第三章 井田开拓方式

1、煤矿开采学 Coal Mining Science 资源与环境工程学院资源与环境工程学院Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院第三章第三章 井田开拓方式井田开拓方式Mine Field Development Wayu3.1 立井开拓立井开拓u3.2 斜井开拓斜井开拓u3.3 平硐开拓平硐开拓u3.4 井筒（硐）形式分析及选择井筒（硐）形式分析及选择u3.5 综合开拓综合开拓u3.6 多井筒分区域开拓方式多井筒分区域开拓方式 Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.1 立井开拓立井开拓立井开拓立井开拓（vertical shaft

2、development）是利用垂直巷是利用垂直巷道作为主、副井的一类开道作为主、副井的一类开拓方式。拓方式。根据井田内阶段数目及阶根据井田内阶段数目及阶段内的准备方式不同，可段内的准备方式不同，可以分为单水平、多水平、以分为单水平、多水平、分区式、分段式与带区式分区式、分段式与带区式等。等。Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.1 立井开拓立井开拓2425202318161725202324212221222219151413191011954328761立井开拓方式示意图Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.1 立井开拓立井

3、开拓u 3.1.1 立井开拓方式示例立井开拓方式示例1）立井多水平上山式开拓）立井多水平上山式开拓p（1）煤层埋藏条件）煤层埋藏条件F 煤层：缓倾斜煤层，m1、m5两层，埋藏较深，表土厚、缓倾斜煤层。F 底板 奥陶系灰岩。p（2）井田内划分）井田内划分F 两个阶段：-300m，-480m；F 两个开采水平：-300m，-480m；F 采区：每阶段布置5个采区。+I+I- 3005m1m- 480I - I- 120Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.1 立井开拓立井开拓p（3）开掘顺序）开掘顺序原则：尽快沟通风路；采用平行作业。F 主井、副井、井底车场、主石

4、门、300m大巷（超过采区上山100m）、采区下部车场、采区运输上山和轨道上山。F 风井、总回风巷、采区上部车场、区段回风石门。+1 04671 48I12I - I35- 3 0 09I8+1 47+- 1 2 01 742m1m- 4 8 01 476131 76259Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.1 立井开拓立井开拓p （4）生产系统）生产系统F 运煤系统 F 通风系统F 排水系统F 动力、压风、水供应系统1主井；2副井；3井底车场及主石门；4300m运输大巷；5采区下部车场；6采区运输上山；7采区轨道上山；8边界风井；9总回风巷；10m5区段运

5、输巷；11区段运输石门；12m1区段运输巷；13m2区段回风巷；I4区段回风石门；15m1区段回风巷；16采煤工作面；17480m运输大巷；18区段溜煤眼Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.1 立井开拓立井开拓p （5）开采顺序）开采顺序F 沿煤层走向：采区前进式，区内后退式；F 沿倾斜方向：阶段下行式；区段下行式； F 煤层间：下行式。F 一水平生产后期，二水平准备延深。Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.1 立井开拓立井开拓2）立井单水平上下山开）立井单水平上下山开拓拓p （1）煤层埋藏条件）煤层埋藏条件F 煤层：m1

6、为厚煤层、 12，埋藏深，表土厚。p （2）井田内划分）井田内划分F 两个阶段，一个开采水平，划分成带区+I - IIICoal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.1 立井开拓立井开拓p （3）开掘顺序开掘顺序原则：尽快沟通风路；采用平行作业。 两条大巷布置方式两条大巷布置方式F主井、副井、井底车场F轨道运输大巷F回风大巷 三条大巷布置方式三条大巷布置方式F主井、副井、井底车场、主石门F轨道运输大巷F胶带运输大巷F回风大巷Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.1 立井开拓立井开拓两条大巷布置方式Coal Mining Science

7、山东科技大学资源与环境工程学院1413151238786541112991011213136510412图 立 井 单 水 平 上 下 山 开 拓 （ 带 区 准 备 ）1-立 井 ； 2-副 井 ； 3-井 底 车 场 ；4-轨 道 运 输 大 巷 ；5-带 式 输 送 机 运 输 大 巷 ；6-回 风 大 巷 ；7-分 带 运 输 巷 ；8-分 带 回 风 巷 ； 9-采 煤 工 作 面 ； 10-带 区 煤 仓 ；11-运 料 斜 巷 ；12-行 人 、 进 风 斜 巷 ； 13-回 风 石 门 ；14-带 式 输 送 机 石 门 ；15-井 底 煤 仓 。立井单水平上下山开拓（带区准备

8、）l主井；2副井；3井底车场；4轨道运输大巷；5带式输送机运输大巷；6回风大巷；7分带运输巷；8分带回风卷；9采煤工作面；10带区煤仓；11运料斜巷；12行人、进风斜巷；13回风石门；14带式输送机石门；15井底煤仓三条大巷布置方式三条大巷布置方式Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.1 立井开拓立井开拓p （4）生产系统）生产系统两条大巷布置方式两条大巷布置方式F 运煤系统 F 通风系统：箕斗井回风，封闭措施F 排水系统F 动力、压风、水供应51256743II176243IIc m06 0 1Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程

9、学院3.1 立井开拓立井开拓三条大巷布置方式三条大巷布置方式F运煤系统F通风系统：箕斗井回风，封闭措施F排水系统F动力、压风、水供应系统 p（5）开采顺序）开采顺序F沿煤层走向：分带前进式，工作面后退式；F沿倾斜方向：上下山阶段同采。991 21 1881 01 176Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.1 立井开拓立井开拓u 3.1.2 立井开拓井筒装备立井开拓井筒装备立井（主井、副井有时设立井（主井、副井有时设回风井）开拓，一般装备回风井）开拓，一般装备两个井筒，主井一般用箕两个井筒，主井一般用箕斗提煤，副井一般用罐笼斗提煤，副井一般用罐笼辅运、行人、进

10、风等。辅运、行人、进风等。小型立井的主、副井均可小型立井的主、副井均可装备罐笼，或只装备一个装备罐笼，或只装备一个井筒。井筒。立井箕斗立井罐笼双层罐笼双层罐笼Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.1 立井开拓立井开拓矿井生产能力万ta-1主井井筒装备副井井筒装备45一对36 t箕斗一对单层单车（1 t）罐笼60一对36 t箕斗一对双层单车(1t )罐笼或单层双车（1 t）罐笼90一对912 t箕斗一对双层单车门（1.5 t）罐笼120一对912 t箕斗一对双层单车（3 t）罐笼150一对1216 t箕斗一对双层单车（3 t）罐笼180一对1220 t箕斗一对双

11、层单车（3 t）罐笼，一个双层单车（3 t）罐笼带重锤240两对12 t箕斗一对双层双车（1.5 t）罐笼，一个双层单车（5 t）罐笼带重锤300两对 1216 t箕斗或一对25 t箕斗一对双层双车（1.5 t）罐笼，一个双层单车（5 t）或双层双车（1.5 t）罐笼带重锤400两对 1620 t箕斗或一对3240 t箕斗一对双层双车（1.5 t）罐笼，一个双层单车（5 t）或双层双车（1.5 t）罐笼带重锤500两对22 t箕斗立井井筒装备参考表Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.2 斜井开拓斜井开拓斜井开拓斜井开拓（ inclined shaft dev

12、elopment）是利用倾斜巷道是利用倾斜巷道作为主要井筒的一类开拓方式。作为主要井筒的一类开拓方式。按斜井与井田内划分方式的不按斜井与井田内划分方式的不同配合，可分为集中斜井和片同配合，可分为集中斜井和片盘斜井。盘斜井。集中斜井与立井一样，也可以集中斜井与立井一样，也可以分为单水平、多水平和上山式、分为单水平、多水平和上山式、上下山式等多种开拓方式。上下山式等多种开拓方式。榆树湾煤矿Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.2 斜井开拓斜井开拓u 3.2.1 斜井开拓方式示例斜井开拓方式示例1）斜井多水平上山式开拓）斜井多水平上山式开拓p（1）煤层埋藏条件）煤层

13、埋藏条件Fm1 、m2 ； 25；埋藏深、表土层薄、无流砂层。p（2）井田内划分）井田内划分F两 个 阶 段 ： 1 0 0 m ， 280m；F两个开采水平： 100m，280m；F采区：每阶段布置5个采区。+I+Imm1- 2802- 100+ 80Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.2 斜井开拓斜井开拓p（3）开掘程序）开掘程序原则：同立井F 主斜井、副斜井、井底车场、运输大巷F +80m辅助车场、风井、阶段回风石门、回风大巷I102351I18815910791664+mm1- 2 8 01 01 12- 1 0 081 876+ 8 09421 5

14、531Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.2 斜井开拓斜井开拓p（4）生产系统）生产系统F 运煤系统F 通风系统F 对通风要求：F主斜井用胶带运煤时，可兼作进风井，但V 4m /s。胶带斜井不得兼作回风井。F主斜井用箕斗运煤时，通风要求同立井l主斜井；2副斜井；380m辅助车场；480m总回风道；5边界风井；6井底车场；7100m运输大巷；8采区车场；9采区运输上山；10采区轨道上山；11m2区段运输平巷；12区段运输石门；13m1区段运输平巷；14m2区段回风平巷；15区段回风石门；16m1区段回风平巷；17采煤工作面；18280m运输大巷Coal Min

15、ing Science山东科技大学资源与环境工程学院3.2 斜井开拓斜井开拓p（5）开采顺序）开采顺序沿走向沿走向 F 采区前进式，区内后采区前进式，区内后退式退式沿倾斜沿倾斜 F 阶段下行式阶段下行式 ，区段下，区段下行式行式煤层间煤层间F 下行式下行式Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.2 斜井开拓斜井开拓2）片盘斜井开拓）片盘斜井开拓p特点特点F 相当于一个下山采区；F 井田划为若干分段（片盘）；F 每个分段称一片盘，布置一个采面，整分段回采；F 生产能力小；上下片盘接替频繁；F 串车提升，车场简单。p适用条件适用条件F 地质构造简单，井田走向较短；F

16、 有扩大应用的前景。Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.2 斜井开拓斜井开拓+ 350I+ 450+ 400+ 350+ 300I2175I - I436+ 300I3I5847612+ 450+ 400Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.2 斜井开拓斜井开拓u 3.2.2 斜井开拓方式井筒装备斜井开拓方式井筒装备1）井筒装备）井筒装备p以斜井（主斜井、副斜井、回风井）进行开拓时，一般装备两个井筒，p主井一般用胶带或箕斗提煤，副井一般用矿车辅运、行人、进风等，风井回风。p小型斜井的主副斜井可均装备矿车提升设备 ，或只装备一

17、个斜井，串车提升。双钩或单钩提升。p主斜井 F 胶带机（斜井一侧铺轨道 检修） A大F 箕斗中型；F 双钩串车提升 中、小型井；单钩串车提升 A小。斜井箕斗Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.2 斜井开拓斜井开拓p副斜井 F 双钩串车提升 大型井F 单钩串车提升 小型井；F 无极绳 10；F 无轨胶轮车、单轨吊、卡轨车、齿轨车。2）提升设备对井筒角度的要求）提升设备对井筒角度的要求F 提升方式 井筒倾角F 串车 25F 箕斗 20 35F 普通胶带机 17F 无极绳 10Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.2 斜井开拓斜井

18、开拓u 3.2.3 斜井与煤层的相对位置斜井与煤层的相对位置一般在煤层群底部，沿煤层、沿岩层，穿层。一般在煤层群底部，沿煤层、沿岩层，穿层。煤层斜井：煤层斜井：适用于地质构造简单、薄及中厚煤层，围岩稳定，适用于地质构造简单、薄及中厚煤层，围岩稳定，矿井生产能力小矿井生产能力小煤层底板岩层斜井：煤层底板岩层斜井：距煤层距煤层10 15m底板穿岩斜井：底板穿岩斜井：适用煤层倾角较大时适用煤层倾角较大时顶板穿岩斜井：顶板穿岩斜井：适用煤层倾角小适用煤层倾角小折返式穿岩斜井折返式穿岩斜井：如从底板穿层进入煤层，受地形限制，则采如从底板穿层进入煤层，受地形限制，则采用用Coal Mining Scien

19、ce山东科技大学资源与环境工程学院3.2 斜井开拓斜井开拓4112-2+ 35.5- 31213底板穿岩斜井底板穿岩斜井Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.2 斜井开拓斜井开拓53214顶板穿岩斜井顶板穿岩斜井折返斜井折返斜井Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.3 平硐开拓平硐开拓在地形为山岭的矿区，利用水平巷道作为主要井硐的一类开拓方式称在地形为山岭的矿区，利用水平巷道作为主要井硐的一类开拓方式称为平硐开拓为平硐开拓（adit development） 。平硐开拓可有走向平硐、垂直走向平硐和阶梯平硐等方式。平硐开拓可有走

20、向平硐、垂直走向平硐和阶梯平硐等方式。u 3.3.1 平硐开拓方式示例平硐开拓方式示例 1）煤层条件）煤层条件F 煤层 8 ，山区、地形复杂2）开拓方式）开拓方式p平硐单水平盘区开拓p主平硐垂直煤层走向，位于井田走向中央，可双翼生产，35的坡度（向外）。平硐垂直煤层走向相当于主石门。平硐垂直煤层走向相当于主石门。p井内不设井底车场，硐口设工业广场。Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.3 平硐开拓平硐开拓3811375642891II - I10,7101159124I6,l主平硐；2主要运输大巷；3副巷（后期回风巷）；4盘区上山下部车场；5盘区轨道上山；6盘

21、区输送机上山；7盘区煤仓；8盘区下山上部车场；9盘区风井；10盘区输送机下山；11盘区轨道下山垂直走向平硐开拓Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.3 平硐开拓平硐开拓3）井田内划分）井田内划分F 单水平：盘区式准备，上、下山盘区布置方式F 上山部分 6个盘区，下山部分 6个盘区4）开掘顺序）开掘顺序F 原则：尽快沟通风路F 尽量采用平行作业F 主平硐、运输大巷F 盘区风井5）生产系统）生产系统F 主平硐：运煤、运矸、运料、进风、排水，铺设管线F 风井：回风（斜井、立井）Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.3 平硐开拓平硐开

22、拓u 3.3.2 平硐开拓方式类型及装备平硐开拓方式类型及装备1）平硐分类）平硐分类p 垂直走向平硐：主平硐垂直（或斜交）于煤层走向垂直走向平硐：主平硐垂直（或斜交）于煤层走向p 走向平硐：主平硐平行于煤层走向；单翼生产走向平硐：主平硐平行于煤层走向；单翼生产p 阶梯平硐阶梯平硐l按不同标高分别开平硐，上平硐的煤经专用下山溜到下水平运出。平硐水平以下煤层：下山开采、暗井（立井、斜井）Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.3 平硐开拓平硐开拓垂直走向平硐走向平硐+ 550+ 400mmm123+ 690垂直走向阶梯平硐走向平硐Coal Mining Scienc

23、e山东科技大学资源与环境工程学院3.3 平硐开拓平硐开拓2） 平硐装备平硐装备p 最简单的开拓方式，技术经济最有利：p 煤由平硐直接外运，多用矿车（底卸式、普通箱式），也可用胶带，运输环节少，设备少；能力大；p 不设井底车场，水自流，无水仓。u 3.3.3 适用条件适用条件p 山岭、丘陵沟谷地区，煤层埋于山中，在山麓开平硐开拓；p 有些煤层埋于山岭中，上山部分相当一个阶段的煤量，平硐以下用下山阶段开采。Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.4 井筒（硐）形式分析及选择井筒（硐）形式分析及选择u3.4.1 井筒（硐）形式分析井筒（硐）形式分析井筒井筒形式形式平硐

24、平硐斜井斜井立井立井优优点点1）煤由平硐直接外运，运输环）煤由平硐直接外运，运输环节少，设备少，系统简单，费用节少，设备少，系统简单，费用低；低；2）地面工业广场建筑和设施简）地面工业广场建筑和设施简单；单；3）不需留工业广场煤柱；）不需留工业广场煤柱；4）井内不设井底车场，水自流）井内不设井底车场，水自流，无水仓，排水费用低；，无水仓，排水费用低；5）施工条件好，掘进速度快。）施工条件好，掘进速度快。1）井筒施工工艺、施工设备和工序比立）井筒施工工艺、施工设备和工序比立井简单，掘进快，单价低；井简单，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；）

25、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）采用胶带机的主斜井能力大）采用胶带机的主斜井能力大,不受长度不受长度限制；限制； 6）初期投资少；）初期投资少；7）起勘探作用；）起勘探作用；8）可避开含水层）可避开含水层 。1）同样采深条件下，井身比斜井短，）同样采深条件下，井身比斜井短，通过井筒的各种管线短；通过井筒的各种管线短；2）提升速度快，机械化程度高，易自）提升速度快，机械化程度高，易自动控制；对辅助提升有利，人员提升快动控制；对辅助提升有利，人员提升快；对深井开采有利；对深井开采有利；3）井筒断面大，通风阻力小，提升，）井筒断面大，

26、通风阻力小，提升，排水、动力供应等生产经营费用低；排水、动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）对各种地质条件适应性强，技术可靠，不受煤层倾角，瓦斯、水文等限制靠，不受煤层倾角，瓦斯、水文等限制。缺缺点点受限于地形、埋藏条件受限于地形、埋藏条件1）井身长，绞车（串车）提升能力受限）井身长，绞车（串车）提升能力受限制；制；2）通过井筒的各种管线长，通风、动力）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；供应、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。1）井筒

27、施工复杂：需较高技术、较多）井筒施工复杂：需较高技术、较多设备、速度慢；设备、速度慢；2）井筒装备复杂，基建投资大；）井筒装备复杂，基建投资大；3）不能避开含水层；）不能避开含水层；4）井筒延深困难。）井筒延深困难。Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.4 井筒（硐）形式分析及选择井筒（硐）形式分析及选择u 3.4.2 井硐形式选择井硐形式选择1）斜井适用条件）斜井适用条件F适应大中小矿井； F煤层埋藏浅；表土层不厚（2550m），水文地质条件简单，不需特殊施工法施工的缓斜和倾斜煤层；F胶带机可长；串车提升不宜超过两段提升。斜井分段式 倾斜尺寸1500m；斜井

28、分区式 垂深300m（箕斗、串车）；斜长 2500m（胶带）。2）立井适用条件）立井适用条件F煤层埋藏深、表土厚或水文情况复杂，井筒需特殊施工；F开采煤层受倾角、厚度、瓦斯、水文等条件限制；F多水平开采的急斜煤层；F凡不适合斜井、平硐及综合开拓方式时，均可采用立井开拓。 3）平硐适用条件）平硐适用条件F平硐只要条件适合，一般应优先选用。Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.5 综合开拓综合开拓综合开拓方式主、副井采用不同的井筒（硐）形式进行开拓的方式u 3.5.1 综合开拓方式示例综合开拓方式示例1）主斜井）主斜井 副立井开拓方式副立井开拓方式- 4 7- 1

29、 1 2- 2 6 2- 4 1 21B551BFB5AA136557BB1 0691 16BB5 b45 a6CFFC1 2 - - 41 2 - - 1 1 31 31 1 - - 4 8F2341 21-主斜井，2-副斜井，3-斜风井，4-新打副立井，5，6，7-水平运输大巷Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.5 综合开拓综合开拓p斜井优点：主斜井 胶带运输，生产能力大，不受长度限制；p缺点：副斜井 辅提难，线路长，阻力大，通风难；p改为副立井：则辅提快、线路短、通风容易。u 3.5.2 综合开拓方式类型综合开拓方式类型p平硐 立井 斜井p平硐 立井 p平硐 斜井p斜井 立井p主斜副立应用较多p主立副斜应用较少Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.5 综合开拓综合开拓14231750+ 1105+ 5124+ 4152+ 330+ 23031平硐立井综合开拓前期平硐后期立井综合开拓Coal Mining Science山东科技大学资源与环境工程学院3.6 多井筒分区域开拓方式多井筒分区域开拓方式1 1）问题）问题 F 斜井胶带机运煤，运输能力不受限。F 深井、井田尺寸大，辅提任务重；瓦斯涌出量大，通风难；2 2）解决途径）解决途径F 多井筒分区域开拓3）多井筒分