第三章 　煤礦開采基本知識

第一節(jié)　礦井開拓與生產(chǎn)系統(tǒng)

　　一、礦井開拓方式

　　煤炭資源埋藏在山里或地下，必須從地面開掘一系列的井筒和巷道通達(dá)煤層，才能進(jìn)行資源的開采。這些井筒和巷道構(gòu)成礦井開拓系統(tǒng)。這些井筒和主要巷道在井田內(nèi)的總體布置方式，稱為礦井開拓方式。通常按井筒形式將礦井開拓劃分為立井開拓、斜井開拓、平硐開拓和綜合開拓4種方式，如圖3-1所示。

　　1.立井開拓

　　立井開拓是指利用垂直巷道由地面進(jìn)入地下，并通過一系列巷道通達(dá)煤層的開拓方式。當(dāng)煤層埋藏較深，表土層厚，瓦斯、水文情況復(fù)雜等情況下廣泛應(yīng)用的一種開拓方式。

　　2.斜井開拓

　　斜井開拓是指利用傾斜巷道由地面進(jìn)入地下，并通過一系列巷道通達(dá)煤層的一種開拓方式。根據(jù)井筒位置和開拓巷道布置方式的不同，可分為片盤斜井和斜井分區(qū)式開拓。當(dāng)煤炭儲量較少時可采用片盤斜井開拓;斜井分區(qū)式開拓又分單水平分區(qū)式開拓和多水平分區(qū)式開拓。

　　3.平硐開拓

　　平硐開拓是指利用水平巷道從地面進(jìn)入地下并通過一系列巷道通達(dá)煤層的開拓方式。采用平硐開拓時，一般以一條主平硐擔(dān)負(fù)運煤、出矸、進(jìn)風(fēng)、排水、設(shè)置管路和行人等任務(wù)，在井田上部回風(fēng)水平開掘回風(fēng)平硐或回風(fēng)井。當(dāng)煤層賦存位置在較高的山嶺、丘陵、溝谷中時可采用平硐開拓。

　　4.綜合開拓

　　綜合開拓是指借助于兩種或兩種以上井筒形式從地面進(jìn)入地下，并通過一系列巷道通達(dá)煤層的開拓方式。如立井+斜井、平硐+斜井、立井+平硐以及立井+斜井+平硐等開拓方式。如果只采用單一的井硐形式開拓井田，可能遇到技術(shù)上的困難或在經(jīng)濟(jì)上不合理，因此要應(yīng)用兩種或兩種以上井硐開拓井田。

　　二、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)

　　(一)井下生產(chǎn)系統(tǒng)

　　煤礦井下生產(chǎn)系統(tǒng)主要有采煤系統(tǒng)、掘進(jìn)系統(tǒng)、運煤系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、運料排矸系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、動力供應(yīng)系統(tǒng)等。在煤礦生產(chǎn)過程中這些系統(tǒng)擔(dān)負(fù)提升、運輸、通風(fēng)、排水、人員安全進(jìn)出、材料設(shè)備上下井、矸石出運、供電、供氣、供水等任務(wù)，生產(chǎn)系統(tǒng)的暢通和安全是礦井安全生產(chǎn)的前提和保證。

　　1-主井;2-副井，3-井底車場;4-主要運輸石門;5-階段運輸大巷;6-回風(fēng)井;7-回風(fēng)石門;8-回風(fēng)大巷;9-采區(qū)運輸石門;10-采區(qū)下部車場底板繞道;11-采區(qū)下部車場;12-采區(qū)煤倉;13-行人進(jìn)風(fēng)巷;14-運輸上山;15-軌道上山;16-上山絞車房;17-采區(qū)回風(fēng)石門;18-采區(qū)上部車場;19-采區(qū)中部車場;20-區(qū)段運輸平巷;21-下區(qū)

　　段回風(fēng)平巷;22-聯(lián)絡(luò)巷;23-區(qū)段回風(fēng)平巷;24-開切眼;25-采煤工作面

　　1.采煤系統(tǒng)

　　煤礦生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)是利用各種采煤方法進(jìn)行采煤作業(yè)。采煤系統(tǒng)包括合理的巷道布置和適宜的采煤工藝(包括破煤、裝煤、運煤、支護(hù)、采空區(qū)處理等)。如圖3-2所示24、25

　　2.掘進(jìn)系統(tǒng)

　　掘進(jìn)系統(tǒng)就是按照井田開采規(guī)劃的總體部署和采煤設(shè)計要求，開掘各種類型的巷道，合理而有序地開采煤炭資源的準(zhǔn)備系統(tǒng)。采掘銜接是礦井生產(chǎn)均衡的重要保證，掘進(jìn)作業(yè)是其中的重要環(huán)節(jié)。如圖3-2所示21

　　3.運煤系統(tǒng)：將井下煤炭運輸提升到地面的設(shè)備設(shè)施及井巷布置統(tǒng)稱為運煤系統(tǒng)。擔(dān)負(fù)煤炭運輸和提升的重要任務(wù)。圖3-2所示的煤炭運輸線路為：工作面煤炭25→20→14→12→10→5→4→3→1。

　　4.通風(fēng)系統(tǒng)：新鮮空氣由進(jìn)風(fēng)井進(jìn)入礦井后，經(jīng)過井下各用風(fēng)場所，然后從回風(fēng)井排出礦井，風(fēng)流所經(jīng)過的整個路線及其配套的通風(fēng)設(shè)施稱為礦井通風(fēng)系統(tǒng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦井下生產(chǎn)中重要的系統(tǒng)之一，它負(fù)責(zé)向煤礦井下提供新鮮適宜的空氣，并營造一個舒適的氣候環(huán)境。圖3-2所示的風(fēng)流線路為：新鮮空氣從地面→2→3→4→5→11→15→19→20→25;污風(fēng)→23→17→8→7→6→排出。

　　5.運料排矸系統(tǒng)：擔(dān)負(fù)井下需要材料、設(shè)備和矸石的運輸、運送井下人員的系統(tǒng)稱為運料排矸系統(tǒng)，又稱為輔助運輸系統(tǒng)。圖3-2所示的材料和設(shè)備的運送線路為：地面→2→3→4→5→9→11→15→23→25。

　　6.排水系統(tǒng)：抽排礦井地下水的系統(tǒng)稱為排水系統(tǒng)。它的作用就是將礦井水不斷抽排到地面，防止礦井被淹沒，保證人身安全和正常生產(chǎn)。礦井排水系統(tǒng)包括泵房、水倉、水泵、管路等設(shè)施。采掘工作面涌水，由區(qū)段運輸平巷、采區(qū)上山排到采區(qū)下部車場，經(jīng)運輸大巷、石門等巷道的排水溝，自流到井底車場水倉，由中央水泵房排到地面。

　　7.動力供應(yīng)系統(tǒng)：供電和供應(yīng)壓氣的系統(tǒng)統(tǒng)稱為動力供應(yīng)系統(tǒng)。供電系統(tǒng)主要是為井下機械設(shè)備提供動力。常用的煤礦供電系統(tǒng)是：地面變電所→井下中央變電所→采區(qū)變電所→(移動式變電站)→工作面配電點。

　　煤礦井下除以上主要生產(chǎn)系統(tǒng)外，還有一些輔助系統(tǒng)，如煤礦安全避險系統(tǒng)、灌漿系統(tǒng)、瓦斯抽排系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等，都為煤礦安全生產(chǎn)提供技術(shù)、設(shè)施設(shè)備保障。

　　(二)工業(yè)廣場及地面生產(chǎn)系統(tǒng)

　　工業(yè)廣場是布置地面生產(chǎn)系統(tǒng)、建筑物、構(gòu)筑物和井筒位置的場所。工業(yè)廣場建筑物最主要的是主井、副井，其他工業(yè)建筑的位置取決于主、副井的位置;在工業(yè)廣場內(nèi)，有辦公樓、修配廠、絞車房、礦燈房、變電站、電車房、材料庫、電工房、油庫、煤倉、金屬支架廠等工業(yè)建筑和設(shè)施;有食堂、宿舍、招待所、醫(yī)院等民用建筑和生活設(shè)施;還有各種管線、軌道等。

　　工業(yè)廣場中還包括地面煤炭深加工系統(tǒng)(原煤的篩分、破碎、揀選、地面儲裝運)、地面排矸系統(tǒng)和地面管線系統(tǒng)等。

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