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煤矿开采学授授授授课课课课人：李人：李人：李人：李 宏宏宏宏华华华华煤集煤集煤集煤集团砚团砚团砚团砚北煤北煤北煤北煤矿矿矿矿 通通通通灭灭灭灭副副副副总总总总工程工程工程工程师师师师1.煤煤矿矿开采学（开采学（绪论绪论）v 煤煤是工业的粮食，占我国一次能量消耗的75%；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。v一、煤炭的一、煤炭的历历史史v 1、煤是由植物残骸经过复杂的生物化学作用和物理化学作用转变而成的。v 2、我国古代采煤的情况v 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，宋应星编著的天工开物。2.煤煤矿矿开采学开采学 3、煤的成因分类3.v4、四种典型的腐殖煤4.煤煤矿矿开采学开采学v 5、煤按变质程度和工艺性质分为14个大类，17个小类。v 无烟煤：分为无烟煤一号、无烟煤二号、无烟煤三号3个小类。v 烟煤：分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦 褐煤：分为褐煤一号和褐煤二号2个小类。v 5.v二、解放以后我国煤炭工二、解放以后我国煤炭工业业技技术术的的发发展展v 1、产量v 1949年，3243万吨；1950年1952年，三年恢复时期，旧矿、旧设备、旧方法；52年，6650万吨；19531957年，第一个五年计划，中国经济形式变化最大；1957年，1.3亿。v 2006年 23.32亿；2007年26亿；2008年27.16亿吨；2009年291亿吨；2010年33亿吨；2011年38.3亿吨。v 2、单产及机械化水平v 1）、建国初期，风稿落煤，人背、人拉、马拉，高强度体力劳动。6.煤矿开采学v 三年恢复时期，推行壁式采煤，使用刮板运输机和截煤机。1952年，4331吨/月.面。机械化水平0.73%。v 2）、第一个五年计划，引进苏联康拜因，在双鸭山岭西矿使用。1957年，5137吨/月.面，机械化水平4.12%v 3）、1964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%。7.v 4）、1974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1978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。1979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1990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%。8.v 5）、单产创记录情况v （1）、1982年，大同同家梁矿创年产百万吨综采队。到1990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。v 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。v （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。9.v （3）、炮采队也有达到50万吨的。v （4）、目前，已有许多高产高效工作面，年产1000万吨的（神华集团）。v 6）、机械化水平高的单位v 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。10.第一章第一章煤煤矿矿开采的基本概念开采的基本概念1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v一、煤田和一、煤田和矿矿区区v 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）。v 2、矿区：开发煤田形成的社会组合称矿区。v 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。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。11.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v二、井田二、井田v 1、井田：划分给一个矿井开采的那一部分煤田称为井田。v 矿井：组成矿区的社会单元（开发井田的社会组合）。v 井田范围，走向长，大型（7.0km）、中型（4.0 km）、小型（1.5 km）。v 2、煤田划分为井田的原则：v 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，如下图。12.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念13.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念14.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v 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。v 4）、处理好相邻矿井之间的关系，如浅部、深部。如下图。v 3、煤田划分为井田的方法 1）、垂直划分。切豆腐块v 2）、水平划分。以一定标高为界v 3）、按煤组划分（近水平煤层情况）。15.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v三、三、矿矿井生井生产产能力与井型能力与井型v 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，按国目前，按国际际通用方法用通用方法用Mt/a）。v 2 2、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。v 3、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，成为不同的井型。v 1）、小型井：9、15、21、30（万t/a）；v 2）、中型井：45、60、90（万t/a）；v 3）、大型井：120、150、180、240（万t/a）；v 4）、特大型井：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。16.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v 4、矿井年产量：矿井实际生产的煤炭数量，万t/a。矿矿井可采井可采储储量量Zk生生产产能力能力A服服务务年限年限T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。国内大型矿井的服务年限，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。17.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v矿矿井井储储量量v 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v 1）、平衡表内储量：在目前的技术经济条件下，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）。v 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。v 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）。18.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v矿矿井井储储量量生生产产能力能力服服务务年限年限v 3、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。v Zs=(ZgP1)vZs：矿井设计储量；Zg：工业储量vP1：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；v 4、矿井设计可采煤量v Zk=(ZsP2)Cv Zk：矿井设计可采煤量；v 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。v C：矿井设计的采区回采率，分为三类：v厚煤层 75%，中厚煤层80%，薄煤层 85%。19.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v生产环节能力v 提升、运输、通风、排水、供电、井底车场通过能力等等。v 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。20.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v 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，安全生产条件必须保证。v矿矿井服井服务务年限年限v 1、计算公式：T=Z/(A*K)T:矿井服务年限，年；A:矿井设计生产能力，万t/a或Mt/a；v K：储量备用系数，取 1.31.5。v 2、储量备用系数的意义：v 考虑两个方面原因：v 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；21.2.1矿矿井井储储量量生生产产能力能力服服务务年限年限v 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；v 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。22.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v四、露天四、露天矿矿开采与地下开采的概念开采与地下开采的概念v 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。有水力和机械两种开采法。v 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,9394%。v 3、露天开采与地下开采相比较所具有的特点：v 1）、优点：v（1）.产量大，一般可达5001200万吨，有的可达5000万吨；v（2）.劳动效率高，一般为3.028.0吨/工，是井工开采的数倍，有的达到数十倍；v（3）.生产成本低，大约是井工开采的50%；v（4）.资源回收率高，达90%以上；23.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v （5）.作业空间不受限制；v （6）.木材、电力消耗少；v （7）.建设速度快，产量有保证，生产安全，劳动条件好；v 2）、缺点：v （1）.占用土地多，污染环境；v （2）.受气候影响大；v （3）.对矿床赋存要求严格。24.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念25.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v露天矿场全貌26.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v露天矿场27.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v露天矿场28.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v露天开采29.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v4、煤、煤矿矿地下开采的特点地下开采的特点v1）、受）、受资资源源赋赋存条件存条件的制的制约约。2）、工作）、工作场场所不断所不断移移动动。3）、）、复复杂杂的生的生产产和管理系和管理系统统。4）、必）、必须设须设置人工构置物置人工构置物保保护护工作空工作空间间。5）、）、安全安全问题问题突出。突出。30.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v 5、煤层分类v 1）、按厚度分为：v（1）、薄煤层，厚度为 可采厚度1.3 m；v（2）、中厚煤层，厚度为 1.33.5m；v（3）、厚煤层，厚度为3.510m；v（4）、特厚煤层：厚度为10 m以上。v 2）、按倾角分为：v（1）、近水平煤层，倾角为 012 ；v（2）、缓斜煤层，倾角为12 25 ；v（3）、倾斜煤层，倾角为 25 45 ；31.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v（4）急倾斜煤层，倾角为45 90 。v 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。v（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；v（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；v（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，全区少部分可采；32.1.1煤田开煤田开发发的概念的概念v（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。v33.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分v一、一、矿矿山井巷名称山井巷名称v 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。v 2、矿山井巷的分类v 根据分类的不同，分成不同的类型。（图1-3）v 1）、按空间形态分：垂直（立）：立井、暗井；水平（平）：平硐、平巷、石门、煤门；倾斜：斜井、上山、下山、斜巷。v 2）、按应用范围分：34.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分立井（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。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。35.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分 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。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。斜井 在地层中开凿的直通地面的倾斜巷道。主斜井 用于提升煤炭。副斜井 用于行人、提升矸石、通风。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。36.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分v 二、各个巷道的作用：v 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。v 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。v 3、风井：专门用于回风用的立井，称回风立井，简称风井。v 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。v 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。37.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分v 6、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。v 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。v 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。38.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分v矿山井巷图111114 45 53 36 66 66 6131313131212121212122 29 910101-立井，立井，2-斜井，斜井，3-平平硐，4-暗立井，暗立井，5-溜井，溜井，6-石石门，9-上山，上山，10-下山下山 11-风井井 12-岩石平巷，岩石平巷，13-煤煤层平巷，平巷，39.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分矿山井巷图40.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分v （1）开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷道，如井筒、水平大巷、井底车场。10 30a或以上。或以上。v （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。T3 5a。v （3）回采巷道：直接为采煤工作面服务的巷道。倾斜（斜）。41.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分 图1-4 井田划分为阶段和水平 42.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分v （二）阶段内的划分：v （1）划分为采区v 采区：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。v （2）划分为分段v 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100m350m，划分成可以进行开采的单元，每一个单元称为一个分段。43.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分v 上下山采区v 上山采区上山采区 位于开采水平以上的采区。位于开采水平以上的采区。下山采区下山采区 位于开采水平以下的采区。位于开采水平以下的采区。44.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分45.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分 （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。46.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分v 阶段划分为采区，采区划分为区段 阶段段 阶段段 阶段段 阶段段 阶段段 阶段段2区段区段3区段区段1区段区段2区段区段3区段区段47.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分2、近水平煤层的划分：1）、划分为盘区v 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。v 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。48.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分v盘盘区或区或带带区区v盘盘区区近水平煤近水平煤层层的采区。的采区。v带带区区倾倾斜分斜分带带开采的采区。开采的采区。49.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分v （3）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。v 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。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。50.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分v阶阶段划分段划分为为划分划分为为带带区，区，带带区划分区划分为为分分带带v分分带带沿煤沿煤层层走向把走向把阶阶段划分段划分为为若干若干长长条，每一个条，每一个长长条叫条叫一个分一个分带带。由若干分由若干分带组带组成，并具有独立生成，并具有独立生产产系系统统的区域叫的区域叫带带区。区。v倾倾斜向斜向长长壁工作面：工作面沿走向布置，沿壁工作面：工作面沿走向布置，沿倾倾向推向推进进。51.1.2矿矿山井巷名称和井田内的再划分山井巷名称和井田内的再划分开采水平（简称水平）：运输大巷及井底车场所在的水平位置及所服务的开采范围。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的水平面既包括一个水平，又包括所服务的阶段。52.1.3开采水平的划分及上、下山开采开采水平的划分及上、下山开采v 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。v 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。v 对于近水平煤层，不划分阶段，将煤层分组。划分水平，再分成盘区或带区。53.1.3开采水平的划分及上、下山开采开采水平的划分及上、下山开采v一、合理的水平垂高（一、合理的水平垂高（针对针对非近水平煤非近水平煤层层而言）而言）v 应以合理的阶段斜长为前提，并使开采水平有合理的服务年限，利于水平采区接替。v 1、具有合理的阶段斜长v 阶段斜长，若分带，则为条带的推进长度，若分区，为采区上山长度。从运输、行人方面考虑。v 1）、煤的运输v 对于缓倾斜和倾斜煤层，用自溜运煤或皮带运煤，对斜长的限制不大，15001800m以内，目前的皮带运输，长度可以提高到2500m甚至达到3000m；v 用刮板运输机时，太长了，运输机台数多，系统可靠性差，中小型矿井用矿车运煤时，应在600m以 54.1.3开采水平的划分及上、下山开采开采水平的划分及上、下山开采v内。对于急倾斜煤层，溜煤高度不能太长，低于70120m。v 2）、辅助提升：这是限制斜长的主要因素。应采用一段提升最好。一般采用绞车提升。1.6m绞车，600m长；2.0m，900m长。v 3）、行人条件：对斜长限制不严重，放在次要位置考虑，当长度长时，采用猴车运人。v 2、具有合理的区段数v 考虑合适的区段斜长，应为其整数倍来划分为采区。v 缓倾斜35个区段，倾斜、急倾斜不少于2个，区段太少，不利于工作面接替。v 3、利于采区的正常接替v 矿井正常生产期间，应使采区接替正常。55.1.3开采水平的划分及上、下山开采开采水平的划分及上、下山开采v 矿井有增产采区、减产采区、正常生产区、准备采区。v 保证矿井产量均衡。生产采区的生产时间应大于准备区的准备时间。这需要采区有一定的储量，当走向长度确定后，倾斜长度的增加会使采区储量增加。这样，分滩到每一米运输大巷、采区石门、上山、采区硐室这一类巷道上的煤量也会增加。v 4、保证开采水平有足够的服务年限v 开拓一个水平需掘进许多巷道，工程量大，准备时间长，为保证矿井有一个较稳定的生产期，水平服务年限必须大于延深水平时间（35a）与两水平过渡时间(23a)之和，至少8a以上。v 我国有关矿井水平服务年限的规定见下表：56.1.3开采水平的划分及上、下山开采开采水平的划分及上、下山开采水平水平设计设计服服务务年限年限(a)井井型型缓倾斜煤层 倾 斜煤层 急倾斜煤层 大型井 2040 2030 1520 中型井 1520 1520 1215 小型井 各 省 自 定 各 省 自 定 各省自定 5、经济上有利的水平高度 近水平煤层，在煤区内划分成条带或盘区，盘区的斜长（上山）2500m，下山 1000m，条带斜长可达到2000m，阶段高度确定后，可考虑下山开采的应用。57.1.3开采水平的划分及上、下山开采开采水平的划分及上、下山开采v二、下山开采的二、下山开采的应应用用v 1、存在的问题v 可以节省一个水平的布置巷道，能充分利用原有的井巷和设施，节省开拓工程量和基建投资，可延长水平的服务年限，推迟矿井下一水平延深的期限，煤炭无反向运输。但下山开采存在以下几方面的问题v 1）、运输：向上运输，无法自溜。要求有较大的运输能力；v 2）、排水：每个采区都需设排水设施，不集中，耗电大。v 3）、通风：新、污风相邻，易漏风，且风流路线长，阻力大。v 4）、掘进：下山掘进困难，装岩、排水跑车。58.1.3开采水平的划分及上、下山开采开采水平的划分及上、下山开采59.1.3开采水平的划分及上、下山开采开采水平的划分及上、下山开采v 2、适用条件v 有下列条件，可以避开其缺点，能够采用。（图18-1或绘图说明)v 1）、16，瓦斯小，涌量小。v 2）、深部境界不一致，单设一个水平有困难，则最终阶段用下山开采。v 3）、当开采强度增大，水平储量不够，水平接续紧张，采用在局部地段用下山开采。俗称剃头。v 3、注意事项v 1）、上、下山划分的采区尽可能划分一致，利用维护的上山采区巷道回风（风路长），也可利用大巷辅巷回风（当皮带运输，有辅巷运辅助工作）。v 2）、剃头时，可利用下山通到下一水平，准备下一水平巷道，加快水平的准备。60.1.4开采水平大巷的布置开采水平大巷的布置v 大巷俗称矿井的动脉。合理的大巷布置应有利于矿井建设、矿井生产。大巷也是开采水平布置的关键。首先应了解大巷是干什么的。v 一、对大巷布置的要求v 1、大巷运输方式与设备v 1）、矿车运输v 架线电机车有7吨、10吨、14吨，蓄电池机车有8吨、10吨、矿车有1、1.5、3吨固定式，3吨、5吨底卸式、7吨侧卸式，还有设备车、材料车、人车。同样有非标准矿车。轨距有600、900的，1、1.5吨固定式、3吨底卸式，用600mm轨距。能统一解决煤炭运输和辅助运输问题，便于不同煤种煤层的分采分运，能适应两翼生产不均衡的变化，不受巷道弯曲程度的限制，便于长距离运输，要求巷道断面大，弯道多时运行速度慢。61.1.4开采水平大巷的布置开采水平大巷的布置v 2）、皮带运输v 生产能力大，易实现自动化，对巷道坡度及变形量没有严格要求，但要求巷道要直，两翼生产不均衡时，要求设备能力大，需要铺设轨道解决辅助运输问题(皮带主要用于运煤)。有时，需要开辅助大巷，辅助运输占运煤量的20%左右。v 2、运输设施对大巷的要求v 1）、皮带运输：大巷要直，允许有坡度（17）。v 2）、矿车运输：大巷要平，可以有流水坡度（35），可弯曲，有曲线半径。v 3、根据井田面积或运输距离选择运输设备v 一般情况下，井田面积小于10KM2，用皮带，运距小于2km，用皮带。当井田面积大于30 KM2，用矿车，运距大于5km，用矿车。中间情况，需比较。62.1.4开采水平大巷的布置开采水平大巷的布置v 4、大巷的运输设备v 大巷运输设备一览表v矿井生产能力(Mt/a)运 煤 辅助运输 大巷轨距(mm)v 240 5t 底卸式矿车 1.5 t 固定式矿车 900v 胶带输送机 1.5 t 固定式矿车 600v90180 3t 底卸式矿车 1或1.5 t固定式矿车 600v 3t 固定式矿车 1.5 t 固定式矿车 900v60 1 t 固定式矿车 1 t 固定式矿车 600v 5、大巷的断面及支护v 断面应满足运输、通风、行人、设管线敷设的要求。63.1.4开采水平大巷的布置开采水平大巷的布置v二、大巷布置方式二、大巷布置方式 1、分煤层大巷：每一个煤层布置一条煤层大巷。利用一条主石门与各大巷联系起来v 1）、布置：（绘图说明）v 2）、优点：初期工程量小，反向运输少，出煤快。v 3）、缺点：总工程量大，煤柱多，维护困难，轨道、管线占用多，生产分散，管理复杂。v 4）、适用条件：煤层间距大，集中布置有困难。64.1.4开采水平大巷的布置开采水平大巷的布置65.1.4开采水平大巷的布置开采水平大巷的布置v 2、集中大巷（图）v 1）、布置：多个煤层用一条大巷，在最下层煤底板岩石中或煤中（较硬、较薄）。（绘图说明）v 2）、优点：总工程量少，易维护，生产集中，能力大。3）、缺点：初期工程量较多，煤层间距大时，石门工程量大，反向运输量大。v 4）、适用条件：煤层间距小的矿井。66.1.4开采水平大巷的布置开采水平大巷的布置67.1.4开采水平大巷的布置开采水平大巷的布置v 3、分组集中大巷（图）v 1）、布置：划分煤组，每组一条集中大巷。各组大巷用一条主石门联系。（绘图说明）v 2）、优点：生产采区多，能力大；v 3）、缺点：初期工程量大。v 4）、适用条件：煤层数多，能分组。v 5）、分组原则：v（1）、煤层间距近的分为一组（间距在全井田范围有可能不一致，如被断层断开，可能相距甚远）。v（2）、煤质相同一组，瓦斯涌出量相差太大的分开，有突出、突水危险的分开。68.1.4开采水平大巷的布置开采水平大巷的布置69.1.4开采水平大巷的布置开采水平大巷的布置v三、运三、运输输大巷位置的大巷位置的选择选择v 主要是在煤层内，还是底板岩石内及距煤层的间距大小。v 1、煤层大巷v 1）、优点：v（1）掘进易、速度快、投资少；v（2）可探明煤层状况；v（3）出煤快、见效快，对环境保护有利。v 2）、缺点：v（1）、维护困难，费用大，受采动影响严重；v（2）、大巷的坡度和方向不易保证；v（3）、煤柱损失大，上下两侧各需留40 50m，易发火。v 3）、适用条件：中、小型矿井，采用分层大巷布置。特殊情况，如底板附近有含水层或岩石软；煤无自燃发火危险且较硬的条件下。70.1.4开采水平大巷的布置开采水平大巷的布置v 2、岩石大巷v 优缺点与煤层大巷相对应。多数矿井采用。其位置应避开支承压力的影响。h=1530m，考虑采区用岩石上山，集中平巷，采区煤仓诸因素一般h=30m以上。v四、四、矿矿井井总总回回风风巷的布置巷的布置v 主要是第一水平总回风巷的布置（以后各水平则利用前一水平运输大巷）。v有三种方式：v 1、布置在最下层煤层中。最下层煤为薄及中厚煤层，煤质较硬，围岩稳定。v 2、布置在底板岩石中。同运输大巷相似，距煤层1520m。v 3、与运输大巷在一个层位，两者也可高差 1015m。条带式开采时用。v 4、若回风大巷距地面较近，有时需在煤层中留防水煤柱。v 5、在急倾斜煤层中，回风大巷要考虑煤层地板的滑动问题。71.1.5井底井底车场硐车场硐室室v 井底车场是矿井的咽喉，是煤、料、人、物的转运处，是枢纽，是开采水平布置的重要部分。v 定义：连接井筒和井下运输巷道的一组巷道和硐室的总称。72.1.5井底井底车场硐车场硐室室v井底井底车场图73.1.5底底车场硐车场硐室室v 一、主井系一、主井系统硐统硐室室v 推车机，翻车机硐室（卸载硐室），井底煤仓、装载硐室、清仓硐室。井底水（窝）泵房。硐室的布置与线路布置有关，应在易维护的岩石中。v二、副井系二、副井系统硐统硐室室v 马头门、泵房、变电所、水仓、清仓硐室，候车站。泵房与变电所相邻。水仓最低，水仓入口处是开采水平的最低点。泵房、变电所高于井底车场水平0.5m，有防水门、防火门。v三、其它三、其它硐硐室室v 调度室、医疗室、架线、蓄电池机车库、机车修理间、充电室、火药库、消防库。充电室、火药库需单独回风。74.1.6调车调车方式及方式及线线路布置路布置v一、一、调车调车方式方式v 1、顶推调车v 2、专用设备调车v 3、甩车调车（自滚式）v 4、顶推拉调车75.1.6调车调车方式及方式及线线路布置路布置v二、存二、存车线长车线长度的确定度的确定v 井底车场有主井煤车和付井材料，矸石的空重车线、调车线，v 长度：v 1、井空、重车线长：大型井，1.52.0列，中小型，1.01.5列。v 2、付井空、重车线长：大型井：1.01.5列，中小型0.51.0列。而付井提矸时，一般应大于1.0列，小型井按0.5列。v 3、材料车线：大型，10个矿车以上，一般为1520个。中小型为510个。v 4、调车线：一整列车长（矿车加上机车长）（图）76.1.6调车调车方式及方式及线线路布置路布置77.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v 一、矿井生产系统概念主井副井井底车场主石门运输大巷风井回风石门回风大巷采区运输石门采区下部车场采区下部材料车场12，采区煤仓行人进风巷运输上山轨道上山上山绞车房采区回风石门采区中部车场区段平巷下段回风平巷78.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统79.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念1、矿矿井巷道的开掘井巷道的开掘顺顺序原序原则则：尽量采用平行作：尽量采用平行作业业；尽快；尽快沟通沟通风风路。路。2、矿矿井主要生井主要生产产系系统统1）运煤运煤系系统统2）通通风风系系统统3）运料排矸运料排矸系系统统4）排水排水系系统统5）动动力供力供应应（电电、压风压风）6）通通讯讯、监测监测系系统统80.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统81.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统82.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统83.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统84.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统85.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统86.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统87.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统88.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统89.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统90.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统91.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统92.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统93.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统94.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统95.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统96.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统97.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统98.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统99.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统100.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统101.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统102.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统103.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统104.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统105.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统106.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统107.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统108.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统109.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统110.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统111.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统112.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统113.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统114.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念矿矿井主要生井主要生产产系系统统115.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v矿矿井主要生井主要生产产系系统统116.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v 二、矿井开拓、准备与回采 v 开拓巷道：为全矿井、一个开采水平或若干采区服务的巷道，服务年限较长，多在10-30a或以上，如主副井、主要石门、阶段运输大巷、阶段回风大巷和风井等。v 回采巷道：形成采煤工作面及为其服务的巷道。如开切眼、工作面运输巷、工作面回风巷等。v 准备巷道：为准备采区、盘区或带区而掘进的主要巷道。如采区上山、采区车场和带区车场等。117.1.7矿矿山生山生产产的基本概念的基本概念v 开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。v 井田开拓方式分类：v （一）按井筒（硐）形式 按井筒（硐）形