中国矿业大学煤矿开采学电子教案3.doc

第四章井田开拓巷道布置 第十八章内容 本章为井田开拓部分的重点,第二章是基本概念,第三章是开拓方式,而如何确定有关参数及方案,如2.3中开拓方式所解决的问题中,井筒位置,水平标高的确定,水平大巷的布置,是本章的主要内容。 4.1 井筒位置的确定书上18.3 位置的确定不能从一方面考虑,从开拓布局的整体考虑,如水平的位置,大巷的类型等,它们相互影响。 合理的井筒位置应考虑地面情况,井下地质以及生产情况。 一、对地面布置工业广场有利 每个矿井,都有地面生产系统,行政管理系统,需占有一定的面积的土地。 1、场地足够。布置地面生产系统及其工业建筑、行政管理系统。如主付井绞车房、洗选煤厂、煤仓场,装车站,办公楼,宿舍,食堂,浴池等。一般情况下,工业广场的面积为大型井0.8 1.1公顷/10万吨,中型井 1.3 1.8公顷/10万吨,小型井 2.0 2.5公顷/10万吨。 2、少占农田,不占良田及重要文化古籍和园林,要避免村庄搬迁及河流改道; 3、有较好的工程地质和水文地质条件,避开滑坡,崩岩,溶洞,流沙等地段。森林地区应与林地有足够的防火距离。 4、避免井筒和工业广场遭受水灾。井口位置高于最高洪水位,工业广场不受洪水威胁。解释最高洪水位的意义 5、便于矿井的供水,供电,运输,便于排污,排矸的处理。不影响居民生活。 6、充分利用地形,使地面生产系统合理,尽可能少平整土地。 对于平硐开拓,主要考虑地面,若地面无太大的限制,则可考虑井下。 二、对井下开采有利 应使井巷工程量,运输量,维护量,通风效果上达到较佳水平,使工业广场压煤量达到合理。 1、走向的位置在储量中心。此时,运输量最小,通风费用最低,水平 接替易。解释运输量、通风问题 2、倾斜方向的位置 1、斜井多数在井田边界外。主要考虑地面和所选用设备所要求的倾角而决定地面的位置。 2、立井主要是第一水平工程量,总工程量和工业广场煤柱的关系。越靠上部,煤柱越少,初期工程量较少,但深部工程量可能大,延深生产环节多等。图18-10 参考意见1、急倾斜边界外图18-11 2、近水平按地面要求 3、其它尽可能靠上一点, 减少煤损。 4、底部有特殊岩层时,具 体分析。 三、对井筒和井底车场掘进和维 护有利的位置 1、要使井筒尽可能不通过或少 通过流砂层、较厚的冲积层及 丰富的含水层; 22 2 1 1 C B A 1 井筒; 2 石门; 3 富含水层 井筒位置与石门工程量及工业场地压煤等的关系示意图 13 2、要使井筒不通过地质破坏激烈的地带及受采动影响的地区; 3、井筒位置要使井底车场有较好的围岩条件。 四、风井布置形式 中央并列,边界,对角,分区独立,分区域画图,优缺点,适用条件。图18-12、13、14、15 1、中央并列式布置 1、优点工业场地布置集中,管理方便,井筒保护煤柱损失少。 2、缺点通风路线长,通风阻力大,井下漏风多。 3、适用条件井田范围小,生产能力不大,瓦斯等级低的矿井。 4、中央并列式布置的示意图 2、中央边界式中央分裂式 1、优点通风路线较短,通风阻力较小,井下漏风较小,石门工程量增加不多。 I I 5 521 3412 3 4 1 主井; 2 副井; 3 运输大巷; 4 回风大巷; 5 回风石门 I I I I 6621451245773 I I 2、缺点工业场地布置分散,井筒保护煤柱较多,当矿井转入深部 开采后,需要维护较长的上山回风道。 3、适用条件煤层赋存不太深的缓倾斜煤层矿井或煤层赋存较深, 沼气涌出量大的矿井。 4、中央边界式布置的示意图 3、对角式通风 1、 优点通风路线长度变化小,风压比较稳定,有利于扇风机工作。 2、 缺点风井较多,所需通风设备较多,工业场地布置分散,主、 副井与风井贯通需要较长时间。 3、 适用条件对通风要求很严格的矿井,如高沼气矿井,煤层易于 自然的矿井,有煤和瓦斯突出危险的矿井。 4、 对角式布置的示意图 4、采区风井通风 I I 42 1 3412 34 1 主井; 2 副井; 3 运输大巷; 4 回风大巷; 5 风井 55 5 I I 2I I 42131344 I I 1、优点 通风路线短,采区通风方便,风阻小,矿井建设速度快。 2、缺点 风井较多,所需通风设备较多,工业场地布置分散。 3、适用条件 井田上部距地表近、采区范围较大的矿井。 4、采区风井通风示意图 5、分区式通风实际是分区域开拓时出现的通风系统 1、优点通风路线短,几个分区可以同时施工,便于处理矿井事故、 外运人员及设备。 2、缺点工业场地布置分散,占地面积较大,井筒保护煤柱较多。 3、适用条件煤层很缓的特大型矿井。 4.2 开采水平的划分及上、下山开采 水平的多少,主要取决于井田内煤层的斜长和阶段尽寸的大小。一个水平开采的矿井叫单水平开采,两以及其以上,为多水平开采。 阶段按标高划分,上下标高一定,阶段垂高便确定了,而水平垂高是指该水平开采范围的垂高,只采一个阶段时,水平垂高就是阶段垂高。两个阶段时,即上下山开采时,水平垂高为两个阶段的垂高。当采用辅助水平、下山开采、辅助大巷时,可能开采的高度很高,图18-3。 对于近水平煤层,不划分阶段,将煤层分组。划分水平,再分成盘区或带区。 一、合理的水平垂高针对非近水平煤层而言 应以合理的阶段斜长为前提,并使开采水平有合理的服务年限,利于水平采区接替。 1、具有合理的阶段斜长 阶段斜长,若分带,则为条带的推进长度,若分区,为采区上山长度。从运输、行人方面考虑。 1、煤的运输 对于缓倾斜和倾斜煤层,用自溜运煤或皮带运煤,对斜长的限制不大, 15001800m以内,目前的皮带运输,长度可以提高到2500m甚至达到3000m; 用刮板运输机时,太长了,运输机台数多,系统可靠性差,中小型矿井用矿车运煤时,应在600m以内。对于急倾斜煤层,溜煤高度不能太长,低于70 120m。 2、辅助提升这是限制斜长的主要因素。应采用一段提升最好。一般采用绞车提升。1.6m绞车,600m长;2.0m,900m长。利用第十四章第六节的单轨吊车设备,齿轨车,卡轨车进行辅助提升,可使辅助提升长度加大到1000 3000m。用胶轮车和套胶轮轨道车时,长度不受限制。 3、行人条件对斜长限制不严重,放在次要位置考虑,当长度长时,采用猴车运人。 2、具有合理的区段数 考虑合适的区段斜长,应为其整数倍来划分为采区。 缓倾斜35个区段,倾斜、急倾斜不少于2个,区段太少,不利于工作面接替。 3、利于采区的正常接替 矿井正常生产期间,应使采区接替正常。 矿井有增产采区、减产采区、正常生产区、准备采区。 保证矿井产量均衡。生产采区的生产时间应大于准备区的准备时间。这需要采区有一定的储量,当走向长度确定后,倾斜长度的增加会使采区储量增加。这样,分滩到每一米运输大巷、采区石门、上山、采区硐室这一类巷道上的煤量也会增加。 4、保证开采水平有足够的服务年限 开拓一个水平需掘进许多巷道,工程量大,准备时间长,为保证矿井有一个较稳定的生产期,水平服务年限必须大于延深水平时间35a与两水平过渡时间23a之和,至少8a以上。 我国有关矿井水平服务年限的规定见下表 矿井井型及水平设计服务年限 井型 水平设计服务年限a 缓倾斜煤层倾斜煤层急倾斜煤层 大型井2040 2030 1520 中型井1520 1520 1215 小型井各省自定各省自定各省自定 5、经济上有利的水平高度 根据与水平高度有关的费用,随高度增加而减少的费用、随高度增加而增加的费用、与高度变化无关的费用绘出图 H1H2为经济有利高度。根据多年的实际经验,较为合理的水平垂高见下表。仅作为参考,因为有许多条件达到了300400m 近水平煤层,在煤区内划分成条带或盘区,盘区的斜长上山2500m,下山1000m,条带斜长可达到2000m ,阶段高度确定后,可考虑下山开采的应用。 矿井阶段水平垂高 井型 开采缓倾斜 煤层的矿井m 开采倾斜煤 层的矿井m 开采急倾斜 煤层的矿井m 大、中型矿井100250 100250 100150 小型矿井60100 80120 80120 二、下山开采的应用图18-1 1、存在的问题 可以节省一个水平的布置巷道,能充分利用原有的井巷和设施,节省开拓工程量和基建投资,可延长水平的服务年限,推迟矿井下一水平延深的期限,煤炭无反向运输。但下山开采存在以下几方面的问题 1、运输向上运输,无法自溜。要求有较大的运输能力; 2、排水每个采区都需设排水设施,不集中,耗电大。 3、通风新、污风相邻,易漏风,且风流路线长,阴力大。 4、掘进下山掘进困难,装岩、排水跑车架。 2、适用条件 有下列条件,可以避开其缺点,能够采用。图18-1或绘图说明 1、 16,瓦斯小,涌量小。 2、深部境界不一致,单设一个水平有困难,则最终阶段用下山开采。 3、当开采强度增大,水平储量不够,水平接续紧张,采用在局部地段用下山开采。俗称剃头。 3、注意事项 1、上、下山划分的采区尽可能划分一致,利用维护的上山采区巷道回风风路长,也可利用大巷辅巷回风当皮带运输,有辅巷运辅助工作。 2、剃头时,可利用下山通到下一水平,准备下一水平巷道,加快水平的准备。 三、辅助水平的应用 具有开采水平的性质,但不够。不担负提煤至地面任务的水平 1、特点设置阶段大巷,负责运输、通风、排水,但无井底车场。阶段大巷是局部的,不贯穿整个井田。 2、适用的情况 1、水平垂高过大。 辅助水平应用的几个实例 平硐开拓,但上部煤太多图18-2,使水平高度过大,采区上山太长,局部设有辅助水平,平硐在开始时,无须开到最里面,即深部的位置,可以加快矿井建设;煤层浅部深浅不一,局部水平垂高过大,斜长过长。 2、多水平上下山开采。用辅助水平解决通风、排水问题。图18-3 -600,-1050两个水平开采。-600以上,水平高度过大,在-450设辅助水平局部,图,由集中上山解决-450以上的采区开采图 -600-850之间,用下山开采。-850设辅助水平,负责-600-850之间下山开采时的进风、排水、排矸,无正规井底车场,只有辅助运输的简易车场,付井只到-850,主井在-600。 第二水平布置在-1050,用斜井延深主井,付井也是斜井,但由-850延深至-1050,-850-1050范围由-1050开采上山,-1050以下用下山开采。 这样两个水平开采约一般4个水平开采的深度。 3、急倾斜一般不采用辅助水平。 4、近水平煤层,若煤层间距较大,单独设水平不合理时,设辅助水平。用暗井或溜井联系主水平上图说明。 四、合理划分开采水平 综合考虑前面的三个问题,即水平高度、下山开采、辅助水平。应适应井田地质及开采技术的特点。 4.3 开采水平大巷的布置 大巷俗称矿井的动脉。合理的大巷布置应有利于矿井建设、矿井生产。大巷也是开采水平布置的关键。首先应了解大巷是干什么的。 一、对大巷布置的要求 1、大巷运输方式与设备 1、矿车运输 架线电机车有7吨、10吨、14吨,蓄电池机车有8吨、10吨、矿车有1、1.5、3吨固定式,3吨、5吨底卸式、7吨侧卸式,还有设备车、材料车、人车。同样有非标准矿车。轨距有600、900的,1、1.5吨固定式、3吨底卸式,用600mm 轨距。能统一解决煤炭运输和辅助运输问题,便于不同煤种煤层的分采分运,能适应两翼生产不均衡的变化,不受巷道弯曲程度的限制,便于长距离运输,要求巷道断面大,弯道多时运行速度慢。 2、皮带运输 生产能力大,易实现自动化,对巷道坡度及变形量没有严格要求,但要求巷道要直,两翼生产不均衡时,要求设备能力大,需要铺设轨道解决辅助运输问题皮带主要用于运煤。有时,需要开辅助大巷,辅助运输占运煤量的20左右。 2、运输设施对大巷的要求 1、皮带运输大巷要直,允许有坡度 17。 2、矿车运输大巷要平,可以有流水坡度3‰5‰,可弯曲,有曲线半径。 3、根据井田面积或运输距离选择运输设备 一般情况下,井田面积小于10KM2,用皮带,运距小于2km,用皮带。当井田面积大于30 KM2,用矿车,运距大于5km,用矿车。中间情况,需比较。目前,由于生产技术和设备的发展,此种说法有待修正 4、大巷的运输设备 大巷运输设备一览表 矿井生产能力 Mt /a 运 煤 辅助运输 大巷轨距mm ≥ 240 5t 底卸式矿车 1.5 t 固定式矿车 900 胶带输送机 1.5 t 固定式矿车 600 90180 3t 底卸式矿车 1或1.5 t ““ 600 3t 固定式矿车 1.5 t 固定式矿车 900 60 ≤ 1 t 固定式矿车 1 t 固定式矿车 600 5、大巷的断面及支护 断面应满足运输、通风、行人、设管线敷设的要求。 简单叙述井巷工程中的断面设计的过程。大巷采用双轨、单轨、皮带,有30的富余能力。 二、大巷布置方式 16.3中有分层大巷、集中大巷、分组集中大巷。 1、分煤层大巷每一个煤层布置一条煤层大巷。利用一条主石门与各大巷联系起来。图18-4、5 1、布置绘图说明 2、优点初期工程量小,反向运输少,出煤快。 3、缺点总工程量大,煤柱多,维护困难,轨道、管线占用多,生产分散,管理复杂。 4、适用条件煤层间距大,集中布置有困难。 2 1 m 2m 1 m 1 m 2 I I I I 1 2 1 分煤层大巷;2 主石门 2、集中大巷图18-6 1、布置多个煤层用一条大巷,在最下层煤底板岩石中或煤中较硬、较薄。绘图说明 2、优点总工程量少,易维护,生产集中,能力大。 3、缺点初期工程量较多,煤层间距大时,石门工程量大,反向运输量 大。 4、适用条件煤层间距小的矿井。 3、分组集中大巷图18-7 1、布置划分煤组,每组一条集中大巷。各组大巷用一条主石门联系。绘图说明 2、优点生产采区多,能力大; 3、缺点初期工程量大。 4、适用条件煤层数多,能分组。 m 3m 1 m 1 m 2 m 3 I I I I 1 2 1 2 1 集中大巷; 2 采区石门 1 1 3 2 2 2 m 1 m 2 m 3 m 3m 1 I I I I 2 3 1 主石门; 2 分组集中大巷; 3 采区石门 5、分组原则 1、煤层间距近的分为一组间距在全井田范围有可能不一致,如被断层断开,可能相距甚远。 2、煤质相同一组,瓦斯涌出量相差太大的分开,有突出、突水危险的分开。 6、同采组数不多于2个。 4、几种布置方式的比较、应用 间距是分组的主要依据,当间距50m的煤层,可划为一组一般的30m 。当间距大于70m 时,分开,在503070m 之间,要进行比较。内容见书中332页的论述简单说明大巷由煤巷变岩巷再回到煤巷的变化过程和原因,与开采技术、掘进技术的发展密切相关,提醒学生毕业设计时应特别注意 另外,在煤层间距较小但煤层数多,煤层总的间距大,为开采时能够尽快出煤,有采用集中布置的条件,也可以采用分组集中布置,加快矿井出煤,图18-8。 三、运输大巷位置的选择 主要是在煤层内,还是底板岩石内及距煤层的间距大小。 1、煤层大巷 1、优点 1掘进易、速度快、投资少; 2可探明煤层状况; 3出煤快、见效快,对环境保护有利。 2、缺点 1、维护困难,费用大,受采动影响严重; 2、大巷的坡度和方向不易保证; 3、煤柱损失大,上下两侧各需留4050m,易发火。 3、适用条件中、小型矿井,采用分层大巷布置。特殊情况,如底板附近有含水层或岩石软;煤无自燃发火危险且较硬的条件下。 2、岩石大巷 优缺点与煤层大巷相对应。多数矿井采用。其位置应避开支承压力的影响。h1530m,考虑采区用岩石上山,集中平巷,采区煤仓诸因素一般h30m以上。 四、矿井总回风巷的布置 主要是第一水平总回风巷的布置以后各水平则利用前一水平运输大巷。 有三种方式 1、布置在最下层煤层中。最下层煤为薄及中厚煤层,煤质较硬,围岩稳定。 2、布置在底板岩石中。同运输大巷相似,距煤层1520m。 3、与运输大巷在一个层位,两者也可高差1015m。条带式开采时用。 4、若回风大巷距地面较近,有时需在煤层中留防水煤柱。 5、在急倾斜煤层中,回风大巷要考虑煤层地板的滑动问题。 本章总结*井筒形式与采区划分关系不大,位置应考虑划分。 井筒位置⇔采盘区划分、通风的风井布置; 阶段水平确定⇔采盘区大小,能力,工作面长、采高、截深、进刀。 大巷位置⇔采盘区、走向长壁、倾斜长壁、回采工艺等。 第五章井底车场19章 井底车场是矿井的咽喉,是煤、料、人、物的转运处,是枢纽,是开采水平布置的重要部分。 定义连接井筒和井下运输巷道的一组巷道和硐室的总称。 5.1井底车场硐室19.3 利用CAI课件中的图讲解图19-1 一、主井系统硐室 推车机,翻车机硐室卸载硐室,井底煤仓、装载硐室、清仓硐室。井底水窝泵房。硐室的布置与线路布置有关,应在易维护的岩石中。 二、副井系统硐室 马头门、泵房、变电所、水仓、清仓硐室,候车站。泵房与变电所相邻。 水仓最低,水仓入口处是开采水平的最低点。泵房、变电所高于井底车场水平0.5m ,有防水门、防火门。 三、其它硐室 调度室、医疗室、架线、蓄电池机车库、机车修理间、充电室、火药库、消防库。充电室、火药库需单独回风。 5.2 调车方式及线路布置19.1 利用CAI 课件中的图和动画或者利用此图进行讲解图19-1 一、调车方式 1、顶推调车 2、专用设备调车 3、甩车调车自滚式 4、顶推拉调车 二、存车线长度的确定 井底车场有主井煤车和 付井材料,矸石的空重车线、 调车线,其位置下图书上 192,表191、下表。 井底车场各线路起点及终点位置 线路名称 起 点 终 点 箕斗井重车线 翻车机中心线 连接存车线与行车线的道岔的基本轨起点 箕斗井空车线 翻车机中心线 连接存车线与行车线的道岔的基本轨起点 罐笼井重车线 复式阻车器的轮轴 连接存车线与行车线的道岔的基本轨起点 罐笼井空车线 进材料车支线的道岔正常线路中心距起点 连接存车线与行车线 的道岔的基本轨起点 材料车线 进材料车支线的道岔正常线路中心距起点 出材料车支线的道岔 线路中心距起点 调车线 渡线道岔基本轨起点与调车线连接处 渡线道岔基本轨终点与调车线连接处 材料车运行方向 空车运行方向;重车运行方向;№1№2 №3 20 14 15 17 16 19 长度 1、井空、重车线长大型井,1.52.0列,中小型,1.01.5列。 2、付井空、重车线长大型井1.01.5列,中小型0.51.0列。而付井提矸时,一般应大于1.0列,小型井按0.5列。 3、材料车线大型,10个矿车以上,一般为1520个。中小型为510个。 4、调车线一整列车长矿车加上机车长图19-2 三、井底车场线路坡度 主、副井空、重车线都有坡度,主井到推车机处,付井到水仓入口处都最低,由回车线补回。各坡度方向见表192。 5.3井底车场形式及选择19.2 井底车场的形式与井筒形式、井筒与大巷的距离、大巷运输设备有关。 利用CAI课件中的图和动画结合书上的图,在黑板上绘图讲解 一、固定式矿车运煤时井底车场的形式 有环行式、折返式两大类。 1、环行式空、重列车在车场内不在同一巷道内的轨道上作相向而行不同路。按井筒与大巷距离的远近,可布置成三种类型近,用卧式;远,用立式;中距离、用斜式。 1、卧式; 存车线与大巷平行,主、副井距大巷较近。利用大巷作绕道回车线及调车线,可节省车场开拓工程量。调车方便,但在弯道上顶推调车,安全性差,需慢速运行。当井筒距大巷较近时,可采用这种车场。 2、斜式 存车线与大巷斜交。右翼来重车可顶推进入主井重车线,调车比较方便;左翼来的重车需在大巷调车线调车。当主、副井距大巷较近,且地面出车方向要求与大巷斜交时,可采用这种车场。 3、立式图19-5包括刀式 存车线与大巷垂直,且有足够的长度布置存车线。巷道工程量大,交叉点及弯道多。当主、副井距大巷较远时,可采用这种车场。 这是立井井筒。 №2 №1 5 2 1 3 4 1 主井; 2 副井; 3 主井重车线; 4 主井空车线; 5 运输大巷 5 1 2 3 1 主井重车线; 2 副井重车线; 3 运输大巷;4 调车线;5 绕道回车线 4 5 6№1 1 2 3 4 5 斜井也可采用环形车场,不同点是付井空、重车线不在井筒两侧,而是在一段双轨巷道上。斜井立式车场,如图,存车线与大巷垂直,且有足够的长度布置存车线。主、副井距大巷远,调车作业方便。副井可采用平车场或甩车场。 4、环行式井底车场的评价 1、环行式井底车场的优点 调度方便,通过能力大,一般能满足大、中型矿井生产的需要; 2、环行式井底车场的缺点 巷道交叉点多,大弯曲巷道多,施工复杂,掘进工程量大,电机车在弯道上行使速度慢,且顶推调车不够安全。 2、折返式空、重列车在车场内同一巷道两条线路上折返运行。 根据出车方向不同,分为尽头式、梭式两种。 1、立井折返式 1、梭式 立井梭式车场的特点及适用条件 利用运输大巷作主井空、重车线和调车线。左翼来车顶推调车,右翼来车通过№1道岔后反向顶推调车,车场能力较环行式小。适应于井筒距大巷较近的场合。 7 3 4 5 2 1 6 1 主斜井; 2 副斜井; 3 主井重车线; 4 主井空车线; 5 副井重车线; 6 副井空车线材料车线; 7 调车线№1 2 1 3 4 5 7 6 1 主井重车线; 2 主井空车线; 3 副井重车线; 2、尽头式 尽头式车场的特点及适用条件 车场一端和大巷相连,另一端为尽头。主井空、重车线及通过线与大巷垂直,空重车辆由车场一端进入。适应于井筒距大巷较远的场合。 2、斜井折返式 斜井梭式车场的特点及适用条件 与立井折反式相似,利用运输大巷作主井空、重车线和调车线。但副井的存车线布置及和副井的联系不同于立井。车场能力较环行式小。适应于井筒距大巷较近的场合。主井若用串车提升,与付井相似,否则与立井折返式相同。而付井则与付井井底车场的连接关系有关即井筒的投影与大巷平行与否书上图19-10为与大巷垂直。平行时,与书上图196相似。 1 2 3 4 5 6 1 主井空车线; 2 主井重车线; 3 副井重车线; 4 副井空车线; 5 材料车线; 6 通过线 2 1 3 4 5 7 6 1 主斜井; 2 副斜井; 3 主井重车线; 4 主井空车线; 5 调车线; 6 材料车线; 7 矸石车线 5 3、折反式井底车场的评价 1、折反式井底车场的优点 车场的工程量较小,车场线路较简单,交叉点及大弯度的巷道少,施工容易,机车在直线巷道上调车比较安全,利于使用底卸式矿车。 2折反式井底车场的缺点 电机车从翻笼硐室通过,对有煤尘爆炸危险的矿井安全性差,需要增设隔墙和采取洒水、防尘等安全措施;线路少的车场通过能力小。 二、底卸式矿车运煤时的井底车场 1、简介矿车车箱、卸载坑、车轮。卸载过程、卸载方向单一。 要求井底车场形式与采区装车站形式必须一致。图19-11 2、优点 1、窄轨。600轨距,大巷断面小,采区巷道断面小。 2、卸载速度快,是固定式的68倍。 3、调车方式 1、环行式直接拉过卸载坑。 2、折返式根据线路一同,可以有以下几种方式 1、机车牵引列车过卸载坑,井底无调车机车,图19-12a, 2、机车顶推列车滑行过卸载坑,机车不过坑,图19-12b, 3、机车牵引列车过卸载坑,井底有调车机车,图19-12c, 4、机车牵引列车过卸载坑,井底有调车机车,为两翼来车,图19-12d。 三、小型矿井井底车场形式及特点 井型小,无需设材料车线,见图1914,1915。若是斜井,则与第十 四章中采区下部车场类似,图1916,1917,1918。 四、大巷采用胶带输送机运煤的井底车场特点 无煤的卸载调车过程,皮带抬高,直接送入井底煤仓。车场只担负辅助运输的转换任务,简单。一般要求井底煤仓装载硐室高于井底车场水平,便于清理仓底。图19-19 五、井底车场形式的选择 前面讲过,与井筒形式、井型大小,井筒与大巷的距离,空间相对位置、运输方式及设备有关。 1、选择的影响因素 1、井田开拓方式、矿井生产能力; 2、井筒形式,大巷运输方式,井筒与大巷之间的距离; 3、地面生产系统; 4、煤种分运时,设不同的卸载系统。 2、选择井底车场形式的原则 1、车场的通过能力,应比矿井生产能力有30以上的富裕能力; 2、调车简单、管理方便,弯道及交岔点少; 3、操作简单,符合有关规程、规范要求; 4、井巷工程量小,建设投资省,便于维护,生产成本低; 5、施工方便,缩短建设时间。 第六章矿井开拓延深与技术改造 书上第二十章内容 6.1矿井采掘关系 采煤和掘进是矿井生产中的两个基本环节,采煤必须要掘进。通常将采煤与掘进的配合关系称为采掘关系。“采掘并举,掘进先行”。 矿井按一定的顺序开采,必须有计划的掘进各种巷道和布置一定数量的采煤工作面,才能保证矿井正常生产。在煤矿生产中,掘进工作在时间上与空间上都必须超前采煤工作,它们之间的这种关系,通常称为准备与回采的关系,简称为采掘关系。 利用CAI课件中的图和动画结合书上的图,在黑板上绘图讲解 一、开采计划 根据市场的要求对煤炭的数量、质量及生产实际情况生产效率、耗费、回采率,按照地质情况和生产技术条件,统筹安排采区及工作面的开采与接替,称为开采计划; 1、回采工作面接替计划 这是一个510年的规划。考虑采区与水平接替,保证矿井长期生产的采掘平衡所制定的。 工作面年度计划根据较长时期计划510年规划与实际情况做出的具体安排,每年都有。同时,根据其做出掘进工程计划。表201是一个回采工作面接替计划表。工作面编号、月产量的说明 1、编制此计划的方法、步骤课件 1、根据已批准的采区设计,在分煤层采掘工程图上给出并计算各采煤工作面的参数; 2确定各采煤工作面的回采工艺、安排采煤队伍,估算进度、产量及可采期; 3编排各采煤工作面的接替顺序,做出工作面接替表。 4根据采煤工作面接替表,检查执行接替计划表有关的各巷道掘进、设备安装能否按期完成,运输通风等辅助生产环节的系统和能力是否适应。 2、原则及问题课件 1、年度内所有进行生产的采煤工作面的产量总和加上掘进出煤,达到矿井计划的完成,并力求各个月的产量比较均衡; 2、矿井两翼的产量比例与两翼储量的比例大致一致; 3、保证合理的开采顺序,上下煤层包括份层之间,保持一定的错距和时间间隔;煤层间,若没有特殊的情况,采用下行开采; 4、为合理集中生产,尽量减少同时生产的采区数目和采取内的同时生产工作面数目; 5、为便于生产,各工作面的完成接替时间,尽量不要重合; 2、采区接替计划 同工作面接替计划相似,应使采区产量之和为矿井产量,并力争同采采区少,接替时间错开,不宜在同一年度内一年内最好不要有两个采区采完。 二、巷道掘进工程计划 按井田开拓方式、采区准备方式以及开采计划的要求而定。巷道掘进工程排队是在矿井既定的开拓方式和采区巷道布置的条件下,按照配采提出的接替要求,结合施工力量等因素,安排各类巷道的施工,以保证采煤工作面、采区和开采水平的接替。 1、方法与步骤课件 1、根据已批准的开采水平、采区和采煤工作面设计,列出待掘进的巷道名称、类别、断面,并在设计图上测量其长度。 2、根据掘进施工和设备安装的要求,编排各组巷道掘进必须遵循的先后顺序。 3、按照配采计划对采煤工作面,采区及开采水平接替时间的要求并加上 富裕时间,确定各有关巷道掘完的最后期限,并根据这一要求编排各巷道掘进的先后顺序。 4、根据现有的掘进队及巷道掘进情况,分派各掘进队的任务,编制各巷道掘进进度表; 5、根据各巷道掘进进度表,检查其他各个环节,如运输、通风、动力供应、供水等是否配套,最后确定掘进工程计划。 2、接替时的富裕时间 1、工作面间15天,采煤工作面接替在现有生产采区内,采煤工作面结束前十天至十五天,完成接续工作面的掘进和设备安装工程,新的接替面应能够完全进行生产; 2、采区间11.5个月,在现有开采水平内,每个采区开始减少产量前一个月至一个半月,必须完成接续采区的掘进和设备安装工程。。 3、水平间11.5年,在现有开采水平内,同采的采区生产总能力开始递减前一年至一年半,完成下一开采水平的开拓巷道掘进工程和设备安装工程。 3、原则及问题课件 三、采掘比例关系指标及计算方法 1、有关指标通常有产量与进尺比、采掘速度比、采掘工作面比、采掘工人数比。 2、常用的指标 1、采掘工作面个数比一个回采工作面需要为其准备的掘进面数。 年平均采煤工作面个数 采掘比 ,通常为11.512.5 年平均掘进工作面个数 2、掘进率在一定时期内,每产万吨煤所需掘进的生产巷道总进尺和开拓总进尺。它反映了掘进的效果。有三种 1、生产掘进率生产掘进总进尺/矿井产量,m/万t,96年为121.55 m/万t; 2、开拓掘进率开拓巷道总进尺/矿井产量工程出煤,m/万t,96年为13.94m/万t; 生产矿井全部井巷掘进总进尺 3、生产矿井全部掘进率m/万t 矿井产量工程出煤 6.2矿井开拓延深 上水平减产前11.5年,下水平的延深工作基本完成。这就是需要在上水平生产期间,准备下一水平。 一、原则及要求 1、保持或扩大矿井生产能力; 2、充分利用现有井巷、设备、设施,减少临时辅助工程量,降低投资; 3、积极采用新技术、新工艺和新设备,选择更适合于新水平条件的采煤方法,改革矿井井田开拓和采区准备方式; 4、加强生产管理、延深的组织管理与技术管理,施工与生产紧密配合,协调一致,尽量减少延深对生产的影响; 5、尽可能缩短新、旧水平同时生产的时间。 二、开拓延深方案 1、主、付井直接延深图20-1 1、优点可以充分利用原有的设备和设施,提升系统单一,运输环 少,管理方便。 2、缺点 1、原有井筒同时担负生产和延深的任务,施工与生产相互干扰; 2、主井接井时技术难度大,矿井将短期停产延伸两个井筒的施工组 织复杂为延深井筒需要掘凿一些临时工程延伸后提升长度增加,能力下降,可能需要更换提升设备。 2、暗井延深图20-2斜井、3立井 1、优点生产与延伸相互干扰少;暗斜井的位置,方向,倾角以及提 升方式均可不受原有井筒的限制;暗斜井作主经,系统简单,能力大,可充 分利用原有井筒能力。 2、缺点增加了提升,运输环节和设备;通风系统复杂。 3、暗立井适用条件 1、受地质图及水文条件的限制,向下延深原井筒不安全; 2、原提升设备不能满足新水平需要,没有条件更换提升设备; 3、延深原有井筒在技术经济上不合理; 4、用平硐开拓的矿井,当生产水平以下没有另开下部阶梯平硐的条件, 上部开立井或斜井又不合理时,可以采用暗立井开拓新水平。 4、暗斜井的优势 1、斜井井筒虽然比立井井筒长,但是石门短,总工程量较少; 2、使用胶带输送机运输,斜井比立井提升费用低; 3、斜井可以开在煤层底板岩石中,减少了煤柱损失; 4、暗斜井井口距原井筒井底近,便于联络和生产管理; 5、斜井易于向下水平延深。 3、一直接,一暗井图20-4 1、缺点主井或副井两段提升,增加了运输环节与设备,还需要为暗 井布置车场。 2、适用条件主井或副井提升能力不均衡,而打了一个暗井方能满足 生产水平要求时考虑。 这一方案是延深原主井或副井井筒,另打一个暗副井或暗主井。施工时可先打暗井,然后反接主井或副井。该方案延深与生产干扰少,施工较方便。 4、一新打井,一延深井。 1、优点延深与生产相互干扰少,可大大提高生产能力。 2、缺点增加了井底车场工程量,还需要改作地面生产系统,总的基建工程投资大。 3、适用条件扩大生产能力或要求分送分提不同煤种的大型矿井。 5、几个矿井联合延深,合并成较大矿井同小井集中改造一样。 20章联合开拓下部图 将几个小井的深部合并为一个井田,建立统一的开采水平,即延深水平。延深时不影响生产。 三、生产水平过渡时期的技术措施 1、过渡时期的提升。对于直接延深的井筒,尤其是箕斗井,存在这方面的问题较突出。 1、通过式箕斗。经常变换提升钢丝绳长度,增加事故隐患,用于过渡时间短 2、上水平煤溜到下水平集中提出。上水平煤少时用增开溜井。 3、利用井田中部12个下山剃头采区。集中上水平提升。剃头采区设备要变换,倾角小时可采用 4、利用付井提一部分煤,需增加地面系统。 5、主井若有条件增加一套提升设备。主井断面大,能够安装两套提升设备。 2、过渡时期通风 关键是下水平回风问题。答辩常问 1、维护上水平采区上山为下水平相对应的采区回风 2、利用上水平运输大巷配风巷风量大时或辅巷皮带大巷运输回 风。 3、采用分组集中布置时,最容易解决。上水平下组,下水平上组,各自独立。 3、过渡时期排水 1、一段排水上水平流至下水平 2、独立排水各自排水,管、泵多。 3、接力排水下水平排至上水平,再排出 4、联合排水。上水平设三通管阀门控制。 6.3矿井技术改造 科学在发展,技术在进步,老矿可以通过技术改造提高产量、效率。我国的科学技术从建国初期的极落后,到目前成为较先进,发展步伐大。越大,改造的次数就越多。井型由小改大,井田范围由小扩大。井田生产由分散到集中,煤炭产量翻番等。 一、矿井改扩建 1、直接扩大井田范围。大同局,表202 2、相邻矿井合并。石炭二井图20-5、范各庄、毕各庄合并图206, 下表为合并和单独建井的比较。 3、结合矿井开拓延深合并改扩建。图20-7 二、合理集中生产 上述的改扩建是矿井的集中。此外,还有矿井内部的集中,如水平、采区、工作面。 1、水平集中加大水平高度。如采用下山开采、辅助水平方式,尽可能一个水平,一个分组大巷,一个分层大巷满足全矿生产。 2、采区集中 扩大采区走向长度,提高产量,减少矿井