如何进行井田开拓

《采煤概论》第2章井田开拓的基本问题本章主要内容►第二章井田开拓第一节煤田划分为井田第二节井田再划分第三节井田开拓方式第四节开采水平设置第五节采掘关系第一节煤田划分为井田1.煤田在地质历史发展的过程中，含碳物质沉积形成的基本连续的大面积含煤地带称为煤田。2.矿区和矿区开发开发煤田形成的社会区域，成为矿区。矿区根据储量、赋存条件、煤炭市场需求量和投资环境等情况，确定矿区规模、划分井田，规划井田开采方式，规划矿井或露天矿建顺序，确定矿区附属企业的类别、数目和生产规模，建设过程等，总称为矿区开发。3.井田在矿区内，划归给一个矿井开采的那一部分煤田。►一般情况下：煤田－（矿区）－井田（矿井）第一节煤田划分为井田►一、划分的原则1．井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应2．保证井田有合理的尺寸3．充分利用自然等条件划分井田4．合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系第一节煤田划分为井田►二、井田境界的划分方法（一）垂直划分：相邻矿井以某一垂直面为界，沿境界线各留井田边界煤柱，称为垂直划分。（二）水平划分：以一定标高的水平面为界，即以一定标高的煤层底板等高线为界，并沿该煤层底板等高线留置边界煤柱。（三）按煤组划分（四）以自然边界（如断层等）划分第一节煤田划分为井田井田边界划分方法1－垂直划分；2－水平划分；3－以断层为界一矿井生产能力矿井设计生产能力（万t/a）即：设计中规定矿井在单位时间（年或日）内采出的煤炭和其它矿产品的数量。矿井核定生产能力：矿井经过技术改造，核定后的生产能力，万t/a。井型：根据矿井设计生产能力不同，我国将矿井分为大、中、小三种类型，称井型。井型划分如下：井型生产能力（万t/a）大型矿井：120、150、180、240、300、400、500及500以上（其中300万t/a及其以上又称特大型矿井）中型矿井：45、60、90。小型矿井：9、15、21、30。二、矿井服务年限►矿井服务年限是指按矿井可采储量、设计生产能力，并考虑储量备用系数计算出的矿井开采年限。三、矿井生产能力、服务年限与储量的关系►T=ZK/AKZk－矿井可采储量，万吨；T－矿井设计服务年限，a；A－矿井设计生产能力，万吨/a；K—储量备用系数，1.3～1.5。储量备用系数是为保证矿井有可靠服务年限而在计算时对储量采用的富裕系数。我国各类井型的矿井和水平设计服务年限井型矿井设计生产能力（t/a）矿井设计服务年限（a）水平设计服务年限开采0～25°煤层的矿井开采25°～45°煤层的矿井开采45°～90°煤层的矿井特大300及以上7030～40——大120、150、180、2406020～3020～3015～20中45、60、905015～2015～2012～15小9、15、21、30各省自定第二节井田再划分一、井田划分阶段1．阶段划分及特征►（1）阶段概念：在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每个长条部分具有独立的生产系统，称之为一个阶段。►（2）开采水平：布置有井底车场和主要运输大巷，并担负该水平开采范围内的主要运输和提升任务的水平。一个开采水平可只为一个阶段服务，也可以为该水平上下两个阶段服务。►补充：阶段垂高与水平高度之间的关系第二节井田再划分井田划分阶段第二节井田再划分►二、井田划分为盘区当井田内煤层倾角很小，接近水平时，由于煤层沿倾斜方向高差很小，没有必要再按标高划分阶段。这时，可沿煤层主要延展方向布置主要大巷，将井田分为两翼，然后以大巷为轴将两翼分成若干适宜开采的块段，每个块段叫一个盘区。每个盘区通过盘区石门与主要大巷相连构成相对独立的生产系统，见图3—6。图3—6井田划分盘区1—主斜井；2—副斜井；3—主要石门；4—主要运输巷；5、6--盘区运输平巷；7—盘区边界；8—井田边界第二节井田再划分►三、井田分区域划分►随着开采技术的发展和煤层埋深的增加，矿井开采强度越来越大，出现了许多特大型、巨大型矿井。国外已出现了年产量超过千万t的矿井。这些矿井井田范围广阔，可达上百平方公里，煤层沿走向长可达数十公里。这就势必造成井下运输距离、通风线路、管线敷设过长，给生产和管理带来困难。为此，有的矿井采用了分区域开采的办法，就是将整个井田划分成若干个区域，每个区域相当于一个小井田，进一步划分成阶段、盘区等。每个区域开凿辅助提升井和风井为本区域服务。在井田中央开凿集中提升井为整个井田服务，如图3—7所示。图3—7分区域建井的井田划分示意图1—主斜井；2—副斜井；3—分区界线；4—阶段界线第二节井田再划分►四、阶段内再划分1．分区式2．分带式布置3．分段式4．整阶段布置J1J2J3D1D2D3分段式划分J1J2J3C1C2C3Q1Q2Q3采区式划分图3—8阶段内分区布置H—阶段垂高；h—阶段斜长►一、煤层沿倾斜的开采顺序1、下行开采2、上行开采说明：►一般地，不论是整个井田，还是阶段内、采空区内，对同一煤层，都应首先考虑使用下行开采顺序。►二、煤层沿走向的开采顺序1、前进式2、后退式►三、连续式开采的概念采用分段和整阶段布置时，工作面都是在阶段走向方向不停顿地连续推进，称为连续式开采。连续式开采具有开采的准备工作量少，工作面可以连续推进较长的距离，搬家次数少等特点，对装备复杂的机械化工作面，其优点更为突出。但是，由于工作面连续推进，要求井田内没有或很少有地质变动，尤其是没有倾向断层，才能取得较好的技术经济效果。一般适用于煤层埋藏稳定，井田内无大的倾向断层的矿井，或走向较短的小型矿井。►为了进行矿井开采，在地下开掘的井筒、巷道和硐室的总称。按空间位置和形状可分为：1.垂直巷道－立井、暗立井、溜井2．倾斜巷道－斜井、暗斜井、上山、下山3．水平巷道－平硐、石门、煤门、平巷►矿井巷道按其在生产中的重要性还可以作以下分类：开拓巷道为全矿井、一个开采水平或阶段服务的巷道，如井筒、井底车场、阶段（或水平）运输大巷和回风大巷等。准备巷道为整个采区服务的巷道，如采区上（下）山、采区上下车场、采区石门等。回采巷道为工作面采煤直接服务的巷道，如区段上、下平巷和开切眼等。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－煤层平巷开拓方式的概念及分类►开拓方式：在一定的井田地质、开采技术条件下，矿井开拓巷道可有多种布置方式。开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。►一、井田开拓方式分类►井田开拓方式种类很多，一般可按下列特征分类。：►（一）按井筒（硐）形式►按井筒（硐）形式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。►（二）按开采水平数目►按开采水平数目可分为：单水平开拓（井田内只设1个开采水平）；多水平开拓（井田内设2个及2个以上开采水平）。开拓方式的概念及分类►（三）按开采准备方式►按开采准备方式可分为上山式、上下山式及混合式。►（１）上山式开采开采水平只开采上山阶段，阶段内一般采用采区式准备。►（2）上下山式开采开采水平分别开采上山阶段及下山阶段，阶段内采用采区式准备或带区式准备；近水平煤层，开采水平分别开采井田上山部分及下山部分，采用盘区式或带区式准备。►(3）上山及上下山混合式开采上述方式的结合应用。►（四）按开采水平大巷布置方式►（1）分煤层大巷，即在每个煤层设大巷；►（2）集中大巷，在煤层群集中设置大巷，通过采区石门与各煤层联系；►（3）分组集中大巷，即对煤层群分组，分组中设集中大巷。开拓方式的概念及分类开拓方式分类开拓方式的概念及分类立井开拓方式(a)立井单水平上下山式；(b)立井多水平上下山式；(c)立井多水平上山式；(d)立井多水平上山及上下山式混合式1—主井；2—副井；3—井底车场；4—主要石门；5—开采水平运输大巷开拓方式的概念及分类►二、确定井田开拓方式的原则（1）贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤、高产高效创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。（2）合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。(3）合理开发国家资源，减少煤炭损失。(4）必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道保持良好状态。（5）要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综合机械化、自动化创造条件。（6）根据用户需要，应照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及其他有益矿物的综合开采。思考题►1．什么叫井田开拓？►2．煤田划分井田时应注意哪些问题？►3．如何合理确定矿井生产能力？►4．井田再划分方式有哪几种？如何划分？►5．什么叫采区？采区具有哪些特点？►6．什么叫区段运输平巷？什么叫区段回风平巷？►7．什么叫单水平开拓？什么叫多水平开拓？►8．巷道如何按空间特征和用途进行分类？分哪几类？►9．什么是开拓巷道？什么是准备巷道？►10．在确定矿井生产能力和服务年限时，为什么要考虑储量备用系数？►11．什么叫井田开拓方式？►12．在解决开拓问题时，应遵循什么原则？《采煤概论》第二章井田开拓第3节井田开拓方式本章主要内容►第3节井田开拓方式第一节斜井开拓第二节立井开拓第三节平硐开拓第四节综合开拓第一节斜井开拓►一、片盘斜井开拓片盘斜井开拓是斜井开拓的一种最简单的形式。它是将整个井田沿倾斜方向划分成若干个阶段，每个阶段倾斜宽度可以布置一个采煤工作面。在井田沿走向中央由地面向下开凿斜井井筒，并以井筒为中心由上而下逐阶段开采。图4—1为一片盘斜井的示例。井田沿倾斜方向划分为四个阶段。阶段内按整个阶段布置，即每一阶段斜宽布置一个工作面。图4—1片盘斜井开拓1—主井；2—副井；3—片盘车场；4--阶段运输平巷；5—辅巷；6—阶段回风平巷；7--采煤工作面；8—联络眼第一节斜井开拓►1．矿井开拓程序►2．矿井生产系统►3.特点优点：片盘斜井开拓，巷道布置和生产系统简单，井巷施工技术也不复杂，而且初期工程量小，出煤快。缺点：不能多阶段同时生产，同采工作面最多为两个，矿井生产能力受到限制。另外，延深工作频繁，生产和掘进之间相互影响较大。工作面整阶段连续推进，对地质条件变化适应性差。第一节斜井开拓►二、斜井单水平分区式开拓由斜井进入煤体，由一个开采水平开采整个井田。井田可划分为一个阶段，也可以划分为两个阶段。阶段沿走向划分为采区。图2为一典型的斜井单水平分区式开拓方式。井田划分为两个阶段，每个阶段沿走向划分为六个采区。开采水平在上、下两阶段分界面。上山阶段每个采区沿倾斜划分为五个区段，下山阶段式分为四个区段。矿井可采煤层为一层中厚煤层，煤层倾角较小。图2斜井单水平分区式开拓1—主井；2—副井；3—井底车场；4—阶段运输平巷；5—阶段辅巷；6—采区运输上山；7--采区轨道上山；8、15—区段运输平巷；9、16—区段回风平巷；10、17—采煤工作面；11--阶段回风平巷；12--回风井；13—采区运输下山；14—采区轨道下山；18—专用回风上山；19—采区煤仓；20—井底煤仓；21—行人进风上山；22—回风联络巷第一节斜井开拓►三、斜井形式选择1、斜井倾角主要依据其装备的提升设备确定。根据经验，一般应符合下列范围：►串车提升α≯25°箕斗提升，α=20°～35°►无极绳提升α≯10°胶带输送机提升α≯17°2、斜井采用串车和箕斗提升时，其提升能力受井筒斜长影响较大。近年来，随着胶带输送机技术的不断发展，斜井提升能力大大加强，其应用更加广泛。斜井在地下的空间布置形式主要受煤层赋存条件、地面地形和提升方式影响。3、煤层斜井斜井沿煤层开掘，施工容易、速度快、投资少。但当煤层较厚、煤层松软、构造复杂及煤层有自燃倾向时，不宜沿煤层布置。此外，沿层斜井需要留设井筒保护煤柱，资源浪费大。4、底板斜井为了避免上述问题，可以将井筒布置在煤层底板中。但当煤层倾角小于井筒倾角时，水