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第二章井田開拓方式 第一篇井田開拓 第一節(jié)井田開拓方式的概念 一 井田開拓方式的概念井田開拓 由地表進入煤層為開采水平服務(wù)所進行的井巷布置和采掘工程稱為井田開拓 礦井開拓方式 礦井井筒形式 開采水平數(shù)目及階段內(nèi)的布置方式的總稱 二 井田開拓方式的分類 1 按井筒形式分 1 立井開拓 2 斜井開拓 3 平硐開拓 4 綜合開拓 2 按階段內(nèi)布置方式 1 采區(qū)式 2 分段式 3 帶區(qū)式3 井筒形式 開采水平 階段內(nèi)布置方式4 在開拓方式的構(gòu)成因素中 井筒形式占有著突出的地位 常以井筒形式為依據(jù) 把井田開拓方式分為立井開拓 斜井開拓 平硐開拓和綜合開拓等幾種方式 三 確定井田開拓方式的原則 井田開拓的主要問題 1 合理確定礦井生產(chǎn)能力 井田范圍 進行井田內(nèi)的劃分 確定井田開拓方式 井筒數(shù)目及位置2 選擇主要運輸大巷布置方式及井底車場形式3 確定井筒延伸方式及井田開采順序 確定井田開拓方式的原則 1 多出煤 早出煤 出好煤 建設(shè)高產(chǎn)高效安全生產(chǎn)礦井創(chuàng)造條件 集中 簡單2 按 規(guī)程 完善通風(fēng)條件 良好生產(chǎn)條件3 減少煤柱損失 提高回采率 減少維護量4 減少工程量 降低投資 減少建工工期5 新技術(shù)機械化 自動化的推廣創(chuàng)條件6 考慮煤質(zhì) 煤種 第二節(jié)斜井開拓 主 副井均為斜井的開拓方式 稱斜井開拓 一 片盤斜井開拓 斜井多水平分段式開拓 片盤斜井開拓是最簡單的開拓方式 典型的片盤斜井如下圖所示 其井下部分有一個下山采區(qū) 井田沿煤層傾向按標(biāo)高劃分為數(shù)個分段 每段相當(dāng)于采區(qū)的一個區(qū)段 習(xí)慣上稱為片盤 適于布置一個采煤工作面 1 井巷掘進順序自地面向下沿煤層開一對斜井 直至第一片盤下20 30m 在第一片盤上部開片盤甩車場及第一片盤回風(fēng)巷 在第一片盤下部開片盤甩車場及片盤運輸巷 然后 經(jīng)平或斜石門掘進上煤層的超前平巷及開切眼 即可開始第一片盤的回采 2 生產(chǎn)系統(tǒng)包括 運煤系統(tǒng) 通風(fēng)系統(tǒng) 運料排矸系統(tǒng)對通風(fēng)要求 主斜井用膠帶運煤時 可兼作進風(fēng)井 但V 4m s 膠帶斜井不得兼作回風(fēng)井 片盤斜井開拓煤層群 3 優(yōu)點 系統(tǒng)簡單 工程量小 投資少 工期短 斜井沿煤層掘進易施工 能夠補充地質(zhì)資料 進一步了解煤層賦存情況 缺點 礦井內(nèi)不能布置較多的工作面 礦井生產(chǎn)能力小 容易出現(xiàn)掘進與生產(chǎn)相互干擾 對地質(zhì)變化適應(yīng)性差 4 適用范圍 適用于煤層埋藏穩(wěn)定 地質(zhì)構(gòu)造簡單 井田走向長度和傾斜寬度不大 煤層埋藏不深的小型礦井 二 斜井單水平采區(qū)式開拓 井田沿傾斜方向劃分為兩個階段 每個階段沿走向劃分為若干個采區(qū) 每個采區(qū)沿傾向劃分為若干個區(qū)段 與片盤斜井相比優(yōu)點 礦井內(nèi)能布置幾個采區(qū) 不容易出現(xiàn)掘進與生產(chǎn)相互干擾 對地質(zhì)變化適應(yīng)性強 缺點 井巷工程量大 建井期長 系統(tǒng)復(fù)雜 三 斜井盤區(qū)式開拓 近水平煤層 一般采用盤區(qū)式布置 斜井盤區(qū)與斜井單水平采區(qū)式的區(qū)別在于斜井盤區(qū)的運輸大巷和回風(fēng)大巷可以并列布置在井田傾斜的大致中央 四 斜井井筒層位選擇 井筒裝備及坡度 一 斜井井筒層位選擇1 沿煤層布置適用于煤層賦存穩(wěn)定 煤質(zhì)堅硬及地質(zhì)構(gòu)造簡單的礦井 2 沿煤層底板巖層布置斜井布置在煤層底板穩(wěn)定的巖層中 巖層距煤層距離不小于15 20m 一般用于開采傾角較大的煤層 3 穿層布置當(dāng)斜井傾角與煤層傾角不一致時 可采用穿層布置 即斜井從煤層頂板或底板穿入煤層 從頂板穿入煤層的斜井稱為頂板穿巖斜井 適用于傾角小的煤層 頂板穿層斜井 底板穿層斜井 從煤層底板穿入煤層的斜井稱為底板穿巖斜井適用 較大煤層傾角 表2 1各種斜井提升方式的適應(yīng)條件 二 井筒裝備及坡度 第三節(jié)立井開拓一 立井單水平帶區(qū)式開拓 井田劃分為兩個階段 階段內(nèi)帶區(qū)式布置一般帶區(qū)式布置多采用對拉工作面 兩個工作面共有一條運輸平巷 斜巷 兩個工作面中的煤相向運輸 1 井巷開掘順序 2 生產(chǎn)系統(tǒng) 運輸系統(tǒng) 通風(fēng)系統(tǒng)3 優(yōu)點 巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)簡單 運輸環(huán)節(jié)少 通風(fēng)線路短并有建井速度塊 投產(chǎn)早 缺點 上山階段的分帶回風(fēng)是下行風(fēng) 適用于煤層傾角小于12 地質(zhì)構(gòu)造簡單 煤層埋藏較深的礦井 立井單水平帶區(qū)式開拓 二 立井多水平采區(qū)式開拓 1 井巷掘進順序2 生產(chǎn)系統(tǒng)采煤系統(tǒng)采煤工作面出煤經(jīng)區(qū)段運輸平巷 區(qū)段石門 區(qū)段溜煤眼 采區(qū)運輸上山 采區(qū)煤倉 在運輸大巷裝車 電機車牽引載煤列車至井底車場卸載后 由主井內(nèi)安裝的箕斗將原煤提至地面 排矸系統(tǒng)掘進巷道所出之矸石 則用礦車裝運至井底車場 由副井內(nèi)安裝的罐籠提至地面 運料系統(tǒng)井下所需之物料 設(shè)備 由礦車 或材料車 平板車 裝載 經(jīng)副井罐籠下放至井底車場 由電機車拉至采區(qū) 轉(zhuǎn)運至使用地點 通風(fēng)系統(tǒng)礦井通風(fēng)采用中央分列式 中央邊界式 由副井進入的新鮮風(fēng)流 經(jīng)井底車場 主要運輸大巷 采區(qū)車場 采區(qū)上山 區(qū)段石門 區(qū)段運輸平巷 清洗采煤工作面后的污風(fēng)經(jīng)區(qū)段回風(fēng)平巷 區(qū)段回風(fēng)石門 采區(qū)上山至總回風(fēng)道 再經(jīng)回風(fēng)石門 由邊界風(fēng)井排出地面 排水系統(tǒng)井下涌水經(jīng)大巷水溝流人井底車場 匯入水倉 由水泵房的水泵 經(jīng)副井井筒的管道排至地面 三 立井井筒設(shè)備表2 2 作業(yè) 1 礦井開拓及開拓方式的概念 2 斜井井筒布置方式有哪幾種 簡述其特點及適應(yīng)條件 第四節(jié)平硐開拓 平硐按與煤層走向的相對位置不同 平硐分為走向平硐 垂直走向平硐和斜交平硐 按平硐所在標(biāo)高不同 平硐分為單平硐和階梯平硐 一 走向平硐平硐沿煤層走向開掘 把煤層分為上 下山兩個階段 具有單翼井田開采的特點 二 垂直或斜交走向平硐根據(jù)地形條件 平硐可由煤層頂板進入或由煤層底板進入煤層 平硐將井田沿走向分成兩部分 具有雙翼井田開拓特點 三 階梯平硐當(dāng)?shù)匦胃卟钶^大 主平硐水平以上煤層垂高過大時 可將主平硐水平以上煤層劃分為數(shù)個階段 每個階段各自布置平硐的開拓方式 走向平硐示意圖 垂直走向平硐開拓示意圖 階梯平硐示意圖 第五節(jié)井筒形式分析及選擇一 平峒開拓方式的優(yōu)缺點及適用條件 優(yōu)點 1 開拓形式最簡單 最有利 2 出煤不需提升轉(zhuǎn)載 環(huán)節(jié)少 系統(tǒng)簡單 設(shè)備少 地面設(shè)施簡單 無井架 絞車房 3 不需較大的井底車場及其硐室 4 施工速度快 建井快 5 無需排水設(shè)備 利于預(yù)防水災(zāi) 適用條件 地形條件合適 煤層賦存位置較高的山嶺 丘陵 溝谷 二 斜井開拓的優(yōu)缺點和適用條件 優(yōu)點 與立井相比 施工簡單 工期短 井筒裝備簡單 投資少 掘進速度快 缺點 井筒斜度大 提升能力低 維護費用高 傾斜度大時 環(huán)節(jié)多 煤柱損失大 適用條件 埋藏不深 表層不厚 緩斜和傾斜煤層 三 立井開拓的優(yōu)缺點和適用條件 優(yōu)點 不受其他地質(zhì)條件影響 適應(yīng)能力強 提升速度快 能力大 可擴大斷面 裝備兩套提升設(shè)備缺點 施工難度大 設(shè)備投資大 要求高 適用條件 煤層埋藏較深 表土層厚 瓦斯 水文情況復(fù)雜等條件 第六節(jié)綜合開拓 一 綜合開拓的類型綜合開拓 采用立井 斜井 平硐等任何兩種以上井硐形式開拓的方式 一 斜井 立井綜合開拓副斜井 強力帶式輸送機 主立井的開拓方式適合于大型礦井 1 主斜井 2 副斜井 3 斜風(fēng)井 4 新立井 5 6 7 運輸大巷 主斜井 副立井開拓 平硐 立井綜合開拓主要是利用立井的優(yōu)點 解決通風(fēng)困難和井田深部輔助提升問題平硐 斜井綜合開拓 二 平硐 立井綜合開拓 三 平硐 斜井綜合開拓 二 綜合開拓的適應(yīng)條件 對于地面形式和煤層賦存條件復(fù)雜的井田 如果主 副井筒均為一種形式 可能會給井田開拓造成生產(chǎn)技術(shù)上的困難 或者是經(jīng)濟上不合理 在這種情況下可采用綜合開拓的方式 第七節(jié)多井筒分區(qū)域開拓 分區(qū)域開拓 將大型井田劃分為若干具有獨立通風(fēng)系統(tǒng)的開采區(qū)域 例如英國的特大型礦井塞爾比礦走向 傾向為15 16KM 井田面積250 年生產(chǎn)能力1000萬噸 一對主斜井提升提升能力2000t h 英國的特大型礦井塞爾比礦基本情況 走向長度24km 傾斜長度16km 面積