中国矿业大学 采矿学 第一章

• 目前我国已利用的3469亿吨煤炭资源量中, 大型矿井利用资源量约680亿吨,中型矿井 利用资源量300亿吨,而小型矿井利用资源 量近2500多亿吨,其中,乡镇小煤矿占用资 源达2200亿吨。
中国煤炭资源分布
除上海外，各省和自治区均有， 北部占探明储 量的86% ，南部占探明储量的14%
储量超过了5000亿t的省：
矿井可采储量 生产能力 服务年限 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 40~50a 国内一般不小于50a。
国内外矿井的生产能力有增大和服务年限有缩 小的趋势。
四、井田内的再划分
1、井田划分为阶段 阶段—沿一定标高划分的一部分井田 阶段划分 在井田范围内，沿煤层倾斜方向， 按一定标高将煤层划分为若干平行于走向的 并等于井田走向全长的长条形，每一个长条 形叫一个阶段。
30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00
年产量/亿吨
时间/年 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
近十年来全国煤炭产量增加趋势
机械化程度
全国拥有煤矿2.8万座，其中国有大型煤矿2000多座， 产量约占全国煤炭产量的65%，乡镇和个体小型煤矿 2.6万座，产量约占全国煤炭产量的35％。 山西省每年中小煤矿产量约2亿吨，但动用矿产资源 近20亿吨。 2000年，国有重点煤矿机械化程度74.43% 我国于1973年引入综合机械化采煤设备 2000年，国有重点煤矿综合机械化程度56.78%
J1 阶段 J2 阶段 J3 阶段
J1 阶段
J2 阶段
J 3阶段
3、井田直接划分为划分为盘区或带区或工作面 井田沿倾斜高差较小的条件下
P3
P1
P2
P4
五、矿井生产系统的概念
7 6 8 16 24 25 20 22 21 23 18 22 20 21 3 14 22 10 13 15 19 4 17 23 25 24 19 2 1
走向长壁工作面： 工作面沿倾斜布置
C1 4
35 1
，沿走推进。
2、阶段划分为划分为带区，带区划分为分带
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。 由若干分带组成，并具有独立生产系统的区域叫带区。
J1
1
倾斜向长壁工作面： 工作面沿走向布置
J2
，沿倾向推进
J3
阶段划分为划分为带区，带区划分为分带
倾斜巷道
斜井 —在地层中开凿的直通地面的倾斜巷道 斜井：主斜井 副斜井 用于提升煤炭 用于行人、提升矸石、通风
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 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。
• 煤矿的安全状况与10年前相比，也大有好 转，但与国外的差距仍较大； • 美国为0.09，波兰为0.44，德国为0.34，印 度为0.74人/百万吨。
小结
•发展速度与成就举世瞩目，煤炭产量连续居 世界第一
•中国的采矿业总体来讲与发达国家有不小的 差距，但潜力巨大 •资源人均占有量低
二、采矿学内容
煤矿地下开采的特点
受资源赋存条件的制约 ;
工作场所不断移动 ;
生产环节多，工序复杂;
系统复杂;
必须设置人工构置物保护工作空间;
存在安全隐患多.
采矿学主要参考书
徐永圻 煤矿开采学，中国矿业大学出版社 张先尘 中国采煤学，煤炭工业出版社 张宝明 中国煤矿高产高效技术，中国矿业大学出版社 徐永圻 中国采煤方法图集，中国矿业大学出版社 陈炎光 中国采煤方法，中国矿业大学出版社 陈炎光 中国煤矿开拓系统，中国矿业大学出版社 陈炎光 中国煤矿开拓系统图集，中国矿业大学出版社 汪理全 煤层(群)上行开采技术，煤炭工业出版社 屠世浩 长壁综采系统分析的理论与实践，中国矿业 大学出版社
一、我国采矿生产技术的发展
1、我国矿产资源种类齐全
人类已各的矿产约160种
我国已发现150多种
已查明储量130多种
2、我国是世界有采矿业最早的国家之一
中国煤炭工业的发展
时间 1949 1979 1990 1995 1996 1997 1998 1999 产量/亿吨 0.324 6.355 10.79 12.92 13.74 13.25 12.33 13.25 时间 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 产量/亿吨 9.99 11.06 13.93 16.4 18.7 22.05 23.8 25.5
井田划分为阶段
阶段的走向长等于井田的走向长； 阶段下部布置运输大巷，阶段上部布置回风大巷。
井田划分为阶段
+ 150 2 _ 0 一水平 + 1 -150 二水平
-300 三水平
阶段的开采顺序：下行式
井田划分为阶段
A C3 q1 C1 q 2 q3 C2 C4
Baidu NhomakorabeaJ1
J2 J3
水平— 常指某一标高的水平面。 表示：标高、开采顺序及用途 （1）0、-200、-500水平等 （2）矿井生产中，表示开采顺序，又称第一 水平、第二水平 （3）矿井生产中，常把运输大巷所在的水平 称运输水平；回风大巷所在的水平称回风水 平。
井型 生产能力（万t / a） 大型矿井： 120、150 、180 、240 、300、 400、 500及500以上 其中300万t/a及以上称特大型矿井 中型矿井： 45 、 60 、90 。 小型矿井： 9 、 15 、 21、 30。
矿井年产量— 矿井实际生产的煤炭数量，万 t/a。 矿井年产量与生产能力有时同义，有时不同 义。
某种燃料的实际发热值（MJ/ kg）
E = ————————————————
标准煤发热值（MJ/ kg）
煤与人民生活息息相关
人均能耗：每人每年的能源平均消耗量 t 人．年 是衡量国家经济发展和人民生活水平的综合指标
维持最低生活，需要： 丰衣足食的现代化生活: 高级现代化生活:
0.4 t 标准煤 1.2 1.6 t标准煤 2 3 t标准煤。
消费
天然气 0.03 1.23 2.98 2.00 2.80 5.40
/%
水利 核能 2.33 0 3.06 0 3.77 0 4.80 0 6.90 1 8.50 3.7
能源折算系数E
标准煤：发热值为7000大卡/（29 . 27MJ）的任 何能源均可折算1kg标准煤。 标准油：发热值为10000大卡/（41 . 8MJ）的任 何能源均可折算1kg标准油。
水平巷道
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。
水平巷道
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
开采水平（简称水平） — 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。 回风水平 运输水平
1、阶段划分为采区，采区划分为区段
1区段 2区段 3区段
Ⅰ 阶段
Ⅱ 阶段
Ⅲ 阶段
1区段
Ⅰ 阶段
2区段
3区段
高产高效矿井
神华大柳塔矿 2000年 2001年 2002年 济三矿（设计500 万） 2001年 2002年 2003年
920万 1511万 1100万
530万 800万 1000万
煤炭是我国的主要能源
根据2002年国土资源部《全国矿产资源储量 通报》公布的数据显示：我国煤炭基础储量 3340.88亿吨，资源量6860.62亿吨，居世界第 一；可开采储量达2040亿吨,居世界第二；人 均占有量却仅有145吨，低于世界平均水平。 按年产19亿t，可采100年 我国煤炭占一次能源结构的70%左右 我国石油、天然气等资源有限，趋于枯竭。水 电、核能，近几十年发展不能根本解决中国能 源问题。
Ⅱ 阶段
Ⅲ 阶段
采区与区段 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块，每一块叫一个采区。 采区斜长=阶段斜长（可达1000m） 采区走向可达5000m 区段：在采区内沿倾斜方向划分的开采块段。 区段下部有区段运输平巷 区段上部有区段回风输平巷 区段平巷与采区上山连接
采区
2 6 A
倾斜巷道
垂直井巷 倾斜井巷 水平井巷
矿山井巷
11 3 1 6 6 13 5 12 9
2
13
10
6
12 4 1-立井， 2-斜井， 3-平硐， 4-暗立井， 5-溜井， 6-石门， 9-上山， 10-下山 12 11-风井 12-岩石平巷， 13-煤层平巷，
垂直井巷
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。
水平巷道
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。
采矿方法，主要是采煤方法
采（带）区准备
矿井开拓
矿井设计
三、矿井开采的基本概念
煤田—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。 矿区—开发煤田形成的社会组合。 一般一个矿区开发一个煤田。 井田—划归一个矿井开采的一部分煤田或全 部煤田。
矿井生产能力 — 矿井设计生产能力，万t /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。 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。 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。
采矿学电子教案
矿业工程学院
总论
煤炭开采 地下开采 露天开采 9394% 67%
采矿学主要讲授煤炭地下开采的基本知识。
让学生掌握煤矿地下开采的基本知识。
采矿学 — 研究矿山开采技术及其内部规 律性的综合性技术科学。
采矿学课程的特点： 专业性强； 实践性强，时空关系复杂； 名词概念多； 综合性强 — 运用各种科学技术综合解决问 题。 教学方法： 课堂讲授、录像、模型、实习、讨论。 掌握采矿工程师的基本理论和技能的方法： 记笔记； 阅读参考书； 勤于实践、勤于思考。
新疆、内蒙、山西
储量超过1千亿t的省：
陕西、宁夏、甘肃、贵州、河北、山东、安徽
中国能源消耗构成
年度
1950 1970 1980 1990 2000 2020 煤 96.72 81.56 69.50 74.20 69.40 68.00 石油 0.91 14.14 23.75 19.00 19.90 14.40
OECD-----经济使用与发展组织
我国煤矿安全状况
年份 1999 死亡人数（人） 6478
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
5798 5670 6995 6702 6027 5986 4746 3786
百万吨死亡率（人/百 万吨） 6.08 5.77 5.07 4.64 3.71 3.08 2.81 2.04 1.485
高产高效矿井
高产高效矿井模式： 一矿一面或一矿两面 综采：一个队（一个采面）100万t/a 全员工效8t/工以上 1992年 累计129处矿井达到高产高效标准。 平均全员工效 7.7t/工
高产高效矿井
2002年 78个综采队年产超过100万吨
18个综采队年产超过200万吨 9个综采队年产超过300万吨 神华大柳塔矿综采队年产803万吨 一矿一面全矿产量920万吨 全矿职工350人
9
11
5
矿井生产系统
1、矿井巷道的开掘顺序原则： 尽量采用平行作业；尽快沟通风路。 2、矿井主要生产系统 运煤系统 通风系统 运料排矸系统 排水系统 动力供应（电、压风） 通讯、监测系统
六、矿井开拓、准备和回采的概念
1、井巷名称
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。
2、按倾角分类：