煤矿生产技术教案.docx

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煤矿生产技术教案

课次:

第次课

课时

学时

备课时间

专业工种

掘进工

课程名称

煤矿生产技术

教学目的和要求:

通过本课程的学习,使学员对煤矿地质基本知识、矿井开拓知

识等全面了解。

教学重点:

地质构造的判断、井田开拓知识

教学难点:

井田开拓知识

授课形式和方法:

讲授

教具:

多媒体

授课时间:

200年月日星期

教学过程及内容提要:

煤矿生产技术

第一节煤矿地质基本知识

一、煤层埋藏特征

煤层的赋存特征主要指煤层的厚度、倾角、层数、层间距离及顶底板岩性等,这些特征与煤矿开采工作最为密切。

而其中煤层的厚度和倾角是确定开采方法的最主要因素。

由于受成煤时期的地质条件和地壳运动的影响,不同地层的煤层的形态、结构、厚度差别是很大的。

(一)煤层的形态

煤在地下通常是呈层状埋藏的,但也有似层状和非层状煤层。

层状煤层有显著的连续性,厚度变化有一定的规律;似层状煤层,形状象藕节、串珠或瓜藤,层位有一定的连续性,厚度变化较大;非层状煤层,形状象鸡窝或扁豆等,层位连续性不明显,常有大范围尖灭。

煤层的形态直接影响开采方法和工艺的选择。

(二)煤层的结构

煤层的结构是指煤层中有无夹石层。

不含夹石或夹石很少的煤层称为简单结构煤层;含有夹石较多的煤层称为复杂结构煤层。

复杂结构煤层中所含夹石层层数不一,少则一至数层,多则十几层,甚至可达几十层。

夹石层的厚度可以从几厘米到几十厘米。

常见夹石层有炭质泥岩、泥质岩、粉砂岩,有时也能见到油页岩、砂岩及薄层石灰岩等。

夹石层一般称为夹矸,它可使煤的灰分和含矸率增加,并给采掘工作造成困难。

(三)煤层的厚度

煤层的厚度,是指煤层顶底板之间的垂直距离。

煤层厚度差异很大,有的煤层只有几厘米厚,而有的煤层厚度可达几十米甚至百余米。

煤层厚度是确定采煤方法的最基本因素。

在复杂结构的煤层中,煤层厚度可分为总厚度和有益厚度。

总厚度是包括夹矸在内的全厚,有益厚度是除去夹矸的纯煤厚度。

在实际工作中,根据开采技术特点,将煤层厚度分为3类:

薄煤层——厚度小于1.3m;

中厚煤层——厚度1.3~3.5m;

厚煤层——厚度3.5m以上。

生产工作中,有时习惯上将厚度大于6m的煤层称为特厚煤层。

(四)煤层的产状

煤层的产状是指其在地壳中的产出状态,包括它们的赋存状态和所在空间的位置。

煤层与其他沉积岩一样,在开始形成时,它们的赋存状态大都是水平或大致水平的;由于地层受到各种地质作用,破坏了原来的状态,由水平状态变成倾斜状态、弯曲状态。

为了说明倾斜煤层的空间位置和分布,就要用产状要素来表示。

产状要素包括煤层的走向、倾向和倾角,如图2—1所示。

(1)走向。

煤层层面与水平面的交线称为走向线,走向线两端所指的方向就是煤层的走向。

走向表示倾斜煤层沿水平线伸展的方向。

(2)倾向。

在煤层层面上与走向线垂直直线叫做倾斜线,倾斜线由高向低的水平投影所指的方向称为倾向。

(3)倾角。

煤层层面与水平面之间的夹角叫做倾角。

倾角大小反映煤层的倾斜程度-倾角的变化在0°---90°之间,煤层倾角越大,开采难度就越大。

根据采煤技术的特点,煤层按倾角大小不

同,分为4类:

近水平煤层——倾角小于8°;

缓倾斜煤层——倾角80~25°;

倾斜煤层——倾角25°~45°;

急倾斜煤层——倾角大于45°。

要想合理布置巷道,就必须掌握岩层和煤层的产状要素。

同时,煤层倾角的大小也是决定采煤方法的重要依据。

(五)煤层的顶底板

煤层顶底板岩性和厚度是矿井巷道布置和顶板管理的依据。

煤层顶底板岩层一般是由砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩、粘土岩或石灰岩等组成。

由于岩性和厚度等不同,在回采过程中破裂、冒落的情况也不一样。

根据顶板岩层变形和垮落的难易程度,可将煤层顶板分为伪顶、直接顶和老顶。

煤层的底板可分为直接底和老底。

1.顶板

(1)伪顶。

伪顶是指紧贴在煤层之上、极易垮落的薄岩层。

其厚度一般在0.5m以下,常由炭质页岩、泥质页岩等硬度较低的岩层所组成。

伪顶在回采时随落煤而同时垮落。

(2)直接顶。

直接顶位于伪顶或煤层(无伪顶时)之上,一般由一层或几层厚度不定的泥岩、页岩、粉砂岩等比较容易垮落的岩层所组成,通常能够随回柱放顶在采空区及时垮落。

(3)老顶。

老顶一般指位于直接顶之上(有时也直接位于煤层之上)厚而坚硬的岩层。

常由砂岩、石灰岩、砂砾岩等岩层所组成。

老顶能在采空区维持很大的悬露面积后才折断垮落。

多数煤层同时具有伪顶、直接顶和老顶,但有的煤层只有直接顶和老顶,而没有伪顶,也有的煤层没有伪顶、直接顶,煤层上面直接就是老顶。

2.底板

(1)直接底。

直接底是指直接位于煤层之下厚度较小(约0.2~0.4m)的岩层。

常由泥岩、页岩、粘土岩等组成。

直接底为粘土岩时,遇水、风容易膨胀发生底臌,支架容易插入,在倾角大的工作面由于底板容易滑落,往往引起工作面支架倾倒而发生冒顶。

(2)老底。

老底位于直接底之下,一般由砂岩或石灰岩等坚固岩层所组成。

有的煤层下面没有直接底,紧贴着老底。

二、地质构造及其对巷道掘进的影响

由于煤炭资源的形成和分布是由各种地质因素控制的,因此煤田或多或少都要受到地质因素的影响。

其中断层、褶曲、煤层厚度的变化及矿井水的影响较为普遍。

这些地质因素的影响,使同一煤田的每个煤层的厚度、倾角都发生了变化,使其完整性受到了破坏。

地质构造通常包括褶皱、断层和节理。

断层和节理统称为断裂构造。

(一)褶皱构造

1.褶皱的形成

煤层在生成初期,一般是呈水平状态的,由于地壳变动的结果,使煤层和它周围的岩层发生变形和变位。

当岩层受到水平方向的挤压力或由地心缓慢上升的压力,岩层被挤压成弯曲状,但也没有失去原有的连续性,这种构造形态叫褶皱构造。

褶皱构造中,岩层每一个弯曲的部分,就叫做褶曲。

褶曲的形态有背斜和向斜两种。

岩层层面向上凸起的弯曲叫背斜,岩层层面向下凹的弯曲叫向斜。

但要注意背斜和向斜不完全以岩层的高低位置来判断,而是以弯曲的核部和两翼的新老岩层的位置来判断的。

当一个向斜(或背斜)构造的范围较大时,它的一翼又可叫做单斜构造,不少矿井开采的煤层就是一个单斜构造。

2.褶皱对巷道掘进的影响

(1)大型向斜的轴部顶板压力常有增大的现象,必须加强支护,否则容易发生冒顶事故,给顶板管理带来很大困难。

(2)有瓦斯突出的矿井,向斜轴部是瓦斯突出的危险区。

由于向斜轴部顶板压力大,再加上强大的瓦斯压力,向斜轴部极容易发生瓦斯突出。

(二)断裂构造

煤(岩)层受地壳运动产生的地应力作用发生断裂,就失去了连续性和完整性,出现断裂面,形成断裂构造。

如果断裂面两侧的煤(岩)层没有发生显著的位置错动,称为节理或裂隙;如果发生了显著的位置错动,即称为断层。

1.断层

1)断层要素及分类。

断层的性质及其在空间的位置和形态,可用断层要素来表示,它包括:

断层面、断层线、断盘及断距等。

(1)断层面:

岩层被断层切断时,两部分岩体总是沿着破裂面发生相对位移的,断裂后产生相对位移的破裂面称为断层面。

断层面有的是较规则的平面,大多数则是由破碎岩石构成的所谓断层破碎带。

(2)断层线:

断层面与水平面的交线。

(3)断盘:

断层面两侧的岩体称为断盘。

位于断层面上方的岩体称为上盘,断层面下方的岩体称为下盘。

上盘相对下降,下盘相对上升的断层,叫正断层;上盘相对上升,下盘相对下降的断层,叫逆断层;如果两盘岩块沿断层面作水平移动,叫平移断层。

在井下采掘过程中断层往往成群出现,由于它们不同的组合而成为地堑、地垒、阶梯状断层等。

(4)断距:

断层上盘沿断层面相对位移的距离叫断距。

常用断距有垂直断距(又叫落差)和水平断距。

2)断层出现的征兆。

(1)煤层的走向与倾斜发生较大的变化。

(2)煤层顶、底板出现严重凹凸不平,顶、底板岩石裂隙增多,而且越接近断层裂隙越多。

(3)煤层厚度发生显著变化,煤层松软,光泽变暗,滑动面和摩擦痕增加。

(4)破碎带有滴水或涌水出现,瓦斯涌出量增大。

3)断失煤层的寻找方法。

(1)断层擦痕处痕迹细而深,移动方向宽而浅;用手摸时,感觉顺向光滑,逆向粗糙刺手。

(2)牵引现象。

牵引是断层滑动面附近岩层变弯变薄,可以据其观察断盘移动方向。

(3)导脉。

在断层夹缝里出现厚度几厘米的碎煤,叫导脉,也叫煤线。

根据煤线分布可以分析断层错动的方向。

(4)小断层类比法。

主要断层附近有一系列小断层,观察小断层的动向,与主要断层是一致的,由此可判断出主要断层。

(5)对比分析法。

分析邻近巷道或采区中已查明的断层,比较其状况是否一致,在图纸上是否连接,从而判断断层方向。

(6)煤岩层的层位对比法。

根据断层两侧的煤岩层,确定断层的性质,寻找断失的煤岩层。

2.裂隙

根据裂隙形成的原因,裂隙可分为如下3类:

(1)原生裂隙。

在沉积作用阶段,主要由于沉积物脱水收缩而形成,一般肉眼不容易发现。

煤层中都有原生裂隙。

(2)构造裂隙。

受构造变动作用力所形成。

在煤层中和围岩中常见,且与原生裂隙斜交。

在断层附近,常有与断层面平行或斜交的裂隙发育。

(3)压力裂隙。

由矿山压力作用而产生,又叫地压裂隙。

压力裂隙平行于工作面而略向采空区倾斜,与其他裂隙斜交。

压力裂隙与埋藏深度关系密切,深度越大,裂隙分布越广泛。

3.断裂构造对巷道掘进的影响

(1)煤(岩)层受断层、裂隙的影响,岩石破碎,压力增大,容易造成冒顶、片帮。

(2)在煤巷掘进中如遇断层,煤层就失去连续性甚至断失。

为了寻找断失的煤层就需要掘进一些探巷或停产打探眼,这会造成一些废巷及盲巷;形成瓦斯库,增加掘进量和安全管理的复杂性。

(3)断层破碎带和向、背斜结构能聚积大量瓦斯,裂隙则是释放瓦斯的通道。

巷道通过这些地区时,瓦斯涌出量会突然增加,不仅会出现瓦斯超限、停产,而且可能发生瓦斯爆炸事故。

在瓦斯突出矿井,揭露突出煤层或在突出煤层中掘进时,由于构造破碎带的煤岩强度低,在瓦斯压力和地压的共同作用下,可能发生煤与瓦斯突出事故,应采取防突措施。

(4)在背斜轴部、张性破碎带及裂隙发育的岩层中,往往是地下水的富水区。

断层沟通地表和各含水层,使巷道涌水量增加,甚至会造成突水事故;导水断层的存在,可能使防水闸、墙完全失效;掘进工作面淋水加大,积水增多,恶化作业条件;有的岩石,如凝灰岩、粘土岩,遇水膨胀而底臌,更增加支护和维修的困难。

因此,在巷道掘进施工前,要查明地质构造的情况,采取相应对策;在施工中慎重对待,防止顶板、瓦斯及水灾事故的发生。

三、陷落柱与岩浆岩侵人体

(一)陷落柱

1.陷落柱的形成

在煤层的下部如果分布有厚度很大的奥陶纪石灰岩,被水溶解并发育成溶洞时,就会引起上部岩层和煤层的塌陷垮落,形成陷落柱,使局部煤层消失。

陷落柱一般是上小、下大,平面上呈圆形或椭圆形,直径大的可达几十至几百米。

柱内都是由一些不规则的大大小小的破碎岩块组成,有时可见有煤的碎块。

陷落柱边缘很陡,一般为50°~85°。

陷落柱附近的煤层和顶、底板岩层裂隙发育,有时有出水现象。

陷落柱的发育与分布,主要受地质构造和水文地质条件的影响。

陷落柱发育地带,多是或曾是地下水强径流带,常沿断裂尤其是不同断裂的交叉处发育。

2.陷落柱对巷道掘进的影响

在陷落柱发育的矿区,煤层遭到破坏,煤炭储量减少,会造成井巷服务年限缩短或提前报废的严重后果。

主要开拓巷道遇到无水陷落柱时,为避免巷道拐弯,便于运输和通风,一般情况下按原计划施工,直接穿过陷落柱,因此,给巷道支护和顶板管理增加了困难,同时也增加了巷道的维修费用。

特别在水文地质条件复杂的矿区,陷落柱可能成为采掘场所与地下水的通道,给生产和人员人身安全带来严重威胁,甚至造成突水淹井事故。

(二)岩浆岩侵入体

1.岩浆岩侵入体的形成

由于岩浆的侵入,可使煤层遭到破坏、被吞蚀或者使煤发生强烈变质,甚至变成天然焦。

在煤矿井下常见的有岩墙和岩床等小型侵入岩体。

岩墙:

形状如墙,是地下岩浆沿着断层或裂隙上冲,形成的垂直或斜交煤层比较陡立的板状侵入体,平面呈条带状分布,宽度由几十厘米至几米,长度不一,可达几十米至几千米。

岩墙往往成组出现,彼此方向大致相同,并与主要断裂走向一致。

岩床:

岩浆沿着煤层层面方向侵入的层状侵入体。

岩浆在煤层中常沿节理或裂隙延伸、穿插、尖灭。

岩体界限不规则,常呈串珠状或树枝状,对煤层破坏较大。

2.岩浆岩侵入体对煤矿生产的影响

不同产状的岩浆岩体对煤层、煤质的影响也是不一样的。

岩墙对煤层、煤质影响较小,而岩床与煤层的接触面要比岩墙大得多,所以对煤层、煤质的影响也较大,往往给采掘工作带来极大困难。

一般以规模较大的岩浆带作为采区或采煤工作面的边界。

四、岩石的工程分级及围岩分类

岩石按其生成原因,可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩3大类。

煤系地层大多属于沉积岩,主要有砾岩、砂岩、页岩、石灰岩和煤等。

其明显特征是具有层状构造和层理,含多种生物化石,硬度较小,风化后岩石较松软。

(一)岩石力学性质

岩石的力学性质是指岩石在静力或动力的作用下所产生的岩石的变形特征,如:

应力一应变一时间关系的全过程;岩石的强度特性,如抗压强度、抗剪强度;岩石的破坏性能,如抗工具压入性能和抗炸药破坏性能。

这些性能不仅取决于岩石的成分、结构等因素,还与岩石的受力条件有很大关系。

1.岩石的变形特征

岩石的变形特征反映岩石在载荷作用下改变自己的形状或体积直至破坏的情况。

岩石在载荷作用下,首先发生变形,当载荷增大或者超过某一数值(极限强度)时,就会导致岩石的破坏。

就是说,变形阶段包含着岩石破坏因素,而破坏则是不断变形的结果。

由于受力情况不同,岩石的变形有以下几种:

(1)弹性变形。

岩石在载荷作用下,改变自己的形状或体积,当去掉载荷以后,又能恢复其原来形状或体积,这种变形叫做弹性变形。

如井下石灰岩顶板受压弯曲,在岩层折断后,会出现弹性恢复。

(2)塑性变形。

岩石在载荷作用下发生变形,当去掉载荷后变形不能恢复。

如在软岩石中掘进巷道时出现的底臌,就是明显的塑性变形。

(3)脆性破坏。

岩石在载荷作用下,没有明显的塑性变形就突然破坏,这种破坏叫脆性破坏,这种岩石叫脆性岩石。

煤矿井下大部分岩石均为脆性岩石。

(4)弹、塑性变形。

岩石同时具有弹性变形和塑性变形,称岩石的弹、塑性变形。

煤矿巷道、硐室周围的煤或岩体处于三向(或双向)受力状态,发生破坏后,虽然其结构发生了变化,但仍然保留一定的承载能力,其侧向应力愈大,其残余强度也愈大。

这个规律对于在井下控制煤柱和岩体的稳定性很有现实意义。

(5)流变。

许多岩石的变形并非在一瞬间完成,它与时间有密切关系。

通常把岩石在长期载荷作用下的应力、应变随时间变化的性质称为岩石的流变性。

不同的岩石,其流变速率差异很大。

如位于软岩中的巷道,由于软岩流变速率大,开掘后,巷道断面很快就会缩小到难以通行;而位于坚硬岩石(如石灰岩)中的巷道可以不设支护,也能保证安全生产。

2.岩石的强度特性

岩石的强度特性反映岩石抵抗破坏的能力,用单位面积上所受的力的大小来表示,其单位为Pa(帕)。

岩石强度的大小,一般按下列顺序排列:

三向等压>三向非等压>双向压力>单向压力>剪切>弯曲>单向拉伸

一般岩石的单向抗拉强度仅为单向抗压强度的1/15~1/30,双向抗压强度为单向抗压强度的1.5~2.0倍。

岩石的强度越高,其抵抗外力使其变形、破坏的能力越强,则巷道就越稳定。

有的巷道处在强度较高的围岩中,不支护就可维持巷道的稳定。

3.岩石的破坏特性

岩石的破坏方式主要是拉断、剪断、塑性变形等。

在井巷掘进施工中,常见的破坏方式有:

较软岩体出现曲线形破裂面,坚硬岩体沿结构面滑动,脆性岩体出现突然岩块式张拉破裂;坚固岩层内夹有软岩层时,软弱夹层呈现塑性挤出的破坏。

(二)岩石的工程分级

为了能有效地破岩和合理地进行井巷维护,就必须在研究岩石与岩体的物理性质的基础上制定出岩石的工程分级,并以此作为选择破岩和井巷维护方法的科学依据。

岩石工程分级方法较多。

我国煤矿常用的是按岩石坚固性对岩石进行分级,即普氏分级法。

普氏认为,岩石的坚固性对于各种破岩方法的表现是趋于一致的,因此普氏提出一个表示岩石坚固性的综合指标“岩石的普氏系数f”,并以此来表示岩石破坏的相对难易程度。

f值在数值上等于岩石单向抗拉强度Rc(MPa)的10%,即f=Rc/10

根据f值的大小,将岩石分为10级共15种。

为了简化,我国煤炭系统按岩石坚固性将煤岩分类为:

I.相当软的岩石,f=1.5。

如:

碎石土,破碎的页岩,结块的卵石和碎石,坚硬的煤,硬化的粘土。

Ⅱ.中硬岩石,f=2~3。

特征为:

软页岩与软的石灰岩,冻土、无烟煤,普通的泥灰岩,破碎的砂岩,胶结的卵石和砂砾、掺石土以及各种不坚硬的页岩,致密的泥灰岩。

Ⅲ.相当硬的岩石,f=4~6。

如:

硬质粘土页岩,不坚硬的砂岩和石灰岩,软的砾石,砂质页岩,片状砂岩,普通砂岩,铁矿石。

Ⅳ.硬岩石,f=8~10。

如:

坚硬的石灰岩,不硬的花岗岩,硬的砂岩,硬大理石,黄铁矿,白云岩;紧密的花岗岩,花岗质岩石,很硬的砂岩和石灰岩,石英质矿脉,硬的砾岩,很硬的铁矿石。

Ⅴ.很硬岩石,f=12~14。

Ⅵ.坚硬岩石,f=15~20。

如:

很硬的花岗岩,石英斑岩,硅质页岩,最硬的砂岩和石灰岩,很硬、很致密与韧性最大的石英岩与玄武岩,及其他特坚硬的岩石。

实际工作中,可根据岩石分级确定钻眼爆破的各项参数、选择器具等。

(三)围岩的分类

为了区分在各种岩层中支护的难易程度,并为巷道支护提供科学依据,将各类岩层按围岩稳定性分为5类:

第Ⅰ类:

稳定岩层。

整体性和坚硬性良好,构造影响轻微,偶有小断层;层间结合良好,一般不出现不稳定块体。

第Ⅱ类:

稳定性较好岩层。

为块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构,构造影响较重,有少量断层;结构面较发育,层间结合较好,偶有层间错动和层面张开现象。

第Ⅲ类:

中等稳定岩层。

层间结合良好的薄层和软硬岩互层结构及碎裂镶嵌结构,构造影响较重;结构面发育,层间结合良好,少数有软弱夹层或泥质充填、层间错动和层面张开现象,但块体间牢固咬合。

第Ⅳ类:

稳定性较差岩层。

岩体结构为碎裂状结构,层间结合不良的薄层、中厚层和软硬岩层结构,散块状结构等。

构造影响严重,结构面发育,层间结合不良,多数夹泥,层间错动明显,多数为断层破碎带或风化带等。

第Ⅴ类:

不稳定岩层。

散体状结构,构造影响很严重,多数为破碎带、严重风化带。

块体间多数为泥质充填,甚至呈石英土状或土夹石状等。

根据围岩的稳定性程度分类,选择不同用途、服务年限和断面巷道的支护类型和参数,以及在巷道掘进中制定加强顶板管理的措施。

第二节井田开拓

一、井田及其再划分

在地质运动中,由于炭质物的沉积而形成大面积的含煤地带,这些含煤地带称为煤田。

煤田的面积可达数十到数千平方公里,储量可达数百亿吨,煤层数目也有的多至几十层,层间距也从几厘米至数十米或百余米以上不等。

如果由一个矿井来开采这样大且埋藏特征多变的煤田,不但在经济上不合理,在技术上也是不可能的。

因此,在开发煤田时,特别是开发大煤田时,应当把煤田划分为若干井田来开采。

这样划规一对矿井开采的那部分煤田称为井田。

煤田划分为井田后,每一个井田的范围仍然很大,还需要把井田划分为许多更小的部分,以便有计划按照一定顺序开采。

(一)井田划分为阶段和水平

当开采倾斜或部分缓倾斜煤层时,通常在井田范围内,沿倾斜方向按一定标高将井田划分成若干条带,每个条带称为阶段。

阶段走向长度等于井田的走向长度;阶段垂高一般为150~250m;阶段设有阶段运输大巷和阶段回风大巷,每个阶段有独立的运输和通风系统。

巷道和硐室一般布置在某一标高的水平面上,这一水平面简称为水平。

设有井底车场及主要运输大巷的水平称为开采水平,设有主要回风巷道的水平称为回风水平。

水平常用水平标高、开采顺序和用途来表示。

根据煤层赋存条件,一个井田可以用一个水平开采,或者用几个水平开采。

前者称为单水平开拓,后者称为多水平开拓。

单水平开拓是用一个开采水平把井田沿倾斜划分为两个阶段。

在水平以上的阶段,称为上山阶段,采出的煤炭向下运到开采水平。

在水平以下的阶段,称为下山阶段,采出的煤炭向上运到开采水平。

单水平开拓一般用在煤层倾角较小(16°以下),倾斜长度也比较小的井田;多水平开拓是用两个以上开采水平开采整个井田,一般用于煤层范围较大的井田。

(二)阶段内的划分

阶段内的划分一般可分为3种方式,即分区式、分段式和分带式。

1.分区式

在阶段范围内,沿走向把阶段划分为若干块段,每一块段称为一个采区。

采区的斜长即阶段斜长。

阶段的斜长往往很大,有时长达1000~1500m。

在这样的斜长范围内,通常再沿煤层倾斜划分成若干长条部分,每一个长条部分称为区段。

每一个区段布置一个采煤工作面,区段的斜长等于采煤工作面长度加上区段平巷和区段煤柱宽度。

2.分段式

在阶段范围内不再划分采区,而是沿煤层的倾斜方向将煤层划分成若干个走向条带,每个条带布置一个采煤工作面。

采煤工作面沿走向方向由井田中央向井田边界推进,或者由井田边界向井田中央连续推进。

分段的倾斜长度和区段斜长相同,分段的走向长度等于井田走向全长。

分段式与分区式比较,减少了采区上(下)山及其硐室的工程量,采煤工作面可以连续推进,减少了搬家次数;采煤工作面数量少,生产系统简单。

但分段式布置方式易受地质条件限制。

3.分带式

在阶段内沿煤层走向将阶段划分若干个倾斜条带,每个条带布置1~2个采煤工作面,在分带内采煤工作面沿煤层倾斜方向(仰斜或俯斜)连续推进。

分带式布置的优点是巷道布置简单,掘进工程量少,投资少,建井期短,见效快。

主要缺点是倾斜巷道长,掘进比较困难,掘进效率低,下山开采时掘进工作面生产环境差。

(三)井田划分为盘区或区域

在开采倾角较小的近水平煤层时,按标高划分井田已无实际意义。

这时,沿煤层主要延展方向布置水平大巷,主要水平大巷两侧划分成若干个采掘区,每一个采掘区叫做一个盘区。

每个盘区类似于采区,有独立的运输系统和通风系统。

近年来,为了实现采煤现代化,合理集中生产,在地质条件好的地方,将井田范围有意加大,走向长度可达数十公里,倾斜长度也可达lOkm以上。

为了合理开发煤炭,将井田划分为不同的几个区域,各区域有自己独立的通风和辅助提升系统,共用一个运输系统,称为分区域开拓。

区域可按井田划分方法继续细分。

二、井田开拓方式

在井田范围内,从地面向地下开掘一系列巷道进入煤层,为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程,称井田开拓。

这些井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系称为开拓方式。

开拓方式的内容包括通到地下的井硐形式、水平数目以及阶段内的布置方式等。

无论哪一种井硐形式,都可用单水平或多水平开采,以及分区式、分段式或分带式布置。

所以,通常按井硐形式把井田开拓方式分为斜井开拓、立井开拓、平硐开拓和综合开拓。

(一)斜井开拓

在埋藏较浅的缓倾斜煤层中,可以用斜井开拓。

常用的斜井开拓方式有片盘斜井开拓和多水平分区式开拓。

1.井巷开掘顺序

在井田走向中央,从地面沿煤层底板岩层开掘一对斜井。

两井相距30~40m。

主、副井掘到第一阶段下部边界(第一水平),开掘井底车场,然后向井田两翼开掘阶段运输大巷,阶段运输大巷开在岩层中。

同时在井田上部边界中央开掘回风井,当回风井掘至回风水平后,沿底板岩层向井田两翼开掘回风大巷,然后用回风石门与煤层联系。

当阶段运输大巷开掘到采区的中部位置时,开掘采区石门进入煤层,然后沿煤层掘进运输上山和轨道上山。

待上山掘到回风水平后,与回风石门连通,形成通风系统。

随后,在区段内掘进区段运输平巷以及开切眼,并安装设备准备回采。

2.生产系统

采煤工作面采出的煤炭,经区段运输平巷、运输上山运至采区煤仓,在阶段运输大巷中装车,电机车牵引煤车至井底车场,把煤卸入主井煤仓后,由主井提至地面。

材料和设备由副井下放至井底车场,经运输大巷、采区石门、轨道上山和区段回风平巷,运至采煤工作面。

副斜

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