采矿学-第十八章矿井开拓延深与技术改造.ppt

1、第十八章矿井采掘接替、开拓延深与技术改造,第一节 矿井采掘关系,矿井采掘关系 矿井采煤与掘进（开拓、准备和回采巷道掘进）的配合关系。矿井生产的基本矛盾。技术政策 “采掘并举，掘进先行”。,一、配采,1、同采的薄煤层和厚煤层配采2、不同煤类或不同煤质的煤配采3、上下组煤层或同一组内上下部煤层配采4、厚煤层上下各分层配采5、矿井两翼配采6、解放层与被解放层配采7、不同采煤工艺间的配采8、正规工作面与边角煤配采,二、采煤工作面接替,根据实际情况，统筹安排采区及工作面的开采与接替称为开采计划。 开采计划内容：年度接替计划（生产计划）是根据采煤工作面较长期接替计划与生产实际情况做出具体的安排。 采煤工作

2、面较长期接替计划是指5的采煤工作面接替规划，在规划中要考虑到采区与水平的接替。 采区接替计划,1、 采煤工作面接替,按矿井产量计划要求，一个采煤工作面开采结束后，由另一个准备发好的采煤工作面投入生产，所形成的相互衔接关系称为采煤工作面接替。,2、编制采煤工作面接替计划的步骤和方法,1）根据采区和工作面设计，在设计图上测算各工作面参数，并掌握煤层赋存特点和地质构造等情况。 2）确定各工作面计划采用的采煤工艺方式，估算月进度、产量和可采期。 3）根据生产工作面结束时间顺序，考虑采煤队力量的强弱，依次选择接替工作面。 4）将计划年度内开采的所有采煤工作面，按时间顺序编制成接替计划表。 5）检查与接替

3、有关的巷道掘进、设备安装能否按期完成，运输、通风等生产系统和能力能否适应。,3、编制采煤工作面接替计划的原则及注意的事项,1）保证矿井能力，减少波动 2）矿井两翼配采3）保证合理开采顺序4）适当集中（采区）5）合理搭配6）分时接替,三、采区、盘区或带区接替,为保持矿井正常均衡生产，所安排的生产采区、盘区或带区之间的相互衔接关系称为采区、盘区或带区接替。编制原则：保证上下煤层（组）在采区、盘区或带区之间具有合理的开采顺序。,编制采区、盘区或带区接替计划的步骤和方法,1、同时生产的采区能力之和保证矿井能力。2、矿井两翼配采3、适当集中（采区）4、分时接替5、准备工程量小，时间短。6、检查系统（运、

4、通、排、压、水、电、门）,四、开采水平接替,原有开采水平的煤层经过较长时间的充分开采后，必须向新开水平转移，并逐步由新水平生产代替原水平生产，这一过程称为水平接替。,五、巷道掘进工程计划,接替提前量（完成安装） . 工作面接替提前，完成接替工作面掘进和安装；.采区减产前的.月，完成下个采区和接替工作面的掘进和安装；.开采水平减产前的.，完成下个开采水平的井巷工程和安装工程。,（一）方法与步骤,1、查待掘巷道设计长度2、排序3、反推最后期限4、按巷道名称和队组制表（参见表20-1）5、检查系统,（二）编制巷道掘进工程计划的原则及注意事项,1、确定连锁工程； 2、尽快构成巷道掘进的全风压通风系统；

5、 3、发挥掘进队组特长； 4、某些巷道留有余量（增加1020）； 5、选速适当 。,六、采掘比例关系指标及计算方法,1、采掘工作面个数比：反映矿井每个采煤工作面需要配备几个掘进工作面为其做准备。 采掘工作面个数比平均采煤工作面/年平均掘进工作面个数。 一般为12 2、掘进率：生产矿井在一定时期内每产1万t煤所需掘进的生产巷道总进尺数和开拓总进尺数，它反映了在既定的煤层赋存情况、开拓准备方式及采煤方法等条件下的掘进相对量。,其计算公式：生产掘进率生产掘进总进尺矿井产量，m/万t 开拓掘进率开拓巷道掘进总进尺矿井产量工程出煤,m/万t 生产矿井全部掘进率生产矿井全部进巷掘进总进尺矿井产量工程出煤,

6、m/万t,3、其它指标,开拓准备进尺/总进尺回采面个数/掘进头个数；煤层配采关系 薄层产量/厚层产量；采面人数/掘进人数。,七、三量及三量可采期,开拓煤量、准备煤量、回采煤量简称三量。 1、开拓煤量井田范围内掘进的开拓巷道所圈定的尚未采出的那部分可采煤量。 开拓煤量：Zk（ZkdZsPk）* CZk开拓煤量；Zkd已开拓范围内的地质储量； Zs已开拓范围内的地质损失；Pk开拓储量可采期内不能开采的储量；C采区采出率。,2、准备煤量,采区上山及车场等准备巷道所圈定的尚未采出的那部分可采煤量。 Zz（ZcdZs-Zd）C Zz准备煤量； Zcd各采区所圈定的地质储量； Zs采区内的地质损失； Zd

7、呆滞煤量。,3、回采煤量,在准备煤量的范围内，已有回采巷道及开切眼所圈定的开采煤量。生产矿或投产矿井的三量可采期按下式计算：开拓煤量可采期=准备煤量可采期=回采煤量可采期=,三量采期通常规定为：开拓煤量35a，准备煤量1a以上，回采煤量46月以上。,第二节 矿井开拓延深,开拓延深向深部发展技术改造用新技术、新工艺、新装备、新材料对原有的生产系统、设备、工艺等进行更新和改造。,一、生产矿井新水平开拓延深的特点,1、井巷工程量大，大体接近新建矿井；2、工期长，一般要5 8年（延深3 5年，过渡2 3年）；3、可以充分利用原有生产系统和设备；4、延深与生产相互干扰；5、可与矿井技术改造或改扩建相结合

8、。能更好地适应开采煤层特点，改进矿井开拓、准备巷道布置，有可能扩大生产能力。,选择方案的原则及要求,1、产量不减2、利用现状3、采用“三新”4、产延协调5、同产期短,二、矿井开拓延深方案,矿井延深方式：直接延深；暗井延深；直接延深与暗井延深；新开一个井筒延深一个井筒；深部新开立井或斜井,（一）直接延深（原有主、副立井或斜井）,优点：,1、可充分利用原有设备和设施，工程量较少，投资少；2、提升统一，运转环节少；缺点：1、生产与延深相互干扰；2、主井接井时，（破保护岩柱或保护盘、安罐道梁等）技术要求严格，矿井要短期停产。3、延深两个井筒，组织施工复杂；4、掘进一些辅助巷道，临时工程以后难用；5、提

9、升高度增加，需更换设备。,直接延深适用条件：,1、井筒延深不受地质、水文条件的限制；2、断面和提升设备能满足新水平提升要求3、更换提升设备后直接延深合理。,（二）暗井延深,原主、副井不再延深，用暗立井或斜井延深。,优缺点：1、生产与延深互不干挠；2、延深施工容易；3、暗井位置、方向、倾角、提升方式不受原有井筒限制，而按下水平开采有利布置；4、增加了一些工程量：暗井车场5、增加了运输环节；,暗井延深适用条件：,1、受地质及水文地质条件限制；2、原有提升设备不能满足新水平需要，又无法更换；3、原有井筒延深在经济上不合理；4、平硐开拓矿井，生产水平以下的阶段无法用平硐开拓时，用暗立（或斜）井开拓新水

10、平；暗井延深多采用暗斜井延深，受富含水层影响 。,（三）直接延深结合暗井延深,直接延深原有的主井井筒或副井井筒，另一井筒采用暗井延深。特点和适用条件介于直接延深和暗井延深之间。,徐州新河，淮南谢一，主立井直接延深，副井暗斜井延深西山官地、邢台显得旺二水平主斜井直接延深，副井暗斜井延深新庄孜二水平副立井直接延深，主井暗斜井延深,（四）新开一个井筒，延深一个井筒采深加大后，原主副井提升、通风满足不了,优缺点：1、干扰少，能力大，可分提分运； 2、需增加改造地面生产系统的工程量，3、基建工程与投资大。,新开一个井筒，延深一个井筒适用：,结合矿井改扩建的大型矿井开拓延深。 20世80年代后，凿井技术发

11、展，并需改护建，增加能力平四矿、徐州旗山新开主立井，延深副立井新汶协庄、孙村新开副立井，暗井延深主井,（五）几个矿井延伸合并,结合开拓延深，进行矿井合并改造。特点：深部众矿井合并后集中延深深部新开立井或斜井适用：浅部井型小、分散，装备落后，深部储量丰富，并要改护建的矿井。淮南毕家岗一水平（-90m）共建7对小斜井，二水平延深新开一对斜井阜新平安矿浅部片盘斜井群，深部新开立井,三、生产水平过渡时期的技术措施,矿井的某一个开采水平开始减产直到结束，其下一个开采水平投产到全部接替生产，是矿井生产水平的过渡时期。 生产水平过渡时期： 2 3年或3 4年在过渡时期内上下两水平同时生产，增加了提升、通风、

12、排水的复杂性,（一）生产水平过渡时期的提升,1、通过式箕斗水平不想装就通过2、上水平煤溜放到下水平损耗大3、用中部下山采区过渡， 煤层倾角不大于16。4、副井提煤改变地面生产系统,（二）生产水平过渡时期的通风,生产水平过渡时期，是矿井生产管理的关键。要保证上水平的进风和下水平的回风互不干扰，关键在于合理安排好下水平的回风系统。采取的办法可分为： （1）维护上水平的采区上山为下水平的相应采区回风； （2）利用上水平运输大巷的配风巷作为过渡时期下水平的回风巷； （3）采用分组集中大巷的矿井，可利用上水平上部分组集中大巷为下水平上煤组回风。,（三）生产水平过渡时期的排水,（1）一段排水，上水平的涌水

13、集中下水平水仓，排至地面； （2）两段分别排水，两个水平分别设置排水系统排至地面； （3）两段接力排水，下水平的水排到上水平水仓，然后上水平集中排至地面； （4）两段联合排水，上下两个水平的排水管路联成一套系统，设三通阀门控制，上下水平均可利用，排水至地面。,排水方案选择,据井下涌水大小、水平过渡期长短、设备情况等因素，选定排水方式。上述的一段排水两段接力排水方法和下水平的水排至上水平，后统一排到地面的方法应用较多。,第三节 矿井技术改造,矿井技术改造 利用矿井原有的基础和设施，用现代新技术、新工艺、新装备、新材料对原有的生产系统、设备、工艺等进行更新和改造。技术改造的目的：改变落后的技术面貌

14、，提高矿井生产能力、劳动效率。资源采出率，降低成本，减轻工人劳动强度，改善劳动条件，使生产建立在更加安全的基础上，全面提高技术经济指标。,一、矿井改扩建矿井改扩建是对储量丰富、开采条件好、已经达到和超过设计生产能力的矿井进行的技术改造。 （一）矿井改扩建的基本条件1、足够的煤炭储量2、开采条件（煤层赋存、地质构造）合适3、有增产潜力（原生产系统、设施）（二）矿井改扩建几种方式1、直接扩大井田范围矿井实际产量超过原设计2、相邻矿井合并改造一个改建一个扩建 图20-5 20-63、结合延伸合并改扩建图20-7,扩大井田范围,毕各庄井田不再建矿，划归范各庄矿井田,二、合理集中生产,生产集中化 指生产

15、手段和劳动力在时间和空间上的集中，在单位时间及较小空间上，用最少的劳动消耗，取得最大的产量和最佳经济效果。（一）水平集中 一是减少水平数目；二是开采水平内实现集中开拓。 水平合理集中生产，简化了巷道布置和生产系统，减少了初期的井巷工程量，便于生产管理，可取得很好的效果。,（二）采区集中 提高采区生产能力，尽可能减少矿井内同时生产的采区数目，同时应适当加大采区走向长度，增加采区的可采储量和服务年限，减少采煤工作面搬迁次数，实现采区稳产和高产。 （三）工作面集中 提高采煤工作面的单产水平，尽可能减少矿井、采区内同采工作面的数目。（实现一井一面）,三、矿井生产系统的环节改造,改造矿井生产系统的薄弱环

16、节解决卡脖子现象 瓶颈 矿井井下生产系统包括：提升、运输、通风、排水、动力供应,（一）矿井提升系统改造,1、改装箕斗加大容量； 2、罐笼提升改为箕斗提升； 3、斜井串车提升改为箕斗提升或带式输送机运输； 4、提升绞车由单机拖动改为双机拖动； 5、加大提升速度或减少辅助时间； 6、缩短一次提升时间和增加每日的提升时间；7、增加井筒数目，增加提升设备等。,（二）大巷运输系统的改造,1、增加机车或矿车的数目； 2、单机牵引改双机牵引；3、加大机车粘着重量和矿车容积；4、将固定式矿车改为3t、5t容量的底卸式矿车； 5、采用带式输送机连续运输； 6、改换或增加电机，加快带式输送机运行速度等。,（三）辅

17、助运输环节的改造,采用单轨吊车、卡轨车以及齿轨车等新型辅助运输设备。,（四）井底车场的改造及设置井底缓冲煤仓,增加通过线或复线、设置新卸载线路等通过车场通过能力。,（五）矿井通风系统的改造,1、双通风机并联运转； 2、更换高效主要通风机； 3、改用大功率离心式通风机； 4、改装叶片形状； 5、离心式更换高效转子； 6、优化系统，增加并联风路； 7、改集中通风为分区式通风； 8、修整和扩大巷道断面； 9、开掘新风井，缩短通风风路长度； 10、利用提升的箕斗井兼作风井等。,（六）排水系统的改造,主要是简化排水系统，缩短排水管路，对两水平同时生产的矿井，改分水平排水为集中排水；下山开采涌水量较大时，改各采区单独排水为设置排水大巷集中排水或从地面打钻孔到采区实现直接排水。,主要是改善地面线路，优化地面运输和改造装载系统及地面主要设施的集中布置，提高外运能力。（八）供电系统技术改造增加容量、增加线路、升高电压,（七）地面生产系统的改造,作业：,1.为什么说“三量只能间接地反映采掘关系”？如果矿井“三量”达到规定，就一定不会出现采掘失调吗？为什么？ 2.如何编制采煤工作面接替计划？在编制中应注意哪些问题？,