矿井开拓与准备培训讲义.doc

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膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂螆羅莆螁螅膈膈蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄袁袄蒀薀袀羆芃蒆衿肈葿莂衿芁节螀袈羀膄蚆袇肃莀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿羃膂腿蒅羂羁莅蒁羁肄芈蝿羀膆蒃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇蚅肀芄莃蚄膂蒀蚂蚃袂节蚈蚂肄薈薄蚁膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿荿蚅虿肁膂薁螈膃莇蒇螇袃膀莂 矿井开拓与准备培训讲义整理：李元宝二OO九年二月目录第一章 基本概念1第二章 地质知识概述2第一节 煤层赋存2第二节 煤系4第三节 地质构造7第四节 影响煤矿生产的地质因素1第三章 井田开拓方式1每一节 斜井开拓：主、副井均为斜井的开拓方式，称斜井开拓。（风井不限）1每二节 平硐开拓：主、副井均为平硐的开拓方式，称平硐开拓。（风井不限）4每三节 立井开拓：主、副井均为立井的开拓方式。6每四节 综合开拓：矿井主、副井分别采用立井、暗立井、斜井、暗斜井、平硐等任何两种以上井硐形式开拓井田的方式。（风井不限）8第四章 井田开拓的基本问题9第五章 缓斜、倾斜煤层走向长壁采煤系统47典型矿井生产系统（插播动画）第一章 基本概念1、煤田：在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带。2、矿区和矿区开发：开发煤田形成的社会组合。称为矿区 对煤田划分的矿区，根据规划有计划的建井进行开发生产过程，称矿区开发。3、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。4、开采水平：沿煤层走向某一标高布置运输大巷或总回风巷的水平面。广义的水平布置大巷的某一标高的水平面，既包括一个水平，又包括所服务的阶段。5、阶段：开采水平范围内沿一定标高划分的一部分井田。区段（分阶段、小阶段） 在阶段内沿倾斜方向划分的开采块段。6、井巷（巷道）：进行采掘工作在煤层或岩层内所开凿的一切空硐。按其所处的空间位置和形状分：垂直巷道、水平巷道和倾斜巷道。为全矿井和一个以上采区服务的巷道为开拓巷道，为一个采区服务的巷道为准备巷道，为采区内回采工作面服务的巷道为回采巷道。7、主要风巷：总进风巷、总回风巷、主要进风巷和主要回风巷的总称。8、进风巷：进风风流所经过的巷道。为全矿井或矿井一翼进风用的叫总进风巷；为几个采区进风用的叫主要进风巷；为1个采区进风用的叫采区进风巷，为1个工作面进风用的叫工作面进风巷。9、回风巷 回风风流所经过的巷道。为全矿井或矿井一翼回风用的叫总回风巷；为几个采区回风用的叫主要回风巷；为1个采区回风用的叫采区回风巷；为1个工作面回风用的叫工作面回风巷。10、专用回风巷：在采区巷道中，专门用于回风，不得用于运料、安设电气设备的巷道。在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出区，专用回风巷内还不得行人。11、立井 ：垂直巷道在地层中开凿的直通地面的垂直巷道。12、暗立井：无直通地面出口的垂直巷道。13、平硐：在地层中开凿的直通地面的水平巷道主平硐、副平硐。14、石门：无直通地面出口，垂直或斜交于煤层走向，在岩层中开掘的水平巷道。15、平巷：无直通地面出口，沿煤层走向开掘的水平巷道。1）、水平大巷：为一个开采水平服务的水平巷道（水平运输巷道和水平回风巷道）2）、阶段大巷：为一阶段服务的运输大巷和回风大巷。3）、回采平巷为一回采工作面服务的水平巷道，回采工作面运输巷简称顺槽、回采工作面回风巷简称风巷。16、斜井：从地表开凿的直通地下开采水平的倾斜巷道。17、上山：在运输大巷向上，沿煤岩层开凿，为1个采区服务的倾斜巷道。按用途和装备分为：输送机上山、轨道上山、通风上山和人行上山等。18、下山：在运输大巷向下，沿煤岩层开凿，为1个采区服务的倾斜巷道。按用途和装备分为：输送机下山、轨道下山、通风下山和人行下山等。第二章 地质知识概述第一节 煤层赋存一、 煤的形成煤的形成可划分两个阶段：（一）成煤的第一节阶段：植物遗体在地表湖沼或海湾环境中，经历复杂的生物化学变化形成泥炭或腐泥。腐泥的形成： 在腐泥形成过程中，若矿物质较多，可形成油页岩的前身。腐泥若经受进一步的地质作用而形成的煤腐泥煤。泥炭的形成： 由泥炭经过进一步的地质作用而形成的煤腐植煤。 在一些湖、沼过渡环境，由高、低等植物形成的混合型的煤腐植腐泥煤。（二）成煤的第二阶段1、褐煤的形成：2、烟煤的形成：(三)、成煤的必要条件 形成具有开采价值的煤层必须具备下列四个条件：1、植物条件：2、气候条件：潮湿、温暖的气候对成煤最有利。3、自然地理条件：形成分布面积较广的煤层，必须有适于发生大面积沼泽化的自然地理条件。4、地壳运动条件：1）、泥炭层的聚积，要求地壳发生缓慢下降，下降速度=植物遗体聚积速度。2）、泥炭层的保存并转变成煤层，要求地壳大幅度的沉降。3）、为了使同一地区形成较多的煤层，要求地壳在总的下降过程中发生多次的升降或间歇性的下降。第二节 煤系由煤的形成可知，煤系是一套含有煤层的沉积岩系。又称含煤岩系、含煤地层、含煤建造。一、煤系的特点： 1、岩性主要为灰、灰绿及灰黑色的沉积岩组成。 2、煤系中沉积岩岩性主要上砾岩、各种粒度的砂岩、粉砂岩、泥岩和煤组成，石灰岩也比较常见，砂岩中以石英砂岩和长石砂岩为主。 3、不同时代、不同地区的含煤岩系，其岩系组合相差很大。 4、煤系的名称：（1）采用形成时代命名：华北C、P纪煤系；（2）用煤系发育良好、研究较早的地区命名。因此同一时代形成的煤系在不同地区，常有不同的地区性名称。二、含煤岩系的组成（一）煤层1、煤层的结构（1）简单结构的煤层：煤层中不含夹矸，但可能夹有一些小的矿物质透镜体或结核。（2）复杂结构的煤层：煤层中含有稳定的夹石层。2、煤层的厚度（1）简单结构的煤层煤层顶底板之间的垂距。（2）复杂结构的煤层1）总厚度：煤层顶底间的距离。2）有益厚度：顶、底板之间，各煤分层厚度的总和。3）可采厚度：目前经济技术条件下可以开采的煤层厚度。（二）、煤层的分类（1）煤层按倾角分类煤层 露采 地采近水平煤层 5 45 45 (2)煤层按厚度分类煤层 露采 地采薄煤层 3.5m 10m 3.5m（三）煤层中的顶、底板4、煤层顶地板岩性：1）顶板岩性：根据顶板岩层变形和垮塌的难易程度，可将顶板划分为：（1）伪顶：（2）直接顶:（3）老顶：2）底板岩石：（1）直接底：位于煤层之下直接与煤层接触的岩石。（2）老底：位于直接底以下的一套地层。第三节 地质构造地质构造：指构成地壳的岩层或岩体在外力作用下所发生的变形与变位。1、 岩层的产状1）、岩层：两个平行或近于平行的界面所限制的层状岩石。某一地质历史时期形成的岩层地层。岩层顶、底界面之间的距离岩层的厚度。 1.夹层 2.变薄 3.尖灭 4.透镜体 岩 层 厚 度 的 变 化2）、岩层产状：岩层在地壳中的产出状态。产状的三要素（1）走向：（2）倾向：（3）倾角： 岩层产状三要素2、 褶皱构造岩层在外力作用下发生各种各样的变形，但仍保持岩层的连续性和完整性。这种构造形态叫褶皱构造。褶皱构造中的一个弯曲褶曲。 向上弯曲背斜，向下弯曲向斜。3、 断裂构造地壳中的岩石在地应力作用下，失去其连续性和完整性，这种构造称为断裂构造。节理：断裂面两侧岩块没有明显的位移。断层：断裂面两侧岩块有明显的位移。 断层要素：1）、断层面：矿区常见的断层面：1)规整的断层面；2)破碎的断层带；3)密集的小错动。断层面的产状用走向、倾向及倾角表示。2）、断层线：既断层面与地面的交线。 地形平坦时，断层线接近断层的走向线，断层线的变化规律与地层界线一样，遵循“V”字形法则。3）、断盘：被断层面所分割的由岩体或岩层所组成的地块。 （1）上盘：断层面倾斜时，位于断层面以上的地块。 （2）下盘：断层面倾斜时，位于断层面以下的地块。4）、交面线：岩层层面与断层面的交线。 （1）上盘交面线：上盘岩层层面与断层面的交线。 （2）下盘交面线：下盘岩层层面与断层面的交线。5）、断层两盘相对错开的距离断距 。 断距与断层的延伸长度、切割深度共同表示断层规模的大小。在煤矿生产中断距表明了煤层被错开后相隔的距离，因此，断距是开采矿产不可缺少的资料。6）、落差： 横切或斜切断层的剖面内，上、下盘同一岩层界线与断层各有一个交点，两个交点的高程差，叫落差（H），两个交点的水平距离平错（L），两点沿断层面的距离倾斜间隔。一般把断层倾向剖面内的落差值叫落差，其它剖面内的落差值叫视落差。7）、正断层：上盘相对下降，下盘相对上升。8）逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降。9）平移断层：两盘沿断层面走向相对水平位移。 若上盘相对逆倾向斜冲逆平移断层。 若上盘相对顺倾向斜滑正平移断层。4、11第四节 影响煤矿生产的地质因素一、煤层厚度 煤层是泥炭层经煤化作用转化形成的 ，大都呈层状或是似层状。 煤厚变化的原因很多，归纳起来可划分为两类：1、原生变化：整个含煤岩系最终形成之前，由某些地质因素引起的煤层的厚度变化。1）地壳不均衡沉降不均衡沉降 沼泽基底不平 湖泊淤浅再度聚积泥炭，形成分叉 。原湖泊区再度加速沉降继续堆积泥砂。地壳不均衡沉降形成煤层分叉的形式：（1）马尾状散射束；（2）超覆式；（3）退覆式；（4）聚煤面积不断扩大的分叉类型；（5）聚煤面积不断扩大的分叉类型。泥炭沼泽基底不平引起的煤层厚度变化特点：（1）底板起伏不平，而顶板与煤层的接触面是平面。（2）煤层变博的方向是底板突起的方向，煤层厚度是渐变的。（3）煤分层或夹矸被基底隆起地段隔开而呈现不连续。3）同生冲蚀： 在煤层形成过程中，即未形成煤层顶板以前，因地壳上升，河流在含煤地段发育，泥炭被冲蚀同生冲蚀。2、次生变化： 含煤岩系形成以后，由于地壳运动、岩浆活动、侵蚀冲刷等引起煤层厚度发生变化。1）次生冲蚀：形成煤层和顶板以后，由于地壳上升，煤和顶板遭受冲刷。 煤系内的后生冲蚀 煤系形成后的后生冲蚀2）构造挤压：（1）受褶皱影响：（2）受断层影响： 褶皱引起煤厚变化 断层引起煤厚变化 岩浆侵入引起 岩溶塌陷引起影响煤矿生产的地质因素还有：地质构造、岩浆侵入煤层、岩溶塌陷、矿井瓦斯、地温与矿山压力第三章 井田开拓方式矿井开拓方式及分类：每一节 斜井开拓：主、副井均为斜井的开拓方式，称斜井开拓。（风井不限）A、片盘斜井开拓（斜井多水平分段式开拓），相当于一个下山采区片盘斜井开拓是最简单的开拓方式。典型的片盘斜井如下图所示,其井下部分有一个下山采区。井田沿煤层倾向按标高划分为若干个分段,每段相当于采区的一个区段, 倾斜长度适于布置一个采煤工作面。（习惯上称为片盘）.优点：系统简单，工程量小，投资少，工期短，斜井可沿煤层掘进施工便利，能够进一步了解煤层赋存情况。缺点：矿井内不能布置较多的工作面，矿井生产能力小；容易出现掘进与生产相互干扰，对地质变化适应性差。适用范围：适用于煤层埋藏稳定，地质构造简单，井田走向长度和倾斜宽度不大，煤层埋藏不深的小型矿井。B、斜井单水平采区式开拓井田沿倾斜方向划分为两个阶段，每个阶段沿走向划分为若干个采区，每个采区沿倾向划分为若干个区段。优缺点及适用范围：矿井基本建设投资少；可充分利用各种设备、设施和开拓巷道；有利于合理集中生产；有利于矿井稳定生产。缺点：矿井涌水量大、瓦斯等级高时，下山的通风及排水较困难。适用于煤层倾角小，瓦斯含量小，涌水量不大，井田倾斜长度较短的井田。C、斜井盘区式开拓近水平煤层，一般采用盘区式布置。斜井盘区与斜井单水平采区式的区别在于斜井盘区的运输大巷和回风大巷可以并列布置在井田倾斜的大致中央。D、斜井井筒层位选择，井筒装备及坡度（一）斜井井筒层位选择1.沿煤层布置适用于煤层赋存稳定，煤质坚硬及地质构造简单的矿井。2.沿煤层底板岩层布置斜井布置在煤层底板稳定的岩层中，岩层距煤层距离不小于1520m。一般用于开采倾角较大的煤层3.穿层布置当煤层倾角较大或较小时，斜井可采用穿层布置。（1）顶板穿层斜井倾角小时斜井从顶板穿入煤层的称为顶板穿岩斜井。（2）底板穿层斜井煤层倾角较大斜井从煤层底板穿入煤层称为底板穿岩斜井。每二节 平硐开拓：主、副井均为平硐的开拓方式，称平硐开拓。（风井不限）平硐开拓是最简单最有利的开拓方式。但必须有适合平硐开采的煤层赋存条件。在一些地形为山岭或丘陵的矿区可采用平硐开拓。平硐开拓可有走向平硐、垂直走向平硐及阶梯平硐等方式。A、一、走向平硐特点：沿煤层走向开掘，把煤层分为上、下山两个阶段，具有单翼井田开拓的特点。优点：平硐沿煤层掘进，容易施工，建井期短，投资少，经济效果好，还能补充煤层的地质资料。缺点：煤层平硐维护困难，巷道维护时间长，具有单翼井田开采通风、运输困难，一般平硐口位置不易选择。B、二、垂直或斜交走向平硐特点：平硐将井田沿走向分成两部分，具有双翼井田开拓特点。优点：优点是平硐易维护，运输费用低，巷道维护时间间短，矿井生产能力大，通风容易，便于管理，便于选择平硐口位置。缺点是岩石工程量大，建井期长，初期投资大等。C、阶梯平硐当地形高差大，主平硐水平以上煤层垂高过大时，可将主平硐水平以上煤层划分为数个阶段，每个阶段各自布置平硐的开拓方式。特点：可分期建井，分期移交生产，便于通风和运输；但地面生产系统分散、装运系统复杂、占用设备多、不易管理。每三节 立井开拓：主、副井均为立井的开拓方式。以立井（主井、副井有时设回风井）进行开拓，装备两个井筒，主井一般用箕斗提煤，副井一般用罐笼辅运、行人、进风等。小型立井的主副井可均装备罐笼，或只装备一个井筒。井田沿倾斜划分为阶段，设开采水平，可以单水平、多水平或局部设辅助水平开拓优点：巷道布置及生产系统简单，运输环节少，通风线路短并有建井速度块、投产早。缺点是上山阶段的分带回风是下行风。适用于煤层倾角小于12，地质构造简单，煤层埋藏较深的矿井。每四节 综合开拓：矿井主、副井分别采用立井、暗立井、斜井、暗斜井、平硐等任何两种以上井硐形式开拓井田的方式。（风井不限）常见的有：平硐 立井 斜井、平硐 立井、平硐 斜井、平硐 暗斜井、立井 斜井第四章 井田开拓的基本问题第一节 井筒的位置及数目一、井筒数目根据井（硐）形式、矿井提升任务大小和通风要求等因素确定的。（至少要有两个井筒）1、双提升井筒，开掘两个提升井，一个为主井，担负提煤；一个为副井，担负人员、设备、材料、矸石等的辅助提升。2、多提升井筒开拓。在一个井田中，装备两个以上的提升井筒开拓整个井田。3、单提升井筒开拓。装备一个井筒，利用罐笼提升，煤在矿车中提升到地面，另设一个通达地面的安全出口。二、井筒位置（一）对井下开采合理的井筒位置1、井筒沿井田走向的位置应设在井田中央；当井田两翼储量呈不均匀分布时，应在储量中央。避免井筒偏于一侧，造成单翼开采不利局面。2、井筒沿煤层倾向位置（1）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。（2）立井开拓时，井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案见图41。图41 立井井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案1井筒；2石门；3富含水岩层；4需保护的场地范围井筒位置优缺点B处石门总长度较短，沿石门的运输工作量较少A处石门工程量稍大，但初期工程量及投资较少、建井期较短C处初期工程量最大，石门总长度和沿石门的运输工程量也较大，但对开采井田深部及向下扩展有利A、B处井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井开采，生产系统较复杂，环节较多（3）单水平开采缓倾斜煤层的井田，井筒应坐落在井田中部；或者使上山部分斜长略大于下山部分；（4）对水平开采缓倾斜或倾斜煤层群的矿井，考虑井筒设在沿倾斜中部靠上方的适当位置，并应使保护井筒煤柱不压占初期投产采区；（5）急倾斜矿井，井筒宜靠近煤层浅部，甚至布置在煤系底板图42 急倾斜煤层开拓的井筒位置1井筒位于煤层底板；2井筒位于煤层顶板；3阶段石门；4工业场地煤柱边界线（6）开采近水平煤层的矿井，尽可能使井筒靠近储量中央；（7）煤系基底有丰富含水层的矿井，要考虑井筒延深后不穿过丰富含水层，又要考虑建井初期工程量和基建投资，还应考虑减少工业广场煤柱损失。（二）对掘进与维护有利的井筒位置1、井筒位置应尽可能选择不通过或少通过流砂层、较厚的冲积层及较大的含水层。2、井筒位置应使井底车场有较好的围岩条件，便于大容积硐室的掘进与维护。（三）便于布置地面工业场地的井筒位置1、井筒位置必须为合理布置地面工业场地创造有利条件；2、符合下列条件：（1）要有足够的便于布置矿井地面生产系统及其工业建筑物和构筑物的场地；（2）有较好的工程地质条件；（3）便于矿井供电、给水和运输，并使附近有便于建设居住区、排矸设施的地点；（4）井筒位置应高于当地最高洪水位；（5）充分利用地形，使地面生产系统、工业场地总平面布置及地面运输合理，并尽可能使平整场地的工程量较少。煤炭工业设计规范规定，地面工业场地的面积一般为：大型矿井（1.01.2）104m2/万t；中型矿井1.5104m2/万t；小型矿井1.8104m2/万t。第二节 开采水平的划分确定阶段斜长（能否采用上、下山开采）确定水平垂高。水平垂高一个水平开采范围的上部边界与下部边界的标高差。一、阶段垂高的确定1、开采水平服务年限：必须有足够的可采储量以保证水平有合理的服务年限。2、合理的区段数目：采煤工作面长度随着机械化程度的提高而增长，一般变动于100250m以上；盘区开采：下山1500m 上山2000m3、煤层赋存条件和地质构造（1）煤层倾角：急倾斜煤层阶段垂高，一般为100150m；水平或近水平煤层，计算阶段垂高无意义，应按水平运输大巷两侧的盘区上、下山长度决定水平开采范围，并保证开采服务年限；倾斜煤层的阶段高度，一般为150300m。（2）煤层厚度：4、吨煤建设投资和生产费用合理的阶段垂高应使吨煤投资和生产总费用最低。表41 矿井阶段（水平）垂高井型开采缓斜煤层的矿井/m开采倾斜煤层的矿井/m开采急缓斜煤层的矿井/m大、中型矿井100250100200100150小型矿井60100801080120二、下山开采的应用开采方式上山开采上下山开采中的下山开采开拓工程量（井筒、井底车场、石门等）大（井筒、井底车场、石门等）小基建投资大小水平垂高Ha1/2 HbHb水平服务年限及接替T短，井筒延深多次；接替紧张T长；井筒延深次数少；利于接替运输煤（矸）下运，能力大，费用低；全矿有折返运输煤（矸）上运，能力低，费用低；全矿无折返运输掘进工序简单，方便，成本低工序复杂，装运困难，速度慢，成本高；安全性差通风新风、泛风均向上，线路短；漏风少；通风设施少；管理方便，费用低。两下山相距近，负压大，漏风大; 通风线路长，最困难时期比上山采区长一倍; 通风交叉点和设施多，管理复杂,CH4大时，费用高。排水水自流入仓，系统简单费用低每个区段设临时水窝，安小水泵排水至大巷 水小时将采区下山一次掘至终深，在采区下部设水仓及硐室，安泵排水.总工程量大，费用高技术上基建投资生产经营费优高低可行低高图44 上下山开采比较图1主井；2副井；3回风井；4运输大巷；5总回风巷；6采区上山；7下山采区中部车场；8下山采区上部车场；9采区下山；10大巷配风巷（作为下山采区总回风巷）；11下山采区水仓2、下山开采一般的适用条件（1）倾角小于16的缓斜煤层，瓦斯及涌水量不大；（2）煤层倾角不大，采用多水平开拓的矿井，开拓延深后提升能力降低的；（3）由于开采强度加大、水平服务年限缩短，造成水平接替紧张，可布置一个或几个下山采区；（4）当井田深部受自然条件限制，储量不多、深部境界不一，设置开采水平有困难或不经济时，可在最终开采水平以下设一部分下山采区。三、开采水平的设置1、按煤组划分水平图45 按煤组划分水平示意图1第一水平；2第二水平（1）对于倾角小于16的煤层，如果井田倾斜长度小于2000m，可设一个水平，实行上、下山开采。（2）对于倾角大于16的缓斜煤层，井田倾斜长度较大时，可设两个或两个以上的开采水平，尽量减少开采水平的数目。（3）水平服务年限计算：式中：Ts开采水平服务年限，a；Zs开采水平服务范围内的可采储量，万t；K储量备用系数，1.31.5；A矿井生产能力，万t/a。四、辅助水平的应用1、开采水平上山部分或下山部分斜长过大，可利用辅助水平将其分做两部分开采；2、井田形状不规则或煤层倾角大小不一时，开采水平范围内局部地段斜长过大，可设辅助水平；3、近水平煤层分组开采时，主水平可设在上煤组（或下煤组），相应地在下煤组（或上煤组）设置辅助水平。第三节 水平大巷布置一、运输大巷为水平或一个阶段运输服务的水平巷道。（一）运输大巷的运输方式1、轨道运输大巷（1）轨距：600mm、900mm（2）矿井电机车、矿车类型井型矿车类型电机车类型小型矿井1t（固定式）蓄电池电机车无极绳绞车60万t1t（固定式）架线式电机车90180万t3t（固定式、底卸式）架线式电机车240万t3t（固定式、底卸式）5t（底卸式）架线式电机车高瓦斯矿井8t蓄电池电机车（3）对轨道运输大巷的一般要求大巷风速不大于8ms运输大