井田开拓的基本问题

1、中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学中国矿业大学矿业工程学院主讲：屠世浩教授中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学第十六章第十六章 井田开拓的基本问题井田开拓的基本问题第一节第一节 井筒（硐）形式及位置井筒（硐）形式及位置第二节第二节 风井布置风井布置第三节第三节 开采水平的划分及大巷布置开采水平的划分及大巷布置第四节第四节 采掘关系与三量管理采掘关系与三量管理中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学第一节第一节 井筒（硐）形式及位置井筒（硐）形式及位置一、井筒（硐）形式一、井筒（硐）形式二、井筒（硐）位置二、井筒（硐）位置中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学一、一、

2、井筒（硐）形式井筒（硐）形式2 42 52 02 31 81 61 72 52 02 32 42 12 22 12 22 21 91 51 41 31 91 01 1954328761+350cm 1704I+450+400+350+300I - I463+300I3I5847612+450+400I2175井硐形式示例井硐形式示例中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学mm1- 2 8 01 01 12- 1 0 081 876+ 8 09421 5531+10467148I12I - I35- 3009I8+147+- 1201742m1m- 480147613176259381 13

3、75 64 2891II - - I1 0,71 01 159124I6,一、一、井筒（硐）形式井筒（硐）形式井硐形式示例井硐形式示例中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学平硐的优点平硐的优点：最简单的开拓方式，在技术上和经济上最有利：最简单的开拓方式，在技术上和经济上最有利： （1）运输环节少，设备少，费用低；）运输环节少，设备少，费用低； （2）地面工业广场建筑和设施简单；）地面工业广场建筑和设施简单； （3）不需留工业广场煤柱；）不需留工业广场煤柱； （4）不设井底车场和水仓，水自流，排水费用）不设井底车场和水仓，水自流，排水费用低；低； （5）施工条件好，掘进速度快。）施工条件好

4、，掘进速度快。适用条件适用条件：平硐标高以上有足够储量的山岭地带：平硐标高以上有足够储量的山岭地带应优先采用。应优先采用。1、平硐开拓与斜井、立井开拓的比较平硐开拓与斜井、立井开拓的比较一、一、井筒（硐）形式井筒（硐）形式中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学2、斜井与立井比较斜井与立井比较斜井的优点斜井的优点：（1）井筒施工简单，掘进快，单价低；）井筒施工简单，掘进快，单价低；（2）地面设施和装备简单；）地面设施和装备简单；（3）井底车场设施和装备简单；）井底车场设施和装备简单；（4）延深方便，生产和延深相互干扰小；）延深方便，生产和延深相互干扰小；（5）采用胶带机主斜井能力大）采用胶

5、带机主斜井能力大,不受长度限制；不受长度限制；（6）初期投资少。）初期投资少。 一、一、井筒（硐）形式井筒（硐）形式中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学斜井的缺点斜井的缺点 ：（1）井身长，绞车（串车）提升能力受限制；）井身长，绞车（串车）提升能力受限制；（2）通过井筒的各种管线长，通风、动力供应、）通过井筒的各种管线长，通风、动力供应、排水等生产经营费较高；排水等生产经营费较高； （3）井筒维护工程量大；）井筒维护工程量大； （4）对地质条件适应性差。）对地质条件适应性差。斜井的适用条件：斜井的适用条件：适应大中小矿井；适应大中小矿井； 煤层埋藏浅煤层埋藏浅 ；表土层不厚，水文地质条

6、件简单，不需特表土层不厚，水文地质条件简单，不需特殊施工井筒的煤层。殊施工井筒的煤层。一、一、井筒（硐）形式井筒（硐）形式中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学3、立井与斜井比较立井与斜井比较 立井的优缺点与斜井相反立井的优缺点与斜井相反立井的优点立井的优点： （1）同样采深下，井身短，各种管线短；）同样采深下，井身短，各种管线短； （2）提升速度快，机械化程度高，易自动控制；）提升速度快，机械化程度高，易自动控制；对辅助提升有利；对深井开采有利；对辅助提升有利；对深井开采有利； （3）井筒断面大，通风阻力小，提升、排水、）井筒断面大，通风阻力小，提升、排水、动力供应等生产经营费用低；动

7、力供应等生产经营费用低； （4）井筒易维护；）井筒易维护； （5）对各种地质条件适应性强，技术可靠，不）对各种地质条件适应性强，技术可靠，不受煤层倾角、受煤层倾角、CH4、水文等限制。、水文等限制。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学立井的缺点立井的缺点： （1）井筒施工复杂：需较高技术、较多设备、速）井筒施工复杂：需较高技术、较多设备、速度慢、成本高；度慢、成本高； （2） 井筒装备复杂，基建投资大；井筒装备复杂，基建投资大； （3） 井筒延深困难，生产和延深相互干扰。井筒延深困难，生产和延深相互干扰。立井的适用条件立井的适用条件： （1）煤层埋藏深、表土厚或水文情况复杂，井筒）煤层

8、埋藏深、表土厚或水文情况复杂，井筒需特殊施工；需特殊施工； （2）开采煤层受倾角、厚度、）开采煤层受倾角、厚度、CH4、水文等条件、水文等条件限制；限制； （3）多水平开采的急斜煤层；）多水平开采的急斜煤层；凡不适合斜井、平硐及综合开拓方式时，均可采用凡不适合斜井、平硐及综合开拓方式时，均可采用立井开拓。立井开拓。 中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学二、二、井筒（硐）位置的选择井筒（硐）位置的选择合理的井筒位置应有利于合理的井筒位置应有利于：（1）井下生产；）井下生产；（2）井筒和井底车场的开掘、维护及使用安全；）井筒和井底车场的开掘、维护及使用安全；（3）地面工业广场的布置。）地面

9、工业广场的布置。要求要求：不受地面和井下地质条件限制时，井筒：不受地面和井下地质条件限制时，井筒应位于井田储量中心。应位于井田储量中心。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学1、井筒（硐）沿走向方向的有利位置井筒（硐）沿走向方向的有利位置 1）大巷运输工作量大巷运输工作量 LWL / 2储量储量 U = L (W/cos ) m LWL / 4井筒在井田中央井筒在井田中央:大巷运输工作量大巷运输工作量= U / 2L/ 4 2=U L/4在走向方向上井筒位在走向方向上井筒位于井田中央大巷运输工作于井田中央大巷运输工作量最小量最小 井筒在井田一侧井筒在井田一侧:大巷运输工作量大巷运输工作量

10、=UL/ 2中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学2）均衡生产及矿井生产能力均衡生产及矿井生产能力井筒在井田中央，两翼能均衡生产，生产能力大。井筒在井田中央，两翼能均衡生产，生产能力大。井筒在井田一侧，单翼开采，生产能力小。井筒在井田一侧，单翼开采，生产能力小。LWL / 43）通风通风井筒在井田中央，两翼风量分配较均衡，风井筒在井田中央，两翼风量分配较均衡，风路短，风压小。路短，风压小。井筒在井田一侧，井筒在井田一侧，风路长，大巷通过风量风路长，大巷通过风量大，风压大。欲降风压，大，风压大。欲降风压，必须加大巷道断面必须加大巷道断面。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学4）采掘

11、接替采掘接替井筒在井田中央，两翼基本同时结束，较快转井筒在井田中央，两翼基本同时结束，较快转入下水平入下水平井筒在井田一侧，生产能力相同时，后期一翼井筒在井田一侧，生产能力相同时，后期一翼生产，运输、通风过分集中，采掘相互干扰，不能生产，运输、通风过分集中，采掘相互干扰，不能较快转入下水平。较快转入下水平。LWL / 4中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学实际中形成单翼井田的原因实际中形成单翼井田的原因：地质勘探资料不足，井筒需要靠近高级储地质勘探资料不足，井筒需要靠近高级储量范围；受地形限制；后期增产，改建扩大井量范围；受地形限制；后期增产，改建扩大井田范围。田范围。如范各庄矿，后把

12、毕各庄扩进去，井型由如范各庄矿，后把毕各庄扩进去，井型由180320万万t/a，井筒位于非储量中心。，井筒位于非储量中心。 中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学2、井筒（硐）沿倾斜方向的有利位置井筒（硐）沿倾斜方向的有利位置1）立井立井 4水平水平1水平水平3水平水平2水平水平5水平水平（1）石门工程量石门工程量 初期工程量初期工程量井筒在井筒在位置石门长度最短，初期工程量较小位置石门长度最短，初期工程量较小中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学2）工业广场压煤）工业广场压煤 煤柱损失与埋深、倾角成正比；井筒位煤柱损失与埋深、倾角成正比；井筒位于浅部时煤柱损失较小；于浅部时煤柱损

13、失较小；但要尽量减少第但要尽量减少第一水平煤柱损失一水平煤柱损失 。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学（3）富含水层限制富含水层限制C位置不受富含水层限制位置不受富含水层限制不受其它条件限制的条件下：不受其它条件限制的条件下： 2221144BC31A4中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学缓、中倾斜煤层缓、中倾斜煤层：单水平上下山开拓，单水平上下山开拓，上山部分略大于下山部分。上山部分略大于下山部分。多水平开拓，可采总厚度大，要求保护井筒及多水平开拓，可采总厚度大，要求保护井筒及工广煤柱少；初期工程量小；井筒煤柱不占初工广煤柱少；初期工程量小；井筒煤柱不占初期投产采区。期投产

14、采区。井筒沿倾斜适当靠近井田上部井筒沿倾斜适当靠近井田上部“中偏上中偏上”， 位置处于高级储量之中心。位置处于高级储量之中心。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学2）斜井斜井井筒沿倾斜方向的位置主要选择层位适合的井筒沿倾斜方向的位置主要选择层位适合的倾角，利于运输。倾角，利于运输。mm1- 2 8 01 01 12- 1 0 081 876+ 8 09421 5531中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学3、有利于井筒和井底车场施工和维护有利于井筒和井底车场施工和维护井筒尽量不穿过流砂井筒尽量不穿过流砂层、厚冲积层及富含水层；层、厚冲积层及富含水层；井筒不穿过地质破坏井筒不穿过地

15、质破坏剧烈带及采动区；剧烈带及采动区；井底车场应处于较好井底车场应处于较好的围岩之中（无大构造）。的围岩之中（无大构造）。2 42 52 02 31 81 61 72 52 02 32 42 12 22 12 22 21 91 51 41 31 91 01 1954328761中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学4、有利于工业广场布置合理有利于工业广场布置合理不占或少占农田，避免河流改道，不占重要不占或少占农田，避免河流改道，不占重要文物古迹及园林。文物古迹及园林。有足够的场地，合理布置工业广场并留有余有足够的场地，合理布置工业广场并留有余地，利于外接地，利于外接“国铁国铁”。有好的工

16、程地质和水文地质条件，避免滑坡、有好的工程地质和水文地质条件，避免滑坡、山崩等威胁，利于居民点建设。山崩等威胁，利于居民点建设。井口处于当地最高洪水位之上。井口处于当地最高洪水位之上。注意风向注意风向：避免长年风向正对井筒进风方向，：避免长年风向正对井筒进风方向，以防污染。以防污染。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学1）矿井工业广场功能分区矿井工业广场功能分区按功能一般可分为四个区：按功能一般可分为四个区：生产区生产区辅助生产区辅助生产区储运区储运区场前区场前区各分区之间通常以道路、绿化带等相间隔作各分区之间通常以道路、绿化带等相间隔作为分区标志。为分区标志。中 国 矿 业 大 学中

17、 国 矿 业 大 学2）布置要求布置要求（1）生产区生产区是矿井生产中枢，是工业场地的核是矿井生产中枢，是工业场地的核心部位。心部位。一般布置在场区中央或稍偏一侧，并留有一般布置在场区中央或稍偏一侧，并留有扩建余地，尽可能减少转载环节。扩建余地，尽可能减少转载环节。为其它区的布置创造条件。为其它区的布置创造条件。与储运区协调一致，有利于对外运输。与储运区协调一致，有利于对外运输。充分利用地形，尽量创造重力运输条件。充分利用地形，尽量创造重力运输条件。考虑污染环节，采取防护措施。考虑污染环节，采取防护措施。按工艺流程布置，缩短运输距离。按工艺流程布置，缩短运输距离。中 国 矿 业 大 学中 国

18、矿 业 大 学（2）辅助生产区辅助生产区包括：动力设施、机修设施和仓库包括：动力设施、机修设施和仓库等。等。邻近主要生产区，布置在场区的一侧或生产区邻近主要生产区，布置在场区的一侧或生产区两侧，内对外运输方便的地段。两侧，内对外运输方便的地段。尽可能靠近副井，使运输路线短捷。尽可能靠近副井，使运输路线短捷。动力设施靠近负荷中心，有回水要求的辅助建动力设施靠近负荷中心，有回水要求的辅助建筑位于地势较低的地方。筑位于地势较低的地方。危险品仓库布置在场区边缘地带。危险品仓库布置在场区边缘地带。产生污染的建筑物应根据场区全年风向频率，产生污染的建筑物应根据场区全年风向频率，布置在对场区污染最小的地点。

19、布置在对场区污染最小的地点。避免冷却循环水系统所扩散的水雾对周围建、避免冷却循环水系统所扩散的水雾对周围建、构筑物和其它设施的影响。构筑物和其它设施的影响。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学（3）储运区储运区是矿井产品储存和外运的环节，包是矿井产品储存和外运的环节，包括储煤场，装车站等设施。括储煤场，装车站等设施。应与生产区协调一致，衔接顺畅，并有利应与生产区协调一致，衔接顺畅，并有利于对外运输。于对外运输。储运区一般位于场地一侧，在场区最小风储运区一般位于场地一侧，在场区最小风频的上风侧，最大限度地减少煤的储运和频的上风侧，最大限度地减少煤的储运和装车时对工业场地的污染。装车时对工

20、业场地的污染。应有一定场地，满足产品储存和站场布置应有一定场地，满足产品储存和站场布置的需要，并有发展的可能。的需要，并有发展的可能。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学（4）场前区场前区是矿井生产指挥，行政管理，对内对外是矿井生产指挥，行政管理，对内对外联系活动的中心，也是主要的人流出入口。在联系活动的中心，也是主要的人流出入口。在很大程度上起到形成场区外貌的建筑艺术作用。很大程度上起到形成场区外貌的建筑艺术作用。与人流路线相结合，主要人流是上下井。与人流路线相结合，主要人流是上下井。面向居住区或主干道，对内外联系方便。面向居住区或主干道，对内外联系方便。位于场区年最大风频上风侧，远

21、离污染源。位于场区年最大风频上风侧，远离污染源。要考虑人流顺畅，避免人、货混流。要考虑人流顺畅，避免人、货混流。与生产和辅助生产区分界明确。与生产和辅助生产区分界明确。根据需要留有扩建用地。根据需要留有扩建用地。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学5、井筒位置一般选用原则井筒位置一般选用原则 （1）选择工业广场不太困难，先考虑井下开采合）选择工业广场不太困难，先考虑井下开采合理的井筒位置；理的井筒位置； （2）选择工业广场困难，先）选择工业广场困难，先“工广工广”合理，并结合理，并结合井下一并考虑。合井下一并考虑。（3）冲积层很厚，水文复杂，

22、结合井下有利位置）冲积层很厚，水文复杂，结合井下有利位置和冲积层较薄的地点进行。和冲积层较薄的地点进行。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学急斜煤层急斜煤层：可采：可采 M大大时，应减少煤损。时，应减少煤损。 井筒位置井筒位置：布置于煤：布置于煤系底部煤层或底板中。系底部煤层或底板中。323314近水平煤层近水平煤层：井筒位置：井筒位置应靠近井田储量中央。应靠近井田储量中央。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学第二节第二节 风井位置风井位置一、一、风井布置方式风井布置方式风井：回风井风井：回风井瓦斯等级瓦斯等级井型大小井型大小井田走向长度井田走向长度煤层条件（埋深）煤层条件（埋

23、深）通风系统方式等合理通风系统方式等合理确定。确定。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学1、中央并列式通风中央并列式通风布置：进、回风井布置在一个工业广场内；布置：进、回风井布置在一个工业广场内；两井相距中小型井两井相距中小型井30 50m，大型井，大型井60 150m。3I125I4I I25341中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学使用使用：(1)罐笼或串车提煤的中小型井罐笼或串车提煤的中小型井 主井进风，主井进风，副井回风。副井回风。(2)箕斗或胶带运煤的大中型井箕斗或胶带运煤的大中型井 副井进风，副井进风，主井回风主井回风(3)在井田上部边界设安全出口。在井田上部边界设

24、安全出口。尽量不要用主井回风，可布置中央回风井。尽量不要用主井回风，可布置中央回风井。优点优点:工业广场集中，管理方便；井筒保护工业广场集中，管理方便；井筒保护煤柱少。煤柱少。缺点缺点：通风线路长，风阻大，漏风多。：通风线路长，风阻大，漏风多。适用适用：井田尺寸、能力不很大、低瓦斯矿：井田尺寸、能力不很大、低瓦斯矿井，井， 矿井投产早期。矿井投产早期。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学2、中央边界式通风中央边界式通风（中央分列式）（中央分列式）布置：主、副井位于井田中央，风井设在布置：主、副井位于井田中央，风井设在井田中央上部边界。风井深度小。井田中央上部边界。风井深度小。I1234

25、I651234I-I65第二节第二节风井位置风井位置中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学使用使用：副井进风，风井回风；：副井进风，风井回风；优点优点：风路短，风阻小，井下漏风少；：风路短，风阻小，井下漏风少；缺点缺点：开采深部时，要维护较长的上山回风巷道；：开采深部时，要维护较长的上山回风巷道；工业广场分散。工业广场分散。适用适用：煤层赋存不太深的缓、中倾斜煤层矿井；煤：煤层赋存不太深的缓、中倾斜煤层矿井；煤层赋存深，瓦斯大的矿井。层赋存深，瓦斯大的矿井。I1234I651234I-I65中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学3、对角式通风对角式通风 两翼对角式布置两翼对角式布置

26、：进风井位于井田中央，：进风井位于井田中央，风井成对角布置在井田两翼上部边界。风井成对角布置在井田两翼上部边界。使用使用：1主井，主井，2进风井，进风井，5回风井回风井I132544I I123455I中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学优点优点：风路变化小，风压变动小，风机工作稳：风路变化小，风压变动小，风机工作稳定定;当一翼发生灾变时，另一翼可以正常工作。当一翼发生灾变时，另一翼可以正常工作。缺点缺点：风机和通风设备多，工业广场分散，建：风机和通风设备多，工业广场分散，建井时间长；井时间长；主副井与风井贯通距离长。主副井与风井贯通距离长。I132544I I123455I中 国 矿

27、 业 大 学中 国 矿 业 大 学对角式通风适用对角式通风适用：对通风要求很严格的矿井，高：对通风要求很严格的矿井，高瓦斯矿井；煤层易自燃的矿井；煤和瓦斯突出矿瓦斯矿井；煤层易自燃的矿井；煤和瓦斯突出矿井；井田一翼长达井；井田一翼长达6-8km，后期风路长。，后期风路长。I132544I I123455I中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学布置布置：风井设在各采区：风井设在各采区使用使用：中央井筒进风，各采区回风井回风。：中央井筒进风，各采区回风井回风。3214I3214444I4、采区风井通风采区风井通风中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学优点优点：通风线路短；各采区通风方便

28、、灵活；：通风线路短；各采区通风方便、灵活；风阻小。可不设回风大巷。风阻小。可不设回风大巷。建井可平行施工，建井期短。建井可平行施工，建井期短。缺点缺点：风井及设备多，管理分散。：风井及设备多，管理分散。适用适用：井田上部距地表浅（：井田上部距地表浅（50 100m），采区），采区尺寸大的采区。尺寸大的采区。3214I3214444I中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学5、混合式通风混合式通风（1）中央边界式与对角式，）中央边界式与对角式，（2）中央并列式与对角式，）中央并列式与对角式，风井布置应因地制宜，灵活运用。风井布置应因地制宜，灵活运用。如如 : a、矿井表土浅，可开采第一水平

29、设小风井；、矿井表土浅，可开采第一水平设小风井；第二水平改其他方式。第二水平改其他方式。b、井田走向大的矿井（、井田走向大的矿井（6 8km），）， 初期用初期用中央并列式，后期用中央对角式。中央并列式，后期用中央对角式。c、风井有效半径：一个专用风井的有效半径、风井有效半径：一个专用风井的有效半径大致控制在大致控制在3km左右。左右。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学6、分区域通风分区域通风多井筒分区域多井筒分区域开拓的特大型井开拓的特大型井布置布置：每个分：每个分区域设一对进、回区域设一对进、回风井，独立进回风。风井，独立进回风。oN1N587No2431 0 0 0NNoom4

30、2351No6中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学适用适用：各区域开采范围及生产能力很大时用。：各区域开采范围及生产能力很大时用。优点优点：通风线路短；各分区通风方便、灵活；：通风线路短；各分区通风方便、灵活；风阻小。风阻小。缺点缺点：风井及设备多，管理分散。：风井及设备多，管理分散。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学一、开采水平划分一、开采水平划分 二、阶段运输大巷及布置二、阶段运输大巷及布置三、总回风巷布置三、总回风巷布置第三节第三节 开采水平的划分及大巷布置开采水平的划分及大巷布置中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学一、一、开采水平划分开采水平划分 阶段阶段：沿

31、一定标高划分的一部分井田。：沿一定标高划分的一部分井田。开采水平开采水平:运输大巷及井底车场所在的水平位置运输大巷及井底车场所在的水平位置及所服务的开采范围。及所服务的开采范围。开采水平垂高开采水平垂高H：开采水平上下边界之间的垂：开采水平上下边界之间的垂直距离。直距离。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学下上上上辅上H =H阶阶 =H上上 H=H上上+H下下H=H上上+H辅辅 H=H上上+H辅辅+H下下 中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学开采水平划分的意义开采水平划分的意义影响矿井建设时期的技术经济指标影响矿井建设时期的技术经济指标;初期建井工程量；初期建井工程量；初期建井

32、工期；初期建井工期；初期基建投资等初期基建投资等;长期影响矿井的生产技术面貌和技术经济效果：长期影响矿井的生产技术面貌和技术经济效果：产量、效率、安全、采掘关系、成本等。产量、效率、安全、采掘关系、成本等。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学确定水平垂高实质确定水平垂高实质 确定阶段垂高（阶段斜长）和是否上下山开采。确定阶段垂高（阶段斜长）和是否上下山开采。1、合理的开采水平垂高合理的开采水平垂高 1）合理的阶段斜长合理的阶段斜长合理的采区巷道布置及生产系统；合理的采区巷道布置及生产系统；合理的区段数；合理的区段数；合理的采煤工艺及采面参数；合理的采煤工艺及采面参数；在一定设备条件下，

33、能达到的阶段斜长。在一定设备条件下，能达到的阶段斜长。 中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学（1）运煤运煤缓、中倾斜煤层：缓、中倾斜煤层：上山上山胶带不限制上山斜长。胶带不限制上山斜长。急斜煤层：上山溜煤眼急斜煤层：上山溜煤眼 70m。冲垮支架；堵眼事故；煤碎。冲垮支架；堵眼事故；煤碎。近水平煤层近水平煤层一般上山斜长一般上山斜长 2000m，下山斜长，下山斜长 1500m，上山有进一步加大的趋势；上山有进一步加大的趋势；石门盘区斜长不受限制。石门盘区斜长不受限制。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学（2）辅运辅运受绞车能力限制，采用一段单钩串车提升。受绞车能力限制，采用一段单

34、钩串车提升。 1.6m绞车绞车: 容绳量容绳量600多多m； 2.0m绞车：容绳量绞车：容绳量960m ； 2.5m绞车：容绳量绞车：容绳量1100m 。 单轨吊单轨吊不受限制，适用不受限制，适用。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学（3）行人方便行人方便。（4）合理的区段数目合理的区段数目阶段斜长阶段斜长 / 区段斜长区段斜长 = 整倍数；整倍数；采区内同采工作面数：采区内同采工作面数：1 2个；个；当前合理的区段数当前合理的区段数 缓斜煤层缓斜煤层 3 5个，急斜个，急斜煤层煤层2 3个个 中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学2）利于采区正常接替利于采区正常接替一个采区开始

35、减产，新采区应投产。一个采区开始减产，新采区应投产。一个采区的服务年限新采区开拓准备时间。一个采区的服务年限新采区开拓准备时间。斜长斜长 ，储量，储量Z ，利于接替。，利于接替。3）经济上有利的水平垂高经济上有利的水平垂高H ，N水平水平 ，阶段斜长，阶段斜长 井田开拓巷道（大巷、采区石门、采区硐室等）井田开拓巷道（大巷、采区石门、采区硐室等）及相应投资及相应投资 ，设备安装及折旧费，设备安装及折旧费 ，元，元/t ，基，基建费建费 ；H ，N水平水平 ，阶段斜长，阶段斜长 生产经营费（运煤、通风、维护费等）生产经营费（运煤、通风、维护费等） ；中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学4）

36、合理的水平服务年限及足够储量合理的水平服务年限及足够储量（1）合理水平服务年限合理水平服务年限：上水平开始减产，：上水平开始减产，新水平应做好准备。新水平应做好准备。一般水平接替需一般水平接替需5 8年年延深新水平延深新水平3 5年年: 井筒延深井筒延深1年年 井底车场、石门及主运大巷井底车场、石门及主运大巷1.5 2年年 采区准备采区准备1.5 2年年水平过渡水平过渡2 3年年不同井型开采水平服务年限表不同井型开采水平服务年限表203示。示。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学（2）足够储量足够储量合理的水平垂高；合理的水平垂高；水平垂高水平垂高H的发展趋势的发展趋势 加大。加大。采

37、面产量集中采面产量集中高产高效；高产高效；上下山上下山胶带。胶带。绞车绞车 2.5m，单轨吊。，单轨吊。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学例：例：近水平煤层开采的水平垂高近水平煤层开采的水平垂高中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学2、下山开采的应用下山开采的应用下山采区下山采区：开采水平之下的采区。：开采水平之下的采区。下山下山：为下山采区服务的主要倾斜巷道。：为下山采区服务的主要倾斜巷道。运输下山，轨道下山，通风行人下山等。运输下山，轨道下山，通风行人下山等。下山开采下山开采：利用原开采水平的井巷和设：利用原开采水平的井巷和设施，开采该开采水平之下的采区，煤从施，开采该开采

38、水平之下的采区，煤从下向上运输。下向上运输。上下山开采上下山开采：一个开采水平既采上山阶：一个开采水平既采上山阶段又采下山阶段。段又采下山阶段。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学1）上下山开采的比较上下山开采的比较比较比较 :利用原有开采水平进行下山开采；利用原有开采水平进行下山开采； 另设开采水平进行上山开采。另设开采水平进行上山开采。321 0961745823541876中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学上上下下山山开开采采的的比比较较中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学上山开采与上下山开采中的下山开采比较上山开采与上下山开采中的下山开采比较项目项目开采方式开

39、采方式上山开采上山开采 上下山开采中的下山开采上下山开采中的下山开采1开拓工程量开拓工程量（井筒、井底车（井筒、井底车场、石门、运输场、石门、运输大巷等）大大巷等）大（井筒、井底车场、石门、运（井筒、井底车场、石门、运输大巷等）小输大巷等）小2基建投资基建投资大大小小3水平垂高水平垂高上山上山上山上山+下山下山4水平服务年水平服务年限及接替限及接替服务年限短，井服务年限短，井筒延深多次；接筒延深多次；接替紧张替紧张服务年限长；井筒延深次数少；服务年限长；井筒延深次数少；利于接替利于接替5运输运输煤（矸）下运，煤（矸）下运，能力大，费用低；能力大，费用低；全矿有折返运输全矿有折返运输煤（矸）上运

40、，能力低，总费煤（矸）上运，能力低，总费用低；全矿无折返运输用低；全矿无折返运输6掘进掘进工序简单，方便，工序简单，方便，成本低成本低工序复杂，装运困难，速度慢，工序复杂，装运困难，速度慢，成本高；水大时困难成本高；水大时困难中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学下山开采在技术上的问题随煤层倾角变小而变弱；下山开采在技术上的问题随煤层倾角变小而变弱；下山开采在经济上有利，上山开采在技术上优越。下山开采在经济上有利，上山开采在技术上优越。 上山开采与上下山开采中的下山开采比较上山开采与上下山开采中的下山开采比较项目项目开采方式开采方式上山开采上山开采 上下山开采中的下山开采上下山开采中的下

41、山开采7通风通风新风、泛风均向上，新风、泛风均向上，线路短；漏风少；线路短；漏风少；通风设施少；管理通风设施少；管理方便，费用低。方便，费用低。两下山相距近，负压大，漏风两下山相距近，负压大，漏风大大;通风线路长，最困难时期比上通风线路长，最困难时期比上山采区长一倍山采区长一倍; 通风交叉点和设施通风交叉点和设施多，管理复杂多，管理复杂,CH4大时，费用高。大时，费用高。8排水排水水自流入仓，系统水自流入仓，系统简单，费用低。简单，费用低。每个区段设临时水窝，安小水泵排每个区段设临时水窝，安小水泵排水至大巷；水至大巷；将采区下山一次掘至终深，在采区将采区下山一次掘至终深，在采区下部设水仓及硐室

42、，安泵排水。下部设水仓及硐室，安泵排水。9技术上技术上优优可行可行10基建投资基建投资高高低低11生产经营费生产经营费低低高高中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学2）下山采区巷道布置下山采区巷道布置上下山采区划分一致，对应的上、下山尽量上下山采区划分一致，对应的上、下山尽量靠近，以便利用：上山采区装车站、煤仓、靠近，以便利用：上山采区装车站、煤仓、车场；车场； 产量大、产量大、CH4大，可用大，可用3条下山。条下山。下山采区回风下山采区回风 多水平上下山开采的第二水平的回风多水平上下山开采的第二水平的回风中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学3）下山开采的应用条件下山开采的应用条

43、件 煤层煤层16 ，CH4低，涌水量小，最优。低，涌水量小，最优。井田深部边界不一，储量不足，不宜再延深井田深部边界不一，储量不足，不宜再延深或设水平。或设水平。多水平开采，开采强度大，井田走向短，上多水平开采，开采强度大，井田走向短，上下水平接替紧张，用上水平巷道，在井田中央划下水平接替紧张，用上水平巷道，在井田中央划下山采区担负生产任务。下山采区担负生产任务。煤系底板为奥灰岩（富含水），井筒不能延煤系底板为奥灰岩（富含水），井筒不能延深，不得不开下山。深，不得不开下山。井田深部境界煤层勘探程度低，需补充勘探井田深部境界煤层勘探程度低，需补充勘探又困难，可用下山开采，起勘探煤层作用。又困难，

44、可用下山开采，起勘探煤层作用。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学4）下山开采与主要下山开采的区别下山开采与主要下山开采的区别主要下山：集中下山，中央下山、暗斜井。主要下山：集中下山，中央下山、暗斜井。在井田某一开采水平中央布置主要下山；在井田某一开采水平中央布置主要下山；在主要下山下部设立开采水平；在主要下山下部设立开采水平；主要下山下部的开采水平仍为上山开采。主要下山下部的开采水平仍为上山开采。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学3、辅助水平的应用辅助水平的应用 辅助水平辅助水平 在开采水平内，因生产需要（局在开采水平内，因生产需要（局部阶段斜长过大）而增设有运输大巷的水平

45、位置部阶段斜长过大）而增设有运输大巷的水平位置及所服务的开采范围。及所服务的开采范围。一个开采水平开采两个上山阶段，在两上山一个开采水平开采两个上山阶段，在两上山阶段间设辅助水平，其水平垂高阶段间设辅助水平，其水平垂高H=H1+H2中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学任务任务：只担任辅运、通风及人员升降等任务。：只担任辅运、通风及人员升降等任务。当辅助水平距风井近时，可设简易井底车场直通当辅助水平距风井近时，可设简易井底车场直通井筒，担任辅运。井筒，担任辅运。辅助水平设石门、阶段大巷、不设井底车场。辅助水平设石门、阶段大巷、不设井底车场。辅助水平的煤运到开采水平，由开采水平井底车辅助水

46、平的煤运到开采水平，由开采水平井底车场运至地面。场运至地面。85416723019中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学辅助水平的应用辅助水平的应用水平垂高过大，开采技术水平垂高过大，开采技术困难；困难；多水平上下山开采的矿井，多水平上下山开采的矿井，上水平下山采区辅运、通风、上水平下山采区辅运、通风、排水困难排水困难;下水平需要解决回风问题下水平需要解决回风问题;急斜煤层矿井，阶段垂高急斜煤层矿井，阶段垂高较小，当较小，当M较小时，水平服较小时，水平服务年限不满足，要求加大务年限不满足，要求加大H，在两开采水平间设辅助水平，在两开采水平间设辅助水平，现少用。现少用。中 国 矿 业 大

47、学中 国 矿 业 大 学近水平煤层，开采水平置于主采煤层中，主近水平煤层，开采水平置于主采煤层中，主采煤层以上或以下的煤层设辅助水平，开设简易采煤层以上或以下的煤层设辅助水平，开设简易车场担任辅运、通排等任务。煤通过井筒附近的车场担任辅运、通排等任务。煤通过井筒附近的溜眼到达开采水平提至地面。溜眼到达开采水平提至地面。应用原则应用原则辅助水平增加井下运输环节，生辅助水平增加井下运输环节，生产系统复杂化。有明显的技术经济优越性方可使产系统复杂化。有明显的技术经济优越性方可使用。用。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学4、合理划分开采水平合理划分开采水平急斜煤层：一个开采水平只采上山阶段。

48、急斜煤层：一个开采水平只采上山阶段。缓、中倾斜煤层：合理的阶段斜长缓、中倾斜煤层：合理的阶段斜长照顾主照顾主要块段；要块段；当当16 时，可采用上下山开采；时，可采用上下山开采；近水平煤层：开采水平在煤组内的合理位置近水平煤层：开采水平在煤组内的合理位置及标高及标高;煤层间距近煤层间距近开采水平设底部煤层中开采水平设底部煤层中;煤层间距远煤层间距远分组设开采水平。分组设开采水平。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学二、二、阶段运输大巷及布置阶段运输大巷及布置大巷大巷为整个开采水平为整个开采水平或阶段服务的水或阶段服务的水平巷道。平巷道。运输大巷运输大巷为整个开采为整个开采水平或阶段运输

49、水平或阶段运输服务的水平巷道。服务的水平巷道。担负煤、矸、物料和人担负煤、矸、物料和人员的运输，通风、员的运输，通风、排水及铺设管线排水及铺设管线等 。 是 矿 井 的等 。 是 矿 井 的“动脉动脉”。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学1、阶段运输大巷运输方式和设备阶段运输大巷运输方式和设备1）矿车轨道矿车轨道 轨距：轨距：600 mm，900 mm矿车：固定箱式矿车：固定箱式1t，3t 底卸式底卸式3t，5t中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学优点优点：煤、矸、物料、人员可统一运输解决；煤、矸、物料、人员可统一运输解决；机动，适应生产不均衡变化需要；机动，适应生产不均衡变

50、化需要；可分运不同牌号的煤；可分运不同牌号的煤；煤尘少；煤尘少；远距离运输不困难。远距离运输不困难。要求要求：能适应多弯道，但要求大巷水平；能适应多弯道，但要求大巷水平；相对胶带运输能力较小。相对胶带运输能力较小。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学2）胶带运输胶带运输优点：优点：能力大，连续运输，效率高；能力大，连续运输，效率高；容易自动化；装卸简单。容易自动化；装卸简单。要求要求：巷道直或：巷道直或分段直。分段直。辅助运输另开辅辅助运输另开辅助运输大巷，一助运输大巷，一般由矿车轨道运般由矿车轨道运输。输。适用适用：运输距离：运输距离短，运量大，煤短，运量大，煤种单一。种单一。中 国

51、 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学2、大巷断面和支护大巷断面和支护 （1 1）断面断面：满足运输、通风、行人、安全和铺管：满足运输、通风、行人、安全和铺管线要求。线要求。大中型矿井一般双轨巷道断面；大中型矿井一般双轨巷道断面；中小型井中小型井单轨巷道断面，但要求在井底车单轨巷道断面，但要求在井底车场与采区车场之间设双道错车线。场与采区车场之间设双道错车线。（2 2）风速风速： 矿车运输矿车运输8m/s8m/s，设计时最大用，设计时最大用6m/s6m/s。胶带运输。胶带运输V V 4m/s4m/s。（3 3）支护：支护：一般锚喷或砌碹，煤层大巷可用一般锚喷或砌碹，煤层大巷可用U U型型钢支架

52、或锚喷。钢支架或锚喷。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学大巷数目大巷数目轨道运输轨道运输：1条或条或2条，有时加配风巷（副巷），如通风条，有时加配风巷（副巷），如通风断面不满足，断面又不能过大，或地温高，可用断面不满足，断面又不能过大，或地温高，可用2条。条。胶带运输胶带运输：至少：至少2条，一条胶带大巷，一侧设条，一条胶带大巷，一侧设600mm检检修道；另一条辅助运输。修道；另一条辅助运输。两条大巷布置两条大巷布置：胶带运输大巷一般与轨道辅运大巷平行：胶带运输大巷一般与轨道辅运大巷平行布置，同水平或略高，胶带大巷可高于轨道大巷布置，同水平或略高，胶带大巷可高于轨道大巷4 10m，便

53、于处理立体交叉。，便于处理立体交叉。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学3、大巷的方向和坡度大巷的方向和坡度（1）方向方向：与煤层走向基本一致，尽量取直或分：与煤层走向基本一致，尽量取直或分段取直，但要考虑维护和煤仓高度。段取直，但要考虑维护和煤仓高度。胶带运输大巷必须取直或分段取直。胶带运输大巷必须取直或分段取直。轨道运输大巷虽能适应弯道，但应尽量取直，以轨道运输大巷虽能适应弯道，但应尽量取直，以利减少工程量。利减少工程量。轨道运输大巷要求：轨道运输大巷要求：600 m m轨距，轨距，R12m,900 m m轨距，轨距，R15m。（2）坡度坡度：利于运输和泄水。：利于运输和泄水。一般

54、：一般：i=35 向井底下坡。向井底下坡。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学大巷应用情况大巷应用情况：机车运输、胶带并存，新建矿井有机车运输、胶带并存，新建矿井有向胶带化发展的趋势。向胶带化发展的趋势。矿井一翼能力大于矿井一翼能力大于1.5Mt/a，运距，运距小小于于3km，采用胶带运输优越。，采用胶带运输优越。总的趋势总的趋势：胶带运输增加。：胶带运输增加。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学4、阶段运输大巷的布置方式阶段运输大巷的布置方式开采水平布置的中心问题开采水平布置的中心问题运输大巷的运输大巷的布置。布置。据煤层赋存条件（数目和层间距）和准备据煤层赋存条件（数目和层

55、间距）和准备方式（单煤层采区和联合布置采区）不同，有方式（单煤层采区和联合布置采区）不同，有以下几种：以下几种：单层布置单层布置集中布置集中布置分组布置分组布置中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学1）单层布置（分层布置）单层布置（分层布置）特点特点：各煤层均布置：各煤层均布置大巷，多布置在煤层大巷，多布置在煤层中，煤层大巷间用主中，煤层大巷间用主要石门联系。要石门联系。12375846mm2132154优缺点优缺点：主石门工程量：主石门工程量不大；大巷数目多，维不大；大巷数目多，维护工程量大；采区数目护工程量大；采区数目多，生产不集中，管理多，生产不集中，管理复杂；煤柱多，煤损大。复杂

56、；煤柱多，煤损大。适用适用：煤层层间距一般：煤层层间距一般大于大于70m。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学单层布置（分层布置）单层布置（分层布置）中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学2）集中布置集中布置集中布置（集中大集中布置（集中大巷巷各煤层用采区各煤层用采区石 门 联 系 ）石 门 联 系 ）开采水平内只设一开采水平内只设一条或一对集中运输条或一对集中运输大巷，用采区石门大巷，用采区石门联络各煤层。联络各煤层。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学大巷多布置在岩层中；大巷多布置在岩层中；总的大巷掘进量小；总的大巷掘进量小；煤层间距大时采区石门、煤层间距大时采区石门

57、、区段石门工程量大。区段石门工程量大。岩石大巷易维护；岩石大巷易维护；生产集中，便于管理；生产集中，便于管理；初期工程量大，建井期长。初期工程量大，建井期长。集中大巷布置特点集中大巷布置特点415781423256II应用应用：井田走向距离大，煤层数目多、层间距：井田走向距离大，煤层数目多、层间距小（层间距小（层间距 50m）。）。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学3）分组布置分组布置分 组 布 置分 组 布 置（集中大巷（集中大巷用用主要石门联系分主要石门联系分组大巷）组大巷）分组分组布置特布置特点点：据煤层间距，据煤层间距，分为若干煤组；分为若干煤组；每组煤布置一条每组煤布置一条

58、分组集中大巷，分组集中大巷，各煤组分别布置各煤组分别布置采区。采区。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学分组布置分组布置合理分煤组原则合理分煤组原则：各组设集中大巷，用主石门将各组大巷各组设集中大巷，用主石门将各组大巷连接起来，各煤组分设采区。连接起来，各煤组分设采区。初期工程量大。初期工程量大。兼有分层大巷和集中大巷的部分特点。兼有分层大巷和集中大巷的部分特点。适用适用：煤层组间距较大（：煤层组间距较大（ 70m）。）。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学4）运输大巷布置发展趋势运输大巷布置发展趋势50年代，分层布置方式；年代，分层布置方式；60年代后，年代后， 分组集中大巷

59、和集中大巷；分组集中大巷和集中大巷；目前：设计新井向分层大巷布置发展；目前：设计新井向分层大巷布置发展；国外向分层大巷布置发展。国外向分层大巷布置发展。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学5、阶段运输大巷位置阶段运输大巷位置 1）运输大巷作用运输大巷作用为开采上水平各煤层服务；为开采下为开采上水平各煤层服务；为开采下水平煤层回风。水平煤层回风。要求要求：服务时间长；处于不受或少受：服务时间长；处于不受或少受采动影响的位置。采动影响的位置。位置位置：岩石大巷，煤组底板岩层中；：岩石大巷，煤组底板岩层中； 煤层大巷，煤组最下部煤质坚煤层大巷，煤组最下部煤质坚硬，围岩稳定的薄及中厚煤层中。硬

60、，围岩稳定的薄及中厚煤层中。中 国 矿 业 大 学中 国 矿 业 大 学2）煤层大巷位置煤层大巷位置分煤层大巷分煤层大巷 沿煤层布置；沿煤层布置；集中大巷集中大巷 煤组最下部稳定的薄及中厚煤层中；煤组最下部稳定的薄及中厚煤层中；分组集中大巷分组集中大巷煤组最下部稳定的薄及中厚煤层煤组最下部稳定的薄及中厚煤层中；中；煤层大巷施工煤层大巷施工：（：（1）按腰线沿煤层掘进）按腰线沿煤层掘进适合机适合机车运输；车运输；（2）按中线沿煤层掘进）按中线沿煤层掘进适合胶带运输；适合胶带运输；（3）按中线及腰线掘进大巷）按中线及腰线掘进大巷适合机车和胶带适合机车和胶带（可能穿层）（可能穿层）中 国 矿 业 大