采区设计培训幻灯片.ppt

昭通市煤矿采区设计采掘接替计划“三图”交换编制施行监管,讲课内容,培训的重要意义和目的煤矿设计现状和发展趋势采区设计依据、程序和步骤采区划分、采区参数和生产能力的确定采煤方法和工艺采区巷道布置和发展方向采区设计的内容和格式采区接替和采掘计划“三图”的绘制和交换实施和监管,一、培训的重要意义和目的,1、培训的重要意义2、培训的目的,二、煤矿设计现状和发展趋势,1、煤矿设计的核心,“回采工艺”是煤矿设计的核心。,2、我国煤矿设计现状,（1）随着煤炭工业的发展，煤炭设计水平取得了长足的进步，已接近或超过世界先进国家，目前我国已有能力自行设计全引进采掘设备的现代化矿井和复杂开采、建井条件的矿井。,（2）最大设计规模井工矿1500万t/a露天矿已达2000万t/a矿井深度超1000m,（3）煤矿设计的特点生产能力大型化生产效率高效化矿井生产集中化开拓及生产系统简单化工业系统自动化、无人化运输系统连续化地面布置集约化、社会化,3、我国煤矿生产技术和设计现状,（1）采煤工艺技术的发展促进了高产高效矿井建设（2）矿井生产高度集中化（3）矿井生产技术现代化（4）矿井生产规模的大型化,（5）矿井设计也呈现了系统简单化，设备大型化、自动化的格局；①全引进大采高综采成套设备②国产综采成套设备③引进薄煤层刨煤机综采设备④连续采煤机开采技术⑤快速机械化掘进设备,（6）选煤厂设计呈现了模块式、自动化的格局①20世纪5070年代跳汰、浮选②80年代跳汰粗选、重介旋流器精选、浮选工艺③90年代跳汰、重介分选、动筛跳汰选、风选、微泡浮选等并存④近年重介质选煤技术逐渐成为主导工艺,（7）辅助附属企业专业化、社会化、经济效益最大化。依托社会，服务社会,4、煤矿设计发展趋势,（1）项目利润最大化是设计追求的根本目标，煤矿设计需要处理好的几个关系①正确处理好投资与技术方案的关系②正确处理好管理模式与技术方案的关系③正确处理好筹资方案与技术方案的关系④正确处理好当前与长远的关系⑤正确处理好专业化与社会化的关系,（2）依靠技术进步，进一步提高煤炭设计水平①建立矿井地质条件评价系统②科学巷道支护设计和采煤工作面支架选型③矿井生产过程的优化设计④最大限度的回收煤炭资源、⑤综合治理灾害，实现矿井安全生产⑥煤炭加工和清洁利用⑦自动化控制技术的应用⑧资源的开发利用与环境保护,三、采区设计依据、程序和步骤,1、采区设计的主要依据,（1）采区设计任务书或委托书（2）国家相关法律、规章、规程、规范、文件规定（3）批准的采区地质说明书（4）矿井设计或改扩建设计及开拓开采现状（5）煤矿安全现状评价报告及评审意见（6）“瓦斯”、“煤尘”、“自燃”鉴定报告（7）邻矿同类型矿井开采情况（8）现场调查相关资料（9）矿井规划和主管部门意见,2、采区设计的程序,（1）部门或主管单位提出设计任务书报上级批准（2）确定设计部门或单位；（3）编制采区方案设计；（4）按批准的采区方案设计进行单项（位）工程施工图设计。,3、采区设计的步骤,（1）学习、掌握国家政策，主管部门和煤矿对设计的要求（2）明确设计任务、掌握设计依据（3）深入现场，调查研究（4）研究方案，编制设计（5）审批方案设计（6）进行施工图设计,四、采区划分采区参数生产能力,1、采区的划分,（1）影响采区划分的因素①采区地质条件②煤层赋存条件③开采技术条件④采区装备水平,（2）采区划分的规定①以断层和褶曲轴部作划分采区②建（构）筑物保护煤柱划分采区③按开采工艺、通风、运输和巷道维护合理划分采区④按开采煤层安全技术条件合理划分采区,⑤采区划分时，避免工作面回采方向和断层走向呈小角度斜交⑥开采煤层群时，划分集中煤组采区和分煤组采区⑦近水平煤层开采，宜在开采水平运输大巷两侧划分盘区⑧有条件时，应在井筒附近划分中央采区,（3）采区布置的要求①一般原则合理集中生产合理确定采区生产力良好的经济效果合理的通风运输系统其它,②首采区位置的规定煤层赋存条件好，地质构造和开采技术条件简单，地质勘查程度高资源可靠、可采储量丰富采区生产能力大，服务年限长地面一般应无影响开采的重要建（构）筑物，村庄少首采区应位于工业场地保护煤柱线附近中央采区应作为矿井首采采区,③储量分析及围岩性质判断主采煤层与非主采煤层储量可靠、完整稳定的块段瓦斯、煤尘和自燃危害程度的选定判断围岩性质,2、采区参数的确定,（1）影响采区参数的因素①煤层赋存条件②地质构造③开采技术条件④采煤方法⑤机械化装备水平,（2）采区参数确定的规定①综采采区一翼走向长度不宜少于回采工作面连续推进一年的长度；普采采区一翼长度不宜小于600m。②按盘区划分开采的煤层，其盘区沿采煤工作面推进方向的长度不宜小于3000m。③倾斜和急倾斜煤层的采区参数，一般应小于缓倾斜煤层采区参数。,（3）、采煤工作面长度①影响采煤工作面长度的因素地质因素煤层厚度、倾角、围岩性质、地质构造；技术因素采煤机、输送机、顶板管理、工作面通风、巷道布置；经济因素产量高、效率高、成本低、经济效益好。,②采煤工作面一般长度范围综采工作面长度一般为150220m，条件许可时可达250300m；普采工作面的长度，一般宜为120160m，对拉工作面，其总长度一般为200300m；炮采工作面长度一般为80150m；掩护支架采煤法的工作面长度一般为3060m,③采煤工作面连续推进长度工作面连续推进方向长度以不小于10001200m为宜高产高效综采工作面连续推进长度可取10003000m,（4）采区尺寸范围①采区上山长度一般不超过1500m，采区下山不宜超过1200m。,②综采单翼采区走向长度一般不小于1000m，高产高效综采矿井采区（盘区）一翼长度已扩大到2000m以上；双翼采区走向长度一般不小于2000m；高档普采的双翼采区，其走向长度一般为10001500m。顶底板松软、巷道难于维护、地质构造复杂或自燃发火期短的煤层，及装备水平低的小型矿井，采区走向长度可适当缩短；煤层赋存条件、地质构造限制时可单翼布置。,③倾斜长壁采区，上山部分倾斜长度宜为10001500m，下山部分倾斜长度宜为7001200m。据资料统计，炮采双翼采区走向长度为8001000m；急倾斜煤层单翼采区走向长度为200300m，双翼采区为400600m。⑤对于顶底板松软、巷道难于维护，地质构造复杂或自燃发火期短的煤层，以及装备水平低的小型矿井，采区走向长度可适当缩短。,3、采区生产能力,（1）影响采区生产能力的因素采区内地质条件、煤层生产能力、采掘机械化程度、同时生产的采煤工作面个数及其接替关系,（2）采区、采面同时生产个数的规定,①采区内同时生产的采煤工作面个数，符合下列规定综采采区同时生产的工作面宜为一个，条件适宜的盘区可布置2个；普采采区开采单一煤层时，回采工作面不宜超过2个；近距煤层群联合布置开采，经工作面接替排产适宜时，可布置3个普采工作面；开采有煤与瓦斯突出的煤层和开采有冲击地压的煤层，工作面布置必须符合现行煤矿安全规程的有关规定。,矿井同时生产的采区个数，应体现采区合理集中生产和保证采区正常接替的原则，一般不宜超过3个，条件适宜时可考虑一矿一区一面。③除保证矿井设计生产能力所需的初期采区和工作面个数外，不应配置备用采区和备用工作面。,④国家七部委安监总煤调（2007）95号关于加强小煤矿安全基础管理的指导意见第13条“年产6万吨及以下的矿井、年产6万吨以上矿井的一个采区只准一个采煤工作面，两个掘进工作面同时生产。”,⑤昭通市煤炭工业局昭煤发（2007）19号文“大中型矿井每个矿井最多2个生产采区，每个采区最多2个回采工作面；在一个采区内同一煤层只能布置一个回采工作面和最多两个掘进工作面同时作业。小型矿井（30万t/a及其以下）只能布置一个回采工作面和两个掘进工作面同时作业。”,（3）确定采区生产能力①一个采煤工作面产量A0（万t/a）为A0LV0mγC0式中L采煤工作面长度，m；V0工作面年进度，m/a；m工作面采高（放顶煤工作面时包括顶煤厚度），m；γ煤的视密度，t/m3；C0工作面采出率。,②采区生产能力AB（万t/a）为式中n同时生产的工作面个数；K1采区掘进出煤系数，可取为1.1左右；K2工作面之间出煤影响系数，n2时可取0.95.n3时可取0.9.对AB需按各环节通过能力进行验算。,五、采煤方法及工艺,1、采煤方法及工艺的选择,（1）根据地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件、设备状况及其发展趋势等因素，以安全、高效、低成本、高回收率为目的，经综合技术经济比较后确定；（2）大型矿井应以综合机械化采煤工艺为主，条件适宜的中型矿井，也宜采用综采工艺；（3）设计生产能力3.0Mt/a及以上的矿井，条件适宜，应采用先进成套综采设备，设计高产高效采煤工作面。,2、缓倾斜、倾斜煤层采煤方法及工艺的选择,（1）缓倾斜、倾斜煤层一般应采用走向（倾斜）长壁采煤法；（2）低瓦斯矿井地质构造简单、煤厚＜2.5m，煤层不易自燃，可采用长壁采煤法前进式开采；（3）煤层倾角大于35时，可采用伪斜走向长壁采煤法后退式开采；（4）地质条件、煤层赋存条件及开采技术条件适宜时，可采用连续采煤机开采的短壁采煤法；,（5）厚度5m以上的无煤与瓦斯突出危险煤层，符合现行综合机械化放顶煤开采技术规定条件的，宜采用综放开采工艺。不具备综放开采条件的，应采用分层综采或分层普采工艺；（6）厚度4.05.5m的煤层，地质构造较简单、煤层赋存稳定、煤层较硬，宜采用一次采全高综采工艺。不具备一次采全高综采工艺条件的，宜采用分层综采或普采工艺；,（7）厚度1.54.0m的煤层，地质构造简单，煤层赋存稳定，应采用综采工艺。不具备综采条件的，宜采用普采工艺；（8）厚度1.5m以下的煤层，条件适宜，应积极推行薄煤层综采工艺。不具备综采条件的可采用普采工艺。,3、急倾斜煤层采煤方法及工艺的选择,（1）厚度大于15m的无煤与瓦斯突出煤层，条件适宜，应采用水平分段综采放顶煤工艺。不适宜综采放顶煤开采工艺时，可采用水平分层普采或爆破装煤开采工艺；（2）厚度715m的煤层，宜采用水平分层或斜切分层采煤方法；,（3）厚度26m、倾角大于55、赋存较稳定的煤层，宜采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法，其工作面伪倾斜角度以煤炭能自溜为宜；（4）当煤层赋存条件不适宜采用本条13款的采煤方法时，可根据具体条件采用俯伪斜分段走向密集采煤法、俯伪斜掩护支柱采煤法、正台阶采煤法等。,4、旱采机械化开采有一定困难的无煤与瓦斯突出危险煤层，可采用水力采煤方法及工艺，但需经技术经济比较，且和旱采相比在开拓、开采、安全、效率、效益等方面具有较明显优势。,5、初期采区地面有村庄或其它建（构）筑物，应按搬迁规划迁移，一般不宜实施建（构）筑物和村庄压煤开采。当村庄或建（构）筑物无法迁移，且经技术经济论证压煤开采可行、合理时，可实施压煤开采，但采煤方法和技术措施必须符合现行建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程的有关规定。,六、采区巷道布置和发展方向,1、影响采区巷道布置的因素,煤层赋存条件、开采技术条件、采煤方法、采掘机械化装备水平、采区运输方式、采区设计生产能力等。,2、采区巷道布置方式的规定,（1）无煤与瓦斯突出危险的矿井，采区准备巷道应体现煤巷布置为主。有煤与瓦斯突出危险的矿井，采区巷道布置应符合现行煤矿安全规程的有关规定。,（2）高瓦斯矿井、有煤与瓦斯突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，或低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采联合布置的采区，均必须设置专用回风巷。（3）采煤工作面回采巷道，一般应采用单巷布置。当煤层瓦斯含量大、采区涌水量大，或因掘进、通风、运输等要求，单巷布置不能满足要求时，可采用双巷或多巷布置，但应明确巷间煤柱的回收措施。,（4）缓倾斜、倾斜薄及中厚煤层、厚煤层分层开采，条件适宜，回采巷道应采用无煤柱护巷工艺；厚度小于2.5m、不易自燃或自燃煤层，可采用沿空留巷。沿空掘巷和沿空留巷，应采取巷旁密闭或填充措施。（5）采区巷道断面，必须以支护最大允许变形后的断面能满足通风、运输、行人、管线及设备安装检修等需要为原则确定。净断面的选取，应符合现行煤矿安全规程和国家现行标准煤矿矿井巷道断面及交岔点设计规范MT/T5024的有关规定。,（6）采区巷道支护形式，应根据围岩性质、巷道用途及服务年限、巷道受采动影响程度等因素确定。岩石巷道宜采用光爆锚喷支护，煤及半煤岩巷道宜采用锚杆、锚带、锚网、锚索、金属支架等支护。,3、采区准备方式的发展方向准备方式多样化采（盘、带）区大型化采区布置的单层化和全煤巷化,（1）准备方式多样化①采区式准备扩大采区尺寸及生产能力，增大采煤工作面连续推进长度；普采采区发展多种形式的联合布置，减少矿井同采采区数，生产集中化；综采采区及单产较高的普采采区，在区段、采区范围内发展单层化布置，减少岩石巷道及大量联络巷，简化生产系统。,②盘区式准备盘区式准备产量比重呈下降趋势，但目前仍占一定比重服务年限达1520年或以上开采块段内走向断层较多，采用倾斜布置较困难开采块段受地质构造或为保护地面建筑物等设施需留设煤柱的限制，倾斜长度较短倾角很小的煤层，从工作面推进方向上，沿走向与沿倾斜推进已无明显区别。,③带区式准备带区式准备今后发展方向12以下煤层，发展各种形式的带区式布置；扩大分带、带区尺寸，增加采煤工作面连续推进长度；适应不同地质、开采技术条件，分别采用仰斜开采、俯斜开采、伪斜开采；在井田内因地制宜采用采区式、带区式混合布置方式，以适应不同地质、开采技术条件。,（2）采区大型化①采区参数变化情况50年代初期，采（盘）区走向长度一般不超过500600m（双翼）；70年代末，大中型矿井采区走向长度在1000m左右；80年代以来，推广采用带区式布置，分带斜长上山部分为10001500m，下山部分为7001200m。,②采区参数发展方向新设计采区双翼炮采、普采采区走向长度为10001500m；综采采区一般在2000m以上。大型煤层上山采区，为了达到投产快及避免煤的长距离折返运输，后上山的单翼采区呈发展趋势，走向长10002000m，有的达3000m或以上。分带斜长一般在7001500m，有的达到20003000m或以上。改造合并采区，扩大采（盘）区尺寸，普采采区联合布置等。,③采区生产能力不断提高采（盘）区生产能力不断提高，80年代的国有重点煤矿采区平均生产能力约23万t/a，90年代中期已提高到29.24万t/a。综采采区一般一区一面，目前不少矿井综采采区能力达到100万t/a以上，少数已达到200300万t/a，个别达500万t/a以上。,（3）单层化和全煤巷化①采区巷道布置的变革20世纪60年代前单煤层布置采区并采用全煤巷布置20世纪60年代后多层联合布置取得了显著的效果20世纪80年代后高层次的新的单产开采全煤巷布置系统,②全煤巷布置的发展和优点大幅度或全部取消岩石巷道；可减少大量联络巷道的工程量及费用；为实现运煤系统连续化创造了条件；便于实现辅助运输的机械化、连续化。,七、采区设计格式及内容,1、文本封面,2、扉页,,3、设计单位资质证书,4、编审设计人员名单,5、目录,（1）文本目录①正文分章、节按顺序编排；②附件主要设备、器材清册和投资概算；③附录煤矿合法生产证书、设计相关法规政策、资料名称；（2）附图采区设计方案图。,6、正文,（1）前言①设计缘由②设计依据③设计要点④主要技术经济指标⑤问题与建议,（2）矿井概况（3）矿井地质（4）采区生产能力及服务年限（5）采区布置与开采（6）通风与安全（7）主要设备,（8）采区供电（9）采区瓦斯抽采设计（开采高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井）（10）生产、安全监测监控（11）采区生产安全技术措施（12）技术经济,7、附件（1）采区主要机电设备、器材清册；（2）采区设计投资概算；,8、附录（1）设计委托书；（2）采矿许可证；（3）安全生产许可证；（4）煤炭生产许可证；（5）矿井生产能力核定证书；（6）矿井瓦斯等级鉴定省级主管部门批复（认证书）；（7）煤尘爆炸危险性鉴定报告；（8）煤层自燃倾向性鉴定报告。,9、附图（1）井上下对照图12000或15000（2）采区巷道布置平面图11000或12000（3）采区巷道布置剖面图11000或12000（4）采掘机械配备平面图150或1200（5）采煤方法图示意（6）采区通风系统图（投产时）示意（7）消防、防尘管路系统平面图11000或12000（8）压风管路系统布置平面图11000或12000,（9）采区供电系统图示意（10）采区通讯系统图示意（11）安全生产监测监控系统图11000或12000（12）避灾路线图示意,10、采区设计审批采区设计编制完成后，由煤矿矿长（或总工程师）组织煤矿相关部门和工程技术人员（并中介机构设计人员）会审认定后，签字盖章，报县区煤炭主管部门审查批复。采区设计一般一式三份，县区煤炭主管部门存一份，煤矿两份（一份存档，一份工作用）。,八、采区接替和采掘计划,1、含义昭煤发【2008】93号文采掘计划就是煤矿企业根据县区煤炭主管部门审批的采区设计确定的开采采区、接替采区和回采工作面、接替工作面，在确保煤矿采掘平衡的前提下，计划在回采工作面开始回采之前，必须完成的开拓巷道、准备巷道和回采巷道，再根据煤矿生产技术条件，确定完成这些开拓巷道、准备巷道和回采巷道及所需时间的总体安排。,2、采区开采顺序和接替计划,（1）原则和要求,①采区前进，工作面后退②煤层群开采一般采用下行式③开采下层（组）煤不影响上层（组）煤时，既可先采下层（组）煤，也可与上组煤同时或交叉开采④开采煤与瓦斯突出煤层，为保证安全，也可先采下部保护层⑤开采急倾斜近距离煤层群时，按小分段下行交叉顺序开采,急倾斜煤层开采上层对下层的影响急倾斜煤层将阶段划成小分段a煤层倾角；β底板移动角1，2，3，4小分段回采顺序,,⑥统筹考虑水平开采计划，稳定均衡生产，顺利过渡水平接替⑦搞好配采，提高经济效益⑧集中生产，减少同时生产的采区和工作面⑨安排计划时，不出现脱节⑩计划安排，留有余地,（2）采区接替计划编制,①根据矿井生产能力和采区生产能力，确定同时生产采区数目；②根据矿井划分的水平和采区，确定采区开采顺序；③计算采区可采储量、生产能力、服务年限；④编制矿井采区接替表，格式如下,煤矿采区接替表（样式）,3、采掘计划编制（1）配采在多煤层开采时，应厚薄煤层合理搭配。①配采计划的方法和步骤②配采计划的编制原则和注意事项,①配采计划的方法和步骤,根据采掘工程平面图计算工作面可采储量按采煤工艺方式，估算月进度、产量和可采期编制各采煤工作面的接替顺序检查生产环节和能力的适应性,②配采计划的编制原则和注意事项,采煤工作面产量为矿井计划产量的90左右，并力求各月产量均衡接替面与生产面一致，发挥采煤队特长邻近接替煤层配采比列适当保持采区产量相对稳定采区生产能力与采区服务年限的关系,采区生产能力与服务年限,（2）巷道掘进工程排队①接替时间要求和巷道掘进速度接替时间一般要求巷道掘进速度，见下表,平巷掘进速度,煤炭工业小型矿井设计规范指标见下,煤巷月进120250m煤岩巷月进120150m岩石平巷月进60100m岩石斜巷月进4070m,②巷道掘进工程排队和进度图表编制,编制步骤和方法工程排队和编制图表注意事项采掘工作面接替表（样式）见下,采煤工作面接替表（样式）,掘进工作面接替表（样式）,4、采、掘接替计划图根据采区设计，按照年度计划产量安排，在采掘工程平面图上，用不同颜色分季度标注掘进队施工巷道名称和区位，从开采线到结束线框出采煤工作面区位。采掘接替计划图是编制采掘接替计划、年度生产计划的依据，是实施采区设计的保证，是安全生产监管部门的监管依据。,5、采掘计划编制文字说明（1）编制依据政策要求；市场需要；年度计划产量；采区设计（2）重点工程计划及技术、组织、管理措施。（3）安全技措工程的保障措施（4）实施采掘计划的行政分工，责任落实办法和制度（5）落实采区设计和作业规程安全技术措施（6）落实矿井灾害预防和事故处理计划的要求,6、采掘计划审批采掘计划编制完成后，由煤矿矿长（或总工程师）组织煤矿相关部门和工程技术人员会审认定后，签字盖章，报县区煤炭主管部门审查批复。采掘计划一般一式二份，县区煤炭主管部门和煤矿各一份。,九、“三图”交换,1、图纸交换的依据及时间要求根据乡镇煤矿管理条例和乡镇煤矿管理条例实施办法，煤矿应当绘制井上下对照图、采掘工程平面图、矿井通风系统图，并及时填图，定期（每月或每季）向县区煤炭主管部门报送交换图，接受监督检查。图纸交换时间，原则上每月交换一次，具体由各县区确定。,2、图纸交换的内容（1）对“三图”总的要求（2）井上下对照图（3）采掘工程平面图（4）通风系统图（示意）,3、图纸交换的程序煤矿按照县区煤炭主管部门审批的采掘计划组织实施，每月5日前填制“三图”，报送县区煤炭主管部门，换回县区煤炭主管部门留存的“三图”，将实施的采掘工程填绘在换回的“三图”上，完成一次图纸交换。煤矿再按照县区煤炭主管部门审批的采掘计划组织实施，到下一个月5日前，再填制“三图”，报送县区煤炭主管部门，再换回并填制县区煤炭主管部门留存的“三图”，并将实施的采掘工程填绘在换回的“三图”上。按此反复循环。,十、实施和监管,1、采区设计、采掘计划和图纸交换工作的实施（1）煤矿采区设计（2）煤矿采掘计划（3）图纸交换,2、采区设计、采掘计划及图纸交换工作的监管,