煤矿勘探

煤炭地质勘探结束后,根据有关部门审查的地质勘探报告,登记煤炭储量,申请采矿登记,经批准后进入煤炭开采阶段。应当根据煤矿的地质条件、资源条件、外部环境和市场条件,进行煤矿开发的经济效益分析、可行性研究和经济评价;根据煤层赋存状态和开采技术条件,制定开采方案和规模,选择开采方法和井型;要进行多方案论证优化,确定符合实际的矿井开拓系统、地面工业广场等矿井建设方案。煤矿开采有两个阶段:矿井建设和采区建设。

(1)矿井建设

根据设计部门提供的矿井设计,矿井建设单位进行煤矿建设、地面工业广场建设和开拓系统建设,建设首采区并投产。达到一定生产规模后,交给煤矿生产单位进行采煤。

(2)煤炭开采

煤矿生产单位在接收完成开采的煤矿后,正式投入煤矿生产。根据煤的赋存条件和埋藏深度,从地下采煤有不同的方法。最常见的采煤方法是露天开采、平硐开采、斜井开采和竖井开采。

露天开采:露天开采是直接剥离地面上的覆盖层,用大型机械设备直接采煤,运输到开采地点,在煤层露头或浅埋部分开采(图5-3-1)。

露天开采需要厚煤层和浅埋。一般要求剥采比不超过1:8,也就是说开采1吨煤,覆盖岩石和土方不超过8吨。露天开采过程中,不存在冒顶、突淹井、瓦斯爆炸等灾害,能有效保证安全生产,充分利用现代化大型设备,大幅度提高生产能力,提高回采率,充分利用矿产资源,有效提高经济效益。由于露天开采优势明显,在条件具备的情况下,应尽可能采用露天开采。新疆哈密三道岭露天煤矿、准东露天煤矿、乌鲁木齐铁厂沟露天煤矿、托克逊黑山露天煤矿、奇台北山露天煤矿、和田雅布露天煤矿均采用露天开采(图5-3-2)。

平硐开采:是在煤层存在于上山位置的条件下的一种开采方法。平硐井筒从地面水平穿过煤层,然后单翼或两翼开采山上的煤层。平硐开采的特点是地下水可以从井口自然流出,很少发生水淹事故。平硐运输也很方便,如皮带运输、矿车运输等。在条件好的矿山,汽车和火车也可以直接开到井下运输。平硐施工成本也比较低,工期短。在条件允许的情况下,平硐采矿是最经济实用的采矿方法之一。新疆有很多平硐开采的煤矿,主要有艾维尔沟平硐和雅布煤矿(图5-3-3)。

斜井开采:斜井是以20° ~ 30°的倾角从地面挖到地下的竖井,由主井和副井组成,形成通风运输系统。斜井开采的优点是可以开采较深的煤层,同时斜井运输能力强,人上下井比较安全。斜井可以是沿煤层倾斜方向发展的正斜井,也可以是与煤层倾斜方向相反的反斜井。斜井开采适用于各种煤层,水平煤层、倾斜煤层、急倾斜煤层均可采用斜井开采。新疆采用斜井开采的主要矿井有硫磺沟小草湖煤矿、乌鲁木齐六道湾煤矿、小红沟煤矿和哈密北泉煤矿(图5-3-4和图5-3-5)。

竖井开采:是煤矿常用的开采方法之一。它是从地面垂直驱动井筒,穿过煤层后向两翼发展,形成上下山采区,在采区内布置工作面进行开采。该井由主井和副井组成,形成通风运输系统。立井的优点是可以开采深埋煤层,但立井提升能力不如斜井,因为立井只能用绞车箕斗提升,而斜井除了绞车外,还可以用皮带提升。新疆采用竖井开采的主要矿井有六道湾一号井、苇湖梁煤矿和大红沟煤矿。

采煤的技术和方法也在不断改进,从落后的钻爆采煤发展到大型机械化采煤和综采放顶煤技术。