年限一、矿井井储量1、地质质储量:在井田田范围内内所包含含有的煤煤层的所所有计算算出的煤煤炭储量量,包括括平衡表表内和平平衡表外外储量1)、平平衡表内内储量:在目前前的技术术经济条条件下,所所要求的的煤层质质量指标标(灰分分、发热热量等)达达到可以以利用的的、其指指标符合合要求且且在目前前技术条条件下能能够采出出的储量量(A+B+CC+D)。2)、平平衡表外外储量:目前尚尚难利用用将来可可能会利利用,目目前技术术条件不不能够采采出而将将来能够够采出的的储量。2、工业业储量ZZg:经过过勘探,其其煤层厚厚度和
2、质质量均合合乎开采采要求,而而地质构构造又比比较清楚楚的平衡衡表内储储量。AA+B+C(+0.5D)。(说说明A、B、C、D各级别别的意义义)1、 矿井设计计储量:在矿井井设计中中,由工工业储量量减去永永久煤柱柱的损失失量。Zs=(ZgP1)Zs:矿矿井设计计储量;Zg:工业储储量P1:永永久煤柱柱的损失失量,包包括井田田境界煤煤柱、断断层煤柱柱、铁路路、公路路、河流流、城镇镇、重要要建筑等等需要保保护的煤煤柱;4、矿井井设计可可采煤量量 Zk=(ZZsP2) C ZZk:矿井设设计可采采煤量; P2:包括工工业广场场煤柱、井井筒保护护煤柱、水水平大巷巷保护煤煤柱、阶阶段分界界煤柱、主主要上下
3、下山保护护煤柱,可可以定义义为暂时时煤柱。 CC:矿井井设计的的采区回回采率,分分为三类类:厚煤层75%,中厚厚煤层80%,薄煤煤层85%。5、 各类储量量之间的的关系矿井设计计可采储储量 矿矿井设计计储量(矿井可可采储量量)工业储量量永久煤煤柱损失失 设设计损失失量能利用储储量 (A+B+CC) 矿井地质质储量 (A+B+CC+D) 远景景储量(D)暂不能利利用储量量二、矿井井生产能能力井型大小小的确定定,在划划分时就就需考虑虑储量,尺尺寸。1、储量量:指工工业储量量。大型井,投投资多,应应有较长长的生产产期(服服务年限限),储储量应大大。下表表是在一一般情况况下,矿矿井和第第一开采采水平的
4、的最低服服务年限限。(服服务年限限的计算算,后面面会讲到到)2、开采采能力:矿井生生产条件件能保证证的原煤煤生产能能力。主主要是采采区的生生产能力力与同时时生产的的采区数数。同采采区区数与井井型有关关。6000万及及以上,67个以上;400500万,46个;240、300万,34个;150、180万,23个;120万及以下,12个。3、生产产环节能能力提升、运运输、通通风、排排水、供供电、井井底车场场通过能能力等等等。各环环节能力力,一般般按设计计能力进进行设计计,如果果设备特特殊,可可能成为为限制矿矿井生产产能力的的因素。4、安全全生产条条件:主主要是指指瓦斯、通通风、水水文地质质等因素素。
5、这四四个因素素储量是是基础,开开采能力力是关键键,各环环节能力力应配套套,安全全生产条条件必须须保证。三、矿井井服务年年限1、计算算公式:矿井服服务年限限,年;:矿井井设计生生产能力力,万t/aa或Mt/a;K:储量量备用系系数,取取 1.31.55。2、储量量备用系系数的意意义:考虑两个个方面原原因:1)、由由于在地地质勘探探过程中中,很多多地质构构造不能能完全控控制,包包括断层层、褶皱皱、岩浆浆岩侵入入带、陷陷落柱等等,加大大了煤柱柱的损失失量;2)、由由于国民民经济建建设和发发展的需需要,市市场需要要煤炭,煤煤炭的需需求量增增加,而而在矿井井设计中中,各个个生产环环节均有有富裕能能力,当
6、当实际地地质条件件与精查查地质报报告所提提供的资资料相差差不大是是,实际际的矿井井生产能能力会提提高,从从而使实实际的产产量增加加;鉴于以上上两个原原因,在在计算矿矿井服务务年限时时,需要要留有富富裕量。计算矿井井服务年年限、水水平服务务年限都都可用此此公式。采采区的服服务年限限计算时时,是否否需要可可由教师师来确定定。不同设计计矿井生生产能力力所要求求的矿井井设计服服务年限限及第一一开采水水平设计计服务年年限见下下表矿井设计计生产能能力(万万吨年)矿井设计计服务年限(年年)第一开采采水平设设计服务务年限(年年)煤层倾角角255=254545600及及以上8040300500070351202
7、4006030252045990502520152.22 开拓方方式的概概念及分分类开拓方式式:开拓拓巷道的的布置方方式通称称开拓方方式;一、开拓拓方式的的分类(井筒:由地面面通达矿矿体的巷巷道)1、按井井筒形式式分:立立、斜、平平、综、分分区域;2、按水水平数的的多少分分:单水水平、多多水平;3、按开开采准备备方式分分:上山山式、下下山式、上上下山式式、混合合式;2、 按开采水水平大巷巷的布置置方式分分:分煤煤层大巷巷、集中中大巷、分分组集中中。开拓方式立 井斜 井平 硐综 合单水平多水平上下山上 山上下山混 合分层大巷集中大巷分组集中大 巷如立井单单水平上上下山(采采区)式式、立井井多水平
8、平上下山山(采区区)式、立立井多水水平上山山(采区区)式、立立井多水水平上山山及上下下山混合合(采区区)式(图图16-6),绘绘出关系系图形如如上图。二、开拓拓应解决决的问题题1、确定定井筒的的形式,数数目及其其配合。合合理选择择井筒及及工业广广场的位位置。2、合理理地确定定开采水水平数目目和位置置(标高高)3、布置置大巷和和井底车车场。4、确定定矿井开开采程序序,做好好水平的的接替。5、进行行矿井开开拓延深深,深部部开拓及及技术改改造。三、确定定井田开开拓方式式的原则则1、贯彻彻执行有有关煤炭炭工业的的技术政政策,初初期工程程量应少少(多、快快、好、省省、高、安安)。2、合理理集中开开拓部署
9、署,生产产系统简简单;3、合理理开发国国家资源源,减少少煤炭损损失;4、执行行煤矿矿安全规规程;5、尽可可能采用用目前国国家能够够提供的的新技术术、新设设备、新新工艺;6、有条条件时,不不同煤种种、煤质质的煤分分别开采采。第三章井井田开拓拓方式(书上第第17章内内容)3.11 立井开开拓一、示例例一(利用CCAI课课件中的的图讲解解)(图图17-1)立井、多多水平、分分区式、上上山开拓拓,第一一水平2600,第二二水平4000。1、掘进进顺序(矿矿井的建建井计划划、工程程排队)掘进顺序掘进顺序主井副井井底车场主石门运输大巷回风大巷回风石门风井采区准备巷道采煤工作面采煤工作面采区 采 区2、生产
10、产系统 1)、煤煤,2)、料料(设备备),33)、风风,4)、延延深情况况;新鲜风流污风风流煤 流主井副井井底车场主石门运输大巷回风大巷回风石门风井采区准备巷道采煤工作面采煤工作面采区 采 区3、各个个巷道的的作用:1)、主主井:用于提提升煤炭炭,有时时兼作回回风用的的立井,称称主立井井,简称称主井。2)、副副井:用于矿矿井辅助助提升,兼兼作进风风用的立立井,称称副立井井,简称称副井。3)、风风井:专门用用于回风风用的立立井,称称回风立立井,简简称风井井。4)、井井底车场场:位于井井筒附近近,联结结主、副副井及开开采水平平主要运运输巷道道的一组组巷道和和硐室的的总称,是是联结井井下运输输和井筒
11、筒提升的的枢纽。5)、主主石门:位于开开采水平平,与煤煤层走向向直交或或斜交,联联结井底底车场和和开采水水平主要要运输巷巷道,主主要服务务于开采采水平煤煤炭运输输的水平平巷道。6)、运运输大巷巷:位于开开采水平平,与煤煤层走向向基本平平行,和和主石门门及采区区上、下下山直接接相连,主主要服务务于开采采水平煤煤炭运输输的水平平巷道。 7)、回回风大巷巷 : 位于开开采水平平上部,与与煤层走走向基本本平行,和和回风石石门及采采区上山山直接相相连,为为开采水水平回风风服务的的水平巷巷道。8)、回回风石门门 : 位于开开采水平平上部,与与煤层走走向直交交或斜交交,联结结回风大大巷和风风井,为为开采水水
12、平回风风服务的的水平巷巷道。二、示例例二(利用CCAI课课件中的的图讲解解)(图图17-2)立井、单单水平、分分带式开开拓。15时采用用。三、示例例三(利用CCAI课课件中的的图讲解解)利用用(图117-11)立井、单单水平、上上下山开开拓四、立井井井筒的的设备设备的选选择与矿矿井生产产能力密密切相关关。矿井生产产能力( Mtt / a )主井井筒筒装备副井井筒筒装备0.3一对双层层单车(1t)罐笼一对单层层单车 (1tt) 罐罐笼0.6一对 66t 箕箕斗一对双层层单车 (1tt) 罐罐笼0.9一对 99t 箕箕斗一对双层层单车 (1.5t) 罐笼笼1.2一对122t 箕箕斗一对双层层单车
13、(3tt) 罐罐笼1.5一对166t 箕箕斗一对双层层单车 (3tt) 罐罐笼1.8一对166t 箕箕斗一对双层层单车 (3tt) 罐罐笼一个双层层单车(3t) 罐笼笼带重锤锤2.4两对122t 箕箕斗一对双层层双车 (1.5t) 罐笼笼一个双层层单车(5t) 罐笼笼带重锤锤3.0两对166t 箕箕斗一对双层层双车 (1.5t) 罐笼笼一个双层层单车(5t)或双层层双车(1.55t) 罐笼带带重锤(利用CCAI课课件中的的表讲解解)(主、付付井的工工作,设设计中井井筒的大大小用直直经表示示)五、风井井的布置置形式(利用CCAI课课件中的的图讲解解)中央式(并并列式、分分列式)、两两翼对角角式、
14、采采区分区区独立式式、混合合式。并列式时时,一般般用主井井通风,其其井塔需需密闭,漏漏风115%,进进风时风风速6m/s;(图18-12、13、14、15)3.22 斜井开开拓一、片盘盘斜井(利用CCAI课课件中的的图讲解解)(图图17-4)是斜井开开拓中最最简单的的开拓方方式。每每一阶段段只能布布置一个个区段内内的工作作面,也也叫整阶阶段连续续式开采采。多用用于小型型井。大大、中型型井的初初期可用用若干对对片盘,后后期建集集中井。二、集中中斜井(一般就就叫斜井井)1、示例例(图17-3)(利用CCAI课课件中的的图讲解解)此为斜井井,多水水平,分分区式上上山开拓拓,与立立井开拓拓相比,井井筒
15、形式式不同,井井底车场场简单。1)准备备;掘进顺序掘进顺序主斜井副斜井井底车场运输大巷回风大巷回风石门风井采区准备巷道采煤工作面 采 区新鲜风流污风风流煤 流主斜井副斜井井底车场运输大巷回风大巷回风石门风井采区准备巷道采煤工作面 采 区2)生产产系统;。3)接替替延深4)、巷巷道的作作用(1)、主斜斜井:用于提提升煤炭炭,有时时兼作回回风用的的斜井,称称主斜井井。(2)副副斜井:用于矿矿井辅助助提升,兼兼作进风风用的斜斜井,称称副斜井井。2、斜井井提升设设备提升设备备与生产产能力有有关,而而设备的的选择又又与倾角角有关。一一般在煤煤田划分分为井田田时,各各矿井的的能力就就有一定定的根据据,基本
16、本定下来来,然后后,设计计矿井时时,选择择提升设设备,设设备如下下:大型井:皮带、箕箕斗大型型:串车车主井中型型井:箕箕斗付井井中型:串车小型井:串车小小型:中中车、无无极绳箕斗、串串车有单单钩和双双钩之分分,皮带提提升时应应有检修修轨道。倾角:不不同的设设备,适适用于不不同的倾倾角;无无极绳绞绞车适于于10,箕斗斗适于:=25535,皮带带适于:16,串车车适于:25。3、斜井井形式1)、沿沿煤斜井井。小型型井,服服务年限限短,煤煤质较硬硬。2)、底底板斜井井。大多多数采用用,距煤煤层法线线距离1520mm 。3)、穿穿岩斜井井(由底底板到顶顶板)(图17-5)4)、反反斜井(由由顶板到到底
17、板)(图17-6)(折返斜井)3)、44)两种种情况,均均是由于于地面条条件影响响或提升升设备的的要求造造成,而而4)完全全是由于于地面条条件的影影响,不不多用。3.33平硐开开拓一、特点点1、特点点:是一一种最简简单最有有利的开开拓方式式,具有有投资少少,占有有设备少少,施工工容易,生生产环节节少,出出煤快,成成本低。掘进顺序掘进顺序主 平 硐运输大巷回风大巷风 井采区准备巷道采煤工作面 采 区2、准备备:新鲜风流污风风流煤 流主 平 硐运输大巷回风大巷风 井采区准备巷道采煤工作面 采 区3、生产产系统二、平硐硐开拓布布置方式式1、走向向平硐:平硐沿沿煤层走走向布置置,相当当于大巷巷一样。(
18、图17-7)2、垂直直平硐:平硐垂垂直煤层层走向布布置,到到煤层底底板,布布置大巷巷。(图图17-8)3、阶梯梯平硐:煤层垂垂高太大大,外部部或内部部集中运运下来煤煤。(图图17-9)(在黑板板上绘出出图说明明适用条条件、优优缺点)三、要求求平硐应有有流水坡坡度,煤煤矸处理理在平硐硐外,条条件允许许可在硐硐内。3.44 井井筒形式式的分析析与选择择主要讲,立立、斜、平平开拓的的优缺点点及运用用条件一、平硐硐开拓1、优缺缺点:有有许多优优点,由由于少一一个提升升环节,整整个系统统简单了了;1)、井井下出煤煤可直接接外运,无无提升环环节,系系统简单单,费用用低;2)、地地面建筑筑简单,无无井架和和
19、绞车房房;3)、一一般不设设井底车车场,水水仓、水水泵房,无无需排水水设备;4)、施施工条件件好,掘掘进速度度快,初初期工程程量小,出出煤快。5)、受受地形及及煤层埋埋藏条件件限制。2、适用用条件:山区。在在工业广广场水平平之上有有煤。其其储量够够一个水水平的储储量。(表61的服务务年限,用,则=TAK计算)若条件较较好,储储量可以以同相同同井型的的第一水水平的储储量少5510年的的开采量量,可以以用平硐硐开拓。二、斜井井开拓1、片盘盘斜井1)、优优点:地面建建筑简单单,井巷巷工程量量小,投投产快,增增产潜力力大,技技术经济济指标较较好。2)、缺缺点:井口分分散,占占地多,接接序紧张张。 3)
20、、适合合条件:煤田位位于浅部部,露头头发育,表表土不厚厚(2030mm)水文地地质条件件简单,地地质构造造简单。2、集中中斜井(优缺点是与立井比较而得)1)、优优点(1)、掘掘进施工工简单,速速度快;(2)、地地面建筑筑、井筒筒装备、井井底车场场简单,提提升绞车车小;(3)、第第一水平平石门长长度短,采采用中央央采区时时,出煤煤快;(4)、投投资少,建建井期短短;(5)、延延深方便便,对生生产干扰扰少;(6)、采采用皮带带提升时时,能力力大,可可采用自自动控制制,并可可多水平平提升;2)、缺缺点(1)、同同样的开开采深度度,斜井井比立井井长,辅辅助经营营费用多多,如排排水通风风、供电电、水气气
21、、设备备线长度度等。(2)、采采用绞车车提升时时,能力力小,钢钢丝绳磨磨损严重重。(3)、辅辅助提升升能力小小,若过过长,需需多段,管管理复杂杂,能力力小;(4)、难难以通过过特殊岩岩层。3)、适适合条件件:煤层埋埋藏不深深、表土土不厚、水水文地质质情况简简单、井井筒不需需特殊施施工法施施工的缓缓倾斜及及倾斜煤煤层的井井田。三、立井井开拓1、优点点1)、辅辅助提升升能力大大;2)、主主井采用用大断面面时,可可安装两两套提升升设备,能能力大;3)、管管线短,井井筒短,辅辅助工作作容易;4)、可可以通过过特殊岩岩层;2、缺点点施工困难难,地面面设施复复杂,井井底车场场布置复复杂,投投资大等等,与斜
22、斜井相对对应。3、适合合条件:煤层埋埋藏较深深、表土土厚、或或水文地地质情况况比较复复杂、井井筒需要要特殊施施工法施施工,或或多水平平开采急急缓倾斜斜的矿井井。四、一般般情况下下立、斜斜井的适适用条件件煤层埋藏藏深度超超过4000m,或或有较厚厚冲击层层,含水水层、流流砂层等等特殊岩岩层,必必须用立立井,深深度小于于3000m,可可考虑斜斜井。3.55 综合开开拓有时,主主付井或或风井都都采用同同一种形形式的井井筒,技技术上有有困难,经经济上不不合理,可可考虑用用综合开开拓。一、立、斜斜综合开开拓1、斜主主、立付付。斜井井用皮带带,能力力大,副副井利用用立井,能能力也大大。1)、特特点:充分发
23、发挥皮带带斜井作作为主井井提升的的优点,克克服一般般斜井作作为副井井的缺点点。2)、适适合条件件:大型井井和特大大型井;尤其是是特大型型井采用用。(图图17-10)2、立主主、斜付付。主井井为立井井,副井井为斜井井1)、特特点:发挥立立井提升升速度快快、能力力大、通通风排水水有利、浅浅部用斜斜井作为为副井可可节约立立井施工工投资的的优点。2)、适适合条件件:小型井井,中、小小型井,特特别是中中型井,当当斜井提提升能力力不够时时采用,此此时,付付井用斜斜井足够够,主井井用立井井,能力力足够。二、平、立立或平斜斜综合开开拓1、特点点:利用平平硐开拓拓井田浅浅部,利利用立井井或斜井井开拓井井田深部部
24、。2、适合合条件:适用各各类井型型。一般情况况下,平平硐完成成主付井井的所有有工作,用用斜井或或立井回回风,路路线短。有有时,用用平硐进进风路线线太长时时,可用用立井,斜斜井进风风。图11711为立立井进风风,斜井井回风。图图1712为前前期用平平硐,后后期用立立井,综综合开拓拓的3、主要要缺点是是:井口口分两处处,工业业广场分分散,不不利于主主、副井井的井上上、下联联系;占地多多、煤柱柱损失大大;不利利于生产产调度。3.66多井筒筒分区域域开拓井型很大大时所出出现的一一种特殊殊开拓方方式,集集中程度度很大.图1713,一、多井井筒分区区式开拓拓的特点点1、 分区式开开拓: 在大型或或特大型型
25、矿井的的井田开开拓时,为为了解决决辅助运运输、矿矿井通风风困难的的问题,把把整个井井田划分分成几个个较大的的部分,每每个部分分建立独独立通风风系统或或辅助运运输系统统的开拓拓方式,称称分区式式开拓。2、 分区式开开拓的特特点煤炭由由服务于于全矿的的主井统统一提(运)升;各个分分区均有有辅助井井筒,担担负进风风和回风风任务,有有时也承承担辅助助提升任任务;分区的的范围很很大,相相当于一一个中型型矿井的的井田范范围。3、 分区式开开拓的适适用条件件 :矿井生产产能力大大于3MMt/aa,井田田走向长长度大于于10kkm,以以及瓦斯斯大,开开采深度度大于6600mm,或通通风路线线长的矿矿井。二、多井井筒分区区式开拓拓实例(英国赛赛尔比利利矿)1、 矿井概况况 : 矿井的走走向长度度为244km,倾倾斜长度度为166km,总总储量约约20亿吨吨,矿井井生产能能力为110.00 Mtt/a,主井两两条大皮皮带,电电机20000千千瓦,332000m长。分分五个区区域,每每个区域域一对立立井(做做付井用用),生生产能力力2000万,4个综采采工作面面完成,每每个500万t/aa。(图17-14)。2、 英国赛尔尔比利矿矿分区式式开拓示示意图46
限制150内