1、1,第十八章 井田开拓巷道布置,2,本章主要内容,第一节 开采水平的划分及上下山开采 第二节 开采水平大巷的布置 第三节 井筒的位置,3,第一节 开采水平的划分及上下山开采,确定水平垂高确定阶段垂高能否进行上、下山开采一、 阶段垂高的确定 1、开采水平服务年限：必须有足够的可采储量以保证水平有合理的服务年限。 2、采掘运机械化程度：机械化程度 采煤工作面长度 一般80150m以上。盘区：下山1500m； 上山2000m。 3、煤层赋存条件和地质构造 （1）急倾斜:100250m；缓倾斜、倾斜煤层:200350m； （2）煤层厚度：厚度有时发生变化时，也可利用变化初作为划分阶段的依据。,4,4、
2、吨煤建设投资和生产费用 合理的阶段垂高应使吨煤投资和生产总费用最低。,矿井阶段（水平）垂高,第一节 开采水平的划分及上下山开采,5,二、下山开采的应用1、上、下山开采的比较,第一节 开采水平的划分及上下山开采,6,第一节 开采水平的划分及上下山开采,7,上下山开采的比较,1主井； 2副井； 3回风井； 4运输大巷； 5总回风巷； 6采区上山； 7下山采区中部车场； 8下山采区上部车场； 9采区下山； 10大巷配风巷（作为下山采区总回风巷）； 11下山采区水仓,第一节 开采水平的划分及上下山开采,8,2、下山开采一般的适用条件 （1）倾角小于16的缓斜煤层，瓦斯及涌水量不大； （2）煤层倾角不大
3、，采用多水平开拓的矿井，开拓延深后提升能力降低的； （3）由于开采强度加大、水平服务年限缩短，造成水平接替紧张，可布置一个或几个下山采区； （4）当井田深部受自然条件限制，储量不多、深部境界不一，设置开采水平有困难或不经济时，可在最终开采水平以下设一部分下山采区。,第一节 开采水平的划分及上下山开采,9,、阶段斜长较长、井田形状不规则，煤层倾角变化大、近水平煤层分组开采,第一节 开采水平的划分及上下山开采,三、辅助水平的应用,10,第一节 开采水平的划分及上下山开采,11,第一节 开采水平的划分及上下山开采,12,四、开采水平的设置 开采水平的数目和位置，主要根据： （） 井田倾斜长度 （）
4、阶段高度 （） 能否进行上、下山开采 （）煤层倾角、层间距、地质构造、井底车场处的围岩性质 （） 排水 （） 提升设备型号 倾角16，井田斜长较长，可设多水平，尽量减少个数。 水平服务年限 TSS/KA,第一节 开采水平的划分及上下山开采,13,按煤组划分水平示意图,1第一水平；2第二水平,第一节 开采水平的划分及上下山开采,14,一、运输大巷 为水平或一个阶段运输服务的水平巷道。 （一）运输大巷的运输方式 1、轨道运输大巷 （1）轨距一般有600mm、900mm两种 （2）电机车类型、矿车型号分类见下表,第二节 水平大巷布置,矿井电机车、矿车类型,15,16,（3）轨道运输对大巷的一般要求大
5、巷风速不大于8m/s（煤矿安全规程第101条）运输大巷的方向应与煤层走向大体一致，大巷尽量取直。运输大巷坡度一般为34或5；采用无极绳运输大巷一般不超过10 （4）大巷采用矿车运煤的优点同时统一解决煤炭、矸石、物料和人员的运输问题；运输能力大，机动性强；能满足不同煤种煤炭的分运要求；能适应长距离运输；吨公里运输费用低。,第二节 水平大巷布置,17,2、带式输送机运输大巷 带式输送机运煤优点： 实现大巷连续化运输，运输能力大； 操作简单，比较容易实现自动化； 装卸设备少，卸载均匀。,第二节 水平大巷布置,不同矿井生产能力的大巷运输设备,18,19,（二）运输大巷的布置方式 、分层运输大巷 ：在井
6、田内为一个煤层服务的运输大巷 （1）煤层距离远 （2）煤层煤质不同，需分装分运 （3）煤层数目少，走向短 优：初期投入少，见效快 缺：后期工程量大，维护费高。 2、集中运输大巷 3、分组集中运输大巷,第二节 水平大巷布置,20,分层运输大巷布置,第二节 水平大巷布置,21,优点： 联合开采， 工程量及轨道、管线少； 多煤层的准备和回采，强度比较大，生产采区比较集中，便于管理； 巷道维护条件好，有利于大巷运输，且煤柱损失少。 缺点：初期工程量大，建井期长，每个采区都要掘进石门，采区石门工程量大，经济上不合理。,集中运输大巷布置,第二节 水平大巷布置,22,井田内煤层分为若干煤组时，为一个煤组服务
7、的运输大巷。各分组集中大巷之间用主要石门联系。煤组内各煤层之间用采区石门联系。,分组集中运输大巷布置,第二节 水平大巷布置,23,（三）运输大巷的位置运输大巷作用：为开采上水平各煤层服务；为开采下水平煤层回风。 要求：服务时间长；处于不受或少受采动影响的位置。位置：岩石大巷，煤组的底板岩石中；煤层大巷，煤组最下部煤质坚硬，围岩稳定的薄及中厚煤层中。,第二节 水平大巷布置,24,1、煤层大巷 煤层大巷位置 煤层大巷施工：i、按腰线沿煤层掘进适合机车运输；ii、按中线沿煤层掘进适合胶带运输；iii、按中线及腰线掘进大巷适合机车和胶带（可能穿层）,第二节 水平大巷布置,25,煤层大巷的适用条件 （1
8、） 煤层赋存不稳定，变化大的小型矿井； （2） 离其他煤层较远的深及中厚煤层，储量小、服务年限不长； （3） 煤系基底有距离较近富含水层，不易将大巷布置在煤层底板； （4） 井田走向短、运输大巷服务年限短，煤层厚度不大； （5） 煤系基底有媒质坚硬、稳固的围岩，煤层无自然发火危险。,第二节 水平大巷布置,26,煤层大巷应用及发展趋势构造复杂的小型矿井，或勘探井，可超前探煤。 层间距大的单一薄及中厚煤层，储量小，T短。 煤系底板附近有富水层，而煤层顶板条件好，可设煤层大巷。 煤系最下煤层为薄及中厚煤层，煤质硬，顶板好，无自燃。 机械化程度很高（综采面少，推进快）大巷壁后用不燃性材料（碎石等）充填
9、的矿井。,第二节 水平大巷布置,27,2、岩层大巷（岩石大巷） 布置位置： 至煤层法线距：15 30m； 岩性稳定的岩层中； 不受上煤层采动影响，布置在压力传播影响角之外； 利于布置采区煤仓和车场； 岩层大巷施工： 按中线及腰线取直或分段取直； 煤层内设副大巷探巷，超前勘探，及时为岩石大巷定向。 煤层稳定时不设副大巷，隔一定距离用探巷或钻孔探煤层位置；,第二节 水平大巷布置,28,岩石大巷的优缺点 与煤巷相比的优、缺点如下优点：巷道维护费用低，并可少留或不留煤柱，能较好地适应地质构造的变化，便于保持巷道的方向和坡度，利于列车行驶和保证运输能力，有利于预防火灾和安全生产，有利于设置采区煤仓和采区
10、车场。缺点：如果在煤层底板岩石中的位置选择不当仍然会使岩石大巷维护困难。,第二节 水平大巷布置,29,3、煤层大巷与岩层大巷的比较,第二节 水平大巷布置,30,4、急斜煤层大巷位置 底板滑动线之外10 20m。 5、大巷的保护 掘前预采 先开卸压工作面，在采空区维护大巷； 跨大巷回采 采区最下一个区段布置回采工作面，跨大巷回采,第二节 水平大巷布置,31,二、回风大巷 总回风巷：为全矿井或矿井一翼服务的回风巷道。 总回风巷的布置特点： 1、对开采急斜、倾斜和大多数缓斜煤层的矿井，总回风巷可设在煤层稳固的底板岩石中。 2、当井田上部冲积层很厚、含水丰富时，需要沿煤层侵蚀带设防水煤柱，总回风巷布置
11、在防水煤柱内。 3、当井田边界因煤层侵蚀深度不一致而造成标高相差较大时，总回风巷可根据不同标高分段布置。,第二节 水平大巷布置,32,4、对于近水平煤层矿井，总回风巷一般与大巷平行，大多布置在上部煤层或上部岩层中。 5、对煤层埋藏较浅，采用采区风井通风的矿井可不设总回风巷。 6、在多水平开采的矿井中，当上一水平转入下水平开采时，常利用上水平的运输大巷作为下水平的总回风巷。,第二节 水平大巷布置,33,一、井筒数目 根据矿井提升任务大小和通风需要等因素确定的。 1、双提升井筒，准备两个提升井，一个为主井，担负提煤；一个为副井，担负人员、设备、材料、矸石等的辅助提升。 2、多提升井筒开拓。在一个井
12、田中，装备两个以上的提升井筒开拓整个井田。 3、单提升井筒开拓。装备一个井筒提升，另设一个通达地面的安全出口。,第三节 井筒的位置,34,二、井筒位置（一） 对井下开采合理的井筒位置 1、井筒沿井田走向的位置 在井田中央；当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的中央。避免井筒偏于一侧，造成单翼开采不利局面。 2、井筒沿煤层倾向的位置 （1）斜井开拓时，斜井井筒沿煤层倾向的有利位置主要是选择合适的层位和倾角。 （2）立井开拓时，井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案见下图,第三节 井筒的位置,35,立井井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案,1井筒；2石门；3富含水岩层；4需保护的场地范围,第三节 井筒的位
13、置,36,井筒位置比较,第三节 井筒的位置,37,（3）单水平开采缓倾斜煤层的井田，井筒应坐落在井田中部；或者使上山部分斜长略大于下山部分； （4）对水平开采缓倾斜或倾斜煤层群的矿井，考虑井筒设在沿倾斜中部靠上方的适当位置，并应使保护井筒煤柱不占初期投产采区； （5）急倾斜矿井，井筒宜靠近煤层浅部，甚至布置在煤系底板。 （6）开采近水平煤层的矿井，尽可能使井筒靠近储量中央； （7）煤系基底有丰富含水层的矿井，既要考虑井筒到最终深度仍不穿过丰富含水层，又要考虑初期工程量和基建投资，还应考虑煤柱损失。,第三节 井筒的位置,38,急倾斜煤层开拓的井筒位置 1井筒位于煤层底板；2井筒位于煤层顶板； 3
14、阶段石门； 4工业场地煤柱边界线,第三节 井筒的位置,39,（二）对掘进与维护有利的井筒位置 1、井筒应尽可能不通过或少通过流砂层、较厚的冲积层及较大的含水层。 2、井筒位置应使井底车场有较好的围岩条件，便于大容积硐室的掘进与维护。 （三） 便于布置地面工业场地的井筒位置 1、井筒位置必须为合理布置地面工业场地创造有利条件； 2、符合下列条件：,第三节 井筒的位置,40,（1）要有足够的便于布置矿井地面生产系统及其工业建筑物和构筑物的场地； （2）有较好的工程地质条件； （3）便于矿井供电、给水和运输，并使附近有便于建设居住区、排矸设施的地点； （4）井筒位置应高于当地最高洪水位； （5）充分
15、利用地形，使地面生产系统、工业场地总平面布置及地面运输合理，并尽可能使平整场地的工程量较少。,第三节 井筒的位置,41,三、风井布置及矿井通风系统,1、中央并列式 2、中央边界式 3、对角式通风 4、分区式通风 5、混合式通风 6、分区域通风,第三节 井筒的位置,42,第三节 井筒的位置,三、风井布置及矿井通风系统,1、中央并列式,进、回风井布置在一个工业广场内； 两井相距中小型井3050m，大型井60150m。,43,44,使用： a.罐笼或串车提煤的中小型主井进风，副井回风。 b.箕斗或胶带运煤的大中型 副井进风，主井回风 c.在井田上部边界设安全出口。 优点: 工业广场集中，管理方便；保
16、护井筒煤柱少。 缺点：通风线路长，风阻大，漏风多。 适用：井田尺寸、能力不很大、低瓦斯矿井，矿井投产早期。,第三节 井筒的位置,1、中央并列式,45,2、中央边界式通风（中央分列式）,第三节 井筒的位置,布置：主、副井位于井田中央，风井设在井田中央上部边界。风井深度小。,46,47,使用：副井进风，风井回风； 优点：风路短，风阻小，井下漏风少； 缺点：开采深部时，要维护较长的上山回风巷道；工业广场分散。 适用：煤层赋存不太深的缓、中倾斜煤层矿井； 煤层赋存深，瓦斯大的矿井。,2、中央边界式通风（中央分列式）,第三节 井筒的位置,48,3、对角式通风,第三节 井筒的位置,布置：进风井位于中央，风
17、井成对角布置在两翼上部边界。 使用：1主井，2进风井，5回风井,49,50,3、对角式通风,第三节 井筒的位置,优点：风路变化小，风压变动小，风机工作稳定。当一翼发生灾变时，另一翼可以正常工作。 缺点：风机和通风设备多，工业广场分散，建井时间长，主副井与风井贯通距离长。 适用：对通风要求很严格的矿井，高瓦斯矿井；煤层易自燃的矿井；煤和瓦斯突出矿井；井田一翼长达6-8km，后期风路长。,51,4、采区风井通风,第三节 井筒的位置,布置：风井设在各采区 使用：中央井筒进风，各采区回风井回风。,52,53,优点：通风线路短；各采区通风方便、灵活；风阻小。可不设回风大巷。 建井可平行施工，建井期短。
18、缺点：风井及设备多，管理分散。 适用：井田上部距地表浅（50100m），采区尺寸大的采区。,4、采区风井通风,第三节 井筒的位置,54,中央边界式与对角式，中央并列式与对角式， 风井布置应因地制宜，灵活运用。 a、矿井表土浅，可开采第一水平设小风井；第二水平改其他方式。 b、井田走向大的矿井（68km）,初期用中央并列式，后期用中央对角式。 c、风井有效半径：一个专用风井的有效半径大致控制在3km左右。,5、混合式通风,第三节 井筒的位置,55,6、分区域通风,第三节 井筒的位置,多井筒分区域开拓的特大型井 布置：每个分区域设一对进、回风井，独立进回风,56,适用：各区域开采范围及生产能力很大时用。 优点：通风线路短；各分区通风方便、灵活；风阻小。 缺点：风井及设备多，管理分散。,6、分区域通风,第三节 井筒的位置,57,我国井田开拓发展方向,【生产集中化】 一矿一面或两面。巷道布置简单、生产系统简单。 【矿井大型化】 加大矿井生产能力、水平垂高及采区尺寸。 【运输连续化】 煤从采面到地面胶带连续运输。,58,思考题,课后1-9思考题（P322） 作业 1、总结上下山开采的比较 2、绘制开采水平大巷布置方式图（P312,313） 3、绘制矿井通风方式图 （P320,321）,
