第四章井田开拓方式

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X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X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)CZk=A·T·K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≤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X》（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。

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。

第四章井田开拓4.1、井田开拓4.1.1开拓方式本井田为新生界地层所覆盖的隐伏煤田，井田地表地形较为平坦，新生界表土层厚度从数十米到400m不等，西南薄，东北厚。

主采煤层二1煤埋深230～930m，倾角大部分8～12o，局部稍大，但也在25o以下，水文地质条件中等偏复杂。

矿井具备立井或斜井开拓的条件，需结合井口位置比较确定。

针对本井田的具体特点，在选择井口位置及开拓方式时，主要考虑以下因素：1、地形及地势：井田范围内绝大部分被第三、第四系冲积层覆盖。

冲积层厚度变化趋势为西、南薄，东、北厚，西部和南部为数十米厚，东部边缘为400m以上，中部在200m左右。

区内地势平坦，村庄密集，从井筒施工条件来看，井口位置宜选在表土层相对较薄的东南部位置。

2、交通：井田东部边界附近有107国道，京广铁路和京珠高速公路通过；井田北部有新密铁路专用线通过，井田南部为新密公路，井口位置的选择应靠近现有的交通设施，减少新修公路长度，从而降低矿井建设投资。

3、煤层埋藏深度及开采垂高本井田主要开采煤层为二1煤，二1煤最高的见煤标高位于滹沱背斜轴上的1052孔，标高为-109.07m，最深开采标高为-800m，煤层的赋存垂高最大为690.93m。

主采的二1煤煤厚沿走向、倾向虽有所变化，但变化不大、煤层较稳定。

矿井的开拓方式要考虑煤层的埋藏深度及开采垂高，合理进行开拓开采布置，减少生产环节和掘进工程量。

4、井田南北边界均为落差较大的断层。

井筒、井底车场及井下主要开拓巷道应尽量避开断层带，少穿大的断层，确保施工和生产安全。

5、井田走向长13.5km，倾斜宽3～4km，面积50km2左右。

沿倾斜方向的储量中心在滹沱背斜轴南部，井口位置宜尽量靠近储量中心，以减少矿井总体运营费用。

6、井田内勘查程度最高、地质和水文条件相对简单、煤层储量丰富、开采技术条件好的区域主要分布在东土桥断层以西、官庄断层以北。

该块段宜作为矿井初期投产采区，便于迅速达产和增产，取得良好的经济效益。

井田开拓第一节基本概念⏹井田开拓：为了采取煤炭，需从地面向井下开掘一系列的井巷。

⏹井筒：从地面向地下开掘的用于行人、通风、运输、提升的通道。

有立、平、斜。

⏹巷道：与地面不直接相通的，用于行人、通风、运输等的通道。

直立巷道：巷道的长轴线与水平面垂直。

包括：立井、暗立井、溜井。

水平巷道：巷道的长轴线与水平面近似平行。

包括：平硐、平巷、大巷、石门、煤门。

倾斜巷道：巷道的长轴线与水平面有一定的夹角的巷道。

包括：斜井、采区上下山。

⏹硐室：空间三个轴线长度相差不大，且与地面不直接相通的地下巷道。

包括：井底水仓、变电所、绞车房、调度室、候车室。

⏹立井：有直接通达地面出口的垂直巷道，竖井。

⏹暗立井：没有直接通达地面出口的垂直巷道。

⏹溜井：担负自上而下溜放煤炭任务的暗井。

⏹平硐：有直接通达地面出口的水平巷道。

⏹平巷：沿煤层走向开掘的水平巷道。

⏹石门：布置在岩层中和岩层走向垂直或斜交的水平巷道。

⏹煤门：布置在煤层中和煤层走向垂直或斜交的水平巷道。

⏹斜井：有直接通达地面出口的倾斜巷道。

⏹暗立井：没有直接通达地面出口的倾斜巷道。

⏹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。

⏹下山：没有直接通达地面的出口，位于开采水平之下，从主要运输大巷沿煤层或岩层由上向下开掘的倾斜巷道。

⏹溜煤眼：专作溜煤用的小斜巷。

生产系统1）运煤系统2）通风系统3）运料排矸系统4）排水系统5）动力供应（电、压风）6）通讯、监测系统井下生产系统示意图1—主井；2—副井；3—井底车场；4—运输石门；5—运输大巷；6—回风立井；7—回风石门；8—回风大巷；9—采区运输石门；10—采区下部车场底板绕道；11—采区下部车场；12—采区煤仓；13—行人进风巷；14—运输上山；15—轨道上山；16—绞车房；17—采区回风石门；18—采区上部车场；19—采区中部车场；20—区段运输平巷；21—下区段回风平巷；22—联络巷；23—区段回风平巷；24—开切眼；25—采煤工作面。

方式•井田开拓基本概念与分类•单一开拓方式分析•联合开拓方式分析•井田开拓方式选择原则及影响因素•典型案例分析与实践应用探讨•现代采煤技术发展趋势及其对井田开拓方式影响目录01井田开拓基本概念与分类井田开拓定义及作用井田开拓定义在煤田范围内，为采煤而开掘的一系列巷道及其相互连接构成的通道系统，称为矿井开拓系统。

井田开拓作用合理确定井筒位置、水平数目和阶段高度，正确选择开拓巷道布置方式，是矿井开拓设计的主要内容。

以垂直巷道作为主井和副井的开拓方式。

适用于表土较厚、倾角较大的矿层。

立井开拓以倾斜巷道作为主井和副井的开拓方式。

适用于表土不厚、倾角较小的矿层。

斜井开拓利用水平巷道进入矿体的开拓方式。

适用于山岭和丘陵地区，埋藏不深且倾角不大的矿层。

平硐开拓采用立井、斜井、平硐等两种或两种以上井硐形式开拓的方式。

适用于地形复杂、矿层埋藏条件多样的矿区。

综合开拓井田开拓方式分类联络巷连接相邻采区或同一采区内不同分层的巷道，用于通风、行人、运料等。

在采区内沿倾斜方向开掘的巷道，用于连接相邻阶段或不同水平。

石门与煤层走向垂直或斜交的岩石巷道，用于连接相邻采区或不同水平。

井筒是连接地面与井下各开采水平的通道，通常设有主井和副井两种。

水平大巷沿煤层走向开掘的水平巷道，用于运输、通风和行人等。

井田开拓系统组成要素02单一开拓方式分析井筒短，提升快，通风好，管线短，地面设施较简单；优点缺点适用条件井筒施工复杂，需用设备多，投资大，提升费用高；当井田的地形、地质条件不利于采用平硐或斜井开拓时，可考虑采用立井开拓。

030201井筒施工简单，初期投资少，提升费用低，井筒易于延伸；优点井筒长，通风路线长，管线长，地面设施较复杂；缺点当井田的地形、地质条件较简单，煤层埋藏不深，倾角不大时，可考虑采用斜井开拓。

适用条件优点巷道施工简单，建井快，不需大型提升设备，运输费用低；缺点受地形条件限制大，难以实现多井口开拓；适用条件当井田位于山岭、丘陵地区，地形高差大，煤层埋藏不深且倾角不大时，可考虑采用平硐开拓。

井田开拓方式井田开拓方式是矿井开拓巷道在井田内的布置方式，也称为开拓方式。

根据井筒（硐）形式，井田开拓方式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓。

1. 立井开拓：主井、副井均采用立井的开拓方式。

适用于煤层埋藏较深、表土层较厚、水文地质条件较复杂，或需要采用特殊方法施工的井筒。

2. 斜井开拓：主井、副井均为斜井的开拓方式。

一般以一对斜井开拓井田。

适用于表土层较薄、水文地质条件简单、煤层赋存较浅的情况。

3. 平硐开拓：利用直通地面的水平巷道进入地下煤层的开拓方式。

主要用于运输矿产品的平硐称为主平硐。

4. 综合开拓：在复杂的地形、地质及开采技术条件下，采用单一的井筒形式开拓在技术上有困难、经济上也不合理，因此可以采用综合开拓。

井田开拓方式的选择应根据矿井的地质条件、技术条件和经济条件进行综合考虑。

在选择开拓方式时，应充分考虑矿井的生产能力、开采深度、煤层赋存条件、水文地质条件、瓦斯等级等因素。

同时，还应考虑施工难度、投资成本、安全可靠性和经济效益等因素。

在立井开拓中，主井和副井均采用立井方式开拓，适用于煤层埋藏较深、表土层较厚、水文地质条件较复杂，或需要采用特殊方法施工的井筒。

立井开拓具有适应性强、安全可靠度高等优点，但施工难度较大、投资成本较高。

在斜井开拓中，主井和副井均为斜井方式开拓，适用于表土层较薄、水文地质条件简单、煤层赋存较浅的情况。

斜井开拓具有施工难度较小、投资成本较低等优点，但斜井的通风和排水较为困难。

在平硐开拓中，利用直通地面的水平巷道进入地下煤层的开拓方式，主要用于运输矿产品的平硐称为主平硐。

平硐开拓具有通风和排水较为容易等优点，但施工难度较大、投资成本较高，且受到地形和地质条件的限制。

在综合开拓中，根据实际情况可以采用多种井筒形式进行开拓，以充分利用各种开拓方式的优点，降低工程难度和投资成本。

综合开拓具有较大的灵活性，但需要综合考虑各种因素进行合理规划。

总之，选择合理的井田开拓方式是矿井建设和生产的重要环节，需要根据实际情况进行综合考虑和评估。

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：134 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 1351-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。

第四章井田开拓第一节井田开拓方式的确定一、确定开拓方式的主要原则1、有完善的采、掘、运输、提升、通风、排水等生产环节。

2、生产系统尽可能简单、实用，生产工艺先进、合理。

3、井下巷道尽可能沿煤层布置，掘进速度快，费用低，并能进一步探明煤层的赋存情况。

4、近期与长远相结合，既要考虑眼前利益，又要兼顾长远规划。

二、确定开拓方式的基本内容1、确定井筒的形式、数目及其配置，合理选择井筒及工业场地的位置2、合理地确定开采水平数目和位置3、布置大巷及井底车场4、确定矿井开采程序，作好开采水平的接替5、进行矿井开拓延深，深部开拓及技术改造三、开拓方案的确定霍州矿物局李家昴煤矿位于吕梁山脉东麓，地势高低起伏，森林多覆盖于山峰之顶及山的阴坡。

总观全区中部低东西两侧高.煤矿位于洪洞县与蒲县的交界处，行政区划上跨山西省洪洞县左木乡、山头乡和蒲县乔家湾乡。

纵观全井田地势，工业广场选择较容易，根据实地勘查，考虑地形条件结合煤层赋存情况及交通运输情况，工业广场可选择于井田平面投影的中央和中央靠右的部位,靠近公路附近，本井田交通十分便利。

工业广场选择于公路附近，工业广场地面开阔，有足够的场地布置主、副井地面生产系统；目前已具备较好的供电条件，地面运输条件良好，供水距离较近，征地费用较便宜。

根据上述技术分析，工业广场选择于内各有优缺点，尚需结合井下开拓部署进一步经济比较来确定。

工业广场位于ck5和ck7号钻孔公路附近，该处煤层埋深约180m和182m左右，可供选择的井筒形式有斜井、立井。

方案一 :采用主、副斜井及集中回风斜井开拓方式。

主斜井的井口坐标为：X=4029327 ，Y=37534351，Z=1195.作为主提升井，采用料石砌碹支护方式。

主井筒内铺设胶带输送机，担负全矿井的煤炭提升任务，井筒方位角为72°，主井井筒倾角为18°，兼作进风井，同时布置所需综合管线，如皮带检修道和人行道等，并且主井内铺设台阶并安装扶手作为矿井的安全出口。

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。