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第三章 井田开拓的基本问题
第一节 煤田划分为井田
煤田的范围相当广阔。大的煤田面积可达数千平方公里，储量可达数百亿吨。对于这样大的煤田，如果用一个矿井来开采，无论从技术上，经济上和安全上都是不合理的。因此，在开发一个煤田时，应将煤田划分成若干较小的部分。由若干个矿井进行开采。划归一个矿井开采的那部分煤田称为井田。有时煤田不很大，也可不划分井田。
由于行政或经济上的原因，往往将邻近几个井田划归为一个行政机构管理，而将这邻近的井田和起来称为矿区。
在煤田划分为井田时，以矿区总体规划为依据，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。
一、划分的原则

1．井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应
对一个生产能力较大的矿井，尤其是机械化程度较高的现代化大型矿井，应要求井田有足够的储量和合理的服务年限。生产能力较小的矿井，储量可少些。矿井生产能力还要与煤层赋存条件、开采技术装备条件相适应，并要为矿井发展留有余地。随着开采技术的发展，根据当前技术水平划定井田范围，可能满足不了矿井长远发展的要求。因此，井田范围应适当划得大些，或在井田范围外留一备用区，暂不建井，以适应矿井将来发展的需要。对于煤层总厚度较大，开采条件好，为加快矿井建设和节约初期投资而建设的中小型矿井，更应如此。
2．保证井田有合理的尺寸

一般情况下，为便于合理安排井下生产，井田走向长度应大于倾斜长度。如井田走向长度过短，则难以保证矿井各个开采水平有足够的储量和合理的服务年限，造成矿井生产接替紧张；或者在这种情况下为保证开采水平有足够的服务年限使阶段（水平）高度加大，将给矿井生产带来困难。井田走向长度过长，又会给矿井通风、井下运输带来困难。因此，在矿井生产能力一定的情况下，井田走向长度过长或过短，都将降低矿井的经济效益。
我国煤矿生产实践表明，井田走向长度应达到：小型矿井不小于1 ．5 km；中型矿井不小于4．0 km；大型矿井不小于7．0 km；特大型矿井可达10．0~15．0 km。
3．充分利用自然等条件划分井田
例如，利用大断层作为井田边界，或在河流、国家铁路、城镇等下面进行开采存在问题较多或不够经济，须留设安全煤柱时，可以此作为井田边界。这样，既降低了煤柱损失，又减少了开采技术上的困难。见图3—1。

图3—1 井田境界划分示意图
在煤层倾角变化很大处，可以其作为井田边界，便于相邻矿井采用不同的采煤方法和采掘机械，简化生产管理。其他如大的褶曲构造也可作为井田边界。
在地形复杂的地区，如地表为沟谷、丘陵、山岭的地区，划定的井田范围和边界要便于选择合理的井筒位置及布置工业场地。对于煤层煤质、牌号变化较大的地区，如果需要，也可考虑依不同煤质、牌号按区域划分井田。
4．合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系
划分井田边界时，通常把煤层倾角不大，沿倾斜延展很宽的煤田，分成浅部和深部两部分。一般应先浅后深，先易后难，分别开发建井，以节约初期投资，同时也能避免浅、深部矿井形成复杂的压差关系，给开采带来困难。浅部矿井井型及范围可比深部矿井小。如煤层赋存浅、层（组）间距大，上下煤层（组）开采无采动影响，为加速矿区建设也可在煤田浅部分煤组同时建井，然后再在深部集中建井。
当需加大开发强度，必须在浅、深部同时建井或浅部已有矿井开发需在深部另建新井
时，应考虑给浅部矿井的发展留有余地，不使浅部矿井过早地报废。

二、井田境界的划分方法
井田境界的划分方法有垂直划分、水平划分、按煤组划分及按自然条件形状划分几种。
（一）垂直划分
相邻矿井以某一垂直面为界，沿境界线各留井田边界煤柱，称为垂直划分。井田沿走向两端，一般采用沿倾斜线、勘探线或平行勘探线的垂直面划分，如图3—2所示。一、二矿之间的边界即是。近水平煤层井田无论是沿走向还是沿倾向，都采用垂直划分法，如图3—3所示。

图3—2 深浅部井田划分示意图
（二）水平划分

图3—3近水平煤层井田边界划分方法
以一定标高的水平面为界，即以一定标高的煤层底板等高线为界，并沿该煤层底板等高线留置边界煤柱，这种方法称作水平划分。如图3—2中，三矿井田上部及下部边界就是分别以一250 m和一650 m等高线为界的，这种方法多用于划分倾斜和急斜煤层以及倾角较大的缓斜煤层井田的上下部边界。

图3—4矿界划分及分组与集中建井
1、2—浅部分组建斜井；3—深部集中建立井
（三）按煤组划分
按煤层（组）间距的大小来划分矿界，即把煤层间距较小的相邻煤层划归一个矿开采，把层间距较大的煤层（组）划归另一个矿开采。这种方法一般用于煤层或煤组间距较大、煤层赋存浅的矿区，如图3-4中I矿与II矿即为按煤组划分矿界并且同时建井。
应当指出，无论用何种方法划分井田境界，都应力求做到井田境界整齐，避免犬牙交错，造成开采上的困难。
第二节 矿井生产能力和服务年限
一、矿井生产能力
矿井生产能力系指矿井一年内能生产煤炭的数量。又称矿井年产量或井型。由于煤矿的特殊性，其井巷工程和设备必须标准化、系列化、通用化，为规划、设计、制造和管理提供便利。我国目前按设计生产能力将煤矿矿井分为大、中、小三种类型，每种类型，又分若干个等级。除规定的标准井型外，在矿井设计中不得出现中间井型。目前我国井型系列如下：
大型矿井 120、150、180、240、300、400及以上 万t/a
中型矿井 45、60、90 万t/a
小型矿井 9、15、21、30 万t/a
近年来，随着开采技术的不断发展，煤矿井型有不断扩大的趋势，出现了500万t/a以上甚至1000万t/a的矿井。
矿井生产能力是确定矿井其它许多技术和经济参数的重要依据，在一定程度上反映了矿井的整体面貌和特征。
矿井生产能力大小各有利弊。大型矿井生产集中，机械化程度高，因此劳动生产率高，成本低，产量大，服务年限长，产量均衡稳定，是国民经济发展必须依靠的骨干。但装备复杂，初期工程量大，建井周期长，占用投资多。小型矿井装备简单，施工技术要求较低，初期工程量小，投资少，见煤快。但产量小，服务年限短，生产不稳定，劳动生产率低。
矿井生产能力要根据煤层赋存条件，开采技术条件，国家对煤炭的需求状况及当地经济发展状况等并结合国家有关技术政策综合分析，认真进行技术经济比较来确定。一般地，井田储量丰富，煤层赋存条件好，煤层生产能力大时应建大型矿井。对煤层埋藏深，地面地形复杂不利建大型矿井。或当煤层埋藏较浅，储量不太丰富或煤层赋存不太稳定、地质构造复杂时，宜布置工业场地的矿井，为了充分发挥井筒和地面工业场地的投资效果，也宜建小型矿井。
二、矿井服务年限
煤矿企业和其它企业不同，它的工作对象是埋藏在其井田范围内地下有限的煤炭资源，一旦其井田内储量开采殆尽，矿井也就随之报废。所以，一个矿井有一个从投产到报废的开采年限，称为矿井的服务年限。
矿井设计服务年限、矿井生产能力和矿井储量之间的关系如下：
T= Zk/AK 3—1
式中 T—矿井设计服务年限，a；A—矿井设计生产能力，t/a；Zk—矿井设计可采储量；K—储量备用系数。
设立储量备用系数是为了避免因地质条件和煤层赋存特征变化，使得矿井储量减少而影响矿井的服务年限。储量备用系数应视井田内地质条件而定，一般为1.2～1.4。地质条件简单时取小值，地质条件得复杂时取大值。
矿井储量一定时，其服务年限和生产能力应相适应，有一个合理的匹配关系。煤矿开采需要开掘大量的井巷工程，这些井巷工程都是不可回收工程。煤矿开采还需要大量大型的专用设备。投资巨大。在确定矿井服务年限时应考虑能够充分发挥井巷工程、地面建筑物和构造物、技术装备的能力，使投资效果达到最佳。
如果矿井生产能力大而服务年限过短，会造成井巷工程、地面建筑物以及技术装备用期过短，经济上不合理。同时也会造成新老矿井之间频繁接替，不能稳定、均衡地为国民经济发展提供煤炭资源。如果矿井生产能力小而服务年限太长，会造成井巷工程和技术装备使用期过长，效率降低，维护维修费增加。同时，也不能满足国家对煤炭资源的需求和充分利用已探明的煤炭资源。为此，我国《煤炭工业设计规范》规定了不同井型的矿井相应的服务年限，见表3—1。
表3—1 我国各类井型的矿井和水平设计服务年限
井型
矿井设计生产能力（t/a）
矿井设计服务年限（a）
水平设计服务年限
开采0～25°煤层的矿井
开采25°～45°煤层的矿井
开采45°～90°煤层的矿井
特大
300及以上
70
30～40
—
—
大
120、150、180、240
60
20～30
20～30
15～20
中
45、60、90
50
15～20
15～20
12～15
小
9、15、21、30
各省自定

大型矿井第一水平服务年限应不低于30a
随着科学技术的发展，各种新技术、新工艺、新装备、新材料不断出现，使矿井的开采技术和装备条件不断改善，再加上国民经济对煤炭的需求和能源结构的变化，矿井井型和服务年限之间的合理关系不是一成不变的。
第三节 井田再划分

煤田划分成井田后，可以布置一套完全独立的生产系统。但这套生产系统仍不可能把整个井田内的煤一下子全采出来，还需要一步一步，一块一块有计划，有步骤地开采。这就需要把井田进一步划分成若干宜于开采的较小部分，对每一个较小部分还可以根据情况再进一步划分为更小的区域，直到能满足开采工艺要求为止。这个工作叫井田再划分。
目前，我国常见的井田再划分方式有以下几种。
一、井田划分为阶段
在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高将井田划分成若干长条，每一个叫阶段，见图3—5。

图3—5 井田划分为阶段示意图
I、II、III—阶段序号；h1、h2、、h3—阶段斜长；H1、H2、H3—阶段垂高
阶段大小由阶段走向长和阶段斜长来表示，阶段走向长与该阶段处井田走向长一致。阶段斜长由阶段垂高和该阶段处煤层倾角决定。阶段垂高是指阶段上、下边界之间的垂直高度，等于阶段上、下边界面标高之差。
一般用水平面作为阶段上、下边界，称作水平。水平位置用标高来表示，如+50m水平，-150m水平等。
为了逐段开采，需要在阶段的某个界面水平布置井底车场、运输大巷和回风大巷等主要开拓巷道。布置有井底车场和主要运输大巷，并担负该水平开采范围内的主要运输和提升任务的水平叫开采水平。
一个开采水平可只为一个阶段服务，也可以为该水平上下两个阶段服务，所以，一个矿井的开采水平数目和阶段数目不一定相等。
一个井田可以用一个开采水平采完，也可能用几个开采水平才能采完，这要视井田煤层赋存条件和井田尺寸大小而定。前者叫单水平开拓，后者叫多水平开拓。图3–5所示井田划分为三个阶段，由于一个开采水平最多能为两个阶段服务，所以该矿至少需要两个开采水平，为多水平开拓。
一个井田划分成几个阶段取决于每个阶段的垂高。阶段垂高直接影响矿井基建工程量、初期投资、建井工期及生产技术和经济合理性，是矿井开拓中的重要问题。阶段垂高的确定取决于煤层赋存特征、地质条件和开采技术条件。根据我国的开采技术条件现状，合理的阶段垂高范围是：
缓倾斜、倾斜煤层 150m~250m
急倾斜煤层 100m~150m
一般地，矿井只以一个阶段（或开采水平）保证矿井年产量。为了保证矿井稳定、均衡生产，避免水平接替紧张，要求矿井第一水平应有足够的服务年限。
二、井田划分为盘区
当井田内煤层倾角很小，接近水平时，由于煤层沿倾斜方向高差很小，没有必要再按标高划分阶段。这时，可沿煤层主要延展方向布置主要大巷，将井田分为两翼，然后以大巷为轴将两翼分成若干适宜开采的块段，每个块段叫一个盘区。每个盘区通过盘区石门与主要大巷相连构成相对独立的生产系统，见图3—6。

图3—6 井田划分盘区
1—主斜井；2—副斜井；3—主要石门；4—主要运输巷；5、6--盘区运输平巷；7—盘区边界；8—井田边界
当大巷沿煤层走向布置时，上山部分斜长应稍大于下山部分斜长。一般地，上山部分斜长不宜超过1500m，下山不宜超过1000m.。
三、井田分区域划分
随着开采技术的发展和煤层埋深的增加，矿井开采强度越来越大，出现了许多特大型、巨大型矿井。国外已出现了年产量超过千万t的矿井。这些矿井井田范围广阔，可达上百平方公里，煤层沿走向长可达数十公里。这就势必造成井下运输距离、通风线路、管线敷设过长，给生产和管理带来困难。为此，有的矿井采用了分区域开采的办法，就是将整个井田划分成若干个区域，每个区域相当于一个小井田，进一步划分成阶段、盘区等。每个区域开凿辅助提升井和风井为本区域服务。在井田中央开凿集中提升井为整个井田服务，如图3—7所示。
采用区域划分，各分区域即可同时建井，缩短建井工期，又可各区域分期建井，分期投产，减少初期投资。采用集中主提升，分区域辅助提升和通风的模式，即可以采用大型提升设备、降低运营费，又可以大大降低辅助生产环节费用。
井田分区域划分适合井田范围大、储量丰富、生产能力大的矿井。通风困难的大型矿井尤宜采用此法。

图3—7 分区域建井的井田划分示意图
1—主斜井；2—副斜井；3—分区界线；4—阶段界线
四、阶段内再划分
井田划分为阶段是我国目前使用最广泛的井田再划分方式。井田划分为阶段后，仍需进一步划分成适合开采的更小单元。根据煤层赋存特征和开采技术条件，阶段再划分可有以下几种形式。
1．分区式
将阶段沿煤层走向划分成若干块段，每个块段叫一个采区，见图3—8。
采区斜长等于阶段斜长。采区走向长度根据开采技术条件和采煤方法确定。

图3—8 阶段内分区布置
I—阶段垂高；II—阶段斜长
每个采区都有独立的运输和通风系统由采区上（下）山道与主要运输巷、回风巷相连。
由于采区倾斜长度等于阶段倾斜长度，可达数百米甚至上千米，还需将采区沿倾斜方向划分成若干条带，每个条带倾斜宽度用来布置一个采煤工作面。条带走向长度与采区走向长度相等。这些条带叫区段。
在区段上部沿煤层走向开掘煤层巷道作回风、运料用，称为区段回风平巷，在区段下部沿煤层走向掘煤层平巷作进风、运煤用，叫区段运输平巷。区段回风平巷和区段运输平巷分别通过采区车场和溜煤眼与采区上（下）山相连。区段回风平巷和运输平巷掘至采区边界后沿煤层倾斜方向开掘开切眼将二者贯通后既可装备工作面开采。开采工作沿煤层走向推进。
一般地，上一个区段的运输平巷和下一个区段的回风平巷之间要留一定宽度的区段煤柱。这样，区段宽度（倾斜长度）等于采煤工作面长度、区段运输和回风平巷宽度以及区段煤柱宽度之和。随着开采技术的发展，沿空留巷、沿空送巷等无煤柱护巷技术等得到越来越广泛的应用。这时，区段宽度就等于工作面长度再加上两条或一条区段平巷宽度。
在采区内要开掘沿倾斜方向的巷道将阶段主运输平巷和回风平巷沟通构成生产系统为整个采区服务。这种倾斜巷道叫采区上（下）山。担负运煤任务的上（下）山叫运输上（下）山，担负运送材料、设备任务的叫轨道上（下）山。采区上（下）山可以沿煤层布置，也可以沿煤层底（或顶）板岩石布置。
采区上（下）山可以布置在采区沿走向中央，也可以布置在采区沿走向边界如图3—9。前者在采区上（下）山两侧均可布置工作面回采，称为双面采区，后者只能在采区上（下）山的一侧布置工作面回采，称为单面采区。

图3—9 采区上山位置
（a）--双面上山；（b）--单面上山
阶段内划分为采区，各个采区有相对独立的生产系统，可以在同一阶段内同时布置多个采区开采。在一个采区内，又可以几个工作面同时开采。因此，它布置灵活，对地质条件的变化适应性强，便于调控和管理，是我国目前应用最多的阶段内划分方法。
一个矿井由几个采区同采来保证矿井生产能力，要由采区生产能力来确定。一般地，大型矿井为2~4个，小型矿井为1~2个。
2．分带式布置
该划分方式是将整个阶段沿走向方向划分成若干倾斜长条，沿走向宽度用来布置一个采煤工作面，工作面沿煤层倾斜方向推进。这种划分方式叫分带式布置，其采煤方法称为倾斜长壁采煤法。条带沿倾斜长度等于阶段斜长，见图3—10。
每个条带在沿走向两侧开掘煤层斜巷分别担负条带的运煤、运料和通风任务并与阶段运输巷和回风巷相连。
分带式布置省去了采区上（下）山及其生产环节，系统简单，运输环节少，井巷工程中小，建井工期短，煤柱损失小。但分段式布置斜巷掘进量大，特别是下山掘进时，如果煤层倾角较大和涌水量大时，掘进困难，效率低。此外，分带式布置辅助运输复杂，工作面沿倾斜方向推进对采煤机械稳定性要求高。
根据目前的实际经验，分带式布置对煤层平缓（倾角<12~16°），煤厚不大（薄及中厚煤层）和地质构造简单的井田适应性也好。

图3—10 阶段内分带布置
I、II—阶段序号；1、2、3…--分段带号
3．分段式
这种方式实际上就是将整个阶段看作一个采区，沿走向方向不再划分，而是沿倾斜方向划分为若干区段，每个分段（相当于采区内的区段）斜长用来布置一个工作面，走向长等于阶段走向长。整个阶段布置一套阶段上（下）山，其它回采巷道同区段巷道布置完全一样，见图3—11。
由于整个阶段作为一个采区，可大大减少准备工作量。工作面走向长度大，减少了工作面搬家次数并且大大简化了生产系统。但对地质条件变化的适应性较差。根据以上分析，分段式布置适合于井田走向较短，煤层埋藏稳定，倾斜构造少的矿井。

图3—11 阶段内分段布置
I、II—阶段序号；1、2、3…--分段序号
4．整阶段布置
当井田走向、倾斜尺寸都较小时，可直接将井田沿倾斜方向划分成若干阶段，每个阶段宽度用来布置一个回采工作面。这样整个井田就相当于一个采区，其巷道布置方式与采区相同，这种布置方式生产系统简单、工程量小、投资省。但只适用于井田范围小、地质条件简单的矿井。目前许多乡镇小煤矿都采用此种布置方式。
第四节 井田内开采顺序
井田内可采煤层有上下之分，同一煤层有深有浅，特别是井田进一步划分后，形成许多的开采单元。要使矿井生产安全、合理、经济，必须按一定的顺序进行开采。
一、煤层沿倾斜的开采顺序
由于煤层在地下大多为倾斜赋存，对同一层煤，一般都是由上而下（由浅入深）地逐步开采。这种开采顺序叫煤层的下行开采顺序。反之，称为煤层的上行开采顺序。下行开采顺序可以减少初期建井工程量和初期投资，建井快、出煤早。当煤层倾角较大时，采用下行开采顺序可以避免开采煤层下部时由于采空区顶板移动对煤层上部的破坏。在开采近水平煤层时，上、下行开采顺序判别不大，均可采用。
当煤层顶板涌水量较大时，为了避免上区段采区涌水给下区段生产造成影响。有时在区段间采用上行开采顺序。这样，可以利用下部区段采空区疏泄上部区段的顶板水，减轻顶板水的影响。
一般地不论是整个井田，还是阶段内、采空区内，对同一煤层，都应首先考虑使用下行开采顺序。
二、煤层沿走向的开采顺序
煤层沿走向的开采顺序有前进式和后退式。在井田范围内，以井筒为基准，由井筒向边界依次推进的叫前进式，反之叫后退式，见图3—12。

图3—12 阶段内的开采顺序
1、2、3、4—采区开采序号；（a）--采区前进式开采顺序；（b）--采区后退式开采顺序
在采区内，工作面由上（下）山向边界推进的叫区内前进式，反之为区内后退式。
后退式开采可以通过巷道摸清整个开采范围内地质条件和煤层赋存特征的变化情况，有利于开采准备，而且开采和掘进之间相互干扰小。巷道维护条件好。后退式开采的主要缺点是初期工程量大，建井工期长，投产慢。前进式开采与后退式相反。
三、连续式开采的概念
当阶段内采用分区式或分带式布置时，无论采用前进或后退的开采顺序，工作面在阶段走向方向的推进，总是间断的或跳跃的。而采用分段和整阶段布置时，工作面都是在阶段走向方向不停顿地连续推进，称为连续式开采。
连续式开采具有开采的准备工作量少，工作面可以连续推进较长的距离，搬家次数少等特点，对装备复杂的机械化工作面，其优点更为突出。但是，由于工作面连续推进，要求井田内没有或很少有地质变动，尤其是没有倾向断层，才能取得较好的技术经济效果。一般适用于煤层埋藏稳定，井田内无大的倾向断层的矿井，或走向较短的小型矿井。

第五节 巷道分类

实际生产中，常按巷道的空间特征和用途来分类，巷道按空间特征分有以下几种：
1．垂直巷道
立井 有出口直接通到地面的巷道叫立井，又叫竖井，如图3-13中的1。立井是进入煤体的一种方式。立井按用途分有位于井田中央担负提煤任务的主立井；有担负全矿人员、材料、设备等辅助提升任务的副立井；还有用来担负矿井通风的风井。
暗立井 没有出口直接通到地面的垂直巷道，通常装有提升设备，如图3-13中的4。一般用来连接上、下两个水平，担负由下水平向上水平的任务。暗立井也有主暗立井和副暗立井。
溜井 用来从上部向下部溜放煤炭的垂直巷道，如图3—13中的5
2．水平巷道
平硐 有出口直接通到地面的水平巷道，是进入煤体的方式之一，如图3—13中的3。平硐按所担负的任务不同有主平硐、副平硐之分。
平巷 没有出口直接通到地面,沿岩层走向开掘的水平巷道。开在岩石中的平巷叫岩石平巷，开在煤层中的平巷叫煤层煤巷。按用途分平巷有运输平巷、行人平巷、进风或回风平巷等。按服务范围分有阶段（水平）平巷、分段平巷和区段平巷等。
石门 没有出口直接通到地面，与岩层走向垂直或斜交的水平岩石巷道，如图3—13中的6。按用途分有运输石门、进风石门、回风石门等。按服务范围分有阶段石门、采区石门等。
煤门 与煤层走向垂直或斜交的煤层平巷。煤门长度决定于煤层厚度和倾角，一般地，只有在厚煤层中才掘煤门。
3．倾斜巷道
斜井 有出口直接能到地面的倾斜巷道，也是进入煤体的方式之一，如图3—13中的2。斜井按用途分有主斜井、副斜井和回风井。按所在岩层层位分有岩石斜井和煤层斜井。按空间特征有顺层斜井、穿层斜井、反斜井和伪斜井。
暗斜井 没有出口直接通到地面，用来联系上、下两个水平并担负提升任务的斜巷。暗斜井也有主暗斜井和副斜井之分。
上山 没有出口直接通到地面，位于开采水平之上，连接阶段运输平巷和回风平巷的倾斜巷道。上山有运煤的运输上山和运送材料、设备的轨道上山。按服务范围分有阶段上山和采区上山。
下山 位于开采水平以下，作用与上山相同。
除以上介绍的以外，斜巷还有行人斜巷、联络斜巷、溜煤斜巷、溜煤眼、管子道等。

图3—13 矿山井巷
1—立井；2—斜井；3—平硐；4—暗立井；5—溜井；6--石门；7—煤门；8—煤仓；9—上山；10--下山；11--风井；12—岩石平巷；13—煤层平巷
矿井巷道按其在生产中的重要性还可以作以下分类：
开拓巷道 为全矿井、一个开采水平或阶段服务的巷道，如井筒、井底车场、阶段（或水平）运输大巷和回风大巷等。
准备巷道 为整个采区服务的巷道，如采区上（下）山、采区上下车场、采区石门等。
采煤巷道 为工作面采煤直接服务的巷道，如区段上、下平巷和开切眼等。

第六节 开拓方式的概念及分类

在一定的井田地质、开采技术条件下，矿井开拓巷道可有多种布置方式，开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。合理的开拓方式，一般要在技术可行的多种开拓方式中进行技术经济分析比较后，才能确定
一、井田开拓方式分类
井田开拓方式种类很多，一般可按下列特征分类。：
（一）按井筒（硐）形式
按井筒（硐）形式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。
（二）按开采水平数目
按开采水平数目可分为：单水平开拓（井田内只设1个开采水平）；多水平开拓（井田内设2个及2个以上开采水平）。
三）按开采准备方式
按开采准备方式可分为上山式、上下山式及混合式。
（１）上山式开采 开采水平只开采上山阶段，阶段内一般采用采区式准备。
（2）上下山式开采 开采水平分别开采上山阶段及下山阶段，阶段内采用采区式准备或带区式准备；近水平煤层，开采水平分别开采井田上山部分及下山部分，采用盘区式或带区式准备。
(3）上山及上下山混合式开采 上述方式的结合应用。
（四）按开采水平大巷布置方式
（1）分煤层大巷，即在每个煤层设大巷；
（2）集中大巷，在煤层群集中设置大巷，通过采区石门与各煤层联系；
（3）分组集中大巷，即对煤层群分组，分组中设集中大巷。
根据我国常用的开拓方式，其分类可见图3—14所示
因此，立井开拓方式可有立井单水平上、下山式；立井多水平上、下山式；立井多水平上山式；立井多水平上山式及上、下山相结合的方式。如图3—15所示。

图3—14 开拓方式分类

图3—15立井开拓方式
(a)立井单水平上下山式；(b)立井多水平上下山式；(c)立井多水平上山式；(d)立井多水平上山及上下山式混合式
1—主井；2—副井；3—井底车场；4—主要石门；5—开采水平运输大巷
二、确定井田开拓方式的原则
井田开拓所要解决的问题是，在一定的矿山地质和开采技术条件下，根据矿区总体设计的原则规定，正确解决下列问题：
（1）确定井筒的形式、数目及其配置，合理选择井筒及工业场地的位置。
（2）合理地确定开采水平数目和位置。
（3）布置大巷及井底车场。
（4）确定矿井开采程序，做好开采水平的接替。
（5）进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造。
上述问题解决得是否正确，关系到整个矿井生产的长远利益，关系到矿井的基本建设工程量、初期投资和建设速度，从而影响矿井经济效益。矿井开拓方案一经实施，再发现不合理而改动，那将耽误许多时间，浪费巨大投资。因此，确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全面比较后才能确定合理的方案。在解决开拓问题时，应遵循下列原则。
（1）贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤、高产高效创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。
（2）合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。
(3）合理开发国家资源，减少煤炭损失。
(4）必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道保持良好状态。
（5）要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综合机械化、自动化创造条件。
（6）根据用户需要，应照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及其他有益矿物的综合开采。

思 考 题
1．什么叫井田开拓？
2．煤田划分井田时应注意哪些问题？
3．如何合理确定矿井生产能力？
4．井田再划分方式有哪几种？如何划分？
5．什么叫采区？采区具有哪些特点？
6．什么叫区段运输平巷？什么叫区段回风平巷？
7．什么叫单水平开拓？什么叫多水平开拓？
8．巷道如何按空间特征和用途进行分类？分哪几类？
9．什么是开拓巷道？什么是准备巷道？
10．在确定矿井生产能力和服务年限时，为什么要考虑储量备用系数？
11．什么叫井田开拓方式？
12．在解决开拓问题时，应遵循什么原则？

第四章 井田开拓方式
第一节 斜井开拓
斜井开拓时，根据井田再划分方式和阶段内布置形式可组合成多种开拓方式。如：“斜井单水平分区式”、“斜井单水平分带式”、“斜井多水平分区式”、“斜井多水平分段式”等。本节仅举例介绍我国目前常用的几种斜井开拓方式。
一、片盘斜井开拓
片盘斜井开拓是斜井开拓的一种最简单的形式。它是将整个井田沿倾斜方向划分成若干个阶段，每个阶段倾斜宽度可以布置一个采煤工作面。在井田沿走向中央由地面向下开凿斜井井筒，并以井筒为中心由上而下逐阶段开采。图4—1为一片盘斜井的示例。井田沿倾斜方向划分为四个阶段。阶段内按整个阶段布置，即每一阶段斜宽布置一个工作面。
1．矿井开拓程序
在井田沿走向中央，沿煤层倾斜方向向下开掘主斜井1和副斜井2，两井均在煤层之中，且两井中间留30m~40m煤柱。为了掘进通风方便和沟通两井筒间的联系，每隔一段距离开掘联络巷8将两井筒贯通。井筒掘到第一阶段下部时，开掘第一阶段下部车场。从下部车场向井筒两侧开掘第一阶段运输平巷4和副巷5。为了掘进方便，4、5之间每隔一定距离掘联络巷沟通。4、5之间阶段煤柱根据有关规定留设。与此同时，在第一阶段上部开甩车场向井筒两侧开掘第一阶段回风巷6。在井田沿走向边界处沿倾斜方向掘开切眼7将5、6沟通，并在开切眼内布置采煤工作面开采。

图4—1 片盘斜井开拓
1—主井；2—副井；3—片盘车场；4--阶段运输平巷；5—辅巷；6—阶段回风平巷；7--采煤工作面；8—联络眼
该矿工作面由井田边界向井筒方向推进，属于阶段内后退式开采。工作面推至斜井井筒保护煤柱线时停止开采。井筒两侧保护煤柱宽度一般为30~40m。
2．矿井生产系统
工作面7采出的煤，由工作面刮板输送机送至阶段运输副巷5，并经联络巷运至阶段运输巷4装入矿车。矿车由电机车牵引至第一阶段下部车场3并由主斜井1提至地面。
生产所需材料、设备和人员一般由主斜井1下放到阶段上部车场，由阶段回风平巷6送到工作面上口，然后供工作面使用。副斜井只有在矿井产量大，辅助提升任务重时才作辅助提升。
新鲜风流由主斜井进入，经阶段下部车场3、运输平巷4、联络巷8、阶段副巷5进入工作面7。冲洗工作面后的乏风，经阶段回风平巷6、回风斜巷9汇集到副斜井排出地面。为了避免生产中新鲜风流和乏风掺混及风流短路，通常要在主要进风巷和回风巷交岔处设置风桥、风门等通风构筑物。
为保证矿井生产正常接替，在开采第一阶段时，及时向下延深井筒对第二阶段进行开拓并按同样方法布置巷道。生产转入第二阶段后，第一阶段的阶段运输平巷作为第二阶段的回风平巷。以后每阶段依次类推，直到开采到井田深部边界。
片盘斜井开拓，巷道布置和生产系统简单，井巷施工技术也不复杂，而且初期工程量小，出煤快。缺点是不能多阶段同时生产，同采工作面最多为两个，矿井生产能力受到限制。另外，延深工作频繁，生产和掘进之间相互影响较大。工作面整阶段连续推进，对地质条件变化适应性差。但随着采煤机械化程度的提高，工作面单产水平也会大大增加。因此，一些埋藏条件好、地质构造简单的大中型矿井也可采用片盘斜井开拓。但就现有生产经验，采用片盘斜井开拓时，井田走向长不宜大于1.5km。井田倾斜长度，一级提升时，不宜大于800m,两级提升时，不宜大于1.5km,并且尽可能采用一级提升。
二、斜井单水平分区式开拓
这种开拓方式由斜井进入煤体，由一个开采水平开采整个井田。井田可划分为一个阶段，也可以划分为两个阶段。阶段沿走向划分为采区。
图4—2为一典型的斜井单水平分区式开拓方式。井田划分为两个阶段，每个阶段沿走向划分为六个采区。开采水平在上、下两阶段分界面。上山阶段每个采区沿倾斜划分为五个区段，下山阶段式分为四个区段。矿井可采煤层为一层中厚煤层，煤层倾角较小。
1．矿井开拓程序
在井田沿走向中部，由地面开掘一对岩层反斜井，主斜井1和副斜井2。主斜井1安装胶带输送机提升煤炭、副斜井2安装绞车作辅助提升。斜井井筒掘到开采水平时，在开采水平布置井底车场和硐室，然后向两侧掘进水平运输大巷4和副巷5。水平运输大巷和副巷掘至采区中部位置后，在采区下部布置采区下部车场并开掘采区运输上山6和轨道上山7，当采用中央分列式通风时，在主副井斜井施工同时，在井田浅部沿走向中央开凿回风井12至上山阶段上部车场、区段运输平巷和回风平巷，并掘进开切眼布置工作面回采。
2．矿井生产系统
工作面出煤。经区段运输平巷8、采区运输上山6至采区下部煤仓。煤炭装入矿车后由机车引经水平运输大巷4至井底煤仓，并由井底煤仓装入斜井皮带提至地面。
材料、设备由副斜井下放至井底车场，由电机车牵引经水平运输大巷至采区下部车场。然后由采区轨道上山经采区中（上）部车场送至区段回风平巷进而到采煤工作面。
新鲜风流由主、副斜井经井底车场、水平运输大巷、采区下部车场、运输上山和区段运输巷至工作面。冲洗工作面后的乏风，经区段回风平巷水平回风大巷由边界风井排至地面。
阶段内采用前进式开采顺序：首先开采井筒附近的采区，随后逐采区向井田两侧边界推进。在一个采区结束以前，应准备好下一个采区，做到采区顺利接替。
第二阶段为下山开采。由水平运输大巷在采区中部位置布置采区上部车场并沿煤层向下做采区下山13和14。然后在采区内掘区段平巷，然后通过采区内侧区段平巷构成工作面回采。
下山采区工作面出煤向下运至区段运输平巷，然后通过采区运输下山13向上运至采区煤仓，装车后由水平运输大巷运至井底车场由主斜井提至地面。
下山采区所需材料、设备经采区上部车场，由轨道下山下放并经采区中部车场、区段回风平巷送到工作面。
新鲜风流经采区上部车场、采区轨道下山、区段运输平巷进入工作面。乏风经区段回风平巷、采区运输下山、水平副巷、上山阶段保留的回风上山进入水平回风大巷。然后经边界风井排出。
斜井单水平上、下山开拓，开采水平少，减少了初期工程量和投资；阶段分采区布置，对地质条件适应性强，可多采区同时生产、多工作面同时生产，生产能力大。此外，由于只有一个开采水平，不存在水平接替问题，矿井生产稳定。因此，在开采缓倾斜煤层（倾角小于16°），沼气含量低，涌水量小时，如果井田倾斜长度满足要求，应优先考虑采用此种开拓方式。
三、斜井形式选择
斜井形式主要是指其井筒倾角和在地下的空间布置。
斜井倾角主要依据其装备的提升设备确定。根据经验，一般应符合下列范围：
串车提升 α≯25° 箕斗提升，α=20°～35°
无极绳提升 α≯10° 胶带输送机提升α≯17°
斜井采用串车和箕斗提升时，其提升能力受井筒斜长影响较大。近年来，随着胶带输送机技术的不断发展，斜井提升能力大大加强，其应用更加广泛。
斜井在地下的空间布置形式主要受煤层赋存条件、地面地形和提升方式影响。
煤层斜井 斜井沿煤层开掘，施工容易、速度快、投资少。但当煤层较厚、煤层松软、构造复杂及煤层有自燃倾向时，不宜沿煤层布置。此外，沿层斜井需要留设井筒保护煤柱，资源浪费大。
底板斜井 为了避免上述问题，可以将井筒布置在煤层底板中。但当煤层倾角小于井筒倾角时，水平石门工程量太大。优点是井筒易维护，不需保护煤柱。
穿层斜井 当煤层倾角小于井筒倾角时，为了减少水平石门工程量或免受地面因素影响，斜井可穿越煤层布置。
除此之外，还有反斜井、沿煤层伪斜井和折返式斜井等。

图4—2 斜井单水平分区式开拓
1—主井；2—副井；3—井底车场；4—阶段运输平巷； 5—阶段辅巷；6—采区运输上山；7--采区轨道上山；8、15—区段运输平巷；9、16—区段回风平巷；10、17—采煤工作面；11--阶段回风平巷；12--回风井；13—采区运输下山；14—采区轨道下山；18—专用回风上山；19—采区煤仓；20—井底煤仓；21—