煤矿开采技术——井田开拓基本知识

第一篇 井田开拓第一章 井田开拓基本知识教学目标：1、了解矿井生产概况2、掌握基本概念3、掌握煤田划分为井田重点、难点和突破的方法： 重点：基本概念和煤田划分为井田 难点： 煤田划分为井田 突破方 法：1、详细讲述2、动画演示教学内容和步骤（附后）第一节 矿井生产概况一、基本概念1、煤田：在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带。2、矿区和矿区开发：开发煤田形成的社会组合。称为矿区 对煤田划分的矿区，根据规划有计划 的建井进行开发生产过程，称矿区开发。大的煤田往往被划分为几个矿区开发， 如陕西的渭北煤田划分为：铜川、蒲 柏、澄合、韩城等矿区，走向170km地跨7个县市。小的煤田可为一个矿区或一个矿井进行开发 3、井田：煤田内划归一个矿井开采的一部分煤田或全部煤田。、矿井巷道为进行采矿，在地下开掘的井筒、巷道和硐室的总称1立井，2 斜井，3 平硐，4暗立井，5 溜井，6石门9上山， 10下山， 11风井， 12岩石平巷， 13煤层平巷 立井 （竖井）按其所处的空间位置和形状分：垂直巷道、水平巷道和倾斜 巷道。1、垂直巷道在地层中开凿的直通地面的垂直巷道主立井（主井） 用于提升煤炭。 副立井（副井）用于提升或下放人员、材料、设备、矸石和矿 井通风主要通道。 风井、排水井暗立井 无直通地面出口的垂直巷道主暗立井， 副暗立井溜 井 用于自上而下溜煤的垂直巷道。溜煤眼长度短，直径小的溜井。2、水平巷道平硐 在地层中开凿的直通地面的水平巷道主平硐，副平硐。石门 无直通地面出口， 垂直或斜交于煤层走向， 在岩层中开掘的水平巷道。 煤门 无 直通地面出口，垂直或斜交于煤层走向， 在煤层中开掘的水平巷道。（开掘石门，穿过煤层的一段巷道）平巷 无直通地面出口，沿煤层走向开掘的水平巷道 煤层平巷开掘在煤层中的平巷 岩石平巷 开掘在岩石中的平巷 阶段大巷为一个开采水平或阶段服务的水平巷道 阶段 大巷：阶段运输大巷、阶段回风大巷。区段平巷为一区段服务的水平巷道区段平巷 ：区段运输平巷、区段回风平巷3、倾斜巷道 斜井 从地表开凿的直通地下开采水平的倾斜巷道斜井：主斜井 用于提升煤炭副斜井 用于行人、提升矸石和矿井通风通道按层位分： 岩石上、下山 一布置在岩层中的上、下山煤层上、下山 按用途分：布置在煤层中的上、下山运输上、下山用于运煤运料上、下山（轨道）用于运料和排矸通风上、下山 用于通风、矿井生产系统在煤矿生产过程中的提升、运输、通风、排水、人员安全进出、材料设备上 下井、矸石出运、供电、供水、压气等系统所经巷道线路及其设施，是矿井安全 生产的前提和保证。一）井下生产系统 1、运煤系统： 252014 12105431图 1-4 井下生产系统示意图1主井；2 副井，3井底车场；4主要运输石门；5阶段运输大巷 6回风井；7回风石门；8回风大巷；9采区运输石门；10采区下部车场 底板绕道；11 采区下部车场；12采区煤仓；13行人进风巷；14运输上山;15轨道上山；16上山绞车房；17采区回风石门；18采区上部车场；19 采区中部车场； 20区段运输平巷；21下区段回风平巷；22联络巷；23 区段回风平巷；24 开切眼；25 采煤工作面 2、 通风系统：新鲜风流从地面12 3 4 5 11 15 19 20 25 ； 污风23 17 8 7 6排入大气。3、 运料排矸系统：2 3 4 5 9 11 15 23 254、排水系统：5、动力供应系统：（二）地面生产系统任务：煤炭经过运输提升到地面后的加工和外运，完成矸石排放、动力供给，材 料、设备供应 等工作。包括：地面提升系统、运输系统、排矸系统、选煤系统和 管道线路系统。1、地面生产系统的类型（1）无加工设备的地面生产系统（2）设有选矸设备的地面生产系统（3）设有筛分厂的地面生产系统（4）设有洗煤厂的地面生产系统2、地面排矸运料系统1） 矸石场的选址及类型2） 材料、设备的运输3、地面管线系统1）地面供水2）地面供暖3）地面电力、通讯第二节 煤田划分为井田一、井田划分的原则（合理尺寸、合理开发）1、要充分利用自然条件2、要有合理的走向长度：3、要处理好相邻井田的关系4、要为矿井的发展留有余地 5、要有良好的安全经济效果、井田人为境界的划分方法（一）垂直划分一一相邻矿井以某一垂直面为界，沿境界线两侧各留井田边界煤 柱。（图 1 6）第三节井田内再划分第四节 矿井储量、生产能力和服务年限目的要求：1、了解矿井储量的分级分类;2、掌握井田内再划分和阶段与开采水平的区别;3、掌握矿井生产能力和服务年限的确定。重点、难点和突破的方法：重点：井田内再划分、矿井生产能力和服务年限的确定 难点：阶段内的再划分和阶段与水平的 区别突破方法：1、详细讲解2、讲练结合教学内容和步骤（附后）第三节井田内再划分、井田划分为阶段 1、阶段一一沿一定标高划分的一部分井田 阶段划分 在井田范围内，沿煤 层倾斜方向，按一定标高将煤层划分为若干平行 于走向的并等于井田走向全长的长条形，每一 个长条形叫一个阶段。阶段的走向长等于井田的走向长 阶段下部布置运输大巷，阶段上部布置回风大巷_LIJ1 9井田划分为阶段和水平2、水平与开采水平水平常指某一标高的水平面表示：标咼、开米顺序及用途（1） 0、-200、-500 水平等（2）矿井生产中，表示开采顺序，又称第一水平、第二水平（3）矿井生产中，常把运输大巷所在的水平称运输水平；回风大巷所在的水平 称回风水平。开采水平（简称水平）一一布置有井底车场、阶段运输大巷，并担负全阶段运输 任务的水平广义的水平布置大巷的某一标高的水平面，既包括一个水平，又包括所服务的阶段 二、阶段内再划分1、米区式划分采区与区段 采区：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为具有独立生产系统的块， 每一块叫一 个 采区。采区斜长二 阶段斜长（可达 iooom 采区走向=400叶 5000m区段：在采区内沿倾斜方向划分的开采块段。区段下部有区段运输平巷 区段上部有区段回风输平巷区段平巷与采区的斜巷相连（运输上山和轨道上山）2、分段式划分 在阶段范围内不再划分采区，而是沿倾斜方向将煤层划分为若干平行于走向的长 条带，每个 长条带称为分段，每个分段沿倾斜布置一个采煤工作面，这种划分称为分段式。采煤工作面沿走向由井田中 央向井田边界连续推进，或者由井田边界向井田中央连续推进。图115分段式划分J1、J2、J3阶段；D1、D2 D3 分段3、带区式划分由若干分分带一一沿煤层走向把阶段划分为若干长条，每一个长条叫一个分带带组成，并具 有独立生产系统的区域叫带区。倾斜长壁工作面：工作面沿走向布置，沿倾向推进图1 16带区式划分J1、J2、J3阶段；F1、F2、F3带区 三、近水平煤层井田划分井田沿倾斜高差较小的条件下+I图1 17井田直接划分为盘区第四节矿井储量、生产能力和服务年限 一、矿井储量井田内开采煤层的全部储量。（一）可行性评价阶段1. 概略研究储量2. 预可行性研究储量3. 可行性研究储量（二）经济意义1. 经济的储量2. 边际经济的储量3. 次边际经济的储量4. 内蕴经济的储量5. 经济意义未定的基础储量（三）地质可靠程度1. 探明的储量 2. 控制的储量3. 推断的储量 4. 预测的储量（四）分类详查勘1. 探明的 2. 控制的 3. 推断的 4. 预探的 预查阶段普查 探（五）原煤炭储量分级、分类（ 2003 年以前） 矿井地质储量1. 可利用储量（ A+B+C+）D（1）工业储量（ A+B+C）（ a. 可采储量 b. 设计损失量）2）远景储量（ D）2. 尚未利用的储量 （六）对煤炭资源采出率的规定薄煤层中厚厚水力1. 采区： 85% 80% 75% 70%2. 工作面： 97% 95% 93%（七）储量损失1. 设计损失（ 1）全矿总损失（2）采区损失（3）采煤工作面损失2. 实际损失二、矿井生产能力（）矿井生产能力万t/a1. 大型矿井：120、150、180、240、300、400、500 及以上2. 中型矿井：45、60、903. 小型矿井：9、15、21、30（二）矿井生产能力的确定（主要考虑因素）1. 井田储量2.开采条件3. 技术装备水平4.安全生产条件三、矿井服务年限从投产到报废的时间四、矿井生产能力、服务年限与储量的关系T= K备用系数；13 1.5Z 矿井可采储量、A 生产能力、T 服务年限 可采储量愈多，生产能力 和服务年限愈大可采储量一定，应有合理的生产能力和服务年限国外大型矿井 的服务年限4050a国内一般不小于60a国内外矿井的生产能力有增大和服务年 限有缩小的趋势章节习题：1、解释煤田和井田的概念。2、说明下列井巷名称：1）立井、暗立井 （2）斜井、暗斜井（ 3）平硐、岩石平巷（4）采区上山、采区下山3、绘图说明矿井主要生产系统及主要巷道名称。4、煤田划分为井田要考虑哪些主要因素？5、试述井田境界的划分方法。6、绘图说明阶段与水平的概念。7、阶段内再划分有哪几种方式？试述每一种方式的基本内容8、如何合理确定矿井的生产能力？9、确定矿井服务年限为何要考虑储量备用系数？ 10、试述矿井生产能力、服务 年限与储量之间的关系