1、河南理工大學(xué)精品課程第二篇 井田開拓,第三章 井田開拓的基本問(wèn)題,煤炭資源開發(fā)程序,1） 煤炭資源開發(fā)階段,地質(zhì)勘探階段：找礦普查 詳查精查探礦權(quán) 設(shè) 計(jì) 階 段：礦區(qū)規(guī)劃（可研規(guī)劃）礦井設(shè)計(jì)（礦井設(shè)計(jì)可研初步 設(shè)計(jì) 礦井施工設(shè)計(jì)） 安全專篇 資源許可證（省級(jí)地質(zhì)礦產(chǎn)局）可研審批（省煤炭工業(yè)管 理局）設(shè)計(jì)審批安全專篇審批（省煤炭安全生產(chǎn)監(jiān)督管 理局） 建設(shè)許可證 施工階段：礦山建設(shè)井巷工程地面工程安裝工程礦井建設(shè)驗(yàn)收（省煤炭和安監(jiān)部門聯(lián)合驗(yàn)收） ）生產(chǎn)許可證 生產(chǎn)階段：,3 礦井設(shè)計(jì)需要解決的主要問(wèn)題,井田劃分（確定井田邊界）； 礦井儲(chǔ)量計(jì)算； 礦井地質(zhì)條件分析與評(píng)價(jià) 礦井生產(chǎn)能力確定（儲(chǔ)量、

2、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限）； 井田內(nèi)劃分； 礦井開拓（井峒形式、井底車場(chǎng)、階段大巷、相關(guān)主要技術(shù)參數(shù)）； 采煤方法（采區(qū)巷道布置、采煤工藝） 礦井通風(fēng) 礦井提升運(yùn)輸 礦井排水 礦井供電 礦井安全 礦井環(huán)保,4 礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng),井下生產(chǎn)系統(tǒng) 礦井開拓系統(tǒng) 礦井煤炭開采系統(tǒng) 礦井通風(fēng)系統(tǒng) 礦井提升運(yùn)輸系統(tǒng) 礦井（給）排水系統(tǒng) 礦井供電系統(tǒng) 礦井壓氣系統(tǒng) 礦井安全保障系統(tǒng) 礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng) 煤炭地面運(yùn)輸與洗、選運(yùn)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)機(jī) 地面供電系統(tǒng) 地面絞車 地面壓氣 設(shè)備維修（機(jī)修廠） 地面材料供應(yīng)系統(tǒng),礦井開采理論與技術(shù) 研究在特定的地質(zhì)及開采系統(tǒng)、開采技術(shù)條件下的安全高效采煤方法；主要包括采區(qū)巷道布置（

3、優(yōu)化）、設(shè)備選型、采煤工藝、勞動(dòng)組織，安全技術(shù)等。,礦山地質(zhì)保障、先行 礦山測(cè)量眼睛 礦井開拓與開采核心（井巷工程、采礦學(xué)、采煤工藝） 礦井通風(fēng)與安全“天”（礦井通風(fēng)與安全、事故案例分析、應(yīng)急救援） 礦山機(jī)、電、控制裝備與動(dòng)力（礦山機(jī)械、礦山供電等） 礦山壓力及其控制技術(shù)支持（理論力學(xué)、材料力學(xué)、彈塑性力學(xué)、巖體力學(xué)） 礦山環(huán)保礦山環(huán)境（開采損害與保護(hù)）,采礦系統(tǒng)的基本特點(diǎn) 復(fù)雜的巨型動(dòng)態(tài)系統(tǒng)； 類型眾多； 形態(tài)各異； 條件多變且采前未能完全確知的天然資源； 應(yīng)用著多層次、多樣化且正在變動(dòng)著的開采技術(shù)； 開采工作受多種因素影響，存在著對(duì)采礦規(guī)律的不同認(rèn)識(shí)，多種技術(shù)方案和發(fā)展途徑的不同選擇。 因

4、此，煤礦開采系統(tǒng)的正確建立、合理運(yùn)行和優(yōu)化調(diào)整及煤礦開采技術(shù)問(wèn)題的妥善解決，運(yùn)用已有的煤礦生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)發(fā)展和科研成果，探索尚未認(rèn)識(shí)的煤礦開采新規(guī)律，做出合理的分析與抉擇，具有與其他工程技術(shù)不同的特點(diǎn)。,本章主要內(nèi)容,第三章 井田開拓的基本問(wèn)題 第一節(jié) 煤田劃分為井田 第二節(jié) 礦井儲(chǔ)、年產(chǎn)量和服務(wù)年限 第三節(jié) 井田再劃分 第四節(jié) 井田內(nèi)的開采順序 第五節(jié) 巷道分類 第六節(jié) 開拓方式的概念及分類,在一個(gè)井田范圍內(nèi)，主要巷道的總體布置及其有關(guān)參數(shù)的確定叫井田開拓,掘進(jìn)順序,第一節(jié) 煤田劃分為井田,1.煤田 在地質(zhì)歷史發(fā)展的過(guò)程中，含碳物質(zhì)沉積形成的基本連續(xù)的大面積含煤地帶稱為煤田。,第一節(jié) 煤田劃

5、分為井田,1.煤田 在地質(zhì)歷史發(fā)展的過(guò)程中，含碳物質(zhì)沉積形成的基本連續(xù)的大面積含煤地帶稱為煤田。 2.礦區(qū)和礦區(qū)開發(fā) 由于行政或經(jīng)濟(jì)上的原因，往往將鄰近幾個(gè)井田劃歸為一個(gè)行政機(jī)構(gòu)管理，統(tǒng)一規(guī)劃和開發(fā)，稱為礦區(qū) 3.井田 在礦區(qū)內(nèi)，劃歸給一個(gè)礦井開采的那一部分煤田稱為井田。 一般情況下：煤田-礦區(qū)井田（礦井）,一、劃分的原則 1井田范圍、儲(chǔ)量、煤層賦存及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng) 2保證井田有合理的尺寸 3充分利用自然等條件劃分井田 4合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井之間的關(guān)系,二、井田境界的劃分方法 （一）垂直劃分：相鄰礦井以某一垂直面為界，沿境界線各留井田邊界煤柱，稱為垂直劃分。 （

6、二）水平劃分：以一定標(biāo)高的水平面為界，即以一定標(biāo)高的煤層底板等高線為界，并沿該煤層底板等高線留置邊界煤柱。,井田邊界劃分方法 1垂直劃分；2水平劃分；3以斷層為界,二、井田境界的劃分方法 （一）垂直劃分：相鄰礦井以某一垂直面為界，沿境界線各留井田邊界煤柱，稱為垂直劃分。 （二）水平劃分：以一定標(biāo)高的水平面為界，即以一定標(biāo)高的煤層底板等高線為界，并沿該煤層底板等高線留置邊界煤柱。 （三）按煤組劃分 （四）以自然邊界（如斷層等）劃分,礦界劃分及分組與集中建井 A淺部分組建斜井 B深部集中建立井,第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限,一、礦井生產(chǎn)能力 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬(wàn)t/a）即：設(shè)計(jì)中規(guī)定礦井在單位時(shí)

7、間（年或日）內(nèi)采出的煤炭和其它礦產(chǎn)品的數(shù)量。 礦井核定生產(chǎn)能力 ： 礦井經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，核定后的生產(chǎn)能力，萬(wàn)t /a。 井型 ： 根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力不同，我國(guó)將礦井分為大、中、小三種類型，稱井型。,井型劃分如下： 井型 生產(chǎn)能力（萬(wàn)t / a） 大型礦井： 120、150 、180 、240 、300、400、500及500以上（其中300萬(wàn)t/a及其以上又稱特大型礦井）（Mt） 中型礦井： 45 、 60 、90 。 小型礦井： 9 、 15 、 21、 30。,二、礦井服務(wù)年限 一個(gè)礦井從投產(chǎn)到報(bào)廢的開采年限稱為礦井的服務(wù)年限。 三、礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限與儲(chǔ)量的關(guān)系 T=ZK/(AK)

8、Zk礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，萬(wàn)噸； T礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限，a； A礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬(wàn)噸/a； K儲(chǔ)量備用系數(shù)，1.31.5。 儲(chǔ)量備用系數(shù)是為保證礦井有可靠服務(wù)年限而在計(jì)算時(shí)對(duì)儲(chǔ)量采用的富裕系數(shù)。,第三節(jié) 井田再劃分,一、井田劃分階段 1階段劃分及特征 （1）階段概念：在井田范圍內(nèi)，沿煤層傾斜方向，按一定標(biāo)高把煤層劃分為若干個(gè)平行于走向的長(zhǎng)條部分，每個(gè)長(zhǎng)條部分具有獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)，稱之為一個(gè)階段。,井田劃分為階段示意圖 、-階段序號(hào)，h1、h2 、 h3-階段斜長(zhǎng)，H1 、 H2 、 H3-階段垂高,第三節(jié) 井田再劃分,一、井田劃分階段 1階段劃分及特征 （1）階段概念：在井田范圍內(nèi)，沿煤層傾斜方向，

9、按一定標(biāo)高把煤層劃分為若干個(gè)平行于走向的長(zhǎng)條部分，每個(gè)長(zhǎng)條部分具有獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)，稱之為一個(gè)階段。 （2）開采水平：布置有井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷，并擔(dān)負(fù)該水平開采范圍內(nèi)的主要運(yùn)輸和提升任務(wù)的水平 。一個(gè)開采水平可只為一個(gè)階段服務(wù)，也可以為該水平上下兩個(gè)階段服務(wù)。,井田劃分為階段示意圖 、-階段序號(hào)，h1、h2 、 h3-階段斜長(zhǎng)，H1 、 H2 、 H3-階段垂高,1,2,3,4,二、井田劃分為盤區(qū) 當(dāng)井田內(nèi)煤層傾角很小，接近水平時(shí)，由于煤層沿傾斜方向高差很小，沒(méi)有必要再按標(biāo)高劃分階段。這時(shí)，可沿煤層主要延展方向布置主要大巷，將井田分為兩翼，然后以大巷為軸將兩翼分成若干適宜開采的塊段，每個(gè)塊段

10、叫一個(gè)盤區(qū)。每個(gè)盤區(qū)通過(guò)盤區(qū)石門與主要大巷相連構(gòu)成相對(duì)獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)，見(jiàn)圖36。,圖36 井田劃分盤區(qū) 1主斜井；2副斜井；3主要石門；4主要運(yùn)輸巷；5、6-盤區(qū)運(yùn)輸平巷； 7盤區(qū)邊界；8井田邊界,三、井田分區(qū)域劃分 井田范圍很大的特大型、巨大型礦井，井田面積可達(dá)上百平方公里，煤層沿走向長(zhǎng)可達(dá)數(shù)十公里。這就勢(shì)必造成井下運(yùn)輸距離、通風(fēng)線路、管線敷設(shè)過(guò)長(zhǎng)，給生產(chǎn)和管理帶來(lái)困難。為此，可以采用分區(qū)域開采的辦法，就是將整個(gè)井田劃分成若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域相當(dāng)于一個(gè)小井田，進(jìn)一步劃分成階段、盤區(qū)等。每個(gè)區(qū)域開鑿輔助提升井和風(fēng)井為本區(qū)域服務(wù)。在井田中央開鑿集中提升井為整個(gè)井田服務(wù)，如圖37所示。,圖37 分

11、區(qū)域建井的井田劃分示意圖 1主斜井；2副斜井；3分區(qū)界線；4階段界線,四、階段內(nèi)再劃分 1分區(qū)式 上（下）山 區(qū)段：區(qū)段回風(fēng)平巷、區(qū)段運(yùn)輸平巷,圖38 階段內(nèi)分區(qū)布置 H階段垂高；h階段斜長(zhǎng),采區(qū)上山位置 （a）雙翼采區(qū)上山 (b)單翼采區(qū)上山,四、階段內(nèi)再劃分 2分帶式布置,圖310 階段內(nèi)分帶布置 I、II階段序號(hào)；1、2、3-分段帶號(hào),四、階段內(nèi)再劃分 3分段式,圖311 階段內(nèi)分段布置 I、II階段序號(hào)；1、2、3-分段序號(hào),四、階段內(nèi)再劃分 4整階段布置,第四節(jié) 井田內(nèi)開采順序,一、煤層沿傾斜的開采順序 1、下行開采 2、上行開采 說(shuō)明： 一般地，不論是首先整個(gè)井田，還是階段內(nèi)、采區(qū)

12、內(nèi)，對(duì)同一煤層，都應(yīng)考慮使用下行開采順序。,二、煤層沿走向的開采順序 1、前進(jìn)式 2、后退式,圖312 階段內(nèi)的開采順序 1、2、3、4采區(qū)開采序號(hào)； （a）-采區(qū)前進(jìn)式開采順序；（b）-采區(qū)后退式開采順序,連續(xù)式開采,第五節(jié) 巷道分類,按空間位置和形狀可分為： 1. 垂直巷道立井、暗立井、溜井 2傾斜巷道斜井、暗斜井、上山、下山 3水平巷道平硐、石門、煤門、平巷,1立井；2斜井；3平硐；4暗立井；5溜井；6-石門；7煤門；8煤倉(cāng)； 9上山；10-下山；11-風(fēng)井；12巖石平巷；13煤層平巷,第五節(jié) 巷道分類,礦井巷道按其在生產(chǎn)中的重要性還可以作以下分類： 開拓巷道 為全礦井、一個(gè)開采水平或階

13、段服務(wù)的巷道，如井筒、井底車場(chǎng)、階段（或水平）運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷等。 準(zhǔn)備巷道 為整個(gè)采區(qū)服務(wù)的巷道，如采區(qū)上（下）山、采區(qū)上下車場(chǎng)、采區(qū)石門等。 回采巷道 為工作面采煤直接服務(wù)的巷道，如區(qū)段上、下平巷和開切眼等。,1立井，2斜井，3平硐，4暗立井，5溜井，6石門,9上山，10下山，11風(fēng)井，12巖石平巷，13煤層平巷,第六節(jié) 開拓方式的概念及分類,開拓方式：在一定的井田地質(zhì)、開采技術(shù)條件下，礦井開拓巷道可有多種布置方式。開拓巷道的布置方式通稱為開拓方式。 一、井田開拓方式分類 井田開拓方式種類很多，一般可按下列特征分類。： （一）按井筒（硐）形式 按井筒（硐）形式可分為立井開拓、斜井開拓、平

14、硐開拓、綜合開拓。 （二）按開采水平數(shù)目 按開采水平數(shù)目可分為：?jiǎn)嗡介_拓（井田內(nèi)只設(shè)1個(gè)開采水平）；多水平開拓（井田內(nèi)設(shè)2個(gè)及2個(gè)以上開采水平）。,（三）按開采準(zhǔn)備方式 按開采準(zhǔn)備方式可分為上山式、上下山式及混合式。 （）上山式開采 開采水平只開采上山階段，階段內(nèi)一般采用采區(qū)式準(zhǔn)備。 （2）上下山式開采 開采水平分別開采上山階段及下山階段，階段內(nèi)采用采區(qū)式準(zhǔn)備或帶區(qū)式準(zhǔn)備；近水平煤層，開采水平分別開采井田上山部分及下山部分，采用盤區(qū)式或帶區(qū)式準(zhǔn)備。 (3）上山及上下山混合式開采 上述方式的結(jié)合應(yīng)用。 注:開采水平標(biāo)高以下的采區(qū)稱下山采區(qū),采區(qū)內(nèi)布置采區(qū)下山等準(zhǔn)備巷道,采出的煤通過(guò)下山,由下往

15、上運(yùn)至開采水平,反之則稱為上山采區(qū).,（三）按開采準(zhǔn)備方式 按開采準(zhǔn)備方式可分為上山式、上下山式及混合式。 （）上山式開采 開采水平只開采上山階段，階段內(nèi)一般采用采區(qū)式準(zhǔn)備。 （2）上下山式開采 開采水平分別開采上山階段及下山階段，階段內(nèi)采用采區(qū)式準(zhǔn)備或帶區(qū)式準(zhǔn)備；近水平煤層，開采水平分別開采井田上山部分及下山部分，采用盤區(qū)式或帶區(qū)式準(zhǔn)備。 (3）上山及上下山混合式開采 上述方式的結(jié)合應(yīng)用。 （四）按開采水平大巷布置方式 （1）分煤層大巷，即在每個(gè)煤層設(shè)大巷； （2）集中大巷，在煤層群集中設(shè)置大巷，通過(guò)采區(qū)石門與各煤層聯(lián)系； （3）分組集中大巷，即對(duì)煤層群分組，分組中設(shè)集中大巷。,開拓方式分類

16、,立井開拓方式 (a)立井單水平上下山式；(b)立井多水平上下山式； (c)立井多水平上山式；(d)立井多水平上山及上下山式混合式 1主井；2副井；3井底車場(chǎng)；4主要石門；5開采水平運(yùn)輸大巷,二、井田開拓方式應(yīng)正確解決下列問(wèn)題： （1）確定井筒的形式、數(shù)目及其配置，合理選擇井筒及工業(yè)場(chǎng)地的位置。 （2）合理地確定開采水平數(shù)目和位置。 （3）布置大巷及井底車場(chǎng)。 （4）確定礦井開采程序，做好開采水平的接替。 （5）進(jìn)行礦井開拓延深、深部開拓及技術(shù)改造。,三、確定井田開拓方式的原則 （1）貫徹執(zhí)行國(guó)家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤、高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。 （2）合理集中開拓部署，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。 （3）合理開發(fā)國(guó)家資源，減少煤炭損失。 （4）必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道保持良好狀態(tài)。 （5）要適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜合機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 （6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤