矿井开拓延伸与技术改造课件

第二十章第二十章 矿井开拓延深与技术改造矿井开拓延深与技术改造煤矿开采学煤矿开采学上节内容u井底车场调车方式及线路布置u井底车场的形式及其选择u井底车场主要硐室7/13/2024矿井开拓延深及技术改造矿井开拓延深及技术改造u矿井的采掘关系矿井的采掘关系u矿井开拓延深矿井开拓延深u矿井的技术改造矿井的技术改造第一节矿井的采掘关系（一）采煤工作面接替计划1.编制采煤工作面接替计划的方法和步骤（1）根据采区和工作面设计，在设计图上测算个工作面参数、工作面长度、推进度和可采储量等，掌握煤层赋存特点和地质构造等情况。（2）确定工作面计划采用的采煤工艺方式、估算月进度、产量和可采期。（3）根据生产工作面结束时间顺序，考虑采煤队力量的强弱，一次选择接替工作面。开采计划开采计划（4）将计划年度内开采的所有工作面，按时间顺序编制成接替计划表。（5）检查与接替有关的巷道掘进、设备安装能否按期完成运输、通风等生产系统和能力能否适应。2.编制采煤工作面接替计划的原则及应注意的问题（1）年度内所有进行生产的采煤工作面产量总和加上掘进出煤量，必须确保矿井计划产量的完成，并力求各月采煤工作面产量较均衡。（2）矿井两翼配采的比例与两翼储量分布的比例大体一致，防止后期形成单翼生产。（3）为确保合理的开采顺序，上下煤层工作面之间，保持一定得错距和时间间隔，除了间距较大或有特殊要求允许上第一节矿井的采掘关系行开采外，要按自上而下的顺序开采。（4）为实现合理集中生产，应尽量减少同时生产的采区数及工作面数，避免工作面布置过于分散。（5）为便于生产管理，各采煤工作面的接替时间，尽量不要重合，力求保持一定的时间间隔。（二）采区接替计划编制采区阶梯计划时，应使投产采区或近期接替生产的采区，准备工程量小、时间短、生产条件好。同时生产和同时准备的采区数目不宜过多。第一节矿井的采掘关系巷道掘进工程计划巷道掘进工程计划（一）方法步骤（1）根据已批准的开采水平、采区以及采煤工作面设计，列出待掘进的巷道名称、类别、断面并在设计图上测出长度。（2）根据掘进施工和设备安装的要求，编排各组巷道掘进必须遵循的先后顺序。（3）按照开采计划对采煤工作面，采区及开采水平接替时间的要求，加上富裕时间，确定各巷道掘完的最后期限，并根据这一要求编制各巷道掘进先后顺序。（二）编制巷道掘进工程计划的原则及应注意的问题（1）锁定连锁工程，分清巷道的先后、主次、确定施工顺序。（2）尽快构成巷道掘进的全风压系统，以改善施工中通风情况，便于多个掘进工作面同时掘进施工。第一节矿井的采掘关系（3）要尽快按照岩巷、煤巷、半煤岩巷分别配置掘进队，施工条件要相对稳定，以利于掘进技术和速度的提高。（4）巷道掘进工程量的测算既要符合实际又要留有余地，计算时的取值一般按图测算值增加10%20%。（5）巷道掘进速度，要根据当地及邻近矿井的具体条件选取。同时要考虑施工准备时间及设备安装时间，使计划切实可行。第一节矿井的采掘关系3、采掘比例关系指标及计算方法、采掘比例关系指标及计算方法第一节矿井的采掘关系第一节矿井的采掘关系第一节矿井的采掘关系第一节矿井的采掘关系三量及三量可采期三量及三量可采期第一节矿井的采掘关系第一节矿井的采掘关系第一节矿井的采掘关系第一节矿井的采掘关系开拓延深开拓延深向矿井深部发展。向矿井深部发展。技术改造技术改造用新技术、新工艺、新装备、用新技术、新工艺、新装备、新材料对原有的生产系统、设备、工艺新材料对原有的生产系统、设备、工艺等进行更新和改造。等进行更新和改造。第二节开拓延深一、矿井开拓延深方式一、矿井开拓延深方式二、矿井开拓延深方式的确定二、矿井开拓延深方式的确定三、新旧生产水平过渡时期的技术措施三、新旧生产水平过渡时期的技术措施第二节开拓延深特点特点：井巷工程量大，有的甚至接近新建矿井；井巷工程量大，有的甚至接近新建矿井；可以充分利用原有井巷和设备；可以充分利用原有井巷和设备；施施工工技技术术和和管管理理复复杂杂，边边生生产产，边边延延深深，施施工与生产在运、提、通风方面相互干扰；工与生产在运、提、通风方面相互干扰；工期长，一般要工期长，一般要5年左右；年左右；能能更更好好地地适适应应开开采采煤煤层层特特点点，改改进进矿矿井井开开拓拓、准备巷道布置，有可能扩大生产能力。准备巷道布置，有可能扩大生产能力。第二节开拓延深一、矿井开拓延深方式一、矿井开拓延深方式 1、矿井延深方式、矿井延深方式直接延深；直接延深；暗井延深；暗井延深；直接延深与暗井延深；直接延深与暗井延深；新开一个井筒延深一个井筒；新开一个井筒延深一个井筒；深部新开立井或斜井。深部新开立井或斜井。第二节开拓延深1）直接延深直接延深（原有主、副立井或斜井）（原有主、副立井或斜井）特点特点：可可利利用用原原设设备备；环环节节、工工程程量量较较少少；生生产产与与延延深深干干扰扰大大；技技术术要要求求高高，要要短短期期停停产产。施施工工复复杂杂；辅辅助助巷巷道道以以后后难难用用；提升高度增加，需更换设备。提升高度增加，需更换设备。适用条件适用条件：井井筒筒延延深深不不受受地地质质、水水文文条条件件限限制制；断断面面和和提提升升设设备备能能满满足足新新水水平平提提升升要要求求；或或更更换换提提升升设设备备后后直直接延深合理。接延深合理。第二节开拓延深斜井直接延深斜井直接延深第二节开拓延深2）暗井延深暗井延深原主、副井不再延深，用暗立井或斜井延深原主、副井不再延深，用暗立井或斜井延深。第二节开拓延深特点特点：生产与延深互不干扰；生产与延深互不干扰；延深施工容易；延深施工容易；暗暗井井位位置置、方方向向、倾倾角角、提提升升方方式式不不受受原原有有井井筒筒限限制制，而而按按下下水水平平开开采采有有利利布置；布置；增加工程量：暗井车场增加工程量：暗井车场增加了运输环节。增加了运输环节。第二节开拓延深暗井延深适用暗井延深适用：受受地地质质及及水水文文地地质质条条件件限限制制，原原井井筒筒不不宜宜直直接延深；接延深；原原有有提提升升设设备备不不能能满满足足新新水水平平需需要要，又又无无法法更换；更换；原有井筒延深在经济上不合理；原有井筒延深在经济上不合理；平平硐硐开开拓拓矿矿井井，生生产产水水平平以以下下的的阶阶段段无无法法用用平硐开拓时，用暗立（或斜）井开拓新水平；平硐开拓时，用暗立（或斜）井开拓新水平；暗井延深多采用暗斜井延深，受富含水层影暗井延深多采用暗斜井延深，受富含水层影响。响。第二节开拓延深3）直接延深结合暗井延深直接延深结合暗井延深直直接接延延深深原原有有的的主主井井井井筒筒或或副副井井井井筒筒，不不直接延深的副井井筒或主井井筒采用暗井延深。直接延深的副井井筒或主井井筒采用暗井延深。特特点点和和适适用用条条件件介介于于直直接接延延深深和和暗暗井井延延深深之间。之间。第二节开拓延深4 4）新开一个井筒，延深一个井筒新开一个井筒，延深一个井筒 采深加大后，原主副井提升、通风满足不了。采深加大后，原主副井提升、通风满足不了。特点特点：对生产干扰小，可大幅度提高矿井生产能力；对生产干扰小，可大幅度提高矿井生产能力；需增加改造地面生产系统的工程量，需增加改造地面生产系统的工程量，基建工程与投资大。基建工程与投资大。第二节开拓延深新开一个井筒，延深一个井筒适用：新开一个井筒，延深一个井筒适用：需需提提高高矿矿井井生生产产能能力力，结结合合矿矿井井改改扩扩建建的大型矿井。的大型矿井。例例：平平四四矿矿、徐徐州州旗旗山山新新开开主主立立井井、张张小小楼楼新井，延深副立井。新井，延深副立井。新汶协庄、孙村新开副立井，暗井延深主井。新汶协庄、孙村新开副立井，暗井延深主井。第二节开拓延深新开一个井筒，延深一个井筒新开一个井筒，延深一个井筒（平一矿）（平一矿）第二节开拓延深5）深部新开立井或斜井）深部新开立井或斜井开开采采浅浅部部的的中中小小型型矿矿井井不不单单独独向向深深部部延延深深，深部众矿井合并后集中延深。深部众矿井合并后集中延深。特点特点：深部众矿井合并后集中延深。：深部众矿井合并后集中延深。适适用用：浅浅部部井井型型小小、分分散散，装装备备落落后后，深深部部储储量丰富，并要改扩建的矿井。量丰富，并要改扩建的矿井。例例：淮淮南南毕毕家家岗岗一一水水平平（-90m）共共建建7对对小小斜斜井，二水平延深新开一对斜井；井，二水平延深新开一对斜井；汾西高阳煤矿，井型扩大新区接续。汾西高阳煤矿，井型扩大新区接续。第二节开拓延深第二节开拓延深第二节开拓延深二、二、矿井开拓延深方式的确定矿井开拓延深方式的确定开拓延深方式确定原则开拓延深方式确定原则充分利用现有井巷、设备和设施；充分利用现有井巷、设备和设施；生生产产系系统统简简单单、缩缩短短新新旧旧生生产产水水平平同同采采的的时时间；间；保持或扩大原有生产能力；保持或扩大原有生产能力；采用新技术，新工艺和新设备。采用新技术，新工艺和新设备。第二节开拓延深三、三、新旧生产水平过渡时期的技术措施新旧生产水平过渡时期的技术措施生产水平过渡时期：过渡生产水平过渡时期：过渡2 3年；年；上上一一开开采采水水平平开开始始减减产产至至结结束束 下下一一开开采采水平投产至全部接替；水平投产至全部接替；生产水平过渡时期：生产水平过渡时期：2 3年或年或3 4年；年；在在过过渡渡时时期期内内上上下下两两水水平平同同时时生生产产，增增加加了了提升、通风、排水的复杂性。提升、通风、排水的复杂性。第二节开拓延深1、提升提升直接延深原有井筒（箕斗）的矿井，须采取：直接延深原有井筒（箕斗）的矿井，须采取：1）通过式箕斗通过式箕斗两两个个水水平平分分班班出出煤煤，同同时时加加大大两两个个水水平平煤仓容量。煤仓容量。优优点点：提提升升系系统统单单一一，不不增增加加提提升升工工作作量；量；缺缺点点：每每更更换换水水平平提提煤煤时时，调调整整钢钢丝丝绳绳长长度度；扩扩大大容容量量煤煤仓仓；提提升升机机为为大大型型设设备备，检修困难。检修困难。适用适用：水平过渡期短。水平过渡期短。第二节开拓延深2）上水平开采下山采区）上水平开采下山采区特特点点：上上水水平平开开始始减减产产时时，靠靠井井筒筒附附近近开开采采1 2个个下下山山采采区区，集集中中于于上上水水平平出出煤煤，称称“剃头下山剃头下山”。主主要要生生产产转转入入下下水水平平后后，原原下下山山采采区区改改为为上上山山采区开采，集中下水平出煤。采区开采，集中下水平出煤。优点优点：缓和水平接替，利于矿井延深。：缓和水平接替，利于矿井延深。缺点缺点：采区提升更换方向，重新布置车场。：采区提升更换方向，重新布置车场。适用适用：煤层：煤层16，水平接替紧，采用此法。，水平接替紧，采用此法。第二节开拓延深3）主井在新水平集中出煤，经溜井放煤到新水平主井在新水平集中出煤，经溜井放煤到新水平优点优点：提升系统简单，提升机运转条件好。：提升系统简单，提升机运转条件好。缺点缺点：多开溜井，增加提升费用。：多开溜井，增加提升费用。使用使用：水平过渡期短，可用此法：水平过渡期短，可用此法。第二节开拓延深4）利用副井提一部分煤）利用副井提一部分煤优点优点：不增加设备。：不增加设备。缺点缺点：改造地面系统。：改造地面系统。第二节开拓延深2、通风、通风要求：上下两个开采水平独立通风；要求：上下两个开采水平独立通风；维护原（上）水平采区上山为新水平回风道。维护原（上）水平采区上山为新水平回风道。利用上水平运输大巷的配风巷为新水平回风道。利用上水平运输大巷的配风巷为新水平回风道。分组集中大巷布置时，新水平通风利用原水平分组集中大巷布置时，新水平通风利用原水平上煤组分组集中大巷。上煤组分组集中大巷。第二节开拓延深3、排水、排水一一段段排排水水。上上水水平平的的水水涌涌入入下下水水平平水水仓仓，集集中中排排到地面。到地面。两段独立排水。两个水平各有排水系统。两段独立排水。两个水平各有排水系统。两两段段接接力力排排水水。下下水水平平的的水水排排至至上上水水平平，后后统统一一排到地面。排到地面。两两段段联联合合排排水水。上上下下水水平平共共用用一一套套管管路路，设设三三通通阀控制，上下水平各有水泵，上下水平均可排水。阀控制，上下水平各有水泵，上下水平均可排水。选用选用：根根据据井井下下涌涌水水大大小小、水水平平过过渡渡期期长长短短、设设备备情情况况等因素，选定排水方式。等因素，选定排水方式。一一段段排排水水两两段段接接力力排排水水方方法法和和下下水水平平的的水水排排至至上上水平，后统一排到地面的方法应用较多。水平，后统一排到地面的方法应用较多。第二节开拓延深一、矿井改扩建一、矿井改扩建二、矿井合理集中生产二、矿井合理集中生产三、改扩建矿井的开拓系统改造三、改扩建矿井的开拓系统改造四、矿井生产系统的技术改造四、矿井生产系统的技术改造第三节矿井技术改造矿矿井井技技术术改改造造 利利用用矿矿井井原原有有的的基基础础和和设设施施，用用现现代代新新技技术术、新新工工艺艺、新新装装备备、新新材材料料对对原原有的生产系统、设备、工艺等进行更新和改造有的生产系统、设备、工艺等进行更新和改造。矿井技术改造的目的矿井技术改造的目的 扩大矿井生产能力扩大矿井生产能力。一、矿井改扩建一、矿井改扩建矿井改扩建是对储量丰富、开采条件好、矿井改扩建是对储量丰富、开采条件好、已经达到和超过设计生产能力的矿井进行的技已经达到和超过设计生产能力的矿井进行的技术改造。术改造。第三节矿井技术改造1、矿井改扩建的基本条件、矿井改扩建的基本条件足够的煤炭储量；足够的煤炭储量；开采条件（煤层赋存、地质构造）合适；开采条件（煤层赋存、地质构造）合适；有增产潜力（原生产系统、设施）；有增产潜力（原生产系统、设施）；有可充分利用的原井上下生产系统和设施。有可充分利用的原井上下生产系统和设施。2、矿井改扩建方式、矿井改扩建方式矿井合理集中生产；矿井合理集中生产；矿井开拓系统技术改造；矿井开拓系统技术改造；矿井生产系统技术改造。矿井生产系统技术改造。第三节矿井技术改造二、矿井合理集中生产二、矿井合理集中生产生生产产集集中中化化 指指生生产产手手段段和和劳劳动动力力在在时时间间和和空空间间上上的的集集中中，在在单单位位时时间间及及较较小小空空间间上上，用用最最少少的的劳劳动动消消耗耗，取取得得最最大大的的产产量量和和最最佳佳经经济济效效果。果。生生产产集集中中化化的的途途径径：矿矿井井合合并并、扩扩大大井井田田范范围、提高开采强度。围、提高开采强度。第三节矿井技术改造1、矿井合并、矿井合并相邻井田在向深部发展中合并。相邻井田在向深部发展中合并。片盘斜井群合并，我国曾将片盘斜井群合并，我国曾将94处合并为处合并为31处处富富力力矿矿上上部部7对对片片盘盘斜斜井井，深深部部集集中中开开拓拓，A由由108万万t/a189万万t/a200万万t/a整合小煤矿后合并成一个大型煤矿。整合小煤矿后合并成一个大型煤矿。新旧矿井合并。新旧矿井合并。淮淮北北局局，原原26对对矿矿井井，现现为为9个个矿矿井井。徐徐州州局局的的庞庞庄庄煤煤矿矿即即有有庞庞庄庄煤煤矿矿、张张小小楼楼煤煤矿矿和和东城煤矿三矿组成。东城煤矿三矿组成。第三节矿井技术改造2、扩大井田范围、扩大井田范围毕各庄井田不再建矿，划归范各庄矿井田毕各庄井田不再建矿，划归范各庄矿井田第三节矿井技术改造3、矿井单独集中改造、矿井单独集中改造加加大大水水平平垂垂高高、采采区区尺尺寸寸、工工作作面面长长度度和和工工作面连续推进长度、提高单产；作面连续推进长度、提高单产；水水 平平 集集 中中 一一 个个 水水 平平 保保 矿矿 井井 产产 量量（16 时，上下山开采）；时，上下山开采）；采采区区集集中中适适当当加加大大采采区区走走向向长长度度，提提高高工作面单产水平。工作面单产水平。采面集中采面集中提高提高A的关键。的关键。一一矿矿一一区区一一面面，一一矿矿一一区区两两面面，跨跨上上下下山山或或石门开采，倾斜长壁。石门开采，倾斜长壁。第三节矿井技术改造三、改三、改扩建矿井的开拓系统改造扩建矿井的开拓系统改造由由单单一一井井筒筒（硐硐）开开拓拓形形式式改改造造为为综综合合开开拓拓形式；形式；原平硐开拓，延深新水平时增立井或斜井；原平硐开拓，延深新水平时增立井或斜井；原原斜斜井井开开拓拓，延延深深新新水水平平时时新新增增立立井井（多多作作副立井）；副立井）；原原立立井井开开拓拓，延延深深新新水水平平时时新新增增斜斜井井（多多作作主斜井）；主斜井）；综合开拓形式矿井的开拓系统改造；综合开拓形式矿井的开拓系统改造；立立井井箕箕斗斗提提升升改改造造为为斜斜井井胶胶带带提提升升（主主斜斜副副立）。立）。第三节矿井技术改造四、矿井四、矿井生产系统的技术改造生产系统的技术改造改造矿井生产系统的薄弱环节。改造矿井生产系统的薄弱环节。矿矿井井井井下下生生产产系系统统包包括括：提提升升、运运输输、通通风、排水、动力供应。风、排水、动力供应。第三节矿井技术改造1、矿井提升系统改造、矿井提升系统改造技术措施：技术措施：普通胶带改为钢丝绳牵引胶带或强力胶带；加普通胶带改为钢丝绳牵引胶带或强力胶带；加大箕斗容量；大箕斗容量；罐笼改为箕斗；罐笼改为箕斗；斜井箕斗或串车改为胶带机；斜井箕斗或串车改为胶带机；绞车由单机拖动改为双机拖动；绞车由单机拖动改为双机拖动；加大提升速度，缩短一次提升时间；加大提升速度，缩短一次提升时间；增加井筒数，加大提升能力。增加井筒数，加大提升能力。第三节矿井技术改造2、矿井运输系统改造、矿井运输系统改造运输系统环节包括：大巷、采区、井底车场、运输系统环节包括：大巷、采区、井底车场、辅助提升。辅助提升。大巷运输改造技术措施：大巷运输改造技术措施：改固定矿车为底卸式矿车；改固定矿车为底卸式矿车；普通胶带改为钢丝绳牵引胶带或强力胶带；普通胶带改为钢丝绳牵引胶带或强力胶带；辅运环节改造措施：辅运环节改造措施：辅助运输采用新设备如：单轨吊、卡轨车、齿辅助运输采用新设备如：单轨吊、卡轨车、齿轨车轨车井底车场及煤仓改造。井底车场及煤仓改造。第三节矿井技术改造3、矿井通风系统技术改造、矿井通风系统技术改造扩大风量、调整全矿通风系统；扩大风量、调整全矿通风系统；改造、更新通风设备；改造、更新通风设备；双双主主扇扇并并联联运运转转；换换高高效效风风机机；采采用用大大功功率离心式风机；更换主扇；改变叶片等。率离心式风机；更换主扇；改变叶片等。第三节矿井技术改造4、排水系统改造、排水系统改造水仓、水泵和管路水仓、水泵和管路5、供供电电系系统统技技术术改改造造增加容量增加容量增加线路增加线路升高电压升高电压6、地面系统改造、地面系统改造第三节矿井技术改造本次课总结学完本节课需要掌握：u回采和掘进计划的编制；u采掘比例关系指标及计算方法；u开采“三量”的管理u矿井开拓延深主要方式；u矿井技术改造的主要类型写在最后写在最后成功的基成功的基础在于好的学在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habits55谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way讲师：XXXXXX XX年XX月XX日