《煤矿开拓开采》PPT课件.ppt

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1、鲁能菏泽煤电公司安全培训中心鲁能菏泽煤电公司安全培训中心电话：18805306098 2013年3月教材编辑：教材编辑：王运福王运福授课人：王运福授课人：王运福煤矿开拓开采讲座煤矿开拓开采讲座煤煤田田（coalfield）同同一一地地质质时时期期形形成成，并并大致连续发育的含煤岩系分布区。大致连续发育的含煤岩系分布区。在在地地质质历历史史发发展展过过程程中中，由由含含炭炭物物质质沉沉积积形形成的大面积含煤地带。成的大面积含煤地带。矿矿区区（miningarea）统统一一规规划划和和开开发发的的煤煤田或其一部分。田或其一部分。开发煤田形成的社会组合。开发煤田形成的社会组合。一般一个矿区开发一个煤

2、田一般一个矿区开发一个煤田矿务局，矿业集团公司矿务局，矿业集团公司矿井开采的基本概念矿井开采的基本概念中国矿区分布华北华北(石炭二叠纪石炭二叠纪)聚煤区聚煤区京、津、冀、晋、京、津、冀、晋、鲁、豫、宁等省市鲁、豫、宁等省市自治区的全部或大自治区的全部或大部，甘肃的东部，部，甘肃的东部，内蒙古、辽宁、吉内蒙古、辽宁、吉林的东部，陕西，林的东部，陕西，安徽的北部和江苏安徽的北部和江苏的西北部的西北部峰峰煤田：峰峰煤田：3400km2神东煤田：神东煤田：31172km2淮南煤田：约淮南煤田：约3000km2探明储量：探明储量：2263亿亿t大屯煤田：大屯煤田：245km2远景储量：远景储量：1000

3、0亿亿t枣庄煤田：枣庄煤田：500km2淮北局煤田：淮北局煤田：691.2km2鹤岗煤田：鹤岗煤田：252km2水城煤田（黔西）：水城煤田（黔西）：7130km2铜川煤田：铜川煤田：387.2km2徐州矿务局：徐州矿务局：730km2平顶山矿务局：平顶山矿务局：714km2大同矿务局：约大同矿务局：约2550km2煤田与矿区煤田与矿区井田井田（Undergroundminefield）（一）（一）井田井田井井田田（矿矿田田）划划归归一一个个矿矿井井开开采采的的一一部部分分煤田或全部煤田煤田或全部煤田井田大小井田大小：范围范围走向长度走向长度倾向水平投影（宽度）倾向水平投影（宽度）井田面积大小井

4、田面积大小矿井生产能力矿井生产能力服务年限服务年限煤田划分为井田煤田划分为井田井型井型井田走向长度（井田走向长度（m）小型矿井小型矿井 1500中型矿井中型矿井 4000大型矿井大型矿井 8000（二）矿井生产能力和井型（二）矿井生产能力和井型矿矿井井生生产产能能力力矿矿井井设设计计生生产产能能力力，万万t/a。设设计计中中规规定定矿矿井井在在单单位位时时间间（年年）内内采采出出的的煤炭和其它矿产品的数量。煤炭和其它矿产品的数量。矿井核定生产能力矿井核定生产能力矿井经过技术改造，核矿井经过技术改造，核定后的生产能力，定后的生产能力，万万t/a。井型井型根据矿井设计生产能力不同，将矿根据矿井设计

5、生产能力不同，将矿井划分的类型，称井型。井划分的类型，称井型。井型分大、中、小三种。井型分大、中、小三种。井井型型井型井型生产能力（万生产能力（万t/a）大型矿井大型矿井：120、150、180、240、300、400、500及及500以上以上其中其中300万万t/a及其以上称特大型矿井及其以上称特大型矿井中型矿井：中型矿井：45、60、90。小型小型矿井矿井：9、15、21、30。矿井年产量矿井年产量矿井年产量矿井年产量矿井实际生产的煤炭数量，万矿井实际生产的煤炭数量，万t/a。矿井年产量与生产能力有时同义，有时不同义。矿井年产量与生产能力有时同义，有时不同义。（三）矿井可采储量和服务年限（

6、三）矿井可采储量和服务年限矿井可采储量矿井可采储量Zk生产能力生产能力A服务年限服务年限T可采储量愈多，生产能力和服务年限愈大可采储量愈多，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国外大型矿井的服务年限4050a国内大型矿井的服务年限一般不小于国内大型矿井的服务年限一般不小于60a国国内内外外矿矿井井的的生生产产能能力力有有增增大大和和服服务务年年限限有有缩缩小小的的趋势趋势（四）井田内的再划分（四）井田内的再划分1、井田划分为阶段、井田划分为阶段阶阶段段（horizon）沿沿一一定定标标高高划划分分的的一

7、一部部分分井田。井田。阶阶段段划划分分在在井井田田范范围围内内，沿沿煤煤层层倾倾斜斜方方向向，按按一一定定标标高高将将煤煤层层划划分分为为若若干干平平行行于于走走向向的的并并等等于于井井田田走走向向全全长长的的长长条条形形，每每一一个个长长条条形形叫叫一一个阶段。个阶段。阶段的走向长度等于井田的走向长度阶段的走向长度等于井田的走向长度阶段下部布置阶段运输大巷阶段下部布置阶段运输大巷阶段上部布置阶段回风大巷阶段上部布置阶段回风大巷井田划分为阶段井田划分为阶段井田划分为阶段井田划分为阶段阶段的开采顺序：下行式阶段的开采顺序：下行式 井田划分为阶段井田划分为阶段水平（水平（level）水平（水平（l

8、evel）常指某一标高的水平面。常指某一标高的水平面。表示：标高、开采顺序及用途表示：标高、开采顺序及用途（1）0、-200、-500水平等水平等（2）矿矿井井生生产产中中，表表示示开开采采顺顺序序，又又称称第第一一水平、第二水平水平、第二水平（3）矿矿井井生生产产中中，常常把把运运输输大大巷巷所所在在的的水水平平称称运运输输水水平平；回回风风大大巷巷所所在在的的水水平平称称回回风风水水平。平。开采水平（开采水平（mininglevel）开开采采水水平平（简简称称水水平平）运运输输大大巷巷及及井井底底车车场所在的水平位置及所服务的开采范围。场所在的水平位置及所服务的开采范围。布布置置有有井井底

9、底车车场场、阶阶段段运运输输大大巷巷，并并担担负负全全阶段运输任务的水平。阶段运输任务的水平。广义的水平广义的水平布置大巷的某一标高的水平面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既包括一个水平，又包括所服务的阶段阶段上部阶段上部回风水平回风水平阶段下部阶段下部运输水平运输水平（二）阶段内的再划分（二）阶段内的再划分1阶段划分为采区，采区划分为区段阶段划分为采区，采区划分为区段 阶段阶段 阶段阶段 阶段阶段 阶段阶段 阶段阶段 阶段阶段1区段区段2区段区段3区段区段1区段区段2区段区段3区段区段采区式划分采区式划分采区（采区（district）与区段（）与区段（distri

10、ctsublevel）采区采区：阶段或开采水平内沿走向把划分为具：阶段或开采水平内沿走向把划分为具有独立生产系统开采块段。有独立生产系统开采块段。采区斜长采区斜长=阶段斜长（可达阶段斜长（可达1000m）采区走向采区走向=400m5000m区段区段：在采区内沿倾斜方向划分的开采块段。：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下部有区段运输平巷区段上部有区段回风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（运输上山和轨区段平巷与采区的斜巷相连（运输上山和轨道上山）道上山）采区采区走向长壁工作面：走向长壁工作面：工作面沿倾斜布置工作面沿倾斜布置沿走推进沿走推进2阶段划

11、分为划分为带区，带区划分为分带阶段划分为划分为带区，带区划分为分带分带分带沿煤层走向把阶段划分为若干长条，每一个长条叫一个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。分带。由若干分带组成，并具有独立生产系统的区域叫带区由若干分带组成，并具有独立生产系统的区域叫带区倾斜向长壁工作面：倾斜向长壁工作面：工作面沿走向布置工作面沿走向布置沿倾向推进沿倾向推进阶段划分为划分为带区，带区划分为分带阶段划分为划分为带区，带区划分为分带J1 阶段阶段J2 阶段阶段J3 阶段阶段J 3阶段阶段J2 阶段阶段J1 阶段阶段3井田直接划分为盘区或带区井田直接划分为盘区或带区井田沿倾斜高差较小的条件下井田沿

12、倾斜高差较小的条件下panel为盘区或带区为盘区或带区盘区盘区近水平煤层的采区近水平煤层的采区带区带区倾斜分带开采的采区倾斜分带开采的采区采区、盘区或带区沿煤层走向的开采顺序采区、盘区或带区沿煤层走向的开采顺序前进式：先采井筒附近的采区、盘区或带区，后采井田边前进式：先采井筒附近的采区、盘区或带区，后采井田边界的采区、盘区或带区界的采区、盘区或带区后退式：先采井田边界的采区、盘区或带区，后采井筒附后退式：先采井田边界的采区、盘区或带区，后采井筒附近的采区、盘区或带区近的采区、盘区或带区初期工程量、投资、达产期初期工程量、投资、达产期采区、盘区或带区沿煤层走向的开采顺序采区、盘区或带区沿煤层走向

13、的开采顺序前进式：先采井筒附近的采区、盘区或带区，后采井田边前进式：先采井筒附近的采区、盘区或带区，后采井田边界的采区、盘区或带区界的采区、盘区或带区后退式：先采井田边界的采区、盘区或带区，后采井筒附后退式：先采井田边界的采区、盘区或带区，后采井筒附近的采区、盘区或带区近的采区、盘区或带区初期工程量、投资、达产期初期工程量、投资、达产期采区、盘区或带区沿煤层走向的开采顺序采区、盘区或带区沿煤层走向的开采顺序前进式：先采井筒附近的采区、盘区或带区，后采井田边前进式：先采井筒附近的采区、盘区或带区，后采井田边界的采区、盘区或带区界的采区、盘区或带区后退式：先采井田边界的采区、盘区或带区，后采井筒附

14、后退式：先采井田边界的采区、盘区或带区，后采井筒附近的采区、盘区或带区近的采区、盘区或带区J 3阶段阶段J2 阶段阶段J1 阶段阶段（五）矿井生产系统的概念（五）矿井生产系统的概念矿井生产系统矿井生产系统1、矿井巷道的开掘顺序原则：、矿井巷道的开掘顺序原则：尽量采用平行作业；尽快沟通风路。尽量采用平行作业；尽快沟通风路。2、矿井主要生产系统、矿井主要生产系统1）运煤系统）运煤系统2）通风系统）通风系统3）运料排矸系统）运料排矸系统4）排水系统）排水系统5）动力供应（电、压风）动力供应（电、压风）6）通讯、监测系统）通讯、监测系统（六）矿井开拓、准备和回采的概念（六）矿井开拓、准备和回采的概念1

15、、井巷名称、井巷名称矿山井巷矿山井巷为进行采矿，在地下开掘的为进行采矿，在地下开掘的井筒、巷道和硐室的总称。井筒、巷道和硐室的总称。2、井巷井巷按倾角分类：按倾角分类：q垂直井巷垂直井巷q倾斜井巷倾斜井巷q水平井巷水平井巷111114 45 53 36 66 66 6131313131212121212122 29 910101-立井，立井，2-斜井，斜井，3-平硐，平硐，4-暗立井，暗立井，5-溜井，溜井，6-石门，石门，9-上山，上山，10-下山下山11-风井风井 12-岩石平巷，岩石平巷，13-煤层平巷，煤层平巷，矿山井巷矿山井巷垂直井巷垂直井巷立井立井（竖井）（竖井）在地层中开凿的在地

16、层中开凿的直通地面的直通地面的垂直巷道垂直巷道主立井（主井）主立井（主井）用于提升煤炭。用于提升煤炭。副立井（副井）用于行人、运料、通风、排副立井（副井）用于行人、运料、通风、排放矸石。放矸石。风井、排水井风井、排水井暗立井暗立井无直通地面的出口的垂直巷道无直通地面的出口的垂直巷道主暗立井，主暗立井，副暗立井副暗立井溜井溜井用于自上而下溜煤的垂直巷道。用于自上而下溜煤的垂直巷道。溜煤眼溜煤眼长度短，直径小的溜井。长度短，直径小的溜井。水平巷道水平巷道平硐平硐 在地层中开凿的在地层中开凿的直通地面的水直通地面的水平巷道平巷道 主平硐，副平硐主平硐，副平硐石门石门 无直接地面出口，垂直或斜交无直接

17、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于煤层走向，在岩层中开掘的水平巷道煤门煤门 无直接地面出口，垂直或斜交无直接地面出口，垂直或斜交于煤层走向，在煤层中开掘的水平巷道于煤层走向，在煤层中开掘的水平巷道水平巷道水平巷道平巷平巷 无直接地面出口，沿煤层走向无直接地面出口，沿煤层走向开掘的水平巷道开掘的水平巷道煤层平巷煤层平巷 开掘在煤层中的平巷开掘在煤层中的平巷岩石平巷岩石平巷 开掘在岩石中的平巷开掘在岩石中的平巷水平巷道水平巷道阶段大巷阶段大巷 为一个开采水平或阶段服为一个开采水平或阶段服务的水平巷道务的水平巷道阶段大巷：阶段大巷：阶段运输大巷阶段运输大巷 阶段回风大巷。阶段回

18、风大巷。区段平巷区段平巷为一区段服务的水平巷道为一区段服务的水平巷道区段平巷区段平巷：区段运输平巷：区段运输平巷区段回风平巷区段回风平巷倾斜巷道倾斜巷道斜井斜井 在地层中开凿的直通地面的倾斜巷道在地层中开凿的直通地面的倾斜巷道主斜井主斜井 用于提升煤炭用于提升煤炭副斜井副斜井 用于行人、提升矸石、通风用于行人、提升矸石、通风上下山采区上下山采区上山采区上山采区 位于开采水平以上的采区位于开采水平以上的采区下山采区下山采区 位于开采水平以下的采区位于开采水平以下的采区上山上山 位于开采水平以上，为本水平或采位于开采水平以上，为本水平或采区服务的倾斜巷道。区服务的倾斜巷道。下山下山 位于开采水平以

19、下，为本水平或采区位于开采水平以下，为本水平或采区服务的倾斜巷道。服务的倾斜巷道。倾斜巷道倾斜巷道J 3阶段阶段J2 阶段阶段J1 阶段阶段分带斜巷：分带斜巷：运输斜巷运输斜巷运料斜巷运料斜巷矿井开拓、准备和回采的概念矿井开拓、准备和回采的概念3 3、按井巷作用和服务范围分：按井巷作用和服务范围分：1）开拓巷道（）开拓巷道（developmentroadway）为全矿、一个水平或若干采区服务的井巷。为全矿、一个水平或若干采区服务的井巷。服务时间长。服务时间长。10 30a或以上。或以上。2）准备巷道（）准备巷道（preparationroadway）为一个采区或数个区段服务的巷道。为一个采区或

20、数个区段服务的巷道。在采区范围内，从掘好的开拓巷道至区段的在采区范围内，从掘好的开拓巷道至区段的通路。通路。T3 5a。矿井开拓、准备和回采巷道的概念矿井开拓、准备和回采巷道的概念3、回采巷道（、回采巷道（gateway，entry）为回采工作面生产直接服务的巷道。为回采工作面生产直接服务的巷道。T=开开切切眼眼回风巷回风巷 运输巷运输巷 矿井开拓、准备和回采巷道的概念矿井开拓、准备和回采巷道的概念开开切切眼眼回风斜巷回风斜巷运输斜巷运输斜巷回采巷道回采巷道四、采煤方法四、采煤方法（一）采煤方法分类（一）采煤方法分类采煤方法采煤方法采煤工艺与回采巷道布置及其在采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上

21、、空间上的相互配合。时间上、空间上的相互配合。采煤工艺采煤工艺采煤工作面各工序所用方法、设采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间上、空间上的相互配合。备及其在时间上、空间上的相互配合。Coalwinningtechnology水平分层水平分层采采煤煤方方法法旱旱采采水水采采壁式体系壁式体系柱式体系柱式体系柱式体系柱式体系单一长壁单一长壁放顶煤放顶煤整层开采整层开采斜切分层斜切分层水平分段放顶煤水平分段放顶煤倾斜分层倾斜分层掩护支架掩护支架分层开采分层开采整层开采整层开采整层开采整层开采房式房式房柱式房柱式倾斜短壁式倾斜短壁式走向短壁式走向短壁式走向长壁走向长壁倾斜长壁倾斜长壁走向长壁走向长壁

22、倾斜长壁倾斜长壁下行垮落下行垮落上行充填上行充填垮落垮落刀柱刀柱四、采煤方法分类四、采煤方法分类1、壁式体系采煤法壁式体系采煤法壁壁式式体体系系采采煤煤法法一一般般特特点点:工作面较长，工作面较长，80 250m工工作作面面两两端端，一一般般至至少少各有一条回采巷道各有一条回采巷道一一般般顶顶板板暴暴露露面面积积大大，矿山压力显现较为强烈矿山压力显现较为强烈工工作作面面运运煤煤的的刮刮板板输输送送机与工作面平行机与工作面平行采煤方法分类采煤方法分类q按倾角分：按倾角分：根据开采技术条件煤层按倾角分类：根据开采技术条件煤层按倾角分类：地下开采地下开采近水平煤层近水平煤层45近水平煤层采煤法近水平

23、煤层采煤法缓倾斜煤层采煤法缓倾斜煤层采煤法倾斜煤层采煤法倾斜煤层采煤法急倾斜煤层采煤法急倾斜煤层采煤法采煤方法分类采煤方法分类q按厚度分：按厚度分：根据开采技术条件煤层按厚度分类：根据开采技术条件煤层按厚度分类：地下开采地下开采(m)薄煤层薄煤层M3.5m薄及中厚煤层采煤法薄及中厚煤层采煤法厚煤层采煤法厚煤层采煤法分层开采分层开采整层开采整层开采采煤方法分类采煤方法分类q按采煤工艺分按采煤工艺分：爆破采煤法爆破采煤法普通机械化采煤法普通机械化采煤法综合机械化采煤法综合机械化采煤法单一长壁垮落采煤法单一长壁垮落采煤法(a)走向长壁，走向长壁，(b)倾斜长壁（仰斜），倾斜长壁（仰斜），(c)倾斜长

24、壁（俯斜）倾斜长壁（俯斜）按工作面推进方向与煤层走向的关系按工作面推进方向与煤层走向的关系走向长壁采煤法走向长壁采煤法倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法采煤方法分类采煤方法分类按采空区处理方法分按采空区处理方法分:垮落采煤法垮落采煤法刀柱（煤柱支撑）法刀柱（煤柱支撑）法充填采煤法充填采煤法刀柱（煤柱支撑）法刀柱（煤柱支撑）法充填采煤法充填采煤法采煤方法分类采煤方法分类q按厚煤层分层方法分：按厚煤层分层方法分：倾斜分层倾斜分层水平分层水平分层 斜切分层斜切分层倾斜分层倾斜分层厚煤层分层间开采顺序：厚煤层分层间开采顺序：下行式和上行式下行式和上行式一般为下行式一般为下行式倾斜分层倾斜分层将厚煤层分成若干

25、与煤层层面相将厚煤层分成若干与煤层层面相平行的分层，然后逐层开采。平行的分层，然后逐层开采。水平分层水平分层水平分层水平分层将厚煤层分成若干与水平面相平将厚煤层分成若干与水平面相平行的分层，然后逐层开采。行的分层，然后逐层开采。水平分段与与斜切分层斜切分层斜切分层斜切分层将厚煤层分成若干与水平面成一定将厚煤层分成若干与水平面成一定角度（角度（2530）的分层，然后逐层开采。）的分层，然后逐层开采。厚煤层整层放顶煤开采厚煤层整层放顶煤开采厚煤层整层开采：厚煤层整层开采：放顶煤开采放顶煤开采 5m）下限）下限2 2、柱式体系采煤法、柱式体系采煤法房式采煤法房式采煤法房柱式采煤法房柱式采煤法特点：特点：煤房比较窄煤房比较窄 5 5 7m7m采掘合一采掘合一煤柱支撑顶板煤柱支撑顶板房柱式采煤法房柱式采煤法采煤方法的发展与应用采煤方法的发展与应用采煤工艺采煤工艺1954年英国开始用长壁综合机械化采煤技术年英国开始用长壁综合机械化采煤技术上世纪上世纪80年代开始采用大功率、高可靠性的年代开始采用大功率、高可靠性的机电一体化综合机械化采煤技术机电一体化综合机械化采煤技术我国主要采用长壁体系采煤法我国主要采用长壁体系采煤法俄罗斯、乌克兰、波兰、德国采用长壁体系俄罗斯、乌克兰、波兰、德国采用长壁体系美美国国、加加拿拿大大、澳澳大大利利亚亚、南南非非广广泛泛采采用用柱柱式体系式体系