第17章 井田开拓方式

第十七章井田开拓方式

一、学习目的与要求

通过本章的学习，要求学生掌握井田开拓的方式、各种开拓方式的适用条件，开拓的具体要求。

二、教学主要内容

1）立井开拓的特点

2）斜井开拓的特点

3）平硐开拓的特点

4）井筒形式分析及选择

5）综合开拓

三、教学重点、难点

（一）重点

开拓方式的分类、适用条件。

（二）难点

开拓方式的优缺点。

四、教学方法

（1）教学方法：板书，最好有多媒体教学相结合。

（2）重点和难点分析方法：采用理论分析与辅助教具相结合，以利于学生直观掌握。

五、课程详细内容与知识点

第一节立井开拓

井田为缓斜煤层,开采两个煤层,煤层赋存较深。井田沿倾斜分为两个阶段,阶段下部标高分别为-260m-400m,设两个开采水平；在阶段内沿走向再划采区,图中是4个采区。采区采用集中上山联合布置方式。从采区上山依次掘进各区段的中部车场及区段石门11,各煤层的区段运输平巷10、12,区段回风平巷13、15和各煤层的开切眼。

一、立井多水平开拓

图17-1立井多水平上山式开拓图

1-主井2-副井3-井底车场及石门4-－260m运输大巷5-采区下部车场6-采区运输上山7-采区轨道上山8-边界风井9-总回风巷10-m5区段运输平巷11-区段运输石门12-m1区段运输平巷13-m5区段回风平巷14-区段回风石门15-m1区段回风平巷16-采煤工作面17-－400m 运输大巷

二、立井多水平开拓掘进

首先在井田中部开凿一对立井,主副井筒到-260m第一水平后,开掘井底车场及主石门3,然后,在最下一层煤的底板岩层中开主要运输大巷4向两翼伸展,当其掘至各采区中部,开掘采区下部车场5、采区运输上山6、采区轨道上山7,与总回风巷9连通形成通风系统,再继续进行采区内巷道的掘进。为加快矿井建设及有利于矿井通风,井田上部边界的风井8、回风石门及总回风道9,常与大巷等同时开掘。此示例总回风道布置在-120m水平最下可采煤层的庐板岩层中。井上下各生产系统基本建成,经试运转符合要求后,采区即可投产。随后,从中央向两翼各采区依次投产接替。

三、立井多水平开拓的生产系统

1、采煤系统

采煤工作面出煤经区段运输平巷、区段石门、区段溜煤眼、采区运输上山、采区煤仓,在运输大巷装车,电机车牵引载煤列车至井底车场卸载后,由主井内安装的箕斗将原煤提至地面。

2、排矸系统

掘进巷道所出之矸石,则用矿车装运至井底车场,由副井内安装的罐笼提至地面。

3、运料系统

井下所需之物料、设备,由矿车(或材料车、平板车)装载,经副井罐笼下放至井底车场,由电机车拉至采区,转运至使用地点。

4、通风系统

矿井通风采用中央分列式(中央边界式),由副井进入的新鲜风流,经井底车场、主要运输大巷、采区车场、采区上山、区段石门、区段运输平巷,清洗采煤工作面后的污风经区段回风平巷、区段回风石门、采区上山至总回风道,再经回风石门,由边界风井排出地面。

5、排水系统

井下涌水经大巷水沟流人井底车场,汇入水仓,由水泵房的水泵,经副井井筒的管道排至地面。

矿井开采以一个水平生产保证矿井产量。第一水平结束前,延深主、副井井筒至—400m 第二水平,进行第二水平及中央采区的开拓和准备。第一水平开始减产,第二水平即投入生产,在两个水平生产过渡期间,以两个水平同时生产保证矿井产量。

当煤层倾角较小(如16°以下)时,井田内仍划分为两个阶段,则可采用立井单水平上下山开拓；当煤层倾角小于12°时,一般可采用带区式准备。这种开拓方式的生产系统比较简单,运输环节少,建井速度快,投产早,但其上山阶段的分带风巷是下行风,应采取措施,防止分带回风巷中瓦斯积聚,保证安全生产。另外,示例中没有单独开凿回风井,而采用箕斗井兼作回风井。根据《煤矿安全规程》规定,箕斗提升井兼作回风井时,井上下装卸载装置及井塔必须采取密闭措施,并加强管理,漏风率不得超过15％,并应有可靠的降尘设施。箕斗提升井若兼作进风井

时,箕斗提升井的风速不得超过6m／s,并应有可靠的降尘措施,保证粉尘浓度符合工业卫生标准。目前国内很少应用箕斗井进风。

四、立井开拓的补充说明

采用立井开拓时,一般以一对立井(主井及副井)进行开拓,装备两个井筒。井筒断面根胀升容器尺寸、井筒内装备及通风要求确定。我国大中型煤矿立井的井简装备参看表17-1所列。对于小型煤矿立井,根据其生产能力的大小和矸石量多少,主副井可各装一对单层单车(1t)罐笼；或只装备一个井筒(双层单车或单层单车罐笼),实行混合提升,即提煤、提矸、下料、升降人员均用该套提升设备,故只能用于生产能力更小的矿井。

五、立井开拓设备

第二节斜井开拓

斜井开拓在我国应用很广,有多种不同的形式。按斜井与井田内的划分方式的配合不同,可分为集中斜井(有的地方也称阶段斜井)和片盘斜井。集中斜井与立井一样,也有单水平、多水平和上山式、上下山式等多种开拓方式。

一、斜井多水平上山开拓

当井田划分为阶段开采时,称为集中斜井或阶段斜井。下图即是阶段斜井的基本形式。井田为缓斜煤层,可采煤层2层,埋藏不深。井田沿倾斜斜划分为两个阶段,其阶段下部标高为-100m、-280m,设两个开采水平,每个上山阶段沿走向划分为4个采区。

图7-3 斜井多水平上山式开拓

1－主斜井2－副斜井3－＋80m辅助车场4－＋80m总回风道5－边界风井6－井底车场7－－100m运输大巷8－采区下部车场9－采区运输上山10－采区轨道上山11－m4区段运输平巷12－区段运输石门13－m1区段运输平巷14－m4区段回风平巷15－区段回风石门16－m1区段回风平巷17－采煤工作面18－－280m运输大巷

二、片盘斜井开拓

片盘斜井开拓是最简单的开拓方式。典型的片盘斜井如下图所示,其井下部分有一个下山采区。井田沿煤层倾向按标高划分为数个分段,每段相当于采区的一个区段,习惯上称为片盘,适于布置一个采煤工作面。

1、斜井多水平上山式开拓掘进顺序

在井田走向中部自地面向下开掘一对斜井,主斜井1、副斜井2均位于最下一个可采煤层的底板岩层中。当副斜井掘至+80m回风水平后,开掘辅助车场3及总回风道4。斜井达-100m 第一水平后,开掘井底车场6,并在最下部的可采煤层底板岩层中掘主要运输大巷7,待其掘至采区中部后,掘采区车场8、采区运输上山9和轨道上山10,并继续进行采区内巷道的掘进,其内容与立井多水平上山式开拓示例基本相同。为便于矿井通风,在井田上部边界另掘风井5,并以石门与总回风巷相联。

图17-4 片盘斜井开拓