矿井开拓与掘进矿井开拓与掘进2013-5-12013-5-1第一节第一节井田开拓方式的概念井田开拓方式的概念 一、井田开拓方式的概念一、井田开拓方式的概念v井井田田开开拓拓：由由地地表表进进入入煤煤层层为为开开采采水水平平服服务务所所进进行行的井巷布置和采掘工程称为井田开拓。的井巷布置和采掘工程称为井田开拓。v矿矿井井开开拓拓方方式式：矿矿井井井井筒筒形形式式、开开采采水水平平数数目目及及阶阶段内的布置方式的总称。段内的布置方式的总称。v二、井田开拓方式的分类二、井田开拓方式的分类v1.1.按井筒形式分按井筒形式分v（1 1）立井开拓）立井开拓v（2 2）斜井开拓）斜井开拓v（3 3）平硐开拓）平硐开拓v（4 4）综合开拓）综合开拓v2.2.按阶段内布置方式按阶段内布置方式v（1 1）采区式）采区式v（2 2）分段式）分段式v（3 3）带区式）带区式v3.3.井筒形式井筒形式+ +开采水平开采水平+ +阶段内布置方式阶段内布置方式v4.4.在在开开拓拓方方式式的的构构成成因因素素中中，井井筒筒形形式式占占有有着着突突出出的的地地位位，常常以以井井筒筒形形式式为为依依据据，把把井井田田开开拓拓方方式式分分为为立立井井开开拓拓、斜斜井井开开拓拓、平平硐硐开开拓拓和和综综合合开开拓拓等等几几种方式。种方式。v三、确定井田开拓方式的原则三、确定井田开拓方式的原则 1 1、多多出出煤煤、早早出出煤煤、出出好好煤煤、建建设设高高产产高高效效安安全全生生产矿井创造条件，集中，简单产矿井创造条件，集中，简单 2 2、按、按规程规程完善通风条件，良好生产条件完善通风条件，良好生产条件 3 3、减少煤柱损失，提高回采率，减少维护量、减少煤柱损失，提高回采率，减少维护量 4 4、减少工程量，降低投资，减少建工工期、减少工程量，降低投资，减少建工工期 5 5、新技术机械化、自动化的推广创条件、新技术机械化、自动化的推广创条件 6 6、考虑煤质、煤种、考虑煤质、煤种第二节第二节 斜井开拓斜井开拓v主、副井均为斜井的开拓方式，称斜井开拓。主、副井均为斜井的开拓方式，称斜井开拓。一、片盘斜井开拓一、片盘斜井开拓（斜井多水平分段式开拓）（斜井多水平分段式开拓）v片片盘盘斜斜井井开开拓拓是是最最简简单单的的开开拓拓方方式式。井井田田沿沿煤煤层层倾倾向向按按标标高高划划分分为为数数个个分分段段,每每段段相相当当于于采采区区的的一一个个区区段段,习习惯惯上上称称为为片片盘盘,适于布置一个采煤工作面。适于布置一个采煤工作面。v1.1.井井巷巷掘掘进进顺顺序序自自地地面面向向下下沿沿煤煤层层开开一一对对斜斜井井,直直至至第第一一片片盘盘下下20-30m,在在第第一一片片盘盘上上部部开开片片盘盘甩甩车车场场及及第第一一片片盘盘回回风风巷巷,在在第第一一片片盘盘下下部部开开片片盘盘甩甩车车场场及及片片盘盘运运输输巷巷,然然后后,经经平平或或斜斜石石门门掘掘进进上上煤煤层层的的超超前前平平巷巷及及开开切切眼眼,即即可可开开始始第第一一片片盘盘的的回回采。采。 v2.2.生产系统生产系统v包括：运煤系统、通风系统、运料排矸系统包括：运煤系统、通风系统、运料排矸系统v对通风要求：对通风要求：主斜井用胶带运煤时，可兼作进风井，但主斜井用胶带运煤时，可兼作进风井，但V 4m/s。胶带斜井不得兼作回风井。胶带斜井不得兼作回风井。v3.优点：系统简单，工程量小，投资少，工期短，优点：系统简单，工程量小，投资少，工期短，斜井沿煤层掘进易施工，能够补充地质资料，进一斜井沿煤层掘进易施工，能够补充地质资料，进一步了解煤层赋存情况。步了解煤层赋存情况。v缺点：矿井内不能布置较多的工作面，矿井生产能缺点：矿井内不能布置较多的工作面，矿井生产能力小；容易出现掘进与生产相互干扰，对地质变化力小；容易出现掘进与生产相互干扰，对地质变化适应性差。适应性差。v4.适用范围：适用于煤层埋藏稳定，地质构造简单，适用范围：适用于煤层埋藏稳定，地质构造简单，井田走向长度和倾斜宽度不大，煤层埋藏不深的小井田走向长度和倾斜宽度不大，煤层埋藏不深的小型矿井。型矿井。二、斜井单水平采区式开拓二、斜井单水平采区式开拓v井井田田沿沿倾倾斜斜方方向向划划分分为为两两个个阶阶段段，每每个个阶阶段段沿沿走走向向划划分分为为若若干干个个采采区区，每每个个采采区区沿沿倾倾向向划划分分为为若若干干个个区段。区段。v与片盘斜井相比与片盘斜井相比v优优点点：矿矿井井内内能能布布置置几几个个采采区区，不不容容易易出出现现掘掘进进与与生产相互干扰，对地质变化适应性强。生产相互干扰，对地质变化适应性强。v缺点缺点：井巷工程量大，建井期长，系统复杂。：井巷工程量大，建井期长，系统复杂。三、斜井盘区式开拓三、斜井盘区式开拓v近近水水平平煤煤层层，一一般般采采用用盘盘区区式式布布置置。斜斜井井盘盘区区与与斜斜井井单单水水平平采采区区式式的的区区别别在在于于斜斜井井盘盘区区的的运运输输大大巷巷和和回回风风大大巷巷可可以以并列布置在井田倾斜的大致中央。并列布置在井田倾斜的大致中央。四、斜井井筒层位选择、井筒装备及坡度四、斜井井筒层位选择、井筒装备及坡度（一）斜井井筒层位选择（一）斜井井筒层位选择v1.1.沿煤层布置沿煤层布置适用于煤层赋存稳定，煤质坚硬及地质构造简单的矿井。适用于煤层赋存稳定，煤质坚硬及地质构造简单的矿井。v2.2.沿煤层底板岩层布置沿煤层底板岩层布置 斜斜井井布布置置在在煤煤层层底底板板稳稳定定的的岩岩层层中中，岩岩层层距距煤煤层层距距离离不不小小于于15 20m，一般用于开采倾角较大的煤层。一般用于开采倾角较大的煤层。v3.3.穿层布置穿层布置v当当斜斜井井倾倾角角与与煤煤层层倾倾角角不不一一致致时时，可可采采用用穿穿层层布布置置，即即斜斜井井从煤层顶板或底板穿入煤层。从煤层顶板或底板穿入煤层。第三节第三节立井开拓立井开拓 一、立井单水平带区式开拓一、立井单水平带区式开拓v井田划分为两个阶段，阶段内带区式布置井田划分为两个阶段，阶段内带区式布置v一般带区式布置多采用一般带区式布置多采用对拉工作面对拉工作面：两个工作面共有一条运：两个工作面共有一条运输平巷（斜巷），两个工作面中的煤相向运输。输平巷（斜巷），两个工作面中的煤相向运输。1、井巷开掘顺序：、井巷开掘顺序：v2、生产系统：运输系统、通风系统、生产系统：运输系统、通风系统v3、优点：巷道布置及生产系统简单，运输环节少，通风线、优点：巷道布置及生产系统简单，运输环节少，通风线路短并有建井速度块、投产早。路短并有建井速度块、投产早。v缺点：上山阶段的分带回风是下行风。适用于煤层倾角小于缺点：上山阶段的分带回风是下行风。适用于煤层倾角小于12，地质构造简单，煤层埋藏较深的矿井。，地质构造简单，煤层埋藏较深的矿井。二、立井多水平采区式开拓二、立井多水平采区式开拓v1、井巷掘进顺序、井巷掘进顺序v2、生产系统采煤系统采煤工作面出煤经区段运输平巷、区段石门、区段、生产系统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、采区煤仓溜煤眼、采区运输上山、采区煤仓,在运输大巷装车在运输大巷装车,电机车牵引载煤列车电机车牵引载煤列车至井底车场卸载后至井底车场卸载后,由主井内安装的箕斗将原煤提至地面。排矸系统掘进由主井内安装的箕斗将原煤提至地面。排矸系统掘进巷道所出之矸石巷道所出之矸石,则用矿车装运至井底车场则用矿车装运至井底车场,由副井内安装的罐笼提至地面。由副井内安装的罐笼提至地面。v运料系统井下所需之物料、设备运料系统井下所需之物料、设备,由矿车由矿车(或材料车、平板车或材料车、平板车)装载装载,经副井经副井罐笼下放至井底车场由电机车罐笼下放至井底车场由电机车,(或柴油机车）拉至采区或柴油机车）拉至采区,转运至使用地点。转运至使用地点。v通风系统矿井通风采用中央分列式通风系统矿井通风采用中央分列式(中央边界式中央边界式),由副井进入的新鲜风流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上山至总回风道,再经回风石门再经回风石门,由边界风井排出地面。由边界风井排出地面。v排水系统井下涌水经大巷水沟流人井底车场排水系统井下涌水经大巷水沟流人井底车场,汇入水仓汇入水仓,由水泵房的水泵由水泵房的水泵,经经副井井筒的管道排至地面。副井井筒的管道排至地面。第四节第四节 平硐开拓平硐开拓v平平硐硐按按与与煤煤层层走走向向的的相相对对位位置置不不同同，平平硐硐分分为为走走向向平平硐硐、垂垂直直走走向向平平硐硐和和斜斜交交平平硐硐；按按平平硐硐所所在在标标高高不不同同，平平硐硐分分为为单单平硐和阶梯平硐。平硐和阶梯平硐。 一、走向平硐一、走向平硐 平平硐硐沿沿煤煤层层走走向向开开掘掘，把把煤煤层层分分为为上上、下下山山两两个个阶阶段段，具有单翼井田开采的特点。具有单翼井田开采的特点。 二、垂直或斜交走向平硐二、垂直或斜交走向平硐 根根据据地地形形条条件件，平平硐硐可可由由煤煤层层顶顶板板进进入入或或由由煤煤层层底底板板进进入入煤煤层层。平平硐硐将将井井田田沿沿走走向向分分成成两两部部分分，具具有有双双翼翼井井田田开开拓拓特点。特点。 三、阶梯平硐三、阶梯平硐 当当地地形形高高差差较较大大，主主平平硐硐水水平平以以上上煤煤层层垂垂高高过过大大时时，可可将将主主平平硐硐水水平平以以上上煤煤层层划划分分为为数数个个阶阶段段，每每个个阶阶段段各各自自布布置置平硐的开拓方式。平硐的开拓方式。第五节第五节 井筒形式分析及选择井筒形式分析及选择 一、平峒开拓方式的优缺点及适用条件一、平峒开拓方式的优缺点及适用条件v优点：优点：v1.1.开拓形式最简单、最有利；开拓形式最简单、最有利；v2.2.出出煤煤不不需需提提升升转转载载，环环节节少少，系系统统简简单单，设设备备少少，地地面面设设施简单（无井架、绞车房）；施简单（无井架、绞车房）；v3.3.不需较大的井底车场及其硐室；不需较大的井底车场及其硐室；v4.4.施工速度快，建井快；施工速度快，建井快；v5.5.无需排水设备，利于预防水灾。无需排水设备，利于预防水灾。v适适用用条条件件：地地形形条条件件合合适适、煤煤层层赋赋存存位位置置较较高高的的山山岭岭、丘丘陵陵、沟谷。沟谷。 二、斜井开拓的优缺点和适用条件二、斜井开拓的优缺点和适用条件v优优点点：（与与立立井井相相比比）施施工工简简单单，工工期期短短，井井筒筒装装备简单，投资少，掘进速度快。备简单，投资少，掘进速度快。v缺缺点点：井井筒筒斜斜度度大大，提提升升能能力力低低，维维护护费费用用高高，倾倾斜度大时，环节多，煤柱损失大。斜度大时，环节多，煤柱损失大。v适用条件：适用条件：埋藏不深，表层不厚，缓斜和倾斜煤层。埋藏不深，表层不厚，缓斜和倾斜煤层。 三、立井开拓的优缺点和适用条件三、立井开拓的优缺点和适用条件v优优点点：不不受受其其他他地地质质条条件件影影响响，适适应应能能力力强强，提提升升速度快，能力大，可扩大断面，装备两套提升设备速度快，能力大，可扩大断面，装备两套提升设备v缺点：缺点：施工难度大，设备投资大、要求高。施工难度大，设备投资大、要求高。v适适用用条条件件：煤煤层层埋埋藏藏较较深深，表表土土层层厚厚，瓦瓦斯斯、水水文文情况复杂等条件。情况复杂等条件。第六节第六节综合开拓综合开拓 一、一、综合开拓的类型综合开拓的类型v综综合合开开拓拓：采采用用立立井井、斜斜井井、平平硐硐等等任任何何两两种种以以上上井硐形式开拓的方式井硐形式开拓的方式v（一）（一）斜井斜井- -立井综合开拓立井综合开拓v副副斜斜井井（强强力力带带式式输输送送机机）主主立立井井的的开开拓拓方方式式适适合合于大型矿井。于大型矿井。 （二）（二）平硐平硐- -立井综合开拓立井综合开拓v主主要要是是利利用用立立井井的的优优点点，解解决决通通风风困困难难和和井井田田深深部部辅助提升问题辅助提升问题 （三）平硐斜井综合开拓（三）平硐斜井综合开拓 二、二、综合开拓的适应条件综合开拓的适应条件v对对于于地地面面形形式式和和煤煤层层赋赋存存条条件件复复杂杂的的井井田田，如如果果主主、副副井井筒筒均均为为一一种种形形式式，可可能能会会给给井井田田开开拓拓造造成成生生产产技技术术上上的的困困难难，或或者者是是经经济济上上不不合合理理。在在这这种种情情况况下可采用综合开拓的方式。下可采用综合开拓的方式。第七节第七节 多井筒分区域开拓多井筒分区域开拓v分分区区域域开开拓拓：将将大大型型井井田田划划分分为为若若干干具具有有独独立立通通风系统的开采区域。风系统的开采区域。一、炮掘施工工艺一、炮掘施工工艺 v（一）破岩方式（一）破岩方式v（二）主要工艺流程（二）主要工艺流程（一）破岩方式采用钻爆法施工。采用风钻配直径22mm中空六角钢钎及直径32mm柱齿钻头。全部采用湿式打眼，按照定人、定钻、定眼、定位、定责的原则打眼。打眼前，首先根据中腰线及设计要求，画出巷道轮廓线，然后按光爆原理及炮眼布置要求布置炮眼，炮眼掏槽方式采用楔形掏槽或复式掏槽。 采用光面爆破，使用27150mm100g煤矿许用乳化炸药，段毫秒延期电雷管，总延期时间不超过130毫秒，MFB-200、MFB-100型矿用安全网路闭锁发爆器引爆。煤巷采用全断面一次打眼一次爆破；岩石巷道断面超过12m2，采用台阶法掘进，巷道断面低于12m2的情况采用全断面一次爆破。采用台阶法掘进时，分上、下台阶组织掘进，上台阶超前下台阶一般为68米。采用上、下台阶一次定炮、一次拉炮方式施工，严禁一次定炮、分次拉炮。（二）主要工艺流程v岩巷：交接班敲帮问顶打设上部炮眼(出后部矸石)装药、爆破(上部)洒水、安全检查初喷临时支护出上部煤矸上部锚网索喷支护(打设下部炮眼)装药、爆破(下部)洒水、安全检查出下部煤矸下部锚网喷支护检查清理。v煤巷：交接班敲帮问顶打设炮眼(出后部矸石)装药、爆破洒水、安全检查临时支护顶板锚网带支护两帮支护检查清理。（淮南矿区采用综掘施工）二二.综掘施工工艺综掘施工工艺二、综掘施工工艺二、综掘施工工艺v（一）施工方式（一）施工方式v（二）工艺流程（二）工艺流程v（三）掘进机的选型（三）掘进机的选型 （一）施工方式v采用综掘机截割破岩v切割方式：煤巷一般由上帮底部左侧进刀，沿底板从左至右扫地掏槽，至右帮后向上移动截割头， 再自右至左螺旋上升截割，接近顶板时，截割头要离开顶板100-300mm，防止截割头破坏顶板。v岩巷一般由巷道拱基线的中部进刀自左至右，再自右至左螺旋向上截割，截割至巷道顶部时，对顶板进行临时支护和一次支护，然后由上而下左右往复截割扫地，至设计底板高度。 （二）工艺流程v岩巷：交接班安全检查校对中线后画出巷道轮廓线切割迎头安全检查初喷临时支护出矸锚网索喷支护检修综掘机、验收质量复喷检查。v煤巷：交接班安全检查校对中线后画出巷道轮廓线洒水、综掘机割煤(岩)临时支护(手镐刷帮)永久支护(打注水孔注水)检修综掘机、皮带机，延转载机，检查。 （三）掘进机的选型（三）掘进机的选型v掘进机应按煤岩特征、巷道断面大小、煤岩硬度系数等进行选择。只要巷道断面允许，应以大型掘进机为主，以确保设备可靠运行。