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  采矿学电子教案页PPT文档_理学_高等教育_教育专区。采矿学电子教案 煤矿开采方法总论 煤炭工业以开采煤炭为目的 煤炭开采 地下开采 93?94% 露天开采 6?7% 煤矿开采方法:主要讲授煤矿现代地下开 采的方法和基本知识。 让学生掌握 采矿学电子教案 煤矿开采方法总论 煤炭工业以开采煤炭为目的 煤炭开采 地下开采 93?94% 露天开采 6?7% 煤矿开采方法:主要讲授煤矿现代地下开 采的方法和基本知识。 让学生掌握煤矿现代地下开采的方法和基 本知识。 煤矿地下开采的特点 1、受资源赋存条件的制约 2、工作场所不断移动 3、中邦古代对挖矿工人采药,复杂的生产和管理系统 4、必须设置人工构置物保护工作空间 5、安全问题突出 1、煤矿地下开采方法课程的特点 专业性强;发展变化快;实践性强;时空关 系强;名词概念多。 综合性强 — 运用各种科学技术综合解决煤 矿地下开采的问题。 教学方法:课堂讲授、录象、模型、实习、 讨论。 掌握采矿工程师的基本理论和技能。 记笔记; 阅读参考书; 提出新采矿方法。 2、煤矿开采方法教材 主干课程教材 《采煤学》,1982年 《煤矿开采学》,2019年 《煤矿开采学》修订本,2019年 《采矿学》,2019年 《采矿学》国家级精品课程 3、煤矿开采方法主要参考书 主要参考书 煤矿开采方法主要参考书 徐永圻.煤矿开采学,徐州;中国矿业大学出版社,2019 张宝明.中国煤矿高产高效技术,徐州;中国矿业大学 出版社,2019 徐永圻.中国采煤方法图集,徐州;中国矿业大学出版社, 1990 陈炎光.中国采煤方法,徐州;中国矿业大学出版社, 1991 陈炎光.中国煤矿开拓系统,徐州;中国矿业大学出版社, 1 996 陈炎光.中国煤矿开拓系统图集,徐州;中国矿业大学出版 社,1992 煤矿开采方法主要参考书 煤炭科技名词审定委员会,煤炭科技名词,科学出版社, 北京:2019.2 《采煤学》(1979年版) 近代社会中国的采矿业 我国1876年创办基隆煤矿 1878年创办开平煤矿 1850年后 近代采矿工业 机器生产:提升、运输、排水 如开滦、抚顺、淄博、萍乡 帝国主义对我国煤炭资源进行掠夺性的开采 半个世纪以来中国煤炭工业的发展 机械化程度 全国煤矿共2.8万处(2019年前后) 国有重点煤矿约587处 地方国营煤矿1600多处 乡镇煤矿 2019年,国有重点煤矿机械化程度75.4% 2000年,国有重点煤矿综合机械化程度59.4% 高产高效矿井 2019年 78个综采队年产超过100万吨 18个综采队年产超过200万吨 9个综采队年产超过300万吨 神华大柳塔矿综采队年产803万吨 一矿一面全矿产量920万吨 全矿职工350人 小结 ?发展速度与成就举世瞩目,煤炭产量曾连续 居世界第一。 ?中国的采矿业总体来讲与发达国家有不小的 差距,但潜力巨大。 ?资源人均占有量低 二、煤矿开采方法讲授的内容 总论 采煤方法 准备方式 矿井开拓 矿井设计 General comments Coal winning method prepare development mine design 三、矿井开采的基本概念 煤田(coal field)—同一地质时期形成,并 大致连续发育的含煤岩系分布区。 在地质历史发展过程中,由含炭物质沉积形 成的大面积含煤地带。 矿区(mining area)—统一规划和开发的 煤田或其一部分。 开发煤田形成的社会组合。 一般一个矿区开发一个煤田 矿务局,矿业集团公司 中国矿区分布 京、津、冀、晋、 鲁、豫、宁等省市 自治区的全部或大 部,甘肃的东部, 内蒙古、辽宁、吉 林的东部,陕西, 安徽的北部和江苏 的西北部 华北(石炭二叠纪)聚煤区 煤田与矿区 峰峰煤田:3400 km2 神东煤田:31172 km2 淮南煤田:约3000 km2 探明储量:2263亿t 大屯煤田:245 km2 远景储量:10000亿t 枣庄煤田:500 km2 淮北局煤田:691.2 km2 鹤岗煤田:252 km2 水城煤田(黔西):7130 km2 铜川煤田:387.2 km2 徐州矿务局:730 km2 平顶山矿务局:714 km2 大同矿务局:约2550km2 井田(Underground mine field) (一) 井田 井田(矿田)—划归一个矿井开采的一部分 煤田或全部煤田 井田大小 : 范围 走向长度 倾向水平投影(宽度) 井田面积大小 矿井生产能力 服务年限 煤田划分为井田 井型 小型矿井 中型矿井 大型矿井 井田走向长度(m) ?1500 ?4000 ?8000 (二)矿井生产能力和井型 矿井生产能力 — 矿井设计生产能力,万t /a。 设计中规定矿井在单位时间(年)内采出的 煤炭和其它矿产品的数量。 矿井核定生产能力 — 矿井经过技术改造,核 定后的生产能力,万t /a。 井型 — 根据矿井设计生产能力不同,将矿 井划分的类型,称井型。 井型分大、中、小三种。 井型 井型 生产能力(万t / a) 大型矿井: 120、150 、180 、240 、300、 400、 500及500以上 其中300万t/a及其以上称特大型矿井 中型矿井: 45 、 60 、90 。 小型矿井: 9 、 15 、 21、 30。 矿井年产量 矿井年产量— 矿井实际生产的煤炭数量,万t/a 。 矿井年产量与生产能力有时同义,有时不同义 。 (三)矿井可采储量和服务年限 矿井可采储量Zk 生产能力A 服务年限T 可采储量愈多,生产能力和服务年限愈大 可采储量一定,应有合理的生产能力和服务年限 国外大型矿井的服务年限 40~50a 国内大型矿井的服务年限一般不小于60a 国内外矿井的生产能力有增大和服务年限有缩小的 趋势 (四)井田内的再划分 1、井田划分为阶段 阶段 (horizon) —沿一定标高划分的一部分 井田。 阶段划分 在井田范围内,沿煤层倾斜方向,按 一定标高将煤层划分为若干平行于走向的并等 于井田走向全长的长条形,每一个长条形叫一 个阶段。 井田划分为阶段 阶段的走向长度等于井田的走向长度 阶段下部布置阶段运输大巷 阶段上部布置阶段回风大巷 F 13 4421工作面 50 36 41 49 32 57 -1050m水平 55 53 51 54 56 4644 43 39 -800m水平 40 38 37 52 +197.5m 45 47 42 48 2422 运 输 巷2422 工 作 面 58 2421工作面 2420工作面 59 35 33 34 F13 31 30 29 27 1—主斜井(胶带输送机) 2— 一副斜井(东副斜井,原串车提升的主斜井) 3— 二副斜井(西副斜井) 4— 浅部回风井(东风井) 5— - 75m水平东大巷(矿车轨道) 6— - 75m水平西大巷(矿车轨道) 7— - 210m水平东大巷(矿车轨道) 8— - 210m水平西大巷(矿车轨道) 9— - 600m水平至210m水平折返胶带斜巷 10— - 210m水平至-600m水平副暗斜井 11— 井底车场和斜井保护煤柱边界线m水平前组煤层东大巷(矿车轨道) 14— - 400m水平前组煤层西大巷(矿车轨道) 15— 洛沟风井(- 400m水平回风井) 16— - 600m水平至210m水平主暗斜井(胶带暗斜井) 17— - 400m水平至— 600m水平副暗斜井 18— - 600m水平前后组大巷贯穿石门(矿车轨道) 19— - 600m水平前后组大巷贯穿石门(胶带) 20— - 600m水平水泵房、变电所 28 23 24 25 22 18 19 - 600m水平 26 21 20 17 14 12 13 15 11 14 16 10 - 400m水平7 - 210m水平 9 5 8 6 F3 - 75m水平 1 24 3 21— - 450m水平孙良回风石门 22— - 600m水平井底车场 23— - 600m水平前组煤层东大巷(矿车轨道) 24— - 600m水平前组煤层东大巷(胶带) 25— - 600m水平前组煤层西大巷(矿车轨道) 26— -600m水平东区(一采区)前组煤层集中上山 27— -600m水平东区(一采区)前组煤层集中下山 28— -600m水平中区(二采区)前组煤层集中下山 29— -600m水平孙良区运输石门(胶带) 30— -600m水平孙良区轨道石门 31— -450m水平孙良区回风大巷 32— -600m水平孙良区前组煤层胶带大巷 33— -600m水平孙良区前组煤层轨道大巷 34— -600m水平孙良四采区前组煤层集中上山 35— -600m水平孙良五采区前组煤层集中上山 36— -600m水平孙良六采区前组煤层集中上山 37— -800m水平副暗斜井(矿车轨道) 38— -800m水平主暗斜井(胶带) 39— -800m水平井底车场 40— -800m水平前组煤层东大巷(矿车轨道) 41— -800m水平前组煤层西大巷(矿车轨道) 42— -800 m水平贯穿石门 43— 北区地面工业场地 44— 北区千米副立井 45— 北区千米回风井 46— 北区-800m水平千米副立井井底车场 47— -800m水平胶带大巷(服务于下山阶段) 48— -1050m总回风巷 49— -800m水平前组煤层四采区集中下山 50— -800m水平前组煤层五采区集中下山 51— -1050m水平副暗斜井(矿车轨道) 52— -1050m水平主暗斜井(胶带) 53— -1050m水平回风上山 54— -1050m水平矸石暗斜井(矿车轨道) 55— -1050m水平井底车场 56— -1050m水平东大巷(矿车轨道) 57— -1050m水平西大巷(矿车轨道) 58— -800m水平二采区前组煤层集中下山 59— 北区地面工业场地及立井保护煤柱边界线 井田划分为阶段 2 + 150 1 _+ 0 一水平 -150 二水平 -300 三水平 阶段的开采顺序:下行式 井田划分为阶段 A q1 C3 C1 q 2 C2 q3 C4 J1 J2 J3 水平(level ) 水平(level )— 常指某一标高的水平面。 表示:标高、开采顺序及用途 (1)?0、-200、-500水平等 (2)矿井生产中,表示开采顺序,又称第一 水平、第二水平?? (3)矿井生产中,常把运输大巷所在的水平 称运输水平;回风大巷所在的水平称回风水 平。 开采水平( mining level) 开采水平(简称水平)—运输大巷及井底车 场所在的水平位置及所服务的开采范围。 布置有井底车场、阶段运输大巷,并担负全 阶段运输任务的水平。 广义的水平 — 布置大巷的某一标高的水平面 既包括一个水平,又包括所服务的阶段 阶段上部 回风水平 阶段下部 运输水平 (二)阶段内的再划分 1 阶段划分为采区,采区划分为区段 2区段 3区段 1区段 Ⅰ 阶段 Ⅱ 阶段 Ⅲ 阶段 Ⅰ 阶段 Ⅱ 阶段 1区段 2区段 3区段 Ⅲ 阶段 采区式划分 采区(district)与区段(district sublevel) 采区:阶段或开采水平内沿走向把划分为具 有独立生产系统开采块段。 采区斜长=阶段斜长(可达1000m ) 采区走向=400m~5000m 区段:在采区内沿倾斜方向划分的开采块段 。 区段下部有区段运输平巷 区段上部有区段回风输平巷 区段平巷与采区的斜巷相连(运输上山和轨 采区 2 6A C14 3 5 1 走向长壁工作面: 工作面沿倾斜布置 沿走推进 2 阶段划分为划分为带区,带区划分为分带 分带—沿煤层走向把阶段划分为若干长条,每一个长条叫一个 分带。 由若干分带组成,并具有独立生产系统的区域叫带区 J1 1 J2 倾斜向长壁工作面: 工作面沿走向布置 沿倾向推进 J3 阶段划分为划分为带区,带区划分为分带 J1 阶段 J2 阶段 J3 阶段 J1 阶段 J2 阶段 J 3阶段 3 井田直接划分为盘区或带区 P3 P1 P2 P4 panel 井田沿倾斜高差较小的条件下 为盘区或带区 P3 P1 P2 P4 盘区— 近水平煤层的采区 带区—倾斜分带开采的采区 采区、盘区或带区沿煤层走向的开采顺序 前进式:先采井筒附近的采区、盘区或带区,后采井田边 界的采区、盘区或带区 后退式:先采井田边界的采区、盘区或带区,后采井筒附 近的采区、盘区或带区 初期工程量、投资、达产期 采区、盘区或带区沿煤层走向的开采顺序 前进式:先采井筒附近的采区、盘区或带区,后采井田边 界的采区、盘区或带区 后退式:先采井田边界的采区、盘区或带区,后采井筒附 近的采区、盘区或带区 初期工程量、投资、达产期 P3 P1 P2 P4 采区、盘区或带区沿煤层走向的开采顺序 前进式:先采井筒附近的采区、盘区或带区,后采井田边 界的采区、盘区或带区 后退式:先采井田边界的采区、盘区或带区,后采井筒附 近的采区、盘区或带区 J1 阶段 J2 阶段 J 3阶段 (五)矿井生产系统的概念 76 8 24 25 23 20 22 21 14 22 13 10 19 15 16 17 18 20 23 25 22 21 19 24 21 3 4 11 5 9 矿井生产系统 1、矿井巷道的开掘顺序原则: 尽量采用平行作业;尽快沟通风路。 2、矿井主要生产系统 1)运煤系统 2)通风系统 3)运料排矸系统 4)排水系统 5)动力供应(电、压风) 6)通讯、监测系统 (六)矿井开拓、准备和回采的概念 1、井巷名称 矿山井巷 — 为进行采矿,在地下开掘的 井筒、巷道和硐室的总称。 2、井巷按倾角分类: ?垂直井巷 ?倾斜井巷 ?水平井巷 矿山井巷 11 3 9 1 13 12 2 13 10 5 6 6 12 4 1-立井, 2-斜井, 3-平硐, 4-暗立井, 6 12 5-溜井, 6-石门, 9-上山, 10-下山 11-风井 12-岩石平巷, 13-煤层平巷, 垂直井巷 立井 (竖井) — 在地层中开凿的直通地面的 垂直巷道 主立井(主井) 用于提升煤炭。 副立井(副井)用于行人、运料、通风、排 放矸石。 风井、排水井 暗立井 — 无直通地面的出口的垂直巷道 主暗立井, 副暗立井 溜井 — 用于自上而下溜煤的垂直巷道。 溜煤眼 — 长度短,直径小的溜井。 水平巷道 平硐 — 在地层中开凿的直通地面的水 平巷道 主平硐,副平硐 石门 —无直接地面出口,垂直或斜交 于煤层走向,在岩层中开掘的水平巷道 煤门 — 无直接地面出口,垂直或斜交 于煤层走向,在煤层中开掘的水平巷道 水平巷道 平巷 — 无直接地面出口,沿煤层走向 开掘的水平巷道 煤层平巷 — 开掘在煤层中的平巷 岩石平巷 — 开掘在岩石中的平巷 水平巷道 阶段大巷 — 为一个开采水平或阶段服 务的水平巷道 阶段大巷: 阶段运输大巷 阶段回风大巷。 区段平巷 — 为一区段服务的水平巷道 区段平巷 :区段运输平巷 区段回风平巷 倾斜巷道 斜井 —在地层中开凿的直通地面的倾斜巷道 主斜井 用于提升煤炭 副斜井 用于行人、提升矸石、通风 上下山采区 上山采区 — 位于开采水平以上的采区 下山采区 — 位于开采水平以下的采区 上山 — 位于开采水平以上,为本水平或采 区服务的倾斜巷道。 下山 —位于开采水平以下,为本水平或采区 服务的倾斜巷道。 倾斜巷道 分带斜巷: 运输斜巷 运料斜巷 J1 阶段 J2 阶段 J 3阶段 矿井开拓、准备和回采的概念 3、按井巷作用和服务范围分: 1)开拓巷道(development roadway) 为全矿、一个水平或若干采区服务的井巷。 服务时间长。10?30a或以上。 2)准备巷道(preparation roadway) 为一个采区或数个区段服务的巷道。 在采区范围内,从掘好的开拓巷道至区段的 通路。T3?5a。 矿井开拓、准备和回采巷道的概念 3、回采巷道(gateway, entry) 为回采工作面生产直接服务的巷道。 T = 0.5?1.0a 回风巷 开 切 眼 运输巷 矿井开拓、准备和回采巷道的概念 回采巷道 回风斜巷 开 切 眼 四、采煤方法 (一)采煤方法分类 采煤方法 —采煤工艺与回采巷道布置及其在 时间上、空间上的相互配合。 采煤工艺—采煤工作面各工序所用方法、设 备及其在时间上、空间上的相互配合。 Coal winning technology 四、采煤方法分类 整层开采 壁式体系 旱 分层开采 采 采 煤 柱式体系 方 法 水 采 柱式体系 整层开采 整层开采 单一长壁 放顶煤 走向长壁 倾斜长壁 掩护支架 倾斜分层 水平分层 走向长壁 倾斜长壁 斜切分层 水平分段放顶煤 房式 房柱式 倾斜短壁式 走向短壁式 垮落 刀柱 下行垮落 上行充填 1、 壁式体系采煤法 壁式体系采煤法一般特 点: 工作面较长,80?250m 工作面两端,一般至少 各有一条回采巷道 一般顶板暴露面积大, 矿山压力显现较为强烈 工作面运煤的刮板输送 机与工作面平行 采煤方法分类 ?按倾角分: 根据开采技术条件煤层按倾角分类: 地下开采 近水平煤层 α8° 缓倾斜煤层 8° ~ 25° 倾斜煤层 25° ~ 45° 急倾斜煤层 α 45° 近水平煤层采煤法 缓倾斜煤层采煤法 倾斜煤层采煤法 急倾斜煤层采煤法 采煤方法分类 ?按厚度分: 根据开采技术条件煤层按厚度分类: 薄煤层 中厚煤层 地下开采 (m) M1.3 m 1.3 m ~ 3.5 m 厚煤层 M 3.5 m 薄及中厚煤层采煤法 厚煤层采煤法 分层开采 整层开采 采煤方法分类 ?按采煤工艺分 : 爆破采煤法 普通机械化采煤法 综合机械化采煤法 单一长壁垮落采煤法 按工作面推进方向与煤层走向的关系 走向长壁采煤法 倾斜长壁采煤法 2 1 (a) 4 3 (b) 5 3 (c) ( a) 走向长壁, ( b) 倾斜长壁(仰斜), ( c) 倾斜长壁(俯斜) 采煤方法分类 按采空区处理方法分: 垮落采煤法 刀柱(煤柱支撑)法 充填采煤法 刀柱(煤柱支撑)法 4~6m 40~60m 充填采煤法 16 5 17 2 41 3 6 15 7 13 8 10 9 12 11 14 18 4 2‰ 3 1 2 7‰ 采煤方法分类 ?按厚煤层分层方法分: 倾斜分层 水平分层 斜切分层 倾斜分层 倾斜分层—将厚煤层分成若干与煤层层面相 平行的分层,然后逐层开采。 1 厚煤层分层间开采顺序: 2 下行式和上行式 α 一般为下行式 (a) 水平分层 水平分层—将厚煤层分成若干与水平面相平 行的分层,然后逐层开采。 水平分段 与斜切分层 斜切分层—将厚煤层分成若干与水平面成一定 角度(25??30?)的分层,然后逐层开采。 厚煤层整层放顶煤开采 厚煤层整层开采 : 放顶煤开采 (3.5?5m)下限 2、柱式体系采煤法 房式采煤法 房柱式采煤法 特点: 煤房比较窄 5?7m 采掘合一 煤柱支撑顶板 房柱式采煤法 3 1 2 采煤方法的发展与应用 采煤工艺 1954年英国开始用长壁综合机械化采煤技术 上世纪80年代开始采用大功率、高可靠性的 机电一体化综合机械化采煤技术 我国主要采用长壁体系采煤法 俄罗斯、乌克兰、波兰、德国采用长壁体系 美国、加拿大、澳大利亚、南非广泛采用柱 式体系

本站文章于2019-11-20 07:17,互联网采集,如有侵权请发邮件联系我们,我们在第一时间删除。 转载请注明:采矿学电子教案页PPT文档

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