礦井開拓延深及技術(shù)改造

1、第五章 礦井開拓延深及技術(shù)改造開拓延深向深部發(fā)展技術(shù)改造用新技術(shù)、新工藝、新裝備、新材料對原有的生產(chǎn)系統(tǒng)、設(shè)備、工藝等進行更新和改造。第一節(jié) 礦井開拓延深生產(chǎn)礦井新水平開拓延深的特點：Ø井巷工程量大，大體接近新建礦井；Ø可以充分利用原有井巷和設(shè)備；Ø施工技術(shù)和管理復雜，邊生產(chǎn)，邊延深，施工與生產(chǎn)在運、提、通風方面相互干擾；Ø工期長，一般要5 8年（延深3 5年，過渡2 3年）；Ø能更好地適應(yīng)開采煤層特點，改進礦井開拓、準備巷道布置，有可能擴大生產(chǎn)能力一、礦井延深的原則和要求（一）提前做好準備工作、加強管理（1）地質(zhì)資料（2）資金來源（3）落實隊

2、伍（4）加強管理（二）保證或擴大礦井生產(chǎn)能力礦井開拓延深時應(yīng)結(jié)合礦井發(fā)展的長遠規(guī)劃，仔細研究煤層地質(zhì)條件的變化和各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的配合，保證維持礦井已有的生產(chǎn)能力，有需要和可能時，結(jié)合開拓延深進行技術(shù)改造，提高礦井生產(chǎn)集中化水平，力求擴大礦井生產(chǎn)能力。（三）充分、合理地利用現(xiàn)有井巷設(shè)施新水平開拓延深應(yīng)充分利用現(xiàn)有井巷以及提升、運輸、通風、排水等大型設(shè)備，力求減少開拓延深的工程量和費用。（四）積極采用新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備在新水平開拓延深時，應(yīng)選擇先進的采掘技術(shù)，選用高效能的機械裝備，使新水平技術(shù)經(jīng)濟效果有明顯的提高。（五）盡可能縮短新、舊水平同時生產(chǎn)時間二、礦井開拓延深方案礦井延深方式一般有：直

3、接延深；暗井延深；直接延深與暗井延深；新開一個井筒延深一個井筒；深部新開立井或斜井（一）直接延深原有井筒圖5-1-1 直接延深特點：可充分利用原有設(shè)備和設(shè)施，掘進及投資少；提升統(tǒng)一，運轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)少，工程量較少；生產(chǎn)與延深相互干擾；主井接井時（破保護巖柱或保護盤、安罐道梁等），技術(shù)要求嚴格，礦井要短期停產(chǎn)。延深兩個井筒，組織施工復雜；掘進一些輔助巷道，臨時工程以后難用；提升高度增加，需更換提升設(shè)備。直接延深適用：Ø井筒延深不受地質(zhì)、水文條件的限制；Ø斷面和提升設(shè)備能滿足新水平提升要求或更換提升設(shè)備后直接延深合理。實例：20世紀70年代前在開灤、淮南、徐州應(yīng)用多，淮南謝二、謝三，徐

4、州大黃山、權(quán)臺井筒直接延深至二水平；南票三家子、水城大河邊井筒直接延深至三水平；撫順老虎臺井筒直接延深至五水平。（二）暗井延深原有井筒不再延深，利用暗立井或暗斜井開拓深部水平。圖5-1-2 暗井延深特點：Ø生產(chǎn)與延深互不干撓；Ø暗井位置、方向、傾角、提升方式不受原有井筒限制，而按下水平開采有利布置；Ø延深施工容易，但增加了一些工程量：暗井車場；Ø原有井筒提升能力不降低，但增加了運輸環(huán)節(jié)。適用條件：（1）受地質(zhì)條件限制，因技術(shù)、經(jīng)濟、安全等原因，原井筒不宜直接延深；Ø延深原有井筒不安全；Ø原有井筒延深在經(jīng)濟上不合理；Ø傾斜、急

5、斜煤層礦井，井筒不能直接延深，采用暗立井延深；Ø平硐開拓礦井，生產(chǎn)水平以下的階段無法用平硐開拓時，用暗立（斜）井開拓新水平；（2）原有提升設(shè)備不能滿足新水平需要，又無法更換；（3）暗井延深多采用暗斜井延深，受富含水層影響圖5-1-3 暗立井延深示例實例：銅川王家凹，一水平立井，二、三水平暗斜井延深盤江火鋪一水平平硐、二水平水平暗斜井延深新莊孜五水平暗立井延深（三）直接延深一個井筒，新打一個暗井這種延深方式是直接延深原來的主井或副井，另一井筒采用暗井延深，介于直接延深和暗井延深方式之間。圖5-1-4 直接延深與暗井延深結(jié)合優(yōu)點：延深與生產(chǎn)相互干擾少，施工方便。缺點：增加了暗井車場，總的

6、基建工程投資大；兩段提升，增加了運輸環(huán)節(jié)與設(shè)備。適用：主井或副井提升能力不均衡，需打暗井滿足新水平需要的特殊情形。實例：徐州新河淮南謝一，主立井直接延深，副井暗斜井延深西山官地、邢臺顯得旺二水平主斜井直接延深，副井暗斜井延深新莊孜二水平副立井直接延深，主井暗斜井延深（四）新開一個井筒，延深一個井筒采深加大后，原主副井提升、通風滿足不了新水平要求，從地面新開一個主井（或副井）筒通達延深水平，另外用暗井延深或直接延深副井（或主井）。圖5-1-5 新開井與直接延深結(jié)合優(yōu)點：延深與生產(chǎn)相互干擾少，能大幅度增加礦井生產(chǎn)能力；缺點：增加了井底車場工程量，還需要改造地面生產(chǎn)系統(tǒng)，總的基建工程投資大。適用：適

7、用于結(jié)合礦井改擴建的大型礦井或要求分運分提不同煤種的大型礦井。Ø對于大型礦井，采用這種方案主要是為增加副井提升能力及通風斷面，才新打立井。Ø對采用平酮開拓的礦井，工業(yè)場地附近有條件布置井筒時，可另打新立井或新斜井以開拓平硐水平以下的煤層。實例：平四礦、徐州旗山新開主立井，延深副立井新汶?yún)f(xié)莊、孫村新開副立井，暗井延深主井圖5-1-6 平一礦延深實例（五）幾個礦井聯(lián)合開拓延深（資源整合）開采淺部的中小型礦井不單獨向深部延深，深部多個礦井合并后集中延深。深部新開立井或斜井適用：淺部井型小、分散，裝備落后，深部儲量豐富，并要改擴建或?qū)嵭匈Y源整合的礦井。實例：淮南畢家崗一水平（-90

8、m）共建7對小斜井，二水平延深新開一對斜井阜新平安礦淺部片盤斜井群，深部新開立井集中開采三、生產(chǎn)水平過渡時期的技術(shù)措施礦井的某一個開采水平開始減產(chǎn)直到結(jié)束，其下一個開采水平投產(chǎn)到全部接替生產(chǎn)，是礦井生產(chǎn)水平的過渡時期。生產(chǎn)水平過渡時期： 23年或34年在過渡時期內(nèi)上下兩水平同時生產(chǎn)，增加了提升、通風、排水的復雜性。（一）生產(chǎn)水平過渡時期的提升（1）利用通過式箕斗兩個水平同時出煤（箕斗提升）Ø 通過式箕斗啟閉上水平箕斗裝載煤倉閘門的下部框架改為可伸縮的懸臂：伸出提上水平煤縮回提下水平煤兩個水平分班出煤，同時加大兩個水平煤倉容量。Ø優(yōu)點：提升系統(tǒng)單一，不增加提升工作量；

9、6;缺點：每次更換水平提煤時，需調(diào)整鋼絲繩長度；提升機為大型設(shè)備，檢修困難。Ø使用：水平過渡期短。（2）將上水平的煤經(jīng)溜井放到下水平，在新水平集中提煤。優(yōu)點：提升系統(tǒng)簡單，提升機運轉(zhuǎn)條件好。缺點：多開溜井，增加提升費用。使用：水平過渡期短，可用此法 （3）上水平利用下山采區(qū)過渡特點：上水平開始減產(chǎn)時，靠井筒附近開采12個下山采區(qū)，集中于上水平出煤，稱“剃頭下山”。主要生產(chǎn)轉(zhuǎn)入下水平后，原下山采區(qū)改為上山采區(qū)開采，集中下水平出煤。優(yōu)點：緩和水平接替，利于礦井延深。缺點：采區(qū)提升更換方向，重新布置車場。使用：煤層a<16°，水平接替緊，采用此法。（4）利用副井提升部分煤炭

10、優(yōu)點：不增加設(shè)備。缺點：改造地面系統(tǒng)。（二）生產(chǎn)水平過渡時期的通風生產(chǎn)水平過渡時期，是礦井塌方管理的關(guān)鍵。要保證上水平的進風和下水平的回風互不干擾，關(guān)鍵在于合理安排好下水平的回風系統(tǒng)。采取的辦法可分為：（1）維護上水平的采區(qū)上山為下水平的相應(yīng)采區(qū)回風；（2）利用上水平運輸大巷的配風巷作為過渡時期下水平的回風巷；（3）采用分組集中大巷的礦井，可利用上水平上部分組集中大巷為下水平上煤組回風。（三）生產(chǎn)水平過渡時期的排水（1）一段排水，上水平的涌水集中下水平水倉，排至地面；（2）兩段分別排水，兩個水平分別設(shè)置排水系統(tǒng)排至地面；（3）兩段接力排水，下水平的水排到上水平水倉，然后上水平集中排至地面；（4

11、）兩段聯(lián)合排水，上下兩個水平的排水管路聯(lián)成一套系統(tǒng)，設(shè)三通閥門控制，上下水平均可利用，排水至地面。第二節(jié) 礦井技術(shù)改造礦井技術(shù)改造：利用礦井原有的基礎(chǔ)和設(shè)施，用現(xiàn)代新技術(shù)、新工藝、新裝備、新材料對原有的生產(chǎn)系統(tǒng)、設(shè)備、工藝等進行更新和改造。礦井技術(shù)改造的目的：擴大礦井生產(chǎn)能力、改變落后的技術(shù)面貌、改善安全生產(chǎn)條件、提高礦井經(jīng)濟效益及資源利用率。礦井技術(shù)改造內(nèi)容：礦井改擴建、礦井獨立技術(shù)改造一、礦井改擴建（改變設(shè)計/生產(chǎn)能力）礦井改擴建是對儲量豐富、開采條件好的礦井進行的技術(shù)改造，提高生產(chǎn)能力。改建：生產(chǎn)能力在原基礎(chǔ)上提高一個標準設(shè)計檔次；擴建：生產(chǎn)能力在原基礎(chǔ)上提高二個及以上標準設(shè)計檔次；1、

12、礦井改擴建的基本條件Ø足夠的煤炭儲量Ø開采條件（煤層賦存、地質(zhì)構(gòu)造）合適Ø有增產(chǎn)潛力（原生產(chǎn)系統(tǒng)、設(shè)施）Ø符合有關(guān)部門規(guī)劃及相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策2、主要方式（一）直接擴大井田范圍及能力（擴能、擴界）（二）相鄰礦井合并改造（整合）二、礦井獨立技術(shù)改造（設(shè)計/生產(chǎn)能力不變）1、主要井筒（含裝備）改造由單一井筒（硐）開拓形式改造為綜合開拓形式原平硐開拓，延深新水平時增立井或斜井原斜井開拓，延深新水平時新增立井（多作副立井）原立井開拓，延深新水平時新增斜井（多作主斜井）立井箕斗提升改造為斜井膠帶提升（主斜副立）2、合理集中生產(chǎn)生產(chǎn)集約化生產(chǎn)手段和勞動力在時間和空間上的集

13、中，在單位時間及較小空間上，用最少的勞動消耗，取得最大的產(chǎn)量和最佳的經(jīng)濟效果。（一）水平集中一是減少水平數(shù)目；二是開采水平內(nèi)實現(xiàn)集中開拓。水平合理集中生產(chǎn)，簡化了巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)，減少了初期的井巷工程量，便于生產(chǎn)管理，可取得很好的效果。（二）采區(qū)集中提高采區(qū)生產(chǎn)能力，盡可能減少礦井內(nèi)同時生產(chǎn)的采區(qū)數(shù)目，同時應(yīng)適當加大采區(qū)走向長度，增加采區(qū)的可采儲量和服務(wù)年限，減少采煤工作面搬遷次數(shù)，實現(xiàn)采區(qū)穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)。（三）工作面集中提高采煤工作面的單產(chǎn)水平，盡可能減少礦井、采區(qū)內(nèi)同采工作面的數(shù)目。（實現(xiàn)一井一面）3、礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)改造（一）地面生產(chǎn)系統(tǒng)的改造主要是改善地面線路，優(yōu)化地面運輸和改造裝

14、載系統(tǒng)及地面主要設(shè)施的集中布置，提高外運能力。（二）礦井提升系統(tǒng)的改造1、改裝箕斗加大容量；2、罐籠提升改為箕斗提升；3、斜井串車提升改為箕斗提升或帶式輸送機運輸；4、提升絞車由單機拖動改為雙機拖動；5、加大提升速度或減少輔助時間；6、縮短一次提升時間和增加每日的提升時間；7、增加井筒數(shù)目，增加提升設(shè)備等。（三）大巷運輸系統(tǒng)的改造1、增加機車或礦車的數(shù)目；2、單機牽引改雙機牽引；3、加大機車粘著重量和礦車容積；4、將固定式礦車改為3t、5t容量的底卸式礦車；5、采用帶式輸送機連續(xù)運輸；6、改換或增加電機，加快帶式輸送機運行速度等。（四）井底車場的改造及設(shè)置井底緩沖煤倉增加通過線或復線、設(shè)置新卸載線路等通過車場通過能力。（五）輔助運輸環(huán)節(jié)的改造采用單軌吊車、卡軌車以及齒軌車等新型輔助運輸設(shè)備。（六）通風系統(tǒng)的改造1、雙通風機并聯(lián)運轉(zhuǎn)； 2、更換高效主要通風機；3、改用大功率通風機； 4、改裝葉片形狀；5、離心式更換高效轉(zhuǎn)子； 6、優(yōu)化系統(tǒng)，增加并聯(lián)風路；7、改集中通風為分區(qū)式通風；8、修整和擴大巷道斷面；9、開掘新風井，縮短通風風路長