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1、中国矿业大学 矿业工程学院 主讲：谢耀社教授 第一章第一章煤矿开采的基本概念煤矿开采的基本概念 第一节第一节煤田开发的概念煤田开发的概念 第二节第二节井田内的划分及开采顺序井田内的划分及开采顺序 第三节第三节矿井生产的概念矿井生产的概念 第四节第四节采煤方法分类采煤方法分类 一、煤层赋存特征及影响开采的地质因素一、煤层赋存特征及影响开采的地质因素 二、矿区开发二、矿区开发 三、井田三、井田 四、矿井设计生产能力和井型四、矿井设计生产能力和井型 五、地下开采与露天开采五、地下开采与露天开采 第一节第一节煤田开发的概念煤田开发的概念 一、煤层赋存特征及影响开采的地质因素一、煤层赋存特征及影响开采的
2、地质因素 煤田：煤田：同一地质时期形成，并大致连续发育同一地质时期形成，并大致连续发育 的含煤系分布区。的含煤系分布区。 煤田中的煤层数目、层间距和赋存特煤田中的煤层数目、层间距和赋存特 征各不相同。我国多数煤矿开采的是多煤层征各不相同。我国多数煤矿开采的是多煤层 煤田。煤田。 按煤层倾角分类按煤层倾角分类 近水平煤层近水平煤层45 按煤层厚度分类按煤层厚度分类 薄煤层薄煤层3.5m 按煤层稳定性分类按煤层稳定性分类 稳定煤层稳定煤层中等稳定煤层中等稳定煤层 不稳定煤层不稳定煤层极不稳定煤层极不稳定煤层 1、煤层分类：、煤层分类： i 2、影响开采的因素、影响开采的因素 二、矿区开发二、矿区开
3、发 矿区：统一规划和开发的煤田或其一部分。矿区：统一规划和开发的煤田或其一部分。 1、矿区煤田构成分类：、矿区煤田构成分类： 煤田构成分类煤田构成分类实实例例 单一煤田矿区单一煤田矿区平顶山煤田、抚顺煤田、徐州煤田等平顶山煤田、抚顺煤田、徐州煤田等 两个煤田矿区两个煤田矿区北票等矿区北票等矿区 多个煤田矿区多个煤田矿区六盘水矿区等六盘水矿区等 部分煤田矿区部分煤田矿区南桐矿区、松藻矿区、铜川矿区、南桐矿区、松藻矿区、铜川矿区、 韩城矿区等韩城矿区等 2、矿区煤种分类、矿区煤种分类 矿区煤种分类矿区煤种分类矿区数量矿区数量实实例例 焦煤矿区焦煤矿区重点煤矿重点煤矿2828处处晋城、潞安等晋城、潞
4、安等 烟煤矿区烟煤矿区重点煤矿重点煤矿2424处处兖州、平顶山等兖州、平顶山等 无烟煤矿区无烟煤矿区重点煤矿重点煤矿1111处处阳泉、郑州、永城等阳泉、郑州、永城等 褐煤矿区褐煤矿区重点煤矿重点煤矿5 5处处霍林河、小龙潭等霍林河、小龙潭等 矿区规模矿区规模划分划分设计生产能力（万设计生产能力（万t/a） 亿吨级矿区亿吨级矿区神华集团、中煤集团神华集团、中煤集团 、同煤集团、同煤集团 特大型矿区特大型矿区10003000万万t/a 大型矿区大型矿区5001000万万t/a 中型矿区中型矿区300500万万t/a 小型矿区小型矿区 300万万t/a 3、矿区建设规模：矿区建设规模：矿区均衡生产的
5、规模，应矿区均衡生产的规模，应 与与 矿区的均衡生产服务年限相适应。矿区的均衡生产服务年限相适应。 矿区建设规模和生产服务矿区建设规模和生产服务年限对照表年限对照表 矿区矿区建设规模建设规模 （Mt/a） 15 1015 810 58 35 13 均衡生产服务年限均衡生产服务年限 /a 908070706050 三、井田三、井田 矿井：矿井：是形成地下煤矿生产系统的井巷、硐室、是形成地下煤矿生产系统的井巷、硐室、 装备、地面建筑和构筑物的总称。装备、地面建筑和构筑物的总称。 井田：井田：划归一个矿井开采的那部分煤田。划归一个矿井开采的那部分煤田。 四、矿井设计生产能力和井型四、矿井设计生产能力
6、和井型 矿井设计生产能力：矿井设计生产能力：是设计中规定的矿井在是设计中规定的矿井在 单位时间内采出的煤炭数量，以“单位时间内采出的煤炭数量，以“Mt/a”表示。”表示。 矿井井型：矿井井型：根据矿井设计生产能力不同划分根据矿井设计生产能力不同划分 的矿井类型。的矿井类型。 矿井设计生产能力大小直接关系到基建规矿井设计生产能力大小直接关系到基建规 模和投资多少，影响到矿井整个生产期间的技模和投资多少，影响到矿井整个生产期间的技 术经济面貌，确定井型和矿井生产能力是矿区术经济面貌，确定井型和矿井生产能力是矿区 总体设计的一个重要内容。总体设计的一个重要内容。 矿井井型的划分矿井井型的划分设计生产
7、能力（设计生产能力（Mt/a） 特大型矿井特大型矿井3.0、4.0、5.0、6.0 及以上及以上 大型矿井大型矿井1.2、1.5、1.8、2.4 中型矿井中型矿井0.45、0.6、0.9 小型矿井小型矿井0.3 及以下及以下 五、地下开采与露天开采五、地下开采与露天开采 地下开采：地下开采：通过由地面向地下开掘井巷采出通过由地面向地下开掘井巷采出 煤炭的方法称为地下开采煤炭的方法称为地下开采，又称为井工开采又称为井工开采。 露天开采：露天开采：直接从地表揭露并采出煤炭的方直接从地表揭露并采出煤炭的方 法称为露天开采法称为露天开采。 与露天开采相比与露天开采相比，地下开采要复杂和困难地下开采要复
8、杂和困难。 当煤层厚度达到一定值当煤层厚度达到一定值，直接出露地表直接出露地表，或其覆或其覆 盖层较薄盖层较薄、开采煤层与覆盖层采剥量之比在经济开采煤层与覆盖层采剥量之比在经济 上有利时上有利时，就可以考虑采用露天开采就可以考虑采用露天开采。 第二节第二节 井田内的划分及开采顺序井田内的划分及开采顺序 一、井田尺寸一、井田尺寸 二、井田划分为阶段和水平二、井田划分为阶段和水平 三、阶段内的再划分三、阶段内的再划分 四、井田直接划分为盘区、带区或分带四、井田直接划分为盘区、带区或分带 一、井田尺寸一、井田尺寸 井田尺寸由井田走向长度井田尺寸由井田走向长度、倾斜长度和面积来倾斜长度和面积来 反映反
9、映。 井田走向长度井田走向长度是表征矿井开采范围的重要参数是表征矿井开采范围的重要参数， 要与一定时间内的开采技术及装备水平相适应要与一定时间内的开采技术及装备水平相适应，根根 据目前开采技术水平据目前开采技术水平，大型矿井井田的走向长度不大型矿井井田的走向长度不 少于少于8km，中型矿井不少于中型矿井不少于4km。 井田的倾斜宽度井田的倾斜宽度是井田沿煤层倾斜方向的水平是井田沿煤层倾斜方向的水平 投影宽度投影宽度。 井田的面积与矿井的井型有关井田的面积与矿井的井型有关。 二、井田划分为阶段和水平二、井田划分为阶段和水平 阶段：阶段：是在井田范围内平行走向按一定标高划是在井田范围内平行走向按一
10、定标高划 分的一部分井田。分的一部分井田。 注：注：每个阶段都必须有独立的运输和通风系统。每个阶段都必须有独立的运输和通风系统。 开采水平：开采水平：通常是指布置有井底车场和阶段运通常是指布置有井底车场和阶段运 输大巷、并且承担全阶段运输任务的水平，有时简输大巷、并且承担全阶段运输任务的水平，有时简 称称 为“水平”。为“水平”。 注：注：水平用标高来表示。水平用标高来表示。 阶段与水平的区别：阶段与水平的区别： 三、阶段内的再划分三、阶段内的再划分 1、采区式划分、采区式划分 在阶段内沿走向把阶段划分为若干个具有独立生在阶段内沿走向把阶段划分为若干个具有独立生 产系统的开采块段，每一开采块段
11、称为一个产系统的开采块段，每一开采块段称为一个采区采区。 注：注：采区的倾斜长度就是阶段的斜长。采区的倾斜长度就是阶段的斜长。 区段：区段：是采区内沿倾斜方向划分的开采块段。是采区内沿倾斜方向划分的开采块段。 注：注：阶段与区段不同。阶段与区段不同。 阶段与区段的区别：阶段与区段的区别： 2、带区式划分、带区式划分 在阶段内沿煤层走向把阶段划分为若干适合于布在阶段内沿煤层走向把阶段划分为若干适合于布 置采煤工作面的长条，每一个长条称为一个置采煤工作面的长条，每一个长条称为一个分带分带。分。分 带相当于采区内的区段旋转了带相当于采区内的区段旋转了90 。 注意区分：注意区分： 四、井田直接划分为
12、盘区、带区或分带四、井田直接划分为盘区、带区或分带 在近水平煤层条件下，由于井田沿倾斜的高在近水平煤层条件下，由于井田沿倾斜的高 差较小，局部范围内煤层的走向又变化较大，井差较小，局部范围内煤层的走向又变化较大，井 田很难以一定的标高为界划分为若干阶段，则要田很难以一定的标高为界划分为若干阶段，则要 将井田直接划分为盘区、带区或分带。将井田直接划分为盘区、带区或分带。 盘区盘区就是近水平煤层的采区。就是近水平煤层的采区。 盘区式划分盘区式划分 在我国新建的一批高产高效矿井中在我国新建的一批高产高效矿井中，一般布置一般布置 三条大巷三条大巷，一条运煤一条运煤，一条辅助一条辅助，第三条用于回风第三
13、条用于回风， 大巷两侧不再划分采区大巷两侧不再划分采区、盘区或带区盘区或带区，而是直接布而是直接布 置工作面置工作面。 根据煤层倾角条件根据煤层倾角条件，井田内的不同区域可分别井田内的不同区域可分别 划分为采区划分为采区、盘区或带区盘区或带区。 第三节第三节矿井生产的概念矿井生产的概念 一、矿井井巷的基本概念一、矿井井巷的基本概念 二、矿井生产系统二、矿井生产系统 三、开采顺序三、开采顺序 一、矿井井巷一、矿井井巷 1、直立巷道、直立巷道 直立巷道的长轴线与水平面垂直，如立井、暗直立巷道的长轴线与水平面垂直，如立井、暗 立井和溜井。立井和溜井。 立井：立井：地层中开凿的直通地面的直立巷道，又地
14、层中开凿的直通地面的直立巷道，又 称竖井（按功能分为主立井、副立井、风井、排水井、称竖井（按功能分为主立井、副立井、风井、排水井、 充填井等）。充填井等）。 暗立井：暗立井：不与地面直通的直立巷道，其用途同不与地面直通的直立巷道，其用途同 立井。立井。 溜井：溜井：是一种专门用来由高到低溜放煤炭的暗是一种专门用来由高到低溜放煤炭的暗 立井。其中高度不大、直径较小的溜井成为溜煤眼。立井。其中高度不大、直径较小的溜井成为溜煤眼。 2、水平巷道、水平巷道 水平巷道的长轴线与水平面近似平行，如平硐、水平巷道的长轴线与水平面近似平行，如平硐、 平巷和石门等。平巷和石门等。 平硐：平硐：是地层中开凿的直通
15、地面的水平巷道，是地层中开凿的直通地面的水平巷道， 作用类似于立井，有主平硐、副平硐、排水平硐和作用类似于立井，有主平硐、副平硐、排水平硐和 通风平硐等。通风平硐等。 平巷：平巷：是地层中开凿的、不直通地面、其长轴是地层中开凿的、不直通地面、其长轴 方向与煤层走向大致平行的水平巷道。常见平巷有方向与煤层走向大致平行的水平巷道。常见平巷有 运输大巷、回风大巷、区段平巷、石门等。运输大巷、回风大巷、区段平巷、石门等。 石门：石门：是岩层中开凿的、不直通地面、与煤层是岩层中开凿的、不直通地面、与煤层 走向垂直或斜交的岩石平巷。按服务范围有主石门、走向垂直或斜交的岩石平巷。按服务范围有主石门、 采区石
16、门等。采区石门等。 3、倾斜巷道、倾斜巷道 倾斜巷道的长轴线与水平面与水平面有一定夹倾斜巷道的长轴线与水平面与水平面有一定夹 角角，如斜井如斜井、上山上山、下山和分带斜巷等下山和分带斜巷等。 斜井：斜井：是地层中开凿的直通地面的倾斜巷道是地层中开凿的直通地面的倾斜巷道， 作用类似于立井作用类似于立井，分主斜井和副斜井分主斜井和副斜井。 上山：上山：位于开采水平以上位于开采水平以上，为本水平或采区服为本水平或采区服 务的倾斜巷道务的倾斜巷道。 下山：下山：位于开采水平以下位于开采水平以下，为本水平或采区服为本水平或采区服 务的倾斜务的倾斜 巷道巷道。 按所在岩层层位分为按所在岩层层位分为煤层上下山煤层上下山和和岩石上下山岩石上下山； 按用途和作用分为按用途和作用分为轨道上下山轨道上下山和和通风行人上下通风行人上下 山山。 4、硐室、硐室 硐室：硐室：有专门用途有专门用途、在井下开凿和建造的断在井下开凿和建造的断 面较大且长度较短的空间构筑物面
