煤矿开采方法前三篇

第一章井田开拓基本知识

第一节煤层地质及矿井生产概况

一、煤田基本概念

（一）煤田和矿区

1.煤田

在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积而形成并大致连续分布的含煤地带称为煤田。煤田的范围很大，面积可由数百平方米到数千万平方米，储量从树亿吨到数百亿吨。面积大储量丰富的称为“富量煤田”；储量小限于一个矿井开采的煤田称为“限量煤田”。

我国有很多较大的煤田，如神府-东胜煤田、鄂尔多斯煤田、大同煤田、陕西的渭北煤田、平顶山煤田、乌鲁木齐煤田、六盘水煤田、淮南煤田等。

2.矿区

统一规划和开发煤田或其一部分形成的社会区域，称为矿区。根据国民经济发展需要，利用地质构造、自然条件或煤田的沉积不连续，或按勘探时期先后，可以将一个大煤田划归给几个矿区开发；较小的煤田也可以作为一个矿区来开发；也有一个大矿区开发几个小煤田的情况。

图1-1 淮南煤田分布图

1—舜耕山区；2—八公山区；3—潘集—谢桥区

淮南矿区开发淮南煤田的三个区，三个区均分布在淮河两岸（图1-1）。矿区的老区是舜耕山区和八公山区，两区被鸭背埠断层分开，分别由九龙岗矿、大通矿、李郢孜一矿、二矿和谢家集一、二、三矿及新庄孜矿、毕家岗矿、李咀孜矿、孔集矿开采；淮河北岸为淮南矿区新区，目前正在开发潘集、谢桥区，其中潘集一、二、三矿及谢桥矿均已投产，张集矿正在建设中，并计划建设潘四矿及其他矿井。

由此可见，一个矿区由很多矿井组成，以便有计划、有步骤、合理地开发整个矿区。为了配合矿井的建设和生产，还要建设一系列辅助企业、交通运输与民用企业，以及其他有关的企业和市政建设。

（二）井田

煤田的范围很大，还必须把煤田划分为井田（矿田）。划归给一个矿井（或露天）开采的那一部分煤田，称为井田。

矿井井田范围大小、矿井生产能力和服务年限的确定，是矿区总体设计中必须解决好的关键问题之一。

井田范围，是指井田沿煤层走向的长度和倾向的水平投影宽度。

在把煤田划分为井田时，应根据矿区总体设计任务书的要求，结合煤层的赋存条件、地质构造、开采技术条件，保证各井田都有合理的尺寸和边界，使煤田得到合理的开发。

根据我国目前开采技术条件，一般小型矿井的走向长度不小于1500m；中型矿井不小于4000m；大型矿井不小于7000m。

（三）矿井生产能力

矿井生产能力亦称井型，一般是指矿井的设计能力，以万t/a（或Mt/a）表示。有些矿井进行技术改造后，需要对矿井各生产系统的能力重新核定，核定后的综合生产能力，称为核定生产能力。矿井的年产量，是指每年实际生产出来的煤炭量，其数值常常不同于矿井生产能力，而每年的产量也常不相同。

根据矿井设计生产能力不同，我国把矿井分为大、中、小三种类型，称为井型。

大型矿井：生产能力为1.20Mt/a、1.50Mt/a、1.80Mt/a、2.40Mt/a、3.00Mt/a、4.00Mt/a、5.00Mt/a和5.00Mt/a以上的矿井。3.00Mt/a及其以上的矿井也称为特大矿井。

中型矿井：生产能力为45万t/a、60万t/a、90万t/a的矿井。

小型矿井：生产能力为9万t/a、15万t/a、21万t/a和30万t/a的矿井。

我国原有的国有重点煤矿多为大、中型煤矿；地方煤矿多为中、小型煤矿。

矿井井型的大小直接关系到基建规模和投资的多少，影响到整个矿井生产时期的技术经济面貌，所以应正确确定井型的大小。

（四）露天开采和地下开采的概念

从敞露的地表直接采出有用矿物的方法，叫露天开采。当煤层厚度达到一定值，直接出露于地表，或其覆盖层较薄、剥采比合理，就可以考虑采用露天开采。

露天开采与地下开采在进入矿体的方式、生产组织、采掘运输工艺等方面截然不同，它需要先将覆盖在矿体之上的表土或岩石剥离掉（如图1-2）。

图1-2 露天开采示意图

露天开采一般机械化程度高、产量大、劳动效率高、成本底、工作比较安全；但由于受气候条件影响较大，需采用大型设备和进行大量基建剥离，基建投资较大。只有覆盖层较薄、煤层厚度较大时采用。受资源条件限制，我国露天开采产量比重较小。

露天开采是采矿工业的发展方向之一。凡煤田浅部有露天开采条件的，应根据经济合理剥采比并适当考虑发展可能划定露天开采边界。剥采比，是指每采一吨煤需要剥离多少立方米的岩石量。最大经济合理剥采比，就是按该剥采比开采的煤炭成本不大于用地下开采的煤炭成本。它是确定露天煤矿开采境界的主要依据。

煤矿地下开采，也称为井工开采。它需要从地表向地下开掘一系列巷道进入煤层，建立完整的生产系统，才能进行回采。由于是地下作业，工作空间受到限制，采掘工作地点不断移动和交替，并且受到地下水、火、瓦斯、煤尘及围岩塌落的威胁。因此，地下开采要比露天开采复杂和困难。

二、矿井巷道

在地下开采中，为了建立矿井提升、运输、通风、排水、动力供应等需要开掘的井巷和硐室统称为矿山井巷。按其倾角分为三大类：直立巷道、水平巷道和倾斜巷道，如图1-3。

图1-3 矿山井巷

1—立井；2—斜井；3—平硐；4—暗立井；5—溜井；6—石门；

7—煤层平巷；8—煤仓；9—上山；10—下山；11—风巷；12—岩石平巷

1.直立巷道

巷道的长轴线与水平面垂直，如立井、暗井、溜井等。

立井：与地面直接相通的直立巷道，又称为竖井。主要用于提升煤炭的叫做主井；主要用于提升矸石、下放材料、升降人员等辅助提升的叫做副井。另外，还有一些专门或主要用于通风、排水、充填等工作的立井，均按其主要任务来命名。

暗立井：与地面没有直接出口的直立巷道，又称为盲立井或盲竖井。其用途与立井相同。

溜井：与地面不直接相通，专门用于溜放煤炭的暗立井。在采区内，高度不大、直径小的叫做溜煤眼。

2.水平巷道

巷道长轴线与水平面近似平行，如平硐、平巷、石门等。

平硐：与地面直接相通的水平巷道。作用类似立井，有主平硐、副平硐、排水平硐、通风平硐等。但平硐由于通过量大，不必铺设排水管道等，对于中小型矿井可不设副平硐。

平巷与大巷：与地面不直接相通的水平巷道。其长轴线与煤层走向大致平行，为开采水平服务的平巷通常称为大巷，如运输大巷、通风大巷。布置在煤层内的平巷称为煤层平巷；