煤矿开采的基本概念.pptx
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1、煤矿开采的基本概念煤矿开采的基本概念第一节第一节 煤田开发的概念煤田开发的概念第二节第二节 井田内的划分及开采顺序井田内的划分及开采顺序第三节第三节 矿井生产的概念矿井生产的概念第四节第四节 采煤方法分类采煤方法分类一、煤层赋存特征及影响开采的地质因素一、煤层赋存特征及影响开采的地质因素二、矿区开发二、矿区开发三、井田三、井田四、矿井设计生产能力和井型四、矿井设计生产能力和井型五、地下开采与露天开采五、地下开采与露天开采第一节第一节 煤田开发的概念煤田开发的概念一、煤层赋存特征及影响开采的地质因素一、煤层赋存特征及影响开采的地质因素煤田:煤田:同一地质时期形成,并大致连续发育同一地质时期形成,
2、并大致连续发育 的含煤系分布区。的含煤系分布区。煤田中的煤层数目、层间距和赋存特煤田中的煤层数目、层间距和赋存特 征各不相同。我国多数煤矿开采的是多煤层征各不相同。我国多数煤矿开采的是多煤层煤田。煤田。按煤层倾角分类按煤层倾角分类近水平煤层近水平煤层45按煤层厚度分类按煤层厚度分类薄煤层薄煤层3.5m按煤层稳定性分类按煤层稳定性分类稳定煤层稳定煤层中等稳定煤层中等稳定煤层不稳定煤层不稳定煤层极不稳定煤层极不稳定煤层1、煤层分类:、煤层分类:2、影响开采的因素、影响开采的因素开采深度开采深度(影响矿压(影响矿压显现和地温)显现和地温)矿井涌水矿井涌水地层中的地地层中的地质构造(断质构造(断层和褶
3、曲)层和褶曲)瓦斯瓦斯影响开采的影响开采的因素因素二、矿区开发二、矿区开发 矿区:统一规划和开发的煤田或其中一部分。矿区:统一规划和开发的煤田或其中一部分。1、矿区煤田构成分类:、矿区煤田构成分类:煤田构成分类煤田构成分类实实 例例单一煤田矿区单一煤田矿区平顶山矿区、抚顺矿区、徐州矿区等平顶山矿区、抚顺矿区、徐州矿区等两个煤田矿区两个煤田矿区北票等矿区北票等矿区多个煤田矿区多个煤田矿区六盘水矿区等六盘水矿区等部分煤田矿区部分煤田矿区神东矿区、松藻矿区、铜川矿区、神东矿区、松藻矿区、铜川矿区、韩城矿区等韩城矿区等2、矿区煤种分类、矿区煤种分类矿区煤种分类矿区煤种分类矿区数量矿区数量实实 例例焦煤
4、矿区焦煤矿区重点煤矿重点煤矿2828处处西山、霍州、临汾、吕梁等西山、霍州、临汾、吕梁等 烟煤矿区烟煤矿区重点煤矿重点煤矿2424处处兖州、平顶山等兖州、平顶山等 无烟煤矿区无烟煤矿区重点煤矿重点煤矿1111处处晋城、阳泉、郑州、永城等晋城、阳泉、郑州、永城等 褐煤矿区褐煤矿区重点煤矿重点煤矿5 5处处霍林河、小龙潭等霍林河、小龙潭等 矿区规模矿区规模划分划分设计生产能力(设计生产能力(Mt/a)亿吨级矿区亿吨级矿区神华集团、中煤集团神华集团、中煤集团、同煤集团、同煤集团 特大型矿区特大型矿区1030 大型矿区大型矿区510 中型矿区中型矿区35 小型矿区小型矿区 3 3、矿区建设规模:矿区建
5、设规模:矿区均衡生产的规模,应矿区均衡生产的规模,应与矿区的均衡生产服务年限相适应。与矿区的均衡生产服务年限相适应。矿区建设规模和生产服务年限对照表矿区建设规模和生产服务年限对照表矿区建设规模矿区建设规模(Mt/a)15 1015 810 58 35 13 均衡生产服务年限均衡生产服务年限/a 908070706050三、井田三、井田 井田:井田:划归一个矿井开采的那部分煤田。划归一个矿井开采的那部分煤田。矿井:矿井:形成地下煤矿生产系统的井巷、硐室、形成地下煤矿生产系统的井巷、硐室、装备、地面建筑和构筑物的总称。装备、地面建筑和构筑物的总称。四、矿井设计生产能力和井型四、矿井设计生产能力和井
6、型 矿井设计生产能力:矿井设计生产能力:设计中规定的矿井在单位设计中规定的矿井在单位时间内采出的煤炭数量,以时间内采出的煤炭数量,以“Mt/a”表示。表示。矿井井型:矿井井型:根据矿井设计生产能力不同划分的根据矿井设计生产能力不同划分的矿井类型。矿井类型。矿井设计生产能力大小直接关系到基建规模和矿井设计生产能力大小直接关系到基建规模和投资多少,影响到矿井整个生产期间的技术经济面投资多少,影响到矿井整个生产期间的技术经济面貌,确定井型和矿井生产能力是矿区总体设计的一貌,确定井型和矿井生产能力是矿区总体设计的一个重要内容。个重要内容。矿井井型的划分矿井井型的划分设计生产能力(设计生产能力(Mt/a
7、)特大型矿井特大型矿井 3.0、4.0、5.0、6.0 及以上及以上 大型矿井大型矿井 1.2、1.5、1.8、2.4 中型矿井中型矿井 0.45、0.6、0.9 小型矿井小型矿井 0.3 及以下及以下五、地下开采与露天开采五、地下开采与露天开采 地地下下开开采采:通通过过由由地地面面向向地地下下开开掘掘井井巷巷采采出出煤炭的方法称为地下开采,又称为井工开采。煤炭的方法称为地下开采,又称为井工开采。露露天天开开采采:直直接接从从地地表表揭揭露露并并采采出出煤煤炭炭的的方方法称为露天开采。法称为露天开采。与与露露天天开开采采相相比比,地地下下开开采采要要复复杂杂和和困困难难。当当煤煤层层厚厚度度
8、达达到到一一定定值值,直直接接出出露露地地表表,或或其其覆覆盖盖层层较较薄薄、开开采采煤煤层层与与覆覆盖盖层层采采剥剥量量之之比比在在经经济济上有利时,就可以考虑采用露天开采。上有利时,就可以考虑采用露天开采。第二节第二节 井田内的划分及开采顺序井田内的划分及开采顺序一、井田尺寸一、井田尺寸二、井田划分为阶段和水平二、井田划分为阶段和水平三、阶段内的再划分三、阶段内的再划分四、井田直接划分为盘区、带区或分带四、井田直接划分为盘区、带区或分带一、井田尺寸一、井田尺寸 井井田田尺尺寸寸由由井井田田走走向向长长度度、倾倾斜斜长长度度和和面面积积来来反映。反映。井井田田走走向向长长度度是是表表征征矿矿
9、井井开开采采范范围围的的重重要要参参数数,要要与与一一定定时时间间内内的的开开采采技技术术及及装装备备水水平平相相适适应应,根根据据目目前前开开采采技技术术水水平平,大大型型矿矿井井井井田田的的走走向向长长度度不不少于少于8km,中型矿井不少于,中型矿井不少于4km。井井田田的的倾倾斜斜宽宽度度是是井井田田沿沿煤煤层层倾倾斜斜方方向向的的水水平平投影宽度。投影宽度。井田的面积与矿井的井型有关。井田的面积与矿井的井型有关。二、井田划分为阶段和水平二、井田划分为阶段和水平 阶段:阶段:在井田范围内平行走向按一定标高划分在井田范围内平行走向按一定标高划分的一部分井田。的一部分井田。注:注:每个阶段都
10、必须有独立的运输和通风系统。每个阶段都必须有独立的运输和通风系统。开采水平:开采水平:通常指布置有井底车场和阶段运输通常指布置有井底车场和阶段运输大巷、并且承担全阶段运输任务的水平,有时简称大巷、并且承担全阶段运输任务的水平,有时简称 为为“水平水平”。注:注:水平用标高来表示。水平用标高来表示。阶段与水平的区别:阶段与水平的区别:(1)阶段表示井田范围的一部分;阶段表示井田范围的一部分;(2)水平是指布置大巷的某一标高的水平面;水平是指布置大巷的某一标高的水平面;(3)广义的水平不仅表示一个水平面,同时也广义的水平不仅表示一个水平面,同时也是指一个范围,即包括所服务的相应阶段。是指一个范围,
11、即包括所服务的相应阶段。三、阶段内的再划分三、阶段内的再划分盘区式划分盘区式划分带区式带区式划分划分采区式采区式划分划分1、采区式划分、采区式划分 在阶段内沿走向把阶段划分为若干个具有独立生在阶段内沿走向把阶段划分为若干个具有独立生产系统的开采块段,每一开采块段称为一个产系统的开采块段,每一开采块段称为一个采区采区。注:注:采区的倾斜长度就是阶段的斜长。采区的倾斜长度就是阶段的斜长。C4C6区段:区段:是采区内沿倾斜方向划分的开采块段。是采区内沿倾斜方向划分的开采块段。注:注:阶段与区段不同。阶段与区段不同。阶段与区段的区别:阶段与区段的区别:2、带区式划分、带区式划分 在阶段内沿煤层走向把阶
12、段划分为若干适合于布在阶段内沿煤层走向把阶段划分为若干适合于布置采煤工作面的长条,每一个长条称为一个置采煤工作面的长条,每一个长条称为一个分带分带。分。分带相当于采区内的区段旋转了带相当于采区内的区段旋转了90。注意区分:注意区分:走向长壁工作面:走向长壁工作面:沿煤层倾向布置,沿走向推进的工作沿煤层倾向布置,沿走向推进的工作面。面。倾斜长壁工作面:倾斜长壁工作面:沿煤层走向布置,沿倾向推进的工作沿煤层走向布置,沿倾向推进的工作面。面。四、井田直接划分为盘区、带区或分带四、井田直接划分为盘区、带区或分带 在近水平煤层条件下,由于井田沿倾斜的高在近水平煤层条件下,由于井田沿倾斜的高差较小,局部范
13、围内煤层的走向又变化较大,井差较小,局部范围内煤层的走向又变化较大,井田很难以一定的标高为界划分为若干阶段,则要田很难以一定的标高为界划分为若干阶段,则要将井田直接划分为盘区、带区或分带。将井田直接划分为盘区、带区或分带。盘区盘区就是近水平煤层的采区。就是近水平煤层的采区。盘区(带区)式划分盘区(带区)式划分 在在我我国国新新建建的的一一批批高高产产高高效效矿矿井井中中,一一般般布布置置三三条条大大巷巷,一一条条运运煤煤,一一条条辅辅助助,第第三三条条用用于于回回风风,大大巷巷两两侧侧不不再再划划分分采采区区、盘盘区区或或带带区区,而而是是直直接接布布置工作面。置工作面。根根据据煤煤层层倾倾角
14、角条条件件,井井田田内内的的不不同同区区域域可可分分别别划分为采区、盘区或带区。划分为采区、盘区或带区。第三节第三节 矿井生产的概念矿井生产的概念一、矿井井巷的基本概念一、矿井井巷的基本概念二、矿井生产系统二、矿井生产系统三、开采顺序三、开采顺序一、矿井井巷一、矿井井巷立井、暗立井和溜井绞车房、水泵房、变电所和煤仓平硐、平巷和石门斜井、上山、下山和分带斜巷直立巷道水平巷道硐室倾斜巷道1、直立巷道、直立巷道 直立巷道的长轴线与水平面垂直,如立井、暗立直立巷道的长轴线与水平面垂直,如立井、暗立井和溜井。井和溜井。立井:立井:地层中开凿的直通地面的直立巷道,又地层中开凿的直通地面的直立巷道,又称竖井
15、(按功能分为主立井、副立井、风井、排水井、称竖井(按功能分为主立井、副立井、风井、排水井、充填井等)。充填井等)。暗立井:暗立井:不与地面直通的直立巷道,其用途同不与地面直通的直立巷道,其用途同立井。立井。溜井:溜井:是一种专门用来由高到低溜放煤炭的暗是一种专门用来由高到低溜放煤炭的暗立井。其中高度不大、直径较小的溜井成为溜煤眼。立井。其中高度不大、直径较小的溜井成为溜煤眼。2、水平巷道、水平巷道 水平巷道的长轴线与水平面近似平行,如平硐、水平巷道的长轴线与水平面近似平行,如平硐、平巷和石门等。平巷和石门等。平硐:平硐:是地层中开凿的直通地面的水平巷道,是地层中开凿的直通地面的水平巷道,作用类
16、似于立井,有主平硐、副平硐、排水平硐和作用类似于立井,有主平硐、副平硐、排水平硐和通风平硐等。通风平硐等。平巷:平巷:是地层中开凿的、不直通地面、其长轴是地层中开凿的、不直通地面、其长轴方向与煤层走向大致平行的水平巷道。常见平巷有方向与煤层走向大致平行的水平巷道。常见平巷有运输大巷、回风大巷、区段平巷、石门等。运输大巷、回风大巷、区段平巷、石门等。石门:石门:是岩层中开凿的、不直通地面、与煤层是岩层中开凿的、不直通地面、与煤层走向垂直或斜交的岩石平巷。按服务范围有主石门、走向垂直或斜交的岩石平巷。按服务范围有主石门、采区石门等。采区石门等。3、倾斜巷道、倾斜巷道 倾倾斜斜巷巷道道的的长长轴轴线
17、线与与水水平平面面与与水水平平面面有有一一定定夹夹角,如斜井、上山、下山和分带斜巷等。角,如斜井、上山、下山和分带斜巷等。斜斜井井:是是地地层层中中开开凿凿的的直直通通地地面面的的倾倾斜斜巷巷道道,作用类似于立井,分主斜井和副斜井。作用类似于立井,分主斜井和副斜井。上上山山:位位于于开开采采水水平平以以上上,为为本本水水平平或或采采区区服服务的倾斜巷道。务的倾斜巷道。下下山山:位位于于开开采采水水平平以以下下,为为本本水水平平或或采采区区服服务的倾斜务的倾斜 巷道。巷道。按所在岩层层位分为按所在岩层层位分为煤层上下山煤层上下山和和岩石上下山岩石上下山;按用途和作用分为按用途和作用分为轨道上下山
18、轨道上下山和和通风行人上下通风行人上下山山。4、硐室、硐室 硐硐室室:有有专专门门用用途途、在在井井下下开开凿凿和和建建造造的的断断面面较较大大且且长长度度较较短短的的空空间间构构筑筑物物,如如绞绞车车房房、水水泵房、变电所和煤仓等。泵房、变电所和煤仓等。二、矿井生产系统二、矿井生产系统 矿井生产系统:矿井生产系统:由完成特定功能的设施、设备、由完成特定功能的设施、设备、构筑物、线路和井巷的总称,由矿井的运煤、通风、构筑物、线路和井巷的总称,由矿井的运煤、通风、运料、排矸、排水、动力供应、通讯、监测等子系运料、排矸、排水、动力供应、通讯、监测等子系统组成。统组成。1、矿井开拓、准备、与回采的概
19、念矿井开拓、准备、与回采的概念 按其作用和服务范围不同,可将矿井井巷分为:按其作用和服务范围不同,可将矿井井巷分为:开拓巷道开拓巷道准备巷道准备巷道回采巷道回采巷道 开拓巷道开拓巷道 开开拓拓巷巷道道:为为井井田田开开拓拓而而开开掘掘的的基基本本巷巷道道,是是为为全全矿矿井井、一一个个开开采采水水平平或或若若干干采采区区服服务务的的巷巷道道,服服务务年年限限较较长长,如如主主副副井井、主主运运输输石石门门、阶阶段运输大巷、阶段回风大巷、风井等。段运输大巷、阶段回风大巷、风井等。开开拓拓巷巷道道的的作作用用在在于于形形成成新新的的或或扩扩展展原原有有的的阶阶段段或或开开采采水水平平,为为构构成成
20、矿矿井井完完整整的的生生产产系系统统奠奠定基础。定基础。准备巷道准备巷道 准准备备巷巷道道:为为准准备备采采区区、盘盘区区或或带带区区而而掘掘进进的的基基本本巷巷道道。准准备备巷巷道道是是在在采采区区、盘盘区区或或带带区区范范围围内内,从从已已开开掘掘好好的的开开拓拓巷巷道道起起,到到达达区区段段或或分分带带斜斜巷巷的的通通路路,这这些些通通路路在在一一定定时时期期内内为为全全采采区区、盘盘区区或或带带区区服服务务,或或为为数数个个区区段段或或分分带带服服务务,如如采采区区上上下下山山、采区或带区车场、变电所、煤仓等。采区或带区车场、变电所、煤仓等。准准备备巷巷道道的的作作用用在在于于准准备备
21、新新的的采采区区、盘盘区区或或带带区,以便构成采区、盘区或带区生产系统。区,以便构成采区、盘区或带区生产系统。回采巷道回采巷道 回回采采巷巷道道:是是形形成成采采煤煤工工作作面面及及为为其其服服务务的的巷巷道道,如如区区段段运运输输平平巷巷(顺顺槽槽)、区区段段回回风风平平巷巷(顺槽顺槽)和开切眼。和开切眼。回回采采巷巷道道的的作作用用在在于于切切割割出出新新的的采采煤煤工工作作面,并进行生产。面,并进行生产。矿矿井井巷巷道道开开掘掘的的原原则则是是尽尽量量平平行行作作业业,尽尽快快沟通风路。沟通风路。2、井巷开掘顺序、井巷开掘顺序平行作业:平行作业:以主井和风井为起点同时掘进以主井和风井为起
22、点同时掘进 主井方向主井方向 区段运输平巷、区段回风平巷、开切眼、联络巷区段运输平巷、区段回风平巷、开切眼、联络巷回采巷道回采巷道采区运输石门、采区上下山、采区下部车场等采区运输石门、采区上下山、采区下部车场等准备巷道准备巷道主井、副井、井底车场、主运输石门、阶段运输大巷主井、副井、井底车场、主运输石门、阶段运输大巷开拓巷道开拓巷道 风井方向风井方向采区回风石门、采区上部车场、采区绞车房等采区回风石门、采区上部车场、采区绞车房等准备巷道准备巷道风井、阶段回风石门、阶段回风大巷风井、阶段回风石门、阶段回风大巷开拓巷道开拓巷道 为为保保证证采采煤煤工工作作面面正正常常接接替替,在在第第一一区区段段
23、生生产产期期间间,需需要要适适时时地地开开掘掘为为第第二二区区段段生生产产服服务务的的中中部部车场、区段平巷和开切眼。车场、区段平巷和开切眼。当当两两个个方方向向的的开开拓拓和和准准备备巷巷道道均均已已掘掘通通形形成成通通风风回回路路后后,即即可可自自采采区区上上山山向向采采区区两两翼翼掘掘进进第第一一区区段段的的回回采采巷巷道道,开开切切眼眼完完成成后后即即可可安安装装并并调调试试工工作作面。面。3、生产系统、生产系统运煤系统运煤系统通风系统通风系统新风:新风:乏风:乏风:回采巷道准备巷道开拓巷道地面地面开拓巷道准备巷道回采巷道地面开拓巷道准备巷道回采巷道运料排矸系统运料排矸系统运料:运料:
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