教学视频及课件

    导教
    以理想条件下的实例,讲授缓(倾)斜煤层两水平采区式划分立井开拓方式。井田划分为阶段、阶段划分为采区。设置两个开采水平,采区间采用前进式开采顺序。介绍开拓巷道布置、掘进顺序、生产系统、水平间接替、采区间接替。
    通过实例讲授近水平煤层单水平带区式划分立井开拓方式。井田划分为阶段,阶段内划分为带区,设置一个开采水平,分带间采用前进式开采顺序。介绍开拓巷道布置、掘进顺序、生产系统、分带区间接替。
    分析讲授立井开拓的分类方法。
    分析讲授立井井筒配置、井筒装备、用途及要求。
    通过实例讲授缓(倾)斜煤层两水平采区式划分集中斜井开拓方式。井田划分为阶段,阶段划分为采区,设置两个开采水平,采区间采用前进式开采顺序。介绍开拓巷道布置、掘进顺序、生产系统、水平间接替、采区间接替。
    通过实例讲授缓(倾)斜煤层单水平采区式划分集中斜井开拓方式。井田划分为阶段,阶段划分为采区,设置一个开采水平,该水平服务于上下山两个阶段,采区间采用前进式开采顺序。介绍开拓巷道布置、掘进顺序、生产系统、水平间接替、采区间接替。
    通过实例讲授缓(倾)斜煤层片盘斜井开拓方式。井田面积相当于一个采区的面积,井田直接划分为区段,称之为片盘。介绍巷道布置、掘进顺序、生产系统、片盘间接替。
    分析讲授斜井井筒配置、斜井井筒装备及对倾角的要求、用途及分类。
    以垂直走向平硐和走向平硐为例,讲授平硐开拓方式。井田直接划分为盘区,设置一个开采水平,该水平服务于上下山两个阶段。介绍开拓巷道布置、掘进顺序、生产系统、盘区间接替。
    分析讲授平硐配置、装备、用途及要求。
    分析讲授立井的特点与应用条件、斜井的特点与应用条件、平硐的特点与应用条件。
    以实例分析讲授井硐形式的优势组合-综合开拓,分斜井-立井、平硐-斜井、平硐-立井综合开拓。
    分析讲授综合开拓的选择原则及应用条件。
    以塞尔比矿为例,讲授井田多井筒分区域开拓方式,涉及井田划分、井巷布置、主要生产系统。
    以大柳塔为例,讲授井田多井筒分区域开拓方式,涉及井田划分、井巷布置、主要生产系统。
    以立井开拓为例,考虑有利于井下生产,分析讲授井筒在井田走向有利的位置。考虑总的和初期石门工程量、工业场地压煤量,分析讲授井筒在井田倾向有利的位置。考虑井筒和井底车场的施工与维护,分析讲授井筒在井田中的合理位置。考虑地面工业场地布置合理,分析讲授井筒在井田中的合理位置。
    分析讲授中央并列式通风方式的风井布置、通风效果、优点、缺点及适用条件。
    分析讲授中央分列式通风方式的风井布置、通风效果、优点、缺点及适用条件。
    分析讲授中央对角式通风方式的风井布置、通风效果、优点、缺点及适用条件。
    分析讲授采区式通风方式的风井布置、通风效果、优点、缺点及适用条件。
    引出混合式通风方式和分区域通风方式。
    引出岩层移动角的概念。
    分析讲授工业场地保护面积确定方法。
    分析讲授工业场地保护煤柱留设的垂直剖面法和计算法,并以实例留设出工业场地保护煤柱。
    导学
    立井开拓分单水平和多水平开拓两大类。近水平煤层群且煤组间距较大时可采用立井多水平分煤组开拓方式。开采急(倾)斜煤层时,井筒多布置在煤层底板岩层中。
    主立井担负提升煤炭任务,大中型矿井的主立井装备一对或两对箕斗,小型矿井的主立井装备一对罐笼。副立井一般装备罐笼,担负提升矸石、下放物料、升降人员等任务。
    箕斗提升井兼作回风井时,井上下装、卸载装置和井塔(架)必须有完善的封闭措施,漏风率不得超过15%,并应有可靠的降尘措施。
    立井开拓可不受地质和水文条件限制;采深相同时井筒短,提升速度快,提升能力大,对辅助提升特别有利;但立井施工技术复杂,设备多,要求的施工技术水平高,速度较慢,费用较高;井筒装备复杂;直接延深困难,对生产干扰大。
    立井开拓应用的一般原则是:冲积层厚、水文地质条件复杂的矿井,多水平开采急(倾)斜煤层的矿井,煤层赋存深的矿井。井田的地形地质条件不利于采用平硐或斜井开拓的矿井。
    斜井开拓可分为集中斜井和片盘斜井两大类,也分单水平、多水平、上山式、上下山式和混合式等多种开拓方式,水平内可采用采区式、盘区式或带区式准备。
    斜井开拓可分为集中斜井和片盘斜井两大类,也分单水平、多水平、上山式、上下山式和混合式等多种开拓方式,水平内可采用采区式、盘区式或带区式准备。
    副斜井绝大多数采用串车提升,还可以采用单轨吊车、卡轨车、齿轨车、无轨胶轮车等设备完成辅助运输任务。
    斜井井筒的倾角,在采用普通胶带输送机提升时一般不超过16°,采用箕斗提升时一般取25°~35°,采用串车提升时不宜大于25°,采用无极绳绞车提升时一般不大干10°。
    斜井井筒的方向有沿层、穿层和反斜三类。
    沿煤层开掘斜井工程量少,施工容易、速度快、初期投资较省,且可获得补充地质资料,但井筒维护比较困难,保护井筒的煤柱损失较大,受煤层沿倾斜方向波状起伏或断层切割影响大。
    岩石斜井一般距煤层法线距离20~30m,布置在煤组底部煤层底板岩石中,其维护工程量小,安全条件好,且不受地质条件限制,但开凿慢,岩石工程量大。
    顶板穿岩斜井主要用于倾角小的缓斜煤层及近水平煤层,底板穿岩斜井主要用于煤层倾角较大、井口位置受限制的条件。
    反斜井的井筒倾斜方向与煤层倾斜方向相反,其目的是使工业场地位置合理,井筒到达煤层的距离较短,但压煤多、环节多、延深方式复杂,主要是由于井位受限制,不适于一般的情况。
    与立井相比,斜井掘进技术和施工设备比较简单,掘进速度较快;地面工业场地建筑、井筒装备、井底车场及硐室也比较简单;井筒延深施工比较方便,对生产干扰少;装备胶带输送机的主斜井运输连续,能力大,效率高,采用箕斗或串车提升的斜井,其提升能力均不大,但能适应小型矿井提升的要求。
    采深一定的条件下,斜井比立井长,围岩不稳定时维护费用高;绞车提升时能力较低,对辅助提升不利;通风线路和管缆长;开掘受表土层、富含水的冲积层或流沙层限制。
    斜井开拓应用的一般原则是:井田内煤层赋存不深、表土层不厚、无流砂层、水文地质条件简单、开采缓(倾)斜和中倾斜煤层的矿井。
    平硐开拓有垂直走向平硐和走向平硐开拓之分,当煤层赋存于地形高差大的山岭地带时还可采用阶梯平硐开拓。
    主平硐一般铺设双轨,采用矿车轨道运输。一些现代化的大型矿井在主平硐中铺设胶带输送机运煤,另开担负辅助运输任务的副平硐。一些大型矿井采用底卸式矿车运煤,在地面设卸载坑。
    与立井和斜井比,平硐的施工技术和装备简单、掘进速度快,施工条件较好;井下出煤运输环节少、系统简单、运输设备少、费用低,运输能力大;平硐水平以上的矿井涌水可自流排出,不用排水设备,并可不掘水泵房、水仓等硐室;不必开掘工程量大的井底车场和硐室,地面不建井架和绞车房,生产系统中的转载环节较少,简单可靠,是最有利的井田开拓方式,条件满足时应优先考虑采用。
    平硐开拓应用的一般原则是:平硐水平以上有足够的煤炭储量,合适的地形条件和平硐长度。
    立井、斜井和平硐三种井筒(硐)形式各有特点,一般情况下立井最复杂,斜井次之,平硐最简单。
    综合开拓的实质是结合具体矿井煤层开采条件,使不同井硐形式进行优势组合,可分为斜井一立井、平硐一斜井、平硐一立井三种基本类型。
    主斜井一副立井开拓可充分发挥主、辅提升能力大、系统简单、通过风量大、技术经济效果好的优点,是大型、特大型矿井比较合理的开拓方式。大多数主斜井一副立井开拓是生产矿井扩建后逐步形成的,有不同的原有开拓方式、改造重点和形成过程。
    分区域开拓是大型矿井井田划分为若干个具有独立通风系统的开采区域,并共用主井的井田开拓方式。主要是解决特大型矿井井田尺寸大,产量高,通风线路长、井下辅助提升任务重,人员上下井时间长等问题。
    一些生产矿井通过改扩建,使井型和井田尺寸扩大,并增加了井筒数目,或与相邻矿井合并,原有井筒可资利用,也形成了多井筒分区域开拓方式。
    井筒及工业场地位置既要力求做到对井下开采有利,又要注意使地面布置合理,还要便于井筒的开凿和维护。如地面工业场地选择不太困难,应首先考虑井下开采有利的位置;如地面为山峦起伏、地形复杂的山区,应首先考虑地面运输和工业场地有利位置,并结合考虑井下开采有利的位置;如表土为很厚的冲积层、水文地质条件复杂,就应结合井下开采有利及冲积层较薄的地点综合考虑。
    不受井下和地面条件限制、井筒设在井田走向中央或储量中心,可使沿井田走向的运输工作量最小,运输费用最少。
    在沿井田倾斜方向,立井井筒位置应使石门工程量少;少压煤;有利于第一水平开采。
    不受井下和地面条件限制时,对近水平、缓(倾)斜煤层单水平开采的矿井,井筒应位于井田中部,使上山部分斜长略大于下山部分斜长。
    对缓(倾)斜、中倾斜煤层多水平开采的矿井,应使井筒靠近井田浅部大致在中偏上的适当位置。
    对开采急(倾)斜煤层的矿井,为减少煤炭损失,井筒宜靠近井田浅部。
    井筒位置应有利于井筒和井底车场的开掘与维护,考虑地面工业场地的合理布置,并要高于历年最高洪水位。
    根据风井的布置和位置不同,矿井的通风方式分中央并列式、中央分列式、对角式、采区式、混合式和分区域通风。风井布置更具有时限性、局部性和较大的灵活性。
    井筒和工业场地受保护面积分地面建筑物本身的面积和增加了围护带后扩展的面积,围护带宽度按20 m计算。用垂直剖面法,作沿煤层走向和倾向的剖面,在剖面图上由移动角确定煤柱宽度,并投影到平面图上,可得到保护煤柱边界。
    难点
    立井、斜井、平硐开拓方式中的开拓巷道布置、空间关系、业场地保护煤柱留设。