煤矿开采技术——井田开拓基本知识行业资料矿业工程_行业资料-矿业工程.pdf

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 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详细讲述动画演示教学内容和步骤附后一基本概念第一节矿井生产概况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矿区和矿区开发开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地跨个县市小的煤田可为一个矿区或一个矿井进行开发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形状分垂直巷道水平巷道和倾斜巷道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 布置在岩层中的上、下山 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详细讲述动画演示教学内容和步骤附后一基本概念第一节矿井生产概况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矿区和矿区开发开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地跨个县市小的煤田可为一个矿区或一个矿井进行开发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形状分垂直巷道水平巷道和倾斜巷道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煤层上、下山 布置在煤层中的上、下山 按用途分：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；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详细讲述动画演示教学内容和步骤附后一基本概念第一节矿井生产概况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矿区和矿区开发开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地跨个县市小的煤田可为一个矿区或一个矿井进行开发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形状分垂直巷道水平巷道和倾斜巷道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 25 4、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：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详细讲述动画演示教学内容和步骤附后一基本概念第一节矿井生产概况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矿区和矿区开发开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地跨个县市小的煤田可为一个矿区或一个矿井进行开发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形状分垂直巷道水平巷道和倾斜巷道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井型 井田走向长度（m 小型矿井 1500m t中型矿井 4000m 大型矿井 7000m 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）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详细讲述动画演示教学内容和步骤附后一基本概念第一节矿井生产概况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矿区和矿区开发开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地跨个县市小的煤田可为一个矿区或一个矿井进行开发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形状分垂直巷道水平巷道和倾斜巷道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 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详细讲述动画演示教学内容和步骤附后一基本概念第一节矿井生产概况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矿区和矿区开发开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地跨个县市小的煤田可为一个矿区或一个矿井进行开发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形状分垂直巷道水平巷道和倾斜巷道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1 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详细讲述动画演示教学内容和步骤附后一基本概念第一节矿井生产概况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矿区和矿区开发开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地跨个县市小的煤田可为一个矿区或一个矿井进行开发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形状分垂直巷道水平巷道和倾斜巷道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 1 15分段式划分 J1、J2、J3阶段；D1、D2 D3分段 H-I 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详细讲述动画演示教学内容和步骤附后一基本概念第一节矿井生产概况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矿区和矿区开发开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地跨个县市小的煤田可为一个矿区或一个矿井进行开发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形状分垂直巷道水平巷道和倾斜巷道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由若干分 3、带区式划分 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 第四节 矿井储量、生产能力和服务年限图 1 17井田直接划分为盘区 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详细讲述动画演示教学内容和步骤附后一基本概念第一节矿井生产概况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矿区和矿区开发开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地跨个县市小的煤田可为一个矿区或一个矿井进行开发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形状分垂直巷道水平巷道和倾斜巷道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 1.探明的 2.控制的 3.推断的 4.预探的 预查阶段普查详查勘探（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 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详细讲述动画演示教学内容和步骤附后一基本概念第一节矿井生产概况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矿区和矿区开发开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地跨个县市小的煤田可为一个矿区或一个矿井进行开发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形状分垂直巷道水平巷道和倾斜巷道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（一）矿井生产能力万 t/a 1.大型矿井：120、150、180、240、300、400、500 及以上 2.中型矿井：45、60、90 3.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；1.31.5 Z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：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详细讲述动画演示教学内容和步骤附后一基本概念第一节矿井生产概况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矿区和矿区开发开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地跨个县市小的煤田可为一个矿区或一个矿井进行开发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形状分垂直巷道水平巷道和倾斜巷道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（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 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详细讲述动画演示教学内容和步骤附后一基本概念第一节矿井生产概况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矿区和矿区开发开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地跨个县市小的煤田可为一个矿区或一个矿井进行开发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形状分垂直巷道水平巷道和倾斜巷道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