矿井开拓：矿井生产概况(1)

《矿井开拓》电子新汶矿业职工大学2009.03第一章井田开拓基本知识第一节矿井生产概况一、 基本概念1.煤田在地质历史发展的过程中，含碳物质沉积形成的基本连续的大面积含煤地带称为煤田。2.矿区和矿区开发开发煤田形成的社会区域，成为矿区（或统一规划和开发的煤田）。矿区根据储量、赋存条件、煤炭市场需求量和投资环境等情况，确定矿区规模、划分井田，规划井田开采方式，规划矿井或露天矿建顺序，确定矿区附属企业的类别、数目和生产规模，建设过程等，总称为矿区开发。3.井田在矿区内，划归给一个矿井开采的那一部分煤田。第一节矿井生产概况二、 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。（一）按空间位置和形状可分为：1. 垂直巷道－立井、暗立井、溜井2．倾斜巷道－斜井、暗斜井、上山、下山3．水平巷道－平硐、石门、煤门、平巷第一节矿井生产概况矿井巷道示意图9－上山，10－下山，11－风井，12－岩石平巷，13－煤层平巷1－立井，2－斜井，3－平硐，4－暗立井，5－溜井，6－石门第一节矿井生产概况第一节矿井生产概况（二）按服务范围及其用途可分为：1.开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷道。2.准备巷道：为采区、一个以上区段、分段服务的运输、通风巷道。3.回采巷道：形成采煤工作面及为其服务的巷道。第一节矿井生产概况三、矿井生产系统（一）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。第一节矿井生产概况井下生产系统示意图第一节矿井生产概况井下生产系统示意图注释 1－主井；2－副井，3－井底车场；4－主要运输石门；5－阶段运输大巷；6－回风井；7－回风石门；8－回风大巷；9－采区运输石门；10－采区下部车场底板绕道；11－采区下部车场；12－采区煤仓；13－行人进风巷；14－运输上山；15－轨道上山；16－上山绞车房；17－采区回风石门；18－采区上部车场；19－采区中部车场；20－区段运输平巷；21－下区段回风平巷；22－联络巷；23－区段回风平巷；24－开切眼；25－采煤工作面第一节矿井生产概况井下生产系统（见井下生产系统示意图）1、运煤系统：25－20－14－12－10－5－4－3－12、通风系统：新鲜风流从地面－12－3－4－5－11－15－19－20－25；污风－23－17－8－7－6－排入大气。3、运料排矸系统：2－3－4－5－9－11－15－23－254、排水系统：采掘工作面涌水，由区段运输平巷、采区上山排到采区下部车场，经水平运输大巷、主要运输石门等巷道的排水沟，自流到井底车场水仓，由中央水泵房排到地面。5、动力供应系统：包括井下电力供应系统和压缩空气供应系统。第一节矿井生产概况（二）地面生产系统1. 地面生产系统类型（1）无加工设备的地面生产系统（2）设有选矸设备的地面生产系统（3）设有筛分厂的地面生产系统（4）设有洗选厂的地面生产系统2. 地面排矸系统3. 地面管线系统第二节煤田划分为井田一、井田划分的原则（合理尺寸、合理开发）1、要充分利用自然条件；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。3、要处理好相邻井田的关系；4、要为矿井的发展留有余地；5、要有良好的安全经济效果。利用自然条件作为井田边界划分井田第二节煤田划分为井田第二节煤田划分为井田二、井田人为境界的划分方法（一）垂直划分 相邻矿井以某一垂直面为界，沿境界线两侧各留井田边界煤柱称为垂直划分。（二）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，这种方法称作水平划分。（三）按煤组划分 按煤层（组）间距的大小来划分矿界，把煤层间距较小的相信煤层划归一个矿井开采，把层间距较大的煤层煤层（组）划归另一个矿井开采。井田边界划分方法1－垂直划分；2－水平划分；3－以断层为界第二节煤田划分为井田作业：1. 解释煤田和井田的概念。2. 说明下列井巷名称：（1）立井、暗立井（2）斜井、暗斜井（3）平硐、岩石平巷、岩门（4）采区上山、采区下山3. 煤田划分为井田要考虑哪些主要因素？4. 试述井田境界的划分方法。第三节井田内再划分一、井田划分阶段1．阶段划分及特征 （1）阶段概念：在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每个长条部分具有独立的生产系统，称之为一个阶段。第三节井田内再划分井田划分为阶段和水平第三节井田内再划分（2）阶段的特征①走向长度　　阶段的走向长度就是井田长度．可达到数千米至上万米．②阶段垂高　　阶段上部边界至下部边界的垂高距离。　　缓倾斜煤层、倾斜煤层原设计规范为１５０～２５０米。实际现场统计达到２９０～４３０米，现正在报批的新设计规范在原基础上提高到２００～３５０米。　　急倾斜煤层阶段垂高为１００～１５０米，近年来，也有逐步扩大的趋势。③阶段斜长　　阶段斜长一般为几百米至上千米．随着强力胶带运输机和大型防爆绞车的大量应用，近年来，阶段斜长增长量很大．　　每个阶段都有独立的运输和通风系统．如：在阶段下部边界开掘阶段运输大巷（兼作进风巷），在阶段上部边界开掘阶段回风大巷，为整个阶段服务．上阶段采完后，该阶段的运输大巷作为下一阶段的回风大巷。第三节井田内再划分第三节井田内再划分2、水平和开采水平的概念 通常将设有井底车场、阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的水平，称“开采水平”简称“水平”。 阶段与水平联系和区别： 阶段——井田一部分，强调开采范围和储量 水平——强调巷道布置 二者联系是用水平上的巷道开采阶段内的煤炭资源 根据煤层赋存条件和井田范围，一个井田可用一个水平开采，也可用两个或两个以上的水平开采，前者称单水平开拓，后者称多水平开拓。第三节井田内再划分二、阶段内的再划分1.采区式划分 在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干个具有独立生产系统的块段，每一块段称为采区，如下图，井田沿倾向划分为3个阶段，每个阶段又沿走向划分为4个采区。 在采区范围内，沿煤层倾斜方向将采区划分为若干个长条部分，每一块长条部分称为区段。2.分段式划分 在阶段范围内沿倾斜方向将煤层划分为若干平行于走向的长条带，每个长条带称为分段，每个分段沿倾斜布置一个采煤工作面。第三节井田内再划分阶段划分为采区第三节井田内再划分采区划分为区段第三节井田内再划分第三节井田内再划分3.带区式划分 在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独立生产系统的带区，带区内又划分成为若干个倾斜分带，每个分带布置一个采煤工作面。分带内采煤工作面沿煤层倾斜推进。第三节井田内再划分三、近水平煤层的井田划分 近水平煤层，井田沿倾斜方向高差很小。通常沿煤层延展方向布置大巷，在大巷两侧划分为具有独立生产系统的块段，这样的块段称为盘区或带区。 盘区内巷道布置及生产系统与采区布置基本相同；带区则与阶段内带区布置基本相同。第三节井田内再划分近水平煤层的井田划分第四节矿井储量、生产能力和服务年限一、矿井储量 指井田内可采煤层的全部储量（一）煤炭储量的分级分类1、按可行性评价阶段划分（1）概略研究储量（2）预可行性研究储量（3）可行性研究储量第四节矿井储量、生产能力和服务年限2、按经济意义划分（1）经济的储量（2）边际经济的储量（3）次边际经济的储量（4）内蕴经济的储量（5）经济意义未定的基础储量第四节矿井储量、生产能力和服务年限3、按地质可靠程度分（1）探明的储量（2）控制的储量（3）推断的储量（4）预测的储量第四节矿井储量、生产能力和服务年限4、煤炭储量分级、分类（2003年以前） 矿井地质储量（1）能利用储量（A+B+C+D）①工业储量（A+B+C）a.可采储量b.设计损失量②远景储量（D）（2）尚未利用的储量第四节矿井储量、生产能力和服务年限煤炭储量的分级分类矿井地质储量能利用储量尚难利用储量工业储量远景储量可采储量设计损失量第四节矿井储量、生产能力和服务年限（二）对煤炭资源采出率的规定 煤层分类地点 薄煤层 中厚 厚 水力 采区 85％ 80％ 75% 70% 工作面 97% 95% 93%第四节矿井储量、生产能力和服务年限（三）储量损失1.设计损失：根据煤层赋存条件、所采用的采煤方法以及保证开采安全的需要，在设计中规定永远遗留在地下的一部分储量。（1）全矿总损失（2）采区损失（3）采煤工作面损失2.实际损失:指在开采过程中实际发生的损失第四节矿井储量、生产能力和服务年限二、矿井生产能力（一）矿井生产能力矿井设计生产能力（万t/a）即：设计中规定矿井在单位时间（年或日）内采出的煤炭和其它矿产品的数量。矿井核定生产能力：矿井经过技术改造，核定后的生产能力，万t/a。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。第四节矿井储量、生产能力和服务年限井型划分如下：井型生产能力（万t/a）大型矿井：120、150、180、240、300、400、500及500以上（其中300万t/a及其以上又称特大型矿井）中型矿井：45、60、90。小型矿井：9、15、21、30。第四节矿井储量、生产能力和服务年限（二）矿井生产能力的确定1.井田储量：井田储量是确定矿井生产能力的一个重要因素。通常，储量越大，生产能力应越大。2.开采条件：可采煤层的层数、层间距离、煤层厚度及稳定程度、煤层倾角、地层的褶曲等3.技术装备水平：决定矿井生产能力的最主要因素是采掘技术和机械装备。4.安全生产条件：主要指瓦斯、通风、水文地质等。第四节矿井储量、生产能力和服务年限三、矿井服务年限 矿井服务年限是指按矿井可采储量、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。四、矿井生产能力、服务年限与储量的关系 T=ZK/A.K Zk－矿井可采储量，万吨； T－矿井设计服务年限，a； A－矿井设计生产能力，万吨/a； K—储量备用系数，1.3～1.5。 储量备用系数是为保证矿井有可靠服务年限而在计算时对储量采用的富裕系数。作　业： 1.绘图说明阶段与水平的概念。 2.阶段内再划分有哪几种方式？试述每一种方式的基本内容。 3.如何合理确定矿井的生产能力？ 4.试述矿井的生产能力、服务年限与储量间的关系。