煤矿开采学第二章--井田开拓基本概念
煤矿开采技术——井田开拓方式
第二章井田开拓方式第一节井田开拓的概念第二节斜井开拓目的要求：1、了解井田开拓方式的概念、分类和原则2、掌握斜井开拓的优缺点及适用条件重点、难点和突破的方法：重点：斜井开拓难点：斜井开拓的使用条件突破方法：1、详细讲解2、边看模型边讲解教学内容和步骤（附后）第一节井田开拓概念一、井田开拓方式的概念井田开拓：由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和采掘工程称为井田开拓。
矿井开拓方式：矿井井筒形式、开采水平数目及阶段内的布置方式的总称。
二、井田开拓方式的分类1.按井筒形式（1）立井（2）斜井（3）平硐（4）综合2.按阶段内布置方式（1）采区式（2）分段式（3）带区式3.井筒形式+开采水平+阶段内布置方式三、确定井田开拓方式的原则1.合理确定矿井生产能力，井田范围，进行井田内的划分，确定井田开拓方式，井筒数目及位置。
2.选择主要运输大巷布置方式及井底车场形式。
3.确定井筒延伸方式及井田开采顺序。
基本原则：（1）多出煤、早出煤、出好煤、建设高产高效安全生产矿井创造条件，集中，简单。
（2）按《规程》完善通风条件，良好生产条件。
（3）减少煤柱损失，减少巷道维护量，提高矿井采出率。
（4）减少工程量，降低投资，减少建工工期。
（5）新技术机械化、自动化的推广创条件。
（6）考虑煤质、煤种区别。
第二节斜井开拓主、副井均为斜井的开拓方式，称斜井开拓。
一、片盘斜井开拓（斜井多水平分段式开拓）片盘斜井开拓是最简单的开拓方式。
典型的片盘斜井如下图所示,其井下部分有一个下山采区。
井田沿煤层倾向按标高划分为若干个分段,每段相当于采区的一个区段,倾斜长度适于布置一个采煤工作面。
（习惯上称为片盘）1.井巷掘进顺序自地面向下沿煤层开一对斜井,直至第一片盘下20〜30m,在第一片盘上部开片盘甩车场及第一片盘回风巷,在第一片盘下部开片盘甩车场及片盘运输巷,然后,经平或斜石门掘进上煤层的超前平巷及开切眼,即可开始第一片盘的回采。
+400+350+3002.生产系统：采煤系统、运矸系统、通风系统。
采煤概论之井田开拓
井田开拓第一节基本概念⏹井田开拓：为了采取煤炭，需从地面向井下开掘一系列的井巷。
⏹井筒：从地面向地下开掘的用于行人、通风、运输、提升的通道。
有立、平、斜。
⏹巷道：与地面不直接相通的，用于行人、通风、运输等的通道。
直立巷道：巷道的长轴线与水平面垂直。
包括：立井、暗立井、溜井。
水平巷道：巷道的长轴线与水平面近似平行。
包括：平硐、平巷、大巷、石门、煤门。
倾斜巷道：巷道的长轴线与水平面有一定的夹角的巷道。
包括：斜井、采区上下山。
⏹硐室：空间三个轴线长度相差不大，且与地面不直接相通的地下巷道。
包括：井底水仓、变电所、绞车房、调度室、候车室。
⏹立井：有直接通达地面出口的垂直巷道，竖井。
⏹暗立井：没有直接通达地面出口的垂直巷道。
⏹溜井：担负自上而下溜放煤炭任务的暗井。
⏹平硐：有直接通达地面出口的水平巷道。
⏹平巷：沿煤层走向开掘的水平巷道。
⏹石门：布置在岩层中和岩层走向垂直或斜交的水平巷道。
⏹煤门：布置在煤层中和煤层走向垂直或斜交的水平巷道。
⏹斜井：有直接通达地面出口的倾斜巷道。
⏹暗立井：没有直接通达地面出口的倾斜巷道。
⏹上山：没有直接通达地面的出口，位于开采水平之上，从主要运输大巷沿煤层或岩⏹层由下向上开掘的倾斜巷道。
⏹下山：没有直接通达地面的出口，位于开采水平之下，从主要运输大巷沿煤层或岩层由上向下开掘的倾斜巷道。
⏹溜煤眼：专作溜煤用的小斜巷。
生产系统1）运煤系统2）通风系统3）运料排矸系统4）排水系统5）动力供应（电、压风）6）通讯、监测系统井下生产系统示意图1—主井；2—副井；3—井底车场；4—运输石门；5—运输大巷；6—回风立井；7—回风石门；8—回风大巷；9—采区运输石门；10—采区下部车场底板绕道；11—采区下部车场；12—采区煤仓；13—行人进风巷；14—运输上山；15—轨道上山；16—绞车房；17—采区回风石门；18—采区上部车场；19—采区中部车场；20—区段运输平巷；21—下区段回风平巷；22—联络巷；23—区段回风平巷；24—开切眼；25—采煤工作面。
第二章井田开拓
第⼆章井⽥开拓课题：井⽥开拓⽅式学时：10学时教学⼤纲：掌握矿井开拓的基本知识及概念，井⽥开拓的基本⽅式。
教学内容：1、开拓的基本知识及概念；2、井⽥开拓的基本⽅式。
教学⽬的及要求：使学⽣熟悉矿井开拓的基本知识及概念，井⽥开拓的基本⽅式及特点。
重点及难点：掌握井⽥开拓的基本⽅式及适⽤条件。
⽅法：课堂讲授、讨论。
教学内容及步骤：第⼆章井⽥开拓⽅式§2.1 井⽥开拓的概念⼀．井⽥开拓的基本概念及分类由地表进⼊煤层为开采⽔平服务所进⾏的井巷布置和开掘⼯程称为井⽥开拓。
井⽥开拓⽅式按井筒形式可分为⽴井开拓、斜井开拓、平硐开拓、和综合开拓四类；按开采⽔平数⽬可分为单⽔平开拓和多⽔平开拓两类；按阶段内的布置⽅式可分为采区式、分段式和带区式三类、⼆、确定井⽥开拓的原则（1）贯彻执⾏我国煤炭⼯业技术政策、法律法规，适应煤炭⼯业现代化发展的要求，合理集中开拓部署，建⽴完整⽽尽可能简单的⽣产系统。
（2）严格执⾏《煤矿安全规程》等规定，建⽴完善的通风系统，创造良好的⽣产条件，为安全⽣产和提⾼劳动⽣产率创造条件。
（3）井巷布置和开采顺序安排要尽量减少煤柱损失，以提⾼煤炭资源采出率；减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好状态。
（4）尽可能减少开拓⼯程量，尤其是要减少矿井初期⼯程量，以降低矿井的初期投资，缩短建井⼯期。
（5）在充分考虑国家技术⽔平和装备供应的同时，要为采⽤新技术和发展矿井机械化、⾃动化⽣产创造条件。
（6）在开拓部署时，应尽量考虑将不同煤质、不同煤种的煤层以及其他有益矿物分别进⾏开采。
§2.2 斜井开拓主副井均为斜井的开拓⽅式称为斜井开拓。
按斜井与井⽥内的划分⽅式的配合不同，可分为集中斜井(有的地⽅也称阶段斜井)和⽚盘斜井。
集中斜井有单⽔平、多⽔平和上⼭式、上下⼭式等多种开拓⽅式。
⼀、⽚盘斜井开拓将井⽥按⼀定的标⾼划分为若⼲个分段（⼜称⽚盘）。
⾃地⾯沿煤（岩）层倾斜开拓斜井，然后依次开采各个⽚盘的开拓⽅式，称作⽚盘斜井开拓。
采矿工程--第二章 井田开拓
（二）矿井生产能力 1．矿井生产能力 矿井生产能力一般是指矿井的设计生产能力。以万t/a
表示。 2．矿井井型 矿井井型是按矿井设计年生产能力大小划分的矿井类
型。一般分大型、中型、小型矿井三种。 大型矿井：生产能力为120、150、180、240、300、
400、500万t/a及500万t/a以上的矿井；习惯上称300万t/a 以上的矿井为特大型矿井。
首先，确定采煤工作面的生产能力。
其二，确定采区生产能力。
其三，确定同时生产的采区数目。
（三）矿井服务年限
矿井可采储量Zk、设计生产能力A和矿井服务年限T三者 之间的关系为：
T Zk A K
式中 K——矿井储量备用系数，矿井设计一般取1.3~1.5。
考虑储量备用系数k的原因是：矿井各生产环节有一定的 储备能力，矿井投产后可能超产；局部地质条件变化，如煤 层露头降低、小于25m的断层、小窑开采深度加深等，使储 量减少；有的矿井由于技术原因，使采出率降低，从而减少 了储量。
第二章 井田开拓
第一节 井田开拓的基本问题 第二节 井田开拓方式 第三节 井田开拓中几个重要问题分析
第一节 井田开拓的基本问题
一、煤田划分为井田 （一）煤田与井田
煤田：同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。 矿区：统一规划和开发的煤田或其一部分。 井田：划归一个矿井开采的部分煤田。 富量煤田：面积大、储量丰富的煤田。 限量煤田： 面积很小、储量有限，只能由一个矿井来开采的 煤田。
（二）煤田划分为井田
1．划分的原则 （1）井田境界、储量及开采条件与矿井生产能力相适应 （2）保证井田有合理的尺寸
我国煤矿生产实践表明，根据我国煤矿当前开采技术 水平，小型矿井约为1.5~5km，中型矿井约为4~7km，大 型矿井约为7~15km。 （3）充分利用自然条件划分井田（如图2-1） （4）要处理好相邻矿井之间的关系
第二章井田开拓
P3
巷名称
1-立井， 2-斜井， 3-平硐， 4-暗立井， 5-溜井， 6-石门， 7-上山， 8-下山， 9-风井 10-岩石平巷， 12-煤层平巷，
❖ 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。
❖ 按倾角分类：
根据井巷长轴线与水平面的关系，矿山 井巷可分为垂直巷道、水平巷道及倾斜巷道， 如图2—8所示。
工作面推进方向俯 仰斜 斜推 推进 进
（2）分带式与分区式比较其优缺点
巷道布置简单维护费少 优点工运程输量系少统投简产单快费费用用少少
通风系统简单费用少
缺点回辅采助巷运道输掘困进难困难
（3）适用条件：一般用于α<12°地质构 造简单煤层。
3）井田直接划分为盘区(或带区)
盘区：开采近水平煤层时，通常，依煤层的延展 方向布置大巷，在大巷两侧划分若干具有独立生 产系统的块段，每一块段称为盘区。 盘区走向长=800~2000m ，倾斜长=1000~1500m
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。
3）上山：位于开采水平以上，为本水平或采区
服务的倾斜巷道。
运输上山 按用途分轨道上山
通风上山
按层位分煤 岩层 石上 上山 山 按服务范围分主采要区上上山山
4）下山：位于开采水平以下，为采区服务的倾
斜巷道。 （同上山）
（2）定同采工作面数：符合开采程序，确 保安全
一矿一面、二面、多面、N1 － 采面数 （3）定采区生产能力：
AC ＝N1．AF （4）定矿井同采采区数N2 ：一个水平保 证年产量。
矿井 A＝N2 ．AC＝N1 N2 AF 一矿一面 时：N1 ＝N2＝1
3）辅助环节能力：－ 配套 运、提、通能力：(1.3 1.5)A，不限
井田开拓的基本概念
井田划分为阶段
❖ 阶段运送大巷及井底车场合在旳水平位置及 服务旳开采范围，称为开采水平，也简称 “水平”。
2．阶段与水平 （1）水平：阶段之间分界线所在旳水平面。
表达措施： A 标高：±0m -150m…. B 用途：运送，回风，开采水平…. C 采序：第一，第二水平….
❖ 一 煤田和矿区
煤田――在地质历史发展过程中，由含炭物 质沉积形成旳大面积含煤地带。
矿区――开发煤田形成旳社会组合称矿区。 有时几种矿区开发一种煤田，有时一种矿区 开发几种煤田。
矿区由多种矿井（或露天矿）构成。
❖ 煤田范围大小差别很大，面积从几十至数万 平方公里，储量数亿吨至数百亿吨甚至上千 亿吨。例如，神东煤田面积为31172km2，探 明储量2263亿t，远景储量10000亿t。平顶山 煤田，面积1044km2，储量90.7亿吨。这种 面积大、储量丰富旳煤田一般称为“富量煤 田”。假如煤田范围小、储量少、只能由一 种矿井开采旳煤田，一般称为“限量煤田”。
高级储量
❖ 3. 矿井储量分类
❖ 根据我国能源政策和煤炭资源情况，按目前
开采技术条件，煤炭储量分类如下：
可采储量
能利用储量 (A+B+C+D)
工业储量(A+B+C) 设计损失量
矿井地质储量 (平衡表内储量) 远景储量(D)
暂不能利用储量 (平衡表外储量)
❖ (二) 矿井储量旳有关名词解释
❖ 1．矿井地质储量（Z）
❖ 矿井地质储量涉及平衡表内储量和平衡表外储量。 平衡表内储量是指在目前技术条件下煤层旳主要指 标（如灰分含量、发烧量等）和经济技术指标（如 煤层旳厚度、赋存条件等）都符合工业要求，可供 开采旳储量。平衡表外储量是指煤层旳质量指标或 经济技术指标不能满足目前工业要求，目前暂不能 开采，但今后可能利用和开采旳储量。
井田开拓
图2—7 带区式划分示意图 J1、J2、J3—阶段；F1、F2、…F7—带区；①、②—分带
3.带区式划分 这种布置方式的特点是采煤工作面通过 工作面运输巷和回风巷直接与阶段运输 巷和回风大巷相连，构成生产系统。这 种采煤方法称为倾斜长壁采煤法。 倾斜长壁采煤法巷道布置系统简单，比 采区式布置巷道掘进工程量少，其缺点 是分带工作面两侧倾斜采煤巷道掘进困 难、辅助运输不便。 带区式划分一般适用于煤层倾角小于12 度，地质构造简单的煤层。
(三)矿井服务年限
矿井服务年限：是指矿井从投产到报
废的开采年限。确定矿井年产量时 z 必须增大，分摊到全矿 每(采)吨煤的基建费用要增加。另一方面，由于 z 生产能力增大和集中生产，提高了效率，一部分 生产经营费并不随产量增大而成比例地增加，因 此分摊到每(采)吨煤上的费用相对减少。这样， 只有当矿井生产能力与服务年限设计相对合理时。 才能使吨煤的总费用最低
这种布置方式，各分段平巷通过主要上 (下)山直接与开采水平大巷联系，生产 系统简单，准备工作量少，采煤工作面 可以连续推进，减少了搬家次数，但是 生产能力小；当地质条件复杂时，工作 面难以顺利推进。分段式划分仅适用于 地质构造简单、走向长度较短的中小型 矿井。
3.带区式划分 在阶段内沿煤层走向划分为若干个带区， 带区内又划分成若干个倾斜分带，每个 分带布置一个采煤工作面，每个带区具 有独立的生产系统，如图2—7所示。
(二)矿井生产能力
矿井生产能力：一般指矿井的设计生产能
力，又称为矿井年产量，是指矿井在一年内 生产煤炭的数量。 一般地说，对储量丰富、埋藏浅、构造简单、 开采技术条件好的煤田，应建设大型矿井。 对于煤层埋藏不稳定、地质构造复杂、储量 不丰富、开采条件较差，以及煤层有煤和瓦 斯突出危险的煤田，建设大型矿井不适宜时， 可建设中、小型矿井。
井田开拓方式
立井开拓有哪些优缺点？其适用于什么条件？立井开拓的适应性强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制；立井井筒短，提升速度快，提升能力大，作副井特别有利；对井型特大的矿井，可采用大断面井筒，装备两套提升设备；大断面可满足大风量的要求；由于井筒短，通风阻力较小，对深井更有利。
因此，当井田的地形、地质条件不利于采用平硐或斜井开拓时，都可考虑采用立井开拓。
对于煤层埋藏较深，表土层厚，水文情况复杂，需要特殊施工方法或开采近水平煤层和多水平开采急倾斜煤层的矿井，一般采用立井开拓。
斜井开拓有哪些优缺点？其适用于什么条件？斜井与立井相比，井筒掘进技术和施工设备较简单，掘进速度快，井筒装备及地面设施较简单，井底车场及硐室也较简单，因此初期投资较少，建井期较短；在多水平开采时，斜井石门工程量少，石门运输费用少，斜井延深方便，对生产的干扰少；大运量强力带式输送机的应用，增加了斜井的优越性，扩大了斜井的应用范围。
其缺点是：在自然条件相同时，斜井井筒长，围岩不稳固时井筒维护困难；采用绞车提升时，提升速度低、能力小，钢丝绳磨损严重，动力消耗大，提升费用高，井田斜长越大时，采用多段提升，转载环节多，系统复杂，占有设备及人员多；管线、电缆敷设长度大，保安煤柱损失大；对于特大型斜井，辅助运输量很大时，甚至需要增开副斜井；斜井通风路线长，断面小，通风阻力大，如不能满足通风要求时，需另开专用风井或兼作辅助提升；当表土为含水的冲积层或流沙层时，斜井井筒施工技术复杂，有时难以通过。
当井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质简单，井筒不需要特殊方法施工的缓斜和倾斜煤层，一般可用斜井开拓。
对采用串车或箕斗提升的斜井，提升不得超过两段。
随着新型强力的和大倾角带式输送机的发展，大型斜井的开采深度大为增加，斜井应用更加广泛。
斜井开拓（与立井比）有哪些优缺点？优点：（1）掘进技术和设备简单（2）掘进速度快，工期短（3）井上下设施简单。
多水平总石门短。
1-2井田开拓方式
第二章井田开拓方式第一节井田开拓概述一、开拓方式概念1、井田开拓：由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和采掘工程称为井田开拓。
2、开拓方式：开拓巷道的布置方式，即矿井井筒形式、开采水平数目及阶段内的布置方式的总称。
cm17042．按开采水平的数目（1）单水平开拓（2）多水平开拓3.按开采准备方式（1）上山式：开采水平仅采上山阶段（2）上下山式：开采水平分别开采上山阶段及上山阶段（3）混合式：上山式和上下山式同时使用。
4．按开采水平大巷布置方式（1）分层大巷：每个煤层分别设一条大巷（2）集中大巷：所有煤层共用一条大巷（3）分组集中大巷：分煤组设置大巷图2-1-2 开拓方式分类5．举例：（1）单水平上下山开拓：用在倾角较小（<16°），斜长不大的情况演示：（单水平上下山平面图）（单水平上下山立面图）（2）多水平上山开拓：每个水平服务于上山阶段，α较大，开拓水平多，井巷工程量大，多用于急倾斜煤层；演示：（多水平上山）；（3）多水平上下山开拓：每个水平都服务于上、下山两个阶段，减少工程量，增加下山开采，用于α较小的井田；演示：（多水平上下山）；（4）多水平混合开拓：上部的水平采上山阶段，最下一个水平开采上下山两个阶段。
演示：（多水平混合开拓）三、确定井田开拓方式的原则1、井田开拓解决的问题（1）确定井筒形式、数目及位置，合理选择井筒及工业场地的位置；（2）确定开采水平的数目和位置；（3）布置主要运输大巷布置方式及井底车场形式；（4）确定矿井的开采程序，做好水平接替；（5）确定井筒延伸方式、深部开拓等。
2、基本原则（1）必须贯彻国家有关煤矿安全生产的规定，创造安全、良好的生产条件；（2）合理开发资源，减少资源损失；（3）符合国家产业政策，多出煤、早出煤、出好煤、为建设高产高效、安全生产矿井创造条件；（4）合理集中开拓布署，简化生产系统，避免生产分散；减少工程量，降低投资，减少建工工期；（5）适应当前生产、技术、装备水平，并为新技术机械化、自动化的推广创条件；（6）考虑煤质、煤种及其他有益矿产的综合利用，提高资源的综合利用率。
14 井田开拓的基本概念
确定井田开拓方式的原则
贯彻执行有关煤炭工业的技术政策；要使生产系 统完善，可靠，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； 合理集中开拓部署，简化生产系统； 合理开发资源，减少煤炭损失； 贯彻执行有关煤矿安全生产的规定； 适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为 新技术，新工艺，发展采煤机械化、自动化创造条件； 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。
50年代，开采水平垂高一般60~80m，目前已提高到 179m，并有进一步增加的趋势。大型矿井水平垂高平均为 193.71m;中、小型矿井平均垂高分别为170.8m和158.9m。
开采水平大巷布置
开采水平大巷布置方式有：分煤层布置大巷、集中大巷、 分组集中大巷等几种。我国分组集中大巷应用较为广泛。
可采储量
设计损失量
表外储量。指在一定地区范围内，矿产储量中因有益组分或矿物含量低，矿体小或矿层薄， 开采条件复杂，当前开采、加工技术尚未解决，目前技术经济条件下尚不能利用的储量。
矿井设计资源／储量：矿井工业资源／储量减去设计计算的断层煤柱、防 水煤柱、井田境界煤柱、地面建(构)筑物煤柱等永久煤柱损失量后的资源 ／储量，称矿井设计资源／储量。 矿井设计可采储量：矿井设计资源／储量减去工业场地和主要井巷煤柱的 煤量后乘以采区回采率，为矿井设计可采储量。
原则
井田境界的划分方法
垂直划分 水平划分 按煤组划分
第二节
矿井资源储量、生产能力和服务年限
矿井资源储量
(1)矿井地质资源量：是指地质勘查报告提供的井田内查明的煤炭资 源量，即详查地质报告提供的查明煤炭资源的全部。(勘探地质报告 提供的查明煤炭资源的全部。包括探明的内蕴经济的资源量、控制 的内蕴经济的资源量、推断的内蕴经济的资源量 ) (2)矿井工业资源／储量：是指经过地质勘探煤层厚度及质量均合乎 开采要求，地质构造清楚，目前可供利用的可列入平衡表内的储量。 (地质资源量经可行性评价后，其经济意义在边际经济及以上的基础 储量及推断的内蕴经济的资源量乘以可信度系数之和) (3)矿井设计资源/储量：指矿井工业资源／储量减去设计计算的断 层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建(构)筑物煤柱等永久煤 柱损失量及因法律、社会和环境保护等因素影响而不得开采的煤柱 煤量后的资源／储量。 (4)设计可采储量：矿井设计资源/储量中减去工业场地、井筒、井 下主要巷道等保护煤柱煤量后乘以采区回采率，为矿井设计可采储 量。但不应减去各上、下山煤柱煤量，该部分应属采区开采损失。
煤矿专业基础知识第2章 井田开拓
由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置 和开掘工程称为井田开拓。井田开拓问题关系到矿井生 产系统的总体部署，既影响着矿井建设时期的技术经济 指标，又将影响到整个矿井生产时期的技术面貌和经济 效益。
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2.1 开拓方式
井田开拓方式按井筒形式可分为平硐、斜井、立井 和综合开拓4类。 2.1.1 平硐开拓 利用水平巷道从地面进入煤体的开拓方式称为平硐 开拓。井田内的划分及巷道布置等与斜井、立井开拓方 式基本相同。 (1)走向平硐 (2)垂直平硐 (3)阶梯平硐 (4)优缺点及适用条件
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图4.2.6 立井单水平分带式开拓 1—主井；2—副井；3—井底车场；4—主要石门； 5—运输大巷；6—回风大巷；7—分带运煤斜巷； 8—分带回风斜巷；9—采煤工作面；10—煤仓； 11—运料斜巷；12—行人进风斜巷；13—回风井
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图4.2.7 立井多水平采区式开拓
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2.1.4 混合开拓与分区域开拓 (1)混合开拓 采用立井、斜井、平硐等任何两种或两种以上井硐 形式开拓的方式称为混合开拓。 3种井硐形式各有其优 缺点，根据井田的具体条件，选择能发挥其各自优点的 井筒形式是很有必要的，不应局限于某种单一井硐形式。 3 种井硐形式能组合成斜井 立井、平硐 立井、平硐 斜井等多种方式。其中主斜井副立井开拓方式吸取 了立井、斜井各自的优点，在技术和经济上都是合理的， 在条件适宜的情况下是建设特大型矿井的技术发展方向。
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2.2 井筒的确定
2.2.1 井筒数目确定 井筒数目是根据矿井提升任务大小和通风需要等因 素确定的。煤的提升和矸石、材料、设备及人员的辅助 提升可由一个或几个井筒来完成。用作提升的井筒可兼 作进风或回风井，有些情况下，则必须设专用回风井。 在具体确定井筒数目时，可按以下三种情况考虑： (1)双提升井筒开拓 (2)多提升井筒开拓 (3)单提升井筒开拓
03第二章井田开拓知识
沿层斜井
沿岩层斜井
优点：变形量小、维护工作量小、费用低、安全条 件好。 缺点：施工进度慢，建井工期长，投资大，井巷工 程量大，且排矸污染地面环境。
穿层斜井
顶板穿层斜井 1—斜井;2—井底车场; 3—运输大巷;4—回风大巷
通风系统
新鲜风 ：
2→3→4→5 →
7→9
乏风 ： 9→8→6→13→地
面
1—主井;2—副井;3—井底车场;4—主要石门;5—运输大巷; 6—回风大巷;7—分带运煤斜巷;8—分带回风斜巷;9—工作面;10—煤仓; 11—运料斜巷;12—行人进风斜巷;13—回风井`
第二节 平 硐 开 拓
一、概念
平硐开拓—利用水平巷道从地面进入煤体的开拓方式。
二、分类
斜交平硐 按平硐所在标高：单平硐、阶梯平硐
按平硐与煤层走向的相对位置：走向平硐、垂直平硐、
走向平硐
平行于煤层走向 （相当于大巷）
1—主平硐；2—地形等高线； 3 —煤层底板等高线；4 —煤层露头线
井田开拓方式及分类
立 斜 开拓方式 平 硐 多 水 平 综 合 上山及上下 山混合式 分组集中大巷 井 单 水 平 井 上山式 集中大巷 上下山式 分煤层大巷
图 开拓方式分类
二、确定开拓方式的原则
1.贯彻执行政策、法律法规,适应发展要求,合理部署, 建立完整而简单的生产系统。 2.严格执行《煤矿安全规程》等规定,建立完善的通风 系统,创造良好的生产条件。 3.尽量减少煤柱损失, 提高煤炭采出率,减少巷道维护 量，使巷道保持良好状态。 4.尽量减少开拓工程量,尤其是矿井初期工程量, 降低 初期投资，缩短建井工期。
立井单水平带区式开拓
采煤概论 04第二章 井田开拓方式
2副井系统硐室。中央变电所、中央水泵房、水仓和等候室等
②井底车场运输路线
1存车线。在主井两侧，必须设存放重列车和空列车线路。其中存
放重列车的线路，称主井重车线，存放空列车的线路，称为主井 空车线，在副井两侧，同理。 2行车线。指空、重列车运行的线路，包括调车线和绕道线路。
第二节 立井开拓
图1-4为立井多水平分区式开拓。该井田有2层煤层，井 田内设２个水平。 一、巷道布置（图） 二、生产系统 1．矿井开拓程序（动画１、动画２） 2、运煤系统（动画１） 3、通风系统（动画１、动画２） 4、运料系统（动画１、动画２） 5、排矸系统（动画１） 6、排水系统（动画１、动画２） 7、供电系统（动画１） 8、压气系统（动画１）
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第二节 开采水平的确定
一、采区下山开采
下山开采 运 输 排 水 各区段逐段排水 采区下部集中一次 排水 上山开采 煤是向下运输，运 输能力大，动力消 耗小 自然流到阶段平巷
通 风
进、回风巷相距较 进、回风巷相距较 近，漏风可能性大； 远，不宜漏风 采区风通风构筑物 多，管理困难
3井底车场
4运输大巷
5副巷
采区车场
12风井 8区段运输平巷 9区段回风平巷
7轨道上山 6运输上山
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第一节 斜井开拓 三、斜井形式选择
斜井倾角主要依据其装备的提升设备确定。根据经验，一般 符合下列范围：
串车提升 箕斗提升 无极绳提升 胶带输送机提升
α不大于25° α＝20°～ 25° α不大于10° α不大于17°
03第二章井田开拓-采煤概论
③阶段斜长 阶段斜长一般为几百米至上千米． 阶段斜长一般为几百米至上千米．随着强力胶带 运输机和大型防爆绞车的大量应用，近年来， 运输机和大型防爆绞车的大量应用， 近年来， 阶段 斜长增长量很大． 斜长增长量很大． 每个阶段都有独立的运输和通风系统． 每个阶段都有独立的运输和通风系统．如：在阶 段下部边界开掘阶段运输大巷（兼作进风巷） 段下部边界开掘阶段运输大巷（兼作进风巷） ，在 阶段上部边界开掘阶段回风大巷， 阶段上部边界开掘阶段回风大巷 ， 为整个阶段服 上阶段采完后， 务．上阶段采完后 ，该阶段的运输大巷作为下一阶 段的回风大巷。 段的回风大巷。
井田划分为阶段和水平
J1
-300 三水平
1 -150 二水平 J2 J3
+ 150 2 _ + 0 一水平
（2）阶段的特征 ） ①走向长度 阶段的走向长度就是井田长度．可达到数千米至上万米． 阶段的走向长度就是井田长度．可达到数千米至上万米． ②阶段垂高 阶段上部边界至下部边界的垂高距离。 阶段上部边界至下部边界的垂高距离。 缓倾斜煤层。倾斜煤层原设计规范规定为１５０ １５０～ 缓倾斜煤层。倾斜煤层原设计规范规定为１５０～２５０ 米。实际现场统计达到２９０～４３０米，现正在报批的新 实际现场统计达到２９０～４３０米 ２９０ 设计规范在原基础上提高到２００ ３５０米 ２００～ 设计规范在原基础上提高到２００～３５０米。 急倾斜煤层阶段垂高为１００ １５０米 近年来， １００～ 急倾斜煤层阶段垂高为１００～１５０米，近年来，也有 逐步扩大的趋势。 逐步扩大的趋势。
阶段划分为采区
A C3 q1 C1 q 2 q3 C2 C4
J1
J
2
J3
采区划分为区段
2
6
采煤方法之井田开拓的基本概念课件.ppt
一、井田开拓方式及分类
(一)按井筒（硐）形式分: 立井方式、斜井方式 、平硐方式、综合方式 （二）按开采水平数分 ： 单水平、多水平 （三）按开采水平大巷布置方式 分煤层大巷 － 每个煤层设大巷 集中大巷－煤层群集中设大巷采区石门煤层 分组集中大巷－煤层群分组，分组中设集中大巷 （四）按准备方式分 ： 上山式、上、下山式、混合式 上山式开采 －开采水平只开采上山阶段，阶段内设采区或 分带。 上、下山式开采－开采水平既采上山阶段，又采下山阶段 上山及上下山混合式采开煤方采法之－井田上开拓述的方基本法概念综课合应用。
T=
Zk A．K
Zk一定，矿井的设计生产能力A要和服务年限 T在数学上成反比
要求A与T相适应：A大T大，A小T小
大型矿井投资大，T ；配套的企业规模大，T ； 均衡生产期长，T 。
我国要求大型矿井的服务年限要大于60年
采煤方法之井田开拓的基本概念课 件
煤炭工业设计矿井设计规范中储量A与 服务年限T的关系
小型矿井井田走向 ＞1 . 5 km 中型矿井井田走向 ＞4 km 大型矿井井田走向 > 7 15 km
采煤方法之井田开拓的基本概念课 件
3、要处理好与相邻井田的关系
先浅后深，先易后难，分别开发矿井
4、要为矿井的发展留有余地 1）为矿井将来挖潜改造留有余地。 2）留后备区，范各庄矿：毕各庄区。 可采煤层M大，开采条件好，可先建中小型，后 改建大型井。 阳泉一矿：7尺煤、丈八煤，40万t／7 5年 166万t ／78年。 8 时，不宜分上、下组建井。 煤层 大的集中建井
采煤方法之井田开拓的基本概念课 件
二、矿区开发类型
（一）矿区煤田构成分类 1、单一煤田矿区，例：平顶山煤田、抚顺煤田、徐 州煤田等。 2、两个煤田矿区，例：北票、扎賚诺尔等矿区。 3、多个煤田矿区，例：六盘水矿区。 4、部分煤田矿区，例：南桐矿区、松藻矿区、铜川 矿区、韩城矿区等。
煤矿开采方法
地质可靠程度 查明矿产资源
控制的
推断的
潜在矿产资源
预可采储量（122） 基础储量（122b）
基础储量（2M22）
资源量（2S22） 资源量（332）
资源量（333） 资源量（334）？
注：表中（111~334）第 1 位表示经济的，1=经济的 2M=边际经济的 2S=次边际经济 的 3=内蕴经济的？=经济意义未定的。第 2 位表示可行性评价阶段，1=可行性研究 2= 预可行性研究 3=概略研究。第 3 位表示地质程度，1=探明的 2=控制的 3=推断的 4= 预测的。B=未扣除设计、采矿损失的可采储量
在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干块断，每 一段称为采区。采区有独立的运输和通风系统。
通常沿煤层倾斜划分为若干区段，每个区段布置一 个采煤工作面。区段的斜长等于工作面长度、运输 巷和回风巷与煤柱宽度的总和。
近水平煤层沿煤层主要延展方向布置水平大巷，水 平大巷两侧布置采掘区，每个采掘区叫一个盘区。
石门：与煤层走向垂直或斜交的开拓的水平岩石巷道。 采区上山：服务于一个采区的倾斜巷道。
采区下山：由运输大巷向下，沿煤岩层开掘的为一个采区服务的倾 斜巷道。
3：绘图说明矿井主要生产系统及主要巷道名称 。见书P6 P7 P8 P9
4：煤田划分井田要考虑哪些主要因数？
1、充分利用自然条件： 1）利用大的河流、湖泊、国铁、桥梁等； 2）地质构造：大的断层、褶曲向、背斜轴线； 3）煤层倾角急剧 变化地带； 4）不同煤质和煤种分布规律，分提分运； 5）地形、 地物、便于外接国铁； 6）层间距。 2、合理的走向长度： 1）矿 井储量和开采范围要合理； 2）要保证井田要有合理的走向长度: 小型矿井井田走向 ＞1 . 5 km ；中型矿井井田走向 ＞4 km ；大 型矿井井田走向 > 7 15 km。 3、照顾全局：与相邻井田、生产 矿井与建新井、浅部井与深部井、地下矿井与露天矿井。4、留有 余地：为矿井将来挖潜改造留有余地，留后备区。5、安全经济效 果好。
矿井开拓方式01--井田开拓
1
2
准备巷道：为准备采区而掘进的主要巷道，作用在于准备新 采区，构成采区生产系统。为采区服务，服务期为3～5a。
3
回采巷道：形成采煤工作面及为其服务的巷道。作用在于形 成新的采煤工作面并进行生产。T = 0.51.0a
开拓煤量可采期（年）= 期末开拓煤量/当年计划产量或设计 能力
A 准备煤量可采期（月） = 期末准备煤量 / 当月计划产量或 平均月设计能力
任务实施 授课时要收集临近矿区的地质资料，结合具体条件进 行井田划分训练，依据矿井拐点坐标表，画出井田开 采范围平面图；根据地质钻孔基本参数表，在开采范 围平面图中标出各钻孔位置和参数；沿主要剖面做出 主要勘探线的剖面图。提出井田内再划分的不同方案， 进行简单的技术比较，选择确定井田内再划分的方案， 作为后续课题、任务设计的基础。本任务的主要技能 点是进行矿图绘制基本能力训练。
注：煤层需表示钻孔中见煤的底板标高和煤层厚度。
矿井储量：指井田内可采煤层的全部储量 （一）煤炭储量的分级分类 1. 按可 行性 评价 阶段 划分
1
（1）概略研究储量
2
（2）预可行性研究储量
（3）可行性研究储量
3
2.
（1）经济的储量 （2）边际经济的储量 （3）次边际经济的储量 （4）内蕴经济的储量 （5）经济意义未定的基础储量
按 经 济 意 义 划 分
3. 按 地 质 可 靠 程 度 分
（1）探明的储量 （2）控制的储量
（3）推断的储量
（4）预测的储量
矿井地质储量
能利用储量
尚难利用储量
工业储量
远景储量
可采储量
设计损失量
煤层 分类地点 采 区 工作面
薄煤层 85％ 97%
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1、探明的煤炭储量分类
5)探明的(可研)边际经济基础储量(2M11)：勘查工作程 度己达到勘探阶段的工作程度要求。可行性研究表明 ，当时开釆是不经济的，但接近盈亏边界，估算的基 础储量和可行性评价结果的可信度高。
•划分的原则
➢ 井田范围、储量、煤层赋存及开采条件与矿井生产能力 相适应； ➢ 保证井田有合理的尺寸； ➢ 充分利用自然等条件划分井田； ➢ 合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系。
•井田境界的划分方法
➢ 垂直划分； ➢ 水平划分； ➢ 按煤组划分 。
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第二节 矿井储量、年产量和服务年限
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•第二节 矿井储量、年产量和服务年限
2、考虑K的原因 1）矿井增产 2）意外储量损失
i、煤层露头降低； ii、断层影响;只查出落差25m的断层； iii、火成岩侵入； iv、火灾损失； v、小窑开采损失。 3）人为损失 采出率达不到要求 由于上述原因，矿井产量增加，储量减少，导致服务年限缩短 ，影响矿井的经济效益，为了保证可靠服务年限，必须考虑K。
一、矿井储量
(一)新煤炭储量的分级分类 按可行性评价阶段分：概略研究、预可行性研究和可行性 研究储量； 从经济意义上分：经济的、边际经济的、次边际经济的、 内蕴经济的和经济意义未定的基础储量； 从地质可靠程度上分：探明的、控制的、推断的、预则的 储量（表2-1）。
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表2-1 固定矿产资源/储量分类表
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2、控制的煤炭储量分类
1)预可釆储量(122) ：勘查工作程度己达详查阶段的工 作程度要求，预可行性研究结果表明，当时开釆是经 济的，估算的可釆储量可信度高，可行性评价结果的 可信度一般。
2)控制的经济基础储量(122b) ：同(122)的差别在于本 类型是用未扣除设计，釆矿损失的数量表述的。
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•第二节 矿井储量、年产量和服务年限
工业储量作为矿井设计和投资的储量： 一般：Zg=A+B+C 缺煤地区：Zg =A+B+C+0.5D
5）远景储量(D) 6）可采储量(Zk)：矿井设计的可以采出的储量。
Zk =（Zg-P）C 式中：P—永久煤柱损失；
C—采区采出率，%。 有的可预知，有的不可预知。 7）设计损失量(开采损失)：设计丢在地下的储量。
（构）筑物煤柱等永久煤柱损失量之和。
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•7、矿井设计可采储量
矿井设计可采储量：是指矿井设计资源/储量减去工业场
地和主要井巷煤柱的煤量后乘以釆区采出率。
Zk =（Zs-P2）C 式中：Zk-矿井设计可采储量
P2-工业场地和主要井巷煤柱损失量之和； C—采区采出率，%。
煤层
C
薄煤层(M<1.3m)
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•第二节 矿井储量、年产量和服务年限
二、矿井生产能力A
矿井设计生产能力：是设计规定的矿井在单位时间内采出 的煤炭数量，Mt/a。是煤矿建设和生产的主要指标。 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。
三、服务年限T
矿井服务年限：矿井从投产到报废的整个服务期限。指按 矿井可采储量、设计生产能力，并考虑储量备用系数计算 出的矿井开采年限。
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•第二节 矿井储量、年产量和服务年限
3、要求A与T相适应
A大T大，A小T小。 主要原因： 1）充分发挥投资和工程效应 2）充分发挥外围企业的作用 3）均衡连续保证煤炭供应 大型矿井投资大，配套的企业规模大，均衡生产期长 。我国要求大型矿井的服务年限要大于60年。
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3)控制的边际经济基础储量(2M22) ：勘查工作程度己 达到详查阶段的工作程度要求。预可行牲研究表明， 当时开釆是不经济的，但接近盈亏边界，估算的基础 储量可信度较高，可行性评价结果的可信度一般。
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2、控制的煤炭储量分类
4)控制的次边际经济资源量(2S22) ：勘查工作程度己 达到详查阶段的工作程度要求。预可行牲研究表明 ，当时开釆是不经济的，需大幅度提高矿产品价格 或大幅度降低成本后，才能变成经济的。估算的资 源量可信度较高，可行性评价结果的可信度一般。
经济意义
地质可靠程度 查明矿产资源
探明的
控制的
可釆储量(111)
经济的
基础储量(111b) 预可釆储量(121)
预可釆储量 (122)
基础储量(121b) 基础储量(122b)
边际经济的 基础储量(2M11)
基础储量(2M21) 基础储量(2M22)
资源量(2S11)
次边际经济的 资源量(2S21)
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井型比较
优点
缺点
适用条件
大型矿井 小型矿井 大型矿井 小型矿井 大型矿井 小型矿井
产量大 初期工程量 初期工程量 产量小 储量丰富 储量分散
小
大
生产集中 建井时间短 建井时间长 生产分散 煤层赋存 煤层赋存
稳定
不稳定
装备水平 施工技术简 施工技术高 装备水平 构造简单 构造复杂
Ａ级 Ｂ级
•高级储量
Ｃ级 Ｄ级
•低级储量
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•第二节 矿井储量、年产量和服务年限
２、矿井储量分类 根据工业要求，开采技术条件及储量被查明程度矿井储量 分为以下几类：
1）矿井地质储量 2）能利用储量（表内）（Ａ+B+C+D ） 3）尚难利用储量（表外） 4）工业储量(Zg)
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6、矿井设计资源/储量
矿井设计资源/储量：是指矿井工业资源/储量减去设计 计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建 （构）筑物煤柱等永久煤柱损失量后的资源/储量。 Zs =（Zg-P1）
式中：Zs-矿井设计资源/储量 Zg-矿井工业资源/储量 P1-断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建
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第三节 开拓方式的概念和分类
•井田开拓方式分类
• 按井筒（硐）形式 • 按开采水平数目 • 按开采准备方式 • 按大巷布置方式
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•立井开拓 •斜井开拓 •平硐开拓 •综合开拓
•单水平开拓 •多水平开拓
•上山式开采 •上下山式开采
•混合式开采
•分煤层大巷 •集中大巷
6)探明的(预可研)边际经济基础储量(2M21) ：同(2M11) 的差别在于本类型只进行了预可行性研究，估算的基 础储量可信度高，可行性评价结果的可信度一般。
7)探明的(可研)次边际经济资源量(2S11) ：勘查工作程 度己达到勘探阶段的工作程度要求。可行性研究表明 ，当时开釆是不经济的，必须大幅度提高矿产品价格 或大幅度降低成本后，才能变成经济的。估算的资源 量和可行性评价结果的可信度高。
资源量(2S22)
内蕴经济的 资源量(331)
•2020/6/2Βιβλιοθήκη 资源量(332)推断的
资源量 (333)
潜在矿产资 源
资源量(334)?
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1、探明的煤炭储量分类
1）可釆储量(111)：探明的经济基础储量的可采部分。 2)探明的(可研)基础储量(111b)： 同(111)的差别在于
本类型是用未扣除设计，釆矿损失的数量表述的。 3)预可釆储量(121) ：同(111)的差别在于本类型只进
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4、预测的资源量资源量(334)?
勘查工作程度己达到预查阶段的工作程度要求。在 相应的勘察工程控制范围内，对煤层层位、煤层厚度、 煤类、煤质、煤层产状、构造等均有所了解后，所估算 的资源量。预测的资源量属于潜在煤炭资资源，有无经 济意义尚不确定。
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5、矿井地质资源量、工业资源量
•分组集中大巷
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a-立井单水平上下山，b-立井多水平上下山， c-立井多水平上山， d-立井多水平上下山混合式
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第四节 中国煤矿井田开拓概况及发展
•中国煤矿井田开拓方式应用概况及发展
➢ 立井开拓目前主要在表土层较厚、含有流砂层、埋藏较 深，或倾角较大地区采用，井型多为大型及特大型矿井； ➢ 斜井开拓气能力与数量比重较小，但是随着胶带输送机 的发展，为矿井运输连续化、大型化发展创造了重要条件 ，应用数量逐渐增加； ➢ 平硐开拓具有明显的优越性，只要条件合适，一直是我 国推荐采用的一种开拓形式，但是应用受地形、地质条件 限制。
•矿井地质资源量:是指地质勘查报告提供的查明煤炭资 源的全部。
•矿井工业资源/储量：是指地质资源量经可行性评价后 ，其经济意义在边际经济及以上的基础储量及推断的内 蕴经济的资源量乘以可信度系数之和。
•
Zg=111b+122b+2M11+2M22+333k
•式中： Zg-矿井工业资源/储量；
•
K-可信度系数，取0.7-0.9。
5)控制的内蕴经济资源量(332) ：勘查工作程度己达 到详查阶段的工作程度要求。未做可行性研究或预 可行性研究，仅做了概略研究，经济意义介于经济 的至次边界经济的范围内，估算的资源量可信度较 高，可行性评价可信度低。
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3、推断的煤炭储量及概念
推断的内蕴经济资源量(333) ：勘查工作程度己达 到普查阶段的工作程度要求。未做可行性研究或预可行 性研究，仅做了概略研究，经济意义介于经济的至次边 界经济的范围内，估算的资源量可信度低，可行性评价 可信度低。