文档介绍：河南理工大学 《采煤概论》精品课程
第二篇井田开拓
第5章井田开拓中的几个主要问题
本章主要内容
第5章井田开拓中的几个主要问题
第一节井筒位置及数目的确定
第二节开采水平的确定
第三节阶段大巷布置
第四节井底车场
第五节矿井开拓延深
第一节井筒位置及数目的确定
井筒是矿井最重要的井巷工程。它是矿井由地下通向地面的出口,是煤炭、材料、设备、人员、风、电的必经之路,是整个矿井生产系统的咽喉。
井硐往往是矿井建设中影响初期投资和建井工期的关键性控制工程。此外,井硐的位置和数目还对矿井生产系统的技术合理性,矿井生产经营的经济合理性以及资源回收率等都有着重要影响。
一般地,一个矿井至少应有一主一副两个井硐,主井担负煤炭提升,副井担负辅助提升任务。
所谓井筒位置,主要是指两个方面,一是井口和井底沿井田走向和倾斜方向的位置;二是井筒本身所通过的岩层层位。
第一节井筒位置及数目的确定
选择井筒位置应从地面因素、地下因素和技术经济因素等三方面进行论证和比较。
一、地面因素的影响
1)能充分利用地形,使地面生产系统和工业场地布置合理,尽可能减少地面工业场地的土石方工程量。
2)地面工业场地应尽可能少占或不占良田,特别是不要占用高效农田。
3)井口标高应高于当地历史最高洪水位,并具有良好的泄、排洪条件,免受洪水危胁。
4)井口所在地工程地质条件要好,要避免滑坡、崩坍、地表沉陷的影响。
5)距林区较近时,应给井口留有足够的防火距离,免受森林火灾的影响。
6)要充分考虑各种人为因素。特别是地方煤矿和乡镇、个体煤矿,要充分注意地面场地、交通等引发的各种矛盾,如井口占地的归属、矸石排放方式等。
第一节井筒位置及数目的确定
二、地下因素
1)井硐穿过的岩层应有良好的地质条件,尽可能避免穿越流沙层、强含水层和地质破坏剧烈带等不利于井硐掘进和维护的地带。
2)井硐落底位置应能保证各水平井底车场巷道和硐室处于坚硬、完整的岩层中,保持井底车场良好的维护条件。
3)井硐应避免老窑采区及其垮落岩层的影响。
4)井硐应尽可能布置在薄煤带或不受采动影响的井田边界之外,以减少工业场地煤柱损失。
5)井硐位置应保证井硐延深时, 不受底板强含水层水患威胁。
三、技术经济因素
1)井硐落底位置应尽可能使井下运输、提升等生产环节简单。
2)井硐落底位置应尽可能使开拓工程量小,建井快,出煤早。
3)井硐落底位置应尽可能降低煤炭运输费等运营费用并使矿井生产易于管理。
第一节井筒位置及数目的确定
井硐落底位置在以上原则下,应优先考虑有利于第一开采水平,并兼顾其它水平。在条件许可时,井筒落底最好靠近第一水平运输大巷。
井硐落底沿井田走向的合理位置,一般在井田储量沿走向分布的中央,这样可以形成比较均衡的双翼井田,煤在井下沿走向的平均运输距离最短、运输工作量最小、运费最省。矿井两翼开采,其生产、通风均衡,通风费用低。
立井井筒沿井田倾斜方向布置方案
1—井筒;2—石门;3—富含水层;4—井筒及工业场地煤柱
第二节开采水平的确定
井田沿倾斜方向划分为阶段后,就要确定开采水平。如前所述,一个水平可以为一个阶段服务,也可以为两个阶段服务。
一、采区下山开采
在多水平开拓的井田中,每一个水平可以只开采上山阶段,也可以开采上、下山两个阶段。决定是否采用下山开采的因素很多,最主要的是矿井基本建设的工程量和基本建设投资的大小以及生产技术条件和因素等。
当阶段高度一定时,采用上、下山开采比只用上山开采水平数目少,井底车场、硐室等工程量及有关设备相应减少,因而基本建设投资也相应降低。同时,由于水平数目减少,每个水平的服务年限增长,这有利于矿井生产的均衡。
第二节开采水平的确定
从生产技术上讲,采区上山开采与采区下山开采在运输、排水、通风、掘进等方面都有各自的特点。
采区上山开采,煤是向下运输,运输能力大、动力消耗少、运输费用的单价较低;但是,煤有反向运输,矿井运输提升的总费用比下山开采略大一些。
采区上山开采的排水系统简单,采区内的涌水可以直接由采区上山道自流到阶段平巷。而采区下山开采的排水就复杂得多。下山采区排水可以采用各区段逐段排水的方法,也可以采用由采区下部集中一次排水的方法。和上山开采比较,无论哪一种排水方法都要增加排水设备和排水费用。
在通风方面,上山开采回风平巷位于阶段上部,采区的进风巷与回风巷往往相距较远,不易漏风。而采用下山开采时,进风巷与回风巷相距较近,因而漏风的可能性大,使采区的通风效率降低,且采区内通风构筑物增多,通风管理较困难,这对高瓦斯矿井则更为不利。
采区下山开采的掘进工作除掘进时的通风比采区上山容易以外,其装载、运输、排水等环节都比采区上山掘进困难,尤其是当煤层的倾角大和煤层涌水量大时,采区下山的掘进工作就更加困难。
第二节开采水平的确定