2022年煤矿生产技术教案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 课次：第次课课时学时备课时间专业工种掘进工课程名称煤矿生产技术教学目的和要求：通过本课程的学习,使学员对煤矿地质基本学问、矿井开拓知 识等全面明白；教学重点：地质构造的判定、井田开拓学问教学难点：井田开拓学问授课形式和方法：讲授 教 具：多媒体授课时间： 200年月日星期教学过程及内容提要：名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 煤矿生产技术第一节 煤矿地质基本学问 一、煤层埋藏特点 煤层的赋存特点主要指煤层的厚度、倾角、层数、层间距离及顶底板岩性等,这些特点与煤矿开采工

2、作最为亲密； 而其中煤层的厚度和倾角是确定开采方法 的最主要因素；由于受成煤时期的地质条件和地壳运动的影响,厚度差别是很大的； 一 煤层的外形不同地层的煤层的外形、 结构、煤在地下通常是呈层状埋藏的,但也有似层状和非层状煤层； 层状煤层有显著 的连续性,厚度变化有肯定的规律；似层状煤层,外形象藕节、串珠或瓜藤,层位有肯定的连续性,厚度变化较大；非层状煤层,外形象鸡窝或扁豆等,层 位连续性不明显, 常有大范畴尖灭； 煤层的外形直接影响开采方法和工艺的选 择； 二 煤层的结构 煤层的结构是指煤层中有无夹石层； 不含夹石或夹石很少的煤层称为简洁结构煤层；含有夹石较多的煤层称为复杂结构煤层；复杂结构煤

3、层中所含夹石层层数不一,少就一至数层, 多就十几层, 甚至可达几十层； 夹石层的厚度可以从几厘米到几十厘米；常见夹石层有炭质泥岩、 泥质岩、粉砂岩,有时也能见到油页岩、砂岩及薄层石灰岩等；夹石层一般称为夹矸, 它可使煤的灰分和含矸率增加, 并给采掘工作造成困难； 三 煤层的厚度煤层的厚度, 是指煤层顶底板之间的垂直距离；煤层厚度差异很大, 有的煤层只有几厘米厚, 而有的煤层厚度可达几十米甚至百余米；煤层厚度是确定采煤方法的最基本因素；在复杂结构的煤层中, 煤层厚度可分为总厚度和有益厚度；总厚度是包括夹矸在内的全厚, 有益厚度是除去夹矸的纯煤厚度；特点,将煤层厚度分为 3 类：薄煤层厚度小于 1

4、.3m；中厚煤层厚度 1.3 3.5m；厚煤层厚度 3.5m 以上；在实际工作中, 依据开采技术生产工作中,有时习惯上将厚度大于 6m的煤层称为特厚煤层； 四 煤层的产状 煤层的产状是指其在地壳中的产出状态,包括它们的赋存状态和所在空间的位置；煤层与其他沉积岩一样, 在开头形成时, 它们的赋存状态大都是水平或大致水平的； 由于地层受到各种地质作用,破坏了原先的状态, 由水平状态变成倾斜状态、 弯曲状态； 为了说明倾斜煤层的空间位置和分布,就要用产状要素来表示；产状要素包括煤层的走向、倾向和倾角,如图 21 所示；1 走向；煤层层面与水平面的交线称为走向线,走向线两端所指的方向就是煤层的走向；走

5、向表示倾斜煤层沿水平线舒展的方向；2 倾向；在煤层层面上与走向线垂直直线叫做倾斜线,倾斜线由高向低的水平投影所指的方向称为倾向；3 倾角；煤层层面与水平面之间的夹角叫做倾角；倾角大小反映煤层的倾斜名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 程度- 倾角的变化在 0 -90 之间,煤层倾角越大,开采难度就越大；依据采煤技术的特点,煤层按倾角大小不同,分为 4 类：近水平煤层倾角小于 8 ；缓倾斜煤层倾角 8025 ；倾斜煤层倾角 25 45 ；急倾斜煤层倾角大于 45 ；要想合理布置巷道, 就必需把握岩层和煤层的产状要素；小也

6、是打算采煤方法的重要依据； 五 煤层的顶底板同时,煤层倾角的大煤层顶底板岩性和厚度是矿井巷道布置和顶板治理的依据；煤层顶底板岩层一 般是由砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩、粘土岩或石灰岩等组成；由于岩性和厚度等不同, 在回采过程中破裂、 冒落的情形也不一样； 依据顶板岩层变形和垮落 的难易程度, 可将煤层顶板分为伪顶、 直接顶和老顶； 煤层的底板可分为直接 底和老底；1顶板 1 伪顶；伪顶是指紧贴在煤层之上、 极易垮落的薄岩层； 其厚度一般在 05m以下,常由炭质页岩、 泥质页岩等硬度较低的岩层所组成；伪顶在回采时随落 煤而同时垮落；2 直接顶；直接顶位于伪顶或煤层 无伪顶时 之上,一般由一层或几层厚

7、度不定的泥岩、 页岩、粉砂岩等比较简洁垮落的岩层所组成,通常能够随回柱放 顶在采空区准时垮落；3 老顶；老顶一般指位于直接顶之上 有时也直接位于煤层之上 厚而坚硬的岩层；常由砂岩、石灰岩、砂砾岩等岩层所组成；老顶能在采空区保护很大的 悬露面积后才折断垮落；多数煤层同时具有伪顶、 直接顶和老顶, 但有的煤层只有直接顶和老顶,而没 有伪顶,也有的煤层没有伪顶、直接顶,煤层上面直接就是老顶；2底板 1 直接底；直接底是指直接位于煤层之下厚度较小 约 0.2 0.4m 的岩层；常由泥岩、页岩、粘土岩等组成；直接底为粘土岩时,遇水、风简洁膨胀发生底臌,支架简洁插入, 在倾角大的工作面由于底板简洁滑落,往

8、往引起工作面 支架倾倒而发生冒顶；2 老底；老底位于直接底之下,一般由砂岩或石灰岩等坚固岩层所组成；有 的煤层下面没有直接底,紧贴着老底；二、地质构造及其对巷道掘进的影响由于煤炭资源的形成和分布是由各种地质因素掌握的,因此煤田或多或少都要受到地质因素的影响； 其中断层、 褶曲、煤层厚度的变化及矿井水的影响较为 普遍；这些地质因素的影响, 使同一煤田的每个煤层的厚度、倾角都发生了变 化,使其完整性受到了破坏；地质构造通常包括褶皱、断层和节理；断层和节理统称为断裂构造； 一 褶皱构造 1褶皱的形成 煤层在生成初期, 一般是呈水平状态的, 由于地壳变动的结果, 使煤层和它周 围的岩层发生变形和变位；

9、 当岩层受到水平方向的挤压力或由地心缓慢上升的名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 压力,岩层被挤压成弯曲状, 但也没有失去原有的连续性, 这种构造外形叫褶 皱构造；褶皱构造中,岩层每一个弯曲的部分,就叫做褶曲；褶曲的外形有背斜和向斜两种；岩层层面对上凸起的弯曲叫背斜,岩层层面对 下凹的弯曲叫向斜； 但要留意背斜和向斜不完全以岩层的高低位置来判定,而 是以弯曲的核部和两翼的新老岩层的位置来判定的；当一个向斜 或背斜 构造的范畴较大时,它的一翼又可叫做单斜构造,不 少矿井开采的煤层就是一个单斜构造；2褶皱对巷道掘进的影响

10、 1 大型向斜的轴部顶板压力常有增大的现象,必需加强支护,否就简洁 发生冒顶事故,给顶板治理带来很大困难；2 有瓦斯突出的矿井,向斜轴部是瓦斯突出的危急区；由于向斜轴部顶 板压力大,再加上强大的瓦斯压力,向斜轴部极简洁发生瓦斯突出； 二 断裂构造 煤 岩 层受地壳运动产生的地应力作用发生断裂,就失去了连续性和完整 性,显现断裂面, 形成断裂构造； 假如断裂面两侧的煤 岩 层没有发生显著的 位置错动,称为节理或裂隙；假如发生了显著的位置错动,即称为断层；1断层 1 断层要素及分类；断层的性质及其在空间的位置和外形,可用断层要素来表示,它包括：断 层面、断层线、断盘及断距等；1 断层面：岩层被断层

11、切断时,两部分岩体总是沿着破裂面发生相对位 移的,断裂后产生相对位移的破裂面称为断层面；断层面有的是较规章的平面,大多数就是由破裂岩石构成的所谓断层破裂带；2 断层线：断层面与水平面的交线；3 断盘：断层面两侧的岩体称为断盘；位于断层面上方的岩体称为上盘,断层面下方的岩体称为下盘； 上盘相对下降, 下盘相对上升的断层, 叫正断层；上盘相对上升, 下盘相对下降的断层, 叫逆断层； 假如两盘岩块沿断层面作水 平移动,叫平移断层；在井下采掘过程中断层往往成群显现, 由于它们不同的组合而成为地堑、 地垒、阶梯状断层等；4 断距：断层上盘沿断层面相对位移的距离叫断距；叫落差 和水平断距；2 断层显现的征

12、兆；常用断距有垂直断距 又1 煤层的走向与倾斜发生较大的变化；2 煤层顶、底板显现严峻凹凸不平,顶、底板岩石裂隙增多,而且越接近断层裂隙越多；3 煤层厚度发生显著变化,煤层松软,光泽变暗,滑动面和摩擦痕增加；4 破裂带有滴水或涌水显现,瓦斯涌出量增大；3 断失煤层的查找方法；1 断层擦痕处痕迹细而深,移动方向宽而浅；用手摸时,感觉顺向光滑,逆向粗糙刺手；2 牵引现象；牵引是断层滑动面邻近岩层变弯变薄,可以据其观看断盘移动方向；3 导脉；在断层夹缝里显现厚度几厘米的碎煤,叫导脉,也叫煤线；依据煤名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - -

13、- - - 线分布可以分析断层错动的方向；4 小断层类比法；主要断层邻近有一系列小断层,观看小断层的动向,与主要断层是一样的,由此可判定出主要断层；5 对比分析法； 分析邻近巷道或采区中已查明的断层,在图纸上是否连接,从而判定断层方向；比较其状况是否一样,6 煤岩层的层位对比法；依据断层两侧的煤岩层,确定断层的性质,查找断 失的煤岩层；2裂隙 依据裂隙形成的缘由,裂隙可分为如下3 类：1 原生裂隙；在沉积作用阶段,主要由于沉积物脱水收缩而形成,一般肉眼不简洁发觉；煤层中都有原生裂隙；2 构造裂隙；受构造变动作用力所形成；在煤层中和围岩中常见,且与原生裂隙斜交；在断层邻近,常有与断层面平行或斜交

14、的裂隙发育；3 压力裂隙；由矿山压力作用而产生,又叫地压裂隙；压力裂隙平行于工作 面而略向采空区倾斜, 与其他裂隙斜交； 压力裂隙与埋藏深度关系亲密,深度越大,裂隙分布越广泛；3断裂构造对巷道掘进的影响 1 煤 岩 层受断层、裂隙的影响,岩石破裂,压力增大,简洁造成冒顶、片 帮；2 在煤巷掘进中如遇断层,煤层就失去连续性甚至断失；为了查找断失的煤层就需要掘进一些探巷或停产打探眼, 这会造成一些废巷及盲巷； 形成瓦斯库,增加掘进量和安全治理的复杂性；3 断层破裂带和向、背斜结构能聚积大量瓦斯,裂隙就是释放瓦斯的通道；巷道通过这些地区时,瓦斯涌出量会突然增加,不仅会显现瓦斯超限、停产,而且可能发生

15、瓦斯爆炸事故； 在瓦斯突出矿井, 揭露突出煤层或在突出煤层中掘进时, 由于构造破裂带的煤岩强度低,在瓦斯压力和地压的共同作用下,可能发生煤与瓦斯突出事故,应实行防突措施；4 在背斜轴部、张性破裂带及裂隙发育的岩层中,往往是地下水的富水区；断层沟通地表和各含水层, 使巷道涌水量增加, 甚至会造成突水事故； 导水断 层的存在,可能使防水闸、墙完全失效；掘进工作面淋水加大,积水增多,恶化作业条件；有的岩石,如凝灰岩、粘土岩,遇水膨胀而底臌,更增加支护和 修理的困难；因此,在巷道掘进施工前,要查明地质构造的情形,实行相应计策；在施工中 谨慎对待,防止顶板、瓦斯及水灾事故的发生；三、陷落柱与岩浆岩侵人体

16、 一 陷落柱 1陷落柱的形成在煤层的下部假如分布有厚度很大的奥陶纪石灰岩,被水溶解并发育成溶洞 时,就会引起上部岩层和煤层的塌陷垮落,形成陷落柱,使局部煤层消逝；陷落柱一般是上小、 下大,平面上呈圆形或椭圆形, 直径大的可达几十至几百米；柱内都是由一些不规章的大大小小的破裂岩块组成,有时可见有煤的碎块； 陷 落柱边缘很陡,一般为 50 85 ；陷落柱邻近的煤层和顶、底板岩层裂隙发育,有时有出水现象；名师归纳总结 陷落柱的发育与分布, 主要受地质构造和水文地质条件的影响；陷落柱发育地第 5 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 带,多是或曾是

17、地下水强径流带,常沿断裂特殊是不同断裂的交叉处发育；2陷落柱对巷道掘进的影响在陷落柱发育的矿区, 煤层遭到破坏, 煤炭储量削减, 会造成井巷服务年限缩短或提前报废的严峻后果； 主要开拓巷道遇到无水陷落柱时, 为防止巷道拐弯,便于运输和通风,一般情形下按原方案施工,直接穿过陷落柱,因此,给巷道支护和顶板治理增加了困难, 同时也增加了巷道的修理费用； 特殊在水文地质条件复杂的矿区, 陷落柱可能成为采掘场所与地下水的通道,给生产和人员人身安全带来严峻威逼,甚至造成突水淹井事故； 二 岩浆岩侵入体 1岩浆岩侵入体的形成由于岩浆的侵入, 可使煤层遭到破坏、 被吞蚀或者使煤发生剧烈变质,甚至变 成自然焦；

18、在煤矿井下常见的有岩墙和岩床等小型侵入岩体；岩墙：外形如墙, 是地下岩浆沿着断层或裂隙上冲,形成的垂直或斜交煤层比较陡立的板状侵入体, 平面呈条带状分布, 宽度由几十厘米至几米, 长度不一,可达几十米至几千米； 岩墙往往成组显现, 彼此方向大致相同, 并与主要断裂走向一样；岩床：岩浆沿着煤层层面方向侵入的层状侵入体；岩浆在煤层中常沿节理或裂隙延长、穿插、尖灭；岩体界限不规章,常呈串珠状或树枝状,对煤层破坏较 大；2岩浆岩侵入体对煤矿生产的影响不同产状的岩浆岩体对煤层、煤质的影响也是不一样的； 岩墙对煤层、 煤质影响较小, 而岩床与煤层的接触面要比岩墙大得多,所以对煤层、 煤质的影响也 较大,往

19、往给采掘工作带来极大困难； 一般以规模较大的岩浆带作为采区或采 煤工作面的边界；四、岩石的工程分级及围岩分类 岩石按其生成缘由, 可分为岩浆岩、 沉积岩和变质岩 3 大类；煤系地层大多属 于沉积岩,主要有砾岩、砂岩、页岩、石灰岩和煤等；其明显特点是具有层状 构造和层理,含多种生物化石,硬度较小,风化后岩石较松软； 一 岩石力学性质 岩石的力学性质是指岩石在静力或动力的作用下所产生的岩石的变形特点,如：应力一应变一时间关系的全过程；岩石的强度特性,如抗压强度、抗剪强 度；岩石的破坏性能, 如抗工具压入性能和抗炸药破坏性能；这些性能不仅取 决于岩石的成分、结构等因素,仍与岩石的受力条件有很大关系；

20、1岩石的变形特点 岩石的变形特点反映岩石在载荷作用下转变自己的外形或体积直至破坏的情 况；岩石在载荷作用下,第一发生变形,当载荷增大或者超过某一数值 极限 强度 时,就会导致岩石的破坏；就是说,变形阶段包含着岩石破坏因素,而 破坏就是不断变形的结果；由于受力情形不同,岩石的变形有以下几种：1 弹性变形； 岩石在载荷作用下, 转变自己的外形或体积, 当去掉载荷以后,又能复原其原先外形或体积, 这种变形叫做弹性变形； 如井下石灰岩顶板受压 弯曲,在岩层折断后,会显现弹性复原；2 塑性变形；岩石在载荷作用下发生变形,当去掉载荷后变形不能复原；如 在软岩石中掘进巷道时显现的底臌,就是明显的塑性变形；名

21、师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3 脆性破坏；岩石在载荷作用下,没有明显的塑性变形就突然破坏,这种破 坏叫脆性破坏,这种岩石叫脆性岩石；煤矿井下大部分岩石均为脆性岩石；4 弹、塑性变形；岩石同时具有弹性变形和塑性变形,称岩石的弹、塑性变 形；煤矿巷道、硐室四周的煤或岩体处于三向 或双向 受力状态,发生破坏后,虽然其结构发生了变化, 但仍旧保留肯定的承载才能,其侧向应力愈大, 其残余强度也愈大；这个规律对于在井下掌握煤柱和岩体的稳固性很有现实意义；5 流变；很多岩石的变形并非在一瞬时完成,它与时间有亲密关系；通常把岩

22、石在长期载荷作用下的应力、应变随时间变化的性质称为岩石的流变性；不同的岩石,其流变速率差异很大；如位于软岩中的巷道, 由于软岩流变速率大, 开掘后,巷道断面很快就会缩小到难以通行； 而位于坚硬岩石 如石灰岩 中的巷道可以不设支护, 也能保证安 全生产；2岩石的强度特性 岩石的强度特性反映岩石抗击破坏的才能,用单位面积上所受的力的大小来表 示,其单位为 Pa帕 ；岩石强度的大小,一般按以下次序排列：三向等压 三向非等压 双向压力 单向压力 剪切弯曲 单向拉伸一般岩石的单向抗拉强度仅为单向抗压强度的115130,双向抗压强度为单向抗压强度的 1520 倍；岩石的强度越高,其抗击外力使其变形、破坏的

23、才能越强,就巷道就越稳固；有的巷道处在强度较高的围岩中,不支护就可保护巷道的稳固；3岩石的破坏特性 岩石的破坏方式主要是拉断、剪断、塑性变形等；在井巷掘进施工中,常见的破坏方式有： 较软岩体显现曲线形破裂面, 坚硬岩体沿结构面滑动, 脆性岩体显现突然岩块式张拉破裂； 坚固岩层内夹有软岩层时, 脆弱夹层出现塑性挤出 的破坏； 二 岩石的工程分级为了能有效地破岩和合理地进行井巷保护,就必需在讨论岩石与岩体的物理性质的基础上制定出岩石的工程分级, 并以此作为挑选破岩和井巷保护方法的科 学依据；岩石工程分级方法较多； 我国煤矿常用的是按岩石坚固性对岩石进行分级,即 普氏分级法；普氏认为,岩石的坚固性对

24、于各种破岩方法的表现是趋于一样的,因此普氏提出一个表示岩石坚固性的综合指标“ 岩石的普氏系数 f ” ,并以此 来表示岩石破坏的相对难易程度；f 值在数值上等于岩石单向抗拉强度 RcMPa的 10,即 f=Rc10 依据 f 值的大小, 将岩石分为 10 级共 15 种；为了简化, 我国煤炭系统按岩石 坚固性将煤岩分类为：I 相当软的岩石, f=1.5 ；如：碎石土,破裂的页岩,结块的卵石和碎石,坚 硬的煤,硬化的粘土；中硬岩石, f=23；特点为：软页岩与软的石灰岩,冻土、无烟煤,一般 的泥灰岩,破裂的砂岩,胶结的卵石和砂砾、掺石土以及各种不坚硬的页岩,致密的泥灰岩；相当硬的岩石, f=46

25、；如：硬质粘土页岩,不坚硬的砂岩和石灰岩,软 的砾石,砂质页岩,片状砂岩,一般砂岩,铁矿石；硬岩石, f=810；如：坚硬的石灰岩,不硬的花岗岩,硬的砂岩,硬大理名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 石,黄铁矿,白云岩；紧密的花岗岩,花岗质岩石,很硬的砂岩和石灰岩,石英质矿脉,硬的砾岩,很硬的铁矿石；很硬岩石, f=1214；. 坚硬岩石, f=1520；如：很硬的花岗岩,石英斑岩,硅质页岩,最硬的砂 岩和石灰岩, 很硬、很致密与韧性最大的石英岩与玄武岩,及其他特坚硬的岩石；实际工作中,可依据岩石分级确定钻眼爆破的各项

26、参数、挑选器具等； 三 围岩的分类 为了区分在各种岩层中支护的难易程度,岩层按围岩稳固性分为 5 类：并为巷道支护供应科学依据, 将各类第类：稳固岩层；整体性和坚硬性良好,构造影响稍微,偶有小断层；层间 结合良好,一般不显现不稳固块体；第类：稳固性较好岩层；为块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构,构造影响较重,有少量断层；结构面较发育,层间结合较好,偶有层间错动和 层面张开现象；第类：中等稳固岩层； 层间结合良好的薄层和软硬岩互层结构及碎裂镶嵌结 构,构造影响较重； 结构面发育, 层间结合良好, 少数有脆弱夹层或泥质充填、层间错动和层面张开现象,但块体间坚固咬合；第类：稳固性较差岩层；岩

27、体结构为碎裂状结构,层间结合不良的薄层、中 厚层和软硬岩层结构,散块状结构等；构造影响严峻,结构面发育,层间结合 不良,多数夹泥,层间错动明显,多数为断层破裂带或风化带等；第类：不稳固岩层；散体状结构,构造影响很严峻,多数为破裂带、严峻风 化带；块体间多数为泥质充填,甚至呈石英土状或土夹石状等；依据围岩的稳固性程度分类,挑选不同用途、服务年限和断面巷道的支护 类型和参数,以及在巷道掘进中制定加强顶板治理的措施；井田开拓 其次节 一、井田及其再划分 在地质运动中,由于炭质物的沉积而形成大面积的含煤地带,这些含煤地带称为煤田； 煤田的面积可达数十到数千平方公里,储量可达数百亿吨, 煤层数目也有的多

28、至几十层, 层间距也从几厘米至数十米或百余米以上不等；假如由一个矿井来开采这样大且埋藏特点多变的煤田,不但在经济上不合理, 在技术上也是不行能的；因此,在开发煤田时,特殊是开发大煤田时,应当把煤田 划分为如干井田来开采；这样划规一对矿井开采的那部分煤田称为井田；煤田划分为井田后,每一个井田的范畴仍旧很大,仍需要把井田划分为许 多更小的部分,以便有方案依据肯定次序开采； 一 井田划分为阶段和水平当开采倾斜或部分缓倾斜煤层时,通常在井田范畴内, 沿倾斜方向按肯定标高将井田划分成如干条带,每个条带称为阶段；阶段走向长度等于井田的走向长度；阶段垂高一般为150250m；阶段设有阶段运输大巷和阶段回风大

29、巷,每个阶段有独立的运输和通风系统；巷道和硐室一般布置在某一标高的水平面上,这一水平面简称为水平；设有井底车场及主要运输大巷的水平称为开采水平,设有主要回风巷道的水平称为回风水平；水平常用水平标高、开采次序和用途来表示；依据煤层赋存条件, 一个井田可以用一个水平开采, 或者用几个水平开采；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 前者称为单水平开拓,后者称为多水平开拓；单水平开拓是用一个开采水平把井田沿倾斜划分为两个阶段；在水平以上的阶段,称为上山阶段,采出的煤炭向下运到开采水平；在水平以下的阶段,称为下山阶段,采出的煤炭

30、向上运到开采水平；单水平开拓一般用在煤层倾角较小 16 以下 ,倾斜长度也比较小的井田； 多水平开拓是用两个以上开采水平开采整个井田,一般用于煤层范畴较大的井 田； 二 阶段内的划分 阶段内的划分一般可分为 1分区式3 种方式,即分区式、分段式和分带式；在阶段范畴内,沿走向把阶段划分为如干块段,每一块段称为一个采区；采区的斜长即阶段斜长； 阶段的斜长往往很大, 有时长达 10001500m；在这样的斜长范畴内, 通常再沿煤层倾斜划分成如干长条部分,每一个长条部分称为区段； 每一个区段布置一个采煤工作面,加上区段平巷和区段煤柱宽度；2分段式区段的斜长等于采煤工作面长度在阶段范畴内不再划分采区,

31、而是沿煤层的倾斜方向将煤层划分成如干个走向 条带,每个条带布置一个采煤工作面； 采煤工作面沿走向方向由井田中心向井田边界推动, 或者由井田边界向井田中心连续推动；长相同,分段的走向长度等于井田走向全长；分段的倾斜长度和区段斜分段式与分区式比较, 削减了采区上 下 山及其硐室的工程量, 采煤工作面可 以连续推动,削减了搬家次数；采煤工作面数量少,生产系统简洁；但分段式布置方式易受地质条件限制；3分带式 在阶段内沿煤层走向将阶段划分如干个倾斜条带,每个条带布置12 个采煤工作面,在分带内采煤工作面沿煤层倾斜方向 仰斜或俯斜 连续推动；分带式布置的优点是巷道布置简洁,掘进工程量少,投资少,建井期短,

32、见效快；主要缺点是倾斜巷道长,掘进比较困难,掘进效率低,下山开采时掘 进工作面生产环境差； 三 井田划分为盘区或区域 在开采倾角较小的近水平煤层时,按标高划分井田已无实际意义；这时,沿煤层主要延展方向布置水平大巷,主要水平大巷两侧划分成如干个采掘区,每一个采掘区叫做一个盘区； 每个盘区类似于采区, 有独立的运输系统和通风 系统；近年来,为了实现采煤现代化,合理集中生产,在地质条件好的地方,将 井田范畴有意加大,走向长度可达数十公里,倾斜长度也可达 lOkm以上；为 了合理开发煤炭, 将井田划分为不同的几个区域, 各区域有自己独立的通风和 帮助提升系统, 共用一个运输系统, 称为分区域开拓； 区

33、域可按井田划分方法 连续细分；二、井田开拓方式 在井田范畴内,从地面对地下开掘一系列巷道进入煤层,为开采水平服务 所进行的井巷布置和开掘工程,称井田开拓；这些井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系称为开拓方式；开拓方式的内容包括通到地下的井硐形式、水平数目以及阶段内的布置方式等；无论哪一种井硐形式, 都可用单水平或多水名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 平开采,以及分区式、分段式或分带式布置；所以,通常按井硐形式把井田开 拓方式分为斜井开拓、立井开拓、平硐开拓和综合开拓； 一 斜井开拓 在埋藏较浅的缓倾斜煤层中,可以

34、用斜井开拓；常用的斜井开拓方式有片 盘斜井开拓和多水平分区式开拓；1井巷开掘次序 在井田走向中心,从地面沿煤层底板岩层开掘一对斜井； 两井相距 3040m；主、副井掘到第一阶段下部边界 第一水平 ,开掘井底车场, 然后向井田两翼 开掘阶段运输大巷, 阶段运输大巷开在岩层中； 同时在井田上部边界中心开掘 回风井, 当回风井掘至回风水平后, 沿底板岩层向井田两翼开掘回风大巷,然后用回风石门与煤层联系；当阶段运输大巷开掘到采区的中部位置时,开掘采区石门进入煤层,然后沿煤层掘进运输上山和轨道上山；待上山掘到回风水平后,与回风石门连通,形成通风系统； 随后,在区段内掘进区段运输平巷以及开切眼,并安装设备

35、准 备回采；2生产系统 采煤工作面采出的煤炭,经区段运输平巷、运输上山运至采区煤仓,在阶段运输大巷中装车, 电机车牵引煤车至井底车场,井提至地面；把煤卸入主井煤仓后, 由主材料和设备由副井下放至井底车场,经运输大巷、采区石门、轨道上山和 区段回风平巷, 运至采煤工作面； 副斜井内使用绞车运输材料和矸石；主斜井 的提升设备种类较多,当矿井产量不大时,可用绞车 串车提升,井筒倾角不 大于 25 或无极绳绞车 井筒倾角不大于 15 ；当矿井产量较大时, 采纳带 35 ；近年来,一 式输送机 井简倾角不大于 17 或箕斗 井筒倾角不大于 些大型斜井,在井筒中使用钢丝绳胶带输送机,这种输送机的运输量大

36、每小 时可达 1000t ,运输距离长,仍可乘坐人员；带式输送机的不断进展为斜井 开拓开创了宽阔的前景；为了供应井下人员呼吸的空气,排除井下的有害气体,在回风斜井的风硐 出口装有主要通风机； 一般情形下, 多利用副井作进风井, 假如采纳装有带式 输送机 或箕斗 的主井作进风井, 必需有牢靠的降尘措施, 以防止风流扬起大 量煤尘；新奇风流经副井、井底车场、阶段运输大巷、轨道上山、区段运输平巷到 达采煤工作面；乏风经区段回风平巷、采区回风石门、阶段回风巷大巷、回风 斜井和风硐,由通风机排至地面； 二 立井开拓 当井田埋藏很深时, 假如采纳斜井开拓, 就井筒长度过大, 保护比较困难,井筒的提升才能除

37、用带式输送机外将受到限制；或者,煤层埋藏虽不深, 但上覆岩层中有很厚的流砂层或表土,开凿斜井困难时, 也不宜采甩斜井开拓； 这 时,就需要采纳立井开拓；在井田走向的中心,向地下开掘一对立井；主井用来提升煤炭,提升设备 一般采纳箕斗；副井用来提升矸石、运输材料和升降人员,提升设备为罐笼,此外,副井仍作为入风井； 当井筒掘至第一水平标高后, 开掘井底车场及主要运输大巷,进行采区 盘区 的预备工作,其内容与斜井开拓基本相同；名师归纳总结 立井开拓依据地势地质条件可分为单水平上下山开拓、多水平上下山开拓第 10 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - -

38、 等；立井开拓的适应范畴广, 因而是广泛采纳的一种开拓方式；但立井井筒的 施工技术比较复杂,钢材消耗量也大,建井费用高,施工速度慢； 三 平硐开拓 在山岭和丘陵地区,可以直接从地表采纳水平大巷进行开拓,这时的水平 大巷叫做平硐；依据地表地势和煤层埋藏条件,垂直和斜交煤层走向开掘的平硐,分别称 之为垂直平硐和斜交平硐；沿煤层走向开掘的平硐称为走向平硐；采纳平硐开拓时,可以在某一标高开掘一条或一对平硐,建立一个开采水 平,实行平硐上下山开拓；假如井田斜长较大,特殊是在倾斜、急倾斜煤层中 开采平硐水平以下部分时, 应当考虑设置帮助水平, 用暗井或溜煤井与平硐水平相联系；当井田倾斜长度过大时,如地势答

39、应,也可以在不同的标高分别开凿平硐并设置开采水平, 这种开拓方案, 称为阶梯式多平硐开拓； 每个平硐都可以构 成独立的生产系统, 也可以将上平硐的煤炭下放到下平硐再运出硐外,或者将 上平硐的煤炭先运出硐外,再顺山坡溜放到下平硐的储煤仓中；与斜井、立井开拓相比,平硐开拓是在技术上简洁、经济上廉价的一种开 拓方式；由于煤炭从平硐直接运出,矿井生产系统简洁,生产才能大,运输及排水以及通风等费用低, 是煤矿开拓方式的首选； 但平硐开拓只适用于山岭起 伏的地区； 四 综合开拓井田开拓中,通常主副井都是采纳一种井硐形式；在某些详细条件下,采用单一的井硐形式不能满意通风、安全、帮助提升等不同需要, 或在技术

40、上有困难,经济上又不合理时,可以依据地质条件,结合地面布置,采纳不同的井 硐形式进入煤体, 这种开拓方式叫做综合开拓； 常见的综合开拓方式有平硐与 立井、斜井与立井、平硐与斜井等；在实际应用时,应结合详细条件,综合全 面考虑,使每种井硐的优越性得到充分发挥；由于矿井瓦斯大,所需风量大,但平硐较长,通风阻力大,为保证矿井通风需要,另开凿了进风立井和回风小斜井,采时的提升井,将煤提至主平硐运出地面；三、采区巷道布置方式同时立井仍可作为平硐以下水平开采区巷道布置依据煤层地质条件和所用采煤方法的不同有不同的布置方 式； 一 走向长壁采煤法的采区巷道布置 走向长壁采煤法的采区巷道布置有双面采区和单面采区

41、两种方式；双面采 区的特点是采区上山 或下山 布置在采区中部, 采区走向长度较大, 在采区上 下 山两侧分别布置回采工作面,采区上 1单一煤层采区巷道布置 下 山为两翼的回采工作面服务；单一煤层一次采全高的采区巷道的掘进次序是：在采区运输石门靠近煤层处开掘采区下部车场, 由下部车场向上沿煤层开掘轨道上山和运输上山,两条上山相距 20m,掘到采区上部边界与上部车场及采区回风石门连通；然后在第名师归纳总结 一区段下部掘出中部车场, 并由此掘进两翼的轨道平巷和运输平巷,轨道平巷第 11 页,共 14 页超前运输平巷 5060m,沿走向每隔 5060m掘联络巷,到采区边界掘开切眼；与此同时, 在采区上

42、部边界, 从上部车场向两翼开掘轨道回风平巷；在布置回采工作面巷道的同时, 应开掘出采区煤仓、 变电所和绞车房等巷道及硐室；这- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 些巷道及硐室构成了采区的生产系统；随着第一区段的回采, 应准时开掘其次区段的中部车场、及开切眼,保证工作面能够准时接替生产；轨道平巷、 运输平巷2近距离煤层群的联合采区巷道布置 当采区内煤层层数较多, 距离较近, 可采纳共用上 下 山,上下区段同时开采 的巷道布置方式；近距离煤层群联合采区巷道布置次序是：1 在阶段下部采区石门处开掘下部车场的材料车场绕道和装车站绕道,在阶段上部开掘上部车场及第一区

43、段回风石门,并与采区总回风道相通；2 采区内煤层总厚度大,故将轨道上山和运输上山均布置在煤层的底板岩层 15m左右,轨道上山距煤层 1820m；为了利于通风,在 中,运输上山距煤层 煤层中布置一条通风行人上山,该巷下部与运输大巷连通, 上部通过小石门与 绞车房连通； 为开采靠近大巷各区段, 开掘一条 下 回风上山与有关回风巷道 连接；运输上山上部连接采区煤仓,下部与采区石门连通；3 在各区段下部,布置中部车场后,开掘回风斜巷和溜煤斜巷,贯穿全部的 每隔肯定 开采煤层； 接着开掘区段开采煤层的运输平巷和回风平巷双巷掘进,距离由联络巷贯穿；在阶段上部第一区段的回风小石门内,开掘煤层回风平巷, 各煤

44、层回风平巷均为单巷掘进；掘至采区边界后,开掘开采煤层的开切眼；4 在相应的地点开掘采区煤仓、绞车房、变电所和压风机站； 二 倾斜长壁采煤法巷道布置 当煤层倾角在 10 以下,可俯斜或仰斜布置倾斜长壁工作面,也就是自水平大巷按回采工作面长度的要求,每隔肯定距离沿煤 层倾斜向上 或向下 开掘工作面左右两侧的运输巷道和回风巷道,直至开 采水平的上 下 部边界；当开采厚煤层或近距离煤层群时,运输巷道及回风材料巷道服务于几个分层或数层煤时, 其集中巷道同样可布置在煤层底板岩石或煤组下部适合的薄及中厚煤层中,而平行集中巷道在煤层中布置超前斜巷,构成工作面的巷道系统；当煤层赋存平缓,倾角一般在8 以下,矿井倾斜长度不大时,采纳倾斜长壁巷道布置方式比较相宜；当煤层顶板破裂