煤矿开采学的基本概念

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1、黑龙江科技学院黑龙江科技学院煤矿开采学煤矿开采学资源与环境工程学院资源与环境工程学院采矿工程系采矿工程系 李伟李伟章节及主要内容：章节及主要内容：绪论绪论（一）我国煤炭工业自然概况（一）我国煤炭工业自然概况（二）我国煤炭工业的发展现状（二）我国煤炭工业的发展现状（三）煤炭工业的未来（三）煤炭工业的未来绪绪论论煤炭是工业的粮食，各行各业，煤炭占我国的一次能源煤炭是工业的粮食，各行各业，煤炭占我国的一次能源的的70%左右，水、核、石油占左右，水、核、石油占20%左右。左右。储量一万亿吨以上，如果没有新的替代能源产生的话，储量一万亿吨以上，如果没有新的替代能源产生的话，可采可采150年以上。神府年以

2、上。神府14亿，准格尔更大，是世界上煤炭亿，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。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），决定了采煤方法多样性，种类求略大于供、东北适度），决定了采煤方法多样性，种类繁多。美国是柱式体系，我国是壁式体系，解放初到繁多。美国是柱式体系，我国是壁式体系，解放初到80年年代，是发展最迅速的时期，增长代，是发展最迅速的时期，增长33倍，倍，30年的时间，年递年的时间，年递增增12%。（一）我国煤炭工业自然概况（一）

3、我国煤炭工业自然概况目前年产量已达目前年产量已达19个亿，居世界首位。个亿，居世界首位。综采面：平均年产约综采面：平均年产约100万吨，最高万吨，最高1000万吨，多万吨，多集中在山西和陕蒙交界的神府。集中在山西和陕蒙交界的神府。普采面：平均年产约普采面：平均年产约40万吨，最高万吨，最高90万吨。万吨。炮采面：平均年产约炮采面：平均年产约15万吨，最高万吨，最高50万吨万吨出现了出现了5.5m厚煤层一次采全高采煤法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。以上厚煤层综采放顶煤采煤法。（二）我国煤碳工业的发展现状（二）我国煤碳工业的发展现状（三）煤炭工业的未来（三）煤炭工业的未来石

4、油逐渐短缺。煤炭是重要能源。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。煤炭开采学煤炭开采学是研究煤矿开采技术的综合性技术是研究煤矿开采技术的综合性技术科学。科学。研究采，掘，机，运，通生产工艺。战胜井上下研究采，掘，机，运，通生产工艺。战胜井上下的各种不利条件：暗，脏，湿，累，险。的各种不利条件：暗，脏，湿，累，险。采煤学的基本内容：理论结合实际地阐述适应不采煤学的基本内容：理论结合实际地阐述适应不同赋存条件煤层的采煤方法、准备方式、井田的同赋存条件煤层的采煤方法、准备方式、井田的开拓方式及设计等有关问题。阐述回采工作面开拓方式及设计等有关问题。阐述回采工作面

5、采面布置及系统采面布置及系统井田开拓之间的关系。井田开拓之间的关系。煤矿开采学的概念、内容煤矿开采学的概念、内容教学重点教学重点 井田内划分 矿山井巷名称 矿井主要生产系统教学难点教学难点 井田内划分矿井开采的基本概念矿井开采的基本概念(一一)煤田和矿区煤田和矿区煤煤田田：在在地地质质历历史史发发展展过过程程中中，同同一一地地质质时时期期形形成成，并并大大致致连连续续发发育育的的含含煤煤岩岩系系分分布区称为煤田。布区称为煤田。矿矿区区：统统一一规规划划和和开开发发的的煤煤田田或或其其一一部部分分称为矿区。称为矿区。一一个个煤煤田田可可由由几几个个矿矿区区来来开开发发，一一个个矿区也能开发几个煤

6、田。矿区也能开发几个煤田。一、煤田开发的基本概念一、煤田开发的基本概念（二（二)井田井田井田：井田：划分给一个矿井开采的那一部分煤田划分给一个矿井开采的那一部分煤田叫做井田。叫做井田。井井田田范范围围：指指井井田田沿沿煤煤层层走走向向的的长长度度和和倾倾斜斜方向的水平投影宽度方向的水平投影宽度。煤田划分为井田煤田划分为井田井型井型井田走向长度（井田走向长度（m）小型矿井小型矿井 1500中型矿井中型矿井 4000大型矿井大型矿井 7000（三）矿井生产能力和井型（三）矿井生产能力和井型 矿矿井井生生产产能能力力：矿矿井井设设计计生生产产能能力力，万万t/a。即即设设计计中中规规定定矿矿井井在在

7、单单位位时时间间（年年或或日日）内内采出的煤炭数量。采出的煤炭数量。矿井核定生产能力矿井核定生产能力：矿井经过技术改造，核矿井经过技术改造，核定后的生产能力，定后的生产能力，万万t/a。井型井型：根据矿井设计生产能力不同，我国将：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。矿井分为大、中、小三种类型，称井型。井型划分井型划分井型井型生产能力生产能力（万（万t/a）大型矿井大型矿井：120、150、180、240、300、400、500及及500以上以上其中其中300万万t/a及其以上称特大型矿井及其以上称特大型矿井中型矿井中型矿井：45、60、90。小型小型矿井矿井：9

8、、15、21、30。矿井年产量矿井年产量矿井年产量矿井年产量：矿井实际生产的煤炭数量，万：矿井实际生产的煤炭数量，万t/a。矿井年产量矿井年产量与与生产能力生产能力有时同义，有时不同有时同义，有时不同义。义。矿井可采储量和服务年限矿井可采储量和服务年限矿井可采储量矿井可采储量生产能力生产能力服务年限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愈多，生产能力和服务年限愈大可可采采储储量量一一定定，应应有有合合理理的的生生产产能能力力和和服服务务年限年限国外大型矿井的服务年限国外大型矿井的服务年限4050a国内一般不小于国内一般不小于60a国国内内外外矿矿井井的的生生产产能能力力有有增增大

9、大和和服服务务年年限限有有缩小的趋势缩小的趋势二、井田内划分二、井田内划分(一一)、井田划分为阶段和水平、井田划分为阶段和水平阶段阶段：沿一定标高划分的一部分井田：沿一定标高划分的一部分井田阶阶段段划划分分在在井井田田范范围围内内，沿沿煤煤层层倾倾斜斜方方向向，按按一一定定标标高高将将煤煤层层划划分分为为若若干干平平行行于于走走向向的的并并等等于于井井田田走走向向全全长长的的长长条条形形，每每一一个个长长条条形叫一个阶段。形叫一个阶段。阶段的走向长等于井田的走向长。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。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

10、段井田划分为阶段井田划分为阶段井田划分为阶段阶段的开采顺序：下行式阶段的开采顺序：下行式 水平水平水平水平：常指某一标高的水平面。：常指某一标高的水平面。表示：标高、开采顺序及用途表示：标高、开采顺序及用途（1）0、-200、-500水平等水平等（2）矿矿井井生生产产中中，表表示示开开采采顺顺序序，又又称称第第一一水平、第二水平水平、第二水平（3）矿矿井井生生产产中中，常常把把运运输输大大巷巷所所在在的的水水平平称称运运输输水水平平；回回风风大大巷巷所所在在的的水水平平称称回回风风水水平。平。开采水平开采水平开开采采水水平平（简简称称水水平平）：布布置置有有井井底底车车场场、阶阶段段运运输输大

11、大巷巷，并并担担负负全全阶阶段段运运输输任任务务的的水水平。平。广义的水平广义的水平：布置大巷的某一标高的水平面：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既包括一个水平，又包括所服务的阶段上上回风水平回风水平下下运输水平运输水平（二）阶段内的再划分（二）阶段内的再划分1.阶段划分为采区，采区划分为区段阶段划分为采区，采区划分为区段 阶段阶段 阶段阶段 阶段阶段 阶段阶段 阶段阶段 阶段阶段1区段区段2区段区段3区段区段1区段区段2区段区段3区段区段采区采区：在阶段范围内，：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为沿走向把阶段划分为具有独立生产系统的具有独立生产系统的块，每一块叫一个

12、采块，每一块叫一个采区。区。采区斜长采区斜长=阶段斜阶段斜长（可达长（可达1000m）采区走向采区走向=5002000m采区式划分采区式划分采区与区段采区与区段采区采区：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为具：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。有独立生产系统的块，每一块叫一个采区。采区斜长采区斜长=阶段斜长（可达阶段斜长（可达1000m）采区走向采区走向=5002000m区段区段：在采区内沿倾斜方向划分的开采块段。：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下部有区段运输平巷区段上部有区段回风输平巷区段上部有区段回风输平巷区段平巷与采区的斜巷

13、相连（运输上山和轨道区段平巷与采区的斜巷相连（运输上山和轨道上山）上山）采区式采区式走向长壁工作面：工作面沿倾斜布置，沿走向推进。走向长壁工作面：工作面沿倾斜布置，沿走向推进。2.分段式划分分段式划分在阶段范围内不再划分为采区，而是沿倾向将煤层划分为若干平在阶段范围内不再划分为采区，而是沿倾向将煤层划分为若干平行于走向的长条带，每个长条带称为分段，每个分段斜长布置一行于走向的长条带，每个长条带称为分段，每个分段斜长布置一个采煤工作面。个采煤工作面。适用条件：分段式划分仅适用于地质构造条件简单、走向长度较适用条件：分段式划分仅适用于地质构造条件简单、走向长度较小的井田。小的井田。3.阶段划分为带

14、区，带区划分为分带阶段划分为带区，带区划分为分带在阶段内沿煤层走向划分为若干个独立生产系统的带区，在阶段内沿煤层走向划分为若干个独立生产系统的带区，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。工作面。仰斜开采、府斜开采。仰斜开采、府斜开采。倾斜长壁工作面：工倾斜长壁工作面：工作面沿走向布置，沿作面沿走向布置，沿倾向推进。倾向推进。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，带区划分为分带J1 阶段阶段J2 阶段阶段J3 阶段阶段J 3阶段阶段J2 阶段阶段J1 阶段阶段(三三)井田直接划分为盘区或带区井田直接划分为盘

15、区或带区井田沿倾斜高差较小的条件下井田沿倾斜高差较小的条件下三、矿井生产系统的概念三、矿井生产系统的概念(一一)矿井生产系统矿井生产系统1、矿井巷道的开掘顺序原则：、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。尽量采用平行作业；尽快沟通风路。2、矿井主要生产系统矿井主要生产系统1）运煤系统）运煤系统2）通风系统）通风系统3）运料排矸系统）运料排矸系统4）排水系统）排水系统5）动力供应（电、压风）动力供应（电、压风）6）通讯、监测系统）通讯、监测系统（二）矿井开拓、准备和回采的概念（二）矿井开拓、准备和回采的概念 1、井巷名称、井巷名称矿山井巷矿山井巷：为进行采矿，在地下开掘的：为进

16、行采矿，在地下开掘的井筒、巷道和硐室的总称。井筒、巷道和硐室的总称。2、按倾角分类：、按倾角分类：q垂直井巷垂直井巷q倾斜井巷倾斜井巷q水平井巷水平井巷111114 45 53 36 66 66 6131313131212121212122 29 910101-立井，立井，2-斜井，斜井，3-平硐，平硐，4-暗立井，暗立井，5-溜井，溜井，6-石门，石门，9-上山，上山，10-下山下山11-风井风井 12-岩石平巷，岩石平巷，13-煤层平巷，煤层平巷，矿山井巷矿山井巷垂直井巷垂直井巷立井立井（竖井）：（竖井）：在地层中开凿的在地层中开凿的直通地面的直通地面的垂直巷道垂直巷道主立井主立井（主井）

17、（主井）用于提升煤炭。用于提升煤炭。副立井（副井）用于行人、运料、通风、排副立井（副井）用于行人、运料、通风、排放矸石。放矸石。风井、排水井风井、排水井暗立井暗立井：无直通地面的出口的垂直巷道：无直通地面的出口的垂直巷道主暗立井，主暗立井，副暗立井副暗立井溜井溜井：用于自上而下溜煤的垂直巷道。用于自上而下溜煤的垂直巷道。溜煤眼溜煤眼-长度短，直径小的溜井。长度短，直径小的溜井。水平巷道水平巷道平硐平硐 ：在地层中开凿的在地层中开凿的直通地面的水直通地面的水平巷道平巷道 主平硐，副平硐主平硐，副平硐石门石门：无直接地面出口，垂直或斜交于：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

18、道煤层走向，在岩层中开掘的水平巷道煤门煤门：无直接地面出口，垂直或斜交于：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煤层走向，在煤层中开掘的水平巷道水平巷道水平巷道平巷：平巷：无直接地面出口，沿煤层走向开无直接地面出口，沿煤层走向开掘的水平巷道。掘的水平巷道。煤层平巷煤层平巷：开掘在煤层中的平巷：开掘在煤层中的平巷岩石平巷岩石平巷：开掘在岩石中的平巷：开掘在岩石中的平巷水平巷道水平巷道阶段大巷：阶段大巷：为一个开采水平或阶段服务为一个开采水平或阶段服务的水平巷道的水平巷道阶段大巷：阶段大巷：阶段运输大巷阶段运输大巷 阶段回风大巷。阶段回风大巷。区段平巷：区段平巷：为一区段服务

19、的水平巷道为一区段服务的水平巷道区段平巷区段平巷：区段运输平巷：区段运输平巷区段回风平巷区段回风平巷倾斜巷道倾斜巷道斜井斜井：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：主斜井斜井：主斜井 用于提升煤炭用于提升煤炭 副斜井副斜井 用于行人、提升矸石、通风用于行人、提升矸石、通风上下山采区上下山采区上山采区上山采区：位于开采水平以上的采区：位于开采水平以上的采区下山采区下山采区：位于开采水平以下的采区：位于开采水平以下的采区采区上山采区上山：位于开采水平以上，为该水平或：位于开采水平以上，为该水平或 采区服务的倾斜巷道。采区服务的倾斜巷道。采区下山采区下山：位于开采

20、水平以下，为该水平或：位于开采水平以下，为该水平或 采区服务的倾斜巷道。采区服务的倾斜巷道。倾斜巷道倾斜巷道按层位分：按层位分：岩石上下山岩石上下山：布置在岩层中的上下山：布置在岩层中的上下山煤层上下山煤层上下山：布置在煤层中的上下山：布置在煤层中的上下山按用途分：按用途分：运输上下山运输上下山用于运煤用于运煤轨道上下山轨道上下山用于运料用于运料通风行人上下山通风行人上下山用于通风行人用于通风行人分带斜巷：分带斜巷：运输斜巷运输斜巷运料斜巷运料斜巷回风斜巷回风斜巷3.3.矿井开拓、准备和回采的概念矿井开拓、准备和回采的概念按井巷作用和服务范围分：按井巷作用和服务范围分：1）开拓巷道）开拓巷道：

21、为全矿、一个水平或若干为全矿、一个水平或若干采区服务的巷道。采区服务的巷道。服务时间长。服务时间长。10 30a或以上。或以上。2）准备巷道）准备巷道：为一个采区或数个区段服为一个采区或数个区段服务的巷道。在采区范围内，从掘好的开务的巷道。在采区范围内，从掘好的开拓巷道至区段的通路。拓巷道至区段的通路。T3 5a。矿井开拓、准备和回采的概念矿井开拓、准备和回采的概念3、回采巷道、回采巷道：为回采工作面生产直接服务的为回采工作面生产直接服务的巷道。巷道。T=0.5 1.0a开开切切眼眼回风巷回风巷 运输巷运输巷 思考题思考题名词解释名词解释1.煤田煤田2.矿区矿区3.矿井生产能力矿井生产能力4.开采水平开采水平5.矿山井巷矿山井巷6.开拓巷道开拓巷道7.准备巷道准备巷道8.回采巷道回采巷道9.采区上山采区上山10.采区下山采区下山简答题简答题阶段内的再划分有哪几种方式，各适用于何阶段内的再划分有哪几种方式，各适用于何种条件？种条件？