煤礦開采學第一章煤礦開采基本概念

1、煤礦開采學第一章煤礦開采基本概念第1頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/20221第一章 煤礦開采的基本概念 第2頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/20222 煤田：在地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，同一地質(zhì)時期形成并由大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖系分布區(qū)稱為煤田。簡單的講，就是同一地質(zhì)時期形成，并大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖系分布區(qū)。 2.1 煤田開發(fā)的概念2 煤礦開采的基本概念 礦區(qū)：統(tǒng)一規(guī)劃和開發(fā)的煤田或其一部分，開發(fā)煤田形成的社會組合。 煤田范圍很大，面積可達數(shù)百或數(shù)千平方公里，儲量從數(shù)億噸到數(shù)百、數(shù)千億噸。 大煤田可由幾個礦區(qū)開發(fā)；較小煤田可由一個礦

2、區(qū)開發(fā)；也可有一個礦區(qū)開發(fā)數(shù)個小煤田（相當?。?。一般一個礦區(qū)開發(fā)一個煤田（礦務(wù)局，礦業(yè)集團公司）。第3頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/20223三個主要聚煤時期石炭二疊紀侏羅白堊紀第三紀第4頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/20224植物遺體地殼下沉隔絕空氣腐爛分解泥炭層生物作用化學作用褐煤壓力溫度覆蓋層加厚高溫 高壓煙煤無煙煤高溫 高壓泥炭化階段煤化階段煤的形成 第5頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/20225根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造帶為界，全國劃分為五個聚煤區(qū)：2 煤礦開采的基本概念 5.滇藏聚煤區(qū)：包括

3、西藏、青海南部、四川和云南西部。煤炭資源量占全國0.1。 4.華南聚煤區(qū)：包括貴州、廣西、廣東、海南、湖南、湖北、重慶、江西、福建、江蘇和安徽南部、四川和云南大部。其煤炭資源量占全國5.9。 3.東北聚煤區(qū)：包括遼寧、吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古東部。其煤炭資源量占全國8。 2.西北聚煤區(qū)：包括新疆、青海、寧夏、內(nèi)蒙古西部。其煤炭資源量占全國33。 1.華北聚煤區(qū)：包括山西、山東、河北、河南、甘肅、陜西、內(nèi)蒙古大部、江蘇北部、遼寧和吉林南部。資源量占全國量的53。第6頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/20226華北(石炭二疊紀)聚煤區(qū)第7頁，共30頁，2022年，5月2

4、0日，2點52分，星期五9/22/20227 山西自北向南主要分布六大煤田：大同、寧武、河東、西山、沁水、霍西六大煤田。 其中大同、寧武兩個煤田，都兼有石炭二疊紀和侏羅紀的煤系，因此它們成為“雙紀煤田。 還有幾個“煤產(chǎn)地”，渾源煤產(chǎn)地、繁峙煤產(chǎn)地、五臺煤產(chǎn)地、垣曲煤產(chǎn)地、平陸煤產(chǎn)地。我省有119個縣，其中94個縣有煤炭資源，91個縣有煤礦。第8頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/20228井田井田（礦田）劃歸一個礦井開采的一部分煤田或全部煤田。2 煤礦開采的基本概念 井田范圍 走向長度 傾向水平投影（寬度）第9頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期

5、五9/22/20229井田劃分原則 1、充分利用自然等條件劃分井田； 2、井田范圍、儲量和開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)； 3、保證井田有合理的尺寸； 4、合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井之間的關(guān)系。2 煤礦開采的基本概念 井田邊界劃分方法 1垂直劃分； 2水平劃分； 3以斷層為界第10頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/202210 井型 井田走向長度（m）礦井生產(chǎn)能力和井型2 煤礦開采的基本概念 礦井核定生產(chǎn)能力：礦井經(jīng)過技術(shù)改造，核定后的生產(chǎn)能力，萬t /a。小型礦井 1500中型礦井 4000大型礦井 7000特大型礦井 10.0-15.0井型 ：根據(jù)

6、礦井設(shè)計生產(chǎn)能力不同，將礦井劃分的類型，稱為井型。井型分大、中、小三種。第11頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/202211礦井儲量：井田邊界范圍內(nèi)，通過地質(zhì)手段查明的符合國家煤炭儲量 計算標準的全部儲量。礦井生產(chǎn)能力：又稱為礦井年產(chǎn)量，是指礦井在一年內(nèi)生產(chǎn)煤炭的數(shù) 量，單位為萬t /a 或Mt /a 。礦井服務(wù)年限：礦井從投產(chǎn)到報廢的開采年限。 T=ZK/A*K Zk礦井可采儲量，Mt； T礦井設(shè)計服務(wù)年限，a； A礦井設(shè)計生產(chǎn)能力， Mt /a； K儲量備用系數(shù)，1.3-1.5。 儲量備用系數(shù)是為保證礦井有可靠服務(wù)年限而在計算時對儲量采用的富裕系數(shù)。2 煤礦

7、開采的基本概念 礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限第12頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/202212新建礦井設(shè)計服務(wù)年限井型礦井設(shè)計生產(chǎn)能力（Mt/a）礦井設(shè)計服務(wù)年限（a）第一開采水平設(shè)計服務(wù)年限煤層傾角45特大6.0及以上70353.0-5.06030大1.2、1.51.8、2.450252015中0.45、0.6、0.940201512小0.09、0.15、0.21、0.30各省自定第13頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/2022132 煤礦開采的基本概念 2.2 礦山井巷名稱和井田內(nèi)劃分2.2.1 礦山井巷名稱第14頁，共30頁，2

8、022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/2022142 煤礦開采的基本概念 礦山井巷：為進行采礦，在地下開掘的井筒、巷道和硐室的總稱。垂直巷道 傾斜巷道水平巷道 立 井：有直接通達地面出口的垂直巷道，一般位于井田中部。 暗立井：沒有直接通達地面出口的立井，裝有提升設(shè)備。 溜 井：擔負自上而下溜放煤炭或矸石任務(wù)的暗井。1、垂直巷道井巷按傾角分類：第15頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/2022152 煤礦開采的基本概念 平硐：有出口直接通到地表的水平巷道稱為平硐。 石門：和煤層走向正交或斜交的水平巖石巷道。煤門：開掘在煤層中并與煤層走向垂直或斜交的水平巷

9、道。平巷：沒有出口直接通達地表，沿煤層走向開掘的水平巷道。斜 井：有直接出口通達地面的傾斜巷道。暗斜井：沒有直接通達地面的出口、用作相鄰的上下水平聯(lián)系的斜巷。上 山：無直接出口通地面，位于開采水平以上，為本水平或采區(qū)服務(wù)的斜巷。下 山：位于開采水平以下，為本水平或采區(qū)服務(wù)的傾斜巷道。硐室：空間三個軸線長度相差不大且又不直通地面的地下巷道，如絞車房、變電所、煤倉等。2、傾斜巷道3、水平巷道第16頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/2022162 煤礦開采的基本概念 2.2.2 井田內(nèi)劃分階段：在井田范圍內(nèi)，沿著煤層的傾斜方向，按一定標高把煤層劃分為若干個平行于走向的

10、長條部分，每個長條部分稱為一個階段，具有獨立的生產(chǎn)系統(tǒng)。1、井田劃分為階段和水平第17頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/2022172 煤礦開采的基本概念 階段的走向長度：即為井田走向長度。階段垂高：階段上部邊界與下部邊界的垂直距離，一般為100250m。階段斜長：階段的傾斜長度。第18頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/2022182 煤礦開采的基本概念 水平： 常指某一標高的水平面。 表示：標高、開采順序及用途 1）0、-200、-500水平等 2）礦井生產(chǎn)中，表示開采順序，又稱第一水平、第二水平 3）礦井生產(chǎn)中，常把運輸大巷所

11、在的水平稱運輸水平；回風大巷所在的水平稱回風水平。開采水平（簡稱水平）：布置有主要運輸大巷和井底車場、并擔負該水平開采范圍內(nèi)的主要運輸和提升任務(wù)的水平。廣義的水平：布置大巷的某一標高的水平面，既包括一個水平，又包括所服務(wù)的階段。第19頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/2022192 煤礦開采的基本概念 2、階段內(nèi)再劃分 沿走向把階段劃分為若干個具有獨立生產(chǎn)系統(tǒng)的塊段。采區(qū)傾向長度與階段斜長相等。（1）采區(qū)式劃分 采區(qū)走向長度一般由500m到2000m。采區(qū)斜長一般為6001000m。在采區(qū)范圍內(nèi)，沿煤層傾向?qū)⒉蓞^(qū)劃分為若干區(qū)段。2.2.2 井田內(nèi)劃分第20頁，共

12、30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/2022202 煤礦開采的基本概念 在階段范圍內(nèi)不劃分采區(qū)，而是沿傾向?qū)⒚簩觿澐譃槿舾善叫杏谧呦虻拈L條帶，每個長條帶稱為分段，每個分段沿斜長布置一個采煤工作面。 （2）分段式劃分 與采區(qū)式相比，減少了采區(qū)上、下山及相關(guān)硐室工程量，采煤工作面可以連續(xù)推進，減少了工作面搬家次數(shù)，生產(chǎn)系統(tǒng)簡單。 分段式劃分適用于地質(zhì)構(gòu)造簡單、走向長度較小的井田，我國很少采用。第21頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/2022212 煤礦開采的基本概念 在階段內(nèi)沿煤層走向劃分為若干個具有獨立生產(chǎn)系統(tǒng)的帶區(qū)，帶區(qū)內(nèi)又劃分成為若干個

13、傾斜分帶，每個分帶布置一個采煤工作面。采煤工作面沿煤層傾向推進（仰斜或俯斜）。 J1、J2、J3階段；F1、F2F6帶區(qū)；分帶(3)帶區(qū)式劃分 適用于傾斜長壁采煤法，巷道布置簡單，比采區(qū)式布置掘進工程量少，但分帶工作面兩側(cè)傾斜回采巷道（分帶巷道）掘進困難、輔助運輸不方便。 在煤層傾角較?。?2）的條件下，帶區(qū)式的應(yīng)用正在擴大。第22頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/202222階段內(nèi)再劃分1采區(qū)式2分段式3帶區(qū)式階段內(nèi)分區(qū)布置H階段垂高；h階段斜長2 煤礦開采的基本概念 第23頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/2022232 煤礦

14、開采的基本概念 3、井田直接劃分為盤區(qū)或帶區(qū)近水平煤層，落差小，可直接劃分為盤區(qū)或帶區(qū)。盤區(qū)內(nèi)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)與采區(qū)布置基本相同；帶區(qū)布置時，與階段內(nèi)的帶區(qū)式布置基本相同。采區(qū)、盤區(qū)、帶區(qū)等的開采順序一般采用前進式，從井田中央向邊界，先采井田中央井筒附近的煤，有利于減少初期工程量及初期投資，礦井盡快投產(chǎn)。2.2.2 井田內(nèi)劃分第24頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/202224 特大型礦井井田范圍廣闊，井下運輸距離、通風線路、管線敷設(shè)過長，給生產(chǎn)和管理帶來困難，采用了多井筒分區(qū)域開拓。4、井田劃分為分區(qū)域2 煤礦開采的基本概念 第25頁，共30頁，2022年，

15、5月20日，2點52分，星期五9/22/202225 采區(qū)式 階 段 分段式 帶區(qū)式 井田 盤 區(qū) 采區(qū)式 分區(qū)域 盤區(qū)式 帶區(qū)式走向長壁井田劃分傾斜長壁近水平2 煤礦開采的基本概念 第26頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/2022262 煤礦開采的基本概念 2.3 礦井生產(chǎn)的基本概念1主井、2副井、3井底車場、4主要運輸石門、5運輸大巷、6風井、7回風石門、8回風大巷、9采區(qū)運輸石門、10采區(qū)下部車場、11采區(qū)下部材料車場、12采區(qū)煤倉、13行人進風巷、14運輸上山、15軌道上山、16上山絞車房、17采區(qū)回風石門、18采區(qū)上部車場、19采區(qū)中部車場、20區(qū)段運

16、輸平巷、21下階段回風平巷、22聯(lián)絡(luò)巷、23區(qū)段回風平巷、24開切眼、25回采工作面第27頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/2022271）運煤系統(tǒng) 2）通風系統(tǒng)3）運料排矸系統(tǒng)4）排水系統(tǒng) 5）動力供應(yīng)（電、壓風）6）通訊、監(jiān)測系統(tǒng)2 煤礦開采的基本概念 2.3 礦井生產(chǎn)的基本概念第28頁，共30頁，2022年，5月20日，2點52分，星期五9/22/2022282 煤礦開采的基本概念 根據(jù)巷道服務(wù)范圍及其用途，礦井巷道分為開拓巷道、準備巷道和回采巷道三類。礦井開拓、采區(qū)準備和工作面回采 開拓巷道：為全礦井或一個開采水平服務(wù)的巷道。井筒、井底車場、主要石門、運輸大巷、回風大巷、主要風井等。 準備巷道：為采區(qū)或數(shù)個區(qū)段服務(wù)的巷道；采區(qū)上（下）山、采區(qū)車場、采區(qū)硐室等；服務(wù)年限3-5年以上。 回采巷道：形成采煤工作面及為其服務(wù)的巷道。區(qū)段運輸平巷、區(qū)段回風平巷、開切眼（形成初始采場的巷道）；服務(wù)年限0