煤矿开采的基本概念课件

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构造变动引起的变化特点：
原始结构破坏，出现层间揉皱和滑动镜面， 在构造复杂的地段煤呈碎粒状、鳞片状和粉 末状，煤的光泽变暗，灰分增高；煤层增厚 带和变薄带相间出现，并沿主要构造线呈狭 长条带分布；煤岩层出现不协调褶曲，有时 煤岩互相穿插，致使煤层呈各种不规则状态。
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(四) 煤层顶板和底板
顶板：赋存在煤层之上的临近岩层 底板：赋存在煤层之下的临近岩层
岩石 最坚固、致密的石英岩及玄武岩。其它最坚固的岩石 很坚固的花岗岩类：
花岗岩（致密的）及花岗岩类岩石；
坚固的石灰岩；不坚固的花岗岩；坚固的砂岩；
一般的砂岩；铁矿石 砂质页岩；泥质页岩 坚固的页岩：不坚固的砂岩及石灰岩；软的砾岩 各种（不坚固的）页岩；致密的泥灰岩 软的页岩；很软的石灰岩；石膏；冻土；无烟煤；
矿井生产能力，一般是指矿井的设计年产量，以万 T/a表示。我国把矿井划分为大、中、小三种类型， 称井型。
大型矿井：生产能力为120万T/a、150万T/a、 180万T/a、240万T/a、300万T/a、400万T/a、 500万T/a及以上的矿井，300万T/a及其以上的矿 井又称特大型矿井。
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每一个单独的弯曲称为褶曲
有2种基本形式: 向斜：岩层向下弯曲，核部是老岩层，两
翼是新岩层 背斜：岩层向上弯曲，核部是新岩层，两
翼是老岩层 褶曲要素（基本组成部分）： 核部、翼部、 轴面、 枢纽
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背斜
向斜
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（二）断层构造 岩层或煤层受力超过其强度极限发生变形
破坏的类型，可以分为两类：
断层（两侧岩块有显著位移）和节理（裂 隙）。
断层是影响矿井安全生产的最主要的地质构 造。 1、断层要素

注：阶段间采用下行开采顺序可以减少建井 初期工程量和资金投入，缩短建井工期，并且有 利于阶段内煤层保持稳定。
4、区段间开采顺序 与阶段间开采顺序相同，分为区段间下行开采 顺序和区段间上行开采顺序。 区段间采用下行开采顺序有利于区段内煤层保 持稳定，特别是在煤层倾角较大的情况下。 5、煤层间、厚煤层分层间及煤组间开采顺序
后退式开采：分带工作面向运输大巷方向推进的 开采顺序。 前进式开采：分带工作面背向运输大巷方向推进 的开采顺序。
注：前进式与后退式的主要区别是工作面生产期 间回采巷道是预先掘出来还是在推进过程中形成。
采区、盘区或带区内工作面开采顺序比较
开采顺序 优点 缺点 1、不能预先探明煤层的赋存 情况； 2、形成和维护回采巷道需要 专门的护巷技术，采煤和 形成回采巷道相互影响； 3、新风要先经过采空区内的 回采巷道进入工作面，容 易漏风。
矿井设计生产能力：设计中规定的矿井在单 位时间内采出的煤炭数量，以“Mt/a”表示。 矿井井型：根据矿井设计生产能力不同划分 的矿井类型。
矿井井型的划分 特大型矿井 大型矿井
设计生产能力（Mt/a） 3.0、4.0、5.0、6.0 及以上 1.2、1.5、1.8、2.4 0.45、0.6、0.9 0.3 及以下
1、煤层分类：
按煤层倾角分类
近水平煤层 缓倾斜煤层 <8° 8°~ 25 °
中倾斜煤层
急倾斜煤层 按煤层厚度分类 薄煤层 中厚煤层 厚煤层 按煤层稳定性分类 稳定煤层 不稳定煤层
25°~ 45 °
>45°
<1.3m 1.3m ~ 3.5m >3.5m
中等稳定煤层 极不稳定煤层
2、影响开采的因素
二、矿区开发 矿区：统一规划和开发的煤田或其中一部分。

1区段
Ⅰ 阶段
Ⅱ 阶段
Ⅲ 阶段
Ⅰ 阶段 Ⅱ 阶段
1区段 2区段
阶段划分为
3区段
采区，采区
划分为区段。
Ⅲ 阶段
适用于倾角＞
2021
12 °的煤层24
（二）阶段内的再划分
采区（district）与区段（district sublevel）
采区：把阶段或开采水平沿走向划分为具有 独立生产系统的开采块段。
J1
1
J2
J3
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J1 阶段 J2 阶段 J 3阶段
（二）阶段内的再划分
J1 阶段 J2 阶段 J3 阶段
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（二）阶段内的再划分 3、分段式划分
在阶段内不划分采区，沿倾向划分为若干平行走向的长条 带，每一个长条带称为分段，每一个分段布置一个工作面。
走向长壁工作面：工作面沿倾斜布置，沿走推进。
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倾斜巷道
斜井— 在地层中开凿的直通地面的倾斜巷道 主斜井：用于提升煤炭、通风、行人、排水。 副斜井：用于辅助运输、通风、行人、排水。 通风斜井：用于通风、行人、排水。
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倾斜巷道
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：位于开采水平以上的采区倾斜巷道。 下山：位于开采水平以下采区的倾斜巷道。
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水平巷道
平硐 — 在地层中开凿的直通地面的水 平巷道。
石门 —无直接地面出口，垂直或斜交 于煤层走向，在岩层中开掘的水平巷道
煤门 — 无直接地面出口，垂直或斜交
于煤层走向，在煤层中开掘的水平巷道
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水平巷道

三种工艺方式：
1、爆破采煤工艺方式（炮采工艺方式） 解放后至60年代初 2、普通机械化采煤工艺方式 60年代初至70年代中期 3、综合机械化采煤工艺方式 70年代中期以来
普通机械化采煤工艺
1.工作面的布置 （1）落煤、装煤——由滚筒采煤机来
完成。
（2）运输——由可弯曲的刮板输送机 运煤。
3）倾角：煤层面与水平面之间的夹角。
顶板：1）伪顶
2）直接顶（顶板管理的重点）
3）基本顶
底板：1）直接底
2）老底
按煤层的厚度分：
1）薄煤层，厚度＜1.3m 2）中厚煤层，厚度1.3m-3.5m 3)厚煤层，厚度＞3.5m 按煤层倾角分：
1）近水平煤层，倾角＜8° 2）缓倾斜煤层，倾角8°-25° 3）倾斜煤层，倾角25°-45° 4）急倾斜煤层，倾角＞45°
排矸系统 运煤系统 材料运输系统
一 、采煤方法及其分类 （一）基本概念
采煤方法：采煤工艺与回采巷道布置及其在时间 上、空间上的相互配合的总称。
采煤方法包括采煤系统和采煤工艺。 （二）采煤方法的分类 1.壁式体系采煤法 2.柱式体系采煤法
采煤工艺：采煤工作面各工序所用方法、设备 及其在时间上、空间上的相互配合。
（中间岩石新 两边岩石老）
背斜：等高线凸出方向是标高降低的方向。
（中间岩石老 两边岩石新）
断层要素： 1、 断层面 2、 断盘 3、 断层线 4、 断距 断层分类： 正断层：上盘相对下降，下盘相对上升。 逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降。 平移断层：断层两盘沿水平方向相对移动。
准备巷道：为一个采区会两个以上的回采 工作面服务的巷道，如采区上（下）山、 采区车场、采区煤仓、采区石门等。
回采巷道：为一个采煤工作面服务的巷道， 如区段上、下平巷和开切眼等。

地下开采技术是指通过在地下矿层进行挖掘，以获取煤炭资源的一种技术。该技术具有开采效率高、资源利用率高、对环境影响较小等优点，因此在煤炭工业中得到了广泛应用。
地下开采的工艺流程包括矿床开拓、采准、切割和回采四个阶段。其中，回采是核心阶段，采准和切割是为回采服务的准备阶段。
总结词
地下开采的工艺流程包括矿床开拓、采准、切割和回采四个阶段。矿床开拓是整个开采过程中的基础，目的是为了建立通往地下的运输通道。采准是在开拓的基础上，为回采工作准备好场地，安装设备，为回采提供必要的条件。切割是在采准的基础上，将矿体切割成适合回采的矿块或矿段。回采是整个工艺流程的核心阶段，通过回采可以获得煤炭资源。
安全培训教育
对从业人员进行安全生产培训教育，提高员工的安全意识和技能水平。
安全检查与隐患排查
定期进行安全检查和隐患排查，及时发现并处理存在的安全隐患。
应急救援预案
制定应急救援预案，配备相应的应急救援设备和人员，确保在发生事故时能够及时有效地进行救援。
地下开采技术
地下开采技术是指通过在地下矿层进行挖掘，以获取煤炭资源的一种技术。其特点包括开采效率高、资源利用率高、对环境影响较小等。
综采工艺
在极薄煤层中，采用爆破方式采煤，需要注意安全管理和顶板控制。
爆破采煤工艺
根据煤层厚度和地质条件，选择适合的采煤机，确保采煤效率和安全性。
采煤机选择
A
B
C
D
随着矿井深度增加，地温、地压、岩石力学等条件变得更加复杂，开采难度和危险性增加。
深部矿井面临的问题
采用强度高、耐久性好的支护材料和方法，确保巷道的稳定性和安全性。
总结词：地下开采的安全管理是保障作业人员生命安全和身体健康的重要措施，包括建立健全安全管理制度、加强安全培训和检查等方面。

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煤矿开采的基本概念
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。

61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿

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第一讲绪论煤矿开采学的基本概念
采区式
•走向长壁工作面：工作面沿倾斜布置，沿走向推进。
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第一讲绪论煤矿开采学的基本概念
2.分段式划分
• 在阶段范围内不再划分为采区，而是沿倾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，每个分段斜长布置一 个采煤工作面。
• 适用条件：分段式划分仅适用于地质构造条件简单、走向长度较 小的井田。
• 教学重点 井田内划分 矿山井巷名称 矿井主要生产系统
• 教学难点 井田内划分
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第一讲绪论煤矿开采学的基本概念
•一、煤田开发的基本概念
(一)煤田和矿区 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 布区称为煤田。
矿区：统一规划和开发的煤田或其一部分 称为矿区。
•回风巷
•开 切 眼
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•运输巷
第一讲绪论煤矿开采学的基本概念
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演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/12/5
第一讲绪论煤矿开采学的基本概念
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第一讲绪论煤矿开采学的基本概念
（二）我国煤碳工业的发展现状
•目前年产量已达19个亿，居世界首位。 •综采面：平均年产约100万吨，最高1000万吨，多
集中在山西和陕蒙交界的神府。 •普采面：平均年产约40万吨，最高90万吨。 •炮采面：平均年产约15万吨，最高50万吨 •出现了5.5m厚煤层一次采全高采煤法 6m以上厚煤层综采放顶煤采煤法。
水平巷道
阶段大巷：为一个开采水平或阶段服务 的水平巷道 阶段大巷： 阶段运输大巷

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注意几个重要概念
阶段：按照某一标高划分的长条形区域。阶段走向长和斜长 采区：阶段内划分的具有独立生产系统的更小单元，适合走向长壁开采。 区段：采区用于布置工作面的更小单元。 分带：阶段内布置倾斜长壁工作面的单元。 带区：共用一个煤仓的几个分带组成的单元。 开采水平：井筒落底标高，布置井底车场和大巷，担负阶段运输任务。 水平（ level
运输上下山
运料上下山 分带斜巷： 运输斜巷 运料斜巷
用于运煤
用于运料
按井巷作用和服务范围分：
1）开拓巷道（development roadway）：为全矿、一个水 平或若干采区服务的井巷。服务时间长。1030a或以上。 2）准备巷道（preparation roadway）：为一个采区服务的 巷道。在采区范围内，从掘好的开拓巷道至区段的通路。 T>35a。 3)回采巷道（gateway, entry）：为回采工作面生产直接服务 的巷道。T = 0.5-1.0a
采煤方法分类
按厚度分： 根据开采技术条件煤层按厚度分类： 地下开采 (m) 薄煤层 M<1.3 中厚煤层 1.3 ~ 3.5 厚煤层 M >3.5 薄及中厚煤层采煤法 厚煤层采煤法 分层开采 整层开采
露天开采(m) M< 3.5 3.5 ~ 10 M > 10
采煤方法分类
按采煤工艺分 ： 爆破采煤法 普通机械化采煤法 综合机械化采煤法

矿井生产能力 — 矿井设计生产能力，万t /a。即设计中规定矿井在单 矿井核定生产能力 — 矿井经过技术改造，核定后的生产能力，万t /a。 矿井实际生产能力(practical capacity) 井型 — 根据矿井设计生产能力不同，分为大、中、小三类。 生产能力（万t / a）

煤的化学成分与能量分析
分析煤的化学成分和能量含量，探讨如何评估煤的质量和利用价值。了解不同煤种的特性及其在能源领域的应 用。
煤的环境影响与治理
研究煤矿开采对环境的影响和相关治理措施。探索可持续性开采和清洁煤技 术，以减少对环境的负面影响。
《煤矿开采学》PPT课件
煤矿开采学PPT课件探索煤矿开采的全过程，包括煤的形成、采掘方法、选矿、 储存运输、环境影响与治理等内容，旨在让你更深入地了解这一领域的知识。
煤矿概述
煤矿概述带你认识煤矿开采的背景和行业重要性，包括煤炭资源分布、市场与发展趋势，以及煤炭行业的机遇 与挑战。
煤的形成与种类
探索煤的形成机制和不同种类，包括褐煤、烟煤和无烟煤等。了解它们的特点以及作为能源的潜力。
Байду номын сангаас
煤的采掘方法
介绍煤的采掘方法，从传统的露天采掘到地下开采技术的发展。探讨各种方 法的优缺点和适用条件。
煤的选矿与分选
了解煤的选矿与分选过程，包括物理和化学方法。探索如何提高煤质和提取 有价值的矿物。
煤的储存和运输
讨论煤的储存和运输方式，从煤场管理到铁路和水路运输。了解如何确保煤 炭高效且安全地送达目的地。

初始破坏区A：在
支承压力作用下， 煤壁前方较远处顶 煤由弹性变形进入 塑性变形，原生裂 隙扩展，顶煤初始 破坏。
A
BCD
8
k=
破坏发展区B：
A
受顶板回转作
用，煤壁前方
附近顶煤发生 破坏，裂隙扩
A
BCD
展，位移增大。
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裂隙发育区C：
支架反复支撑，
控顶区内的顶煤
形成发育的裂隙。
支架反复支撑， 形成交变应力，
第四、五章 单一长壁采煤 法
1、熟练画图 2、巷道名称 3、掘进顺序 4、生产系统
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2
10 6
A
9
7 13
11 8 9'
7' 1
5
4
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11 8'
9 3
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7'
8' 9'
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14 6
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2
1、普采或炮采区段平巷布置 1）区段回风平巷（轨巷）： （1）功用：轨道运输、回风、行人。
2 4
1 2'
(b)
（三）区段平巷单、双巷布置方式
1、双巷布置
上区段机巷与下区段风轨巷统一布 置，双巷同时一次掘出。
优点：
1）掘进通风容易；
2）安全好 — 进出掘进面有两个出 口，回采也多一个避灾出口；
3）可超前勘探煤层变化，利于为机 巷定向； 4）泄水方便； 5）易送物料到机巷（安装维修）； 6）为上、下采面及时接替创造条 件。
4
2
1 3 2'
(a)
2、综采工作面区段平巷布置
机巷要求：铺输送机 、设备列车 — 铺轨，断面大。 风巷要求：铺轨，以设备最大外廓尺寸定。 布置方案：

•富量煤田：面积大、储量丰富的煤田。 •煤 田 •限量煤田：面积小、储量少、由一个矿井开采。
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煤矿开采基本理论及概念
一、煤田开发的概念
（2）井田 划归一个矿井开采的那部分煤田，称为井田。
（3）矿区 统一规划和开发的煤田或其一部分，称为矿区。
•富量煤田划归一个矿区，如抚顺和平顶山矿区。
二、井田内的划分
• （2）带区式划分 在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独立生产系统的带区，
带区内又划分成为若干个倾斜分带，每个分带布置一个采煤工 作面。分带内采煤工作面沿煤层倾斜推进。
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•图 带区式划分 •①、②—分带
•J1，J2，J3—阶段； •F1，F2，F3，F4，F5，F6—带区；
1）井田的境界、储量及开采条件与矿井生产能田范围内煤层的走向长度、倾斜长度、倾斜 方向的水平投影宽度及井田面积。 3）充分利用自然条件划分井田
利用大断层、大褶曲、无煤带、河流、国家铁路、城镇等作为 井田边界。 4）直（折）线原则 在不受地质条件限制时，一般应以直线或折线作为井田边界
•1—垂直划分； •2—水平划分； •3—煤组划分； •4—以断层为界
•图2-2 人为划分井田境界
煤矿开采基本理论及概念
二、井田内的划分
• 1.井田划分为阶段和水平
阶段：是在井田范围内平行走向按一定标高划分的一部分井田 。 注：每个阶段都必须有独立的运输和通风系统。
开采水平：通常是指布置有井底车场和阶段运输大巷、并且承 担全阶段运输任务的水平，有时简称 为“水平”。或称运输水 平、回风水平等。注：水平用标高来表示。
• （2）水平巷道 巷道的长轴线与水平面近似平行的巷道称为水平巷道。 平硐：是地层中开凿的直通地面的水平巷道，作用类似于立井 ，有主平硐、副平硐、排水平硐和通风平硐等。 大巷与平巷：是地层中开凿的、不直通地面、其长轴方向与煤 层走向大致平行的水平巷道。常见平巷有运输大巷、回风大巷 、区段平巷、石门等。 石门与煤门：石门是岩层中开凿的、不直通地面、与煤层走向 垂直或斜交的岩石平巷。按服务范围有主石门、采区石门等。

前进式开采：工作面由背向采区运煤上山或背 向盘区主要运煤巷道方向推进的开 采顺序。
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带区 后退式开采：分带工作面向运输大巷方向推进的
开采顺序。 前进式开采：分带工作面背向运输大巷方向推进
的开采顺序。
注：前进式与后退式的主要区别是工作面生产期 间回采巷道是预先掘出来还是在推进过程中形成。
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采区、盘区或带区内工作面开采顺序比较
•47
4、区段间开采顺序 与阶段间开采顺序相同，分为区段间下行开采
顺序和区段间上行开采顺序。
区段间采用下行开采顺序有利于区段内煤层保 持稳定，特别是在煤层倾角较大的情况下。
5、煤层间、厚煤层分层间及煤组间开采顺序 煤层间、厚煤层分层间及煤组间先采标高高
的煤层、分层、或煤组，后采标高低的煤层分层 或煤组称为下行开采顺序，反之，则称为上行开 采顺序。
溜井：是一种专门用来由高到低溜放煤炭的暗 立井。其中高度不大、直径较小的溜井成为溜煤眼。
•27
2、水平巷道
水平巷道的长轴线与水平面近似平行，如平硐、 平巷和石门等。
平硐：是地层中开凿的直通地面的水平巷道， 作用类似于立井，有主平硐、副平硐、排水平硐和 通风平硐等。
平巷：是地层中开凿的、不直通地面、其长轴 方向与煤层走向大致平行的水平巷道。常见平巷有 运输大巷、回风大巷、区段平巷、石门等。
所需回采巷道需预先掘出，巷
后退式 2、生产期间采掘互不影响； 道维护工程量相对较大；
3、回采巷道维护容易；
需要时间准备工作面。
4、新风经过实体煤，漏风少。
•46
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。

1）、小型井：9、15、21、30（万t/a）； 2）、中型井：45、60、90（万t/a）； 3）、大型井：120、150、180、240（万t/a）； 4）、特大型井：300、400、500、600、800、
1000、1200、1500、2000、5000（万t/a）。而 1200、1500、2000、5000（万t/a）的矿井多数为 露天矿井。（转化成Mt/a）
（3）划分为分段
分段：当井田的走向长度比较短时，如达到4000m以下，并且沿走向没有沿倾斜方向的断 层，则沿倾斜方向每隔100m～350m，划分成可以进行开采的单元，每一个单元称为一个 分段；图1-8
3）、采区内的划分
划分为区段：在采区范围内，按一定标高，沿倾斜方向每隔一 定的距离，一般为100m～350m，将采区划分为沿走向的若干个 长条部分，每一个部分称为区段；图1-9。 2、近水平煤层的划分： 1）、划分为盘区 盘区：在近水平煤层中，不能划分为阶段，在大致是煤层的倾斜 方向上，在大约3000 m～4000m的范围内，在中部布置开采水平 大巷（可以有回风大巷），然后在大巷两侧沿大致走向方向，每 隔1000m～4000m，划分成具有相对独立生产系统的单元，每一 个单元称为盘区；（图1-10）（如果沿倾斜方向的距离大于5000 m，可以考虑布置两条大巷） 2）划分为条带：大巷两侧沿大致走向方向，根据地质条件和设备 水平等条件的不同，沿走向每隔100m～350m，划分成可以进行 开采的单元，每一个单元称为条带；（图1-6）
同非近水平煤层的情况一样，每一个分段布置一个工作面，沿走向从井 田的一侧向另一侧推进、采煤，直到井田边界。（图1-13）
4）、盘区内的划分
划分为区段：在盘区范围内，沿大致倾斜方向每隔一定的距离，一般为 150m～350m，将采区划分为沿走向的若干个长条部分，每一个部分称 为区段；（同采区的情况图1-9）