井工开采

发布日期:2016/06/21 18:08:36 来源: 浏览次数:

井工开采也称地下采煤,是我国主要的煤炭开采方法。

1. 概述

首先需开挖从地面到地下的通道。一个煤矿至少有两个通道,一称主井,用以运出煤炭;一为副井,用以运送人员、设备、器材及运出矸石。此外还需有专门通风的风井,主井和副井一般建在同一工业广场内。

井筒挖至预定深度后,在此标高及其上方,要开挖一系列的巷道及峒室,主要包括井底车场、运输巷道、石门,上山及下山、回风巷道、联络巷道、以及井下煤仓、水仓、水泵房、变电站、压风机房、库房等。这个标高称为生产水平。这些巷道和峒室在矿井整个生产期间内一直提供服务。

井下煤层分成若干区域进行开采,此区域即为采区。根据产量要求、煤层厚度、采煤方法等,一个矿井可以用一个采区生产,也可以用多个采区生产。一个新建矿井其开拓工程已形成全矿的运输和通风网络,并且准备出与设计产量相适应的采区,即可移交生产,称为投产。在生产采区内为了采煤的需要,还需要开挖很多巷道,这些巷道随采煤随废弃,称为生产掘进。 

2. 开拓方式

包括立井开拓、斜井开拓、平垌开拓和综合开拓四种。 

立井开拓由地面至井底车场距离最短,大部分煤矿采用之。立井深度平均为600m以上,东部地区还有不少深度超过千米的立井。井筒直径根据煤炭产量确定,一般28 m。其中副井兼作进风井,断面最大;主井专司提升煤炭,风井用于出风,断面可较小。 

另外一种井田开拓方式是斜井,即由地面倾斜开挖的井筒,包括主斜井、副斜井和斜风井。斜井角度一般为15°~25°。主斜井用于提升煤炭,用矿车提升的能力较小,用皮带运输机提升能力较大。副斜井用于人员及物料输送,兼作进风井。和立井比较,从井口到井底车场的长度要多几倍,但开挖成本低,方法也简单很多。

平峒是最简单的开拓方式,但只适用于山区,对开拓水平以下的煤层尚需由暗斜井或暗井开拓至新水平。 

综合开拓就是将立井、斜井和平峒其中的两个或三个并用的方式,一般需要满足一定的条件。

3. 采煤方法

按落煤技术方法,地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种,前二者称为旱采,后者称为水采,我国水采矿井仅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法,以前者为主。壁式采煤法工作面长度在1001000 m不等,有的甚至更长,可以容纳功率大,生产能力高的采煤机械,因而产量大,效率高。柱式采煤法工作面短,一般630 m,由于工作面短,顶板易维护,从而减少了支护费用,主要缺点是回采率低。

4. 采掘工作面 

采煤工作面是地下采煤的工作场所,随着采煤的进行,工作面不断向前推进,原来的采场即成为采空区。长壁工作面采煤的工序为破煤、装煤、运煤、支护及控顶等五项;短壁工作面只有前四个工序。以滚筒式采煤机为主,组成长壁工作面综合机械化设备,可以完成五个主要工序,称为综合机械化采煤,简称综采,此工作面称综采工作面。

掘进工作面是井巷掘进的工作场所,分为岩巷、煤巷和半煤岩巷三种。掘进工序分破岩、装运和支护三项。掘进方法分两种,一为钻爆法,二为使用掘进机。前者应用范围广但机械化程度低,后者包括全断面岩巷掘进机及悬臂式掘进机两种。煤矿一般广泛使用悬臂式掘进机,包括掘进机、转载机、运输机和支护设备共同组成掘进综合机械化,完成三道主要工序,称为综掘。

4. 采煤机械化分级 

按中国煤矿的地质情况及实际生产状况,将机械化分为三级:

普通机械化采煤,简称普采,采煤工作面装有采煤机、可弯曲链板输送机和摩擦式金属支柱、金属顶梁设备,可完成前三工序机械化,但功率较小,一般工作面年产量1520t

高档普通机械化采煤,简称高档普采。采煤工作面装有采煤机,可弯曲链板输送机,液压支柱和金属顶梁,可使前三工序机械化。由于有液压支柱,因此顶板维护状况良好,支护和控顶虽为手工操作,但劳动强度大为减轻,功率亦较大,年产量为2030t

综合机械化采煤,简称综采。可完成五个工序的机械化。当前性能不断改进,能力不断增大,操作日益简化,应用范围也进一步扩大,部分综采工作面的年产量最高可超过1000t

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