开采水平划分及阶段垂高的确定研究
基于井田开拓的开采水平设置
进 回 风上 山相 距 近 、 漏 风量 较 大 、 通 风 管 理 复 杂 。 此外 还 存 在 排
合 理 的开 采 水 平 垂 高 要 以 合 理 的 阶段 斜 长 为 条 件 ， 并 能使
等 因 素。 水 平 的垂 高 及 斜 长须 要按 实 际 情 况综 合 分析 确 定 。 在 适 合运 用带 式输 送 机 进 行 上 、 下 山开 采 的矿 井 ， 其 水 平 垂 高 可 以适
度加 大。
２ 下 山 开 采应 用
采取 下 山开 采 的 方法 ， 能增 大开 采水 平 垂 高 ， 增 加 开 采 水 平
开 采 水 平 有 合理 的服 务 年 限 ， 有 利 于矿 井 水 平 和 采 区 的 接替 ， 同 时 拥 有 较 好 的经 济 效 果 。 此 外 ， 应注意满足以下要求。 １ ． １ 具 有 合理 的 阶段 斜长 阶段 划 分 采 区是 普遍 应 用 的 一种 准备 方 式 ，由 于 阶 段 内 沿
１ 确 定 合 理 的 水 平垂 高
开 采 水 平 的 划 分 与 井 田 内 阶 段 的 划 分 密 切相 关 ， 一 般 开 采
只 是在 上 山阶 段 进 行 ， 阶 段 垂 高 就 是 开 采 水 平 的 垂 高 。如 果 井 田划 分 阶 段 数 目 多 ， 设 置 开 采 的 水 平就 多 。 在开采 上、 下 山 阶段 时， 开 采 水 平 的垂 高 是 其 上 、 下 边 界 之 间 的垂 直 距 离 ， 是 水 平 服 务 上 山 阶 段 和 下 山 阶 段 的垂 高 和 。 在 少数 情 况 下 ， 一 个开 采 水
煤矿开采水平与阶段的数学关系分析
煤矿开采水平与阶段的数学关系分析
张继周
（ 徐州机电工程高等职业学校 ， 江苏 徐州 ２ ２ １ ０ １ １ ）
【 摘 要】 搞 清开采水平与阶段之间的关 系历来是学 习煤矿开采技术的重要 内容 ， 也是最头疼 的知识点之一 ， 本文通过 图解和数学分析方 法对这对专业名词分析辩解 ， 达到分析透彻 ， 易于理解和掌握 。 【 关键词】 开采水平 ； 阶段 ； 数 学关 系
科 技 视 界
科技・ 探索・ 争鸣
浅谈如何提高技校学生锉削技能
王春梅
（ 肥城市高级技工学校， 山东 肥城 ２ ７ １ ６ ０ １ ）
一
作者简介 ： 张继周（ １ ９ ７ ３ 一） ， 男， 陕西合 阳人 ， 徐 州机 电工程 高等职业学校 ， 高级讲 师。
科技视界 Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
图 ３ 两个水平采 ４个阶段示意图
１ 一主 井； 卜 副井 ； ， ． － 主石门； ４ 一水平运输大巷 ； ５ 一 回风大巷 ； ６ 一 回风 井
４ ＿ ３ ｎ 个水平采 ｎ ＋ １ 个 阶段他 就是前两种混合） （ 数学关系 ｎ ： ｎ ＋ １ ） 如图 ４ 所示 ． Ａ Ｂ两个水平采三个阶段 。第一水平 Ａ只开采一个 上山阶段 ， 第二水平 Ｂ开采上、 下山两个 阶段 ， 这种开拓方式既发 挥了 单一阶段布置方 式的优点 ． 又适当地减少 了井巷工程量和运输量 。当 深部储量不多 ． 单独设开采 水平 不合理 ， 或最 下一个阶段 因地质情况 复杂不能设置开采水平 时， 可采用这种开拓方式 。
煤矿开采水平的设置与阶段的划分
煤矿开采水平的设置与阶段的划分作者：宋保军来源：《新西部下半月》2009年第02期【摘要】煤矿开采时，合理的水平高度应以合理的阶段斜长和是否采用上、下山开采为前提，并能使开采水平有足够的储量和服务年限，矿井开采才会有良好的技术经济效果。
【关键词】阶段；开采水平；水平高度开采水平是井田再划分中的一个重要概念。
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，每一长条叫阶段。
阶段垂高是指阶段上、下边界之间的垂直高度，等于阶段上、下界面标高之差。
为了逐段开采，需要在阶段的某个水平分界面布置回风大巷或运输大巷等主要开拓巷道，那么布置有运输大巷和井底车场并担负该水平开采范围内的主要运输和提升任务的水平就叫开采水平，简称水平。
矿井开采水平常以其所在的水平标高或自上而下的顺序命名。
矿井开拓巷道的布置就是在开采水平划分的基础上，确定主、副井、风井和阶段运输大巷、阶段回风大巷的位置及井底车场形式，以形成完整的矿井开拓系统。
一、开采水平的设置当井田内煤层赋存条件和井田尺寸一定时，开采水平的数目取决于阶段数目和是否采用上下山开采。
首先，确定是否采用上、下山开采。
这需要先搞清能否采用下山开采。
由于下山开采存在上向运输、排水，下向通风、掘进等困难，所以只有当煤层倾角较小（多为16度以下）、瓦斯含量低、涌水量小时，才考虑采用下山开采。
其次，阶段数目决定于阶段垂高。
而阶段垂高又决定于煤层赋存条件、地质条件、开采技术条件。
一般井田斜长不大，煤层倾角较小，可将井田划分为两个阶段，布置一个开采水平，采用上下山开采，即单水平开拓；而当井田斜长较大，或煤层倾角较陡（多为16度以上），井田将划分多个阶段，设置两个或多个水平，即多水平开拓。
所以，开采水平的设置，要充分考虑各种因素影响并按国家有关政策和规定进行。
二、水平高度的确定水平高度是指开采水平上下分界面间的垂直距离。
一般一个开采水平只采一个上山阶段时，水平高度就是阶段垂高。
第一节开采水平的划分及上下山开采
3、煤层赋存条件和地质构造
（1）煤层倾角：急倾斜煤层阶段垂高，一般为100～150m；缓 倾斜、倾斜煤层阶段垂高，一般为150～300m；
（2）煤层厚度：厚度有时发生变化时，也可利用变化初作为划 分阶段的依据。
4、吨煤建设投资和生产费用 合理的阶段垂高应使吨煤投资和生产总费用最低。
1t固定车厢式矿车
1t固定车厢式矿车
600
（二）运输大巷的布置方式 １.分层运输大巷 ：在井田内为一个煤层服务的运输大巷 （1）煤层距离远 （2）煤层煤质不同，需分装分运 （3）煤层数目少，走向短 优：初期投入少，见效快 缺：后期工程量大，维护费高。 2.集中运输大巷 3.分组集中运输大巷
48
26 1
新风、泛风均向上，线路 ①两下山相距近，负压大，漏风大;② 通风线路
短；漏风少；通风设施少； 长，最困难时期比上山采区长一倍; ③通风交叉
管理方便，费用低。
点和设施多，④管理复杂,CH4大时，费用高。
排水
水自流入仓，系统简单 费用低
①每个区段设临时水窝，安小水泵排水至大巷— 水小时②将采区下山一次掘至终深，在采区下部 设水仓及硐室，安泵排水.总工程量大，费用高
上下山开采中的下山开采
（井筒、井底车场、石 （井筒、井底车场、石门等）
门等）大
小
大
小
Ha＝1/2Hb
Hb
T短，井筒延深多次；接 T长，井筒延深次数少，利于
替紧张
接替
煤（矸）下运，能力大， 费用低；全矿有折返运 输
煤（矸）上运，能力低，费用 低；全矿无折返运输
掘进 通风
工序简单，方便，成本低
工序复杂，装运困难，速度慢，成本高；水大时 困难
水平划分及标高确定3
（二）水平划分及标高确定根据已确定的开拓方式、井田内煤层赋存条件及开采技术条件，根据《煤炭工业矿井设计规范》关于煤层水平段高和服务年限的要求，设计对+1950m水平以下煤层开采水平标高提出以下两个方案比选：方案一：划分为两个水平，采用上山开采方式，水平标高分别定为+1700m 和+1500m。
方案二：划分为一个水平，采用上、下山开采的方式，水平标高为+1750m。
根据勘探报告，通过对矿井个各水平涌水量进行预计，本矿井涌水量比较大，采用下山开采排水存在一定的难度，目前井下排水巷布置在+1950m水平的6号煤层，此巷道通往1930平硐排水巷，大巷向1930平硐排水巷设有3‰的下坡。
故+1950m以下的水平划分采用方案一。
因此，矿井改扩建后全矿井划分为三个水平开采，一水平：+1950m水平以上；二水平：+1950m～+1700m；三水平：+1700m～+1500m。
根据前述计算，井田内可供设计开采的煤层上部水平标高为+2000m～+2300m（+2300m水平主要分布在井田17勘探线以西），开采下限标高为+1500m。
故+1950m一水平阶段垂高约为50m～350m，+1500m二水平阶段垂高为250m，+1300m三水平阶段垂高为200m。
（三）大巷布置根据矿井开拓布署，西部采区与矿井各开采水平井底车场之间设集中运输大巷，根据煤层赋存条件，结合矿井开拓现状，井下+1950m水平主要运输大巷采用分煤层布置的方式，轨道运输大巷沿6号煤层布置，带式输送机运输大巷沿5号煤层布置，这两条大巷均为已有巷道，目前断面支护良好，主要为二采区服务。
考虑到本矿井各煤层（除1号煤层）在未取得煤与瓦斯突出危险性鉴定结论的情况下均按突出煤层设计和管理，因此+1700m水平、+1500m水平大巷主要运输大巷均布置在煤层底板岩石中。
根据运量、运距及大巷服务年限，设计井下大巷主运输采用带式输送机运输，辅助运输考虑到运输量小，并结合矿井现状，采用投资少，灵活方便的电机车牵引矿车的运输方式。
开采水平划分及阶段垂高的确定研究
在缓斜 及倾斜煤 层 中， 阶段斜 长取决 于沿倾 斜布置 的区段 数 目与 区段的斜 长。 区段 数 目根 据煤层 倾角 ， 一般 划分为 ， 一５ 个。 区段 斜长是 结合采 煤工作 面的 长 度确 定的 ， 采煤 工作 面 长度 随着工 作面机 械 化程度 提高 而增 长 ， 一般 采煤 工 作 面 长度 在 ｌ ０ ｏ ～２ ０ ０ ｍ以内 。 采 区上 山的运 输方 式和运 输设 备 的能力与 阶段垂 高有很大 关系 。 阶段垂 高 越大 ， 采Ｉ ￣１ － ， 山长度 也增 大。 如 果采用 带式 输送机运 输 ， 一 部 带式输送 机 即可 满
工 业技 术
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开 采 水 平 划 分 及 阶 段 垂 高 的确 定 研 究
赵兴 远
（ 七 煤集 团 向 阳煤 矿 黑 龙江 七 台河 １ ５ ４ ６ ０ ０ ） ［ 摘 要】 在井 田范 围 和矿 井生 产能 力确 定 之后 ， 必须 考虑 合 理地 进行 开 采水 平划 分与 确 定开 采水 平（ 阶段 ） 垂高 ， 建 立 开采 水平 。 阶段 （ 水平 ） 垂高 即一 个 阶段 （ 水 平） 服务 范 围的上 部边 界与 下部边 界 的标高 差 。 当矿 井开 采为 单一 上 山阶段 时 ， 水平 高度 即为 阶段高 度 ； 当矿 井 开采 为上 、 下 山开采 时 ， 水平 高度 为上 、 下 阶段 高 度之 和 。 合 理的 开 采水平 垂 高应 以合理 的阶段垂 高 ｉ 斜 长度 ） 为前提 ， 并使 开 采水平 有 合理 的服 务年 限 ， 有 利于 实现 采掘机 械 化 ， 还 要有 较好 的技 术经 济效 果 。
［ 关键 词］ 开采、 阶段 垂 高 、 研 究 中图分 类号 ： Ｔ Ｄ８ ２ ２ 文献 标识码 — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） １ ３ — ０ ０ ５ ８ — ０ １
开采水平及下山开采
63科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I N FORM TI ON 2008NO .10SC I EN CE &TECH NO LOG Y I N FOR M A TI O N 工程技术根据矿井井田斜长(垂高)的大小、开采煤层的多少和煤层倾角的大小,井田内可设1个或几个开采水平。
开采水平的划分与井田内阶段的划分有密切联系,井田内划分阶段的多少主要取决于井田斜长和阶段尺寸大小。
阶段倾斜方向尺寸大小以阶段垂高或斜长表示。
阶段上下边界的标高一经确定,阶段垂高即为定值。
然而,阶段斜长却因煤层倾角的不同而变化。
同一个井田的两翼,甚至相邻的采区,因倾角不同而阶段斜长也不等。
开采水平的尺寸以水平垂高(或称水平高度)表示。
水平垂高是指该水平开采范围的垂高。
若一个开采水平只开采一个上山阶段,阶段的垂高就是水平的垂高。
若一个水平开采上下山各一个阶段,水平垂高就应是这两个阶段的总垂高。
对开采近水平煤层的矿井,井田内煤层的斜长可能很大,但其垂高并不大。
如开采煤层不多、上下可采煤层的间距不大,可以采用单水平开拓。
如开采煤层数目较多,上下可采煤层的间距较大,就要划分煤组,各煤组分别设置开采水平,实行多水平开拓。
此时,水平垂高与煤层的斜长没有直接关系。
1确定合理的水平垂高合理的开采水平垂高应以合理的阶段垂高(斜长)为前提,并使开采水平有合理的服务年限,有利于矿井水平和采区的接替,还要有较好的技术经济效果。
1.1合理的水平垂高应满足具有合理的阶段斜长阶段划分为采区是普遍应用的一种准备方式。
由于阶段内沿倾斜可布置几个区段,因此必须考虑以下因素对阶段斜长的影响。
对缓倾斜和倾斜煤层,上山用输送机或溜槽运煤时,上山斜长(即阶段斜长)一般不因运煤而受限制。
对急倾斜煤层,过高的溜煤眼在掘进和维护上都比较困难,并且大高度溜煤眼容易冲毁支护,造成堵眼事故,还会使煤破碎,故溜煤眼的高度一般不宜超过70m ～100m 。
开采《煤矿开采方法》答案
《煤矿开采方法》复习题一、名词解释1、石门——与煤层走向垂直或斜交的水平岩石巷道，称为石门。
2、阶段——在井田范围内，沿着煤层的倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行走向的长条部分，每个长条部分具有独立的生产系统，称之为一个阶段。
3、水平——通常将设有井底车场、阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的水平，称为“开采水平”，简称“水平”。
4、暗立井——没有直接通达地面出口的立井，装有提升设备，也有主、副暗立井之分。
5、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。
6、井底车场——是联结井筒和井下主要运输大巷的一组巷道和而定的总称，是联结井下运输和井筒提升的枢纽，担负着煤炭、矸石、物料和人员的转运及为全矿井通风、排水、供电服务的任务。
7、前进式回采——先采靠近井筒的采区，自井筒向井田边界方向逐次开采其余各采区，称为前进式开采；采区内工作面自采区上山向采区边界推进，称为前进式回采。
8、矿山压力——就是由于井下采掘工作破坏了岩体中原岩应力平衡状态，引起应力重新分布，我们把存在于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力称为矿山压力。
9、沿空留巷——就是在采煤工作面采过之后，将区段平巷用专门的支护材料进行维护，作为下区段的平巷。
10、正悬臂——支架悬臂的长段在立柱的煤壁侧，有利于支护机道上方顶板，短段在立柱的采空侧。
11、及时支护——采煤机割煤后，立即移支架，及时支护裸露顶煤然后推移输送机的支护方式称为及时支护。
12、循环进度——采煤工作面每完成一个循环向前推进的距离，是每次落煤深度和循环落煤次数的乘积。
13、放煤步距——是指沿工作面推进方向前后两次放煤的间距。
14、倒台阶采煤法——是指在急斜煤层的阶段或区段内，布置下部超前的台阶形工作面，并沿走向推进的采煤方法。
15、井田——在矿区内，划归给一个矿井开采的部分煤田。
二、填空1、矿井巷道按服务范围及其用途可分为<开拓巷道）、<准备巷道）和<回采巷道）三类；2、井田人为境界的划分方法常用的有<垂直划分）、<水平划分）、<按煤组划分）及<按自然条件形状划分）等；3、阶段内的划分一般有三种方式：<采区式）、<分段式）和<带区式）；4、井底车场常用的调车方式有<顶推调车法）、<甩车调车法）、<专用设备调车法）；5、轨道运输大巷的轨距一般有<600㎜）、<900㎜）两种；6、运输大巷的布置方式有<分层大巷）、<集中大巷）和<分组集中大巷）三种；7、矿井计划开采的可采储量划分为<开拓煤量）、<准备煤量）和<回采）；8、采煤工作面顶板分为<伪顶）、<直接顶）、<基本顶）；9、根据岩层移动特征，可将煤层的上覆岩层分为<冒落带）、<裂缝带）、<弯曲下沉带）；10、根据煤层赋存条件和采区巷道布置的总体需要，煤层群区段集中平巷的布置方式有<机轨分煤岩巷布置）<机轨双岩巷布置）<机轨合一巷布置）<机轨双煤巷布置）；11、综采工作面采煤机的进刀方式主要有<直接推入法进刀）<工作面端部斜切进刀）<工作面中部斜切进刀）<滚筒钻入法进刀）；12、综采面液压支架的移架方式有<单架连续式）<分组间隔脚错式）<成组整体依次式）；13、岩层的产状要素有<走向）、<倾向）和<倾角）；14、综采面端头支护方式主要有<单体支柱加长梁组成的迈步抬棚端头支护）<自移式端头支护）、<用工作面液压支架端头支护）；15、《煤矿安全规程》规定，倾角大于<15度）时，液压支架必须采取放倒、防滑措施；16、综采设备的拆除顺序，一般是先拆<输送机的机头和机尾），后拆<采煤机）和<输送机机槽）。
露天矿山分台阶开采与分层开采技术研究
露天矿山分台阶开采与分层开采技术研究【摘要】世界煤炭资源的开采以露天开采方式为主，露天开采分为台阶式开采和分层开采两种方式，本文详细讨论了两种方法的相同点和不同点，并分析了每种方法的适用条件。
【关键词】露天矿山；技术研究世界煤炭生产是以露天开采方式为主的，而我国目前露天煤矿的产量占全国煤炭生产总量的比例仅5%左右[1]。
这主要由于煤炭资源赋存的地质条件异常复杂，符合露天开采的煤炭资源数量较少。
根据不完全统计，我国适合露天开采的煤炭资源比例约占总资源的7-10%之间，远低于美国、俄罗斯、澳大利亚、印度60%～75%的水平，而其中70%为褐煤，主要分布在内蒙、新疆和云南。
20世纪70年代改革开放以后，5大露天煤矿，即安太堡、黑岱沟、霍林河、伊敏河、元宝山露天矿的建设标志着我国露大煤矿建设进入一个新的阶段。
进入新世纪后，我国规划的13座大型煤炭基地中，神东、晋北、蒙东（东北）、云贵、黄陇（华亭）、陕西等基地都将建设大型露天煤矿。
其中，仅蒙东要建7个5000万吨级大型煤炭基地，包括胜利一、二、二号、白音华、伊敏河、宝日希勒一号和二号等。
另外还有神府、哈尔鸟素和原有五大露天煤矿的改建及二、三期扩建也在进行中。
根据当前发展趋势的初步预计，我国露天煤矿产量占全国煤炭生产总量的比例将由2000年的4%增加到2010年的10%左右，2020年将达到15%，可以说露天煤矿在我国的发展正处于迅猛增长期和前所未有的发展机遇期，前景可观。
1.露天矿山分台阶开采技术露天开采时，通常是把矿岩划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系，在开采过程中各工作水平在空间上构成了阶梯状，每个阶梯就是一个台阶或称为阶段，这种开采方式叫做台阶式开采。
台阶是露天采矿场的基本构成要素之一，是进行独立剥离和采矿作业的单元体[2-3]。
台阶构成要素如图1所示。
1-台阶上部平盘；2-台阶下部平盘；3-台阶坡面；4-台阶坡顶线；5-台阶坡底线；a—台阶坡面角；h-台阶高度图1 台阶构成要素示意图台阶朝向采空区一侧的倾斜面叫台阶坡面。
采矿学第十六章16-1开采水平划分讲解学习
四、辅助水平的应用
2、中间辅助水平
四、辅助水平的应用
3、急（倾）斜煤层阶段间辅助水平 对于开采急（倾）斜煤层的矿井，由于受溜煤、运料、
人员上下等技术和安全条件的限制，阶段垂高较小，水平可 采储量少，水平服务年限短；如果井田走向长度短，则水平 接替将更为紧张，频繁的水平延深和生产过渡将给生产技术 管理增加许多困难。
三、上、下山开采的应用
（3）掘进方面 下山掘进期间的装载、运输、排水等工序比上山掘进 时复杂，因而掘进速度较慢、效率较低、成本较高，尤其当 下山坡度大、涌水量大时，下山掘进更为困难。 另外，下山掘进要比上山掘进需要采取更多的安全技术 措施，特别是要采取防止跑车的技术措施。 （4）通风方面 上山开采时，沿倾斜方向，新鲜风流风路较短。下山 开采时，存在下行风问题，通风线路长；易于漏风，通风管
二、开采水平垂高确定
绞车容绳量限制了阶段斜长。 在煤层倾角较小的条件下，由于受开采技术和设备限制
较小，可以选用无极绳绞车或新型辅助运输设备，阶段斜长 可适当加大。
对于倾角小于12°的煤层，采用带区式准备，1994年发 布的《煤炭工业矿井设计规范》规定为：上山部分倾斜长度 宜为1000~1500m，下山部分倾斜长度宜为700~1200m。随着 技术的进步，实际的阶段斜长呈增大趋势，2005年发布的 《煤炭工业矿井设计规范》规定为：采用倾斜长壁开采时， 带区倾斜长度不小于采煤工作面连续推进一年的长度。
结合井型大小、采煤机械化要求，从保证采煤工作面、
五、开采水平及位置选择划分
采区有合理的尺寸出发，研究合理的阶段斜长及垂高。对倾 角小于16°以下的缓（倾）斜煤层，宜按上、下山开采考虑。
煤矿开采学知识要点总结
煤田（coal field ）在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带。
井田划归一个矿井开采的一部分煤田或全部煤田范围（储量）矿井生产能力—矿井设计生产能力，Mt /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。
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。
水平（level ）—常指某一标高的水平面。
阶段（horizon ）—沿一定标高划分的一部分井田采区：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为具有独立生产系统的区域，每一区域叫一个采区。
区段：在采区内沿倾斜方向划分的开采块段。
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。
带区—由若干分带组成，并具有独立生产系统的区域叫带区采煤工艺—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。
采煤系统—回采巷道的掘进一般是超前于回采工作进行的。
它们在时间上的配合及在空间上的位置关系，称为回采巷道布置系统，也即采煤系统。
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。
采煤方法分类壁式体系采煤法一般特点:1 、工作面较长，80 ~ 250m （或更长）2 、工作面两端，一般至少各有一条回采巷道利于通风和运煤3 、一般顶板暴露面积大，矿山压力显现较为强烈，随采煤工作面的推进应有计划地处理采空区4 、采下的煤平行于工作面的方向运出采场柱式体系采煤方法的主要特点:①一般工作面长度不大但数目较多采房和回收煤柱设备合一②矿山压力显现较弱，在生产过程中支架和处理采空区工作比较简单，有时还可以不处理采空区③采场内煤运输方向是垂直于工作面的，采场配套设备均能自行行动，灵活性较强④工作面通风条件较壁式采煤方法差，采出率较低综采工序：破煤，装煤，运煤，支护，处理采空区最大控顶距：当工作面推进一次或两次后，工作面达到的允许的最大宽度最小控顶距：回采工作所需要的最小宽度放顶步距：最大控顶距与最小控顶距之差采煤机割煤方式：双向割煤、往返一刀、“∞”字形割煤、往返一刀、单向割煤、往返一刀、双向割煤、往返两刀滚筒采煤机进刀方式：直接推入、中部斜切进刀、端部斜切进刀采煤工艺方式的选择？作业形式—工作面一昼夜内采煤与准备工作在时间上的配合关系。
开采水平的确定
开采水平的确定根据井田内划分阶段的多少，可以设一个或几个开采水平。
这主要取决于井田的斜长和阶段尺寸的大小以及是否采用下山开采。
开采水平的尺寸用水平垂高表示。
水平垂高指的是该水平开采范围煤层的垂直高度。
如果一个水平只采一个阶段，则水平高度就等于阶段高度，如果一个水平既开采上山阶段又开采下山阶段，这时水平高度就是两个阶段垂高之和。
合理的水平高度应使矿井的吨煤基本建设投资和分摊到每吨煤上的生产费用达到最少。
增大开采水平的垂高，减少开采水平的数目，矿井的吨煤基本建设费用就可能减少，但却会增加阶段的斜长或增加采区下山开采，使矿井的生产经营费用增加。
由此可见，随着开采水乎高度的变化，矿井的基本建设费用与生产经营费用都在向相反方向增减，因而对每个井田都存在着一个经济上合理的水平高度。
随着开采水平高度增大而减少的费用有：井底车场及有关硐室、开采水平内的石门及阶段平巷等的基本建设费用，以及设备和安装等费用。
随着阶段高度增大而增高的费用有：上山部分煤的运输费用、通风费用以及巷道维护费用等。
就目前的开采技术条件，缓倾斜煤层阶段高度增加对采区通风、排水、煤的运输等项费用的影响并不很大，而限制阶段垂高的重要因素是上山部分采区的斜长。
因为采区的辅助运输是依靠轨道上山的绞车，如果采区上山过长，可能需要安装多台绞车进行多段提升，将导致井下运输环节增加，降低生产效率。
对于急倾斜煤层来讲，阶段垂高过大时，溜煤眼的掘进和维护都比较困难。
反之，如果阶段垂高过小，则会造成采区服务年限缩短，可能使采区准备及开采水平等延深工作过分紧张，影响矿井正常生产，另一方面，阶段高度过小还会增加巷道的煤柱损失。
除上述因素外，煤层赋存状态以及煤层埋藏的地质条件等，对阶段和开采水平高度的确定也有一定影响。
例如，煤层厚度影响开采水平的煤炭储量，即影响着开采水平的服务年限；近水平煤层层间距大小还可能决定开采水平的高度，如图5—4所示图5—4近水平煤层按煤组划分水平1--第一水平；2—第二水平；3—溜井总之，水平标高和垂高的确定，要充分考虑各种影响因素并根据国家有关技术政策和规定来综合分析。
水平划分及标高确定3
（二）水平划分及标高确定根据已确定的开拓方式、井田内煤层赋存条件及开采技术条件，根据《煤炭工业矿井设计规范》关于煤层水平段高和服务年限的要求，设计对+1950m水平以下煤层开采水平标高提出以下两个方案比选：方案一：划分为两个水平，采用上山开采方式，水平标高分别定为+1700m 和+1500m。
方案二：划分为一个水平，采用上、下山开采的方式，水平标高为+1750m。
根据勘探报告，通过对矿井个各水平涌水量进行预计，本矿井涌水量比较大，采用下山开采排水存在一定的难度，目前井下排水巷布置在+1950m水平的6号煤层，此巷道通往1930平硐排水巷，大巷向1930平硐排水巷设有3‰的下坡。
故+1950m以下的水平划分采用方案一。
因此，矿井改扩建后全矿井划分为三个水平开采，一水平：+1950m水平以上；二水平：+1950m～+1700m；三水平：+1700m～+1500m。
根据前述计算，井田内可供设计开采的煤层上部水平标高为+2000m～+2300m（+2300m水平主要分布在井田17勘探线以西），开采下限标高为+1500m。
故+1950m一水平阶段垂高约为50m～350m，+1500m二水平阶段垂高为250m，+1300m三水平阶段垂高为200m。
（三）大巷布置根据矿井开拓布署，西部采区与矿井各开采水平井底车场之间设集中运输大巷，根据煤层赋存条件，结合矿井开拓现状，井下+1950m水平主要运输大巷采用分煤层布置的方式，轨道运输大巷沿6号煤层布置，带式输送机运输大巷沿5号煤层布置，这两条大巷均为已有巷道，目前断面支护良好，主要为二采区服务。
考虑到本矿井各煤层（除1号煤层）在未取得煤与瓦斯突出危险性鉴定结论的情况下均按突出煤层设计和管理，因此+1700m水平、+1500m水平大巷主要运输大巷均布置在煤层底板岩石中。
根据运量、运距及大巷服务年限，设计井下大巷主运输采用带式输送机运输，辅助运输考虑到运输量小，并结合矿井现状，采用投资少，灵活方便的电机车牵引矿车的运输方式。
第十八章 井田开拓巷道布置
辅助水平的应用
• • • • • 水平垂高过大，开采技术困难。 多水平上下山开采的矿井， 上水平下山采区辅运、通风、排水困难 下水平需要解决回风问题。 急斜煤层矿井，阶段垂高较小，当∑M较小时，水 平的T不满足,要求加大H，在两开采水平间设辅 助水平,现少用。 • 近水平煤层，开采水平置于主采煤层中，主采煤 层以上或以下的煤层设辅助水平，开设简易车场 担任辅运、通排等任务。 • 应用原则—辅助水平增加井下运辅环节，生产系 统复杂化。有明显的技术经济优越性方可使用。
层中。减少岩石工程量。)
岩巷、易维护； 生产集中，便于管理； 数个煤层可同时准备和回采，能力大。 初期工程量大，建井期长。
适用条件
适用： • 井田走向距离大， • 煤层数目多、层间距小， • 层间距50m的矿井。
3、分组布置（集中大巷—用主要石门联
• • • • • • 系分组大巷） 分组布置特点： 据煤层间距，分为若干煤组；每组煤布置 一条分组集中大巷，各煤组分别布置采区。 各组设集中大巷，用主石门将各组大巷连 接起来，各煤组分设采区。 初期工程量大。 兼有分层大巷和集中大巷的部分特点。 适用：煤层组间距70m。
(layout of roadway in mining level)
• 大巷—为整个开采水平或阶段服务的水平 巷道。 • 运输大巷—为整个开采水平或阶段运输服 务的水平巷道。 • 担负煤、矸、物料和人员的运输，通风、 排水及铺设管线等。是矿井的“动脉”。
一. 阶段运输大巷运输方式和设备
• • • • 矿车轨道（机车运输）（locomotive haulage） 轨距：600 mm，900 mm 矿车：固定箱式1t，3t 底卸式3t，5t 矿车轨道运输优点： 1)煤、矸、物料、人员可统一运输解决； 2)运输能力大，机动，适应生产不均衡变化要； 3)可分运不同牌号的煤； 4)煤尘少，利于安全； 5)远距离运输不困难。 • 矿车轨道运输要求：能适应多弯道，要求大巷 平
煤矿开采水平的设置与阶段的划分
煤矿开采水平的设置与阶段的划分摘要：社会的进一步发展，促使当下居民对于能源的应用数量进一步增加，为了保证能源正常应用，需要提升煤矿开采技能，只有这样才能保证开采人员安全，提升开采效率。
基于此，本文立足于煤矿开采角度，分析了开采水平设置以及阶段划分的方法，希望以下内容的论述可以促进我国煤炭开采施工更加安全、高效。
关键词：开采水平；水平高度；水平阶段引言：对于煤炭开采工作而言，开采水平是一个重要的界定标准，在煤矿井田内部按照煤层方向逐一划分的条形区域为开采阶段，这些阶段将会在后续开采过程中，发挥重要指导作用。
但是就目前煤矿开采工作而言，水平与阶段的划分仍然存在很多问题。
因此，对煤矿开采水平的设置与阶段划分研究有着鲜明现实意义。
1开采水平的设置在实际开采过程中，需要对煤矿矿洞内所具有的煤层信息进行分析，因为煤层不同类型的赋存条件将会直接影响到煤炭开采水平设置。
例如，煤层所具有的赋存条件与煤矿井田的实际尺寸一定时，那么开采水平设置的数目应该由煤层内部阶段数目决定，并且开采形式也会对其产生部分影响。
因此，对于开采水平高度的确定，应该从以下几个方面进行考虑：一方面，应该确定煤矿开采方式是否为上山开采或者是下山开采。
该内容的确定应该结合实际进行分析，例如在确定开采过程中是否会应用到下山开采的方法时，需要对施工过程以及地质环境进行分析，因为下山开采方法应用时，会遇到排水、通风等问题，这就要求矿洞中煤层的倾角应该偏小，实际角度区间应该控制在“小于等于16°”范围内，并且矿洞内部的氧气含量较高，涌水量小应用此类开采方法。
另一方面，煤炭开采内部的阶段规定数量，将会受到垂直高度的限制，并且垂直高度还会对煤层赋存条件以及煤矿地理环境等内容产生决定性影响。
通常情况下，如果煤矿井田所具有的倾斜斜长很小，并且煤层实际倾角度数较小时，可以将该类型的井田阶段数目规定为“2”，开采水平规定为“1”，开采方法选择“上下山”形式，也就是常用的单水平开拓方法。
采矿学复习资料及参考答案(10)
复习资料模拟试题一一、概念3.开采水平4.开拓巷道5.房式采煤法二、填空题1. 采场内为采取煤炭而进行的、、、及采空区处理等一系列工作称为回采工作。
2．综采工作面端部斜切进刀方式分为和两种。
接井下运输和提升两个环节的枢纽。
4．按煤层赋存条件，准备方式分为、、三种。
5．据调车方向，采区上部平车场分平车场和平车场。
三、简答题1.采煤方法分类依据是什么？2.普采面使用单滚筒采机如何确定滚筒旋向？3.说明放顶煤采煤法特点？4.立井开拓方式基本特征是什么？一个回采工作面长度为150米，工作面采用四～五排柱控顶，排距为0.6米，柱距为0.75米,使用单滚筒采煤机单向割煤,端头直接推入法进刀,请绘出“三·八”工作制工作面循环图表。
复习资料模拟试题二一、概念1、矿井核定生产能力2、采区3、普采工艺4、放顶煤采煤法5、沿空掘巷二、填空1. 采煤方法包括和两项主要内容。
2．通常将设有、并且担负全阶段运输任务的水平称为开采水平。
煤和双输送机放煤三种类型。
5．下，下，下和上采煤叫“三下一上”采煤。
三、简答题1、壁式体系采煤法具有哪些主要特点？2、采煤工作面循环作业方式有哪些？3、采煤作业规程的编制内容有哪些？4、倾斜长壁采煤法有哪些主要特点？四、计算题（20分）某普采面，采煤机机面高度为0.8米,机身高度0.4米,摇臂向上最大摆角为30度,摇臂长度为1.5米,滚筒直径为1.2米,试求该回采面的最大采高。
循环图表（20分）五、一个普采工作面长度为165米，工作面采用四排柱控顶，排距为0.6米，柱距为0.75米,使用单滚筒采煤机单向割煤,端头斜切进刀,请绘出“四·六”工作制工作面循环图表。
复习资料模拟试题三1、开拓方式二、简答题2、如何确定开采水平垂高？3、按井筒（硐）形式，井田开拓方式有哪些？4、如何确定采区上山数目及其相对位置？5、为什么现代化大型矿井常采用主斜－副立井综合开拓方式？6、综合开拓的类型及其应用？三、计算题已知矿井工业储量为75Mt，各种保护煤柱的损失量为工业储量的10%，设矿井年生产能力为0.9 Mt，试求该矿井的服务年限。
开采水平划分
5
6 4
1 (B)
10 9 12
8 7
上下山开采的比较
11
（ 1）
倾角小 于 16° 的缓斜 煤层， 瓦斯及 涌水量 不大
（2）
煤层倾角 不大，采 用多水平 开拓的矿 井，开拓 延深后提
（3）
由于开采强度 加大、水平服 务年限缩短， 造成水平接替 紧张，可布置
（4）
当井田深部受 自然条件限制 ，储量不多、 深部境界不一 ，设置开采水 平有困难或不 经济时，可在 最终开采水平 以下设一部分 下山采区
2
确定水平垂高——确定阶段垂高——能否进行上、下山开采
必须有足够的 可采储量以保 证水平有合理 的服务年限。
采煤工作面长度 随着机械化程度 的提高而增长， 一般变动于80～ 150m以上。
（1）煤层倾角 （2）煤层厚度
合理的阶段垂 高应使吨煤投 资和生产总费 用最低。
矿井阶段（水平）垂高
井型 大、中型矿井 小型矿井
7 I A B
6
I -- I
时，为一个煤组服务的运
输大巷。 各分组集中大巷之间用主 要石门联系。 煤组内各煤层之间用采区 石门联系。
4 5 3 6
I
9 8
12 7 5 3
B 4 7 A
为开采上水平各煤层服务；为 开采 下水平煤层回风。 服务时间长；处于不受或少受 采动影响的位置。 岩石大巷，煤组的底板岩石中； 煤层大巷，煤组最下部煤质坚硬， 围岩稳定的薄及中厚煤层中。
不同矿井生产能力的大巷运输设备
矿井生产能力/万t· a－1 ＞240 90～180 ≤60 运煤 辅助运输 大巷轨距 /mm
5t矿车底卸式
带式输送机 3t矿车底卸式 3t固定车厢式矿车 1t固定车厢式矿车
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。
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开采水平划分及阶段垂高的确定研究
[摘要]在井田范围和矿井生产能力确定之后，必须考虑合理地进行开采水平划分与确定开采水平（阶段）垂高，建立开采水平。
阶段（水平）垂高即一个阶段（水平）服务范围的上部边界与下部边界的标高差。
当矿井开采为单一上山阶段时，水平高度即为阶段高度；当矿井开采为上、下山开采时，水平高度为上、下阶段高度之和。
合理的开采水平垂高应以合理的阶段垂高（倾斜长度）为前提，并使开采水平有合理的服务年限，有利于实现采掘机械化，还要有较好的技术经济效果。
[关键词]开采、阶段垂高、研究
中图分类号：td822 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）13-0058-01
（一）阶夏垂高的确定
阶段垂高对矿井生产和技术经济效果有很重要的影响。
阶段垂高过大，不仅使开拓投资及运输提升费用增加，延长建井工期，而且给采区上、下山运输和上下人员带来很大困难；阶段垂高过小，则使储量减少，服务年限缩短，造成水平接续紧张，且矿井阶段总数增加，基建开拓工程量增大。
因此，应根据地质条件和技术装备水平，通过技术经济条件的分析比较，合理确定阶段垂高。
合理确定阶段垂高，主要考虑以下要素：
1.开采水平服务年限
每个开采水平必须有合理的服务年限，才能充分发挥水平运输大
巷、井底车场及其各种生产设施的作用，提高经济效益。
从有利于矿井均衡生产和水平接替来看，开拓延深一个新水平，一般需要3～5a，加上上、下水平生产过渡时间，一般需要5～8a甚至更长。
为避免水平接替紧张，必须有足够的可采储量以保证水平有合理的服务年限。
2.采、掘、运机械化程度
采区上山的运输方式和运输设备的能力与阶段垂高有很大关系。
阶段垂高越大，采区上山长度也增大。
如果采用带式输送机运输，一部带式输送机即可满足上山长度较大的要求；如采用刮板输送机运输，采区斜长大，串联的输送机数目多，运输事故频次也要增加，影响采区正常生产；辅助运输一般采用绞车提升，采区上山则不宜过长，如采区斜长过大，就需要采用多段提升，这样会造成运输环节多，运输系统复杂，运输事故多，不利于采区正常生产。
对于急斜煤层，采用自溜运输，溜槽有效长度不宜超过200m，溜眼高度不宜超过70～100m。
3.煤层赋存条件和地质构造
煤层倾角对阶段垂高影响较大。
开采急斜煤层时，煤层间受采动影响，且沿煤层运料、溜煤、行人都比较困难。
急斜煤层阶段垂高，一般为100～150m；水平或近水平煤层，计算阶段垂高实际上已无多大意义，应按水平运输大巷两侧的盘区上、下山长度决定水平的开采范围，并保证开采水平服务年限。
倾斜煤层的阶段高度，应根据上山运煤方式与运输设备可能达到的长度，以及采区内分段数
（3～5个）；尽量减少工程量等因素综合考虑，一般为150～300m。
4.吨煤建设投资和生产费用
合理的阶段垂高应使吨煤投资和生产总费用最低，一般阶段垂高增大，全矿水平数目减少，水平资源/储量增加，分摊到每吨煤上的一部分费用相对减少，如井底车场及硐室、阶段运输大巷、主回风巷、石门与采区车场的掘进费、设备购置费及安装费等；也有一部分费用随垂高加大而增加，如沿上山的运输费、通风费、提升费、排水费及倾斜巷道的维护费等；还有一部分费用与阶段垂高的变化关系不大，如井筒及上山的掘进费等。
因此，对一定条件下的矿井，不同的阶段垂高，其吨煤的总费用是不同的，但必然存在一个在经济上最合理的阶段垂高，即吨煤总费用较低的阶段垂高。
在实际工作中，往往把几个不同的阶段垂高方案进行技术和经济综合分析与比较，选择费用最低、生产效果最好的方案作为最佳方案。
（如图1）
综合上述分析，阶段垂高受一系列因素的影响，是矿井开采技术和生产集中程度的综合反映。
根据我国煤矿开采经验，设计规范规定：当矿井划分为阶段开采时，其阶段垂高宜为：
（1）缓倾斜、倾斜煤层200～350m；
（2）急倾斜煤层100～250m。
（二）开采水平的划分
确定开采水平的数目和位置，主要根据井田倾斜长度、阶段高度和是否采用上下山开采方式来决定。
此外，煤层倾角、层间距离、
地质构造、井底车场处的围岩性质以及提升和排水设备型号等，对开采水平的数目和位置也有很大影响。