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1、煤炭工业以开采煤炭为目的 煤炭开采 地下开采 9394% 露天开采 67% 采矿学主要讲授煤炭现代地下开采的基本 知识。 让学生掌握煤矿现代地下开采的基本知识 。 采矿学 研究矿山开采技术及其内部规 律性的综合性技术科学。 采矿学（煤矿开采学）总论 1、煤矿地下开采的特点 1、受资源赋存条件的制约 2、工作场所不断移动 3、复杂的生产和管理系统 4、必须设置人工构置物保护工作空间 5、安全问题突出 近代社会中国采矿业 我国1876年创办基隆煤矿 1878年创办开平煤矿 1850年后 近代采矿工业 机器生产：提升、运输、排水 如开滦、抚顺、淄博、萍乡 帝国主义对我国煤炭资源进行掠夺性的开采 半个
2、世纪以来中国煤炭工业的发展 时间时间 （年 ） 产产量（亿亿t ） 19490.324 19796.3554 199010.79 199512.92 199613.74 时间时间 （年 ） 产产量（亿亿t ） 199910.44 20009.99 200111.06 200213.93 200316.4 2004199713.25 199812.33 国有重点煤矿约587处 2000年，国有重点煤矿机械化程度74.43% 我国于1973年引入综合机械化采煤设备 2000年，国有重点煤矿综合机械化程度 56.78% 机械化程度 高产高效矿井模式： 一矿一面或一矿两面 综采：一个队（一个采面）10
3、0万t/a 全员工效8t/工以上 1992年 累计129处矿井达到高产高效标准 。 平均全员工效 7.730t/工 高产高效矿井 2002年 78个综采队年产超过100万吨 18个综采队年产超过200万吨 9个综采队年产超过300万吨 神华大柳塔矿综采队年产803万吨 一矿一面全矿产量920万吨 全矿职工350人 高产高效矿井 神华大柳塔矿 2000年 920万 2001年 1511万 2002年 1100万 济三矿（设计500 万） 2001年 530万 2002年 800万 2003年 1000万 高产高效矿井 煤炭是我国的主要能源 煤炭储量：我国含煤面积约55万km2 2002年底探明可
4、直接利用的储量为1886亿t 按年产19亿t，可采100年 2002年底有3317亿t 基础储量 2002年底有6872亿t 资源量 我国煤炭占一次能源结构的70%左右 我国石油、天然气等资源有限，趋于枯竭。 水电、核能，近几十年发展不能根本解决中 国能源问题。 中国煤炭资源分布 除上海外，各省和自治区均有， 北部占探明储 量的86% ，南部占探明储量的14% 储量超过了5000亿t的省： 新疆、内蒙、山西 储量超过1千亿t的省： 陕西、宁夏、甘肃、贵州、河北、山东、安徽 中国能源消耗构成 年度消费费（% ） 煤石油天然气 水利 核能 195096.720.910.032.330 197081
5、.5614.141.233.060 198069.5023.752.983.770 199074.2019.002.004.800 200069.4019.902.806.901 202068.0014.405.408.503.7 发展速度与成就举世瞩目，煤炭产量曾连续 居世界第一 中国的采矿业总体来讲与发达国家有不小的 差距，但潜力巨大 资源人均占有量低 小结 采矿方法，主要是采煤方法 winning method 采（带）区准备prepare 矿井开拓 development 矿井设计 mine design 二、采矿学(煤矿开采学)内容 煤田（coal field）在地质历史发展过程 中
6、，由含炭物质沉积形成的大面积含煤地 带。 矿区（mining area）开发煤田形成的社 会组合。 一般一个矿区开发一个煤田 矿务局，矿业集团 三、矿井开采的基本概念 井田（Underground mine field） （一） 井田 井田划归一个矿井开采的一部分煤田或全 部煤田 井田大小 ： 范围 走向长度 倾向水平投影（宽度） 井田面积大小 矿井生产能力 服务年限 煤田划分为井田 井型 井田走向长度（m） 小型矿井 1500 中型矿井 4000 大型矿井 7000 （二）矿井生产能力和井型 （designed mine capacity and production scale of mi
7、ne） 矿井生产能力 矿井设计生产能力，万t /a。 即设计中规定矿井在单位时间（年或日）内 采出的煤炭和其它矿产品的数量。 矿井核定生产能力 矿井经过技术改造，核 定后的生产能力，万t /a。 井型 根据矿井设计生产能力不同，我国 将矿井分为大、中、小三种类型，称井型。 井型划分 井型 生产能力（万t / a） 大型矿井： 120、150 、180 、240 、300、 400、 500及500以上 其中300万t/a及其以上称特大型矿井 中型矿井： 45 、 60 、90 。 小型矿井： 9 、 15 、 21、 30。 矿井年产量 （effective output per year）
8、矿井年产量 矿井实际生产的煤炭数量，万 t/a。 矿井年产量与生产能力有时同义，有时不同 义。 （三）矿井可采储量和服务年限 矿井可采储量 生产能力 服务年限 可采储量愈多，生产能力和服务年限愈大 可采储量一定，应有合理的生产能力和服务 年限 国外大型矿井的服务年限 4050a 国内一般不小于60a 国内外矿井的生产能力有增大和服务年限有 缩小的趋势 （四）井田内的再划分 1、井田划分为阶段 阶段 （horizon） 沿一定标高划分的一部分 井田 阶段划分 在井田范围内，沿煤层倾斜方向， 按一定标高将煤层划分为若干平行于走向的 并等于井田走向全长的长条形，每一个长条 形叫一个阶段。 阶段的走向
9、长等于井田的走向长 阶段下部布置运输大巷,阶段上部布置回风大巷 井田划分为阶段 井田划分为阶段 阶段的开采顺序：下行式 井田划分为阶段 水平（level ） 水平（level ） 常指某一标高的水平面。 表示：标高、开采顺序及用途 （1）0、-200、-500水平等 （2）矿井生产中，表示开采顺序，又称第一 水平、第二水平 （3）矿井生产中，常把运输大巷所在的水平 称运输水平；回风大巷所在的水平称回风水 平。 开采水平（ mining level） 开采水平（简称水平） （ mining level） 布置有井底车场、阶段运输大巷，并担负全 阶段运输任务的水平。 广义的水平 布置大巷的某一标高
10、的水平面 既包括一个水平，又包括所服务的阶段 上 回风水平 下 运输水平 （二）阶段内的再划分 1 阶段划分为采区，采区划分为区段 阶段 阶段 阶段 阶段 阶段 阶段 1区段 2区段 3区段 1区段 2区段 3区段 采区式划分： 采区（district）与区段（district sublevel） 采区：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为 具有独立生产系统的块，每一块叫一个采区 。 采区斜长=阶段斜长（可达1000m ） 采区走向=400m5000m 区段：在采区内沿倾斜方向划分的开采块段 。 区段下部有区段运输平巷 区段上部有区段回风输平巷 区段平巷与采区的斜巷相连（运输上山和轨 道上山） 采
11、区 走向长壁工作面： 工作面沿倾斜布置 ，沿走推进 2 阶段划分为划分为带区，带区划分为分带 分带沿煤层走向把阶段划分为若干长条，每一个长条 叫一个分带。 由若干分带组成，并具有独立生产系统的区域叫带区 倾斜向长壁工作面 ： 工作面沿走向布置 ，沿倾向推进 阶段划分为划分为带区，带区划分为分带 J1 阶段 J2 阶段 J3 阶段 J 3阶段 J2 阶段 J1 阶段 3）井田直接划分为划分为盘区或带区 井田沿倾斜高差较小的条件下 panel （五）矿井生产系统的概念 矿井生产系统 1、矿井巷道的开掘顺序原则： 尽量采用平行作业；尽快沟通风路。 2、矿井主要生产系统 1）运煤系统 2）通风系统 3
12、）运料排矸系统 4）排水系统 5）动力供应（电、压风） 6）通讯、监测系统 （六）矿井开拓、准备和回采的概念 1、井巷名称 矿山井巷 为进行采矿，在地下开掘的 井筒、巷道和硐室的总称。 2、按倾角分类： q垂直井巷 q倾斜井巷 q水平井巷 1 11 4 5 3 6 6 6 13 13 12 12 12 2 9 10 1-立井， 2-斜井， 3-平硐， 4-暗立井 ， 5-溜井， 6-石门， 9-上山， 10-下 山11-风井 12-岩石平巷， 13-煤层平 巷， 矿山井巷 垂直井巷 立井 （竖井） 在地层中开凿的直通地面的 垂直巷道 主立井 （主井） 用于提升煤炭。 副立井（副井）用于行人、运
13、料、通风、排 放矸石。 风井、排水井 暗立井 无直通地面的出口的垂直巷道 主暗立井， 副暗立井 溜井 用于自上而下溜煤的垂直巷道。 溜煤眼 - 长度短，直径小的溜井。 水平巷道 平硐 在地层中开凿的直通地面的水 平巷道 主平硐，副平硐 石门 无直接地面出口，垂直或斜交 于煤层走向，在岩层中开掘的水平巷道 煤门 - 无直接地面出口，垂直或斜交 于煤层走向，在煤层中开掘的水平巷道 水平巷道 平巷 - 无直接地面出口，沿煤层走向开 掘的 水平巷道 煤层平巷 开掘在煤层中的平巷 岩石平巷 开掘在岩石中的平巷 水平巷道 阶段大巷 为一个开采水平或阶段服 务的水平巷道 阶段大巷： 阶段运输大巷 阶段回风大
14、巷。 区段平巷 为一区段服务的水平巷道 区段平巷 ：区段运输平巷 区段回风平巷 倾斜巷道 斜井 在地层中开凿的直通地面的倾斜巷道 斜井：主斜井 用于提升煤炭 副斜井 用于行人、提升矸石、通风 上下山采区 上山采区 位于开采水平以上的采区 下山采区 位于开采水平以下的采区 上山 位于开采水平以上，为本水平或采 区服务的倾斜巷道。 下山 位于开采水平以下，为本水平或采区 服务的倾斜巷道。 倾斜巷道 按层位分： 岩石上下山 布置在岩层中的上下山 煤层上下山 布置在煤层中的上下山 按用途分： 运输上下山 用于运煤 运料上下山 用于运料 分带斜巷： 运输斜巷 运料斜巷 矿井开拓、准备和回采的概念 3、按
15、井巷作用和服务范围分： 1）开拓巷道（development roadway） ：为全矿、一个水平或若干采区服务的 井巷。 服务时间长。1030a或以上。 2）准备巷道（preparation roadway） ：为一个采区服务的巷道。在采区范围 内，从掘好的开拓巷道至区段的通路。 T35a。 矿井开拓、准备和回采的概念 3、回采巷道（gateway， entry）：为回采工 作面生产直接服务的巷道。T = 0.51.0a 开 切 眼 回风巷 运输巷 四、采煤方法 （一）采煤方法分类 采煤方法 采煤工艺与回采巷道布置及其在 时间上、空间上的相互配合。 采煤工艺采煤工作面各工序所用方法、设 备及其在时间上、空间上的相互配合。 Coal winning technology 水平分层 采 煤 方 法 早 采 水 采 壁式体系 柱式体系 柱式体系 单一长壁 放顶煤 整层开采 斜切分层 水平分段放顶煤 倾斜分层 掩护支架 分层开采 整层开采 整层开采 房式 房柱式 倾斜短壁式 走向短壁式 走向长壁 倾斜长壁 走向长壁 倾斜长壁 下行垮落 上行充填 垮落 刀柱 四、采煤方法分类 1、 壁式体系采煤
