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
1.5t固定车厢式矿车
1.5t固定车厢式矿车 1.5t或1t固定车厢式矿车 1.5t固定车厢式矿车 1t固定车厢式矿车
顶板穿层斜井 从顶板穿入煤层的斜井称为顶板穿岩斜井。 适用于倾角小的煤层
1 4
2 5 3
底板穿层斜井 从煤层底板穿入煤层的斜井称为底板穿岩斜井 适用：较大煤层倾角
+ 35.5 - 112 1 3
2
- 312
4
表2-1 各种斜井提升方式的适应条件
斜井倾角 <17° <25° 25°～35° <15°
3．按一定比例画出井筒、巷道断面设备布置图。
准备两个提升井，一个为主井，担负提
1、双提升井筒
煤；一个为副井，担负人员、设备、材 料、矸石等的辅助提升。
2、多提升井筒开拓
在一个井田中，装备两个以上的提升
井筒开拓整个井田。
3、单提升井筒开拓
装备一个井筒提升，另设一个通达地
面的安全出口。
1.井筒沿井田走向的位置
适用条件
地形条件合适 、煤层 赋存位置较高的山岭、 丘陵、沟谷。
优点 不受其他地质条件影响，适应能力强，提升速度快，能力
大，可扩大断面，装备两套提升设备。
缺点 施工难度大，设备投资大、要求高。 适用条件
煤层埋藏较深，表土层厚，瓦斯、水文情况复杂等条件。
综合开拓 采用立井、斜井、平硐等任何两种以上井硐形式开拓的 方式
900
600 600 900 600
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
分 层 运 输 大 巷 布 置
1
m2
2
6 3
4 7
8 5
m1
在井田内为所有煤层服务的运输大巷。
2 3 1 4 5 7
I
8
I
2
1 4
5
6
井田内煤层分为若干煤组
矿井年产量 /万ta-1 >60 15～60 15～90 <60
提升方式 带式输送机 串车 箕斗 无极绳
I 9
立 井 单 水 平 带 区 式 开 拓
6 6 5
1 2
3 4 7 I 8
1
2
4
3
矿井生产 主井井筒装备 能力/万ta-1 30 60 90 120 一对双层单车 （1t）罐笼 一对6t箕斗 一对9t箕斗 一对12t箕斗
2
1
1
2
1
2
2
1
a
采区开采顺序示意图
b
4
4
6
5 3 1 2
6
5 3 2 1
a－后退式
走向平硐示意图
5 4 3 3
1
2
2
1
(a)
(b)
1－主平硐；2－运输大巷；3－回风石门；4－回风平硐；5－回风井
垂直走向平硐开拓示意图
+ 690 + 550 + 400 m1 m 2 m 3
阶梯平硐示意图
优点
1.开拓形式最简单、最有利； 2. 出煤不需提升转载，环节少， 系统简单，设备少，地面设施 简单（无井架、绞车房）； 3. 不需较大的井底车场及其硐 室； 4.施工速度快，建井快； 5. 无需排水设备，利于预防水 灾。
开采缓斜煤层
的矿井/m 100～250 60～100
开采倾斜煤层的
矿井/m 100～200 80～120
开采急缓斜煤层
的矿井/m 100～150 80～120
1、上、下山开采的比较
开采方式
开拓工程量 基建投资
上山开采
（井筒、井底车场、石 门等）大 大
上下山开采中的下山开采
（井筒、井底车场、石门 等）小 小
（一） 斜井—立井综合开拓 副斜井（强力带式输送机）主立井的开拓方式适合于大型矿井。 （二） 平硐—立井综合开拓 主要是利用立井的优点，解决通风困难和井田深部辅助提升问题 112
2 F 12 5 A1 A3 5
3
4 B11 B9
5
1
B10
在井田中央；当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的中央。 避免井筒偏于一侧，造成单翼开采不利局面。
2.井筒沿煤层倾向的位置
（1）斜井开拓时，斜井井筒沿煤层倾向的有利位置主要是选择 合适的层位和倾角。
（2）立井开拓时，井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案见下图
φ C γ
4φ
β
B 4 1 2 2 2
A 4 1 3
一个或几个下
山采区
升能力降
低的
1－第一水平；2－第二水平
按煤组划分水平示意图
阶 段 斜 长 较 长
近 水 平 煤 层 分 组 开 采
H
1.
1
轨距一般有600mm、900mm两种
轨 道 运 输 大 巷
2
电机车类型、矿车型号分类见下表
矿井电机车、矿车类型 井 型 小型矿井 ≤60万t 90～180万t >240万t 高瓦斯矿井 矿车类型 1t（固定式） 1t（固定式） 3t（固定式、底卸式） 3t（固定式、底卸式） 5t（底卸式） 电机车类型 蓄电池电机车 无极绳绞车 架线式电机车 架线式电机车 架线式电机车 8t蓄电池电机车
A、B处
（3）单水平开采缓倾斜煤层的井田，井筒应坐落在井 田中部；或者使上山部分斜长略大于下山部分； （4）对水平开采缓倾斜或倾斜煤层群的矿井，考虑井 筒设在沿倾斜中部靠上方的适当位置，并应使保护井筒 煤柱不占初期投产采区； （5）急倾斜矿井，井筒宜靠近煤层浅部，甚至布置在 煤系底板，如下图 （6）开采近水平煤层的矿井，尽可能使井筒靠近储量 中央； （7）煤系基底有丰富含水层的矿井，既要考虑井筒到 最终深度仍不穿过丰富含水层，又要考虑初期工程量 和基建投资，还应考虑煤柱损失。
4.急斜煤层 大巷位置
底板滑动线之外10 20m。
b
5.大巷的保 护
掘前预采 跨大巷回采
β
λ
一.主要运输大巷及回风大巷的布置方式和位置选择 水平主要运输大巷及回风大巷的布置方式，需结合矿井开采条 件，经过综合分析，选择确定布置的形式和位置。在矿井开拓 平面图中，正确绘制出水平大巷及回风大巷的位置。根据运输 能力和通风要求确定水平大巷的运输方式，轨道布置形式以及 巷道断面的形状与大小。 二.大巷运输方式选择 大巷煤炭运输方式主要有矿车运输和胶带输送机运输两个方案， 需进行技术分析和经济比较，确定大巷运输方式。设计和推荐 采用胶带输送机的运输方式。
平硐沿煤层走向开掘，把煤层分为上、下山两 个阶段，具有单翼井田开采的特点。 根据地形条件，平硐可由煤层顶板进入或由煤 层底板进入煤层。平硐将井田沿走向分成两部 分，具有双翼井田开拓特点。 当地形高差较大，主平硐水平以上煤层垂高过 大时，可将主平硐水平以上煤层划分为数个阶 段，每个阶段各自布置平硐的开拓方式。
5
平硐-立井综合开拓
4
2 1
3
平硐 — 斜井综合开拓
对于地面形式和煤层赋存条件复杂的井 田，如果主、副井筒均为一种形式，可
能会给井田开拓造成生产技术上的困难，
或者是经济上不合理。在这种情况下可 采用综合开拓的方式。
任务实施 1．根据设计井田开采条件，分析不同开拓方式进行 井田开拓的可行性，确定井田开拓采用的开拓方式。 2．选择和开拓方式相适应的运输提升方式。确定井 筒、巷道断面的基本尺寸，进行主要运输设备选型。
1－井筒位于煤层底板；2－井筒位于煤层顶板； 3－阶段石门；4－工业场地煤柱边界线
急倾斜煤层开拓的井筒位置
1 井筒位置必须为 合理布置地面工 业场地创造有利 条件。
2 井筒位置应使井 底车场有较好的 围岩条件，便于 大容积硐室的掘 进与维护。
1
井筒应尽可 能不通过或 少通过流砂 层、较厚的 冲积层及较 大 的 含 水 层。
通风
排水
水自流入仓，系统 简单，费用低
技术上 优 基建投资 高 生产经营费 低
3
1－主井；2－副井；3
－回风井；4－运输大 巷；5－总回风巷；6－ 采区上山；7－下山采 区中部车场；8－下山 采区上部车场；9－采 区下山；10－大巷配风 巷（作为下山采区总回 风巷）；11－下山采区 水仓
(C ) 2 12 7 6 (A )
5
5 C 13 F 12 -- 1`
B5b B4 B5a 6
B6
第三水平 - 262
6 6 F12 -- 4 7
F11 -- 48 C13
第四水平 - 412
1-主斜井，2-副斜井，3-斜风井，4-新立井，5，6，7-运输大巷
主斜井、副立井开拓
+ 512 2 1 1750
4 + 415 + 330 + 230 3 + 110
符合下列条件： （1）要有足够的便于布置矿井地面生产系统 及其工业建筑物和构筑物的场地； （2）有较好的工程地质条件； （3）便于矿井供电、给水和运输，并使附近 有便于建设居住区、排矸设施的地点； （4）井筒位置应高于当地最高洪水位； （5）充分利用地形，使地面生产系统、工业 场地总平面布置及地面运输合理，并尽可能 使平整场地的工程量较少。
水平垂高
水平服务年限 及接替 运输
Ha＝1/2Hb
Hb
T短，井筒延深多次； T长；井筒延深次数少；利 接替紧张 于接替
煤（矸）下运，能力大， 煤（矸）上运，能力低， 费用低；全矿有折返运 费用低；全矿无折返运输 输
1、上、下山开采的比较
掘进 工序简单，方便， 成本低 新风、泛风均向上， 线路短；漏风少； 通风设施少；管理 方便，费用低。 工序复杂，装运困难，速度慢，成本高； 水大时困难 ①两下山相距近，负压大，漏风大;② 通风线路长，最困难时期比上山采区 长一倍; ③通风交叉点和设施多， ④管理复杂,CH4大时，费用高。 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 可行 低 高
井田的开采顺序包括： 沿煤层走向与倾斜的开采顺序；煤层群划分为煤层 组时，煤组间及煤层间的开采顺序等。
1、采区前进式开采顺序
先靠近井筒的采区，自井筒向井田边界方向逐次开采其余各采 区，如下图a。
2、采区后退式开采顺序 自井田边界向井筒方向逐次开采各采区，如下图b。 3、采区内采煤工作面推进方向 （1）前进式——工作面自采区上山向采区边界推进。 （2）后退式——工作面自采区边界向采区上山方向推进。
1
1－井筒；2－石门；3－富含水岩层；4－需保护的场地范围
立井井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案
井筒位置比较
井筒位置 B处 A处 C处 优缺点 石门总长度较短，沿石门的运输工作量较少 石门工程量稍大，但初期工程量及投资较少、建井期较短 初期工程量最大，石门总长度和沿石门的运输工程量也较大， 但对开采井田深部及向下扩展有利 井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井开采，生产 系统较复杂，环节较多
副井井筒装备 一对单层单车（1t)罐笼 一对双层单车（1t)罐笼 一对双层单车（1.5t)罐笼 一对双层单车（3t)罐笼
150
180 240 300
一对16t箕斗
一对16t箕斗 两对12t箕斗 两对16t箕斗
一对双层单车（3t)罐笼
一对双层单车（3t)罐笼，带重锤 一对双层双车（1.5t)罐笼，一对双层 单车（5t)罐笼带重锤 一对双层双车（1.5t)罐笼，一对双层 单车（5t)或双层双车（1.5t）罐笼带重 锤