第1章煤矿开采基本基础概念
煤矿开采的基本概念
矿井年产量
（effective output per year） ）
矿井年产量— 矿井实际生产的煤炭数量， 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 有时同义， 矿井年产量与生产能力有时同义，有时不同 义。
（三）矿井可采储量和服务年限
矿井可采储量 生产能力 服务年限 可采储量愈多， 可采储量愈多，生产能力和服务年限愈大 可采储量一定， 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60a 国内一般不小于 国内外矿井的生产能力有增大和服务年限有 缩小的趋势
倾斜巷道
斜井 —在地层中开凿的直通地面的倾斜巷道 在地层中开凿的直通地面的倾斜巷道 斜井： 斜井：主斜井 用于提升煤炭 用于行人、提升矸石、 副斜井 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 位于开采水平以上， 上山 — 位于开采水平以上，为本水平或采 区服务的倾斜巷道。 区服务的倾斜巷道。 位于开采水平以下， 下山 —位于开采水平以下，为本水平或采区 位于开采水平以下 服务的倾斜巷道。 服务的倾斜巷道。
采区
2 6 A
走向长壁工作面： 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 阶段划分为划分为带区，
分带—沿煤层走向把阶段划分为若干长条， 分带 沿煤层走向把阶段划分为若干长条，每一个长条 沿煤层走向把阶段划分为若干长条 叫一个分带。 叫一个分带。 由若干分带组成， 由若干分带组成，并具有独立生产系统的区域叫带区
（五）矿井生产系统的概念
煤矿开采基础知识
煤矿开采基础知识目录1. 煤矿开采基础知识概述 (2)1.1 煤矿开采的意义与重要性 (3)1.2 煤矿开采的历史发展 (5)1.3 煤矿开采在我国的发展情况 (6)2. 煤矿开采的基本概念 (7)2.1 煤矿开采的定义 (8)2.2 煤矿开采的分类 (9)2.3 煤矿开采的流程 (10)3. 煤矿地质与勘探 (12)3.1 煤矿地质特征 (12)3.2 煤矿勘探的方法 (14)3.3 地质勘探报告的解读 (15)4. 煤矿开采技术 (16)4.1 露天煤矿开采技术 (17)4.2 井下煤矿开采技术 (19)4.3 煤矿开采设备 (20)5. 煤矿安全生产 (21)5.1 煤矿安全生产法规 (22)5.2 煤矿事故与预防 (24)5.3 煤矿应急救援与预案 (25)6. 煤矿环境保护与可持续发展 (26)6.1 煤矿开采对环境的影响 (28)6.2 煤矿环境保护措施 (29)6.3 煤矿可持续发展的策略 (30)7. 煤层气开采与利用 (32)7.1 煤层气的定义与特性 (33)7.2 煤层气开采技术 (34)7.3 煤层气综合利用 (35)8. 国际煤矿开采发展趋势 (37)8.1 各国煤矿开采现状 (38)8.2 先进国家的开采技术 (40)8.3 国际合作与技术交流 (42)9. 案例分析 (43)9.1 成功开采案例分析 (44)9.2 失败开采案例反思 (45)1. 煤矿开采基础知识概述煤矿开采是地球上优质能源——煤炭的提取过程，煤炭是当今世界最重要的初级能源之一。
煤矿开采技术的发展，关乎全球能源结构的稳定性与可持续性。
在本部分的煤矿开采基础知识概述中，我们将进行一个概述，涵盖煤矿开采的基本理论和实践，包括煤矿探索与评估、采矿方法、采煤机械化、环保技术以及煤矿安全的几个核心方面。
首先，煤矿探索与评估是煤矿开发前的关键步骤。
这一阶段，专业地质工程师会对选定区域的地质构造、煤层分布和开采条件进行深入分析，确保煤炭资源的丰富性和开采的可行性。
第1章.煤矿开采的基本概念
阶段划分为采区
A C
3
C1
q q q
1 2 3
C
2
C4
J1
J J
2
3
采区划分为区段
2 6 A
C1 4
3 5 1
C1
Q1 C2 Q2 Q3
C3 J1 J2
D1 D2 D3
J1 J2
J3
采区式划分 分段式划分
J3
3.带区式划分 带区式划分 在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独立 生产系统的带区，带区内又划分成为若干个 生产系统的带区， 倾斜分带，每个分带布置一个采煤工作面。 倾斜分带，每个分带布置一个采煤工作面。 分带内采煤工作面沿煤层倾斜推进。 分带内采煤工作面沿煤层倾斜推进。
煤田划分为井田 二、 煤田划分为井田 （一）井田划分的原则（合理尺寸、合理开发） 井田划分的原则（合理尺寸、 1、要充分利用自然条件； 、要充分利用自然条件； 2、要有合理的走向长度： 、要有合理的走向长度： 井型井田走向长度（ ）： 井型井田走向长度（m）： 小型矿井≥1500m；中型矿井 小型矿井 ；中型矿井≥4000m； ； 大型矿井≥7000m。 大型矿井 。 3、要处理好相邻井田的关系； 、要处理好相邻井田的关系； 4、要为矿井的发展留有余地； 、要为矿井的发展留有余地； 5、要有良好的安全经济效果。 、
F5
J1 J2 J3
F3
F1
F2
F4
带区式划分
(三)近水平煤层的井田划分 三 近水平煤层， 近水平煤层 ， 井田沿倾斜方向高差 很小。 很小 。 通常沿煤层延展方向布置大 巷 ， 在巷两段划分为具有独立生产 系统的块段， 这样的块段称为盘区 系统的块段 ， 这样的块段称为 盘区 带区。 或带区。 盘区内巷道布置及生产系统及采区 基本相同； 基本相同 ； 带区则与阶段内带区布 置基本相同。 置基本相同。
煤矿开采的基本概念
采空区处理
对采空区进行充填、封闭或留 设煤柱等处理，防止地表塌陷 和瓦斯积聚。
提高回采率途径和方法
加强顶板管理
优化巷道布置
减少巷道掘进量，降低煤炭损失 ，提高回采率。
采取有效的支护措施，控制顶板 下沉和冒落，减少煤炭损失。
推广无煤柱开采技术
减少留设煤柱的数量和宽度，提 高资源回收率。
合理选择采煤方法
根据煤层赋存条件和地质构造， 选择适合的采煤方法，提高资源 回收率。
加强技术培训和人员管理
提高工人技能水平和安全意识， 减少人为因素造成的资源浪费和 安全事故。
05
通风与安全防护措施
通风系统组成及作用
通风系统组成
主要包括通风机、通风巷ຫໍສະໝຸດ 、通风构筑物等部分，共同构成 煤矿井下的通风网络。
通风作用
为井下作业地点提供新鲜空气，排除污浊空气和有害气体， 调节井下气候，创造良好的工作环境。
03
巷道布置与支护技术
巷道布置原则与方法
01
02
03
04
安全性原则
巷道布置应确保安全，避免或 减少地质构造、水文地质等不
利因素的影响。
经济性原则
在满足安全要求的前提下，尽 量降低巷道开拓量，提高煤炭
资源回收率。
高效性原则
优化巷道布置，提高运输、通 风等系统效率，降低生产成本
。
适应性原则
巷道布置应适应煤矿地质条件 和开采技术条件的变化，具有
取相应的技术措施。
水文地质条件及涌水量
水文地质条件
水文地质条件简单的煤矿，地下水对开采影响不大；水文地质条件复杂或极复 杂的煤矿，地下水可能成为影响开采的主要因素之一。
涌水量
涌水量的大小直接影响煤矿的排水设备和费用。涌水量较小的煤矿，排水设备 和费用相对较低；涌水量较大的煤矿，需配备大功率排水设备和建立完善的排 水系统。
第一章煤矿开采的基本概念
五、井田内的再划分 1、非近水平煤层的划分： 、
1）、划分为阶段 ）、划分为阶段 ）、 阶段：在井田范围内，按一定标高，沿倾斜方向每隔一定的距离，一般为500m～2000m， 阶段：在井田范围内，按一定标高，沿倾斜方向每隔一定的距离，一般为 ～ ， 将井田划分为沿走向的若干个长条部分称为阶段； 将井田划分为沿走向的若干个长条部分称为阶段；图1-4 2）、阶段内的划分： ）、阶段内的划分 ）、阶段内的划分： （1）划分为采区 ） 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1000m～4000m， 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 ～ ， 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；（ ；（书上 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；（书上 ）（采区走向长度为 动画演示） 图1-5）（采区走向长度为 ）（采区走向长度为1000m～4000m ，动画演示） ～ （2）划分为条带：当煤层倾角比较小时，即小于 ）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。 时 可以考虑采用倾斜长壁开采。 （图1-6） ） 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100m～350m，划 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 ～ ， 分成可以进行开采的单元，每一个单元称为条带； 分成可以进行开采的单元，每一个单元称为条带；图1-6 分 带 式 布 置 当井田的走向长度比较长时， 个条带划分为一个区域， 当井田的走向长度比较长时，每5～12个条带划分为一个区域，使其具有相对独立的生产 ～ 个条带划分为一个区域 系统，此区域也可以称为带区； 系统，此区域也可以称为带区；图1-7。 。 （3）划分为分段 ） 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 以下， 分段：当井田的走向长度比较短时，如达到 以下 则沿倾斜方向每隔100m～350m，划分成可以进行开采的单元，每一个单元称为一个 层，则沿倾斜方向每隔 ～ ，划分成可以进行开采的单元， 分段； 分段；图1-8
2、第一篇 煤矿开采的基本概念
第一节
Mt/a。
煤田开发概述
矿井生产能力与井型 矿井生产能力：指矿井的设计年生产能力，万t/a、 核定生产能力：许多矿井经过了多次环节改造，
对矿井各生产系统的能力重新核查、核定后的综采 生产能力。 矿井实际生产能力：即矿井年产量，年实际产煤 数量。 井型：根据矿井能力不同，我国把矿井划分为大、 中、小三种类型 ，称井型。
井田划分为分区域
特大型矿井井田范围广阔，井下运输距离、通风线 路、管线敷设过长，给生产和管理带来困难，采用 了多井筒分区域开拓。
阶段内再划分
1．采区式 2．分段式 3．带区式
阶段内分区布置 H—阶段垂高；h—阶段斜长
C1
C2
Q1 Q2 Q3
C3 J2
J1
D1 D2 D3
J1 J2
J3
采区式划分 分段式划分
阶段的走向长度等于井田的走向长度 阶段下部布置阶段运输大巷 阶段上部布置阶段回风大巷
第二节 矿山井巷名称 及井田内划分
1 -150 二水平
-300 三水平
+ 150 2 _ + 0 一水平
井田划分为阶段
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。
二、矿井开拓、采区准备和工 作面准备
按照作用和服务范围的不同，可将矿山井巷分 为开拓巷道、准备巷道、回采巷道三种类型。 开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷 道，服务年限一般在10——30a。 准备巷道：为一个采区或数个回采工作面服务 的巷道，服务年限一般在3——5a。 回采巷道：为采煤工作面服务的巷道，服务年 限一般在0.5——1a。
《煤矿开采学》
《煤矿开采学》目录第一章煤矿开采的基本概念第一节煤田开发的概念第二节矿山井巷名称及井田内划分第三节矿井生产基本概念第一篇采煤方法第二章采煤方法概念及分类第一节采煤方法的概念第二节采煤方法的分类及应用情况第三章单一走向长壁采煤法回采工艺第一节爆破采煤回采工艺第二节普通机械化回采工艺（略）第三节综合机械化回采工艺（略）第四节其他条件下的机采工艺特点第五节回采工艺的选择第六节回采工艺的特殊措施第七节回采工作面设计第四章单一走向长壁采煤法采煤系统第一节示例第二节采煤系统分析第三节单一走向长壁采煤法的应用第五章倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法第一节示例第二节采煤系统分析第三节回采工艺特点第四节恒底分层垮落法采煤第六章倾斜长壁采煤法第一节示例第二节采煤系统分析第三节回采工艺特点第四节适用条件及评价第七章放顶煤采煤法第一节基本特点及类型第二节放顶煤工艺特点第三节采煤系统分析第四节适用条件及评价第八章急倾斜煤层采煤方法第一节急倾斜煤层走向长壁采煤法第二节伪倾斜柔性掩护支架采煤法第三节水平分层及斜切分层采煤法（略）第四节水平分段放顶煤采煤法第五节仓储采煤法第九章柱式体系采煤法第一节柱式体系采煤法采煤工艺第二节采煤方法特点第三节适用条件及评价第十章采煤方法的选择及发展第一节选择采煤方法的原则及影响因素分析第二节采煤方法的发展方向第三节无人工作面采煤方法第二篇准备方式及采区设计第十一章准备方式的类型及其选择第一节准备方式的概念及分类第二节采区式准备第三节盘区式准备第四节条带式准备第十二章煤层群开采顺序第一节缓倾斜及倾斜煤层群的开采顺序第二节急倾斜煤层群开采顺序（略）第十三章采（盘）区准备巷道布置及参数分析第一节煤层群区段集中平巷的布置及层间联系方式第二节采（盘）区上下山布置第三节采区参数第十四章采区车场第一节轨道线路布置的基本概念第二节采区上部车场选择及线路布置第三节采区中部车场形式选择及线路布置第四节采区下部车场形式选择及其线路布置第五节采区硐室第六节新型辅助运输方式的车场及轨道线路联接特点第十五章采区设计第一节编制采区设计的依据、程序和步骤第二节采区设计的内容第三篇开拓方式及矿井开采设计第十六章井田开拓的基本概念第一节煤田划分为井田第二节矿井储量、生产能力和服务年限第三节开拓方式的概念及分类第十七章井田开拓方式第一节立井开拓第二节斜井开拓第三节平硐开拓第四节井筒（硐）形式分析及选择第五节综合开拓第六节多井筒分区式开拓第十八章井田开拓巷道布置第一节开采水平的划分及上下山开采第二节开采水平大巷的布置第三节井筒的位置第十九章井底车场第一节井底车场调车方式及线路布置示例第二节井底车场形式及其选择第三节井底车场硐室第二十章矿井开拓延深与技术改造第一节矿井的采掘关系第二节矿井开拓延深第三节矿井技术改造第二十一章矿井开采设计第一节矿井开采设计的程序与内容第二节矿井开采设计方法及评价准则第三节矿井开拓设计比较示例第四篇矿井其它开采方法第二十二章水力充填法采煤第一节概述第二节充填材料的选择第三节水力充填法系统及设施第四节水力充填采煤法（略）第二十三章“三上一下”采煤第一节岩层与地表移动特征第二十四章水力采煤第二十五章煤炭地下气化第一章煤矿开采的基本概念第一节煤田开发的概念一、煤田和矿区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，称煤田。
《煤矿开采学》大纲、试卷、答案
目录一、煤矿开采学------------------------------------------------------1—77二、矿山压力与控制------------------------------------------------《煤矿开采学》课程教学大纲第一部分：大纲说明一、先修课程工程制图材料力学煤矿地质矿山测量岩体力学井巷工程采掘机械二、适用范围及属性适用范围：采矿工程安全工程课程性质：主干课程三、课程的目的与任务本课程是研究煤矿开采技术的综合性工程技术科学，是采矿、安全工程专业必修的专业课之一，目的是培养学生对煤矿巷道布置、生产系统、生产工艺有全面了解。
四、课程的重点和基本要求(一)本课程的重点重点要掌握缓倾煤层的长壁采煤方法、准备方式和井田开拓三部分，训练学生进行方案设计的基本技能。
(二)基本要求要求学生熟悉基本概念，掌握煤矿开采的基本原理，掌握采煤方法、准备方式、和井田开拓三部分内容。
并通过各种教学环节，使学生对矿井开采技术、机械化采煤等有较全面的认识和理解。
并能运用所学理论知识解决生产中的问题五、本课程与其它相关课程的衔接和分工煤矿地质、矿山测量是讲述矿图和煤柱留设方法，在本课程之前进行；井巷工程是讲述井巷断面和交岔点设计，在课程之前进行。
矿井通风与安全、矿山压力与控制、矿井设计、特殊开采应在本课程之后进行。
六、执行大纲的几点说明1、除课堂使用多媒体讲授外，努力运用模型教学、电视录像等教学手段。
2、未列入课程复习内容的不属于考试范围第二部分：课程内容大纲第一篇采煤方法第一章：煤矿开采的基本概念第一节煤田开发的概念介绍矿区、煤田、井田、矿井生产能力和井型、露天开采与地下开采的概念第二节矿井井巷名称及井田内划分l、介绍矿井井巷名称；2、井田内划分(分采区、分段、条带、盘区)。
第三节矿井生产的基本概念l、矿井生产系统概念2、矿井开拓、准备、回采的概念第二章：采煤方法概念及分类第一节采煤方法的概念介绍采场、采煤方法、回采工作面、采煤系统、回采工艺的概念。
煤矿开采学一至四章总结
阶段内采区式划分示意图
2 、绘图说明斜井、立井单水平采区式开拓方式的巷道布置示意图，标
明主要巷道与硐室名称，用文字或符号说明它们的煤炭与材料运输 系统，回采与掘进通风系统。
斜 井 开 拓 示 意 图
斜井单水平开拓示意图
立井单水平开拓系统示意图
1-主井，2-副井，3-井底车场，4-主石门，5-水平运输大巷，6-采区运输上山，7-采区中 部车场，8-采区上部车场，9-阶段回风大巷，10-采区轨道上山，11-采区下部车场，12采区绞车房，13-区段回风平巷，14-区段运输平巷，15-采煤工作面，16-采区煤仓，17风井，18-配风巷，19-采区轨道下山，20-采区运输下山。
作业：绘图说明斜井、立井单水平采区式开拓方式的巷道布 置示意图，标明主要巷道与硐室名称，用文字或符号说明它
们的煤炭与材料运输系统，回采与掘进通风系统。
第三章小结：
一、基本概念：井底车场，主井空重车线，副井空重 车线，材料车线； 二、调车方法与其程序（绘图说明调车方法和程序—停—摘—错—顶；
三角入场法：拉—停—摘—顶。 三、立井环形式三种车场的线路组成形式、调车方法： 立式、斜式、卧式； 四、主、副井车场线路组成； 五、其主要的硐室类型与分布。
六、注意事项：水仓入口位置、一些硐室的特殊要求、 设备的进出，岩石层位的选择等。
第四章小结：
一基本概念：上下山开采、阶段与采区，辅助水平，轨距，轨道中心距， 开采顺序，配采，跳采，下行式开采，上行式开采，采区前进式与后 退式，采煤工作面推进的前进式与后退式，采掘关系，采掘平衡，采 煤工作面接替计划，巷道掘进计划，三量。 二、简答： 1、辅助水平设置方法？ 2、水平大巷布置方法？ 3、水平大巷位置设置方法？ 4、水平接替过渡期如何解决煤炭运输问题？ 5、水平接替过渡期如何解决通风问题？ 6、如何编制采煤工作面接替计划和巷道掘进工程计划？ 三、论述题： 1、上下山开采的比较与应用？ 2、如何实现采掘接替平衡？ 3、现代矿井技术改造的意义与运用？ 四、作业： 何谓“采掘平衡” ？它在煤矿生产中具有什么意义？生产矿井如何协调 采掘关系？
02-煤矿开采的基本概念
P2
P4
panel
注意几个重要概念
阶段：按照某一标高划分的长条形区域。阶段走向长和斜长 采区：阶段内划分的具有独立生产系统的更小单元，适合走向长壁开采。 区段：采区用于布置工作面的更小单元。 分带：阶段内布置倾斜长壁工作面的单元。 带区：共用一个煤仓的几个分带组成的单元。 开采水平：井筒落底标高，布置井底车场和大巷，担负阶段运输任务。 水平（ level
运输上下山
运料上下山 分带斜巷： 运输斜巷 运料斜巷
用于运煤
用于运料
按井巷作用和服务范围分：
1）开拓巷道（development roadway）：为全矿、一个水 平或若干采区服务的井巷。服务时间长。1030a或以上。 2）准备巷道（preparation roadway）：为一个采区服务的 巷道。在采区范围内，从掘好的开拓巷道至区段的通路。 T>35a。 3)回采巷道（gateway, entry）：为回采工作面生产直接服务 的巷道。T = 0.5-1.0a
采煤方法分类
按厚度分： 根据开采技术条件煤层按厚度分类： 地下开采 (m) 薄煤层 M<1.3 中厚煤层 1.3 ~ 3.5 厚煤层 M >3.5 薄及中厚煤层采煤法 厚煤层采煤法 分层开采 整层开采
露天开采(m) M< 3.5 3.5 ~ 10 M > 10
采煤方法分类
按采煤工艺分 ： 爆破采煤法 普通机械化采煤法 综合机械化采煤法
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 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。 矿井实际生产能力(practical capacity) 井型 — 根据矿井设计生产能力不同，分为大、中、小三类。 生产能力（万t / a）
煤矿开采的基本概念
第一章煤矿开采的基本概念1. 煤田、井田、井型的基本概念。
2. 井田内的划分方式？阶段与水平的基本概念？采区、盘区、带区的基本概念？3. 矿井开拓、准备及回采的含义及作用是什么？4. 绘图表示说明下列井巷名称：(1) 立井，暗立井；(2) 科井、暗斜井；(3)平硐、岩石平巷、石门；( 4)米区上山、下山。
5. 阶段内再划分有哪几种方式，各适用于何种条件？6. 绘图说明矿井的主要生产系统。
第二章米煤方法的概念和分类1. 简述壁式体系和柱式体系米煤法基本特征和适用性。
2. 米煤方法的含义是什么？米煤方法分类的依据是什么？3. 我国较广泛米用的米煤方法有哪几种？应用及发展概况如何？第三章单一走向长壁米煤法米煤工艺1. 长壁米煤法有那几种主要米煤工艺？说明主要特点及相互关系。
2. 什么是普米工艺系统？普米工艺的基本要点是什么？3. 什么是综米工艺系统？综米工作面的主要设备有哪些？4. 说明综米双滚筒米煤机割煤、进刀方式有哪几种？有何优缺点？及其实用条件？5. 综米面有哪几种移架方式？及时支护与滞后支护的工艺流程是什么？6. 简述综米工作面设备的几何尺寸配套及生产能力配套的基本原则？7. 试分析影响综米面生产能力的各种因素及其相互关系。
8. 简述大米高、大倾角综米的工艺特点及煤壁防片帮、设备防止下滑的措施。
9. 简述米煤工作面过断层的技术措施。
10. 简述机米工作面开机率的概念和计算方法。
11. 试分析工作面的合理长度及影响合理长度的技术因素。
12. 熟悉并掌握工作面作业规程的内容和编制方法。
13. 绘图说明炮采面单体支架布置形式，并解释以下各词：正悬臂支架，排距，柱距，最大最小控顶距，放顶步距，全部落垮法，采空区处理。
14. 简述炮采，机采，综采选择依据。
第四章单一走向长壁采煤法1. 绘图说明单一走向长壁采煤法的采区巷道布置、掘进顺序和生产系统。
2. 不同采煤工艺对区段平巷的坡度和方向各有什么要求？3. 说明区段平巷单巷布置和双巷布置的特点及应用。
《煤矿开采学》教案
《煤矿开采学》教案绪论学习目的与要求：本章主要介绍我国煤炭工业分布情况、发展历史、发展现状、发展趋势及存在问题以及煤矿开采的基本概念、研究学习方法。
要求学生了解我国煤炭工业的发展在国民经济中的位置及煤矿开采学的基本内容。
本章重点与难点：了解煤炭发展历程、现状、趋势以及煤矿开采学基本内容课时安排：1课时授课内容：一、我国煤炭工业分布情况煤炭工业的粮食各行各业煤炭占我国的一次能源的70%左右,水、核、石油占20％左右。
储量一万亿吨以上，如果没有新的替代能源产生的话，可采150以上。
神府14亿，准格尔更大，是世界上煤炭资源丰富的国家之一，发展煤炭工业具备资源条件。
由于地广、煤多，分布不均衡（东南缺、西北丰、西南求略大于供、东北适度）,决定了采煤方法五花八门,种类繁多。
美国是柱式体系,利用煤炭的历史七千多年，解放初到80年代，是发展最迅速的时期期，增长33倍,30年的时间，年递增12％.二、我国煤炭工业的发展现状目前年产量已达19个亿，居世界首位。
综采面：平均年产约100万吨，最高1000万吨,多集中在山西和陕蒙交界的神府。
普采面：平均年产约40万吨，最高90万吨.炮采面：平均年产约15万吨，最高50万吨出现了5。
5m厚煤层一次采全高采煤法 6m以上厚煤层综采放顶煤采煤法。
三、我国煤炭工业的发展存在问题及发展趋势存在问题：资源、环境、就业、发展均衡、安全等；发展趋势:安全高产高效、自动化、集约化、信息化、技术和管理科学化地位:石油逐渐短缺。
煤炭是长久能源。
正在发展煤的气化和液化。
近几年煤炭行业发展速度加快，产量继续增加，前途光明。
四、煤矿开采学的概念、内容煤炭开采学――是研究煤矿开采技术的综合性技术科学。
研究：采、掘、机、运、通、排。
战胜井上下的各种不利条件：暗、脏、湿、累、险。
煤矿开采学的基本内容：理论结合实际地阐述适应不同煤层赋存条件的各种采煤方法、准备方式、井田的开拓方式及设计等有关问题.阐述回采工作面—-采面布置及系统-—井田开拓之间的关系。
第01章煤矿开采的基本概念
第01章煤矿开采的基本概念第⼀章煤矿开采的基本概念⼀、学习⽬的与要求本章介绍煤矿开采的基本知识，要求学⽣了解煤⽥开发、井⽥内划分、矿⼭井巷、矿井⽣产的基本概念。
⼆、教学主要内容(1)煤⽥开发的概念(2)矿⼭井巷名称。
(3)井⽥内划分。
(4)矿井⽣产运煤、运料、通风等系统。
(5)矿井开拓、采区准备和⼯作⾯准备。
三、教学重点、难点（⼀）重点(1)煤⽥、矿区、井⽥的基本概念及相互关系。
(2)露天开采与井⼯开采的概念及区别。
(3)矿井⽣产系统。
（⼆）难点(1)矿井⽣产能⼒、核定⽣产能⼒、矿井年产量的联系与去辨别。
(2)通过图形识别出各个矿⼭井巷的名称。
(3)井⽥内划分。
四、教学⽅法1.教学⽅法：板书有效与多媒体教学相结合。
2.实验室参观矿井模型。
3.课堂答疑。
五、课程详细内容与知识点第⼀节煤⽥开发的概念1．煤⽥和矿⽥煤⽥――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。
矿⽥――开发煤⽥形成的社会组合称矿⽥。
有时⼏个矿⽥开发⼀个煤⽥，有时⼀个矿区开发⼏个煤⽥。
矿区由多个矿井（或露天矿）组成。
2．井⽥井⽥――划分给⼀个矿井或露天矿开采的那⼀部分煤⽥叫做井⽥。
井⽥范围――井⽥的长与宽。
井⽥合理⾛向长度：⼤型>7000km中型>4000km⼩型>1500km3．矿井⽣产能⼒⼩型——0.09、0.15、0.21、0.3兆吨井型中型——0.45、0.6、0.9兆吨⼤型——1.2、1.5、1.8、2.4、3.0兆吨及以上；其中3.0兆吨及以上的矿井也叫特⼤型矿井，以1兆吨为递升单位。
注意:设计时，不能出现规定值以外数值。
矿井实际年产量与⽣产能⼒概念不同。
4．露天开采与地下开采的概念露天开采—从敞露的地表直接采出有⽤的矿物的⽅法。
地下开采—从地下矿床的矿块⾥采出矿⽯的过程。
剥采⽐—即每采⼀吨煤需要剥离多少⽴⽅⽶的岩⽯量。
图1-2露天开采与井⼯开采⽰意图第⼆节矿⼭井巷名称及井⽥内划分1．矿⼭井巷名称矿⼭井巷—为进⾏采矿，在地下开掘的井筒、巷道和硐室的总称。
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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一、煤层的赋存特征及影响开采的地质因素 1、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。 1）面积：由几十到数千平方公里。 2）储量：数亿吨到数百上千亿吨 3）层数：数层到数十层 根据国家经济的需要、行政管理和地质构构造，需把煤田 进一步划分。
第1章煤矿开采基本基础概念
3、矿区规模：矿区均衡生产时期的生产能力。
按矿区设计生产能力（万t/a）划分为： 特大型矿区：10003000万t/a，重点煤矿15处，
占14.4% 大型矿区：5001000万t/a，重点煤矿18处,占
17.3% 中型矿区：300500万t/a ，重点煤矿19处,占
18.3 % 小型矿区：300万t/a，重点煤矿52处，占50%
根据储量、赋存条件、煤炭市场需求量和投 资环境等情况，确定矿区规模、划分井田，规划 井田开采方式，规划矿井或露天矿建顺序，确定 矿区附属企业的类别、数目和生产规模，建设过 程等，总称为矿区开发。
第1章煤矿开采基本基础概念
2、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。徐州局：2064km2，开采 史116年。 2）两个煤田矿区，例：北票等矿区。 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。
缓倾斜煤层 8° ~ 25°
倾斜煤层
25° ~ 45°
急倾斜煤层 α > 45°
第1章煤矿开采基本基础概念
4、按厚度分类：
煤层的厚度：指煤层顶底板之间的法线
距离。
根据开采技术条件煤层按厚度分类：
薄煤层
M<1.3
中厚煤层
1.3 ~ 3.5
厚煤层
M >3.5
第1章煤矿开采基本基础概念
二、矿区开发
大煤田 —— 矿区 ——井田 小煤田 —— 井田 （注：大矿区也可开发几个小煤田） 矿区：统一规划和开发的煤田或其一部分。 1、矿区开发
第1章煤矿开采基本基础概念
第二节井田内的划分及开采顺序 一、井田尺寸 要保证井田要有理的走向长度
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 > 8 km 特大型矿井井田走向 > 10 15 km 井田的倾斜宽度是井田沿煤层倾斜方向的水平投 影宽度。一般为数公里，最大可达10公里或更大。
hlcos
第1章煤矿开采基本基础概念
2、阶段的特征：
阶段下部布置运输大巷,阶段上部布置回风大 巷，形成独立的运输和通风系统。
第1章煤矿开采基本基础概念
（二）水平
1、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。
第1章煤矿开采基本基础概念
三、井田
矿井：形成地下煤矿生产系统的井巷、硐室、 装备、地面建筑物和构筑物的总称。
井田：划规一个矿井开采的部分煤田。 煤田划分为井田。
第1章煤矿开采基本基础概念
四、矿井设计生产能力与井型
1、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；
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。
第1章煤矿开采基本基础概念
五、地下开采与露天开采
1、地下开采：通过由地下开掘井巷采出煤 炭的方法称为地下开采。 2、露天开采：直接从地表揭露并采出煤炭 的方法称露天开采。 重点煤矿104处，地下开发91处，占87.5% ， 露天矿：平朔、准格尔、霍林河、新疆南 部等14处，设计能力4300万t/a，占总设计 能力的8.5%。
A
q1
C3
C1 q 2 C2
q3
C4 J1
J2
J3
（一）采区式
2
6
为区阶
A
区，段
段采划
C14 3 5 1
区分 划为 分采
1、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。
第1章煤矿开采基本基础概念
采区斜长=阶段斜长（可达1000m）
采区走向=400m~2000（5000）m
第1章煤矿开采基本基础概念
2、开采水平（简称水平）：布置有井底车场、
主要阶段运输大巷，并担负全阶段运输任务
的水平。
3、阶段与水平区别
阶段是井田一部分范围，水平假想的水平面。
广义的水平 ：不仅表示某一标高的水平面，
又包括所服务的阶段。上 下
回风水平 运输水平
第1章煤矿开采基本基础概念
二、阶段内的再划分
3、矿井年产量：是矿井每年实际产出的煤 炭数量。以Mt/a表示；
第1章煤矿开采基本基础概念
4、矿井井型：根据矿井设计生产能力不同 而划分的矿井类型。
我国将矿井分为大、中、小三种类型，一 般分为：
特大型矿井：300、400、500、600万t/a及 以上；
大型矿井：120、150、180、240万t/a； 中型矿井：45、60、90万t/a； 小型矿井：30万t/a以下。
阶段的走向长：等于井田的走向长 阶段垂高：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，也有逐步扩大的趋势。 阶段斜长：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，阶段斜长增长量很大．
第1章煤矿开采基本基础概念
一、井田划分为阶段和水平
（一）阶段：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 向的长条形，每一个长条形叫一个阶段。
2 + 150 1 _+ 0 一水平 -150 二水平 -300 三水平
阶段的开采顺序：下行式
第1章煤矿开采基本基础概念
1、范围：
第1章煤矿开采基本基础概念
2、煤层的结构 根据煤层中有无稳定的夹矸层，将煤层分
为两类： （1）简单结构煤层：不含夹矸层，但可能
有较小的矿物质透镜体和结核。 （2）复杂结构煤层：含有较稳定的夹矸层，
少则1~2层，多则数层。
第1章煤矿开采基本基础概念
3、按倾角分类
根据开采技术条件煤层按倾角分类：
近水平煤层 α<8°