矿井开拓延深的原则和要求、矿井开拓延深方案

为了保证矿井均衡生产,多水平开拓的矿井在上水平减产前就要提前完成井筒延深和下水平的开拓准备工作。在矿井正常生产过程中开拓新的水平,必然与生产水平的运输、提升、通风等工作互相干扰。因此,正确选择矿井延深方案,使矿井生产与井筒延深施工密切配合,切实处理好新旧水平的接续,是矿井延深工作中应解决的重要问题。

(1)矿井延深的原则和要求

1)提前做好准备工作

大、中型矿井新水平开拓延深的施工期比较长,一般在3年以上,准备工作也要2～3年的时间。为使开拓延深工作顺利进行,缩短工期,必须做好以下准备工作:

①要清楚了解和掌握新水平的煤层赋存情况、地质构造情况,提出精查地质报告;

②要有经上级单位审批的新水平开拓延深设计,列入计划并解决资金来源问题;

③落实施工队伍,完成施工场地、设备、材料的准备。

2)保证或扩大矿井生产能力

矿井开拓延深时应结合矿井发展的长远规划,仔细研究煤层地质条件的变化和各生产环节之间的配合,保证维持矿井已有的生产能力,有条件时,结合开拓延深进行技术改造,提高矿井生产集中化水平,力求扩大矿井生产能力。

3)充分与合理地利用现有井巷设施

新水平开拓延深应充分利用现有井巷以及提升、运输、通风、排水等大型设备,力求减少开拓延深的工程量和费用,缩短施工期。原有井巷设施可以利用,但经济效果不如新开井巷或新设备时,则不宜因循守旧,而以更新、改造为宜。

4)积极采用新技术、新工艺和新设备

根据矿井多年生产积累的经验以及国内外新技术、新装备的应用,吸取其他矿井的先进经验,在新水平开拓延深时,应选择更适宜的采煤方法、先进的采掘技术,选用高效能的机械装备,使新水平的生产技术面貌有较大的改变,技术经济效果有明显的提高。

5)尽可能缩短施工工期

正确选择延深施工方案,采取适当的技术措施,加强生产管理,尽可能地缩短新水平开拓延深施工工期,减轻生产与延深的相互干扰,集中有效地使用资金,以求获得较好的技术经济效果。

(2)矿井开拓延深方案

1)直接延深原有井筒

这种延深方式是将主、副井直接延深到下一开采水平,如图2.30所示。其特点是:可以充分利用已有设备、设施,投资少,提升单一,转换环节少,车场工程量相对减少等。但延深与生产互相影响,而且矿井提升能力相对降低。

图2.30　直接延深原有井筒方式

Ⅰ,Ⅱ—第一、二水平1—主井;2—副井;3—延深主、副井

图2.31　暗井延深方式

Ⅰ,Ⅱ—第一、二水平1—主井;2—副井;3—延深暗斜井

直接延深方式的适用条件:

①地质构造及水文地质等条件不影响井筒直接延深及井底车场布置;

②井筒断面和提升设备能力均能满足延深水平生产要求;

③提升设备能力满足不了延深水平要求,经过论证更换提升设备合理时可采用该方式。

2)暗井延深

这种方式是利用暗立井或暗斜井开拓深部水平,如图2.31所示。其特点是:延深与生产互不干扰,原有井筒提升能力不降低,暗井的位置不受原井筒限制,可选在对开采下部煤层有利的位置上。

暗井延深方式的适用条件:

①由于地质条件或技术经济等原因,原井筒不宜直接延深;

②用平硐开拓矿井,延深水平因地形限制无法布置阶梯平硐条件时,一般多采用暗斜井。(www.xing528.com)

3)直接延深与暗井延深相结合

这种延深方式是直接延深原来的主井或副井,另一井筒采用暗井延深,如图2.32所示。其特点和适用条件介于直接延深与暗井延深方式之间。

4)直接延深(或暗井延深)与新开井筒相结合

这种方式是从地面新开一个主井(或副井)通达延深的水平,另外用直接延深或暗井延深副井(或主井),如图2.33所示。其特点是:能大幅度增加矿井生产能力;便于采用先进的技术装备,开拓延深与生产相互影响小;但要改造原地面生产系统增加基建费用。

新开一个井筒、延深一个井筒的方式一般适用于结合矿井改扩建的大型矿井开拓延深。

5)深部新开立井或斜井

当煤田浅部为小井群开采时,随着向深部发展,如果每个小井都各自向下延深,将造成井口数目多、占用设备多、生产环节多、生产分散。因此,可将几个矿井联合开拓延深。该方案的实质是结合开拓延深,进行矿井合并改造。从开拓延深的角度分析,该方案的特点是:将各小井的深部合并为一个井田,建立统一的延深水平,延深时不影响生产。

图2.32　直接延深与暗井延深方式

Ⅰ,Ⅱ—第一、二水平1—主井;2—副井;3—暗斜井;4—延深副井

图2.33　新开与直接延深方式

Ⅰ,Ⅱ—第一、二水平1—原主井;2—副井;3—延深副井;4—新开主井

(3)生产水平过渡时期的技术措施

矿井的某一个开采水平开始减产直到结束,其下一个开采水平投产到全部接续生产,是矿井生产水平过渡时期。水平过渡时期,上下两个水平同时生产,增加了提升、通风和排水的复杂性,应采取恰当的技术措施。

1)生产水平过渡时期的提升

生产水平过渡时期,上下两个水平都出煤,对于采用暗斜井延深的矿井、新打井的矿井或多井筒多水平生产的矿井,分别由两套提升设备担负提升任务,一般没有困难。对于延深原有井筒的矿井,尤其是用箕斗提升的矿井,则必须采取下列有效的技术措施。

①利用通过式箕斗两个水平同时出煤。通过式箕斗是通过式装载设备,将启闭上水平箕斗装载煤仓闸门的下部框架改装成可伸缩的悬臂,提上水平煤时悬臂伸出,提下水平煤时,悬臂收回让箕斗通过。这种办法提升系统单一,并不增加提升工作量,但每变换一次提升水平时,都需调整钢丝绳长度,经常打离合器,增加了故障率。当水平过渡时期不长时,可采用这种方法。

②将上水平的煤经溜井放到下水平,主井在新水平集中提煤。这种方法提升系统单一,提升机运转维护条件好,但要增开溜井,增加提升工程量和费用。上水平剩余煤量不多时,宜采用这种方法。

③上水平利用下山采区过渡。上水平开始减产时,开采1～2个下山采区,在主要生产转入下一水平后,将该下山采区改为上山采区。这种方法可推迟生产水平接续,有利于矿井延深,但采区提运系统前后要倒换方向,要多掘一些车场巷道,只有煤层倾角不大时,方宜采用。

④利用副井提升部分煤炭。采用这种方式要适当地改建地面生产系统,增建卸煤设施。

2)生产水平过渡时期的通风

生产水平过渡时期,要保证上水平的进风和下水平的回风互不干扰,关键在于安排好下水平的回风系统。通常,可以采取以下方法:

①维护上水平的采区上山为下水平的相应采区回风;

②利用上水平运输大巷的配风巷作为过渡时期下水平的回风巷;

③采用分组集中大巷的矿井,可利用上水平上部分组集中大巷为下水平上煤组回风。

3)生产水平过渡时期的排水

①一段排水,上水平的流水引入下水平水仓,集中排至地面;

②两段分别排水,两个水平各有独立的排水系统直接排至地面;

③两段接力排水,下水平的水排到上水平水仓,然后由上水平集中排至地面;

④两段联合排水,上下两个水平的排水管路联成一套系统,设三通阀门控制,上下水平均可排水至地面。

具体采用哪种方式,需根据矿井涌水量大小、水平过渡时期长短、设备情况等因素,经方案比较后确定。