煤矿开采技术概述

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,矿长资格培训,煤矿开采技术,主讲：邹义怀,电话：,13985181401,煤矿开采技术,目录,前 言,第一章 井田开采基本概念,第二章 井田开拓,第三章 采区准备,第四章 回采工艺,前言,一、课程特点,是研究煤矿（地下或露天）开采技术的综合性技术科学。,研究内容：,矿井开拓,部署、,采区巷道布置,、,回采工艺,、矿井开采设计等。,煤矿开采特点,地下作业，生产环节多，工序复杂；,必须有完整和独立的掘进、运输、提升、通风、排水、动力供应等生产系统；,地面布置与井下布置相结合。,教学难点：,煤矿井巷是一个复杂的三维空间系统，教学中很难让学生理解和掌握其空间关系和概念；,煤矿井下机械设备特殊；,课程特点：,三多（叙述多，图多，影响因素多（地质因素、技术因素、经济因素）；,一强（煤矿技术政策特别强，有的技术政策变化特别快）；,一广（适及机械、地质、岩石力学、矿压、井巷工程、制图等多门课程知识）。,复习思考题,1,、简述煤矿开采的特点？,2,、作为矿长，说说你学习,煤矿开采技术,课程的体会及对矿井生产和管理的作用？,第一章 煤矿开采基本概念,一、煤层赋存特征,1,、煤层的结构,指煤层中有无夹石层（夹矸）,简单结构煤层,不含夹石层的煤层,复杂结构煤层,含有夹石层的煤层,夹石层数（一几十层） ，夹石厚度（几厘米几十厘米）,2,、煤层的厚度,煤层顶板到底板的垂直距离。,根据开采技术特点分为：,薄煤层,小于,1.3m,中厚煤层,1.3m,3.5m,厚煤层,大于,3.5m,对煤炭资源回采率的规定：,3,、煤层的倾角,煤层层面与水平面之间所夹的最大锐角。,根据开采技术特点分为：,缓倾斜煤层,小于,25,倾斜煤层,25,45,急倾斜煤层,大于,45,通常将倾角小于,8,的煤层称近水平煤层。,二、煤田开采基本概念,煤矿,煤田,井田,以煤炭开采为目的的工业企业。,在地质历史发展的过程中,，含碳物质沉积,形成的,基本连续的,大面积含煤地带,称为煤田。,划归,一个矿井,开采的那部分煤田。,井田范围：,由,拐点坐标,及,开采深度,确定；,包括井田走向长、倾斜宽、面积。,矿井储量,指井田内可采煤层的全部储,量。（其中根据设计可开采,出来的那部分储量称为可采,储量）。,地质报告提供的查明煤炭资源的全部。,（,331,）（,332,）（,333,）。,1,、矿井地质资源量,2,、,矿井工业资源储量,（,331,）（,332,）（,333,）,K,。,K,可信度系数（,0.7,0.9,）,3,、,矿井设计资源储量,矿井工业资源储量,减去,设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建,(,构,),筑物煤柱等,永久煤柱损失量,后的资源储量,4,、,矿井设计可采储量,矿井设计资源储量,减去,工业场地和主要井巷煤柱的煤量,后乘以采区回采率,生产能力（井型）,单位时间（一年）内,所能采出的煤炭数量。,以,万,t/a,表示,大型：,120,、,150,、,180,、,240,、,300,及以上,中型：,45,、,60,、,90,小型：,1,、,3,、,6,、,9,、,15,、,21,、,30,服务年限,矿井均衡生产的年限，,a,储量备用系数（一般,1.3,1.5,）。,储量备用系数是为保证矿井有可靠服务年限而在,计算时对储量采用的富裕系数。,三、矿山井巷,为了进行矿井开采，在地下开掘的井筒、巷道和硐室的总称。,按空间位置和形状可分为：,垂直巷道立井、暗立井、溜井,水平巷道平硐、大巷、平巷、石门,倾斜巷道斜井、暗斜井、上山、下山、 斜巷,按服务范围及其用途可分为：,开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷道。,准备巷道：为采区、一个以上区段、分段服务的运输、通风巷道。,回采巷道：形成采煤工作面及为其服务的巷道。,三、矿山井巷,四、矿山生产系统,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,、供气、供水等巷道线路及其设施，是矿井安全生产的前提和保证,生产系统,运煤,运料,通风,排水,供电,五、井田内的再划分,1,、井田内划分阶段,J1,、,J2,、,J3,第一、二、三阶段,1,阶段运输大巷,2,阶段回风大巷,2,、阶段内的再划分,阶段内划分为采区,J1,、,J2,、,J3,阶段,C1,、,C2,、,C3,采区,q1,、,q2,、,q3,区段,采区划分为区段,阶段内划分为分段,阶段内划分为带区,3,、井田直接划分为盘区,（近水平煤层的井田划分）,4,、井田划分为区域,水平的概念：,水平,布置运输或回风大巷的某一标高的水平面（或阶段间的水平分界面）叫水平，通常以标高表示。如,+1500,水平。,开采水平,通常将设有井底车场、运输大巷并且担负该水平运输任务的水平，称“开采水平” 。,上、下山的概念：,上山,位于开采水平以上，煤炭自上向下运,下山,位于开采水平以下，煤炭自下向上运,复习思考题,1,、根据开采技术特点，煤层按厚度和倾角如何分类？,2,、解释煤田、井田？井田范围如何表示？,3,、何为井型，如何计算矿井设计可采储量？简述可采储量、生产能力、服务年限之间的关系？,4,、何为开拓巷道、准备巷道、回采巷道？,5,、矿井必须建立哪些主要的生产系统？,6,、何为平硐、斜井、立井、大巷、平巷、石门？,7,、井田内如何再划分？说明采区和盘区的区别。,8,、何为开采水平？何为上山、下山？,第二章 井田开拓,一、井田开拓方式,第二章 井田开拓,1,、按井筒形式,斜井开拓,主、副井均为斜井,立井开拓,主、副井均为立井,平硐开拓,主、副井均为平硐,综合开拓,主、副井采用不同的井筒形式,（如平硐斜井开拓、平硐立井开拓、斜井立井开拓、平硐斜井立井开拓等）,2,、按水平数目,单水平开拓,整个矿井用一个水平开拓,多水平开拓,两个水平以上开拓全矿井,3,、按上下山布置,上山开拓,上下山开拓,上山与上下山混合开拓,一般综合描述：,如斜井多水平上下山开拓,二、井筒形式,直通地表的井巷。,按用途分有主井、副井、风井、排水井,1,、立井开拓,布置：立井单水平，立井多水平等,装备：箕斗，罐笼,2,、斜井开拓,布置：沿层斜井：沿煤层、沿岩层,穿层斜井：底板穿层、顶板穿层,装备：串车,25,箕斗,=2535,胶带,17,3,、平硐开拓,布置：走向平硐、垂直走向平硐、斜交走向 平硐,顶板穿层、底板穿层,单标高平硐、阶梯平硐,装备：电机车、皮带,*,开拓方式选择原则：,先平硐、后斜井、再立井,技术经济有利（从地质条件、技术条件、经济条件等综合考虑,三、井筒位置及数目,井筒位置,应尽量选择在井田走向储量中央,井筒数目,必须至少有,2,个能行人的通达地面的安全出口，各个出口间的距离不得小于,30m,。,高瓦斯、有煤与瓦斯突出危险的矿井必须设专用回风井。,风井数量应根据开拓部署、通风系统要求、安全生产需要、合理工期安排及投资效益等，经综合论证后确定,三、大巷布置,作用,（煤、矸、材料、人员等）的运输、通风、排水、铺设管线等,基本要求：便于运输、利用掘进和维护、能满足通风安全需要,（层位、断面、坡度）,大巷布置,分层大巷、分组集中大巷、集中大巷,大巷位置,煤层大巷、岩层大巷,大巷数目,单大巷、双大巷、三大巷,大巷运输方式,胶带输送机运输、矿车轨道运输（电机车）,四、井底车场,连接井筒与井下大巷之间的一组,巷道,和,硐室,的总称。,是连接井下运输和井筒提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉。,巷道,存车线（空重车线、材料车线）,调车线（调车线，回车线）,硐室,水泵房、变电所、水仓、调度室、消防材料库、机车充电室、煤仓、人车场等等,复习思考题,1,、井田开拓方式如何分类？,2,、试对比分析立井、斜井、平硐开拓的优缺点？井筒形式选择的原则是什么？,3,、确定井筒的位置及数目应考虑哪些因素？,4,、大巷的布置方式有哪几种？大巷所在位置的不同如何分类？,5,、何为井底车场？有何作用？,第三章 采区准备,一、采区布置（准备）方式,单层布置,一个煤层布置一组上（下）山。,联合布置,多个煤层,共用,一组上（下）山，并用一定的巷道联系各个煤层。,煤层间的联系可采用（石门、立眼、斜巷）。,采区准备方式分类,二、采区上（下）山,1,、上山数目,至少两条,高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置至少,1,条专用回风巷；低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置,1,条专用回风巷。,采区进、回风巷必须贯穿整个采区，严禁一段为进风巷、一段为回风巷。,二、采区上（下）山,2,、上山位置,煤层中、岩层中、穿层布置,二、采区上（下）山,3,、上山运输方式,胶带输送机,串车,刮板输送机,自溜,三、区段平巷,1,、运输方式,胶带输送机、刮板输送机、轨道,2,、布置方式,单巷布置、双巷布置,3,、坡度及方向,运输平巷：中线定向,轨道平巷：腰线定向,三、区段平巷,4,、区段平巷的无煤柱护巷,沿空掘巷,沿空,留巷,四、采区车场,1,、分类,采区上部车场、采区中部车场、采区下部车场,2,、形式,下部车场,按装车站：大巷装车、石 门装车、绕道装车,按材料车线：顶板绕道、底板绕道,四、采区车场,中部车场（甩车场）,按甩车方向：单向甩车、双向甩车,按甩入地点：甩入石门、甩入平巷、甩入绕道,上部车场,A,、甩车场（同中部车场）,B,、平车场（顺向平车场、逆向平车场）,五、采区硐室,采区煤仓、采区绞车房、采区变电所,五、采煤方法,走向长壁采煤法,工作面沿倾向布置，沿走向方向推进,分前进式、后退式,倾斜长壁采煤法,工作面沿走向布置，沿倾斜方向推进,分倾斜长壁、俯斜长壁,复习思考题,1,、采区单层布置和联合布置的主要区别是什么？,2,、煤层间的联系方式有哪几种？,3,、应如何确定采区上下山的位置及数目？,4,、区段平巷的布置方式有哪几种？,5,、区段平巷无煤柱护巷方式有哪几种？,6,、采区车场如何分类？,7,、采区硐室有哪些？,8,、走向长壁和倾斜长壁采煤法主要区别是什么？如何分类。,第四章 回采工艺,工作面,落煤（破煤）、装煤、运煤、支护、顶板管理,等工序在时间和空间上的安排与配合。,一、回采工艺,炮采,打眼放炮落煤、爆破及人工装煤、刮板输送机运煤、单体支架支控顶板,机采,落煤和装煤采用采煤机，其余同炮采,综采,工作面全部采用机械化（采煤机落煤和装煤、刮板输送机运煤、液压支架控制顶板）,1,、落煤,1,）炮采,打眼放炮落煤,炮眼布置,2,）机采和综采,采煤机落煤,2,、装煤,炮采：爆破装煤、人工装煤、机械装煤,机采和综采：采煤机挡煤板及螺旋叶片，刮板输送机铲煤板及挡煤板,3,、运煤,刮板输送机,4,、顶板支护,基本支架（工作面）,端头支护（上下出口）,5,、顶板管理（采空区处理）,全部垮落法,缓慢下沉法,煤柱支撑法,局部充填法,全部充填法,二、回采工作面的生产组织,1,、循环作业的概念,循环,采煤工作面完成落煤、装煤运煤、支护和处理采空区的周而复始的过程。,循环的标志,炮采及机采：回柱放顶,综采：移架,回采工作面必须实现正规循环作业：即在规定时间（,1,天,24h,）内，保质、保量、安全地完成作业规程中循环图表所规定的全部工序及工作量。,每个工作面必须有自已的作业规程,2,、循环作业的内容,循环方式,循环进度与昼夜循环数的总称,循环进度：完成一个循环工作面推进的距离,昼夜循环数：每天完成的循环个数,作业方式,采煤工作面一昼夜内采煤班和准备班的配合方式,准备班工作回柱、检修刮板输送机、缩短运输平巷中的刮板输送机、超前工作面加强支护,两采一准 三八制,三采三准（三班采煤，边采边准备） 三八制,三采一准 四六制,两班半采煤，半班准备 三八制,四班交叉,2,、循环作业的内容,劳动组织,专业工种 ：钻眼爆破（放炮）、装药、机电维修,综合工种 ：装煤、支柱、回柱放顶,专业工种一般在全工作面长度内工作,综合工种一般在工作面的一段长度内工作,有追机作业、分段作业、分段接力追机作业几种形式,工序安排,各工序在时间上的顺序和空间上的位置的合理安排（平行作业、流水作业）,3,、循环作业图,循环作业的内容通过循环作业图表示,3,、循环作业图,3,、循环作业图,复习思考题,1,、简述何为回采工艺？炮采、机采、综采的主要区别是什么？,2,、何为循环，循环的标志是什么？,3,、循环作业的内容有哪些？,4,、解释循环方式、作业形式。,5,、说明循环作业图的重要性。,