2010下《采煤概论》课件04(专科测地班).ppt

2010年下学期,采煤概论吴启勇副教授电话13107121828QQ78922945,2010年下学期,第二章井田开拓,第四讲井田开拓（一）煤田的划分与井田的再划分第五讲井田开拓（二）井田开拓方式、开采水平设置与矿井采掘关系,2010年下学期,第四讲煤田的划分与井田的再划分,一、矿井生产系统的概念二、煤田的划分三、矿井储量、生产能力和服务年限四、井田的再划分,2010年下学期,一、矿井生产系统的概念,煤矿地下开采时，要从地面开凿通道（井筒）至地下，在地下开掘一系列巷道和峒室进入煤体；在煤体中布置出开采场所，并建立完善的开采、运输、通风、排水、提升、动力、照明等生产系统，再制订出妥善、合理的安全生产技术措施，就构成了一个矿井完备的生产系统。从地面掘一系列井巷进入煤层，称为“井田开拓”。,2010年下学期,一、矿井生产系统的概念,井田划归一个煤矿开采的范围（空间）。矿井在一个井田上进行开采的煤矿（系统）。井田开拓在一个井田范围内，矿井主要巷道工程的总体布置和有关参数叫井田开拓。矿井合理开采的技术条件合理的边界、储量、服务年限。如，走向尺寸小型井不小于1.5km，中型井不小于4.0km，大型井不小于7.0km。,2010年下学期,应注意的几个基本概念,1、煤田在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带。2、矿区开发煤田形成的社会组合。3、井田划归一个矿井开采的一部分煤田或全部煤田。4、矿井巷道为了进行矿井开采，在地下开掘的井筒、巷道和硐室的总称。5、井下生产系统在煤矿生产过程中的提升、运输、通风、排水、人员安全进出、材料设备上下井、矸石出运、供电、供气、供水等巷道线路及其设施，是矿井安全生产的前提和保证。6、矿井在一个井田上进行开采的煤矿（系统）。,2010年下学期,矿井生产系统的概念（另见矿井掘进系统flash.swf动画几大系统的运行图示说明）,2010年下学期,二、煤田的划分,（一）煤田概念、井田概念1、煤田由含炭物质沉积而形成的大面积含煤地带（一个空间区域）。2、井田在开发煤田时，根据经济发展之需及技术上的可行性和经济上的合理性，将煤田划分为若干较小的部分，并由一个矿井开采。（二）煤田划分为井田应遵循的原则合理的边界及走向尺寸、储量、服务年限（生产能力），要综合考虑。走向长小型井不小于1.5km，中型井不小于4.0km，大型井不小于7.0km，特大型井不小于10-15km。具体原则主要有1、充分利用自然条件，如，断层、河流、湖泊、铁路、城镇，并考虑井筒选址和工业广场布置要求，兼顾煤层倾角和不同煤质分采之需要。2、保证有合理的边界及走向尺寸、储量、服务年限（生产能力）。一般地，井田走向长比倾向长大些，以便于合理安排井下生产及水平接替。3、合理规划矿井范围，处理好相邻井之间的关系。如，先浅后深分井。,2010年下学期,划分原则的补充说明,（1）要充分利用自然条件。如大型地质构造、河流、构筑物等；（2）要有合理的走向长度井型井田走向长度（m）小型矿井≥1500m；中型矿井≥4000m；大型矿井≥7000m。有合理的资源以保证其正常的生产能力和服务年限；（3）要处理好相邻井田的关系。各矿井的地面工业广场留有合理的空间，并保证其正常与安全生产。浅部与深部矿井不宜同时建设，要同时建井必须充分考虑浅深部井的未来发展；（4）要为矿井的发展留有余地。考虑因技术进步而扩产，从而需要更多资源；（5）要有良好的安全经济效果。各矿井的投入与产出要合理如吨煤投资、资源回收率，矿井生产经营情况。还要考虑产业链的延伸与附产品的生产加工，以提高其经济效益与社会效益等；（三）井田边界的划分方法（参见图示，方法有四）,2010年下学期,,（1）垂直划分。一般沿走向方向，按倾斜线、勘探线或平行勘探线的垂直面划分。（2）水平划分。以一定标高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来确定各井田边界。（3）按煤组划分。（注井田边界的划分，一般沿走向能以煤层倾斜线为界。）,2010年下学期,三、矿井储量、生产能力和服务年限,1.矿井储量井田范围内煤炭的埋藏量。分类矿井尚难利用储量远景储量D地质能利用储量可采储量ZK（ZG-P）r储量（ABCD）工业储量煤柱P及开采损失工业储量ABC，是矿井设计依据；小型井按ABC0.5D计算；A、B级称高级储量，C、D称低级储量；国家规定采区采出率r不低于厚煤层75；中厚煤层80；薄煤层85回采面采出率r不低于厚煤层93；中厚煤层95；薄煤层97,,,,2010年下学期,三、矿井储量、生产能力和服务年限,2.矿井生产能力矿井生产能力矿井一年内能生产煤炭的数量。亦称矿井年产量或井型。矿井年产量（或指能力或指煤量），故与生产能力有时同义，有时不同义。小型矿井9、15、21、30（各省自定，万t/a；湖南4-6万t/a）中型矿井45、60、90（万t/a）大型矿井120、150、180、240、300、400、500（万t/a）特大型矿井300（万t/a）及以上我国已出现500万t/a以至1000万t/a，2000万t/a以上矿井（从２００１年起神东煤田创造的“世界第一”包括其大柳塔煤矿２００１年一井一面生产原煤９３４万吨，在世界同类型矿井中生产能力最大，２００２年这一数字增长到１０９４．７万吨，又刷新了自身创造的世界纪录。）,2010年下学期,三、矿井储量、生产能力和服务年限,3、矿井服务年限矿井服务年限一个矿井从投产到报废的开采年限TZK/AKZK可采储量；A设计能力；K储量备用系数1.2-1.4，一般取1.4；地质复杂的矿井或者矿井总体设计时取1.5；地方小煤矿取1.3；国家规定的矿井及水平的服务年限见表2-1参考知识煤炭储量分类1、探明的煤炭储量分类2、控制的煤炭储量分类3、推断的煤炭储量分类4、预测的资源量,2010年下学期,国家规定的矿井及水平的服务年限（见表2-1）,2010年下学期,四、井田的再划分,1.井田划分为阶段阶段在井田范围内，沿煤层倾斜方向按一定标高将井田划分成若干个平行于走向的长条（空间部分），每一个叫阶段。见图2-3。水平水平面作为阶段上、下边界，称为水平。水平位置以标高表示，如0水平，-150水平，-300水平等。一个水平可以为一个阶段服务，也可以为上、下两个阶段服务。一个矿井可以用一个水平开采（单水平开采，煤倾角一般16度以下），也可能用几个水平开采。这取决于阶段垂高。,2010年下学期,井田划分为阶段应注意的重要概念,1、阶段概念阶段走向长阶段垂高ｈ阶段斜长LｈLsina（a为煤层倾角）2、水平。自井筒在一定标高开掘的水平巷道及其相近标高的开采巷道称为水平。水平常以标高、用途与开采顺序命名，如第一水平、运输水平、回风水平等。通常将设有井底车场和水平运输大巷的叫“开采水平”，简称“水平”。,2010年下学期,水平（level）,水平（level）常指某一标高的水平面。表示（信息）标高、开采顺序及用途。（1）0、-200、-500水平等（2）矿井生产中，表示开采顺序，又称第一水平、第二水平（3）矿井生产中，常把运输大巷所在的水平称运输水平；回风大巷所在的水平称回风水平。参见图示，立井开拓方式示意图。（a）（b）（c）（d）。,2010年下学期,,阶段的走向长等于井田的走向长阶段下部布置运输大巷,阶段上部布置回风大巷,2010年下学期,阶段的开采顺序下行式,2010年下学期,附注井田内开采顺序,井田内开采顺序A.煤层沿倾斜的开采顺序下行开采顺序上行开采顺序B.煤层沿走向的开采顺序前进式由井筒向边界依次推进后退式由边界向井筒依次推进,2010年下学期,2.阶段内的再划分,（1）采区式划分阶段划分为采区，采区划分为区段采区划分为区段，区段再布置回采面即走向长壁工作面工作面沿倾斜布置，沿走向推进。采区式布置生产系统复杂，生产能力大，多见于大中型矿井。（2）带区式划分阶段划分为带区，带区再划分为分带。倾斜向长壁工作面（倾斜长壁采煤法）工作面沿走向布置，沿倾向推进（采面通过工作面运输巷与阶段运输巷直接相连，通过工作面回风巷与阶段回风大巷直接相连）。一般适于煤层倾角小于12度并且地质构造简单的煤层开采。（3）分段式划分阶段走向较短，沿倾向划分为条带。每个分段条带，沿倾斜布置工作面，沿走向连续推进。仅适用于地质构造简单、走向长度较短的中、小型矿井。（4）整阶段布置井田走向、倾向尺寸小，将井田沿倾斜方向划分成若干阶段，每个阶段布置一个工作面。整个井田相当于一个采区。,2010年下学期,2.阶段内的再划分（1）采区式划分阶段划分为采区（采区将阶段沿走向划分成若干块段，每个块段叫一个采区；采区有独立的运输和通风系统），采区划分为区段。,2010年下学期,采区划分为区段（区段再布置回采面）走向长壁工作面工作面沿倾斜布置，沿走向推进。,2010年上学期,2.阶段内的再划分（1）采区式划分阶段划分为采区，采区划分为区段,,,,,,,,,Ⅰ阶段,Ⅱ阶段,Ⅲ阶段,Ⅲ阶段,Ⅱ阶段,Ⅰ阶段,,,,,,,1区段,2区段,3区段,1区段,2区段,3区段,,,2010年下学期,合理的阶段垂高是缓倾斜、倾斜煤层150m-250m急倾斜煤层100m-150m“阶段”与“区段”应明确分别之,2010年下学期,采区式划分中应注,采区（district）与区段（districtsublevel）之区别采区在阶段范围内，沿走向把阶段划分为具有独立生产系统的块，每一块叫一个采区。采区斜长阶段斜长（可达1000m）采区走向约400m5000m区段在采区内沿倾斜方向划分的开采块段。区段下部有区段运输平巷区段上部有区段回风输平巷区段平巷与采区的斜巷（运输上山和轨道上山）相连。,2010年下学期,采区的斜巷（运输上山和轨道上山）,2010年下学期,,采区式划分（分区式）其走向长一般为5002000米，南方一般为4001000米；斜长一般为6001000米，南方一般为400600米。A、优点①、有利扩大产能；②、各自独立；③、适应地质条件能力强。B、缺点①、掘进工作量大；②、工作面搬家多；③、生产系统复杂。,2010年下学期,（2）带区式划分阶段划分为带区，带区再划分为分带倾斜向长壁工作面工作面沿走向布置，沿倾向推进。,2010年下学期,,带区式划分阶段划分为带区，带区再划分为分带。倾斜向长壁工作面（倾斜长壁采煤法）工作面沿走向布置，沿倾向推进（采面通过工作面运输巷与阶段运输巷直接相连，通过工作面回风巷与阶段回风大巷直接相连）。一般适于煤层倾角小于12度并且地质构造简单的煤层开采。优点岩巷施工量少；建井期短；生产系统简单。缺点①、地质条件适应范围较窄；②、煤层斜巷施工量大。,2010年下学期,带区式划分，即阶段内分带布置（另见P42，图2-7）,2010年上学期,带区式划分阶段划分为带区，带区划分为分带,,,,,,,,,J1阶段,J2阶段,J3阶段,J3阶段,J2阶段,J1阶段,,,,,,,,,,,,,2010年下学期,（3）分段式划分阶段走向较短，沿倾向划分为条带。每个分段条带，沿倾斜布置工作面，沿走向连续推进。,分段式划分示意图P42图2-6,,,,,,,,,,,,,,,,,,2010年下学期,,（3）分段式划分阶段走向较短，沿倾向划分为条带。每个分段条带，沿倾斜布置工作面，沿走向连续推进。仅适用于地质构造简单、走向长度较短的中、小型矿井。分段式划分（片盘斜井开拓）A、优点⑴、掘进工作量小；⑵、工作面搬家少；⑶、生产系统简单；⑷、建井期短。B、缺点⑴、不利扩大产能。⑵、适应地质条件能力不强。⑶、井田范围不宜过大。,2010年下学期,分段式划分说明,（4）整个阶段看作一个采区，走向不再划分，而沿倾向划分若干区段，每个区段布置一个工作面。,2010年下学期,,整阶段布置井田走向、倾向尺寸小，将井田沿倾斜方向划分成若干阶段，每个阶段布置一个工作面。整个井田相当于一个采区。,2010年下学期,3.近水平煤层井田划分,近水平煤层，倾角在3-6度左右，一般沿煤层主要延展方向布置（主要）运输大巷，其两侧划分成若干“块段”，即“盘区”（片盘）。盘区相当于采区；采区、盘区、带区的开采顺序一般用“前进式”（先采中央井筒附近的，投产快）。参见图示4.井田划分为分区域（与南方，特别是湖南不太相关，不讲了）,2010年下学期,第四讲结束,,