第二章井田开拓
井田开拓是指从地面开掘一系列的井巷进入煤层，需要解决的基本问题有：确定井田的合理尺寸；年产量及服务年限；选择井筒形式及位置；研究合理的阶段斜长或水平垂高；以及阶段内的布置与准备；确定合理的井田开拓系统和开采顺序。
第一节井田开拓基本知识
一、煤田、井田的概念
在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积而形成的大面积含煤地带，称为煤田。
划归一个矿井开采的那一部分煤田称为井田。
(一)煤田划分为井田应遵循的原则
1.充分利用自然条件划分井田
煤田划分为井田时，应尽可能利用断层、河流、湖泊、铁路、城镇等自然条件，作为井田边界。
2.井田范围、储量和开采技术条件要与矿井生产能力相适应
对于设备先进、机械化程度高、生产能力较大的矿井，要求井田应有较大的范围、足够合理的服
务年限。而设备落后、生产能力较小的矿井，井田的范围和储量应小一些。
3.保证井田有合理的尺寸
一般情况下，井田走向长度应大于倾斜长度，以便于合理安排井下生产。
4.合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系
（二）井田边界的划分方法
沿煤层走向方向划分边界时，一般以煤层的倾斜线为界进行划分。
沿煤层倾斜方向划分边界时，分为水平划分和垂直划分两种。
二、矿井储量、生产能力和服务年限
(一)矿井储量
矿井储量是指井田边界范围内的煤炭埋藏量，又称矿井总储量，是矿井设计、建井、制定生产计划、安排生产接续和远景规划的主要依据。根
(二)矿井生产能力
矿井生产能力，一般指矿井的设计生产能力，又称为矿井年产量，是指矿井在一年内生产煤炭的
数量。
(三)矿井服务年限
矿井服务年限是指矿井从投产到报废的开采年限。确定矿井年产量时必须保证矿井有合理的服务年限。对于大型矿井，由于其装备水平高，基建工程量大，基本建设投资多，因而服务年限应当长一些。中、小型矿井装备水平低，服务年限不宜过长，否则将使井田范围过大，造成开采技术的困难。
三、井田内的再划分
煤田划分为井田后，每个井田的范围仍然较大。井田的走向长度可达数千米甚至数万米，倾斜长度可达数千米，在这样大范围内开采，还必须将井田再划分为若干个更小的部分。
（一）井田划分为阶段
通常沿煤层倾斜方向，按一定的标高将井田划分为若干个平行于走向的长条形部分，每个长条形部分称为阶段。阶段与阶段之间是以水平面分界，分界面又称为水平。
阶段上部与下部分界面间的垂直高度称为阶段高度。每个阶段构成独立的生产系统，在阶段
的下部边界开掘阶段运输大巷(兼作进风巷)，在阶段上部边界开掘阶段回风大巷，为整个阶段服务。
布置有主要运输大巷和井底车场，并担负该水平开采范围内的主要运输任务的水平，称为开采水平。根据煤层赋存条件，一个井田可用一个水平开采，称为单水平开拓；也可用两个或两个以上的水平开采，称为多水平开拓。
水平高度是指开采水平上下服务范围上下边界的垂直距离。确定合理的阶段垂高与矿井划分开采水平有密切关系。
大中型矿井150～250 150～250 100～150
小型矿井60～100 80～120 80～120
一个开采水平要承担全矿的生产任务，这就要求划分的阶段具有足够的储量，以保证开采水平有合理的服务年限。
（二）阶段内的再划分
井田划分为阶段后，阶段的范围仍然较大，通常需要再划分成更小的部分，以适应开采技术的要求。
阶段内的划分一般有三种方式：采区式、分段式
和带区式。
1.采区式划分
在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干个具有独立生产系统的块段，每一块段称为一个采区。
2.分段式划分
井田划分为阶段后，当阶段的走向长度较短时，可沿阶段的倾斜方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，每个分段沿倾斜布置一个采煤工作面。这种划分方式称为分段式，也称为连续式布置。后一种开采顺序称为连续后退式开采。
3.带区式划分
在阶段内沿煤层走向划分为若干个带区，带区内又划分成若干个倾斜分带，每个分带布置一个采煤工作面，每个带区具有独立的生产系统。（三）近水平煤层井田划分
开采倾角较小的近水平煤层时，煤层沿倾斜的高差很小，上述阶段的划分方法就变得很不合理。
（四）井田划分为开采区域
随着机械化水平和生产管理水平的提高，采
煤工作面的推进速度和单产都有较大幅度提高，年产数百万吨到千万吨以上的特大型矿井逐渐增多。
所谓“分区”，是具有独立进、回风巷道系统的井田的一部分。
四、矿井巷道
一、矿井巷道
为了采出煤炭，必须从地面向地下开掘一系列的井巷和硐室。井巷的种类很多，一般按其所处空间位置和服务范围进行分类。
（一）矿井巷道按其空间位置分类
1.垂直巷道
(1)立井。有直接通达地面出口的垂直巷道，也称竖井。
(2)暗立井。没有直接通达地面出口的垂直巷道。
(3)溜井。担负自上而下溜放煤炭任务的暗井。
2.水平巷道
(1)平硐。有直接通达地面出口的水平巷道。一般除运煤外，还兼作运料、行人、通风、供电和排水等用。
(2)平巷。没有直接通达地面的出口，在地下的煤
层或岩层中，沿煤层走向开掘的水平巷道，常用的有主要运输大巷、区段运输与回风平巷等。(3)石门。没有直接通达地面的出口，布置在岩层中和岩层走向垂直或斜交的水平巷道。
3.倾斜巷道
(1)斜井。有直接通达地面出口的倾斜巷道。
(2)暗斜井。没有直接通达地面的出口，是水平之间的联系斜巷。
(3)上山。没有直接通达地面的出口，位于开采水平之上，从主要运输大巷沿煤层或岩层由下向上开掘的倾斜巷道。
(4)下山。没有直接通达地面的出口，位于开采水平之下，它的位置和开掘方向与上山相反。(5)溜煤眼。专作溜煤用的小斜巷。
4.硐室
井下生产还必须开掘一些硐室。硐室实际上就是长度较小、断面较大的特殊巷道。如变电所、水泵房、火药库、电机车库、躲避硐室、井下调度室和候车室等。
（二）矿井巷道按其用途和服务范围分类
1.开拓巷道
为全矿井或一个开采水平服务的巷道称为开拓巷道。
2.准备巷道
为一个采区或两个以上的采煤工作面服务的巷道称为准备巷道。
3)采煤巷道
为一个采煤工作面服务的巷道称为采煤巷道。如区段车场、区段运输和回风平巷、工作面开切眼等。
第二节井田开拓方式
矿井开拓方式是指由地表进入煤层而开掘的一系列巷道的布置方式。矿井开拓方式可分为斜井开拓、立井开拓、平硐开拓、综合开拓和分区域开拓等几种类型。
选择井田开拓方式应遵循以下原则：
1.合理集中开拓布置，尽可能简化生产系统，以便于集中管理和选择高效率的机械设备，为提高矿井生产能力创造有利条件。
2.井巷布置和开采顺序要合理，以减少煤炭损失，提高资源回收率。
3.具有完善的通风系统和良好的生产环境，为提高劳动生产率和安全生产创造条件。
4.开拓工程量小，初期投资少，建井期限短，出煤快。
5.采用新技术和发展机械化、自动化，减轻矿工劳动强度。
一、斜井开拓
主副井均为斜井的开拓方式称为斜井开拓。
(一)斜井多水平分段式开拓
斜井多水平分段式开拓，也称片盘斜井开拓。
片盘斜井开拓的特点足：开拓方式较简单，建井期短，但同时采煤的工作面少，生产能力小。所以它适用于煤层埋藏稳定、地质构造简单、井田走向长度短。
(二)斜井多水平采区式开拓
二、立井开拓
主副井均为立井的开拓方式称为立井开拓。立井开拓对井田地质条件适应性很强，也是我国广泛采用的一种开拓方式。
三、平硐开拓
从地面利用水平巷道进入煤体的开拓方式称为平硐开拓。这种开拓方式，常用在一些山岭和丘陵地区。除进入煤体方式不同外，井田内的划分和巷道布置与斜井、立井开拓基本相同。
根据平硐与煤层相对位置的不同，可分为走向平硐、垂直或斜交走向平硐和阶梯平硐等类型。(一)走向平硐
平行于煤层走向布置的平硐，称为走向平硐。
(二)垂直或斜交平硐
垂直或斜交于煤层走向布置的平硐，称为垂直或斜交平硐。
(三)阶梯平硐
当煤层赋存于地形高差较大的山岭地区。且地形条件适宜时，可根据地形高差布置若干个平硐进行开采，这种布置方式称为阶梯平硐。
四、综合开拓方式
主、副井筒采用不同的井硐形式进行开拓的称为综合开拓方式。
第三节开采水平的设置
一、开采水平大巷的布置
沿煤层走向布置，为水平或一个阶段运输服务的水平巷道，称为运输大巷。开采水平布置的核心问题是运输大巷的布置方式及其位置的确定。
(一)运输大巷的布置方式
根据煤层的数目和间距，运输大巷的布置方式有分层运输大巷、集中运输大巷和分组集中运输大巷三种形式。
(二)运输大巷的位置
确定运输大巷的位置与选择运输大巷的布置方式有密切联系。
(三)回风大巷的布置
回风大巷的布置与运输大巷市置原则基本相同。一般情况下，上水平的运输大巷常作为下水平的回风大巷。
二、井底车场
井底车场是连接井筒和主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称。
1.井底车场硐室
(1)主井系统硐室。翻车机硐室、煤仓、箕斗装载硐室、清理斜巷及绞车硐室。
(2)副井系统硐室。马头门、中央变电所、中央水泵房、水仓和等候室等。
此外，还有调度室、机车库及修理间、防火门硐室、消防列车库、乘车站、工具库等。井下爆炸材料库一般设在井底车场范围之外。
2.井底车场运输线路
井底车场运输线路包括存车线、行车线。
(1)存车线。在主井两侧，必须设存放重列车和空列车线路。用以存放重列车的线路，称为主井重车线；用以存放空列车的线路，称为主井空车线。
(2)行车线。指空、重列车运行的线路，包括
调车线和绕道线路。
(二)井底车场的调车方式
(三)井底车场的形式和特点
根据井筒形式、大巷运输方式以及大巷距井筒距离的不同，井底车场的形式亦不同。根据矿车在车场内运行的特点，不论是斜井还是立井，井底车场均可分为环行式和折返式两大类型。（四）井底车场形式的选择
井底车场形式应根据煤层赋存条件、井田开拓方式、矿井生产能力、井筒和主要巷道位置关系、井筒和主要巷道的提升运输方式、井下围岩条件、地面布置以及矿井生产系统等因素进行选择。
三、采掘关系
采煤与掘进是煤矿生产的两个基本环节，“采掘并举，掘进先行”是煤炭工业的一项技术政策。