第四节井田开拓方式
在某一井田地质、地形及开采技术条件下，矿井开拓巷道有多种布置方
式，开拓巷道的布置方式称为开拓方式。
一、立井开拓
主井、副井均采用立井的开拓方式，称为立井开拓。
以立井单水平上下山开拓方式（图4-14）为例：
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1-主井，2-副井，3-井底车场及主石门，
4-轨道运输大巷，
5-回风石门巷道，6-回风大巷，7-通风上
下山，8-区段运输平巷，
9-采煤工作面，10-带区煤仓，11、12-分
带行人进风斜巷
图4-14 立井单水平上下山开拓方式
1. 巷道开掘顺序
首先在井田中部开凿主副立井，掘
至开采水平标高以下后，开掘井底车场；
在岩、煤层中分别开掘轨道运输大巷和回
风大巷，并向两翼延伸；当大巷掘进位置
超过1~2个分带工作面后，便可开掘分带
斜巷至带区上部和下部边界，并沿煤层走
向掘出工作面开切眼。
在开掘的各井巷内安装相应的设
备，形成生产系统，经试运转符合要求
后，矿井即可投产。
2. 主要生产系统
（1）运煤系统。采煤工作面出的煤
经分带斜巷运至带区煤仓，在运输大巷装车，电机车牵引载煤列车至井底车场卸载后，由主井内安装的箕斗将原煤提至地面。
（2）井下所需之物料、设备，由矿车（或材料车、平板车）装载，经副井
罐笼下放至井底车场，由电机车牵引至分带材料车场。
（3）通风系统、新鲜风流由地面经副井、井底车场、轨道运输大巷进入分
带行人进风斜巷。经采煤工作面后的污风，由分带的回风运料斜巷至回风大巷，再经主井排出地面。
（4）排水系统。井下涌水经大巷水沟流入井底车场，汇入水仓，由水系房
的水泵，经副井井筒的管道排至地面。
3. 采掘接替
上山阶段的各带区采用前进式开采顺序，首采带区开采结束前，必须向井
田两翼掘出为下一带区服务的运输大巷和回风大巷，直至井田走向边界。
二、斜井开拓
斜井开拓井筒施工相对筒单，在我国应用很广。斜井开拓有多种不同的形
式。按斜井与井田内的划分方式的配合不同，斜井开拓主要分为片盘斜井和集中斜井（有的地方也称阶段斜井）、片盘斜井，以前是小型矿井主要采用的开拓方式，它从地表开掘斜井，到煤层第一分段后，即沿煤层走向布置回采巷道，形成
工作面进行开采，整个矿井相当于一个采区，目前随着运输方式的改变和开采技术的发展，片盘斜井已成为一些大型矿井采用的开拓方式。集中斜井与立井基本一样，主要区别就是井筒形式不同，提升、运输方式有所不同。集中斜井也分为单水平、多水平和上山式或上下山式等多种开拓方式。
三、平硐开拓
服务于地下开采，在地层中开掘的直通地面的水平巷道，称为平硐。主要
用于运输矿产品的平硐称为主平硐。用主平硐的开拓方式称为平硐开拓。
根据平硐与煤层的走向关系，又分垂直平硐和走向平硐。
四、无采区开拓方式
矿井无采区开拓方式即井田内不划分为采区、带区和盘区。在井田储量中
心线附近布置开拓大巷，在大巷两侧将煤层划分为若干分段或分带（煤层倾角＜8度），每个分段或分带布置一个采煤工作面直接回采。井筒形式可根据地形及地质条件选用立井、斜井、平硐及综合开拓。
榆家梁煤矿按井田内再划分方式即无采区开拓方式。若按井筒形式而言，
榆家梁煤矿采用了主斜井—副平硐—副斜硐开拓方式。副斜硐，即倾斜巷道坡度为正负6°，不敷设钢轨，可供无轨胶轮车运行的斜坡道。
榆家梁煤矿是在原生产能力为21万t／a小矿井的基础上改建的。新建的榆
家梁煤矿设计生产能力为800万t/a，矿井“一矿一面”，采用长壁式综合机械化采煤工艺。矿井主要生产系统均重新布置。建设工期10个月，吨煤投资49.3元。2007年产原煤超千万吨。
矿井无采区开拓方式适用于缓斜及近水平煤层、走向长度较短的煤层。随
着开采技术的发展，该技术有广阔的应用前景。
五、综合开拓
在某些具体条件下，主、副井采用单一的井筒形式开拓，在技术上有困
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难、经济上不合理时，可以采用不同井筒形式进行综合开拓。
1. 斜井-立井综合开拓
1-主斜井（胶带斜井），2-副立井，
3-井底车场，4-阶段运输大巷
图4-15 大型矿井斜井—立井综合开拓
如前所述，斜井开拓具有许多优点，大
型斜井以胶带斜井做主井，在技术经济上均
很优越。但副斜井的辅助提升比较困难，通
风也不利（特别是开采深部煤层时，斜井分
段提升辅助环节多，能力小；而且通风路线
长、阻力大、风量小，不能满足生产要
求）。而立井作为副井能弥补这方面的不
足，于是就可以斜井为主井、以立井为副井，采用主斜井一副立井的综合开拓方式是目前大型及特大型矿井主要采用的开拓方式、如4-15图所示，我国淮南新庄孜矿为大型斜井开拓矿井，转入深部开采后，瓦斯涌出量增加，为解决辅助提升和通风问题。在井田深部位置新打一立井，生产能力扩大至240万t/a。
国内外一些大型生产矿井的改建和新井设计也采用了这种方式。近年来，
德国、英国、俄罗斯、日本等国家的一些大型矿井的设计或改建也采用了主斜井、副立井相结合的方式。
可以认为，这是建设大型和特大型矿井值得注意的技术方向。由于采用主
斜井、副立井综合开拓，斜井的开采深度已加大，改变了过去斜井主要用于开采煤田浅部，只能建中、小型矿井的状况。
2. 平硐—立井综合开拓
采用平硐开拓只需开一条主平硐，其
图4-16 平硐—立井综合开拓
回风井筒可以采用平硐、斜井或立井。对
于某些瓦斯涌出量很大、主平硐很长的矿
井，井下需要的风量大，长平硐通风的风
阻大，难以保证矿井通风的需要，条件合
适时，可以开通风用的立井。如下图所
示，重庆中梁山煤矿平硐一立井的综合开拓示意（见图4-16）。
主为平硐1全长两千多米，另开副立井2作进风用，并担负平硐与其以下水
平之间的辅助提升任务，其下水平出煤则经暗斜井3提至平硐水平，再转运井外。对于以平硐开拓的矿井深部，如无布置阶梯平硐的条件，根据地形，后期可用立井或斜井开拓，图4-16是前期用平硐开拓浅部，后期用立井开拓深部井田的例子。
当需加大矿区开发强度时，可以同时开发平硐水平以下的煤层，即上部的
平硐和下部的斜井（或立井）同时开发．共用一个工业场地，其井下部分相当于两个水平同时生产，但应注意上下水平的压茬关系。
在特殊地形条件下，如地面为自然坡度较大的沟谷，在地面布置斜井井口车
场有困难，可以开一段平硐做通道，以利于布置斜井井口车场，再向下掘斜井。应该注意，采用综合开拓时，不同形式的井筒在地面及井下的联系与配合
是选择的重要因素。以斜井—立井开拓为例，如果井口相近，则井底相距较远，井底车场布置、井下的联系就不太方便；如井底相近，则井口相距较远，地面工业建筑就比较分散，生产调度及联系不太方便，占地比较多，相应地增加煤柱损失。在具体情况下就必须联系井上下的布置方式，结合开拓的其他问题，寻求合理的方案。
第五节井田开拓的基本问题
一、井筒的位置
井筒上通地面工业广场，下连井底车场。因此，合理的井筒位置应使井下
开采有利，井筒掘进和使用安全可靠，地面工业广场布置合理。
（一）对井下开采有利的井筒位置
1. 井筒沿井田走向的位置
井筒沿井田走向的位置应在井田中央。当井田储量呈不均匀分布时，应在
储量分布的中央，以此形成两翼储量比较均衡的双翼井田，以便于沿井田走向的井下运输工作量最小，风量分配比较均衡，通风网路较短，通风阻力较小。
2. 井筒沿煤层倾斜的位置
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。（二）对掘进与维护有利的井筒位置
为使井筒的开掘和使用安全可靠，减少其掘进的困难及便于维护，应使井
筒通过的岩层及表土具有较好的水文、围岩和地质条件。井筒应尽可能不通过或138 煤炭企业安全管理人员安全培训教程第四章煤矿地下开采安全 139
少通过流砂层、较厚的冲积层及较大的含水层。
为便于井筒的掘进和维护，井筒不应设在受地质破坏比较剧烈的地带及受
采动影响的地区。井筒位置还应使井底车场有较好的围岩条件，便于大容积硐室的掘进和维护。
（三）便于布置工业广场的井筒位置
井筒位置必须为合理布置地面工业广场创造条件。为此应考虑下述原则：
1. 应有足够面积的较平坦的场地。便于布置主、副井及地面生产系统构筑
物；利于连接国有铁路；尽量不占良田或少占农田；保护重要文化古迹和园林；避免影响河流、湖泊等水利设施。
2. 应有良好的工程地质和水文地质条件。尽可能避开滑坡、溶洞、流砂层
等不良地区。
3. 应保证矿井安全。井口标高应高于当地历史最高洪水位；井口距森林应
有足够的防火距离；避免山崩、雪崩等威胁。
4. 应便于供电、供水及交通运输，利于环境保护。
二、开采水平高度的确定
开采水平的开采范围可能只采一个上山阶段，也可能既采上山阶段，又采
下山阶段。因此，开采水平高度的确定，实质上是确定阶段高度及分析上、下山开采的条件。
（一）上、下山开采
从开采水平运输大巷向上，沿煤层（或岩层）开凿，为一个采区服务的倾
斜巷道，称为上山。将开采水平运输大巷设在上山阶段的下部，煤炭沿运输上山向下运输，风流上行，称为上山开采。反之，若从开采水平运输大巷向下，沿煤层（岩层）开凿，为一个采区服务的倾斜巷道，称为下山。
上、下山开采在掘进、运输、通风、排水等生产技术方面各有不同特点。
下山开采的主要优点是充分利用原有开采水平的井巷和设施，用一个开采水平为两个阶段服务，减少了开采水平数目，节省开拓工程量和基建投资，延长水平服务年限。
上山开采在生产技术上较下山开采优越，在一定条件下，配合采用下山开
采，经济上是有利的。因此，当煤层倾角小于16°、瓦斯涌出量低、涌水量较小时，可采用上下山开采。
（二）开采水平高度的确定
运输大巷和井底车场所在的水平位置及所服务的开采范围，称为开采水
平。开采水平之间上下边界的垂直距离，称为开采水平垂高，简称水平高度。沿一定标高划分的一部分井田，称为阶段。阶段上下边界之间的垂直距离称为阶段垂高。
1-第一水平，2-第二水平，3-溜井
图4-17 近水平煤层按煤组划分
可采煤层总厚度、煤层间距都对水平
垂高的确定有一定的影响。如近水平煤层
可以分煤组划分水平，如图4-17所示。总
之，水平标高和垂高的确定，要充分考虑
各种影响因素并根据国家有关技术政策和
规定综合分析。
煤层倾角对阶段垂高影响较大。开采
急倾斜煤层时，煤层间受采动影响，且沿
煤层运料、溜煤、行人都比较困难。急倾
斜煤层阶段垂高，一般为100~150m；倾斜煤层的阶段高度，应根据上山运煤方式与运输设备可能达到的长度，以及采区内分段数，尽量减少工程量等因素综合考虑，一般为150~300m。
煤层倾角和厚度发生急剧变化的井田，应可尽量利用变化处作为划分阶段
的依据。
三、水平大巷的布置
开采水平大巷的布置包括阶段运输大巷和阶段回风巷的布置。其核心问题
是阶段运输大巷的布置。根据煤层数目和间距不同，阶段运输大巷有单煤层布置（称分煤层运输大巷）、分煤组布置（称分组集中运输大巷）及全煤组集中布置（称集中运输大巷）。
（一）分煤层大巷
分层运输大巷可以沿煤层掘进，也可以在煤层底板中开掘。在煤层中开掘
施工容易，掘进速度快，成巷费用低，并有助于进一步探明煤层赋存状况、补充地质资料，这对勘探程度较差、地质构造复杂的矿井有重要意义。
140 煤炭企业安全管理人员安全培训教程第四章煤矿地下开采安全 141 （二）集中大巷
在开采水平内只开一条运输大巷为各煤层服务，这条运输大巷叫作集中运
输大巷。它通过采区石门与各煤层相联系。
这种布置方式，一方面建井初期需要在掘进阶段石门、运输大巷和采区石
门以后才能进行上部煤层的准备与回采，因而建井期较长。另一方面，当煤层间距很大时，采区石门的长度大，采区石门的总工程量大，以致造成技术上经济上不合理。因此，这种方式适用于煤层数目较多，煤层间距不大的矿井。
（三）分组集中大巷
阶段回风大巷布置方式原则上与阶段运输大巷相同。其主要特点:
分组集中大巷是前述两种方法的过渡形式，它兼有前两种方式的部分特
点。当井田内各煤层的层间距有大有小、用一条集中运输大巷服务于全部煤层在技术经济上都不合理时，可根据各煤层的间距及煤层特点将煤层分为若干煤组，每一煤组布置一条运输大巷担负本煤组的运输任务，称为分组集中大巷。分组集中大巷以采区石门联系本煤组各煤层。
通常，煤层群开拓，运输大巷宜采用集中布置，但应根据矿井的地质及生
产技术条件进行综合分析比较来确定。
四、井底车场
井底车场是位于开采水平，井筒附近的巷道与硐室的总称；是连接井筒提
升与大巷运输的枢纽。
五、开采顺序
合理的井田开采顺序应保证开采水平、采区和采煤工作面的正常接续，使
巷道避开煤层采动的动压影响，最大限度地采出煤炭资源；同时应有利于节省投资，减少井巷工程量，缩短工期，投产快；有利于巷道维护，保证生产的可靠和安全；有利于矿井通风和井下火灾防治等。
（一）煤组及煤层间的开采顺序
煤组或煤层间的开采顺序一般采用先上后下逐次开采的下行开采顺序。在
联合开采的采区内，上下煤层或厚煤层开采的各分层间，可保持一定的错距同时开采。在某些特殊情况下，煤层或煤组之间也可采用由下而上的上行开采顺序。
例如，上部煤层有煤及瓦斯突出危险或冲击地压时，可先采下部煤层，使上履煤层的瓦斯得到疏散和卸压，减少上煤层开采的危险性。
采用上行开采的基本条件是保证煤层之间较大层间距，下部煤层或煤组开采
不致影响和破坏上层煤或上煤组的正常开采。是否可用上行开采主要取决于两层煤间距与下层煤采厚之比。根据国内采用全部垮落法进行开采的实践经验，在受一个煤层采动影响时，只要煤层间距与下部煤层的采厚比达7.5以上，一般在上层煤中可以正常进行掘进和采煤工作。受多个煤层采动影响的上行开采，只要综合层间距与采厚比达到6.3以上，一般不影响在上部煤层中正常进行掘进和采煤。开采急倾斜煤层时，不仅顶板岩石发生冒落，底板岩石也会沿底板发生滑
移，造成底板岩层移动。如果两个急斜煤层较近，上煤层开采造成的煤层底板岩层发生移动，将使下煤层的巷道维护困难，甚至使煤层遭到破坏，影响正常开采。为此，在开采急斜煤层时，必须合理安排协调上、下煤层上下区段的开采顺序和分段高度，以免上、下煤层开采时影响邻近煤层的正常开采。
（二）阶段间的开采顺序采用下行式，先采上阶段，后采下阶段。
（三）采区开采顺序
采区间沿走向的开采顺序有两种：一种是先采靠近井筒的采区，自井筒向
井田边界方向逐次开采其余各采区，称为采区前进式开采顺序；一种是首先开采井田边界的采区，而后向井筒方向逐次开采各采区，称为采区后退式开采顺序。在缓倾斜煤层，如采用上、下山开采时，可先采用前进式开采上山采区，
然后用后退式依次开采下山各采区。
（四）采区内采煤工作面的推进方向
采煤工作面的推进方向也分为前进式和后退式两种。
1. 后退式。采煤工作面由采区边界向采区上山方向推进，称为后退式。采
煤工作面后退式推进开采时，能够有效避免上述前进式开采存在的问题。因此，在我国煤矿绝大多数采煤工作面都是采用后退式开采顺序。
2. 前进式。采煤工作面自采区上山向采区边界推进，称为前进式。
六、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。要保持矿
142 煤炭企业安全管理人员安全培训教程第四章煤矿地下开采安全 143
井的稳产高产，必须根据采煤的需要，合理安排掘进工作。通常将采煤与掘进的配合关系称为采掘关系。
（一）采掘比
采掘工作面个数比，它反映矿井每个采煤工作面需要配合几个掘进工作面
为其做准备，从另一个意义上讲，它表明随采煤工作面个数的变化，需要调整掘进工作面个数即调整采掘关系。其计算公式如下：
年平均采煤工作面个数
年平均掘进工作面个数
采掘工作面个数比 =
矿井采掘工作面个数比与采煤工艺、掘进工艺方式等有关，通常在
1:1.5~1:2.5之间。
（二）掘进率
它是生产矿井在一定时期内每产1万吨煤所需掘进的生产巷道总进尺数和开
拓总进尺数，它反映了在既定的煤层赋存情况、开拓准备方式及采煤方法等条件下的掘进相对量。其计算公式如下：
生产掘进率 =
生产掘进总进尺
矿井产量
，m/万t
开拓巷道掘进总进尺
开拓掘进率 =
矿进产量+工程煤
，m/万t
，m/万t
生产矿井全部井巷掘进总进尺
生产矿井全部掘进率 =
矿井产量+工程煤
（三）“四量”概念及可采期
1. 开拓煤量：通向采区的全部开拓巷道均已掘完，并可转入准备的采区的
可采储量。
2. 准备煤量：采区内已经完成的准备巷道所圈定的可采储量。
3. 回采煤量：在准备煤量范围内，由回采巷道圈定可采储量。
4. 解放煤量：又称达标煤量。指瓦斯突出指标在规定标准（评价范围内所
有测点的煤层残余瓦斯压力小于0.7MPa或残余瓦斯含量小于8m3/ｔ，且施工检测钻孔时无喷孔、顶钻或其他动力现象）以下，消除突出危险的煤量总和。包括抽采达标煤量和其他达标煤量。其他达标煤量暂按不需通过抽采即可达到规定要求的计划布置正规采煤工作面（不包括煤柱面）的煤量。
（1）抽采达标煤量
a. 单个采掘工作面抽采达标煤量
G抽采=1×I×m×r
1 ——评价单元抽采钻孔控制范围内煤层走向长度，m；
I ——评价单元抽采钻孔控制范围内煤层平均倾向长度，m；
m ——评价单元平均煤层厚度，m；
r ——评价单元煤的密度，ｔ/m3
b. 全矿井抽采达标煤量
G抽采总=ΣG抽采总煤体+ΣG抽采总回采
其中计算回采工作面的达标煤量时，底抽巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦
斯范围的煤层可采储量要剔除，避免重复计算。
（2）其他达标煤量
拟进行采掘的煤层的正规回采工作面的可采储量（断层保护煤柱、防水煤
柱、工业广场保护煤柱、煤柱工作面除外）之和。单个区域计算煤量方法同上。G其他总=ΣG其他
（3）达标煤量
G达标=G抽采总+ΣG其他总
5. 四量可采期
根据掘进和回采进度分别计算出的四个煤量可供开采利用的期限。
（1）四量可采期：大、中型矿井三量可采期限的规定是：开拓煤量的可采
期限一般为3～5a以上；准备煤量的可采期限一般为1a以上；回采煤量的可采期限一般为4～6个月以上。一般情况下，矿井的三量可采期达到上述要求，便可实
现采掘平衡。高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井：开拓煤量应保证5年以上，准备煤量应保证2年以上，回采煤量应保证1年以上。遵循抽采瓦斯后的解放煤量大于年产量的原则。
（2）四量可采期的计算
开拓煤量可采期（a）=期末的开拓煤量（万t）/年设计生产能力（万t/a）
准备煤量可采期（月）=期末准备煤量（万t）/平均月设计能力（万t/月）
回采煤量可采期（月）=期末回采煤量（万t）/当年平均月计划回采煤量
（万t/月）
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解放煤量可采期介于回采煤量可采期和准备煤量可采期之间，一般采抽比
为1:3。
6. 采掘平衡
（1）在一个井田范围的一定期限内，由于开拓掘进工程所构成的煤量与回
采的煤量相适应，即指采掘关系的相对稳定性。
（2）留有储量是指要有一定数量的备用煤量，备用煤量的数量应符合经济
上合理的原则。
（3）影响四量合理开采可采期限的因素：主要是井型、地质条件、开采方
式、采掘能力和机械化程度。
其目的是使矿井采掘接替处于既经济又合理的最佳状态。
七、矿井开拓系统安全检查要点
（一）矿井必须设专用回风井。
（二）必须按规定留设井筒保护煤柱。
（三）进风井口必须布置在粉尘、有害和高温气体不能侵入的地方。
（四）每个矿井必须至少有2个能行人的通达地面的安全出口，各个出口间
的距离不得小于30m。采用中央式通风系统的新建和改扩建矿井，当井田一翼走向较长时，设计应规定井田边界附近的安全出口。
（五）井底车场巷道及硐室应布置在坚硬稳定的岩层中，不得布置在有突
出危险和冲击地压的煤层中。
（六）开拓巷道和永久硐室不得布置在有突出危险和冲击地压的煤层中。（七）采用倾斜分层或水平分层采煤法时，采区上山应布置在岩石中或不
易自燃煤层中。
（八）开采容易自燃和自燃的单一厚煤层或煤层群的矿井，集中运输大巷
和总回风巷应布置在岩层内或不易自燃的煤层内；如果布置在容易自燃和自燃的煤层内，必须砌碹或锚喷。
（九）井下每一个水平和各个采区都必须有2个便于行人的安全出口，并与
通达地面的安全出口相连接。
（十）对于通达地面的安全出口和2个水平之间的安全出口，倾角等于或
小于45°时，必须设置人行道，并根据倾角大小和实际需要设置扶手、台阶或梯道。倾角大于45°时，必须设置梯道间或梯子间，斜井梯道间必须分段错开设置，每段斜长不得大于10m立井梯子间中的梯子角度不得大于80°，相邻2个平台的垂直距离不得大于8m。主要绞车道不得兼做人行道。
（十一）矿井必须设置有供给压缩空气设施的避灾硐室或压风自救系统，
空气压缩机必须设置在地面。
（十二）井下爆炸材料库应采用硐室式或壁槽式。井下爆炸材料库应包括
库房、辅助硐室和通向库房的巷道。
（十三）主要巷道净断面必须满足行人、运输、通风和安全设施及设备安
装、检修、施工的需要，并符合下列要求：
a）主要运输巷和主要风巷的净高，自轨面起不得低于2m。架线电机车运
输巷的净高必须满足，在行人的巷道内、车场内以及人行道与运输巷交叉处，电
机车架空线的悬挂高度不小于2m：在不行人的巷道内不小于1.9m。在井底车场
内，从井底至乘车场电机车架空线的悬挂高度不小于2.2m。电机车架空线与巷
道顶或棚梁之间的距离不得小于0.2m；悬吊绝缘子距电机车架空线的距离，每
侧不得超过0.25m。
b）采区（包括盘区）内的上山、下山和平巷的净高不得低于2m，开采薄
煤层采区内的不得低于1.8m。
c）巷道净断面的设计，必须按支护最大允许变形后的断面计算。
（十四）主要运输巷两侧（包括管、线、电缆）与运输设备最突出部分之
间的距离，应符合下列要求：
a）巷道一侧从道渣面起1.6m的高度内，必须留有0.8m（综合机械化采煤
矿井为1m）以上的人行道，管道吊挂高度不得低于1.8m；巷道另一侧的宽度不
得小于0.3m（综合机械化采煤矿井为0.5m）。巷道内安设输送机时，输送机与
巷帮支护的距离不得小于0.5m，输送机机头和机尾处与巷帮支护的距离应满足
设备检查和维修的需要，并不得小于0.7m。巷道内移动变电站或平板车上综采
设备的最突出部分，与巷帮支护的距离不得小于0.3m。
b）改扩建矿井已有巷道人行道的宽度不符合上述要求时，必须在巷道的
一侧设置躲避硐，2个躲避硐之间的距离不得超过40m。躲避硐宽度不得小于
1.2m，深度不得小于0.7m，高度不得小于1.8m。
c）人车停车地点的巷道上下人侧，从巷道道渣面起1.6m高度内，必须留有
宽度在1m以上的人行道，管道吊挂高度不得低于1.8m。__（十五）在双轨运输巷中，2列列车最突出部分之间的距离，对开时不得小
于0.2m，采区装载点不得小于0.7m，矿车摘挂钩地点不得小于1m。
（十六）平硐、石门、大巷及上下山等主要井巷应按规定留设保护煤柱。
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）采区上山、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。 第二章采煤方法的概念和分类 1.简述壁式体系和柱式体系采煤法基本特征和适用性。 2. 采煤方法的含义是什么？采煤方法分类的依据是什么？ 3. 我国较广泛采用的采煤方法有哪几种？应用及发展概况如何？ 第三章单一走向长壁采煤法采煤工艺 1. 长壁采煤法有那几种主要采煤工艺？说明主要特点及相互关系。 2. 什么是普采工艺系统？普采工艺的基本要点是什么？ 3. 什么是综采工艺系统？综采工作面的主要设备有哪些？ 4. 说明综采双滚筒采煤机割煤、进刀方式有哪几种？有何优缺点？及其实用条件？ 5. 综采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. 简述综采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. 试分析影响综采面生产能力的各种因素及其相互关系。 8. 简述大采高、大倾角综采的工艺特点及煤壁防片帮、设备防止下滑的措施。 9. 简述采煤工作面过断层的技术措施。 10. 简述机采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。 4. 说明单工作面布置和双工作面布置的特点及应用。 5. 绘图说明采煤工作面回采顺序的几种方式及应用。 6. 绘图说明采场通风的几种方式及其适用条件。 7. 受构造影响时区段平巷布置的特点有哪些？ 第五章倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法 1. 倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法，分层同采时巷道布置有何特点？分层分采时可有何变化？ 2. 对照图5-1简述倾斜分层走向长壁下行垮落分层同采时运煤通风线路。 3. 什么是人工假顶，分层开采中为什么要铺设人工假顶？什么是再生顶板，什么条件可以形成再生顶板？ 4. 人工假顶主要有那些类型，各有何特点？ 5. 假顶下回采时应注意些什么问题？ 6. 无区段和上山煤柱时，采区巷道布置的特点及应用条件？ 7. 说明倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法的工艺特点 8. 区段布置分层平巷方式有几种，说明其应用。 第六章倾斜长壁采煤法
第四章井田开拓与开采 第一节井田开拓 一、井田开拓方式及井口位置 (一) 影响井田开拓的主要因素 本井田地质构造简单，大体为一向西倾斜的单斜构造，煤层倾角0～3°，未发现断层；水文地质条件简单；无老窑开采及采空区，对开采无影响。影响井田开拓方式、井口位置的主要因素有：地形地貌、地质构造、煤层赋存特点、凿井工程地质条件、铁路接轨点位置、水源和电源情况、井下开拓部署、工业场地压煤量、技术装备水平和地质勘探程度等。 1. 地形地貌 本井田内地形总体上为东南高、西北低，海拔标高+1302.5～+1278.5m，地形变化不大，地势平缓。井田具风积沙漠～半沙漠地貌特征，半流动和半固定的新月形沙丘及沙丘链遍布全井田，耕地有限，因此，从地形地貌上看，对井口位置和开拓方式的选择影响不大。 2. 地质构造 本区构造形态为一向北西倾斜的单斜构造，地层倾角小于2°。区内断层不发育，无岩浆岩侵入体，故井田地质构造简单,煤层近水平，无煤层露头，同一煤层井田内高差小于120m，从构造上看，对井口位置和开拓方式的选择影响亦不明显。 3. 煤层赋存特点 井田主要可采煤层3-1煤、4-1煤全区发育，赋存深度一般600～700m左右，赋存稳定，厚度变化小，主采煤层之上仅有一中厚2-2中煤层，2-2中煤层大部可采，仅在井田西南部不可采。4-1煤下部还有4-2中、5-1、5-2、6-2上、6-2中五个煤层，井田范围内均大部可采。除3-1煤和4-1煤为厚～中厚煤层（平均厚度4.75m和3.75m）外，其余煤层均为薄煤层或中厚煤层（平均厚度1.80～2.60m）各煤层倾角平缓（0～3°），
适合长壁机械化开采。 4. 凿井工程地质条件 井田浅部全部被第四系全新统风积沙及沉积砂土地层覆盖，厚度在27.13～135.50m，平均95.26m，南厚北薄，靠近井田储量中心范围内厚度在120m左右，厚度差不明显，新生界地层主要由风积沙、粉细砂、砂粘土、粘砂土组成，下部上更新统砂层富水性较强，上部风积沙层含水相对较弱。因此，从工程地质条件上看，井筒需采用特殊凿井法施工，适合立井开拓，井口位置宜选择在中部或西部。 5. 接轨点位置及外部道路 目前，根据鄂尔多斯市南部铁路公司规划，本矿区内新恩铁路在本井田东北部通过，本矿井接轨点确定在母杜柴登井田东北部大牛地站，因此，从接轨点位置及外部道路上看，井口位置宜选择在井田中部、西部或北部。 6. 水源及电源情况 根据《内蒙古自治区鄂尔多斯呼吉尔特矿区总体规划》，矿区内各矿井的生活用水根据矿区水文地质条件和矿区开发建设规划，统筹建设水源地和输配水管网，位于井田西侧的哈头才当水源地为矿区集中水源地。 母杜柴登井田的供电电源可引自井田北部的图克110kV变电站和葫芦素220kV变电站。 因此，从水源和电源上看，井口位置宜选择在井田西部、中部或北部。 7. 技术装备水平 近年来，我国煤矿矿井技术装备水平有了显著提高，大型多绳摩擦轮提升机与电控装备，大容量立井提升箕斗及提升罐笼等不断创新，为建设特大型立井提供了提升的保证；长距离、大功率带式输送机、多功能无轨胶轮车等连续化、自动化运输设备及工作面高产高效的综放、大采高综采、连续采煤机等现代采掘设备逐渐改变了矿井的生产面貌。因此，从技术装备水平上看，采用立井开拓是可行的。 8. 地质勘查程度 本井田已经完成煤炭勘探工作，可以满足本阶段设计要求。储量级别较高（331）
矿床开采理论与实践 一．名词解释 1 .矿石：地壳中能提取国民经济所必须的矿物产品的集合体。 2. 矿体：在现代技术经济条件下，能以工业规模开采的矿石聚集体。 3. 矿床：一个或数个矿体及其周围的岩石和地层、构造等整个含矿地段。 4. 废石：在矿体周围的岩石(围岩)以及夹在矿体中的岩石(夹石)，不含有用成分或含量过少，当前不宜作为矿石开采的集合体 5. 矿石品位：指矿石中有用成分的含量。常用百分数或g/t、g/m3表示 6.矿石损失率：指在开采过程中损失的工业储量与原工业储量之比率。 7.矿石贫化率：采出矿石品位比原矿石品位降低的百分率。 8.矿石回收率：指采出的纯矿石量与工业储量之比率。 9.废石混入率：混入采出矿石中的废石量与采出矿石量之比率，用百分数(%)表示 二．填空题 1.金属矿床按矿体形状分类⑴层状矿床⑵脉状矿床⑶块状矿床 按矿体倾角分类⑴水平和微倾斜矿床 ⑵缓倾斜矿床 ⑶倾斜矿床。 ⑷急倾斜矿床。 按矿体厚度分类⑴极薄矿体。 ⑵薄矿体 ⑶中厚矿体 ⑷厚矿体 ⑸极厚矿体 三．问答题 1对矿床开采影响较大的矿石和围岩的物理力学性质有哪些？它们对矿床开采有哪些影响？ ⒈）硬度※硬度影响凿岩设备和破碎方法的选择，也影响劳动生产率、材料消耗和采矿成本。 ⒉）坚固性※坚固性影响凿岩速度、炸药消耗量和地压管理。 ⒊）稳固性※矿岩稳固性影响到井巷的维护、采矿方法及地压管理方法的选择。 ⒋）结块性※矿石的结块性对矿石的运输和采矿方法选择有影响。 ⒌）氧化性※矿石的氧化会降低选矿回收率 ⒍）自燃性※矿石的自燃，会使井下温度上升，并可能引发地下火灾，对矿井通风、爆破方法和采矿方法的选择有特殊的要求。 ⒎）含水性※矿岩含水性对放矿、运输，箕斗提升及矿仓贮存和采矿、巷道支护等带来困难。 ⒏）碎胀性※矿岩碎胀性对矿岩运输提升有影响。 2.划分矿石和废石的原则有哪些？ 原则：国家的社会制度及所规定的技术经济政策，矿床的埋藏条件，采矿和矿石的加工技术水平，地区的技术经济条件等 金属矿床的特点：⒈）矿床赋存条件不稳定； ⒉）矿石品位变化大； ⒊）地质构造复杂；
第四节井田开拓方式 一、井田开拓基本知识 （一）矿井储量、生产能力和服务年限一个煤田的范围很大，面积由数十至数千平方公里，甚至上万平方公里，煤的蕴藏量由几亿到几百亿吨。通常由几个或几十个矿开采。划给一个矿井来开采的那部分煤田，叫做井田（或矿田）。井田的边界多是以自然条件（大断层等）来划分。井田范围的大小，决定了矿井的储量和开采条件，是建设矿井的基本根据。 矿井储量可分为远景储量和工业储量两类，是确定矿井生产能力的重要因素。矿井的工业储量减去设计和开采损失，就是矿井的可采储量。可采储量占工业储量的百分比叫做采出率（也称“回采 率” ），矿井采出率应大于 75 ％以上采出率太低，不但浪费了资源，而且减少矿井的服务年限。 矿井可采储量与工业储量、生产能力和服务年限的关系，可用下式表示： Zk=（Zc-P）C Zk=A TK 式中 Zk ——可采储量，万 t； Zc ——工业储量，万 t ； C ――采区设计回采率，薄煤层（煤厚w 1.3m ）为
0.85 ,中厚煤层（煤厚1.3?3.5m ）为0.80 , 厚 煤层（煤厚＞ 3.5m ）为0.75 ; A ――矿井设计生产能力，万t/a ; T ――矿井设计服务年限， a； K ――储量备用系数，一般取 1.2?1.4。 矿井生产能力，一般指矿井的设计生产能力。按设计的生产能力大小矿井分为大、中、小三种井型： 大型： 1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0、5.0、6.0Mt/a 及以上； 中型： 0.45 、0.6 、0.9Mt/a ； 小型： 0.3 Mt/a 及以下。 矿井服务年限应与矿井生产能力相适应，使它们之间保持一个技术、经济上都比较合理的关系。《煤炭工业矿井设计规范》（ 2005 年版），对 45 万 t/a 及以上矿井，按不同井型，对矿井的设计服务年限作了相应的规定，中型矿井设计服务年限不小于 40 年， 1.2?2.4 Mt/a 矿井设计服务年限不小于 50 年，3.0?5.0 Mt/a 矿井设计服务年限不小于 60 年， 6.0 Mt/a 及以上矿井设计服务年限不小于70 年。 （二）井田内的再划分煤田划分为井田后，每一个井田的面积 仍然比较大，再这样大范围内进行采煤，还必须将井田再划分 为若干较小的
第三章井田开拓的基本问题 第一节煤田划分为井田 煤田的范围相当广阔。大的煤田面积可达数千平方公里，储量可达数百亿吨。对于这样大的煤田，如果用一个矿井来开采，无论从技术上，经济上和安全上都是不合理的。因此，在开发一个煤田时，应将煤田划分成若干较小的部分。由若干个矿井进行开采。划归一个矿井开采的那部分煤田称为井田。有时煤田不很大，也可不划分井田。 由于行政或经济上的原因，往往将邻近几个井田划归为一个行政机构管理，而将这邻近的井田和起来称为矿区。 在煤田划分为井田时，以矿区总体规划为依据，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。 一、划分的原则 1．井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应 对一个生产能力较大的矿井，尤其是机械化程度较高的现代化大型矿井，应要求井田有足够的储量和合理的服务年限。生产能力较小的矿井，储量可少些。矿井生产能力还要与煤层赋存条件、开采技术装备条件相适应，并要为矿井发展留有余地。随着开采技术的发展，根据当前技术水平划定井田范围，可能满足不了矿井长远发展的要求。因此，井田范围应适当划得大些，或在井田范围外留一备用区，暂不建井，以适应矿井将来发展的需要。对于煤层总厚度较大，开采条件好，为加快矿井建设和节约初期投资而建设的中小型矿井，更应如此。 2．保证井田有合理的尺寸 一般情况下，为便于合理安排井下生产，井田走向长度应大于倾斜长度。如井田走向长度过短，则难以保证矿井各个开采水平有足够的储量和合理的服务年限，造成矿井生产接替紧张；或者在这种情况下为保证开采水平有足够的服务年限使阶段（水平）高度加大，将给矿井生产带来困难。井田走向长度过长，又会给矿井通风、井下运输带来困难。因此，在矿井生产能力一定的情况下，井田走向长度过长或过短，都将降低矿井的经济效益。 我国煤矿生产实践表明，井田走向长度应达到：小型矿井不小于1 ．5 km；中型矿井不小于4．0 km；大型矿井不小于7．0 km；特大型矿井可达10．0~15．0 km。 3．充分利用自然等条件划分井田 例如，利用大断层作为井田边界，或在河流、国家铁路、城镇等下面进行开采存在问题较多或不够经济，须留设安全煤柱时，可以此作为井田边界。这样，既降低了煤柱损失，又减少了开采技术上的困难。见图3—1。 图3—1 井田境界划分示意图 在煤层倾角变化很大处，可以其作为井田边界，便于相邻矿井采用不同的采煤方法和采掘机械，简化生产管理。其他如大的褶曲构造也可作为井田边界。 在地形复杂的地区，如地表为沟谷、丘陵、山岭的地区，划定的井田范围和边界要便于选择合理的井筒位置及布置工业场地。对于煤层煤质、牌号变化较大的地区，如果需要，也可考虑依不同煤质、牌号按区域划分井田。 4．合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系 划分井田边界时，通常把煤层倾角不大，沿倾斜延展很宽的煤田，分成浅部和深部两部
结合本校的办学定位、人才培养目标和生源情况，说明本课程在专业培养目标中的定位与课程目标 本校是原煤炭工业部部属高校，在划归地方后，学校提出目标定位是：坚持“育人为本，崇尚学术”的办学理念，大力实施“质量兴校，特色强校”战略，“经过不懈努力，把学校建成多学科协调发展，地矿学科部分领域达到国内领先、国际先进水平，在能源科学和工程技术方面特色鲜明，优势明显，若干理学和新兴交叉学科领域取得突破，在国内外有一定影响的高水平教学研究型大学。成为省内一流的高级工程技术与管理人才培养基地、国家重要的煤炭科学技术研发基地和安全生产技术人才培养基地”；服务面向定位：“立足河南、面向全国，服务地方、服务行业、服务社会”；人才培养规格定位：“培养基础知识扎实、勤奋实干、具有创新精神、实践能力和创业能力的应用型高级专门人才”。近年来，随着学校内涵建设和学校声望的提高，学校生源情况越来越好，2006年第一志愿上线率达到120%以上。 《采煤概论》是体现我校矿业特色和优势的主要课程。通过这门课程的学习，不仅使学生了解采矿的基本理论、基本概念，更重要的是使学生明确所学专业在煤矿生产建设中的位置，建立了采矿与其它非采矿专业的桥梁，尽而使学生认识到自己所学专业如何与采矿有机的结合，如何把自己的专业知识应用到采矿工程中，以建立起具有采矿特色的相关专业体系。通过在相关专业开设《采煤概论》课程，使学生建立了矿井地质、矿山测量、矿山机械、矿山电工、矿业经济、矿山管理、矿山环境保护、矿山通信、计算机在煤矿中的应用等具有明确矿业特色的知识体系。可见，通过开设《采煤概论》课程，有力的支持了学校的办学优势和特色、支持了学校的办学定位和人才培养目标。 知识模块顺序及对应的学时 《采煤概论》课程针对不同专业及其先修课程的特点，制定了相应的教学大纲和课程教学计划。 （1）36学时教学安排
第四章井田开拓巷道布置 （第十八章内容） 本章为井田开拓部分的重点，第二章是基本概念，第三章是开拓方式，而如何确定有关参数及方案，如§2.3中开拓方式所解决的问题中，井筒位置，水平标高的确定，水平大巷的布置，是本章的主要内容。 §4.1 井筒位置的确定(书上§18.3) 位置的确定不能从一方面考虑,从开拓布局的整体考虑,如水平的位置，大巷的类型等,它们相互影响。 合理的井筒位置应考虑地面情况，井下地质以及生产情况。 一、对地面布置工业广场有利 每个矿井，都有地面生产系统，行政管理系统，需占有一定的面积的土地。 1、场地足够。布置地面生产系统及其工业建筑、行政管理系统。如主付井（绞车房）、洗（选）煤厂、煤仓（场），装车站，办公楼，宿舍，食堂，浴池等。（一般情况下，工业广场的面积为：大型井0.8 ～1.1公顷/10万吨，中型井 1.3 ～1.8公顷/10万吨，小型井 2.0 ～2.5公顷/10万吨）。 2、少占农田，不占良田及重要文化古籍和园林，要避免村庄搬迁及河流改道； 3、有较好的工程地质和水文地质条件，避开滑坡，崩岩，溶洞，流沙等地段。森林地区应与林地有足够的防火距离。 4、避免井筒和工业广场遭受水灾。井口位置高于最高洪水位，工业广场不受洪水威胁。（解释最高洪水位的意义） 5、便于矿井的供水，供电，运输，便于排污，排矸的处理。不影响居民生活。 6、充分利用地形，使地面生产系统合理，尽可能少平整土地。 对于平硐开拓，主要考虑地面，若地面无太大的限制，则可考虑井下。 二、对井下开采有利 应使井巷工程量，运输量，维护量，通风效果上达到较佳水平，使工业广场压煤量达到合理。 1、走向的位置：在储量中心。此时，运输量最小，通风费用最低，水平
4 井田开拓 4.1井田开拓的基本问题 井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式，需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较，才能确定。 井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究。 1）确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置； 2）合理确定开采水平的数目和位置； 3）布置大巷及井底车场； 4）确定矿井开采程序，做好开采水平的接替； 5）进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造； 6）合理确定矿井通风、运输及供电系统。 确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全面比较后才能确定合理的方案。在解决开拓问题时，应遵循下列原则： 1）贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤高产高效创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。 2）合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。 3）合理开发国家资源，减少煤炭损失。 4）必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好状态。 5）要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综掘机械化、自动化创造条件。 6）根据用户需要，应照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及其它有益矿物的综合开采。 4.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标 1）井筒形式的确定 井筒形式有三种：平硐、斜井、立井。一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。 平硐开拓受地形迹埋藏条件限制，只有在地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。 斜井开拓与立井开拓相比：井筒施工工艺、施工设备与工序比较简单，掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少；地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单，井筒延伸施工方便，对生产干扰少，不易受底板含水层的威胁；主提升胶带化有相当大的提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒可作为安全出口，井下一旦发生透水事故等，人员可迅速从井筒撤离。缺点是：斜井井筒长辅助提升能力少，提升深度有限；通风路线长、阻力大、管线长度大；斜井井筒通过富含水层、流沙层施工技术复杂。 立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，在采深相同的的条件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，井筒断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的要求，且阻力小，对深井开拓极为有利；当表土
第二章 井田开拓方式 2.1 井田开拓概念 2.1.1 井田开拓方式的概念 井田开拓：由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和采掘工程称为井田开拓。 矿井开拓方式：矿井井筒形式、开采水平数目及阶段内的布置方式的总称。 2.1.2 井田开拓方式的分类 （1）按井筒（井筒 ：由地面通达矿体的巷道）形式分：立、斜、平、综、分区域； （2）按水平数的多少分：单水平、多水平； （3）按开采准备方式分：上山式、下山式、上下山式、混合式； （4）按开采水平大巷的布置方式分：分煤层大巷、集中大巷、分组集中。 如立井单水平上下山（采区）式、立井多水平上下山（采区）式、立井多水平上山（采区）式、立井多水平上山及上下山混合（采区）式，绘出关系图形如下图2.1。 图 2.1 开拓方式分类关系图 2.1.3 确定井田开拓方式的原则 合理确定矿井生产能力，井田范围，进行井田内的划分，确定井田开拓方式，井筒数目及位置；选择主要运输大巷布置方式及井底车场形式； 确定井筒延伸方式及井田开采顺序。其确定开拓方式的基本原则为： （1）多出煤、早出煤、出好煤、建设高产高效安全生产矿井，集中，简单； （2）按《规程》完善通风条件，良好生产条件； 开拓方 立 井 斜 井 平 硐 综 合 单水多水平 上下山 上 山 上下山 混 合 分层大集中大分组集中大
（3）减少煤柱损失，减少巷道维护量，提高矿井采出率； （4）减少工程量，降低投资，减少建工工期‘新技术机械化。 2.2 斜井开拓 斜井开拓时，根据井田再划分方式和阶段内布置形式可组合成多种开拓方式。如：“斜井单水平分区式”、“斜井单水平分带式”、“斜井多水平分区式”、“斜井多水平分段式”等。本节仅举例介绍我国目前常用的几种斜井开拓方式。 2.2.1 片盘斜井开拓 片盘斜井开拓是斜井开拓的一种最简单的形式。它是将整个井田沿倾斜方向划分成若干个阶段，每个阶段倾斜宽度可以布置一个采煤工作面。在井田沿走向中央由地面向下开凿斜井井筒，并以井筒为中心由上而下逐阶段开采。图2.2为一片盘斜井的示例。井田沿倾斜方向划分为四个阶段。阶段内按整个阶段布置，即每一阶段斜宽布置一个工作面。 图2.2 片盘斜井开拓 1—主井；2—副井；3—片盘车场；4--阶段运输平巷；5—辅巷；6—阶段回风平巷；7--采煤工作面； 8—联络眼
专业基本知识考试题库 一、填空题 1、矿井巷道按其所处空间位置和形状，可分为垂直巷道、水平巷道和倾斜巷道。 2、根据巷道服务范围及其用途，矿井巷道可分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道三类。 3、我国现阶段合理的井田走向长度一般为：小型矿井不小于1500m；中型矿井不小于4000m；大型矿井不小于7000m。 4、阶段内的划分方式有采区式、分段式和带区式三种。 5、国家对采区采出率的规定是：薄煤层不低于85%，中厚煤层不低于80%，厚煤层不低于75%。 6、国家对采煤工作面采出率的规定是：薄煤层不低于97%，中厚煤层不低于95%，厚煤层不低于93%。 7、根据生产能力的大小，我国把矿井划分为大、中、小三类。 8、井田开拓方式按井硐形式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓四类。 9、按平硐与煤层走向的相对位置不同，平硐分为走向平硐、垂直平硐和斜交平硐。 10、井底车场运输线路包括存车线、调车线和绕道线路等。 11、井底车场常用的调车方式有：顶推调车法、甩车调车法和专用设备调车法。 12、按照矿车在井底车场内的运行特点，井底车场可分为环形式和折返式。 13、按照井底车场存车线与主要运输巷道的位置关系，环形式车场可分为卧式、立式和斜式。 14、按列车从井底车场两端或一端进出车，折返式车场可分为梭式车场和尽头式车场。 15、煤矿井下运输大巷的运输方式有：轨道运输和带式输送机运输。 16、轨道运输大巷的轨距一般有600mm和900mm两种。 17、运输大巷的方向应与煤层走向大体一致，为便于运输和排水，其坡度一般为3‰～5‰。 18、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。 19、井田开拓方式是井硐形式、水平数目和阶段内的布置方式的总称。 20、在现生产的采区内，采煤工作面结束前 10～15 天，完成接替工作面的巷道掘进及设备安装工程；在现开采水平内，每个采区减产前 1～1.5 个月，必须完成接替采区和接替工作面的掘进工程和设备安装工程。 21、采煤方法是指采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间、空间上的相互配合。 22、影响采煤方法选择的因素主要有：地质因素、技术发展及装备水平、矿井管理水平和矿井经济效益。 23、影响采煤方法选择的地质因素有：煤层倾角、煤层厚度、煤层特征及顶底板稳定性、煤层地质构造、煤层含水性、煤层瓦斯含量和煤层自然发火倾向性等。
矿井设计 一、井田概况 某井田含有两层煤，煤层厚度分别为1M 6m,2M 8m,走向长度8km ，倾斜长 度1860m ，煤层间距10m ，煤层倾角34°，煤层露头深度为72m ，设计生产能力 为180万t/a 。瓦斯等级属于低瓦斯矿井。地表较为平坦，水文地质简单，煤层 顶底板均为中等稳定砂岩。初步设计矿井开拓方式，并初步分析大巷布置方式， 同时设计井底车场。 二、井田开拓 一、储量计算 1、矿井地质资源量计算 t 2604025.1)86(18608000万=?+??=Z Z 2、矿井资源/储量计算 以勘探地质报告为基础，矿井可行性研究和初步设计阶段的矿井工业资源/ 储量计算按下式计算： k Z Z Z Z Z Z M M b b g 333222112122111++++= g Z ——矿井工业资源/储量； b Z 111——探明的资源量中经济的基础储量； b Z 122——控制的资源量中经济的基础储量； 112M Z ——探明的资源量中边际经济的基础储量； 222M Z ——控制的资源量中边际经济的基础储量； 333Z ——推断的资源量； k ——可信度系数，取0.7～0.9，地质构造简单、煤层赋存稳定的取0.9；地质 构造复杂、煤层赋存不稳定的取0.7。 根据钻孔布置，在矿井地质资源储量中，60%是探明的，30%是控制的，10%
是推断的。 根据煤层厚度和地质，在探明和控制的资源量中，70%的是经济基础储量， 30%的是边际经济的基础储量，则矿井工业/资源储量： t Z b 万8.10936%70%6026040111=??= t Z b 万4.5468%70%3026040122=??= t Z M 万2.4687%30%6026040112=??= t Z M 万6.2343%30%3026040222=??= 因为地质条件简单，k 取0.9，则t k Z 万6.23439.0%1026040333=??= 则g Z =10936.8+5468.4+4687.2+2343.6+2343.6=25778.8万t 3、矿井设计资源/储量 矿井设计资源/储量可按下式计算)(1P Z Z g S -= 式中S Z ——矿井设计资源/储量； 1P ——断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑物煤柱、露头煤柱、 水平面煤柱等永久煤柱损失量之和。1P 按矿井设计资源/储量的3%估算。 则t 25005.497%25778.8万=?=S Z 4、矿井设计可采储量 矿井设计可采储量t Z k 万3.20004%804.25005=?=
毕业设计指导书 采矿教研室 山东科技大学
目录 第一章矿区概述及井田特征 (2) 第二章矿井境界及储量 (3) 第三章矿井年产量及服务年限 (4) 第四章井田开拓 (5) 第五章首采区巷道布置 (18) 第六章采煤工艺设计 (27) 第七章开采顺序及采区、采煤工作面的配置 (31) 第八章矿井通风与安全技术措施 (33) 第十章技术经济指标 (49)
第一章矿区概述及井田特征 第一节矿区概述 矿区的地理位置（附地理位置图）及行政隶属关系。矿区地形地貌，矿区内有关的主要企业单位。电源、水源及建筑材料的来源。矿区内贸易中心、火车站及其他主要场地的位置。矿区的气候特点；气温、风向、风速，雨期及降雨量，冻结期及冻结深度等，综述矿区的开发条件。 第二节井田及其附近的地质特征 井田的地层层位关系、地质构造、含煤系及地层特征以井田地层柱状图说明，煤田的成因及生成年代、煤层的总数及可采层数，表土层及风化带的深度。 井田中的地质变动，最主要的破坏及其形式——断层、褶曲、火成岩侵入等，区域变质及侵入等，区域变质及侵入变质的程度，它们的分布及位置。 水文情况：井田范围内的河流，流量及洪水位，流沙层，含水层的厚度及分布，含水系数及渗透系数，溶洞水的静储量及水力联系，断层的透水性质及水力联系。 第三节煤层及煤质特征 井田的煤层及其埋藏条件：走向、倾向、倾角，可采层的厚度及层间距。各煤层的性质，顶底板岩石的性质。
煤层的瓦斯性，自燃及煤尘爆炸性，含水性。 煤的牌号，工业分析及工业用途。 第四节井田的勘探程度及对对勘探的要求。 矿井概况及井田地质特征是矿井设计基础资料。编写本章说明书时，应在生产实习过程中广泛收集、弄清资料的基础上，扣紧指导教师下达的设计题目，按课程设计大纲的要求进行。 本章应附图附表： 1、交通位置图(说明书插图，比例1∶500,000)； 2、井田综合柱状图(说明书插图)：该图可据“矿井综合柱状图”进行简化后编制，但简化后的“综合柱状图”地质年代、地层单位要连续，对开采有重要影响的地层不能省略，如煤层的顶板、底板、含水层等； 3、煤层特征表； 4、主要地质构造特征表； 第二章矿井境界及储量 第一节井田境界 井田境界应根据地质构造、储量、水文、煤层赋存情况、开采技术条件、开拓方式及地貌、地物等因素，进行技术分析后确定。一般以下列情况为界： 1、以大断层、褶曲和煤层露头、老窑采空区为界； 2、以山谷、河流、铁路、较大的城镇或建筑物的保护煤柱为界； 3、以相邻矿井井田境界煤柱为界； 4、人为划分井田时：煤层倾角较小，特别是近水平煤层时，用一垂直面来划分井田境界；在倾斜或急倾斜煤层中，沿煤层倾斜方向，常以主采煤层底板等高线为准的水平面划分井田。 说明书中应明确说明确定的井田范围、井田走向、倾向的最大、最小及平均尺寸，井田的面积(km2)。并把确定的井田范围标注在主采煤层(或指导教师指定的煤层)的底板等高线图和剖面图上。 第三节井田储量 一、矿井工业储量 矿井工业储量是勘探(精查)地质报告提供的“能利用储量”中的A、B、C三级储量之和，其中高级储
实验一井田开拓方式实验 实验学时：2 实验类型：验证 实验要求：必修 一、实验目的 掌握各种井田开拓方式，掌握巷道名称、位置、巷道间的联系及布置方式，建立起空间概念；了解各种井底车场的布置方式；能够根据模型绘制开拓巷道布置平面图和剖面图。 二、实验内容 立井、斜井、平硐以及综合开拓开拓方式，各种井底车场形式。 三、实验原理、方法和手段 采用剖视方法表现井下开拓巷道布置的空间关系，通过模型展示各种井底车场的概念。 由老师解说，学生观摩。 四、实验组织运行要求 根据本实验的特点，采用集中授课形式。 五、实验条件 各种井田开拓方式的模型和各种井底车场的模型。 六、实验步骤 1．观看模型，听指导教师讲述； 2．自己对每个模型进行观察和描述，建立起空间概念。 七、思考题 1、立井开拓方式的特点，主要生产系统的运行路线？ 2、斜井开拓方式的优缺点和适应条件。 3、井底车场的组成？并说明调车过程。 八、实验报告 实验报告的内容主要包括实验预习、实验记录和实验报告三部分： 1、实验预习
在实验前每位同学都需要对本次实验进行认真的预习，并写好预习报告，在预习报告中要写出实验目的、要求，需要用到的仪器设备、物品资料以及简要的实验步骤，形成一个操作提纲。 2、实验记录 学生开始实验时，应该将记录本放在近旁，将实验中所做的每一步操作和观察到的现象如实地记录下来。 3、实验报告 主要内容包括对实验中的现象、实验的关键点等进行整理、解释、分析总结，回答思考题。学生选择一种开拓方式的模型，绘制平面图和剖面图，并说明各个生产系统，包括运煤、运料、提矸、通风、排水等；选择一种井底车场模型，绘制调车线路图，并说明调车方式。 九、其它说明 学生要遵守实验室管理的相关规定，服从实验员指挥，注意实验安全。
第五章井田开拓中几个主要问题 第一节井硐位置及数目的确定 井硐,是矿井最重要的井巷工程。它是矿井由地下通向地面的出口,是煤炭、材料、设备、人员、风、电的必经之路,是整个矿井生产系统的咽喉。井硐往往是矿井建设中影响初期投资和建成井工期的关键性控制工程。此外,井硐的位置和数目还对矿井生产系统的技术合理性，矿井生产经营的经济合理性以及资源回收率等都有着重要影响。 一般地,一个矿井至少应有一主一副两个井硐，主井担负煤炭提升，副井担负辅助提升任务。 井硐的主要作用是联系井上和井下，在井上，由于要布置地面工业场地，井口位置要受地表因素影响，井硐在开凿过程中掘进的难易程度和维护性的好坏，受井下地质因素的影响。另外，井硐落底位置与矿井生产经营的技术经济合理性有关,所以井硐位置还受矿井技术经济合理性的约束。 所谓井硐位置，主要是指两个方面,一是井口和井底沿井口走向和倾斜方向的位置；二是井硐本身所通过的岩层层位。 根据以上分析,选择井硐位置应从以下三方面进行论证和比较。 一、地面因素的影响 1)能充分利用地形，使地面生产系统和工业场地布置合理，尽可能减少地面工业场地的土石方工程量。 2)地面工业场地应尽可能少占或不占良田,特别是不要占用高效农田。 3）井口标高应高于当地历史最高洪水位,并具有良好的泄、排洪条件，免受洪水危胁。 4）井口所在地工程地质条件要好，要避免滑坡、崩坍、地表沉陷的影响。 5)距林区较近时，应给井口留有足够的防火距离,免受森林火灾的影响。 ６)要充分考虑各种人为因素。特别是地方煤矿和乡镇、个体煤矿，要充分注意地面场地、交通等引发的各种矛盾,如井口占地的归属、矸石排放方式等。 二、地下因素 1）井硐穿过的岩层应有良好的地质条件,尽可能避免穿越流沙层、强含水层和地质破坏剧烈带等不利于井硐掘进和维护的地带。 ２）井硐落底位置应能保证各水平井底车场巷道和硐室处于坚硬、完整的岩层中，保持井底车场良好的维护条件。 3)井硐应避免老窑采区及其垮落岩层的影响。 4)井硐应尽可能布置在薄煤带或不受采动影响的井田边界之外，以减少工业场地煤柱损失。 5）井硐位置应保证井硐延深时，不受底板强含水层水患威胁。 三、技术经济因素 1）井硐落底位置应尽可能使井下运输、提升等生产环节简单。 2）井硐落底位置应尽可能使开拓工程量小,建井快,出煤早。 3)井硐落底位置应尽可能降低煤炭运输费等运营费用并使矿井生产易于管理。 井硐落底位置在以上原则下，应优先考虑有利于第一开采水平，并兼顾其它水平。在条件许可时，井筒落底最好靠近第一水平运输大巷。 井硐落底沿井田走向的合理位置,一般在井田储量沿走向分布的中央,这样可以形成比较
矿大成教采煤方法复习题及答案 第一章井田开拓基本知识 1、井田：在矿区内，划归一个矿井开采的那一部分煤田。 2、石门：与煤层走向垂直或者斜交的水平岩石巷道。 3、简述矿井巷道按其作用和服务范围分为哪几类？说明各类巷道的含义并各举例说明。 开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷道。 准备巷道：为采区、一个以上区段服务的运输、通风巷道。 回风巷道：形成采煤工作面及为其服务的巷道。 4、阶段：在井田范围内，沿着煤层的倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行与走向的长条部分，每个长条部分具有独立的生产系统。 5、开采水平（简称水平）：将设有井底车场、阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的水平。 6、采区：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矿。 7、区段：在采区范围内，沿煤层倾斜方向将采区划分为若干个长条部分。 8、带区：在阶段内煤层走向划分为若干个具有独立生产系统。 9、盘区：沿煤层的延展方向布置大巷，在大巷两侧划分成为具有独立生产系统的块段。 10、简述煤层按倾角如何分类？近水平煤层、缓倾斜煤层、倾斜煤层、急倾斜煤层。 11、简述煤层按厚度如何分类？ 薄煤层、中厚煤层、厚煤层。 12、采区采出率：13、我国对不同厚度的煤层的采出率有何要求？采区采出率：薄煤层不低于85%，中厚煤层不低于80%，厚煤层不低于75%，水力采煤不低于70%；采煤工作面采出率：薄煤层不低于97%，中厚煤层不低于95%，厚煤层不低于93%。 第二章井田开拓方式 1、何谓井田开拓？井田开拓方式按井筒形式不同分为哪几大类？由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程。立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓。 2、井田开拓方式：开拓巷道在井田内的总体布置方式。 3、矿井开拓主要研究和解决哪些基本问题？ 1）确定井筒（硐）形式、数目、位置及配置 2）确定阶段数目、开采水平数目、位置 3）确定大巷数目、位置及井底车场形式 4）确定矿井开采程序，做好水平的接替 5）开拓延深、技术改造 6）确定通风、运输和供电 4、斜井不同的提升方式，对倾角有何要求？ 提升方式井筒倾角a 串车≯25 ° 箕斗 25 °~35 ° 普通胶带机≯17 ° 大倾角胶带机≯25 ° 无极绳≯10° 6、简述平硐开拓的优点和缺点及适用条件？ 平硐的优点： （1）煤由平硐直接外运，运输环节少，设备少，系统简单，费用低； （2）地面工业广场建筑和设施简单；
第二章井田开拓的基本概念 （书上第十六章） §2. 1 矿井储量生产能力服务年限 一、矿井储量 1、地质储量：在井田范围内所包含有的煤层的所有计算出的 煤炭储量，包括平衡表内和平衡表外储量 1）、平衡表内储量：在目前的技术经济条件下，所要求的煤层质量指标（灰分、发热量等）达到可以利用的、其指标符合要求且在目前技术条件下能够采出的储量（A+B+C+D）。 2）、平衡表外储量：目前尚难利用将来可能会利用，目前技术条件不能够采出而将来能够采出的储量。 2、工业储量Z g：经过勘探，其煤层厚度和质量均合乎开采要 求，而地质构造又比较清楚的平衡表内储量。A+B+C（+0.5D）。 （说明A、B、C、D各级别的意义） 1、矿井设计储量：在矿井设计中，由工业储量减去永久煤柱 的损失量。 Z s=(Z g－P1) Z s：矿井设计储量；Z g：工业储量 P1：永久煤柱的损失量，包括井田境界煤柱、断层煤柱、铁路、公路、河流、城镇、重要建筑等需要保护的煤柱； 4、矿井设计可采煤量 Z k=(Z s－P2) ·C Z k：矿井设计可采煤量； P2：包括工业广场煤柱、井筒保护煤柱、水平大巷保护煤柱、阶段分界煤柱、主要上下山保护煤柱，可以定义为暂时煤柱。 C：矿井设计的采区回采率，分为三类： 厚煤层≥75%，中厚煤层≥80%，薄煤层≥85%。 5、各类储量之间的关系 矿井设计可采储量 矿井设计储量（矿井可采储量) 工业储量永久煤柱损失设计损失量 能利用储量 (A+B+C) 矿井地质储量 (A+B+C+D) 远景储量(D) 暂不能利用储量
二、矿井生产能力 井型大小的确定，在划分时就需考虑储量，尺寸。 1、储量：指工业储量。 大型井，投资多，应有较长的生产期（服务年限），储量应大。下表是在一般情况下，矿井和第一开采水平的最低服务年限。（服务年限的计算，后面会讲到） 2、开采能力：矿井生产条件能保证的原煤生产能力。主要是采区的生产能力与同时生产的采区数。 同采采区数与井型有关。600万及以上，6～7个以上；400～500万，4～6个；240、300万，3～4个；150、180万，2～3个；120万及以下，1～2个。 3、生产环节能力 提升、运输、通风、排水、供电、井底车场通过能力等等。各环节能力，一般按设计能力进行设计，如果设备特殊，可能成为限制矿井生产能力的因素。 4、安全生产条件：主要是指瓦斯、通风、水文地质等因素。这四个因素储量是基础，开采能力是关键，各环节能力应配套，安全生产条件必须保证。 三、矿井服务年限 1、计算公式： K A Z T k ?= T ：矿井服务年限，年； A ：矿井设计生产能力，万t/a 或 Mt/a ； K ：储量备用系数，取 1.3～1.5。 2、储量备用系数的意义： 考虑两个方面原因： 1）、由于在地质勘探过程中，很多地质构造不能完全控制，包括断层、褶皱、岩浆岩侵入带、陷落柱等，加大了煤柱的损失量； 2）、由于国民经济建设和发展的需要，市场需要煤炭，煤炭的需求量增加，而在矿井设计中，各个生产环节均有富裕能力，当实际地质条件与精查地质报告所提供的资料相差不大是，实际的矿井生产能力会提高，从而使实际的产量A 增加；
第1章煤矿地质知识 一、地质作用 1.内力地质作用 地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震作用等。 2.外力地质作用 风化和剥蚀、搬运和沉积、固结成岩 二、地壳的物质组成 组成地壳的岩石种类繁多，按照生成原因，可以将岩石划为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类别。 地壳的发展历史简称地史 煤的形成 煤层的形成受古植物、古气候、古地理及古构造等条件的控制。 煤系是指含有煤层的沉积岩系 煤层赋存状态 1）煤层的厚度 薄煤层煤层厚度从最小可采厚度至 1.3m 中厚煤层煤层厚度1.3m至3.5m 厚煤层煤层厚度3.5m以上 3）煤层的倾角 缓斜煤层8°～25°(8°以下称为近水平煤层) 倾斜煤层25°～45° 急斜煤层45°～90° 产状要素有走向、倾向和倾角，如图1-1所示。 煤田地质勘探工作划分为煤田普查、矿区详查和井田精查三个阶段依次进行。
第二章煤矿地质图 一、等高线 等高线是地面上高程相同的若干点联接而成的曲线， 等高线具有下列特点： （1）等高线是连续的闭合曲线，如果不在图内闭合，就一定要在图外闭合。所有等高线在一般情况下，不能相交或重合。 （2）等高线上任一点向相邻等高线可以作 很多线段，投影到水平面后，其中最短的一条线段称为最大倾斜线。等高线与最大倾斜线成直交。 （3）等高线稠密表示陡坡，等高线稀疏表示缓坡，等高线间距均匀表示坡度一致 煤层层面有上下之分，上层面是煤层与顶板的交面，下层面是煤层与底板的交面。煤层上层面等高线图叫做煤层顶板等高线图，煤层下层面等高线图又称为煤层底板等高线图。 煤层褶曲表现为煤层底板等高线发生弯曲，若等高线凸出方向，是标高升高方向则褶曲为向斜，若等高线凸出方向是标高降低方向，褶曲为背斜，如图2-12所示。 2．断层 在煤层等高线图上，断层是用断层面与煤层层面的交线的水平投影来表示，一般叫做断层交线或交面线。 上盘交面线用符号—·—表示，下盘交面线用符号—×—表示。一般情况下，正断层表现为等高线中断缺失，中断缺失部分为无煤带，逆断层表现为煤层等高线重叠， 一、地质地形图 地质地形图实际上是地形图和地质图重叠绘制在一起的地质图件，以统一的图例及简短的文字来说明井田内煤层层数、煤层厚度，层间距离、标志层特征，煤层顶底板岩性及含水层等主要内容的地质图件。 以上讲的是煤矿地质图，常用的矿图一般还包括采矿工程图。 第三章井田开拓的基本问题 1.煤田 在地质历史发展的过程中，含碳物质沉积形成的基本连续的大面积含煤地带称为煤田开发煤田形成的社会区域，成为矿区。 3.井田 划归给一个矿井开采的那一部分煤田称为井田