第一章井田开拓基本知识.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,安全与环境工程系,*,煤矿开采方法,精品课课件,2026/3/5 周四,166,煤炭工业以开采煤炭为目的,煤炭开采,地下开采,93,94%,露天开采,6,7,%,煤矿开采方法主要讲授煤炭现代地下开采的基本知识。,让学生掌握煤矿现代地下开采的基本知识。,煤矿开采方法 研究矿山开采技术及其内部规律性的综合性技术科学。,煤矿开采方法总论,2026/3/5 周四,167,安全与环境工程系,煤矿开采方法课程的特点：专业性强；,发展变化快，,实践性强，时空关系强；名词概念多；,综合性强 运用各种科学技术综合解决问题。,教学方法：课堂讲授、录象、模型、实习、讨论。,要求：,掌握采矿工程师的基本理论和技能，学而优则用，学而优则创。,2026/3/5 周四,168,安全与环境工程系,1、煤矿地下开采的特点,1、受资源赋存条件的制约,2、工作场所不断移动,3、复杂的生产和管理系统,4、必须设置人工构置物保护工作空间,5、安全问题突出,2026/3/5 周四,169,安全与环境工程系,徐永圻煤矿开采方法，徐州；中国矿业大学出版社，1999,张宝明中国煤矿高产高效技术，徐州；中国矿业大学 出版社，2001,徐永圻中国采煤方法图集，徐州；中国矿业大学出版社，1990,陈炎光中国采煤方法，徐州；中国矿业大学出版社，1991,陈炎光中国煤矿开拓系统，徐州；中国矿业大学出版社，1 996,陈炎光中国煤矿开拓系统图集，徐州；中国矿业大学出版 社，1992,2、煤矿开采方法主要参考书,2026/3/5 周四,170,安全与环境工程系,第一章 井田开拓基本知,第一节矿井生产概况,第二节煤田划分为井田,第三节井田内在划分,第四节矿井储量、生产能力和服务年限,第一篇 井田开拓,2026/3/5 周四,一、基本概念,煤田,（,coal field）,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。,矿区,（,mining area）,开发煤田形成的社会组合。,一般一个矿区开发一个煤田,矿务局，矿业集团,第一节 矿井生产概况,2026/3/5 周四,172,安全与环境工程系,井田,划归一个矿井开采的一部分煤田或全部煤田,井田大小：,范围 走向长度,倾向水平投影（宽度）,井田面积大小,矿井生产能力,服务年限,第一节 矿井生产概况,2026/3/5 周四,173,安全与环境工程系,煤田划分为井田,井型 井田走向长度（,m）,小型矿井,1500,中型矿井,4000,大型矿井,7000,2026/3/5 周四,174,安全与环境工程系,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。,、按倾角分类：,垂直井巷,倾斜井巷,水平井巷,2026/3/5 周四,175,安全与环境工程系,1,11,4,5,3,6,6,6,13,13,12,12,12,2,9,10,1-立井，2-斜井，3-平硐，4-暗立井，5-溜井，6-石门，9-上山，10-下山11-风井 12-岩石平巷，13-煤层平巷，,矿山井巷,2026/3/5 周四,176,安全与环境工程系,垂直井巷,:,立井,（竖井）,在地层中开凿的,直通地面的,垂直巷道,主立井 （主井）用于提升煤炭。,副立井（副井）用于行人、运料、通风、排放矸石。,风井、排水井,暗立井,无直通地面的出口的垂直巷道,主暗立井，副暗立井,溜井,用于自上而下溜煤的垂直巷道。,溜煤眼,-长度短，直径小的溜井。,2026/3/5 周四,177,安全与环境工程系,水平巷道,:,平硐,在地层中开凿的,直通地面的水平巷道,主平硐，副平硐,石门,无直接地面出口，垂直或斜交于煤层走向，在岩层中开掘的水平巷道,煤门,-无直接地面出口，垂直或斜交于煤层走向，在煤层中开掘的水平巷道,2026/3/5 周四,178,安全与环境工程系,水平巷道,平巷,-,无直接地面出口，沿煤层走向开掘的,水平巷道,煤层平巷,开掘在煤层中的平巷,岩石平巷,开掘在岩石中的平巷,2026/3/5 周四,179,安全与环境工程系,水平巷道,阶段大巷,为一个开采水平或阶段服务的水平巷道,阶段大巷：阶段运输大巷,阶段回风大巷。,区段平巷,为一区段服务的水平巷道,区段平巷：区段运输平巷,区段回风平巷,2026/3/5 周四,180,安全与环境工程系,倾斜巷道,斜井,在地层中开凿的直通地面的倾斜巷道,斜井：主斜井 用于提升煤炭,副斜井 用于行人、提升矸石、通风,2026/3/5 周四,181,安全与环境工程系,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。,1、矿井巷道的开掘顺序原则：,尽量采用平行作业；尽快沟通风路。掘进顺序,2、,矿井主要生产系统,1）运煤系统,动画演示,2）通风系统,动画,演示,3）运料排矸系统,动画,演示,4）排水系统,动画,演示,5）动力供应（电、压风）,动画,演示,2026/3/5 周四,182,安全与环境工程系,2026/3/5 周四,183,安全与环境工程系,1,、运煤系统：,25,20,14,12,10,5,4,3,1,2,、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：,2,3,4,5,9,11,15,23,25,4,、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。,2026/3/5 周四,184,安全与环境工程系,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。,2026/3/5 周四,185,安全与环境工程系,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。,2026/3/5 周四,186,安全与环境工程系,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,2026/3/5 周四,187,安全与环境工程系,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，沿境界线两侧备留井的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。,2026/3/5 周四,188,安全与环境工程系,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,2026/3/5 周四,189,安全与环境工程系,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。,2026/3/5 周四,190,安全与环境工程系,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。,2026/3/5 周四,191,安全与环境工程系,第三节 井田内再划分,井田划分为阶段和水平,2026/3/5 周四,192,安全与环境工程系,第三节 井田内再划分,（,2,）阶段的特征,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,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规定为米。实际现场统计达到米，现正在报批的新设计规范在原基础上提高到米。,急倾斜煤层阶段垂高为米，近年来，也有逐步扩大的趋势。,2026/3/5 周四,193,安全与环境工程系,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,2026/3/5 周四,194,安全与环境工程系,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,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。,2026/3/5 周四,195,安全与环境工程系,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。,2026/3/5 周四,196,安全与环境工程系,第三节 井田内再划分,阶段划分为采区,2026/3/5 周四,197,安全与环境工程系,第三节 井田内再划分,采区划分为区段,2026/3/5 周四,198,安全与环境工程系,第三节 井田内再划分,2026/3/5 周四,199,安全与环境工程系,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,2026/3/5 周四,200,安全与环境工程系,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，在巷两段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及采区基本相同；带区则与阶段内带区布置基本相同。,2026/3/5 周四,201,安全与环境工程系,第三节 井田内再划分,近水平煤层的井田划分,2026/3/5 周四,202,安全与环境工程系,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,2026/3/5 周四,203,安全与环境工程系,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,2026/3/5 周四,204,安全与环境工程系,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,2026/3/5 周四,205,安全与环境工程系,4,、旧煤炭储量分级、分类（,2003,年以前）,矿井地质储量,（,1,）能利用储量（,A+B+C+D,）,工业储量（,A+B+C,）,a.,可采储量,b.,设计损失量,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,2026/3/5 周四,206,安全与环境工程系,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,旧煤炭储量的分级分类,2026/3/5 周四,207,安全与环境工程系,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%,2026/3/5 周四,208,安全与环境工程系,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,2026/3/5 周四,209,安全与环境工程系,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。,2026/3/5 周四,210,安全与环境工程系,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,。,2026/3/5 周四,211,安全与环境工程系,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。,2026/3/5 周四,212,安全与环境工程系,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=Z,K,/AK,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。,2026/3/5 周四,213,安全与环境工程系,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。,2026/3/5 周四,214,安全与环境工程系,供电系统,返回,2026/3/5 周四,215,安全与环境工程系,通风系统,返回,2026/3/5 周四,216,安全与环境工程系,运煤系统,返回,2026/3/5 周四,217,安全与环境工程系,运料系统,返回,2026/3/5 周四,218,安全与环境工程系,排水系统,返回,2026/3/5 周四,219,安全与环境工程系,2026/3/5 周四,220,安全与环境工程系,