煤矿开采学第二章--井田开拓基本概念

太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/181煤矿开采学主讲人：王开Tel：13593145815E-mail：[e-mail]太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/182第二章井田开拓的基本概念太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/183主要内容第一节煤田划分为井田第二节矿井储量、生产能力和服务年限第三节开拓方式的概念和分类第四节中国煤矿井田开拓概况及发展太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/184划分的原则井田范围、储量、煤层赋存及开采条件与矿井生产能力相适应；保证井田有合理的尺寸；充分利用自然等条件划分井田；合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系。井田境界的划分方法垂直划分；水平划分；按煤组划分。第一节煤田划分为井田太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/185第二节矿井储量、年产量和服务年限一、矿井储量(一)新煤炭储量的分级分类按可行性评价阶段分：概略研究、预可行性研究和可行性研究储量；从经济意义上分：经济的、边际经济的、次边际经济的、内蕴经济的和经济意义未定的基础储量；从地质可靠程度上分：探明的、控制的、推断的、预则的储量（表2-1）。太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/186表2-1固定矿产资源/储量分类表经济意义地质可靠程度查明矿产资源潜在矿产资源探明的控制的推断的经济的可釆储量(111)基础储量(111b)预可釆储量(121)预可釆储量(122)基础储量(121b)基础储量(122b)边际经济的基础储量(2M11)基础储量(2M21)基础储量(2M22)次边际经济的资源量(2S11)资源量(2S21)资源量(2S22)内蕴经济的资源量(331)资源量(332)资源量(333)资源量(334)?太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1871、探明的煤炭储量分类1）可釆储量(111)：探明的经济基础储量的可采部分。2)探明的(可研)基础储量(111b)：同(111)的差别在于本类型是用未扣除设计，釆矿损失的数量表述的。3)预可釆储量(121)：同(111)的差别在于本类型只进行了预可行性矸究，估算的可釆储量可信度高，可行性评价结果的可信度一般。4)探明的(预可研)基础储量(121b):同(121)的差别在于本类型是用未扣除设计，釆矿损夫的数量表述。太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1885)探明的(可研)边际经济基础储量(2M11)：勘查工作程度己达到勘探阶段的工作程度要求。可行性研究表明，当时开釆是不经济的，但接近盈亏边界，估算的基础储量和可行性评价结果的可信度高。6)探明的(预可研)边际经济基础储量(2M21)：同(2M11)的差别在于本类型只进行了预可行性研究，估算的基础储量可信度高，可行性评价结果的可信度一般。7)探明的(可研)次边际经济资源量(2S11)：勘查工作程度己达到勘探阶段的工作程度要求。可行性研究表明，当时开釆是不经济的，必须大幅度提高矿产品价格或大幅度降低成本后，才能变成经济的。估算的资源量和可行性评价结果的可信度高。1、探明的煤炭储量分类太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1898)探明的(预可研)次边际经济资源量(2S21):同(2S11)的差别在于本类型只进行了预可行性矸究，估算的资源量可信度高，可行性评价结果的可信度一般。9)探明的内蕴经济资源量(331)：勘查工作程度己达到勘探阶段的工作程度要求。但未做可行性研究或预可行性研究，仅做了概略研究，经济意义介于经济的至次边界经济的范围内，估算的资源量可信度高，可行性评价可信度低。1、探明的煤炭储量分类太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/18102、控制的煤炭储量分类1)预可釆储量(122)：勘查工作程度己达详查阶段的工作程度要求，预可行性研究结果表明，当时开釆是经济的，估算的可釆储量可信度高，可行性评价结果的可信度一般。2)控制的经济基础储量(122b)：同(122)的差别在于本类型是用未扣除设计，釆矿损失的数量表述的。3)控制的边际经济基础储量(2M22)：勘查工作程度己达到详查阶段的工作程度要求。预可行牲研究表明，当时开釆是不经济的，但接近盈亏边界，估算的基础储量可信度较高，可行性评价结果的可信度一般。太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/18114)控制的次边际经济资源量(2S22)：勘查工作程度己达到详查阶段的工作程度要求。预可行牲研究表明，当时开釆是不经济的，需大幅度提高矿产品价格或大幅度降低成本后，才能变成经济的。估算的资源量可信度较高，可行性评价结果的可信度一般。5)控制的内蕴经济资源量(332)：勘查工作程度己达到详查阶段的工作程度要求。未做可行性研究或预可行性研究，仅做了概略研究，经济意义介于经济的至次边界经济的范围内，估算的资源量可信度较高，可行性评价可信度低。2、控制的煤炭储量分类太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/18123、推断的煤炭储量及概念推断的内蕴经济资源量(333)：勘查工作程度己达到普查阶段的工作程度要求。未做可行性研究或预可行性研究，仅做了概略研究，经济意义介于经济的至次边界经济的范围内，估算的资源量可信度低，可行性评价可信度低。太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/18134、预测的资源量资源量(334)?勘查工作程度己达到预查阶段的工作程度要求。在相应的勘察工程控制范围内，对煤层层位、煤层厚度、煤类、煤质、煤层产状、构造等均有所了解后，所估算的资源量。预测的资源量属于潜在煤炭资资源，有无经济意义尚不确定。太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/18145、矿井地质资源量、工业资源量矿井地质资源量:是指地质勘查报告提供的查明煤炭资源的全部。矿井工业资源/储量：是指地质资源量经可行性评价后，其经济意义在边际经济及以上的基础储量及推断的内蕴经济的资源量乘以可信度系数之和。Zg=111b+122b+2M11+2M22+333k式中：Zg-矿井工业资源/储量；K-可信度系数，取0.7-0.9。太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1815矿井设计资源/储量：是指矿井工业资源/储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（构）筑物煤柱等永久煤柱损失量后的资源/储量。Zs=（Zg-P1）式中：Zs-矿井设计资源/储量Zg-矿井工业资源/储量P1-断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（构）筑物煤柱等永久煤柱损失量之和。6、矿井设计资源/储量太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1816矿井设计可采储量：是指矿井设计资源/储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以釆区采出率。Zk=（Zs-P2）C式中：Zk-矿井设计可采储量P2-工业场地和主要井巷煤柱损失量之和；C—采区采出率，%。煤层C薄煤层(M1.3m)不小于0.85中煤层(1.3m≥M≤3.5m)不小于0.8厚煤层(M3.5m)不小于0.757、矿井设计可采储量太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/18172003年之前采用的煤炭储量分级分类1、储量分级根据不同块段煤层在质情况和被查明程度分Ａ级Ｂ级Ｃ级Ｄ级高级储量低级储量一、矿井储量(二)原煤炭储量的分级分类第二节矿井储量、年产量和服务年限太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1818２、矿井储量分类根据工业要求，开采技术条件及储量被查明程度矿井储量分为以下几类：1）矿井地质储量2）能利用储量（表内）（Ａ+B+C+D）3）尚难利用储量（表外）4）工业储量(Zg)尚难利用储量远景储量工业储量能利用储量矿井地质储量第二节矿井储量、年产量和服务年限太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1819工业储量作为矿井设计和投资的储量：一般：Zg=A+B+C缺煤地区：Zg=A+B+C+0.5D5）远景储量(D)6）可采储量(Zk)：矿井设计的可以采出的储量。Zk=（Zg-P）C式中：P—永久煤柱损失；C—采区采出率，%。有的可预知，有的不可预知。7）设计损失量(开采损失)：设计丢在地下的储量。第二节矿井储量、年产量和服务年限太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1820二、矿井生产能力A矿井设计生产能力：是设计规定的矿井在单位时间内采出的煤炭数量，Mt/a。是煤矿建设和生产的主要指标。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。三、服务年限T矿井服务年限：矿井从投产到报废的整个服务期限。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。第二节矿井储量、年产量和服务年限太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1821井型比较优点缺点适用条件大型矿井小型矿井大型矿井小型矿井大型矿井小型矿井产量大初期工程量小初期工程量大产量小储量丰富储量分散生产集中建井时间短建井时间长生产分散煤层赋存稳定煤层赋存不稳定装备水平高施工技术简单施工技术高装备水平低构造简单构造复杂效率高占用设备少占用设备多效率低开采条件好开采条件差成本低初期投资小初期投资大成本高赋存深赋存浅服务年限长生产管理简单生产管理复杂服务年限短太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1822四、三者关系1、计算公式式中：T－矿井服务年限；K－储量备用系数，地方小煤矿K＝1.3，一般矿井设计K＝1.4，地质复杂的矿井及矿区总体设计K＝1.5AKZTk第二节矿井储量、年产量和服务年限太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/18232、考虑K的原因1）矿井增产2）意外储量损失i、煤层露头降低；ii、断层影响;只查出落差25m的断层；iii、火成岩侵入；iv、火灾损失；v、小窑开采损失。3）人为损失采出率达不到要求由于上述原因，矿井产量增加，储量减少，导致服务年限缩短，影响矿井的经济效益，为了保证可靠服务年限，必须考虑K。第二节矿井储量、年产量和服务年限太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/18243、要求A与T相适应A大T大，A小T小。主要原因：1）充分发挥投资和工程效应2）充分发挥外围企业的作用3）均衡连续保证煤炭供应大型矿井投资大，配套的企业规模大，均衡生产期长。我国要求大型矿井的服务年限要大于60年。第二节矿井储量、年产量和服务年限太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1825第三节开拓方式的概念及分类井田开拓：从地面开掘一系列的井巷进入煤层。开拓方式：开拓巷道在井田内的总体布置方式。井硐的形式、数量和位置立井开拓水平的数目和标高斜井开拓布置井底车场和主要巷道平硐开拓阶段内的划分综合开拓确定采掘关系和开采程序分区域开拓进行矿井延深和技术改造斜硐开拓主要内容开拓方式太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1826井田开拓要解决的问题确定井筒的形式、数目及其配置，合理选择井筒及工业广场的位置；合理地确定开采水平数目和位置；布置大巷及井底车场；确定矿井开采程序，做好开采水平的接替；进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造。第三节开拓方式的概念和分类太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1827确定井田开拓方式的原则贯彻执行有关煤炭工业的技术政策；要使生产系统完善，可靠，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；合理集中开拓部署，简化生产系统；贯彻执行有关煤矿安全生产的规定；适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为新技术，新工艺，发展采煤机械化、自动化创造条件；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。第三节开拓方式的概念和分类太原理工大学-矿业工程学院-采矿工程系2019/8/1828第三节开拓方式的概念和分类井田开拓方式分类按井筒（硐）形式立井开拓斜井开拓平