煤矿井下开采基本方法技术.pptx

1.1煤田开发的概念煤田开发的概念一一 煤田和矿区煤田和矿区1、煤田：由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带称、煤田：由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带称（自然形成）。（自然形成）。2、矿区：开发煤田形成的社会组合称矿区（社会的）、矿区：开发煤田形成的社会组合称矿区（社会的）。煤田，面积大，储量多，大到数百、数千平方公里，煤田，面积大，储量多，大到数百、数千平方公里，多到数亿、数百亿、数千亿吨。小的，可以由一个多到数亿、数百亿、数千亿吨。小的，可以由一个矿区开发，大的，可以由几个矿区开发，有时，一矿区开发，大的，可以由几个矿区开发，有时，一个矿区还可以开发多个煤田。北京矿务局（现在的个矿区还可以开发多个煤田。北京矿务局（现在的京煤集团）开发京煤集团）开发两个煤田两个煤田。淮南矿区开发三个。淮南矿区开发三个煤田煤田。矿区规模和合适的服务年限见表1-1。二二 井田井田1、井田：划分给一个矿井开采的那一部分煤、井田：划分给一个矿井开采的那一部分煤田称为井田。划分给一个露天矿开采的那一田称为井田。划分给一个露天矿开采的那一部分煤田通常称为矿田。部分煤田通常称为矿田。矿井：组成矿区的社会单元（开发井田的社矿井：组成矿区的社会单元（开发井田的社会组合）。会组合）。井田有多大？矿区总体设计的关键。井田有多大？矿区总体设计的关键。（讲述普查、详查、精查之间的关系及内容）。（讲述普查、详查、精查之间的关系及内容）。井田范围，走向长，大型（井田范围，走向长，大型（7.0km）、中型）、中型（4.0 km）、小型（）、小型（1.5 km）。（目前井田）。（目前井田尺寸要求的变化，因单产的提高）尺寸要求的变化，因单产的提高）倾斜宽（平面投影）。倾斜宽（平面投影）。2、煤田划分为井田的原则、煤田划分为井田的原则（书上（书上14.1）1）充分利用自然条件划分。利用大断层、大褶曲、铁）充分利用自然条件划分。利用大断层、大褶曲、铁路、公路、河流、城镇等，如图路、公路、河流、城镇等，如图1-1。2）要有合理的尺寸）要有合理的尺寸3）有足够的储量。与生产能力、服务年限有关。）有足够的储量。与生产能力、服务年限有关。4）处理好相邻矿井之间的关系，如浅部、深部。如图）处理好相邻矿井之间的关系，如浅部、深部。如图1-2。3、煤田划分为井田的方法、煤田划分为井田的方法1）垂直划分。切豆腐块；）垂直划分。切豆腐块；图图1-12）水平划分。以一定标高为界；）水平划分。以一定标高为界；图图1-23）按煤组划分（近水平煤层情况）。）按煤组划分（近水平煤层情况）。一一 矿山井巷名称矿山井巷名称1、矿山井巷：在地下开采中，为提升、运输、通风、排水、矿山井巷：在地下开采中，为提升、运输、通风、排水、动力供应等需要而开掘的井筒、巷道和硐室总称为矿山井巷。动力供应等需要而开掘的井筒、巷道和硐室总称为矿山井巷。2、矿山井巷的分类、矿山井巷的分类根据分类的不同，分成不同的类型。（根据分类的不同，分成不同的类型。（图图1-3）1）按空间形态分：垂直（立）、）按空间形态分：垂直（立）、水平（平）、倾斜（斜）水平（平）、倾斜（斜）2）按应用范围分：）按应用范围分：（1）开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷道，如）开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷道，如井筒、水平大巷、井底车场。井筒、水平大巷、井底车场。（2）准备巷道：为一个采区或几个区段服务的运输、通风）准备巷道：为一个采区或几个区段服务的运输、通风等巷道；等巷道；（3）回采巷道：直接为采煤工作面服务的巷道。（）回采巷道：直接为采煤工作面服务的巷道。（动画动画）1.2 矿山井巷名称和井田内的再划分矿山井巷名称和井田内的再划分二二 煤层的分类煤层的分类根据分类的条件不同，按以下几种情况分类：根据分类的条件不同，按以下几种情况分类：1）按厚度分为：）按厚度分为：（1）薄煤层，厚度为）薄煤层，厚度为 可采厚度可采厚度1.3 m；（2）中厚煤层，厚度为）中厚煤层，厚度为 1.33.5m；（3）厚煤层，厚度为）厚煤层，厚度为3.510m；（4）特厚煤层：厚度为）特厚煤层：厚度为10 m以上。以上。（为什么这样分类？）（为什么这样分类？）2）按倾角分为：）按倾角分为：（1）近水平煤层，倾角为）近水平煤层，倾角为 0 12；（2）缓斜煤层，倾角为）缓斜煤层，倾角为12 25 ；（3）倾斜煤层，倾角为）倾斜煤层，倾角为 25 45 ；（4）急倾斜煤层，倾角为）急倾斜煤层，倾角为45 90 。（为什么这样分类？）（为什么这样分类？）3）按煤层厚度的变化情况分为：稳定煤层、较稳定煤层、不稳定煤层、极不稳）按煤层厚度的变化情况分为：稳定煤层、较稳定煤层、不稳定煤层、极不稳定煤层。定煤层。（1）稳定煤层：在井田范围内，煤层全区发育，煤层厚度变化不大，全区可采；）稳定煤层：在井田范围内，煤层全区发育，煤层厚度变化不大，全区可采；（2）较稳定煤层：在井田范围内，煤层绝大部分发育，煤层厚度变化不太大，）较稳定煤层：在井田范围内，煤层绝大部分发育，煤层厚度变化不太大，全区大部分可采；全区大部分可采；（3）不稳定煤层：在井田范围内，煤层局部发育，煤层厚度变化较大，全区少）不稳定煤层：在井田范围内，煤层局部发育，煤层厚度变化较大，全区少部分可采；部分可采；（4）极不稳定煤层：在井田范围内，煤层仅极少部分发育，煤层厚度变化极大，）极不稳定煤层：在井田范围内，煤层仅极少部分发育，煤层厚度变化极大，只为串珠状和鸡窝状的形态；只为串珠状和鸡窝状的形态；三三 矿井生产能力与井型矿井生产能力与井型1、矿井生产能力：指矿井的设计年生产能力，单位、矿井生产能力：指矿井的设计年生产能力，单位用万用万t/a或或Mt/a表示（矿井生产能力是设计计划任务表示（矿井生产能力是设计计划任务书给定的，是系列化的，不能随便给定，如书给定的，是系列化的，不能随便给定，如100万万吨、吨、75万吨，目前，按国际通用方法用万吨，目前，按国际通用方法用Mt/a）。）。2、井型：按照矿井生产能力的大小不同，将其划分、井型：按照矿井生产能力的大小不同，将其划分为不同的级别，以此定为不同的级别，成为不同的为不同的级别，以此定为不同的级别，成为不同的井型。井型。1）小型井：）小型井：9、15、21、30（万（万t/a）；）；2）中型井：）中型井：45、60、90（万（万t/a）；）；3）大型井：）大型井：120、150、180、240（万（万t/a）；）；4）特大型井：）特大型井：300、400、500、600、800、1000、1200、1500、2000、5000（万（万t/a）。而）。而1200、1500、2000、5000（万（万t/a）的矿井多数为露天矿）的矿井多数为露天矿井。（转化成井。（转化成Mt/a）四四 露天矿开采与地下开采的概念露天矿开采与地下开采的概念1、露天开采：从散露的地表直接采出有用矿物的方法叫露天开采；（、露天开采：从散露的地表直接采出有用矿物的方法叫露天开采；（图图）2、地下开采：从地面开始掘进井硐通达有用矿体，然后采出它们，这样、地下开采：从地面开始掘进井硐通达有用矿体，然后采出它们，这样的方法称之为地下开采；（的方法称之为地下开采；（图图1-3）3、露天开采与地下开采相比较所具有的特点：、露天开采与地下开采相比较所具有的特点：1）优点：）优点：（1）产量大，一般可达）产量大，一般可达5001200万吨，有的可达万吨，有的可达5000万吨；万吨；（2）劳动效率高，一般为）劳动效率高，一般为3.028.0吨吨/工，是井工开采的数倍，有的达工，是井工开采的数倍，有的达到数十倍；到数十倍；（3）生产成本低，大约是井工开采的）生产成本低，大约是井工开采的50%；（4）资源回收率高，达）资源回收率高，达90%以上；以上；（5）作业空间不受限制；）作业空间不受限制；（6）木材、电力消耗少；）木材、电力消耗少；（7）建设速度快，产量有保证，生产安全，劳动条件好；）建设速度快，产量有保证，生产安全，劳动条件好；2）缺点：）缺点：（1）占用土地多，污染环境；）占用土地多，污染环境；（2）受气候影响大；）受气候影响大；（3）对矿床赋存要求严格。）对矿床赋存要求严格。五五 井田内的再划分井田内的再划分 1、非近水平煤层的划分、非近水平煤层的划分：1）划分为阶段）划分为阶段阶段：在井田范围内，按一定标高，沿倾斜方向每隔一定的距离，一般为阶段：在井田范围内，按一定标高，沿倾斜方向每隔一定的距离，一般为500m2000m，将井田划分为沿走向的若干个长条部分称为阶段；图，将井田划分为沿走向的若干个长条部分称为阶段；图1-42）阶段内的划分：）阶段内的划分：（1）划分为采区）划分为采区采区：在阶段内，根据地质条件和设备水平等条件的不同，沿走向每隔采区：在阶段内，根据地质条件和设备水平等条件的不同，沿走向每隔1000m4000m，划分成具有相对独立的生产系统的开采区域，叫采区，它是矿井生产的基本单元；（图划分成具有相对独立的生产系统的开采区域，叫采区，它是矿井生产的基本单元；（图1-5）（采区走向长度为）（采区走向长度为1000m4000m，动画演示动画演示）（2）划分为条带：当煤层倾角比较小时，即小于）划分为条带：当煤层倾角比较小时，即小于15 时，可以考虑采用倾斜长壁开采。时，可以考虑采用倾斜长壁开采。（图（图1-6）条带：在阶段内，根据地质条件和设备水平等条件的不同，沿走向每隔条带：在阶段内，根据地质条件和设备水平等条件的不同，沿走向每隔100m350m，划，划分成可以进行开采的单元，每一个单元称为条带；分成可以进行开采的单元，每一个单元称为条带；图图1-6 分分 带带 式式 布布 置置当井田的走向长度比较长时，每当井田的走向长度比较长时，每512个条带划分为一个区域，使其具有相对独立的生产个条带划分为一个区域，使其具有相对独立的生产系统，此区域也可以称为带区；系统，此区域也可以称为带区；图图1-7。（3）划分为分段）划分为分段分段：当井田的走向长度比较短时，如达到分段：当井田的走向长度比较短时，如达到4000m以下，并且沿走向没有沿倾斜方向的断以下，并且沿走向没有沿倾斜方向的断层，则沿倾斜方向每隔层，则沿倾斜方向每隔100m350m，划分成可以进行开采的单元，每一个单元称为一个，划分成可以进行开采的单元，每一个单元称为一个分段；分段；图图1-8 3）采区内的划分）采区内的划分 划分为区段：在采区范围内，按一定标高，沿倾斜方向每隔一划分为区段：在采区范围内，按一定标高，沿倾斜方向每隔一定的距离，一般为定的距离，一般为100m350m，将采区划分为沿走向的若干个，将采区划分为沿走向的若干个长条部分，每一个部分称为区段；图长条部分，每一个部分称为区段；图1-9。2、近水平煤层的划分：、近水平煤层的划分：1）划分为盘区）划分为盘区盘区：在近水平煤层中，不能划分为阶段，在大致是煤层的倾斜盘区：在近水平煤层中，不能划分为阶段，在大致是煤层的倾斜方向上，在大约方向上，在大约3000 m4000m的范围内，在中部布置开采水平的范围内，在中部布置开采水平大巷（可以有回风大巷），然后在大巷两侧沿大致走向方向，每大巷（可以有回风大巷），然后在大巷两侧沿大致走向方向，每隔隔1000m4000m，划分成具有相对独立生产系统的单元，每一，划分成具有相对独立生产系统的单元，每一个单元称为盘区；（图个单元称为盘区；（图1-10）（如果沿倾斜方向的距离大于）（如果沿倾斜方向的距离大于5000 m，可以考虑布置两条大巷），可以考虑布置两条大巷）2）划分为条带：大巷两侧沿大致走向方向，根据地质条件和设备）划分为条带：大巷两侧沿大致走向方向，根据地质条件和设备水平等条件的不同，沿走向每隔水平等条件的不同，沿走向每隔100m350m，划分成可以进行，划分成可以进行开采的单元，每一个单元称为条带；（图开采的单元，每一个单元称为条带；（图1-6）同样，与非近水平煤层相类似，当井田的走向长度比较长时，每同样，与非近水平煤层相类似，当井田的走向长度比较长时，每512个条带划分为一个区域，使其具有相对独立的生产系统，此区域称为带个条带划分为一个区域，使其具有相对独立的生产系统，此区域称为带区；区；3）划分为分段）划分为分段分段：当井田的走向长度比较短时，如达到分段：当井田的走向长度比较短时，如达到4000m以下，并且沿走向没以下，并且沿走向没有大致沿倾斜方向的断层，则沿倾斜方向每隔有大致沿倾斜方向的断层，则沿倾斜方向每隔200m350m，划分成可，划分成可以进行开采的单元，每一个单元称为一个分段；以进行开采的单元，每一个单元称为一个分段；同非近水平煤层的情况一样，每一个分段布置一个工作面，沿走向从井同非近水平煤层的情况一样，每一个分段布置一个工作面，沿走向从井田的一侧向另一侧推进、采煤，直到井田边界。（图田的一侧向另一侧推进、采煤，直到井田边界。（图1-13）4）、盘区内的划分）、盘区内的划分划分为区段：在盘区范围内，沿大致倾斜方向每隔一定的距离，一般为划分为区段：在盘区范围内，沿大致倾斜方向每隔一定的距离，一般为150m350m，将采区划分为沿走向的若干个长条部分，每一个部分称，将采区划分为沿走向的若干个长条部分，每一个部分称为区段；（同采区的情况相类似，图为区段；（同采区的情况相类似，图1-9）3、划分成区域、划分成区域在有些井田中，因为生产能力很大，面积也很大，不能够直接划分成阶在有些井田中，因为生产能力很大，面积也很大，不能够直接划分成阶段或盘区，而是划分成区域，每一个区域相当于一个小段或盘区，而是划分成区域，每一个区域相当于一个小“井田井田”，煤炭，煤炭的运输集中，而辅助生产各自独立。（图的运输集中，而辅助生产各自独立。（图1-16）复习思考题复习思考题1、说明煤田和矿区开发的概念。2、绘图表示并说明下列井巷名称：(1)立井、暗立井；(2)斜井、暗斜井；(3)平硐、岩石平巷、石门；(4)采区上山、采区下山。3、绘图说明阶段和水平的概念。4、阶段内的再划分有哪几种方式，各适用于何种条件？5、绘图说明矿井的主要生产系统。6、记住下列概念：露天开采、井工开采、矿井设计生产能力、井田、矿田、采区、带区、分段、盘区、条带、区段 绪论绪论煤炭是工业的粮食，在我国，一次能量消耗，煤炭煤炭是工业的粮食，在我国，一次能量消耗，煤炭占占75%；产量世界之最，煤种多，储量大，在；产量世界之最，煤种多，储量大，在1500米深度内，有多于米深度内，有多于56000亿吨；而亿吨；而73.5%的储量在的储量在1000米以下。米以下。一、煤炭的历史（地质学）一、煤炭的历史（地质学）1、煤是由、煤是由植物生成的植物生成的2、我国古代采煤的情况、我国古代采煤的情况春秋战国时期，就有煤炭的开采和利用。石涅，涅春秋战国时期，就有煤炭的开采和利用。石涅，涅石，石墨，石炭。明朝时，才称煤炭。记载的书，石，石墨，石炭。明朝时，才称煤炭。记载的书，明末宋应星编著明末宋应星编著天工开物天工开物，地质、开拓、采煤、，地质、开拓、采煤、支护、通风、提升。支护、通风、提升。图图二、解放以后我国煤炭工业技术的发展二、解放以后我国煤炭工业技术的发展1、产量、产量49年，年，3243万吨；万吨；50年年52年，三年恢复时期，旧矿、旧设备、旧方法；年，三年恢复时期，旧矿、旧设备、旧方法；52年，年，6650万吨；万吨；5357年，第一个五年计划，中国经济形式变化最大。年，第一个五年计划，中国经济形式变化最大。57年，年，1.3亿。亿。5862年，第二个五年计划，大跃进，浮夸风。年，第二个五年计划，大跃进，浮夸风。60年达到年达到3.97亿。采掘亿。采掘严重失调，严重失调，62年，年，2.3亿。亿。6365年，三年调整，产量年，三年调整，产量2.1亿左右。亿左右。6670年，第三个五年计划，年，第三个五年计划，70年年3.5亿。亿。7175年，第四个五年计划，年，第四个五年计划，75年年4.8亿，亿，76年，文革结束。年，文革结束。7680年，第五个五年计划，年，第五个五年计划，77年年5.5亿，亿，78年年6.18亿，亿，79年年6.35亿。亿。8195年，第六、七、八个五年计划。年，第六、七、八个五年计划。81年，年，6.2亿；亿；82年，年，6.66亿；亿；83年，年，7.14亿；亿；84年，年，7.9亿；亿；85年，年，8.7亿；亿；86年，年，8.94亿；亿；87年，年，9.28亿；亿；88年，年，9.8亿；亿；89年，年，10.5亿；亿；90年，年，10.8亿；亿；9095年，市场经济，产量在年，市场经济，产量在1113亿之间。亿之间。96年，年，13.3亿吨。亿吨。2003年年15.9亿，亿，2004年年19.5亿，亿，2005年年21.1亿，亿，2006年，年，23.32亿；亿；2007年，年，25.23亿吨，2008年达到了27.93亿吨。去年，2009，30.5亿吨，2010年32.5亿吨。2、单产及机械化水平、单产及机械化水平1）、建国初期，风稿落煤，人背，人拉，马拉，高强度体力劳动。）、建国初期，风稿落煤，人背，人拉，马拉，高强度体力劳动。三年恢复时期，推行壁式采煤，使用刮板运输机和截煤机。三年恢复时期，推行壁式采煤，使用刮板运输机和截煤机。52年，年，4331吨吨/月月.面。机械化水平面。机械化水平0.73%。2）、第一个五年计划，引进苏联康拜因，在双鸭山岭西矿使用。）、第一个五年计划，引进苏联康拜因，在双鸭山岭西矿使用。57年，年，5137吨吨/月月.面，机械化水平面，机械化水平4.12%3）、）、64年，采用了浅截深滚筒式采煤机，可弯曲刮板运输机，采用摩年，采用了浅截深滚筒式采煤机，可弯曲刮板运输机，采用摩擦式金属支柱，金属铰接顶梁，出现了正规普通机械化采煤工作面。擦式金属支柱，金属铰接顶梁，出现了正规普通机械化采煤工作面。65年，年，6646吨吨/月月.面，机械化水平面，机械化水平8.23%。4）、）、74年，我国煤炭系统成立了综合机械化采煤指挥部，引进了年，我国煤炭系统成立了综合机械化采煤指挥部，引进了43套套综采设备。出现了综采机械化采煤工作面。到综采设备。出现了综采机械化采煤工作面。到78年，又引进年，又引进100套综采套综采设备和设备和100套综掘设备（俗称双百套综合机械化设备）。煤炭机械化水套综掘设备（俗称双百套综合机械化设备）。煤炭机械化水平和单产又上一新台阶。平和单产又上一新台阶。79年，单产为年，单产为11220吨吨/月月.面；机械化水平达到面；机械化水平达到32.3%。从此正常向前发展。到。从此正常向前发展。到90年，全国统配煤矿单产年，全国统配煤矿单产16040吨吨/月月.面。面。其中综采其中综采45642吨，高档普采吨，高档普采17540吨吨/月月.面，机械水平达到面，机械水平达到65.1%。5）、单产创记录情况）、单产创记录情况（1）、）、82年，大同同家梁矿创年产百万吨综采队。到年，大同同家梁矿创年产百万吨综采队。到90年，年，已达到已达到160队次为百万吨综采队，有连续保持队次为百万吨综采队，有连续保持9年时间，年时间，6年年中，最高的产量达到中，最高的产量达到180万年产。万年产。目前，达到百万吨综采队的已经不再是高水平的综采队了，目前，达到百万吨综采队的已经不再是高水平的综采队了，而是以而是以300万、万、500万、千万吨为目标。如年产万、千万吨为目标。如年产1000万吨的万吨的（神华集团）。（神华集团）。大柳塔大柳塔矿外观。兖州创造了放顶煤矿外观。兖州创造了放顶煤400万吨，万吨，到目前达到了到目前达到了600万吨以上。万吨以上。（2）、高档普采创单产最高达）、高档普采创单产最高达67万吨。从万吨。从82年到年到90年，有年，有将近将近120个高档普采队超过个高档普采队超过30万吨。万吨。（3）、炮采队也有达到）、炮采队也有达到50万吨的。万吨的。6）、机械化水平高的局）、机械化水平高的局 神华集团（神东公司）、山西的晋城集团、大同同煤集神华集团（神东公司）、山西的晋城集团、大同同煤集团、潞安、山东的兖州、河南平顶山、河北开滦、陕西等许团、潞安、山东的兖州、河南平顶山、河北开滦、陕西等许多矿业集团公司的许多矿井，机械化程度都很高。潞安漳村多矿业集团公司的许多矿井，机械化程度都很高。潞安漳村矿是一个以现代化数字矿山为建设中心的矿井。（矿是一个以现代化数字矿山为建设中心的矿井。（录像录像）而）而潞安矿业集团是一个现代化矿业集团，在潞安矿业集团是一个现代化矿业集团，在2009年年1月，进行月，进行了集团了集团50年辉煌的庆祝。（年辉煌的庆祝。（潞安潞安）三、本课程的内容三、本课程的内容1、煤矿开采学：是研究煤矿开采技术的综合、煤矿开采学：是研究煤矿开采技术的综合性科学。性科学。2、内容：地下开采、井田开拓、准备方式、内容：地下开采、井田开拓、准备方式、采煤方法。采煤方法。2.1 矿井储量矿井储量 生产能力生产能力 服务年限服务年限一、矿井储量一、矿井储量1、地质储量：在井田范围内所包含有的煤层的所有计算出、地质储量：在井田范围内所包含有的煤层的所有计算出的煤炭储量，包括平衡表内和平衡表外储量的煤炭储量，包括平衡表内和平衡表外储量1）平衡表内储量：在目前的技术经济条件下，所要求的煤）平衡表内储量：在目前的技术经济条件下，所要求的煤层质量指标（灰分、发热量等）达到可以利用的、其指标符层质量指标（灰分、发热量等）达到可以利用的、其指标符合要求且在目前技术条件下能够采出的储量（合要求且在目前技术条件下能够采出的储量（A+B+C+D）。）。2）平衡表外储量：目前尚难利用将来可能会利用，目前技）平衡表外储量：目前尚难利用将来可能会利用，目前技术条件不能够采出而将来能够采出的储量。术条件不能够采出而将来能够采出的储量。2、工业储量、工业储量Zg：经过勘探，其煤层厚度和质量均合乎开采：经过勘探，其煤层厚度和质量均合乎开采要求，而地质构造又比较清楚的平衡表内储量。要求，而地质构造又比较清楚的平衡表内储量。A+B+C（+0.5D）。（说明）。（说明A、B、C、D各级别的意义）各级别的意义）3、矿井设计储量：在矿井设计中，由工业储量减去永久煤、矿井设计储量：在矿井设计中，由工业储量减去永久煤柱的损失量。柱的损失量。Zs=(ZgP1)Zs：矿井设计储量；：矿井设计储量；Zg：工业储量：工业储量P1：永久煤柱的损失量，包括井田境界煤柱、断层：永久煤柱的损失量，包括井田境界煤柱、断层煤柱、铁路、公路、河流、城镇、重要建筑等需要煤柱、铁路、公路、河流、城镇、重要建筑等需要保护的煤柱；保护的煤柱；4、矿井设计可采储量、矿井设计可采储量 Zk=(ZsP2)C Zk：矿井设计可采储量；：矿井设计可采储量；P2：包括工业广场煤柱、井筒保护煤柱、水平大：包括工业广场煤柱、井筒保护煤柱、水平大巷保护煤柱、阶段分界煤柱、主要上下山保护煤柱，巷保护煤柱、阶段分界煤柱、主要上下山保护煤柱，可以定义为暂时煤柱。可以定义为暂时煤柱。C：矿井设计的采区回采率：矿井设计的采区回采率，分为三类：，分为三类：厚煤层厚煤层 75%，中厚煤层，中厚煤层80%，薄煤层，薄煤层 85%。5、各类储量之间的关系、各类储量之间的关系 矿井设计可采储量矿井设计可采储量 矿井设计储量矿井设计储量 （矿井可采储量（矿井可采储量)工业储量工业储量 永久煤柱损失永久煤柱损失 设计损失量设计损失量 能利用储量能利用储量 (A+B+C)矿井地质储量矿井地质储量 (A+B+C+D)远景储量远景储量(D)暂不能利用储量暂不能利用储量 二、矿井生产能力二、矿井生产能力井型大小的确定，在划分时就需考虑储量，尺寸。井型大小的确定，在划分时就需考虑储量，尺寸。1、储量：指工业储量。、储量：指工业储量。大型井，投资多，应有较长的生产期（服务年限），储量应大。下表是在一般情况大型井，投资多，应有较长的生产期（服务年限），储量应大。下表是在一般情况下，矿井和第一开采水平的最低服务年限。（服务年限的计算，后面会讲到）下，矿井和第一开采水平的最低服务年限。（服务年限的计算，后面会讲到）2、开采能力：矿井生产条件能保证的原煤生产能力。主要是采区的生产能力与同、开采能力：矿井生产条件能保证的原煤生产能力。主要是采区的生产能力与同时生产的采区数。时生产的采区数。同采采区数与井型有关。同采采区数与井型有关。600万及以上，万及以上，67个以上；个以上；400500万，万，46个；个；240、300万，万，34个；个；150、180万，万，23个；个；120万及以下，万及以下，12个。个。3、生产环节能力、生产环节能力提升、运输、通风、排水、供电、井底车场通过能力等等。各环节能力，一般按设提升、运输、通风、排水、供电、井底车场通过能力等等。各环节能力，一般按设计能力进行设计，如果设备特殊，可能成为限制矿井生产能力的因素。计能力进行设计，如果设备特殊，可能成为限制矿井生产能力的因素。4、安全生产条件：主要是指瓦斯、通风、水文地质等因素。这四个因素储量是基、安全生产条件：主要是指瓦斯、通风、水文地质等因素。这四个因素储量是基础，开采能力是关键，各环节能力应配套，安全生产条件必须保证。础，开采能力是关键，各环节能力应配套，安全生产条件必须保证。1、计算公式：、计算公式：三、矿井服务年限三、矿井服务年限：矿井服务年限，年；：矿井服务年限，年；：矿井设计生产能力，万：矿井设计生产能力，万t/a或或Mt/a；：储量备用系数，取：储量备用系数，取 1.31.5。一般取。一般取1.4。2、储量备用系数的意义：、储量备用系数的意义：考虑两个方面原因：考虑两个方面原因：1）由于在地质勘探过程中，很多地质构造不能完全控制，包）由于在地质勘探过程中，很多地质构造不能完全控制，包括断层、褶皱、岩浆岩侵入带、陷落柱等，加大了煤柱的损失括断层、褶皱、岩浆岩侵入带、陷落柱等，加大了煤柱的损失量；量；2）由于国民经济建设和发展的需要，市场需要煤炭，煤炭的）由于国民经济建设和发展的需要，市场需要煤炭，煤炭的需求量增加，而在矿井设计中，各个生产环节均有富裕能力，需求量增加，而在矿井设计中，各个生产环节均有富裕能力，当实际地质条件与精查地质报告所提供的资料相差不大时，实当实际地质条件与精查地质报告所提供的资料相差不大时，实际的矿井生产能力会提高，从而使实际的产量际的矿井生产能力会提高，从而使实际的产量 增加。增加。增加；增加；鉴于以上两个原因，在计算矿井服鉴于以上两个原因，在计算矿井服务年限时，需要留有富裕量。务年限时，需要留有富裕量。（计算矿井服务年限、水平服务年（计算矿井服务年限、水平服务年限都可用此公式。采区的服务年限限都可用此公式。采区的服务年限计算时，是否需要可由教师来确定。）计算时，是否需要可由教师来确定。）不同的设计矿井生产能力所要求的不同的设计矿井生产能力所要求的矿井设计服务年限及第一开采水平矿井设计服务年限及第一开采水平设计服务年限见表设计服务年限见表2-1。开拓方式：开拓巷道的布置方式通称开拓方式；开拓方式：开拓巷道的布置方式通称开拓方式；一、开拓方式的分类一、开拓方式的分类（井筒（井筒：由地面通达矿体的巷道）：由地面通达矿体的巷道）1、按井筒形式分：立、斜、平、综、分区域；、按井筒形式分：立、斜、平、综、分区域；2、按水平数的多少分：单水平、多水平；、按水平数的多少分：单水平、多水平；3、按开采准备方式分：上山式、下山式、上下山式、按开采准备方式分：上山式、下山式、上下山式、混合式；混合式；4、按开采水平大巷的布置方式分：分煤层大巷、集、按开采水平大巷的布置方式分：分煤层大巷、集中大巷、分组集中。中大巷、分组集中。如立井单水平上下山（采区）式、立井多水平上下如立井单水平上下山（采区）式、立井多水平上下山（采区）式、立井多水平上山（采区）式、立井山（采区）式、立井多水平上山（采区）式、立井多水平上山及上下山混合（采区）式。多水平上山及上下山混合（采区）式。图图2.2 开拓方式的概念及分类开拓方式的概念及分类二、开拓应解决的问题或内容二、开拓应解决的问题或内容1、确定井筒的形式，数目及其配合。合理选择井筒及工业、确定井筒的形式，数目及其配合。合理选择井筒及工业广场的位置。广场的位置。2、合理地确定开采水平数目和位置（标高）、合理地确定开采水平数目和位置（标高）3、布置大巷和井底车场。、布置大巷和井底车场。4、确定矿井开采程序，做好水平的接替。、确定矿井开采程序，做好水平的接替。5、进行矿井开拓延深，深部开拓及技术改造。、进行矿井开拓延深，深部开拓及技术改造。三、确定井田开拓方式的原则三、确定井田开拓方式的原则1、贯彻执行有关煤炭工业的技术政策，初期工程量应少、贯彻执行有关煤炭工业的技术政策，初期工程量应少（快、好、省、高、安）。（快、好、省、高、安）。2、合理集中开拓部署，生产系统简单；、合理集中开拓部署，生产系统简单；3、合理开发国家资源，减少煤炭损失；、合理开发国家资源，减少煤炭损失；4、执行、执行煤矿安全规程煤矿安全规程；5、尽可能采用目前国家能够提供的新技术、新设备、新工、尽可能采用目前国家能够提供的新技术、新设备、新工艺；艺；6、有条件时，不同煤种、煤质的煤分别开采。、有条件时，不同煤种、煤质的煤分别开采。复习思考题复习思考题1、煤田划分为井田要考虑哪些主要因素？、煤田划分为井田要考虑哪些主要因素？2、如何合理确定矿井的生产能力？、如何合理确定矿井的生产能力？3、确定矿井服务年限时为何要考虑储量备用、确定矿井服务年限时为何要考虑储量备用系数？系数？4、试述开拓方式分类及确定的原则。、试述开拓方式分类及确定的原则。5、记住下列概念：地质储量、平衡表内储量、记住下列概念：地质储量、平衡表内储量、平衡表外储量、工业储量、矿井设计储量、平衡表外储量、工业储量、矿井设计储量、永久煤柱、矿井设计可采储量；永久煤柱、矿井设计可采储量；6、各种储量之间的关系怎样？、各种储量之间的关系怎样？7、矿井设计的采区回采率、矿井设计的采区回采率 都是多少？都是多少？采区车场轨道线路设计采区车场轨道线路设计本章要点本章要点1.1.轨道线路设计基础轨道线路设计基础知识知识（轨道、道岔、曲线、（轨道、道岔、曲线、线路施工、线路联接线路施工、线路联接点）点）2.2.采区车场轨道采区车场轨道线路设计线路设计（采区下部、中部、（采区下部、中部、上部车场）上部车场）第一节第一节 轨道线路设计基础轨道线路设计基础一一、轨道线路设计基本知识轨道线路设计基本知识（一）采区轨道线路分类（一）采区轨道线路分类1 1、线路位置与作用、线路位置与作用（1 1）轨道上山）轨道上山（2 2）采区车场）采区车场（3 3）工作面轨道平巷）工作面轨道平巷2 2、线路空间状态、线路空间状态（1 1）水平：）水平：下部车场：大巷装车站、区段轨道下部车场：大巷装车站、区段轨道平巷平巷（2 2）倾斜：上山）倾斜：上山 中部车场中部车场 斜面斜面线路。线路。（二）采区车场线路设计步骤（二）采区车场线路设计步骤（进行采区车场施工设计（进行采区车场施工设计,必须进行线路设计，必须进行线路设计，为巷道线路施工提供准确数据。）为巷道线路施工提供准确数据。）（1 1）确定车场形式）确定车场形式（2 2）绘制车场平面布置草图）绘制车场平面布置草图（3 3）进行线路连接点、线路参数设计计算）进行线路连接点、线路参数设计计算（4 4）计算线路平面布置总尺寸）计算线路平面布置总尺寸（5 5）绘制线路布置图）绘制线路布置图1.轨道轨道在巷道底板在巷道底板铺设道床铺设道床（道砟）、（道砟）、轨枕、钢轨轨枕、钢轨和联结件等和联结件等组成。组成。（三）矿井轨道（三）矿井轨道1）轨型：以单位长度质量表示，）轨型：以单位长度质量表示，/kgm-1，（kg/m）矿井使用的轨型系列值：矿井使用的轨型系列值：现采用标准轨型：现采用标准轨型：15、22、30、38、43（新设计矿井使用）新设计矿井使用）原使用的轨型：原使用的轨型：11、15、18、24 （生产矿井使用（生产矿井使用）新设计矿井新设计矿井轨型轨型选用要求选用要求使用地点使用地点运输设备运输设备轨型（轨型（kg/m）运输大巷运输大巷10t，14t电机车电机车7t，8t电机车电机车3038（24）2230（1824）上下山上下山3 t矿车矿车1t，1.5t矿车矿车2230（18）1522（1115）区段平巷区段平巷3t，矿车，矿车1.5t矿车矿车2230（18）15（11）2 2）轨距）轨距（1）轨距：单轨线路是有两根轨道组成）轨距：单轨线路是有两根轨道组成,两根轨道上轨头内缘的距离为轨距。两根轨道上轨头内缘的距离为轨距。矿用标准轨距：矿用标准轨距：600mm；900mm(762mm)轨距及选用轨距及选用（2）轨距选用：）轨距选用：根据矿井生产能力大小和矿井运输方式选用。根据矿井生产能力大小和矿井运输方式选用。大型矿井大型矿井:一般选用一般选用 900mm轨距轨距 使用使用 3t、5t矿车矿车（辅运和主运）（辅运和主运）中、小型矿井中、小型矿井:多选用多选用 600mm轨距轨距 使用使用1t、3t矿车矿车（辅运和主运）（辅运和主运）3）轨道线路中心距）轨道线路中心距：双轨线路中心线间距双轨线路中心线间距S（1）直线段：）直线段：S B ，mm。式中：式中：B 机车宽度，机车宽度，mm；两列车对两列车对开时最突出部开时最突出部分之间的距分之间的距离，离，/mm，200mm。轨道线路中心距轨道线路中心距（3）轨中心距选用：）轨中心距选用：线路中心距一般取线路中心距一般取100mm为单位的整数。为单位的整数。例：使用例：使用3t矿车，机车运输，机车宽度矿车，机车运输，机车宽度1360mm，轨距轨距 900 mm，直线段：直线段：S=B+=1360+200=1560mm 1560 1600曲线段：曲线段：S1=S+S=1600+300=1900mm。矿井轨道轨中心距系列值：矿井轨道轨中心距系列值：600mm轨距(1300、1400、1600、1700、1900）900mm轨距(1600、1800、1900、2200、2500）（2 2）弯曲段：）弯曲段：S S 1 1 B B +S S S曲线巷道线路，由于车辆的外伸和内曲线巷道线路，由于车辆的外伸和内伸轨道中心线必须加宽伸轨道中心线必须加宽 机车运输：机车运输：S=300mm 其它运输：其它运输：S=200mm 煤矿安全规程煤矿安全规程23条规定条规定:装装 车车 点：点：700mm，摘挂钩点：摘挂钩点：1000mm4）线路表示方法：）线路表示方法：两根轨道以中心线作为线路的标志，两根轨道以中心线作为线路的标志，（进行线路施工设计时。图中采用单线表示）（进行线路施工设计时。图中采用单线表示）单轨线路单轨线路 单线（细实线）；单线（细实线）；双轨线路双轨线路 双线（细实线）。双线（细实线）。2.道岔道岔道岔：使车辆由一线路转运到另一线路的装置道岔：使车辆由一线路转运到另一线路的装置煤矿常用道岔（煤矿常用道岔（新的标准：新的标准：MT/T2-95）（1）单开单开 ZDK （2）对称对称 ZDC （3）渡线渡线 ZDX（增加（增加 Z 代表窄轨道岔）代表窄轨道岔）标准道岔共有七个系列标准道岔共有七个系列600轨距：轨距：615、622、630、643、900轨距：轨距：915、930、938 1）单开道岔基本结构）单开道岔基本结构道岔特征：道岔是一个刚性整体装置道岔特征：道岔是一个刚性整体装置 1 尖轨；尖轨；2 辙叉；辙叉；3 转辙器；转辙器；4 曲轨；曲轨；5 护轮轨；护轮轨；6 基本轨基本轨。2）道岔类别及参数）道岔类别及参数（1）ZDK-单开道岔单开道岔在线路图中，道岔在线路图中，道岔以单线表示。以单线表示。道岔主线与岔线用道岔主线与岔线用粗实线绘出粗实线绘出 主要参数：主要参数：a、b 外形尺寸，外形尺寸，辙叉角。辙叉角。（M：2、3、4、5、6）（2）ZDC-对称道岔对称道岔道道岔参数：岔参数：a、b 外形外形尺寸，尺寸，辙叉角。辙叉角。（M：2、34）1主要参数：主要参数：a、