开采水平的确定

煤矿开采水平的设置与阶段的划分作者：宋保军来源：《新西部下半月》2009年第02期【摘要】煤矿开采时，合理的水平高度应以合理的阶段斜长和是否采用上、下山开采为前提，并能使开采水平有足够的储量和服务年限，矿井开采才会有良好的技术经济效果。

【关键词】阶段；开采水平；水平高度开采水平是井田再划分中的一个重要概念。

在井田范围内，沿煤层倾斜方向按一定标高将井田划分成若干长条，每一长条叫阶段。

阶段垂高是指阶段上、下边界之间的垂直高度，等于阶段上、下界面标高之差。

为了逐段开采，需要在阶段的某个水平分界面布置回风大巷或运输大巷等主要开拓巷道，那么布置有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和提升任务的水平就叫开采水平，简称水平。

矿井开采水平常以其所在的水平标高或自上而下的顺序命名。

矿井开拓巷道的布置就是在开采水平划分的基础上，确定主、副井、风井和阶段运输大巷、阶段回风大巷的位置及井底车场形式，以形成完整的矿井开拓系统。

一、开采水平的设置当井田内煤层赋存条件和井田尺寸一定时，开采水平的数目取决于阶段数目和是否采用上下山开采。

首先，确定是否采用上、下山开采。

这需要先搞清能否采用下山开采。

由于下山开采存在上向运输、排水，下向通风、掘进等困难，所以只有当煤层倾角较小（多为16度以下）、瓦斯含量低、涌水量小时，才考虑采用下山开采。

其次，阶段数目决定于阶段垂高。

而阶段垂高又决定于煤层赋存条件、地质条件、开采技术条件。

一般井田斜长不大，煤层倾角较小，可将井田划分为两个阶段，布置一个开采水平，采用上下山开采，即单水平开拓；而当井田斜长较大，或煤层倾角较陡（多为16度以上），井田将划分多个阶段，设置两个或多个水平，即多水平开拓。

所以，开采水平的设置，要充分考虑各种因素影响并按国家有关政策和规定进行。

二、水平高度的确定水平高度是指开采水平上下分界面间的垂直距离。

一般一个开采水平只采一个上山阶段时，水平高度就是阶段垂高。

太原理工大学采矿1204采矿学复习要点名词解释。

1.石门：与地面不直接相通的水平巷道，其长轴线与煤层直交或斜角的岩石平巷。

2.开采水平：通常将设有井底车场，阶段运输大巷并且担负全部阶段运输任务的水平称之为开采水平。

3.阶段：在井田范围内，沿着煤层的走向，按一定的标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每一个部分长条称之为阶段。

4.开拓巷道：一般来说，为全矿井，一个水平或若干采区服务的巷道.。

5.准备方式：准备巷道的布置方式称为准备方式。

6.回采巷道：仅为采煤工作面服务的巷道，延煤层倾斜线或者伪斜线开掘的斜巷。

7.矿井工业储量：指在井田范围内，经过地质勘探煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质构造清晰，可列入平衡表内的储量。

8.矿井可采储量：是矿井设计的可以采出的储量，Z=(Zc-P)C。

9.运输大巷：沿煤层走向布置的担负水平运输任务的水平巷道。

10.辅助水平：设有阶段大巷，担负阶段运输、通风、排水等任务，但不设井底车场，大巷运出的煤要运达开采水平。

11.倾斜长壁采煤法：沿煤层走向布置工作面，沿煤层倾向推进的采煤法。

12.下山：服务于一个采(盘)区的开采其开采水平以下的煤层的倾斜巷道。

13.放顶煤采煤法：在厚煤层底部布置一个ruhe2-3m的长壁工作面，采用常规方法回采，并利用矿山压力作用或人工松动的方法，使指甲上放的顶煤破碎后由支架后方或上方放出，并由刮板输送机运出工作面。

14.采煤工艺：在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。

15.采区采出率：指工业储量中，设计或实际采出的那一部分储量，约占工业储量的百分比。

16.矿井生产能力：指矿井的设计生产能力，以万t/a或Mt/a表示。

17.盘区：开采近水平煤层时的一种采区巷道布置方式，通常依煤层延展方向布置大巷，在大巷两侧划分成若干块段，划分为具有独立生产系统的块段，称盘区或带区。

18.大采高综采：缓倾斜厚煤层采用机械化一次采全厚的单一长壁采煤法。

63科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I N FORM TI ON 2008NO .10SC I EN CE &TECH NO LOG Y I N FOR M A TI O N 工程技术根据矿井井田斜长(垂高)的大小、开采煤层的多少和煤层倾角的大小,井田内可设1个或几个开采水平。

开采水平的划分与井田内阶段的划分有密切联系,井田内划分阶段的多少主要取决于井田斜长和阶段尺寸大小。

阶段倾斜方向尺寸大小以阶段垂高或斜长表示。

阶段上下边界的标高一经确定,阶段垂高即为定值。

然而,阶段斜长却因煤层倾角的不同而变化。

同一个井田的两翼,甚至相邻的采区,因倾角不同而阶段斜长也不等。

开采水平的尺寸以水平垂高(或称水平高度)表示。

水平垂高是指该水平开采范围的垂高。

若一个开采水平只开采一个上山阶段,阶段的垂高就是水平的垂高。

若一个水平开采上下山各一个阶段,水平垂高就应是这两个阶段的总垂高。

对开采近水平煤层的矿井,井田内煤层的斜长可能很大,但其垂高并不大。

如开采煤层不多、上下可采煤层的间距不大,可以采用单水平开拓。

如开采煤层数目较多,上下可采煤层的间距较大,就要划分煤组,各煤组分别设置开采水平,实行多水平开拓。

此时,水平垂高与煤层的斜长没有直接关系。

1确定合理的水平垂高合理的开采水平垂高应以合理的阶段垂高(斜长)为前提,并使开采水平有合理的服务年限,有利于矿井水平和采区的接替,还要有较好的技术经济效果。

1.1合理的水平垂高应满足具有合理的阶段斜长阶段划分为采区是普遍应用的一种准备方式。

由于阶段内沿倾斜可布置几个区段,因此必须考虑以下因素对阶段斜长的影响。

对缓倾斜和倾斜煤层,上山用输送机或溜槽运煤时,上山斜长(即阶段斜长)一般不因运煤而受限制。

对急倾斜煤层,过高的溜煤眼在掘进和维护上都比较困难,并且大高度溜煤眼容易冲毁支护,造成堵眼事故,还会使煤破碎,故溜煤眼的高度一般不宜超过70m ～100m 。

五、露天开采境界的确定方法（一）确定露天矿最小底宽露天矿最小底宽应满足采装运输设备的要求。

目前我国绝大多数矿山以自卸汽车运输为主，故只介绍汽车运输最小底宽的计算。

若采用折反式调车，则：Bmin＝Rcmin＋0.5bc＋2e＋0.5 lc （1－18）式中Rcmin——汽车最小转变半径；米；Bc——汽车宽度，米；e——汽车距边坡的安全距离，米；lc——汽车长度，米。

若采用回返式调车，则：Bmin＝2（Rcmin＋0.5bc＋e）（1－19）在确定开采境界时，若矿体厚度小于最小底宽，底平面按最小底宽绘制；若矿体厚度大于最小底宽不多，则以矿体厚度为最低水平底宽；若矿体宽度远大于最小底宽，露天矿底的位置主要以境界内可采矿量尽量大而剥岩量最小确定之。

（二）选取露天矿边坡角最终边坡角的选取，对剥岩量影响很大。

在保证边坡稳定的前提下，边坡角的选取一般按类似已进行开采矿山实用的边坡角选取。

类比法边坡角的选取应满足安全条件和技术条件的最小边坡角值。

（三）确定露天开采深度1、长露天矿开采深度的确定露天矿走向长度大时，首先在各地质横断面图上初定开采深度，然后再用纵断面图调整露天矿底部标高。

（1）在各地质横断面图上初步确定露天开采深度。

首先，在横剖面图上作出若干个深度的开采境界方案（图1－11）。

依据前面选定的最小底宽和边坡角，绘制开采境界图。

其次，针对各开采深度方案，用面积比法或线段比法计算其境界剥采比。

最后将各方案的境界剥采比与开采深度绘成关系曲线，与经济合理剥采比的水平线的交点深度，就是所要求的开采深度。

图1－11 长露天矿开采深度的确定图1－12 厚矿体的无剥离开采H1－最初确定的开采深度；H2－无剥离开采的深度H3－最终的露天开采深度至此，完成了一个地质横断面图上露天开采理论深度的确定。

按同样的方法，可将露天矿床范围内所有横断面图上的理论深度都确定下来。

应当指出，在确定厚矿体的开采深度时，鉴于露天矿底的位置不易确定，有时按矿体厚度而不是最小底宽作图（图1－12 ），然后继续向下无剥岩采矿，直至最小底宽为止。

开采水平划分及阶段垂高的确定研究[摘要]在井田范围和矿井生产能力确定之后，必须考虑合理地进行开采水平划分与确定开采水平（阶段）垂高，建立开采水平。

阶段（水平）垂高即一个阶段（水平）服务范围的上部边界与下部边界的标高差。

当矿井开采为单一上山阶段时，水平高度即为阶段高度；当矿井开采为上、下山开采时，水平高度为上、下阶段高度之和。

合理的开采水平垂高应以合理的阶段垂高（倾斜长度）为前提，并使开采水平有合理的服务年限，有利于实现采掘机械化，还要有较好的技术经济效果。

[关键词]开采、阶段垂高、研究中图分类号：td822 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）13-0058-01（一）阶夏垂高的确定阶段垂高对矿井生产和技术经济效果有很重要的影响。

阶段垂高过大，不仅使开拓投资及运输提升费用增加，延长建井工期，而且给采区上、下山运输和上下人员带来很大困难；阶段垂高过小，则使储量减少，服务年限缩短，造成水平接续紧张，且矿井阶段总数增加，基建开拓工程量增大。

因此，应根据地质条件和技术装备水平，通过技术经济条件的分析比较，合理确定阶段垂高。

合理确定阶段垂高，主要考虑以下要素：1.开采水平服务年限每个开采水平必须有合理的服务年限，才能充分发挥水平运输大巷、井底车场及其各种生产设施的作用，提高经济效益。

从有利于矿井均衡生产和水平接替来看，开拓延深一个新水平，一般需要3～5a，加上上、下水平生产过渡时间，一般需要5～8a甚至更长。

为避免水平接替紧张，必须有足够的可采储量以保证水平有合理的服务年限。

2.采、掘、运机械化程度采区上山的运输方式和运输设备的能力与阶段垂高有很大关系。

阶段垂高越大，采区上山长度也增大。

如果采用带式输送机运输，一部带式输送机即可满足上山长度较大的要求；如采用刮板输送机运输，采区斜长大，串联的输送机数目多，运输事故频次也要增加，影响采区正常生产；辅助运输一般采用绞车提升，采区上山则不宜过长，如采区斜长过大，就需要采用多段提升，这样会造成运输环节多，运输系统复杂，运输事故多，不利于采区正常生产。

第一章1.煤田:在地质历史发展过程中，同一地质时期形成并大致连续发育的含煤岩系分布区称煤田。

2.矿区;统一规划和开发的煤田或其一部分。

3.井田:划给一个矿井（露天矿开采的那一部分煤田称井田或矿田。

4.矿田的范围:指井田沿煤层走向的长度和倾向的水平投影宽度。

6矿山井巷可分为:直立、水平、倾向巷道。

7.直立巷道有:立井、暗立井、溜井。

水平巷道:平硐、大巷、平巷、石门。

倾向巷道:斜井、暗斜井、上、下山斜巷。

8.一个阶段:是在煤田范围内，沿着煤层的倾向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每个长条部分称为一个阶段。

9.阶段内再划分:采区、分段、带区式。

10..开采水平:通常将设有井底车场、阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的水平，称为“开采水平”，简称“水平”。

阶段与水平的区别:阶段表示井田的一部分,水平是指布置大巷的某一高标水平面。

广义的水平不仅表示一个水平面,同时也是指一个范围，即包括所服务的相应阶段。

11.矿井主要生产系统:运煤、通风、运料排砰、排水系统。

第二章1.采煤方法: 采煤系统与采煤工艺的综合及其在时空的配合。

2.采煤系统:掘进、回采在时空上的配合。

3.采煤工艺:各种工序在时空上的配合。

4.回采工作面:在采场内进行的煤壁。

回采工作:在采场内,为采煤所进行的破、装、运、支助等工作。

采场:用来直接采取大量煤炭的场所。

5.分层采煤法:倾斜、水平、斜切分层。

第三章1.长壁采煤工作面的采煤工艺:炮采、普采、综采。

炮采:爆破采煤工艺。

普采：普通机械化采煤工艺。

综采:综合机械化采煤工艺。

2.爆破采煤工艺包括:打眼、放炮落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、人工支护和回柱放顶等主要工序。

3.爆破落煤:由打眼、装药、填炮泥、联线及放炮等工序组成。

要求保证规定进度,工作面平直，不留顶煤和底煤，不破坏顶板，和不崩倒支柱和不崩翻工作面输送机, 尽量降低炸药和雷管的消耗。

4.炮眼布置有:单排眼、双排眼、三排眼。

（二）水平划分及标高确定根据已确定的开拓方式、井田内煤层赋存条件及开采技术条件，根据《煤炭工业矿井设计规范》关于煤层水平段高和服务年限的要求，设计对+1950m水平以下煤层开采水平标高提出以下两个方案比选：方案一：划分为两个水平，采用上山开采方式，水平标高分别定为+1700m 和+1500m。

方案二：划分为一个水平，采用上、下山开采的方式，水平标高为+1750m。

根据勘探报告，通过对矿井个各水平涌水量进行预计，本矿井涌水量比较大，采用下山开采排水存在一定的难度，目前井下排水巷布置在+1950m水平的6号煤层，此巷道通往1930平硐排水巷，大巷向1930平硐排水巷设有3‰的下坡。

故+1950m以下的水平划分采用方案一。

因此，矿井改扩建后全矿井划分为三个水平开采，一水平：+1950m水平以上；二水平：+1950m～+1700m；三水平：+1700m～+1500m。

根据前述计算，井田内可供设计开采的煤层上部水平标高为+2000m～+2300m（+2300m水平主要分布在井田17勘探线以西），开采下限标高为+1500m。

故+1950m一水平阶段垂高约为50m～350m，+1500m二水平阶段垂高为250m，+1300m三水平阶段垂高为200m。

（三）大巷布置根据矿井开拓布署，西部采区与矿井各开采水平井底车场之间设集中运输大巷，根据煤层赋存条件，结合矿井开拓现状，井下+1950m水平主要运输大巷采用分煤层布置的方式，轨道运输大巷沿6号煤层布置，带式输送机运输大巷沿5号煤层布置，这两条大巷均为已有巷道，目前断面支护良好，主要为二采区服务。

考虑到本矿井各煤层（除1号煤层）在未取得煤与瓦斯突出危险性鉴定结论的情况下均按突出煤层设计和管理，因此+1700m水平、+1500m水平大巷主要运输大巷均布置在煤层底板岩石中。

根据运量、运距及大巷服务年限，设计井下大巷主运输采用带式输送机运输，辅助运输考虑到运输量小，并结合矿井现状，采用投资少，灵活方便的电机车牵引矿车的运输方式。

采区水平分类
根据水平分类的定义，采区的水平分类可以根据以下几个因素进行划分：
1. 地质条件：可以根据不同地质特征将采区划分为不同的水平分类。

例如，岩石类型、岩层的倾向和倾角、断层、褶皱等地质特征可以影响采区的开采难度和方法，因此可以将采区划分为不同的水平分类。

2. 开采方法：采矿的方法和工艺也是采区水平分类的一个重要因素。

不同的采矿方法，如露天采矿、地下采矿、巷道开采等，对采区的水平分类有不同的要求。

一般而言，露天采矿适用于地表露头矿床，地下开采适用于地下矿床，巷道开采适用于纵向延伸的矿床。

3. 开采规模：采区的开采规模也可以影响水平分类。

如果采区规模较小，开采机械设备和技术要求可能相对简单，属于较低水平分类。

而大规模采区可能需要更复杂的机械设备和技术要求，属于较高水平分类。

4. 采矿技术发展水平：随着采矿技术的不断发展，新的技术和方法可以改变采区的水平分类。

例如，随着成像技术和无人机技术的进步，采区的勘查和采矿可以更精准和高效，因此可能被划分为较高水平分类。

总的来说，采区水平分类是根据地质条件、开采方法、开采规
模和采矿技术发展水平等因素来划分的，旨在确定采矿过程中的难度和要求，以指导采矿活动的进行。

煤矿开采水平的设置与阶段的划分摘要：社会的进一步发展，促使当下居民对于能源的应用数量进一步增加，为了保证能源正常应用，需要提升煤矿开采技能，只有这样才能保证开采人员安全，提升开采效率。

基于此，本文立足于煤矿开采角度，分析了开采水平设置以及阶段划分的方法，希望以下内容的论述可以促进我国煤炭开采施工更加安全、高效。

关键词：开采水平；水平高度；水平阶段引言：对于煤炭开采工作而言，开采水平是一个重要的界定标准，在煤矿井田内部按照煤层方向逐一划分的条形区域为开采阶段，这些阶段将会在后续开采过程中，发挥重要指导作用。

但是就目前煤矿开采工作而言，水平与阶段的划分仍然存在很多问题。

因此，对煤矿开采水平的设置与阶段划分研究有着鲜明现实意义。

1开采水平的设置在实际开采过程中，需要对煤矿矿洞内所具有的煤层信息进行分析，因为煤层不同类型的赋存条件将会直接影响到煤炭开采水平设置。

例如，煤层所具有的赋存条件与煤矿井田的实际尺寸一定时，那么开采水平设置的数目应该由煤层内部阶段数目决定，并且开采形式也会对其产生部分影响。

因此，对于开采水平高度的确定，应该从以下几个方面进行考虑：一方面，应该确定煤矿开采方式是否为上山开采或者是下山开采。

该内容的确定应该结合实际进行分析，例如在确定开采过程中是否会应用到下山开采的方法时，需要对施工过程以及地质环境进行分析，因为下山开采方法应用时，会遇到排水、通风等问题，这就要求矿洞中煤层的倾角应该偏小，实际角度区间应该控制在“小于等于16°”范围内，并且矿洞内部的氧气含量较高，涌水量小应用此类开采方法。

另一方面，煤炭开采内部的阶段规定数量，将会受到垂直高度的限制，并且垂直高度还会对煤层赋存条件以及煤矿地理环境等内容产生决定性影响。

通常情况下，如果煤矿井田所具有的倾斜斜长很小，并且煤层实际倾角度数较小时，可以将该类型的井田阶段数目规定为“2”，开采水平规定为“1”，开采方法选择“上下山”形式，也就是常用的单水平开拓方法。

开采水平是井田再划分中的一个重要概念。

在井田范围内，沿煤层倾斜方向按一定标高将井田划分成若干长条，每一长条叫阶段。

阶段垂高是指阶段上、下边界之间的垂直高度，等于阶段上、下界面标高之差。

为了逐段开采，需要在阶段的某个水平分界面布置回风大巷或运输大巷等主要开拓巷道，那么布置有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和提升任务的水平就叫开采水平，简称水平。

矿井开采水平常以其所在的水平标高或自上而下的顺序命名。

矿井开拓巷道的布置就是在开采水平划分的基础上，确定主、副井、风井和阶段运输大巷、阶段回风大巷的位置及井底车场形式，以形成完整的矿井开拓系统。

一、开采水平的设置当井田内煤层赋存条件和井田尺寸一定时，开采水平的数目取决于阶段数目和是否采用上下山开采。

首先，确定是否采用上、下山开采。

这需要先搞清能否采用下山开采。

由于下山开采存在上向运输、排水，下向通风、掘进等困难，所以只有当煤层倾角较小（多为16度以下）、瓦斯含量低、涌水量小时，才考虑采用下山开采。

其次，阶段数目决定于阶段垂高。

而阶段垂高又决定于煤层赋存条件、地质条件、开采技术条件。

一般井田斜长不大，煤层倾角较小，可将井田划分为两个阶段，布置一个开采水平，采用上下山开采，即单水平开拓；而当井田斜长较大，或煤层倾角较陡（多为16度以上），井田将划分多个阶段，设置两个或多个水平，即多水平开拓。

所以，开采水平的设置，要充分考虑各种因素影响并按国家有关政策和规定进行。

二、水平高度的确定水平高度是指开采水平上下分界面间的垂直距离。

一般一个开采水平只采一个上山阶段时，水平高度就是阶段垂高。

一个水平服务上下山两个阶段开采时，水平高度就是上下山两个阶段的垂高之和。

水平高度的大小，由阶段垂高的大小和是否采用上、下山开采来决定。

合理的阶段垂高首先要考虑地质条件，其次要以合理的阶段斜长为前提，同时使开采水平有足够的储量和合理的服务年限，并获得良好的经济技术效果。

1、地质条件合理的阶段划分应首先保证开采技术上的简单和较高的资源开采率，所以要尽可能利用大断层、褶曲、煤层倾角变化的地方作为划分阶段的界限，确定阶段的垂高，从而确定水平高度。