1、1,煤礦開采學 Coal Mining Science,資源與環(huán)境工程學院 樊克恭,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,2,第三章 井田開拓方式Mine Field Development Way,3.1 立井開拓 3.2 斜井開拓 3.3 平硐開拓 3.4 井筒（硐）形式分析及選擇 3.5 綜合開拓 3.6 多井筒分區(qū)域開拓方式,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,3,3.1 立井開拓,立井開拓（vertical shaft development）是利用垂直巷道作為主、副井的一類開拓方式。 根據(jù)井田內(nèi)階段數(shù)目及階段內(nèi)的準備方式不同，可以分為單水平、多水平、分區(qū)式、分段式與帶區(qū)式等。,山東科技大學資

2、源與環(huán)境工程學院,4,3.1 立井開拓,立井開拓方式示意圖,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,5,3.1 立井開拓,3.1.1 立井開拓方式示例 1）立井多水平上山式開拓 （1）煤層埋藏條件 煤層：緩傾斜煤層，m1、m5兩層，埋藏較深，表土厚。 底板 奧陶系灰?guī)r。 （2）井田內(nèi)劃分 兩個階段：-300m，-480m； 兩個開采水平：-300m，-480m； 采區(qū)：每階段布置6個采區(qū)。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,6,3.1 立井開拓,（3）開掘順序 原則：盡快溝通風路；采用平行作業(yè)。 主井、副井、井底車場、主石門、300m大巷（超過采區(qū)上山100m）、采區(qū)下部車場、采區(qū)運輸上山和軌道上山。

3、風井、總回風巷、采區(qū)上部車場、區(qū)段回風石門。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,7,3.1 立井開拓,（4）生產(chǎn)系統(tǒng) 運煤系統(tǒng) 通風系統(tǒng) 排水系統(tǒng) 動力、壓風、水供應系統(tǒng),1主井；2副井；3井底車場及主石門；4300m運輸大巷；5采區(qū)下部車場；6采區(qū)運輸上山；7采區(qū)軌道上山；8邊界風井；9總回風巷；10m5區(qū)段運輸巷；11區(qū)段運輸石門；12m1區(qū)段運輸巷；13m2區(qū)段回風巷；I4區(qū)段回風石門；15m1區(qū)段回風巷；16采煤工作面；17480m運輸大巷；18區(qū)段溜煤眼,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,8,3.1 立井開拓,（5）開采順序 沿煤層走向：采區(qū)前進式，區(qū)內(nèi)后退式； 沿傾斜方向：階段下行式；

4、區(qū)段下行式； 煤層間：下行式。 一水平生產(chǎn)后期，二水平準備延深。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,9,3.1 立井開拓,2）立井單水平上下山開拓 （1）煤層埋藏條件 煤層：m1為厚煤層、 12，埋藏深，表土厚。 （2）井田內(nèi)劃分 兩個階段，一個開采水平，劃分成帶區(qū),山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10,3.1 立井開拓,（3）開掘順序 原則：盡快溝通風路；采用平行作業(yè)。 兩條大巷布置方式 主井、副井、井底車場 軌道運輸大巷 回風大巷 三條大巷布置方式 主井、副井、井底車場、主石門 軌道運輸大巷 膠帶運輸大巷 回風大巷,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,11,3.1 立井開拓,兩條大巷布置方式,山

5、東科技大學資源與環(huán)境工程學院,12,立井單水平上下山開拓（帶區(qū)準備） l主井；2副井；3井底車場；4軌道運輸大巷；5帶式輸送機運輸大巷；6回風大巷；7分帶運輸巷；8分帶回風卷；9采煤工作面；10帶區(qū)煤倉；11運料斜巷；12行人、進風斜巷；13回風石門；14帶式輸送機石門；15井底煤倉,三條大巷布置方式,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,13,3.1 立井開拓,（4）生產(chǎn)系統(tǒng) 兩條大巷布置方式 運煤系統(tǒng) 通風系統(tǒng)：箕斗井回風，封閉措施 排水系統(tǒng) 動力、壓風、水供應,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,14,3.1 立井開拓,三條大巷布置方式 運煤系統(tǒng) 通風系統(tǒng)：箕斗井回風，封閉措施 排水系統(tǒng) 動力、壓

6、風、水供應系統(tǒng) （5）開采順序 沿煤層走向：分帶前進式，工作面后退式； 沿傾斜方向：上下山階段同采。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,15,3.1 立井開拓,3.1.2 立井開拓井筒裝備 立井（主井、副井，有時設回風井）開拓，一般裝備兩個井筒，主井一般用箕斗提煤，副井一般用罐籠輔運、行人、進風等。 小型立井的主、副井均可裝備罐籠，或只裝備一個井筒。,立井箕斗,立井罐籠,雙層罐籠,雙層罐籠,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,16,3.1 立井開拓,立井井筒裝備參考表,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,17,3.2 斜井開拓,斜井開拓（inclined shaft development）是利用傾斜巷

7、道作為主要井筒的一類開拓方式。 按斜井與井田內(nèi)劃分方式的不同配合，可分為集中斜井和片盤斜井。 集中斜井與立井一樣，也可以分為單水平、多水平和上山式、上下山式等多種開拓方式。,榆樹灣煤礦,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,18,3.2 斜井開拓,3.2.1 斜井開拓方式示例 1）斜井多水平上山式開拓 （1）煤層埋藏條件 m1 、m2 ； 25；埋藏深、表土層薄、無流砂層。 （2）井田內(nèi)劃分 兩個階段：100m，280m； 兩個開采水平： 100m，280m； 采區(qū)：每階段布置5個采區(qū)。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,19,3.2 斜井開拓,（3）開掘程序 原則：同立井 主斜井、副斜井、井底車場、

8、運輸大巷 +80m輔助車場、風井、階段回風石門、回風大巷,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,20,3.2 斜井開拓,（4）生產(chǎn)系統(tǒng) 運煤系統(tǒng) 通風系統(tǒng),l主斜井；2副斜井；380m輔助車場；480m總回風道；5邊界風井； 6井底車場；7100m運輸大巷；8采區(qū)車場；9采區(qū)運輸上山；10采區(qū)軌道上山；11m2區(qū)段運輸平巷；12區(qū)段運輸石門；13m1區(qū)段運輸平巷；14m2區(qū)段回風平巷；15區(qū)段回風石門；16m1區(qū)段回風平巷；17采煤工作面；18280m運輸大巷,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,21,3.2 斜井開拓,（5）開采順序 沿走向 采區(qū)前進式，區(qū)內(nèi)后退式 沿傾斜 階段下行式 ，區(qū)段下行式 煤

9、層間 下行式,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,22,3.2 斜井開拓,2）片盤斜井開拓 特點 相當于一個下山采區(qū)； 井田劃為若干分段（片盤）； 每個分段稱一片盤，布置一個采面，整分段回采； 生產(chǎn)能力??；上下片盤接替頻繁； 串車提升，車場簡單。 適用條件 地質(zhì)構造簡單，井田走向較短； 有擴大應用的前景。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,23,3.2 斜井開拓,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,24,3.2 斜井開拓,3.2.2 斜井開拓方式井筒裝備 1）井筒裝備 以斜井（主斜井、副斜井、回風井）進行開拓時，一般裝備兩個井筒， 主井一般用膠帶或箕斗提煤，副井一般用礦車輔運、行人、進風等，風井回風。

10、小型斜井的主副斜井可均裝備礦車提升設備 ，或只裝備一個斜井，串車提升。雙鉤或單鉤提升。 主斜井 膠帶機（斜井一側鋪軌道 檢修） A大 箕斗中型； 雙鉤串車提升 中、小型井；單鉤串車提升 A小。,斜井箕斗,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,25,無極繩絞車,SQ120無極繩絞車,3.2 斜井開拓,副斜井 雙鉤串車提升 大型井 單鉤串車提升 小型井； 無極繩 10； 無軌膠輪車、單軌吊、卡軌車、齒軌車。 2）提升設備對井筒角度的要求 提升方式 井筒傾角 串車 25 箕斗 20 35 普通膠帶機 17 無極繩 10,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,26,3.2 斜井開拓,3.2.3 斜井與煤層的相對位

11、置 一般在煤層群底部，沿煤層、沿巖層，穿層。 煤層斜井：適用于地質(zhì)構造簡單、薄及中厚煤層，圍巖穩(wěn)定，礦井生產(chǎn)能力小。 煤層底板巖層斜井：距煤層1015m。 底板穿巖斜井：適用煤層傾角較大時。 頂板穿巖斜井：適用煤層傾角小。 折返式穿巖斜井：如從底板穿層進入煤層，受地形限制，則采用。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,27,3.2 斜井開拓,底板穿巖斜井,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,28,3.2 斜井開拓,頂板穿巖斜井,折返斜井,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,29,3.3 平硐開拓,在地形為山嶺的礦區(qū)，利用水平巷道作為主要井硐的一類開拓方式稱為平硐開拓（adit development） 。

12、 平硐開拓可有走向平硐、垂直走向平硐和階梯平硐等方式。 3.3.1 平硐開拓方式示例 1）煤層條件 煤層 8 ，山區(qū)、地形復雜 2）開拓方式 平硐單水平盤區(qū)開拓 主平硐垂直煤層走向，位于井田走向中央，可雙翼生產(chǎn)，35的坡度。平硐垂直煤層走向相當于主石門。 井內(nèi)不設井底車場，硐口設工業(yè)廣場。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,30,3.3 平硐開拓,l主平硐；2主要運輸大巷；3副巷（后期回風巷）；4盤區(qū)上山下部車場；5盤區(qū)軌道上山；6盤區(qū)輸送機上山；7盤區(qū)煤倉；8盤區(qū)下山上部車場； 9盤區(qū)風井；10盤區(qū)輸送機下山；11盤區(qū)軌道下山,垂直走向平硐開拓,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,31,3.3 平

13、硐開拓,3）井田內(nèi)劃分 單水平：盤區(qū)式準備，上、下山盤區(qū)布置方式 上山部分 6個盤區(qū)，下山部分 6個盤區(qū) 4）開掘順序 原則：盡快溝通風路 盡量采用平行作業(yè) 主平硐、運輸大巷 盤區(qū)風井 5）生產(chǎn)系統(tǒng) 主平硐：運煤、運矸、運料、進風、排水，鋪設管線 風井：回風（斜井、立井）,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,32,3.3 平硐開拓,3.3.2 平硐開拓方式類型及裝備 1）平硐分類 垂直走向平硐：主平硐垂直（或斜交）于煤層走向 走向平硐：主平硐平行于煤層走向；單翼生產(chǎn) 階梯平硐 按不同標高分別開平硐，上平硐的煤經(jīng)專用下山溜到下水平運出。平硐水平以下煤層：下山開采、暗井（立井、斜井）,山東科技大學資源

14、與環(huán)境工程學院,33,3.3 平硐開拓,垂直走向平硐,走向平硐,垂直走向階梯平硐,走向平硐,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,34,3.3 平硐開拓,2） 平硐裝備 最簡單的開拓方式，技術經(jīng)濟最有利： 煤由平硐直接外運，多用礦車（底卸式、固定箱式），也可用膠帶，運輸環(huán)節(jié)少，設備少；能力大； 不設井底車場，水自流，無水倉。 3.3.3 適用條件 山嶺、丘陵溝谷地區(qū)，煤層埋于山中，在山麓開平硐開拓； 有些煤層埋于山嶺中，上山部分相當一個階段的煤量，平硐以下用下山階段開采。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,35,3.4 井筒（硐）形式分析及選擇,3.4.1 井筒（硐）形式分析,山東科技大學資源與環(huán)境工

15、程學院,36,3.4 井筒（硐）形式分析及選擇,3.4.2 井硐形式選擇 1）斜井適用條件 適應大中小礦井； 煤層埋藏淺；表土層不厚（2550m），水文地質(zhì)條件簡單，不需特殊施工法施工的緩斜和傾斜煤層； 膠帶機可長；串車提升不宜超過兩段提升。斜井分段式 傾斜尺寸1500m；斜井分區(qū)式 垂深300m（箕斗、串車）；斜長 2500m（膠帶）。 2）立井適用條件 煤層埋藏深、表土厚或水文情況復雜，井筒需特殊施工； 開采煤層受傾角、厚度、瓦斯、水文等條件限制； 多水平開采的急斜煤層； 凡不適合斜井、平硐及綜合開拓方式時，均可采用立井開拓。 3）平硐適用條件 平硐只要條件適合，一般應優(yōu)先選用。,山東科技

16、大學資源與環(huán)境工程學院,37,3.5 綜合開拓,綜合開拓方式主、副井采用不同的井筒（硐）形式進行開拓的方式 3.5.1 綜合開拓方式示例 1）主斜井 副立井開拓方式,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,38,3.5 綜合開拓,斜井優(yōu)點：主斜井 膠帶運輸，生產(chǎn)能力大，不受長度限制； 缺點：副斜井 輔提難，線路長，阻力大，通風難； 改為副立井：則輔提快、線路短、通風容易。 3.5.2 綜合開拓方式類型 平硐 立井 斜井 平硐 立井 平硐 斜井 斜井 立井 主斜副立應用較多 主立副斜應用較少,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,39,3.5 綜合開拓,平硐立井綜合開拓,前期平硐后期立井綜合開拓,山東科技大學

17、資源與環(huán)境工程學院,40,3.6 多井筒分區(qū)域開拓方式,1）問題 斜井膠帶機運煤，運輸能力不受限。 深井、井田尺寸大，輔提任務重；瓦斯涌出量大，通風難； 2）解決途徑 多井筒分區(qū)域開拓 3）多井筒分區(qū)域開拓方式 大型井田劃分為若干具有獨立通風系統(tǒng)的開采區(qū)域，并共用主井的開拓方式。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,41,3.6 多井筒分區(qū)域開拓方式,4）多井筒分區(qū)域開拓方式特點 將井田劃分為若干個分區(qū)，每個分區(qū)采用采區(qū)式，盤區(qū)式或帶區(qū)式準備； 每個分區(qū)各有井筒，獨立擔任進、回風及輔提任務； 各分區(qū)的煤集中于服務全礦的主井集中運出； 各分區(qū)間按一定順序開采。 5）分區(qū)域開拓方式類型 根據(jù)輔助運提任務的集中與分散，視分區(qū)域井筒承擔的任務，分區(qū)域開拓方式分為： (1) 集中輔助運提，分區(qū)獨立通風； (2) 分區(qū)獨立通風、排矸； (3) 部分分區(qū)獨立輔助運提和通風，部分分區(qū)獨立通風； (4) 全部分區(qū)獨立輔助運提和通風。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,42,3.6 多井筒分區(qū)域開拓方式,1雙主斜井；2雙巖石運輸大巷；3分區(qū)主要大巷；4煤倉； 5傾斜長壁采煤工作面；6煤層露頭；7分區(qū)境界；8井田境界；No1，No2，No3，No4，No5分區(qū)副立井（進、回風井）,分區(qū)域開拓示意圖,煤層埋藏條件 走向24km，傾斜16km