矿大采矿学课件上课讲义

第二节 采矿方法概述
二、采矿方法简介
(一) 非煤固体矿床地下采矿方法 一
4. 应用情况 日前， 日前，崩落采矿法是上述三大类采矿方法中应用较为广泛的 一类采矿方法，在部分国家(如瑞典 和矿种(如铁矿 如瑞典)和矿种 如铁矿)开采所采用 一类采矿方法，在部分国家 如瑞典 和矿种 如铁矿 开采所采用 的采矿方法中，崩落采矿方法位居榜首，崩落采矿法在我国黑色、 的采矿方法中，崩落采矿方法位居榜首，崩落采矿法在我国黑色、 有色、化工、建材和核工业矿山却有应用，其中，铁矿山占90% 有色、化工、建材和核工业矿山却有应用，其中，铁矿山占 以上。 以上。 充填采矿法在非煤固体地下开采中不仅应用的数量比煤矿多， 充填采矿法在非煤固体地下开采中不仅应用的数量比煤矿多， 而且在全部采矿法中所占比重也比煤矿高，在有色金属矿山中， 而且在全部采矿法中所占比重也比煤矿高，在有色金属矿山中， 其产量约占总产量的19%左右。 左右。 其产量约占总产量的 左右 国内非煤矿山的开采深度不大(一般为 一般为300～400m)，故多采 国内非煤矿山的开采深度不大 一般为 ～ ， 用空场采矿法，充填采矿法总体上用得最少， 用空场采矿法，充填采矿法总体上用得最少，但随着开采深度增 空场采矿法的应用会逐渐减少， 加，空场采矿法的应用会逐渐减少，充填采矿法和崩落采矿法的 应用将相应增加。 应用将相应增加。
2. 指标计算
矿石损失与贫化指标有两种计算法， 直接法和间接法。 矿石损失与贫化指标有两种计算法，即直接法和间接法。
第一节 基本概念
六、回采单元划分
非煤矿床回采单元划分（既井田在划分） 非煤矿床回采单元划分（既井田在划分）方式视 矿体倾角大小而定， 井田→ 阶段→ 矿块和井田→ 矿体倾角大小而定，有井田 阶段 矿块和井田 盘区→ 矿壁两种。 盘区 矿壁两种。 两种 开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿体时，采用前者， 开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿体时，采用前者， 既先将井田划分为阶段， 既先将井田划分为阶段，再将阶段沿矿体走向划分成 矿块作为基本的独立回采单元。 矿块作为基本的独立回采单元。 开采水平和微倾斜矿体时，采用后者， 开采水平和微倾斜矿体时，采用后者，既先将井 田划分为盘区， 田划分为盘区，再将盘区划分为矿壁作为最基本的独 立回采单元。 立回采单元。

准备巷道的作用在于准备新的采区、盘区或带 区，以便构成采区、盘区或带区生产系统。
回采巷道
回采巷道：是形成采煤工作面及为其服务 的巷道，如区段运输平巷(顺槽)、区段回风平 巷(顺槽)和开切眼。
回采巷道的作用在于切割出新的采煤工作 面，并进行生产。
2、井巷开掘顺序 矿井巷道开掘的原则是尽量平行作业，尽快 沟通风路。
4、硐室
硐室：有专门用途、在井下开凿和建造的断 面较大且长度较短的空间构筑物，如绞车房、水 泵房、变电所和煤仓等。 二、矿井生产系统 矿井生产系统：是由完成特定功能的设施、设 备、构筑物、线路和井巷的总称，由矿井的运煤、 通风、运料、排矸、排水、动力供应、通讯、监测 等子系统组成。
1、矿井开拓、准备、与回采的概念 按其作用和服务范围不同，可将矿井井巷分为：
3、倾斜巷道 倾斜巷道的长轴线与水平面与水平面有一定夹 角，如斜井、上山、下山和分带斜巷等。 斜井：是地层中开凿的直通地面的倾斜巷道， 作用类似于立井，分主斜井和副斜井。 上山：位于开采水平以上，为本水平或采区服 务的倾斜巷道。 下山：位于开采水平以下，为本水平或采区服 务的倾斜 巷道。 按所在岩层层位分为煤层上下山和岩石上下山； 按用途和作用分为轨道上下山和通风行人上下 山。
前进式
所需回采巷道不需预先 掘出，采煤和形成回采巷道 同时进行，减少巷道的掘进 工程量。
1、通过掘巷可以预先探明煤 层的赋存情况； 2、生产期间采掘不存在相互 所需回采巷道需预先掘出，巷 后退式 影响； 道掘进工程量相对较大。 3、回采巷道维护容易； 4、新风经过实体煤，漏风少。
3、阶段间开采顺序 下行开采：先采标高高的阶段，后采标高低 的阶段。 上行开采：先采标高低的阶段，后采标高高 的阶段。
第二节 井田内的划分及开采顺序

松软，煤层愈厚或氧化愈快，其自燃危险就愈大。
– 2）煤和岩层的含瓦斯性 • 瓦斯的涌出和积聚不但给矿井生产带来许多困难，还可能造成
严重的灾害。因此，在开采含瓦斯较大的煤层时，应当在技术 上采取特殊措施。
– 3）矿井的充水程度 • 矿井开采时，由于巷道开掘和采空区塌陷，必然波及煤层上下
的含水层以及地表下的水源，而造成矿井充水。严重时还可能 威胁矿井安全。
15.04.2021
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第四节 煤层的埋藏特征
• 一、煤层赋存状态
– 1）煤层的厚度 • 薄煤层 • 中厚煤层 • 厚煤层
煤层厚度从最小可采厚度至1.3m 煤层厚度1.3m至3.5m 煤层厚度3.5m以上
– 2）煤层的稳定性
• 稳定煤层、较稳定煤层、不稳定的煤层、极不稳定煤层 。
– 3）煤层的倾角 • 缓斜煤层 0°～25° • 倾斜煤层 25°～45° • 急斜煤层 45°～90° • 通常又把8°以下的煤层称为近水平煤层。
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第二节 煤的形成及煤系
• 一、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。
– 我国最主要的三个聚煤时期为：石炭二迭纪、侏罗纪 和第三纪。
– 古植物从死亡、堆积到转化为煤的演化过程，称为成 煤作用。分为泥炭化阶段 和煤化阶段 。
• 二、煤系的概念
– 煤系是指含有煤层的沉积岩系，它们彼此间大致连续 沉积，并在成因上有密切联系。
此处加标题
【采矿课件】第一章 煤矿地质知识
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本章主要内容
第一章 煤矿地质知识
– 第一节 地质作用、地壳的物质组成及地史 的概念
– 第二节 煤的形成及煤系 – 第三节 煤的性质及工业分类 – 第四节 煤层的埋藏特征 – 第五节 煤田地质勘探及矿井资源/储量

采矿学电子教案
矿业工程学院
总论
煤炭开采 地下开采 露天开采 9394% 67%
采矿学主要讲授煤炭地下开采的基本知识。
让学生掌握煤矿地下开采的基本知识。
采矿学 — 研究矿山开采技术及其内部规 律性的综合性技术科学。
采矿学课程的特点： 专业性强； 实践性强，时空关系复杂； 名词概念多； 综合性强 — 运用各种科学技术综合解决问 题。 教学方法： 课堂讲授、录像、模型、实习、讨论。 掌握采矿工程师的基本理论和技能的方法： 记笔记； 阅读参考书； 勤于实践、勤于思考。
煤矿地下开采的特点
受资源赋存条件的制约 ;
工作场所不断移动 ;
生产环节多，工序复杂;
系统复杂;
必须设置人工构置物保护工作空间;
存在安全隐患多.
采矿学主要参考书
徐永圻 煤矿开采学，中国矿业大学出版社 张先尘 中国采煤学，煤炭工业出版社 张宝明 中国煤矿高产高效技术，中国矿业大学出版社 徐永圻 中国采煤方法图集，中国矿业大学出版社 陈炎光 中国采煤方法，中国矿业大学出版社 陈炎光 中国煤矿开拓系统，中国矿业大学出版社 陈炎光 中国煤矿开拓系统图集，中国矿业大学出版社 汪理全 煤层(群)上行开采技术，煤炭工业出版社 屠世浩 长壁综采系统分析的理论与实践，中国矿业 大学出版社
倾斜巷道
斜井 —在地层中开凿的直通地面的倾斜巷道 斜井：主斜井 副斜井 用于提升煤炭 用于行人、提升矸石、通风
上下山采区
上山采区 — 位于开采水平以上的采区 下山采区 — 位于开采水平以下的采区 上山 — 位于开采水平以上，为本水平或采 区服务的倾斜巷道。 下山 —位于开采水平以下，为本水平或采区 服务的倾斜巷道。
垂直井巷 倾斜井巷 水平井巷
矿山井巷

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⑤特厚煤层>6m。
第一部分 采矿基础知识
（3）矿岩按稳固性一般分为5级： ①极不稳固的 在没有支架或超前支架的支护情况下，顶板和 侧帮都不能有暴露面； ②不稳固的 允许有不大的暴露面（50m2以内），但要随回采 工作的推进立即支护； ③中等稳固的 允许有一定暴露面（50～200m2），随回采工 作的推进可以不立即进行支护； ④稳固的 允许有较大暴露面（200～ 800m2），一般不用支 护，在个别的地方要支护； ⑤极稳固的 允许有很大的暴露面（800m2以上），不须支护， 长期不垮。
• 结块性:给放矿、装矿和运矿（运输、搬运）等带来困难 • 含水性：巷道支护、采矿、放矿、运输、提升有较大影响。 • 碎胀性：给爆破补偿空间带来影响。一般坚硬矿岩的碎胀
系数为1.2～1.5。
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第一部分 采矿基础知识
• 3）开采工艺有较大影响的矿岩物理力学性质：容重、块 度、碎胀性、含水性、结块性、稳固性以及强度、坚固性 等。
柱状、筒状、管状等几种。
●金属矿床以脉状及透镜状矿体较多， 煤体一般为层状。
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第一部分 采矿基础知识
1）矿体的空间分布特征 • 矿体埋藏要素：
反映矿体的空间位置及尺寸的量。 主要有走向、倾向、倾角、厚度、延深。 厚度 垂直厚度
水平厚度
延伸 埋藏深度 赋存深度 垂高 斜高
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第一部分 采矿基础知识
A.厚度和延深 B.埋22.矿体埋藏要素主要有（ ）。
A. 走向 B．垂高 C．斜高；
D．倾向 E. 厚度 F．延深
（02）27.中等稳固矿岩的允许最大的暴露面积为（ ）。
A．50m2以内 B．50～200m2

综采采区一面保产，普采、炮采采区 — 两面保 产。 采面集中 — 提高A的关键。 一矿一区一面，一矿一区两面， 跨上下山或石门开采，倾斜长壁
三、改扩建矿井的开拓系统改造
l 由单一井筒（硐）开拓形式改造为综合 开拓形式 原平硐开拓，延深新水平时增立井或斜井
原斜井开拓，延深新水平时新增立井（多作副 立井）
采矿学电子教案
能源科学与工程学院 采矿系2003年3月
第二十四章 矿井开拓延深与技术改造
开拓延深—向深部发展 技术改造—用新技术、新工艺、新装备、 新材料对原有的生产系统、设备、工艺等 进行更新和改造。
生产矿井新水平开拓延深的特点
Ø 井巷工程量大，大体接近新建矿井； Ø 可以充分利用原有井巷和设备； Ø 施工技术和管理复杂，边生产，边延深， 施工与生产在运、提、通风方面相互干扰； Ø 工期长，一般要5 8年（延深3 5年， 过渡2 3年）； Ø 能更好地适应开采煤层特点，改进矿井 开拓、准备巷道布置，有可能扩大生产能力
（二）暗井延深
原主、副井不再延深，用暗立井或斜井延深。
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Ⅰ
3
Ⅱ
m1 m2
特点：
Ø 生产与延深互不干挠； Ø 延深施工容易； Ø 暗井位置、方向、倾角、提升方式不受 原有井筒限制，而按下水平开采有利布置；
Ø 增加了一些工程量：暗井车场 Ø 增加了运输环节；
暗井延深适用：
受地质及水文地质条件限制，原井筒不宜直 接延深；
排水
据井下涌水大小、水平过渡期长短、设备情 况等因素，选定排水方式。上述的一段排水 两段接力排水方法和下水平的水排至上水平， 后统一排到地面的方法应用较多。
第二节 矿井技术改造
Concept： 矿井技术改造 — 利用矿井原有的基础和设施，用现 代新技术、新工艺、新装备、新材料对原有的生产 系统、设备、工艺等进行更新和改造。 矿井技术改造的目的 — 扩大矿井生产能力 一、矿井改扩建