矿长资格培训《煤矿开采技术》

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矿长资格培训煤矿开采技术主讲：邹义怀电话：13985181401 《煤矿开采技术》目录前言第一章井田开采基本概念第二章井田开拓第三章采区准备第四章回采工艺 前言一、课程特点是研究煤矿（地下或露天）开采技术的综合性技术科学。研究内容：矿井开拓部署、采区巷道布置、回采工艺、矿井开采设计等。煤矿开采特点①地下作业，生产环节多，工序复杂；②必须有完整和独立的掘进、运输、提升、通风、排水、动力供应等生产系统；③地面布置与井下布置相结合。 教学难点：①煤矿井巷是一个复杂的三维空间系统，教学中很难让学生理解和掌握其空间关系和概念；②煤矿井下机械设备特殊；课程特点：①三多（叙述多，图多，影响因素多（地质因素、技术因素、经济因素））；②一强（煤矿技术政策特别强，有的技术政策变化特别快）；③一广（适及机械、地质、岩石力学、矿压、井巷工程、制图等多门课程知识）。 [复习思考题]1、简述煤矿开采的特点？2、作为矿长，说说你学习《煤矿开采技术》课程的体会及对矿井生产和管理的作用？ 第一章煤矿开采基本概念一、煤层赋存特征1、煤层的结构——指煤层中有无夹石层（夹矸）简单结构煤层——不含夹石层的煤层复杂结构煤层——含有夹石层的煤层夹石层数（一～几十层），夹石厚度（几厘米～几十厘米） 2、煤层的厚度——煤层顶板到底板的垂直距离。根据开采技术特点分为：薄煤层——小于1.3m中厚煤层——1.3m～3.5m厚煤层——大于3.5m对煤炭资源回采率的规定： 3、煤层的倾角——煤层层面与水平面之间所夹的最大锐角。根据开采技术特点分为：缓倾斜煤层——小于25°倾斜煤层——25～45°急倾斜煤层——大于45°通常将倾角小于8°的煤层称近水平煤层。 二、煤田开采基本概念煤矿——煤田——井田——以煤炭开采为目的的工业企业。在地质历史发展的过程中，含碳物质沉积形成的基本连续的大面积含煤地带称为煤田。划归一个矿井开采的那部分煤田。井田范围：①由拐点坐标及开采深度确定；②包括井田走向长、倾斜宽、面积。 矿井储量——指井田内可采煤层的全部储量。（其中根据设计可开采出来的那部分储量称为可采储量）。地质报告提供的查明煤炭资源的全部。＝（331）＋（332）＋（333）。1、矿井地质资源量 2、矿井工业资源／储量＝（331）＋（332）＋（333）K。K——可信度系数（0.7～0.9）3、矿井设计资源／储量矿井工业资源／储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建(构)筑物煤柱等永久煤柱损失量后的资源／储量4、矿井设计可采储量矿井设计资源／储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区回采率 生产能力（井型）——单位时间（一年）内所能采出的煤炭数量。以万t/a表示大型：120、150、180、240、300及以上中型：45、60、90小型：1、3、6、9、15、21、30服务年限——矿井均衡生产的年限，a储量备用系数（一般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。 三、矿山井巷为了进行矿井开采，在地下开掘的井筒、巷道和硐室的总称。按空间位置和形状可分为：①垂直巷道－立井、暗立井、溜井②水平巷道－平硐、大巷、平巷、石门③倾斜巷道－斜井、暗斜井、上山、下山、斜巷按服务范围及其用途可分为：①开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷道。②准备巷道：为采区、一个以上区段、分段服务的运输、通风巷道。③回采巷道：形成采煤工作面及为其服务的巷道。 三、矿山井巷 四、矿山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生产系统运煤运料通风排水供电 五、井田内的再划分 1、井田内划分阶段J1、J2、J3——第一、二、三阶段1——阶段运输大巷2——阶段回风大巷 2、阶段内的再划分①阶段内划分为采区J1、J2、J3——阶段C1、C2、C3——采区q1、q2、q3——区段采区划分为区段 ②阶段内划分为分段③阶段内划分为带区 3、井田直接划分为盘区（近水平煤层的井田划分） 4、井田划分为区域 水平的概念：水平——布置运输或回风大巷的某一标高的水平面（或阶段间的水平分界面）叫水平，通常以标高表示。如+1500水平。开采水平——通常将设有井底车场、运输大巷并且担负该水平运输任务的水平，称“开采水平”。上、下山的概念：上山——位于开采水平以上，煤炭自上向下运下山——位于开采水平以下，煤炭自下向上运 [复习思考题]1、根据开采技术特点，煤层按厚度和倾角如何分类？2、解释煤田、井田？井田范围如何表示？3、何为井型，如何计算矿井设计可采储量？简述可采储量、生产能力、服务年限之间的关系？4、何为开拓巷道、准备巷道、回采巷道？5、矿井必须建立哪些主要的生产系统？6、何为平硐、斜井、立井、大巷、平巷、石门？7、井田内如何再划分？说明采区和盘区的区别。8、何为开采水平？何为上山、下山？ 第二章井田开拓一、井田开拓方式 第二章井田开拓1、按井筒形式斜井开拓——主、副井均为斜井立井开拓——主、副井均为立井平硐开拓——主、副井均为平硐综合开拓——主、副井采用不同的井筒形式（如平硐－斜井开拓、平硐－立井开拓、斜井－立井开拓、平硐－斜井－立井开拓等） 2、按水平数目单水平开拓——整个矿井用一个水平开拓多水平开拓——两个水平以上开拓全矿井3、按上下山布置上山开拓上下山开拓上山与上下山混合开拓一般综合描述：如斜井多水平上下山开拓 二、井筒形式——直通地表的井巷。按用途分有主井、副井、风井、排水井……1、立井开拓布置：立井单水平，立井多水平等装备：箕斗，罐笼2、斜井开拓布置：①沿层斜井：沿煤层、沿岩层②穿层斜井：底板穿层、顶板穿层装备：串车α≯25°箕斗α=25~35°胶带α≯17° 3、平硐开拓布置：①走向平硐、垂直走向平硐、斜交走向平硐②顶板穿层、底板穿层③单标高平硐、阶梯平硐装备：电机车、皮带**开拓方式选择原则：①先平硐、后斜井、再立井②技术经济有利（从地质条件、技术条件、经济条件等综合考虑 三、井筒位置及数目井筒位置应尽量选择在井田走向储量中央井筒数目①必须至少有2个能行人的通达地面的安全出口，各个出口间的距离不得小于30m。②高瓦斯、有煤与瓦斯突出危险的矿井必须设专用回风井。③风井数量应根据开拓部署、通风系统要求、安全生产需要、合理工期安排及投资效益等，经综合论证后确定 三、大巷布置作用（煤、矸、材料、人员等）的运输、通风、排水、铺设管线等基本要求：便于运输、利用掘进和维护、能满足通风安全需要（层位、断面、坡度）大巷布置分层大巷、分组集中大巷、集中大巷大巷位置煤层大巷、岩层大巷大巷数目单大巷、双大巷、三大巷大巷运输方式胶带输送机运输、矿车轨道运输（电机车） 四、井底车场——连接井筒与井下大巷之间的一组巷道和硐室的总称。是连接井下运输和井筒提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉。［巷道］①存车线（空重车线、材料车线）②调车线（调车线，回车线）［硐室］水泵房、变电所、水仓、调度室、消防材料库、机车充电室、煤仓、人车场等等 ［复习思考题］1、井田开拓方式如何分类？2、试对比分析立井、斜井、平硐开拓的优缺点？井筒形式选择的原则是什么？3、确定井筒的位置及数目应考虑哪些因素？4、大巷的布置方式有哪几种？大巷所在位置的不同如何分类？5、何为井底车场？有何作用？ 第三章采区准备一、采区布置（准备）方式单层布置——一个煤层布置一组上（下）山。联合布置——多个煤层共用一组上（下）山，并用一定的巷道联系各个煤层。煤层间的联系可采用（石门、立眼、斜巷）。 采区准备方式分类 二、采区上（下）山1、上山数目①至少两条②高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置至少1条专用回风巷；低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置1条专用回风巷。采区进、回风巷必须贯穿整个采区，严禁一段为进风巷、一段为回风巷。 二、采区上（下）山2、上山位置煤层中、岩层中、穿层布置 二、采区上（下）山3、上山运输方式①胶带输送机②串车③刮板输送机④自溜 三、区段平巷1、运输方式胶带输送机、刮板输送机、轨道2、布置方式单巷布置、双巷布置3、坡度及方向运输平巷：中线定向轨道平巷：腰线定向 三、区段平巷4、区段平巷的无煤柱护巷①沿空掘巷①沿空留巷 四、采区车场1、分类采区上部车场、采区中部车场、采区下部车场2、形式①下部车场按装车站：大巷装车、石门装车、绕道装车按材料车线：顶板绕道、底板绕道 四、采区车场②中部车场（甩车场）按甩车方向：单向甩车、双向甩车按甩入地点：甩入石门、甩入平巷、甩入绕道③上部车场A、甩车场（同中部车场）B、平车场（顺向平车场、逆向平车场）五、采区硐室采区煤仓、采区绞车房、采区变电所 五、采煤方法走向长壁采煤法——工作面沿倾向布置，沿走向方向推进分前进式、后退式倾斜长壁采煤法——工作面沿走向布置，沿倾斜方向推进分倾斜长壁、俯斜长壁 ［复习思考题］1、采区单层布置和联合布置的主要区别是什么？2、煤层间的联系方式有哪几种？3、应如何确定采区上下山的位置及数目？4、区段平巷的布置方式有哪几种？5、区段平巷无煤柱护巷方式有哪几种？6、采区车场如何分类？7、采区硐室有哪些？8、走向长壁和倾斜长壁采煤法主要区别是什么？如何分类。 第四章回采工艺工作面落煤（破煤）、装煤、运煤、支护、顶板管理等工序在时间和空间上的安排与配合。一、回采工艺炮采——打眼放炮落煤、爆破及人工装煤、刮板输送机运煤、单体支架支控顶板机采——落煤和装煤采用采煤机，其余同炮采综采——工作面全部采用机械化（采煤机落煤和装煤、刮板输送机运煤、液压支架控制顶板） 1、落煤1）炮采①打眼放炮落煤②炮眼布置 2）机采和综采采煤机落煤2、装煤①炮采：爆破装煤、人工装煤、机械装煤②机采和综采：采煤机挡煤板及螺旋叶片，刮板输送机铲煤板及挡煤板 3、运煤刮板输送机 4、顶板支护①基本支架（工作面）②端头支护（上下出口） 5、顶板管理（采空区处理）①全部垮落法②缓慢下沉法③煤柱支撑法④局部充填法⑤全部充填法 二、回采工作面的生产组织1、循环作业的概念循环—采煤工作面完成落煤、装煤运煤、支护和处理采空区的周而复始的过程。循环的标志①炮采及机采：回柱放顶②综采：移架回采工作面必须实现正规循环作业：即在规定时间（1天24h）内，保质、保量、安全地完成作业规程中循环图表所规定的全部工序及工作量。每个工作面必须有自已的作业规程 2、循环作业的内容①循环方式循环进度与昼夜循环数的总称循环进度：完成一个循环工作面推进的距离昼夜循环数：每天完成的循环个数②作业方式采煤工作面一昼夜内采煤班和准备班的配合方式准备班工作—回柱、检修刮板输送机、缩短运输平巷中的刮板输送机、超前工作面加强支护两采一准三八制三采三准（三班采煤，边采边准备）三八制三采一准四六制两班半采煤，半班准备三八制四班交叉 2、循环作业的内容③劳动组织专业工种：钻眼爆破（放炮）、装药、机电维修综合工种：装煤、支柱、回柱放顶专业工种一般在全工作面长度内工作综合工种一般在工作面的一段长度内工作有追机作业、分段作业、分段接力追机作业几种形式④工序安排各工序在时间上的顺序和空间上的位置的合理安排（平行作业、流水作业） 3、循环作业图循环作业的内容通过循环作业图表示 3、循环作业图 3、循环作业图 [复习思考题]1、简述何为回采工艺？炮采、机采、综采的主要区别是什么？2、何为循环，循环的标志是什么？3、循环作业的内容有哪些？4、解释循环方式、作业形式。5、说明循环作业图的重要性。