煤矿开采学（word版全套教材）.doc

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1、采矿学（SX041.2）主要参考书：徐永圻，煤矿开采学，中国矿业大学出版社，1999年；煤矿地下开采方法（85年版）以及开采方法（80年版），煤炭工业出版社。绪论煤是工业的粮食，在我国，一次能量消耗，煤炭占75%；产量世界之最，煤种多，储量大，在1000米深度内，有1000020000亿吨；在1500米深度内，有多于56000亿吨；一、煤炭的历史（地质学）1、煤是由植物生成的2、我国古代采煤的情况春秋战国时期，就有煤炭的开采和利用。石涅，涅石，石墨，石炭（炭）明朝时，才称煤炭。记载的书，宋应星编著天工开物，地质、开拓、采煤、支护、通风、提升。二、解放以后我国煤炭工业技术的发展1、产量49年，3

2、243万吨；50年52年，三年恢复时期，旧矿、旧设备、旧方法；52年，6650万吨；5357年，第一个五年计划，中国经济形式变化最大。57年，1.3亿。5862年，第二个五年计划，大跃进，浮夸风。60年达到3.97亿。采掘严重失调，62年，2.3亿。6365年，三年调整，产量2.1亿左右。6670年，第三个五年计划，70年3.5亿。7175年，第四个五年计划，75年4.8亿，76年，文革结束。7680年，第五个五年计划，77年5.5亿，78年6.18亿，79年6.35亿。8195年，第六、七、八个五年计划。81年，6.2亿；82年，6.66亿；83年，7.14亿；84年，7.9亿；85年，8.

3、7亿；86年，8.94亿；87年，9.28亿；88年，9.8亿；89年，10.5亿；90年，10.8亿；9095年，市场经济，产量在1113亿之间。2003年15.9亿，2004年19.5亿，2005年21.1亿，2006年， 23.32亿；2、单产及机械化水平1）、建国初期，风稿落煤，人背，人拉，马拉，高强度体力劳动。三年恢复时期，推行壁式采煤，使用刮板运输机和截煤机。52年，4331吨/月.面。机械化水平0.73%。2）、第一个五年计划，引进苏联康拜因，在双鸭山岭西矿使用。57年，5137吨/月.面，机械化水平4.12%3）、64年，采用了浅截深滚筒式采煤机，可弯曲刮板运输机，采用摩擦式金

4、属支柱，金属铰接顶梁，出现了正规普通机械化采煤工作面。65年，6646吨/月.面，机械化水平8.23%。4）、74年，我国煤炭系统成立了综合机械化采煤指挥部，引进了43套综采设备。出现了综采机械化采煤工作面。到78年，又引进100套综采设备和100套综掘设备（俗称双百套综合机械化设备）。煤炭机械化水平和单产又上一新台阶。79年，单产为11220吨/月.面；机械化水平达到32.3%。从此正常向前发展。到90年，全国统配煤矿单产16040吨/月.面。其中综采45642吨，高档普采17540吨/月.面，机械水平达到65.1%。5）、单产创记录情况（1）、82年，大同同家梁矿创年产百万吨综采队。到90

5、年，已达到160队次为百万吨综采队，有连续保持9年时间，6年中，最高的产量达到180万年产。目前，每年达到百万吨综采队的有3545个队，并创造了放顶煤400万吨。（2）、高档普采创单产最高达67万吨。从82年到90年，有将近120个高档普采队超过30万吨。（3）、炮采队也有达到50万吨的。（4）、目前，已有许多高产高效工作面，年产1000万吨的（神华集团）。6）、机械化水平高的局内蒙的神华集团、山西的晋城、大同、潞安、山东的兖州、河南、河北、陕西等许多矿业集团公司的许多矿井，机械化程度都很高。三、本课程的内容1、煤矿开采学：是研究煤矿开采技术的综合性科学。2、内容：地下开采、井田开拓、准备方式

6、、采煤方法。第一章 煤矿开采的基本概念1.1煤田开发的概念一、煤田和矿区1、煤田：由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带称（自然形成）。2、矿区：开发煤田形成的社会组合称矿区（社会的）。（目前，矿区和当时编书出版时的意义不一样，说明其区别）煤田，面积大，储量多，大到数百、数千平方公里，多到数亿、数百亿吨。小的，可以由一个矿区开发，大的,可以由几个矿区开发，有时，一个矿区还可以开发多个煤田。北京矿务局（现在的京煤集团）开发两个煤田，如下图。淮南矿区开发三个煤田：舜耕山煤田，八公山煤田，潘谢煤田（书上图1-1）。（也可以利用CAI课件中的图讲解）二、井田1、井田：划分给一个矿井开采的那一部分煤田称为井

7、田。矿井：组成矿区的社会单元（开发井田的社会组合）。井田有多大？矿区总体设计的关键。（讲述普查、详查、精查之间的关系及内容）。井田范围，走向长，大型（7.0km）、中型（4.0 km）、小型（1.5 km）。倾斜宽（平面投影）。2、煤田划分为井田的原则：1）、充分利用自然条件划分。利用大断层、褶曲、铁路、公路、河流、城镇等，如上图。2）、有合理的尺寸3）、有足够的储量。与生产能力、服务年限有关。4）、处理好相邻矿井之间的关系，如浅部、深部。如下图。3、煤田划分为井田的方法1）、垂直划分。切豆腐块2）、水平划分。以一定标高为界3）、按煤组划分（近水平煤层情况）。1.2 矿山井巷名称和井田内的再划

8、分一、矿山井巷名称1、矿山井巷：在地下开采中，为提升、运输、通风、排水、动力供应等需要而开掘的井筒、巷道和硐室总称为矿山井巷。2、矿山井巷的分类根据分类的不同，分成不同的类型。（图1-3）1）、按空间形态分：垂直（立） 水平（平）2）、按应用范围分：（1）开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷道，如井筒、水平打巷、井底车场。（2）准备巷道：为一个采区或几个区段服务的运输、通风等巷道；（3）回采巷道：直接为采煤工作面服务的巷道。 倾斜（斜）二、煤层的分类根据分类的条件不同，按以下几种情况分类：1）、按厚度分为：（1）、薄煤层，厚度为 可采厚度1.3 m；（2）、中厚煤层，厚度为 1.33.5m

9、；（3）、厚煤层，厚度为3.510m；（4）特厚煤层：厚度为10 m以上。（为什么这样分类？）2）、按倾角分为：（1）、近水平煤层，倾角为 00120；（2）、缓斜煤层，倾角为120250；（3）、倾斜煤层，倾角为 250450； （4）急倾斜煤层，倾角为450900。（为什么这样分类？）3）、按煤层厚度的变化情况分为：稳定煤层、较稳定煤层、不稳定煤层、极不稳定煤层。（1）、稳定煤层：在井田范围内，煤层全区发育，煤层厚度变化不大，全区可采；（2）、较稳定煤层：在井田范围内，煤层绝大部分发育，煤层厚度变化不太大，全区大部分可采；（3）、不稳定煤层：在井田范围内，煤层局部发育，煤层厚度变化较大，全

10、区少部分可采；（4）极不稳定煤层：在井田范围内，煤层仅极少部分发育，煤层厚度变化极大，只为串珠状和鸡窝状的形态；（为什么这样分类？）三、矿井生产能力与井型1、矿井生产能力：指矿井的设计年生产能力，单位用万t/a或Mt/a表示（矿井生产能力是设计计划任务书给定的，是系列化的，不能随便给定，如100万吨、75万吨，目前，按国际通用方法用Mt/a）。2、井型：按照矿井生产能力的大小不同，将其划分为不同的级别，以此定为不同的级别，成为不同的井型。1）、小型井：9、15、21、30（万t/a）；2）、中型井：45、60、90（万t/a）；3）、大型井：120、150、180、240（万t/a）；4）、特

11、大型井：300、400、500、600、800、1000、1200、1500、2000、5000（万t/a）。而1200、1500、2000、5000（万t/a）的矿井多数为露天矿井。（转化成Mt/a）四、露天矿开采与地下开采的概念1、露天开采：从散露的地表直接采出有用矿物的方法叫露天开采；（书上图1-2）2、地下开采：从地面开始掘进井硐通达有用矿体，然后采出它们，这样的方法称之为地下开采；（书上图1-3）3、露天开采与地下开采相比较所具有的特点：1）、优点：（1）.产量大，一般可达5001200万吨，有的可达5000万吨；（2）.劳动效率高，一般为3.028.0吨/工，是井工开采的数倍，有的

12、达到书十倍；（3）.生产成本低，大约是井工开采的50%； （4）.资源回收率高，达90%以上；（5）.作业空间不受限制； （6）.木材、电力消耗少；（7）.建设速度快，产量有保证，生产安全，劳动条件好； 2）、缺点：（1）.占用土地多，污染环境； （2）受气候影响大；（3）对矿床赋存要求严格。五、井田内的再划分 1、非近水平煤层的划分： 1）、划分为阶段阶段：在井田范围内，按一定标高，沿倾斜方向每隔一定的距离，一般为500m2000m，将井田划分为沿走向的若干个长条部分称为阶段； 图1-4 分 成 阶 段 2）、阶段内的划分：（1）划分为采区采区：在阶段内，根据地质条件和设备水平等条件的不同，

13、沿走向每隔1000m4000m，划分成具有相对独立的生产系统的开采区域，叫采区，它是矿井生产的基本单元；（书上图1-5）（2）划分为条带：当煤层倾角比较小时，即小于150时，可以考虑采用倾斜长壁开采。（图1-7）条带：在阶段内，根据地质条件和设备水平等条件的不同，沿走向每隔100m350m，划分成可以进行开采的单元，每一个单元称为条带；图1-7 分 带 式 布 置当井田的走向长度比较长时，每512个条带划分为一个区域，使其具有相对独立的生产系统，此区域也可以称为带区； （3）划分为分段分段：当井田的走向长度比较短时，如达到4000m以下，并且沿走向没有沿倾斜方向的断层，则沿倾斜方向每隔100m

14、350m，划分成可以进行开采的单元，每一个单元称为一个分段； （图1-13）3）、采区内的划分划分为区段：在采区范围内，按一定标高，沿倾斜方向每隔一定的距离，一般为100m350m，将采区划分为沿走向的若干个长条部分，每一个部分称为区段；（书上图1-5）2、近水平煤层的划分：1）、划分为盘区盘区：在近水平煤层中，不能划分为阶段，在大致是煤层的倾斜方向上，在大约3000 m4000m的范围内，在中部布置开采水平大巷（可以有回风大巷），然后在大巷两侧沿大致走向方向，每隔1000m4000m，划分成具有相对独立生产系统的单元，每一个单元称为盘区；（图1-8）（如果沿倾斜方向的距离大于5000 m，可

15、以考虑布置两条大巷）2）划分为条带：大巷两侧沿大致走向方向，根据地质条件和设备水平等条件的不同，沿走向每隔100m350m，划分成可以进行开采的单元，每一个单元称为条带；（图1-7）同样，与非近水平煤层相类似，当井田的走向长度比较长时，每512个条带划分为一个区域，使其具有相对独立的生产系统，此区域称为带区； 3）划分为分段分段：当井田的走向长度比较短时，如达到4000m以下，并且沿走向没有大致沿倾斜方向的断层，则沿倾斜方向每隔200m350m，划分成可以进行开采的单元，每一个单元称为一个分段； 同非近水平煤层的情况一样，每一个分段布置一个工作面，沿走向从井田的一侧向另一侧推进、采煤，直到井田

16、边界。（图1-13）4）、盘区内的划分划分为区段：在盘区范围内，沿大致倾斜方向每隔一定的距离，一般为150m350m，将采区划分为沿走向的若干个长条部分，每一个部分称为区段；（同采区的情况）3、划分成区域在有些井田中，因为生产能力很大，面积也很大，不能够直接划分成阶段或盘区，而是划分成区域，每一个区域相当于一个小“井田”，煤炭的运输集中，而辅助生产各自独立。（图1-16）第二章 井田开拓的基本概念（书上第十六章）2. 1 矿井储量 生产能力 服务年限一、矿井储量1、地质储量：在井田范围内所包含有的煤层的所有计算出的煤炭储量，包括平衡表内和平衡表外储量1）、平衡表内储量：在目前的技术经济条件下，

17、所要求的煤层质量指标（灰分、发热量等）达到可以利用的、其指标符合要求且在目前技术条件下能够采出的储量（A+B+C+D）。2）、平衡表外储量：目前尚难利用将来可能会利用，目前技术条件不能够采出而将来能够采出的储量。2、工业储量Zg：经过勘探，其煤层厚度和质量均合乎开采要求，而地质构造又比较清楚的平衡表内储量。A+B+C（+0.5D）。（说明A、B、C、D各级别的意义）1、 矿井设计储量：在矿井设计中，由工业储量减去永久煤柱的损失量。 Zs=(ZgP1)Zs：矿井设计储量； Zg：工业储量P1：永久煤柱的损失量，包括井田境界煤柱、断层煤柱、铁路、公路、河流、城镇、重要建筑等需要保护的煤柱；4、矿井

18、设计可采煤量 Zk=(ZsP2) C Zk：矿井设计可采煤量； P2：包括工业广场煤柱、井筒保护煤柱、水平大巷保护煤柱、阶段分界煤柱、主要上下山保护煤柱，可以定义为暂时煤柱。 C：矿井设计的采区回采率 ，分为三类：厚煤层 75%，中厚煤层80%，薄煤层 85%。5、 各类储量之间的关系 矿井设计可采储量 矿井设计储量 （矿井可采储量) 工业储量 永久煤柱损失 设计损失量 能利用储量 (A+B+C) 矿井地质储量 (A+B+C+D) 远景储量(D)暂不能利用储量 二、矿井生产能力井型大小的确定，在划分时就需考虑储量，尺寸。1、储量：指工业储量。大型井，投资多，应有较长的生产期（服务年限），储量应

19、大。下表是在一般情况下，矿井和第一开采水平的最低服务年限。（服务年限的计算，后面会讲到）2、开采能力：矿井生产条件能保证的原煤生产能力。主要是采区的生产能力与同时生产的采区数。同采采区数与井型有关。600万及以上，67个以上；400500万，46个；240、300万，34个；150、180万，23个；120万及以下，12个。3、生产环节能力提升、运输、通风、排水、供电、井底车场通过能力等等。各环节能力，一般按设计能力进行设计，如果设备特殊，可能成为限制矿井生产能力的因素。4、安全生产条件：主要是指瓦斯、通风、水文地质等因素。这四个因素储量是基础，开采能力是关键，各环节能力应配套，安全生产条件必

20、须保证。三、矿井服务年限1、计算公式： ：矿井服务年限，年；：矿井设计生产能力，万t/a或Mt/a；K：储量备用系数，取 1.31.5。2、储量备用系数的意义： 考虑两个方面原因：1）、由于在地质勘探过程中，很多地质构造不能完全控制，包括断层、褶皱、岩浆岩侵入带、陷落柱等，加大了煤柱的损失量；2）、由于国民经济建设和发展的需要，市场需要煤炭，煤炭的需求量增加，而在矿井设计中，各个生产环节均有富裕能力，当实际地质条件与精查地质报告所提供的资料相差不大是，实际的矿井生产能力会提高，从而使实际的产量增加；鉴于以上两个原因，在计算矿井服务年限时，需要留有富裕量。计算矿井服务年限、水平服务年限都可用此公

21、式。采区的服务年限计算时，是否需要可由教师来确定。不同设计矿井生产能力所要求的矿井设计服务年限及第一开采水平设计服务年限见下表矿井设计生产能力（万吨年）矿井设计服务年限（年）第一开采水平设计服务年限（年）煤层倾角25=254545600及以上80403005007035120240603025204590502520152.2 开拓方式的概念及分类开拓方式：开拓巷道的布置方式通称开拓方式；一、开拓方式的分类（井筒 ：由地面通达矿体的巷道）1、按井筒形式分：立、斜、平、综、分区域；2、按水平数的多少分：单水平、多水平；3、按开采准备方式分：上山式、下山式、上下山式、混合式；2、 按开采水平大巷的

22、布置方式分：分煤层大巷、集中大巷、分组集中。开拓方式立 井斜 井平 硐综 合单水平多水平上下山上 山上下山混 合分层大巷集中大巷分组集中大 巷如立井单水平上下山（采区）式、立井多水平上下山（采区）式、立井多水平上山（采区）式、立井多水平上山及上下山混合（采区）式（图16-6），绘出关系图形如上图。二、开拓应解决的问题1、确定井筒的形式，数目及其配合。合理选择井筒及工业广场的位置。2、合理地确定开采水平数目和位置（标高）3、布置大巷和井底车场。4、确定矿井开采程序，做好水平的接替。5、进行矿井开拓延深，深部开拓及技术改造。 三、确定井田开拓方式的原则1、贯彻执行有关煤炭工业的技术政策，初期工程量

23、应少（多、快、好、省、高、安）。2、合理集中开拓部署，生产系统简单；3、合理开发国家资源，减少煤炭损失；4、执行煤矿安全规程；5、尽可能采用目前国家能够提供的新技术、新设备、新工艺；6、有条件时，不同煤种、煤质的煤分别开采。第三章 井田开拓方式（书上第17章内容）3.1 立井开拓一、示例一 （利用CAI课件中的图讲解）（图17-1）立井、多水平、分区式、上山开拓，第一水平260，第二水平400。1、掘进顺序（矿井的建井计划、工程排队）掘进顺序掘进顺序主井副井井底车场主石门运输大巷回风大巷回风石门风井采区准备巷道采煤工作面采煤工作面采区 采 区2、生产系统 1）、煤，2）、料（设备），3）、风，

24、4）、延深情况；新鲜风流污风风流煤 流主井副井井底车场主石门运输大巷回风大巷回风石门风井采区准备巷道采煤工作面采煤工作面采区 采 区3、各个巷道的作用：1）、主井：用于提升煤炭，有时兼作回风用的立井，称主立井，简称主井。 2）、副井： 用于矿井辅助提升，兼作进风用的立井，称副立井，简称副井。 3）、风井：专门用于回风用的立井，称回风立井，简称风井。4）、井底车场：位于井筒附近，联结主、副井及开采水平主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是联结井下运输和井筒提升的枢纽。 5）、主石门：位于开采水平，与煤层走向直交或斜交，联结井底车场和开采水平主要运输巷道，主要服务于开采水平煤炭运输的水平巷道。6）

25、、运输大巷：位于开采水平，与煤层走向基本平行，和主石门及采区上、下山直接相连，主要服务于开采水平煤炭运输的水平巷道。 7）、回风大巷 : 位于开采水平上部，与煤层走向基本平行，和回风石门及采区上山直接相连，为开采水平回风服务的水平巷道。 8）、回风石门 : 位于开采水平上部，与煤层走向直交或斜交，联结回风大巷和风井，为开采水平回风服务的水平巷道。二、示例二（利用CAI课件中的图讲解）（图17-2）立井、单水平、分带式开拓。15时采用。三、示例三 （利用CAI课件中的图讲解）利用（图17-1）立井、单水平、上下山开拓四、立井井筒的设备设备的选择与矿井生产能力密切相关。矿井生产能力( Mt / a

26、 )主井井筒装备副井井筒装备0.3一对双层单车(1t)罐笼一对单层单车 (1t) 罐笼0.6一对 6t 箕斗一对双层单车 (1t) 罐笼0.9一对 9t 箕斗一对双层单车 (1.5t) 罐笼1.2一对12t 箕斗一对双层单车 (3t) 罐笼1.5一对16t 箕斗一对双层单车 (3t) 罐笼1.8一对16t 箕斗一对双层单车 (3t) 罐笼一个双层单车(3t) 罐笼带重锤2.4两对12t 箕斗一对双层双车 (1.5t) 罐笼一个双层单车(5t) 罐笼带重锤3.0两对16t 箕斗一对双层双车 (1.5t) 罐笼一个双层单车(5t)或双层双车(1.5t) 罐笼带重锤（利用CAI课件中的表讲解）（主、

27、付井的工作，设计中井筒的大小用直经表示）五、风井的布置形式（利用CAI课件中的图讲解）中央式（并列式、分列式）、两翼对角式、采区分区独立式、混合式。并列式时，一般用主井通风，其井塔需密闭，漏风15%，进风时风速 6m/s；（图18-12、13、14、15）3.2 斜井开拓一、片盘斜井（利用CAI课件中的图讲解）（图17-4）是斜井开拓中最简单的开拓方式。每一阶段只能布置一个区段内的工作面，也叫整阶段连续式开采。多用于小型井。大、中型井的初期可用若干对片盘，后期建集中井。二、集中斜井（一般就叫斜井）1、示例（图17-3）（利用CAI课件中的图讲解）此为斜井，多水平，分区式上山开拓，与立井开拓相比

28、，井筒形式不同，井底车场简单。1）准备；掘进顺序掘进顺序主斜井副斜井井底车场运输大巷回风大巷回风石门风井采区准备巷道采煤工作面 采 区新鲜风流污风风流煤 流主斜井副斜井井底车场运输大巷回风大巷回风石门风井采区准备巷道采煤工作面 采 区2）生产系统；。3）接替延深4）、巷道的作用（1）、主斜井：用于提升煤炭，有时兼作回风用的斜井，称主斜井。 （2）副斜井：用于矿井辅助提升，兼作进风用的斜井，称副斜井。 2、斜井提升设备提升设备与生产能力有关，而设备的选择又与倾角有关。一般在煤田划分为井田时，各矿井的能力就有一定的根据，基本定下来，然后，设计矿井时，选择提升设备，设备如下： 大型井：皮带、箕斗 大

29、型：串车主井 中型井：箕斗 付井 中型：串车 小型井：串车 小型：中车、无极绳箕斗、串车有单钩和双钩之分，皮带提升时应有检修轨道。倾角：不同的设备，适用于不同的倾角；无极绳绞车适于10，箕斗适于：=2535，皮带适于：16，串车适于：25。3、斜井形式1）、沿煤斜井。小型井，服务年限短，煤质较硬。2）、底板斜井。大多数采用，距煤层法线距离 1520m 。 3）、穿岩斜井（由底板到顶板）（图17-5）4）、反斜井（由顶板到底板）（图17-6）（折返斜井）3）、4）两种情况，均是由于地面条件影响或提升设备的要求造成，而4）完全是由于地面条件的影响，不多用。3.3平硐开拓一、特点1、特点：是一种最简

30、单最有利的开拓方式，具有投资少，占有设备少，施工容易，生产环节少，出煤快，成本低。掘进顺序掘进顺序主 平 硐运输大巷回风大巷风 井采区准备巷道采煤工作面 采 区2、准备：新鲜风流污风风流煤 流主 平 硐运输大巷回风大巷风 井采区准备巷道采煤工作面 采 区3、生产系统二、平硐开拓布置方式1、走向平硐：平硐沿煤层走向布置，相当于大巷一样。（图17-7）2、垂直平硐：平硐垂直煤层走向布置，到煤层底板，布置大巷。（图17-8）3、阶梯平硐：煤层垂高太大，外部或内部集中运下来煤。（图17-9）（在黑板上绘出图说明适用条件、优缺点）三、要求平硐应有流水坡度，煤矸处理在平硐外，条件允许可在硐内。3.4 井筒

31、形式的分析与选择主要讲，立、斜、平开拓的优缺点及运用条件一、平硐开拓1、优缺点：有许多优点，由于少一个提升环节，整个系统简单了；1）、井下出煤可直接外运，无提升环节，系统简单，费用低；2）、地面建筑简单，无井架和绞车房；3）、一般不设井底车场，水仓、水泵房，无需排水设备；4）、施工条件好，掘进速度快，初期工程量小，出煤快。5）、受地形及煤层埋藏条件限制。2、适用条件：山区。在工业广场水平之上有煤。其储量够一个水平的储量。（表61的服务年限，用，则=TAK计算）若条件较好，储量可以同相同井型的第一水平的储量少510年的开采量，可以用平硐开拓。二、斜井开拓1、片盘斜井1）、优点：地面建筑简单，井巷

32、工程量小，投产快，增产潜力大，技术经济指标较好。2）、缺点：井口分散，占地多，接序紧张。 3）、适合条件：煤田位于浅部，露头发育，表土不厚(2030m)水文地质条件简单，地质构造简单。2、集中斜井（优缺点是与立井比较而得）1）、优点（1）、掘进施工简单，速度快；（2）、地面建筑、井筒装备、井底车场简单，提升绞车小；（3）、第一水平石门长度短，采用中央采区时，出煤快；（4）、投资少，建井期短；（5）、延深方便，对生产干扰少；（6）、采用皮带提升时，能力大，可采用自动控制，并可多水平提升；2）、缺点（1）、同样的开采深度，斜井比立井长，辅助经营费用多，如排水通风、供电、水气、设备线长度等。（2）、

33、采用绞车提升时，能力小，钢丝绳磨损严重。（3）、辅助提升能力小，若过长，需多段，管理复杂，能力小；（4）、难以通过特殊岩层。3）、适合条件：煤层埋藏不深、表土不厚、水文地质情况简单、井筒不需特殊施工法施工的缓倾斜及倾斜煤层的井田。三、立井开拓1、优点1）、辅助提升能力大；2）、主井采用大断面时，可安装两套提升设备，能力大；3）、管线短，井筒短，辅助工作容易；4）、可以通过特殊岩层；2、缺点施工困难，地面设施复杂，井底车场布置复杂，投资大等，与斜井相对应。3、适合条件：煤层埋藏较深、表土厚、或水文地质情况比较复杂、井筒需要特殊施工法施工，或多水平开采急缓倾斜的矿井。四、一般情况下立、斜井的适用条

34、件煤层埋藏深度超过400m，或有较厚冲击层，含水层、流砂层等特殊岩层，必须用立井，深度小于300m，可考虑斜井。3.5 综合开拓有时，主付井或风井都采用同一种形式的井筒，技术上有困难，经济上不合理，可考虑用综合开拓。一、立、斜综合开拓1、斜主、立付。斜井用皮带，能力大，副井利用立井，能力也大。1）、特点：充分发挥皮带斜井作为主井提升的优点，克服一般斜井作为副井的缺点。 2）、适合条件：大型井和特大型井；尤其是特大型井采用。（图17-10）2、立主、斜付。主井为立井，副井为斜井 1）、特点：发挥立井提升速度快、能力大、通风排水有利、浅部用斜井作为副井可节约立井施工投资的优点。 2）、适合条件：小

35、型井，中、小型井，特别是中型井，当斜井提升能力不够时采用，此时，付井用斜井足够，主井用立井，能力足够。二、平、立或平斜综合开拓1、 特点：利用平硐开拓井田浅部，利用立井或斜井开拓井田深部。 2、 适合条件：适用各类井型。一般情况下，平硐完成主付井的所有工作，用斜井或立井回风，路线短。有时，用平硐进风路线太长时，可用立井，斜井进风。图1711为立井进风，斜井回风。图1712为前期用平硐，后期用立井，综合开拓的3、主要缺点是：井口分两处，工业广场分散，不利于主、副井的井上、下联系；占地多、煤柱损失大；不利于生产调度。3.6多井筒分区域开拓井型很大时所出现的一种特殊开拓方式，集中程度很大.图1713

36、， 一、多井筒分区式开拓的特点1、 分区式开拓: 在大型或特大型矿井的井田开拓时，为了解决辅助运输、矿井通风困难的问题，把整个井田划分成几个较大的部分，每个部分建立独立通风系统或辅助运输系统的开拓方式，称分区式开拓。 2、 分区式开拓的特点 煤炭由服务于全矿的主井统一提(运)升； 各个分区均有辅助井筒，担负进风和回风任务，有时也承担辅助提升任务； 分区的范围很大，相当于一个中型矿井的井田范围。3、 分区式开拓的适用条件 : 矿井生产能力大于3Mt/a，井田走向长度大于10km，以及瓦斯大，开采深度大于600m，或通风路线长的矿井。 二、多井筒分区式开拓实例(英国赛尔比利矿)1、 矿井概况 :

37、矿井的走向长度为24km，倾斜长度为16km，总储量约20亿吨，矿井生产能力为10.0 Mt/a，主井两条大皮带，电机2000千瓦，3200m长。分五个区域，每个区域一对立井（做付井用），生产能力200万，4个综采工作面完成，每个50万t/a。（图17-14）。2、 英国赛尔比利矿分区式开拓示意图第四章 井田开拓巷道布置（第十八章内容）本章为井田开拓部分的重点，第二章是基本概念，第三章是开拓方式，而如何确定有关参数及方案，如2.3中开拓方式所解决的问题中，井筒位置，水平标高的确定，水平大巷的布置，是本章的主要内容。4.1 井筒位置的确定 (书上18.3)位置的确定不能从一方面考虑,从开拓布局的

38、整体考虑,如水平的位置，大巷的类型等,它们相互影响。合理的井筒位置应考虑地面情况，井下地质以及生产情况。一、对地面布置工业广场有利每个矿井，都有地面生产系统，行政管理系统，需占有一定的面积的土地。1、场地足够。布置地面生产系统及其工业建筑、行政管理系统。如主付井（绞车房）、洗（选）煤厂、煤仓（场），装车站，办公楼，宿舍，食堂，浴池等。（一般情况下，工业广场的面积为：大型井 0.8 1.1公顷/10万吨，中型井 1.3 1.8公顷/10万吨，小型井 2.0 2.5公顷/10万吨）。2、少占农田，不占良田及重要文化古籍和园林，要避免村庄搬迁及河流改道；3、有较好的工程地质和水文地质条件，避开滑坡，

39、崩岩，溶洞，流沙等地段。森林地区应与林地有足够的防火距离。4、避免井筒和工业广场遭受水灾。井口位置高于最高洪水位，工业广场不受洪水威胁。（解释最高洪水位的意义）5、便于矿井的供水，供电，运输，便于排污，排矸的处理。不影响居民生活。6、充分利用地形，使地面生产系统合理，尽可能少平整土地。对于平硐开拓，主要考虑地面，若地面无太大的限制，则可考虑井下。二、对井下开采有利应使井巷工程量，运输量，维护量，通风效果上达到较佳水平，使工业广场压煤量达到合理。1、走向的位置：在储量中心。此时，运输量最小，通风费用最低，水平接替易。（解释运输量、通风问题）2、倾斜方向的位置1）、斜井：多数在井田边界外。主要考虑

40、地面和所选用设备所要求的倾角而决定地面的位置。2）、立井：主要是第一水平工程量，总工程量和工业广场煤柱的关系。越靠上部，煤柱越少，初期工程量较少，但深部工程量可能大，延深生产环节多等。（图18-10）参考意见：（1）、急倾斜：边界外（图18-11）（2）、近水平：按地面要求（3）、其它：尽可能靠上一点，减少煤损。（4）、底部有特殊岩层时，具体分析。三、对井筒和井底车场掘进和维护有利的位置1、要使井筒尽可能不通过或少通过流砂层、较厚的冲积层及丰富的含水层； 2、要使井筒不通过地质破坏激烈的地带及受采动影响的地区；3、井筒位置要使井底车场有较好的围岩条件。四、风井布置形式中央（并列，边界），对角，

41、分区独立，分区域（画图，优缺点，适用条件）。（图18-12、13、14、15）1、中央并列式布置 （1）、优点：工业场地布置集中，管理方便，井筒保护煤柱损失少。 （2）、缺点：通风路线长，通风阻力大，井下漏风多。 （3）、适用条件：井田范围小，生产能力不大，瓦斯等级低的矿井。 （4）、中央并列式布置的示意图 2、中央边界式(中央分裂式)（1）、优点：通风路线较短，通风阻力较小，井下漏风较小，石门工程量增加不多。 （2）、缺点：工业场地布置分散，井筒保护煤柱较多，当矿井转入深部开采后，需要维护较长的上山回风道。（3）、适用条件：煤层赋存不太深的缓倾斜煤层矿井或煤层赋存较深，沼气涌出量大的矿井。（

42、4）、中央边界式布置的示意图3、对角式通风 （1）、 优点：通风路线长度变化小，风压比较稳定，有利于扇风机工作。（2）、 缺点：风井较多，所需通风设备较多，工业场地布置分散，主、副井与风井贯通需要较长时间。（3）、 适用条件：对通风要求很严格的矿井，如高沼气矿井，煤层易于自然的矿井，有煤和瓦斯突出危险的矿井。（4）、 对角式布置的示意图 4、采区风井通风 （1）、优点 : 通风路线短，采区通风方便，风阻小，矿井建设速度快。 （2）、 缺点 : 风井较多，所需通风设备较多，工业场地布置分散。 （3）、 适用条件 : 井田上部距地表近、采区范围较大的矿井。 （4）、 采区风井通风示意图5、分区式通

43、风（实际是分区域开拓时出现的通风系统）（1）、优点：通风路线短，几个分区可以同时施工，便于处理矿井事故、外运人员及设备。（2）、缺点：工业场地布置分散，占地面积较大，井筒保护煤柱较多。（3）、适用条件：煤层很缓的特大型矿井。4.2 开采水平的划分及上、下山开采水平的多少，主要取决于井田内煤层的斜长和阶段尽寸的大小。一个水平开采的矿井叫单水平开采，两以及其以上，为多水平开采。阶段按标高划分，上下标高一定，阶段垂高便确定了，而水平垂高是指该水平开采范围的垂高，只采一个阶段时，水平垂高就是阶段垂高。两个阶段时，即上下山开采时，水平垂高为两个阶段的垂高。当采用辅助水平、下山开采、辅助大巷时，可能开采的高度很高，图18