中国矿业大学采矿学课件2.ppt

第一页，编辑于星期六：十四点 五十六分。第二十二章第二十二章 井田开拓的基本问题井田开拓的基本问题第一节第一节 井筒（硐）形式及位置井筒（硐）形式及位置第二节第二节 风井布置风井布置第三节第三节 开采水平的划分及大巷布置开采水平的划分及大巷布置第四节第四节 采掘关系与三量管理采掘关系与三量管理第二页，编辑于星期六：十四点 五十六分。第一节第一节 井筒（硐）形式及位置井筒（硐）形式及位置一、井筒（硐）形式一、井筒（硐）形式二、井筒（硐）位置二、井筒（硐）位置2425202318161725202324212221222219151413191011954328761+350cm1704I+450+400+350+300I - I463+300I3I5847612+450+400I2175第三页，编辑于星期六：十四点 五十六分。mm1- 28010112- 10081876+ 8094215531+10467148I12I - I35- 3009I8+147+- 1201742m1m- 4801476131762593811375 642891II - I10,7101159124I6,第四页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（一）平硐开拓与斜井、立井开拓的比较（一）平硐开拓与斜井、立井开拓的比较 平硐的优点：平硐的优点：最简单的开拓方式，在技术上和经济上最有利：最简单的开拓方式，在技术上和经济上最有利： （1） 煤由平硐直接外运，运输环节少，设备少，系煤由平硐直接外运，运输环节少，设备少，系统简单，费用低；统简单，费用低； （2） 地面工业广场建筑和设施简单；地面工业广场建筑和设施简单； （3） 不需留工业广场煤柱；不需留工业广场煤柱； （4） 井内不设井底车场，水自流，无水仓，排水费井内不设井底车场，水自流，无水仓，排水费用低；用低； （5） 施工条件好，掘进速度快。施工条件好，掘进速度快。 平硐的适用条件：平硐标高以上有足够储量的平硐的适用条件：平硐标高以上有足够储量的山岭地带应优先采用。山岭地带应优先采用。第五页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（二）斜井与立井比较（二）斜井与立井比较 斜井的优点斜井的优点1 1）井筒施工工艺、施工设备和工序简单，掘）井筒施工工艺、施工设备和工序简单，掘进快，单价低；进快，单价低；2 2）地面设施和装备简单）地面设施和装备简单 3）井底车场设施和装备简单）井底车场设施和装备简单 4）延深方便，生产和延深相互干扰小；）延深方便，生产和延深相互干扰小；5）采用胶带机的主斜井能力大）采用胶带机的主斜井能力大,不受长度限制不受长度限制 6）初期投资少）初期投资少 第六页，编辑于星期六：十四点 五十六分。斜井的缺点斜井的缺点 1）井身长，绞车（串车）提升能力受限制；）井身长，绞车（串车）提升能力受限制；2）通过井筒的各种管线长，通风、动力供应、）通过井筒的各种管线长，通风、动力供应、排水等生产经营费较高；排水等生产经营费较高； 3）井筒维护工程量大；井筒维护工程量大； 4）对地质条件适应性差。对地质条件适应性差。斜井的斜井的适用条件适用条件适应大中小矿井；适应大中小矿井； 煤层埋藏浅煤层埋藏浅 ；表土层不厚，水文地质条件简；表土层不厚，水文地质条件简单，不需特殊施工法施工的缓斜和倾斜煤层；单，不需特殊施工法施工的缓斜和倾斜煤层；胶带机可长；串车提升不宜超过三段提升。胶带机可长；串车提升不宜超过三段提升。第七页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（三）（三）立井与斜井比较立井与斜井比较 立井的优缺点与斜井相反立井的优缺点与斜井相反l 立井的优点立井的优点 1、 同样采深条件下，井身短，通过井筒的各种管线短；同样采深条件下，井身短，通过井筒的各种管线短； 2、 提升速度快，机械化程度高，易自动控制；对辅助提提升速度快，机械化程度高，易自动控制；对辅助提升有利，人员提升快；对深井开采有利；升有利，人员提升快；对深井开采有利； 3、 井筒断面大，通风阻力小，提升，排水、动力供应等井筒断面大，通风阻力小，提升，排水、动力供应等生产经营费用低；生产经营费用低； 4、 井筒易维护；井筒易维护； 5、 对各种地质条件适应性强，技术可靠，不受煤对各种地质条件适应性强，技术可靠，不受煤层倾角，层倾角，CH4、水文等限制。、水文等限制。第八页，编辑于星期六：十四点 五十六分。立井的缺点立井的缺点： 1）井筒施工复杂：需较高技术、较多设备、速度慢；）井筒施工复杂：需较高技术、较多设备、速度慢； 2） 井筒装备复杂，基建投资大；井筒装备复杂，基建投资大； 3） 井筒延深困难。井筒延深困难。立井的立井的适用条件适用条件 1） 煤层埋藏深、表土厚或水文情况复杂，井筒需特殊煤层埋藏深、表土厚或水文情况复杂，井筒需特殊施工；施工； 2）开采煤层受倾角、厚度、）开采煤层受倾角、厚度、CH4、水文等条件限制；、水文等条件限制； 3） 多水平开采的急斜煤层；多水平开采的急斜煤层；凡不适合斜井、平硐及综合开拓方式时，均可采用立井开凡不适合斜井、平硐及综合开拓方式时，均可采用立井开拓。拓。 第九页，编辑于星期六：十四点 五十六分。二、井筒（硐）位置的选择二、井筒（硐）位置的选择合理的井筒位置应有利于：合理的井筒位置应有利于：井下生产；井下生产；井筒和井底车场的开掘、维护及使用安全；井筒和井底车场的开掘、维护及使用安全；地面工业广场的布置。地面工业广场的布置。要求：要求：不受地面和井下地质条件限制时，井不受地面和井下地质条件限制时，井筒应位于井田储量中心筒应位于井田储量中心（主要指立井）（主要指立井）第十页，编辑于星期六：十四点 五十六分。(一一) 井筒（硐）沿走向方向的有利位置井筒（硐）沿走向方向的有利位置 1、大巷运输工作量、大巷运输工作量 LWL / 2储量储量 U = L (W/cos ) m LWL / 4l 井筒在井田中央井筒在井田中央:大巷运输工作量大巷运输工作量 = U / 2L/ 4 2=U L/4在走向方向上井筒位于井田中央在走向方向上井筒位于井田中央大巷运输工作量最小大巷运输工作量最小 井筒在井田一侧井筒在井田一侧:大巷运输工作量大巷运输工作量=UL/ 2第十一页，编辑于星期六：十四点 五十六分。2、均衡生产及矿井生产能力、均衡生产及矿井生产能力井筒在井田中央，井筒在井田中央，两翼能均衡生产，生产能两翼能均衡生产，生产能力大。力大。井筒在井田一侧，井筒在井田一侧，单翼开采，生产能力小单翼开采，生产能力小3、通风、通风 LWL / 4QSLPh23井筒在井田中央，井筒在井田中央，两翼风量分配较均衡，两翼风量分配较均衡，风路短，风压小。风路短，风压小。井筒在井田一侧，井筒在井田一侧，风路长，风路长，大巷通过风量大，风压大巷通过风量大，风压大。欲降风压，巷道断大。欲降风压，巷道断面面 第十二页，编辑于星期六：十四点 五十六分。3、采掘接替、采掘接替井筒在井田中央，井筒在井田中央，两翼基本同时结束，较快两翼基本同时结束，较快转入下水平转入下水平井筒在井田一侧，井筒在井田一侧，生产能力相同时，后期一生产能力相同时，后期一翼生产，运输、通风过分集中，采掘相互干翼生产，运输、通风过分集中，采掘相互干扰，不能较快转入下水平扰，不能较快转入下水平LWL / 4第十三页，编辑于星期六：十四点 五十六分。实际中形成单翼井田的原因：实际中形成单翼井田的原因：地质勘探资料不足，井筒需要靠近高级储量地质勘探资料不足，井筒需要靠近高级储量范围；范围；受地形限制；受地形限制；后期增产，改建扩大井田范围。后期增产，改建扩大井田范围。如范各庄矿，后把毕各庄扩进去，井型由如范各庄矿，后把毕各庄扩进去，井型由180320万万t/a，井筒位于非储量中心。，井筒位于非储量中心。 第十四页，编辑于星期六：十四点 五十六分。(二二四四)井筒（硐）沿倾斜方向的有利位置井筒（硐）沿倾斜方向的有利位置1、立井、立井 4水平水平1水平水平3水平水平2水平水平5水平水平石门工程量石门工程量 初期工程量初期工程量井筒在井筒在位置石门长度最短，初期工程量较小位置石门长度最短，初期工程量较小第十五页，编辑于星期六：十四点 五十六分。工业广场压煤工业广场压煤 煤柱损失与埋深、倾角成正比煤柱损失与埋深、倾角成正比井筒位于浅部时煤柱损失较小井筒位于浅部时煤柱损失较小 但要尽量减少第一水平煤柱损失但要尽量减少第一水平煤柱损失 第十六页，编辑于星期六：十四点 五十六分。富含水层限制富含水层限制C位置不受位置不受富含水层限制富含水层限制不受其它条件限制的条件下：不受其它条件限制的条件下： 2221144BC31A4第十七页，编辑于星期六：十四点 五十六分。立井井筒位置一般应用立井井筒位置一般应用缓、中倾斜煤层：缓、中倾斜煤层：单水平上下山开拓，单水平上下山开拓，上山部分略大于下山部分；或井筒位于井田上山部分略大于下山部分；或井筒位于井田中央。中央。 多水平开拓，可采总厚度大，要求保护井筒多水平开拓，可采总厚度大，要求保护井筒及工广煤柱少；初期工程量小；井筒煤柱不及工广煤柱少；初期工程量小；井筒煤柱不占初期投产采区。占初期投产采区。井筒沿倾斜适当靠近井田上部井筒沿倾斜适当靠近井田上部“中偏上中偏上”， 位置处于高级储量之中心。位置处于高级储量之中心。第十八页，编辑于星期六：十四点 五十六分。2、斜井、斜井井筒沿倾斜方向的位置主要选择层位井筒沿倾斜方向的位置主要选择层位适合的倾角，利于运输适合的倾角，利于运输mm1- 28010112- 10081876+ 8094215531第十九页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（五）有利于井筒和井底车场施工和维护（五）有利于井筒和井底车场施工和维护井筒尽量不穿过流砂层、井筒尽量不穿过流砂层、厚冲积层及富含水层；厚冲积层及富含水层；井筒不穿过地质破坏剧井筒不穿过地质破坏剧烈带及采动区；烈带及采动区；“平二平二矿矿”实例。实例。井底车场应处于较好的井底车场应处于较好的围岩之中（无大构造）。围岩之中（无大构造）。李雅庄矿：井底车场位李雅庄矿：井底车场位置处于地质构造带内。置处于地质构造带内。2425202318161725202324212221222219151413191011954328761第二十页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（六）（六）有利于有利于工业广场布置合理工业广场布置合理不占或少占农田，避免河流改道，不占重要不占或少占农田，避免河流改道，不占重要文物古迹及园林。文物古迹及园林。有足够的场地，合理布置工业广场并留有余有足够的场地，合理布置工业广场并留有余地，利于外接地，利于外接“国铁国铁”。有好的工程地质和水文地质条件，避免滑坡、有好的工程地质和水文地质条件，避免滑坡、山崩等威胁，利于居山崩等威胁，利于居民点建设。民点建设。井口处于当地最高洪水位之上。井口处于当地最高洪水位之上。注意风向：避免长年风向正对井筒进风方向，注意风向：避免长年风向正对井筒进风方向，以防污染。以防污染。第二十一页，编辑于星期六：十四点 五十六分。井筒位置井筒位置一般选用原则：一般选用原则： 井筒位置井筒位置一般选用原则：一般选用原则： A、选择工业广场不太困难，先考虑井下开采、选择工业广场不太困难，先考虑井下开采合理的井筒位置；合理的井筒位置； B、选择工业广场困难，先、选择工业广场困难，先“工广工广”合理，并合理，并结合井下一并考虑。结合井下一并考虑。C、冲积层很厚，水文复杂，结合井下有利位、冲积层很厚，水文复杂，结合井下有利位置和冲积层较薄的地点进行。置和冲积层较薄的地点进行。第二十二页，编辑于星期六：十四点 五十六分。急斜煤层：急斜煤层： 可采可采 M大时，应减少大时，应减少煤损。煤损。 井筒位置：布置于井筒位置：布置于煤系底部煤层或底煤系底部煤层或底板中。板中。323314近水平煤层：近水平煤层：井筒井筒位置应靠近井田储位置应靠近井田储量中央。量中央。第二十三页，编辑于星期六：十四点 五十六分。第二节第二节 风井位置风井位置一、风井布置方式一、风井布置方式风井：回风井风井：回风井瓦斯等级瓦斯等级井型大小井型大小井田走向长度井田走向长度煤层条件（埋深）煤层条件（埋深）通风系统方式等合理确定。通风系统方式等合理确定。第二十四页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（一）、中央并列式通风（一）、中央并列式通风：布置：进、回风井布置在一个工业广场内；布置：进、回风井布置在一个工业广场内；两井相距中小型井两井相距中小型井30 50m，大型井，大型井60 150m。3I125I4I I25341第二十五页，编辑于星期六：十四点 五十六分。使用：使用：a.罐笼或串车提煤的中小型井罐笼或串车提煤的中小型井 主井主井进风，副井回风。进风，副井回风。 b.箕斗或胶带运煤的大中型井箕斗或胶带运煤的大中型井 副井进副井进风，主井回风风，主井回风 c.在井田上部边界设安全出口。在井田上部边界设安全出口。优点优点:工业广场集中，管理方便；保护井筒煤工业广场集中，管理方便；保护井筒煤柱少。柱少。缺点：缺点：通风线路长，风阻大，漏风多。通风线路长，风阻大，漏风多。适用：适用：井田尺寸、能力不很大、低瓦斯矿井，井田尺寸、能力不很大、低瓦斯矿井， 矿井投产早期。矿井投产早期。第二十六页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（二）、中央边界式通风（二）、中央边界式通风（中央分列式）（中央分列式）布置：布置：主、副井位于井田中央，风井设在井主、副井位于井田中央，风井设在井田中央上部边界。风井深度小。田中央上部边界。风井深度小。I1234I651234I-I65第二十七页，编辑于星期六：十四点 五十六分。使用：使用：副井进风，风井回风；副井进风，风井回风；优点：优点：风路短，风阻小，井下漏风少；风路短，风阻小，井下漏风少；缺点：缺点：开采深部时，要维护较长的上山回风巷开采深部时，要维护较长的上山回风巷道；工业广场分散。道；工业广场分散。适用：适用：煤层赋存不太深的缓、中倾斜煤层矿井；煤层赋存不太深的缓、中倾斜煤层矿井；煤层赋存深，瓦斯大的矿井。煤层赋存深，瓦斯大的矿井。I1234I651234I-I65第二十八页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（三）对角式通风（三）对角式通风 两翼对角式两翼对角式 布置：布置：进风井位于井田中央，风进风井位于井田中央，风井成对角布置在井田两翼上部边界。井成对角布置在井田两翼上部边界。使用：使用：1主井，主井，2进风井，进风井，5回风井回风井I132544I I123455I第二十九页，编辑于星期六：十四点 五十六分。优点：优点：风路变化小，风压变动小，风机工作风路变化小，风压变动小，风机工作稳定。稳定。 当一翼发生灾变时，另一翼可以正常工作。当一翼发生灾变时，另一翼可以正常工作。缺点：缺点：风机和通风设备多，工业广场分散，风机和通风设备多，工业广场分散，建井时间长，建井时间长，主副井与风井贯通距离长。主副井与风井贯通距离长。I132544I I123455I第三十页，编辑于星期六：十四点 五十六分。对角式通风适用：对角式通风适用：对通风要求很严格的矿对通风要求很严格的矿井，高瓦斯矿井井，高瓦斯矿井煤层易自燃的矿井煤层易自燃的矿井煤和瓦斯突出矿井煤和瓦斯突出矿井井田一翼长达井田一翼长达6-8km，后期风路长，后期风路长I132544I I123455I第三十一页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（四）采区风井通风（四）采区风井通风布置：布置：风井设在各采区风井设在各采区使用：使用：中央井筒进风，各采区回风井回风。中央井筒进风，各采区回风井回风。3214I3214444I第三十二页，编辑于星期六：十四点 五十六分。优点：优点：通风线路短；各采区通风方便、灵活；通风线路短；各采区通风方便、灵活；风阻小。可不设回风大巷。风阻小。可不设回风大巷。建井可平行施工，建井期短。建井可平行施工，建井期短。缺点：缺点：风井及设备多，管理分散。风井及设备多，管理分散。适用：适用：井田上部距地表浅（井田上部距地表浅（50 100m），采区），采区尺寸大的采区。尺寸大的采区。3214I3214444I第三十三页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（五）混合式通风（五）混合式通风中央边界式与对角式，中央边界式与对角式，中央并列式与对角式，中央并列式与对角式，风井布置应因地制宜，灵活运用。风井布置应因地制宜，灵活运用。如如 : a、矿井表土浅，可开采第一水平设小风井；第二水、矿井表土浅，可开采第一水平设小风井；第二水平改其他方式。平改其他方式。b、井田走向大的矿井（、井田走向大的矿井（6 8km），）， 初期用中央并列式，初期用中央并列式，后期用中央对角式。后期用中央对角式。c、风井有效半径：一个专用风井的有效半径大致控、风井有效半径：一个专用风井的有效半径大致控制在制在3km左右。左右。第三十四页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（六）分区域通风（六）分区域通风多井筒分区域开多井筒分区域开拓的特大型井拓的特大型井布置：布置：每个分区每个分区域设一对进、回域设一对进、回风井，独立进回风井，独立进回风。风。oN1N587No2431000NNoom42351No6第三十五页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（六）分区域通风（六）分区域通风适用：适用：各区域开采范围及生产能力很大时各区域开采范围及生产能力很大时用。用。优点：优点：通风线路短；各分区通风方便、灵通风线路短；各分区通风方便、灵活；风阻小。活；风阻小。缺点：缺点：风井及设备多，管理分散。风井及设备多，管理分散。第三十六页，编辑于星期六：十四点 五十六分。第三节第三节 开采水平的划分及大巷布置开采水平的划分及大巷布置一、开采水平划分一、开采水平划分 l 阶段：阶段：(horizon ) 沿一定标高划分的一沿一定标高划分的一部分井田。部分井田。l 开采水平：（开采水平：（mining level）运输大巷及井底车场所在的水平位置及所服运输大巷及井底车场所在的水平位置及所服务的开采范围。务的开采范围。l 开采水平垂高开采水平垂高H：开采水平上下边界之：开采水平上下边界之间的垂直距离。间的垂直距离。第三十七页，编辑于星期六：十四点 五十六分。下上上上辅上H =H阶阶 =H上上 H=H上上+H下下 H=H上上+H辅辅 H=H上上+H辅辅+H下下 第三十八页，编辑于星期六：十四点 五十六分。l 开采水平划分的意义：开采水平划分的意义：影响矿井建设时期的技术经济指标影响矿井建设时期的技术经济指标; 初期建井工程量；初期建井工程量；初期建井工期；初期建井工期；初期基建投资等初期基建投资等;长期影响矿井的生产技术面貌和技术经济效长期影响矿井的生产技术面貌和技术经济效果：产量、效率、安全、采掘关系，元果：产量、效率、安全、采掘关系，元/t等。等。第三十九页，编辑于星期六：十四点 五十六分。确定水平垂高实质上是定确定水平垂高实质上是定: :阶段垂高（阶段斜长）阶段垂高（阶段斜长）和要不要上下山开采和要不要上下山开采 （一）合理的开采水平垂高（一）合理的开采水平垂高 1、合理的阶段斜长、合理的阶段斜长合理的采区巷道布置及生产系统；合理的采区巷道布置及生产系统；合理的区段数；合理的区段数；合理的采煤工艺及采面参数；合理的采煤工艺及采面参数；在一定设备条件下，能达到的阶段斜长。在一定设备条件下，能达到的阶段斜长。 第四十页，编辑于星期六：十四点 五十六分。1）运煤）运煤（1）缓、中倾斜煤层：）缓、中倾斜煤层：i、上山、上山胶带或铁溜槽胶带或铁溜槽不限制上山斜长。不限制上山斜长。ii、上山、上山串车：只设一段绞车提升，验算绞车能力每串车：只设一段绞车提升，验算绞车能力每班班6小时，运输不均衡系数取小时，运输不均衡系数取1.5。（2）急斜煤层：上山溜煤眼）急斜煤层：上山溜煤眼 70m.冲垮支架冲垮支架;堵眼事故；煤碎。堵眼事故；煤碎。(3)近水平煤层，盘区近水平煤层，盘区 一般一般上山斜长上山斜长 2000m，下山斜长，下山斜长 1500m，有加大的，有加大的趋势趋势石门盘区斜长不受限制石门盘区斜长不受限制第四十一页，编辑于星期六：十四点 五十六分。2）辅运）辅运（1）受绞车能力限制，采用一段单钩串车提）受绞车能力限制，采用一段单钩串车提升。升。 1.6m绞车绞车:容绳量容绳量600多多m； 2.0m绞车：容绳量绞车：容绳量960m ；2.5m绞车：容绳量绞车：容绳量1100m 。 (2）单轨吊）单轨吊不受限制，适用不受限制，适用。第四十二页，编辑于星期六：十四点 五十六分。3）行人方便。）行人方便。4）合理的区段数目）合理的区段数目 (1） 阶段斜长阶段斜长 / 区段斜长区段斜长 = 整倍数；整倍数； ( 2） 采区内同采工作面数：采区内同采工作面数：1 2个；个；当前合理的区段数当前合理的区段数 缓斜煤层缓斜煤层 3 5个，急个，急斜煤层斜煤层2 3个个 第四十三页，编辑于星期六：十四点 五十六分。2、利于采区正常接替、利于采区正常接替一个采区开始减产，新采区应投产。一个采区开始减产，新采区应投产。一个采区的服务年限新采区开拓准备时间一个采区的服务年限新采区开拓准备时间.斜长斜长 ,储量储量Z .利于接替。利于接替。3、经济上有利的水平垂高、经济上有利的水平垂高H ，N水平水平 ，阶段斜长，阶段斜长 井田开拓巷道（大巷、采区石门、采区硐室井田开拓巷道（大巷、采区石门、采区硐室等）及相应投资等）及相应投资 ，设备安装及折旧费，设备安装及折旧费 ，元，元/t .基建费基建费 ；H ，N水平水平 ，阶段斜长，阶段斜长 生产经营费（运煤、通风、维护费等）生产经营费（运煤、通风、维护费等） ；第四十四页，编辑于星期六：十四点 五十六分。4、合理的水平服务年限及足够储量、合理的水平服务年限及足够储量l 合理水平服务年限：上水平开始减产，合理水平服务年限：上水平开始减产，新水平应做好准备。新水平应做好准备。一般水平接替需一般水平接替需5 8年年延深新水平延深新水平3 5年年 井筒延深井筒延深1年年 井底车场、石门及主运大巷井底车场、石门及主运大巷1.5 2年年 采区准备采区准备1.5 2年年水平过渡水平过渡2 3年年不同井型开采水平服务年限表不同井型开采水平服务年限表203示。示。第四十五页，编辑于星期六：十四点 五十六分。l 足够储量足够储量合理的水平垂高合理的水平垂高 表表22-1 P468水平垂高水平垂高H的发展趋势的发展趋势 加大。加大。采面产量集中采面产量集中高产高效；高产高效；上下山上下山胶带。胶带。绞车绞车 2.5m，单轨吊，单轨吊第四十六页，编辑于星期六：十四点 五十六分。近水平煤层开采的水平垂高近水平煤层开采的水平垂高第四十七页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（二）下山开采的应用（二）下山开采的应用下山及下山开采下山及下山开采下山采区：下山采区：开采水平之下的采区。开采水平之下的采区。下山：为下山采区下山：为下山采区服务的主要倾斜巷道。服务的主要倾斜巷道。运输下山，轨道下山，通风行人下山等。运输下山，轨道下山，通风行人下山等。下山开采：下山开采：利用原开采水平的井巷和设施，利用原开采水平的井巷和设施，开采该开采水平之下的采区，煤从下向上运开采该开采水平之下的采区，煤从下向上运输。输。上下山开采：上下山开采：一个开采水平既采上山阶段又一个开采水平既采上山阶段又采下山阶段。采下山阶段。第四十八页，编辑于星期六：十四点 五十六分。1、上下山开采的比较、上下山开采的比较比较比较 利用原有开采水平进行下山开采；利用原有开采水平进行下山开采； 另设开采水平进行上山开采。另设开采水平进行上山开采。第四十九页，编辑于星期六：十四点 五十六分。1235664891071211127(A)(C)(B)上上下下山山开开采采的的比比较较第五十页，编辑于星期六：十四点 五十六分。HHba21开采方式开采方式上山开采上山开采 上下山开采中的下山开采上下山开采中的下山开采1、开拓工程、开拓工程量量（井筒、井底车场、石门、（井筒、井底车场、石门、运输大巷等）大运输大巷等）大（井筒、井底车场、石门、（井筒、井底车场、石门、运输大巷等）小运输大巷等）小2、基建投资、基建投资大大小小3、水平垂高、水平垂高Hb4、水平服务、水平服务年限及接替年限及接替T短，井筒延深多次；接替紧短，井筒延深多次；接替紧张张T长；井筒延深次数少；利长；井筒延深次数少；利于接替于接替5、运输、运输煤（矸）下运，能力大，费煤（矸）下运，能力大，费用低；全矿有折返运输用低；全矿有折返运输煤（矸）上运，能力低，费煤（矸）上运，能力低，费用低；全矿无折返运输用低；全矿无折返运输6、掘进、掘进工序简单，方便，成本低工序简单，方便，成本低工序复杂，装运困难，速度工序复杂，装运困难，速度慢，成本高；水大时困难慢，成本高；水大时困难上山开采与上下山开采中的下山开采比较上山开采与上下山开采中的下山开采比较第五十一页，编辑于星期六：十四点 五十六分。7、通风、通风新风、泛风均向上，新风、泛风均向上，线路短；漏风少；线路短；漏风少；通风设施少；管理通风设施少；管理方便，费用低。方便，费用低。两下山相距近，负压大，漏风大两下山相距近，负压大，漏风大; 通风线路长，最困难时期比上通风线路长，最困难时期比上山采区长一倍山采区长一倍; 通风交叉点和设通风交叉点和设施多，施多，管理复杂管理复杂,CH4大时，费大时，费用高。用高。8、排水、排水水自流入仓，系统水自流入仓，系统简单简单费用低费用低每个区段设临时水窝，安小水泵每个区段设临时水窝，安小水泵排水至大巷排水至大巷 水小时水小时将采区下山一次掘至终深，在将采区下山一次掘至终深，在采区下部设水仓及硐室，安泵排采区下部设水仓及硐室，安泵排水水.总工程量大，费用高总工程量大，费用高技术上技术上基建投资基建投资生产经营费生产经营费优优高高低低可行可行低低高高上山开采与上下山开采中的下山开采比较上山开采与上下山开采中的下山开采比较第五十二页，编辑于星期六：十四点 五十六分。l 下山开采在技术上的问题随煤层倾角变下山开采在技术上的问题随煤层倾角变小而变弱小而变弱下山开采在经济上有利，上山开采在技术上下山开采在经济上有利，上山开采在技术上优越。优越。 第五十三页，编辑于星期六：十四点 五十六分。2、下山采区巷道布置、下山采区巷道布置l 上下山采区划分一致，对应的上、下山尽量靠近，上下山采区划分一致，对应的上、下山尽量靠近，以便利用：以便利用：上山采区装车站、煤仓、车场上山采区装车站、煤仓、车场l 产量大、产量大、CH4大，可用三条下山。大，可用三条下山。l 下山采区回风下山采区回风维护上山采区上山及总回风道，风井及通风设施为下维护上山采区上山及总回风道，风井及通风设施为下山采区通风。山采区通风。利用运输大巷配风巷回风。利用运输大巷配风巷回风。Fig、226示，示，l 多水平上下山开采的第二水平的回风多水平上下山开采的第二水平的回风i、在第二水平的上山部分设总回风巷，利用上山或、在第二水平的上山部分设总回风巷，利用上山或石门直通第一水平回风系统；石门直通第一水平回风系统；第五十四页，编辑于星期六：十四点 五十六分。2、下山开采的应用条件、下山开采的应用条件l 煤层煤层16 ，CH4低，涌水量小，最优。低，涌水量小，最优。l 井田深部边界不一，储量不足，不宜再延深或井田深部边界不一，储量不足，不宜再延深或设水平。设水平。l 多水平开采矿井，开采强度大，井田走向短，上下多水平开采矿井，开采强度大，井田走向短，上下水平接替紧张，可用上水平巷道，在井田中央划下山采区水平接替紧张，可用上水平巷道，在井田中央划下山采区（设剃头下山采区）担负生产任务。（设剃头下山采区）担负生产任务。通过下山掘一部分下水平的大巷、车场、水仓等，加快下通过下山掘一部分下水平的大巷、车场、水仓等，加快下水平开拓延深。水平开拓延深。l 煤系底板为奥灰岩（富含水），井筒不能延深，有煤系底板为奥灰岩（富含水），井筒不能延深，有时不得不开下山。如彩屯矿，平顶山局。时不得不开下山。如彩屯矿，平顶山局。l 井田深部境界煤层勘探程度低，需补充勘探又困难，井田深部境界煤层勘探程度低，需补充勘探又困难，可用下山开采，起勘探煤层作用。可用下山开采，起勘探煤层作用。第五十五页，编辑于星期六：十四点 五十六分。3、下山开采与主要下山开采的区别、下山开采与主要下山开采的区别主要下山：集中下山，中央下山、暗斜井。主要下山：集中下山，中央下山、暗斜井。在井田某一开采水平中央布置主要下山；在井田某一开采水平中央布置主要下山；在主要下山下部设立开采水平；在主要下山下部设立开采水平；主要下山下部的开采水平仍为上山开采。主要下山下部的开采水平仍为上山开采。第五十六页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（三）辅助水平的应用（三）辅助水平的应用（subsidiary level） 辅助水平（中间水平）辅助水平（中间水平） 在开采水平内，因在开采水平内，因生产需要（局部阶段斜长过大）而增设有运生产需要（局部阶段斜长过大）而增设有运输大巷的水平位置及所服务的开采范围。输大巷的水平位置及所服务的开采范围。一个开采水平开采两个上山阶段，在两上山一个开采水平开采两个上山阶段，在两上山阶段间设辅助水平，其水平垂高阶段间设辅助水平，其水平垂高H=H1+H2第五十七页，编辑于星期六：十四点 五十六分。辅助水平设石门、阶段大巷、不设井底车场。辅助水平设石门、阶段大巷、不设井底车场。辅助水平的煤运到开采水平，由开采水平井辅助水平的煤运到开采水平，由开采水平井底车场运至地面。底车场运至地面。任务：只担任辅运、通风及人员升降等任务。任务：只担任辅运、通风及人员升降等任务。当辅助水平距风井近时，可设简易井底车场当辅助水平距风井近时，可设简易井底车场直通井筒，担任辅运。直通井筒，担任辅运。辅助水平的应用辅助水平的应用第五十八页，编辑于星期六：十四点 五十六分。辅助水平的应用辅助水平的应用l 水平垂高过大，开采技术困水平垂高过大，开采技术困难。难。l 多水平上下山开采多水平上下山开采的矿井，的矿井，上水平下山采区辅运、通风、排水上水平下山采区辅运、通风、排水困难困难下水平需要解决回风问题。下水平需要解决回风问题。急斜煤层矿井，阶段垂高较小，急斜煤层矿井，阶段垂高较小，当当M较小时，水平的较小时，水平的T不满足不满足,要求加大要求加大H，在两开采水平间设，在两开采水平间设辅助水平，现少用。辅助水平，现少用。第五十九页，编辑于星期六：十四点 五十六分。l 近水平煤层，开采水平置于主采煤层中，近水平煤层，开采水平置于主采煤层中，主采煤层以上或以下的煤层设辅助水平，开主采煤层以上或以下的煤层设辅助水平，开设简易车场担任辅运、通排等任务。煤通过设简易车场担任辅运、通排等任务。煤通过井筒附近的溜眼到达开采水平提至地面。井筒附近的溜眼到达开采水平提至地面。应用原则应用原则辅助水平增加井下运辅环节，生辅助水平增加井下运辅环节，生产系统复杂化。有明显的技术经济优越性方产系统复杂化。有明显的技术经济优越性方可使用。可使用。第六十页，编辑于星期六：十四点 五十六分。近水平煤层辅助水平近水平煤层辅助水平第六十一页，编辑于星期六：十四点 五十六分。合理划分开采水平合理划分开采水平急斜煤层：一个开采水平只采上山阶段。急斜煤层：一个开采水平只采上山阶段。缓、中倾斜煤层：合理的阶段斜长缓、中倾斜煤层：合理的阶段斜长照顾主要照顾主要块段；块段；当当16 时，上下山开采；时，上下山开采；近水平煤层：开采水平在煤组内的合理位置及近水平煤层：开采水平在煤组内的合理位置及标高标高煤层间距近煤层间距近开采水平设底部煤层中开采水平设底部煤层中煤层间距远煤层间距远分组设开采水平。分组设开采水平。第六十二页，编辑于星期六：十四点 五十六分。二、阶段运输大巷及布置二、阶段运输大巷及布置(layout of roadway in mining level)大巷大巷为整个开采水平或阶段服务的水平巷为整个开采水平或阶段服务的水平巷道。道。运输大巷运输大巷为整个开采水平或阶段运输服务为整个开采水平或阶段运输服务的水平巷道。的水平巷道。担负煤、矸、物料和人员的运输，通风、排担负煤、矸、物料和人员的运输，通风、排水及铺设管线等。是矿井的水及铺设管线等。是矿井的“动脉动脉”。第六十三页，编辑于星期六：十四点 五十六分。第六十四页，编辑于星期六：十四点 五十六分。第六十五页，编辑于星期六：十四点 五十六分。第六十六页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（一）阶段运输大巷运输方式和设备（一）阶段运输大巷运输方式和设备1 1、矿车轨道（机车运输）、矿车轨道（机车运输）（locomotive haulage） 轨距：轨距：600 mm，900 mm矿车：固定箱式矿车：固定箱式1t，3t 底卸式底卸式3t，5t第六十七页，编辑于星期六：十四点 五十六分。矿车轨道运输优点：矿车轨道运输优点：煤、矸、物料、人员可统一运输解决；煤、矸、物料、人员可统一运输解决；运输能力大，机动，适应生产不均衡变化的运输能力大，机动，适应生产不均衡变化的需要；需要；可分运不同牌号的煤；可分运不同牌号的煤；煤尘少，利于安全；煤尘少，利于安全；远距离运输不困难。远距离运输不困难。矿车轨道运输要求：矿车轨道运输要求：能适应多弯道，要求大能适应多弯道，要求大巷平巷平第六十八页，编辑于星期六：十四点 五十六分。2、胶带运输、胶带运输 belt conveyer胶带运输优点胶带运输优点能力大，连续运输，效能力大，连续运输，效率高；率高；容易自动化；容易自动化；装卸简单；装卸简单；胶带运输要求：胶带运输要求：巷道直巷道直或分段直或分段直辅助运输另开辅助运输辅助运输另开辅助运输大巷，一般由矿车，轨大巷，一般由矿车，轨道。道。适用：适用：运输距离短，运运输距离短，运量大，煤种单一量大，煤种单一第六十九页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（二）大巷断面和支护（二）大巷断面和支护 断面：断面：满足运输、通风、行人、安全和铺管线的要求。满足运输、通风、行人、安全和铺管线的要求。大中型矿井大中型矿井一般双轨巷道断面；一般双轨巷道断面；中小型井中小型井单轨巷道断面。单轨巷道断面。设单轨时，要在井底车场与采区车场之间设双道错车线，设单轨时，要在井底车场与采区车场之间设双道错车线， 其长度其长度 1列车长；列车长； 能力富裕系数为能力富裕系数为1.3。风速风速 矿车运输矿车运输 8m/秒秒,设计时最大用设计时最大用6m/秒秒. 胶带运输胶带运输V 4m/s.第七十页，编辑于星期六：十四点 五十六分。支护：支护： 一般锚喷或砌碹，大巷位于自燃煤层一般锚喷或砌碹，大巷位于自燃煤层中必须砌碹，中必须砌碹，煤层大巷也可煤层大巷也可U型钢支架或锚锚喷。型钢支架或锚锚喷。中小型井可用砼装配支架、锚喷等。中小型井可用砼装配支架、锚喷等。 第七十一页，编辑于星期六：十四点 五十六分。大巷数目：大巷数目：轨道运输大巷轨道运输大巷一般一条，有时加配风巷（副巷）如通风一般一条，有时加配风巷（副巷）如通风断面不满足，断面又不能过大，地温高；可用两条，断面不满足，断面又不能过大，地温高；可用两条，平八矿。平八矿。胶带运输大巷胶带运输大巷新设计矿井，一般新设计矿井，一般2条条a、一条胶带大巷，一侧设、一条胶带大巷，一侧设600mm检修道检修道b、另一条辅助运输。、另一条辅助运输。 两条大巷布置：胶带运输大巷一般与轨道辅运大巷平行布两条大巷布置：胶带运输大巷一般与轨道辅运大巷平行布置，同水平或略高，胶带大巷可高于轨道大巷置，同水平或略高，胶带大巷可高于轨道大巷4 10m，便，便于处理主体交叉。于处理主体交叉。第七十二页，编辑于星期六：十四点 五十六分。（三）大巷的方向和坡度（三）大巷的方向和坡度大巷的方向：大巷的方向：与煤层走向（近水平煤层煤层主要延展与煤层走向（近水平煤层煤层主要延展方向）基本一致，应尽量取直或分段取直，但要考虑方向）基本一致，应尽量取直或分段取直，但要考虑维护和煤仓高度维护和煤仓高度胶带运输大巷必须取直或分段取直胶带运输大巷必须取直或分段取直轨道运输大巷虽能适应弯道，