煤矿开采学绪论、第一章：煤矿开采基本概念

煤矿开采学

主编：徐永忻

.绪论煤炭的地位新中国成立近60年来，煤炭在我国一次能源消费结构中的比重一直占70%左右。2008年国内煤炭消费27.4亿t左右，占国内能源消费量的70%。截至2006年底，我国已探明的煤炭储量约为1145亿t，煤炭储量居世界第三位，我国煤层赋存条件多种多样，开采条件各具不同。我国开采利用煤炭已有几千年的历史，是世界上开采和利用煤炭最早的国家之一。

.特别是改革开放30年来，煤炭工业发展取得了更为显著的成果，截至2008年9月，全国120万吨以上的生产矿井315座，产量8.64亿吨，其中超千万吨的大型现代化矿井15座；到2010年，采煤机械化水平达到80%以上，新建和改扩建一批大中型高产高效安全现代化矿井，全国建成十三个大型煤炭生产基地，大型矿井全部达到“双高”（即高产高效矿井）水平，中型矿井80%达到“双高”标准。.采煤方法变迁我国煤层赋存条件多种多样，决定了我国采煤方法必然是多样化的。据不完全统计，我国目前的采煤方法有50多种，是世界上采煤方法最多的国家之一。新中国成立初期，绝大多数煤矿设备设施极其简陋，采煤方法多采用无支护的穿硐式和高落式。

.在三年经济恢复时期（1949～1952年）推行以壁式体系为主的采煤方法。1952年，国有煤矿采用了以长壁式为主的正规采煤方法，其煤炭产量比重已由1949年的12.51%迅速增长到72.4%。第一个五年计划期间（1953～1957年），继续开展采煤方法改革，1953年，全国采煤机械化程度达到12.75%，以长壁式为主的正规采煤方法所占的产量比重已经达到92.27%，并创造性地发展了一批适合我国国情的采煤方法。.1964年，我国首次在鸡西矿务局小恒山煤矿成功地使用了浅截深采煤机。1974年开始采用综合机械化采煤技术。在“五五”计划期间（1976～1980年），在大力推广走向长壁采煤法机械化采煤的同时，因地制宜地积极推广倾斜长壁采煤法、柔性掩护支架采煤法、对拉工作面采煤法、无煤柱护巷采煤法和水力采煤法等。20世纪80年代以来，3.5～5.5m厚煤层大采高一次采全厚采煤法，5m以上厚煤层综合机械化放顶煤采煤法等进一步得到改进和完善，趋于成熟。.课程的结构煤矿开采学是学习和掌握煤矿开采技术的综合性技术课程。其基本内容是：理论结合实际地阐述不同煤层赋存条件下的井田开拓部署、采区巷道方案设计、采煤工艺设计、采区单项工程施工设计和采煤工作面生产技术管理等实践能力和专业理论知识。.井田开拓是整个矿井开采的全局性部署，是建立矿井安全生产所必需的生产系统的前提和保障。采区巷道方案设计是矿井开采设计的重要组成部分。采煤工艺设计是煤矿生产的核心技术。采煤工作面生产技术管理是实现高产高效安全生产矿井的关键。采区单项工程施工设计是井下巷道、硐室及轨道线路设计和组织施工的基础，。.煤矿开采的基本概念第一章.第一节煤田开发的概念一、

煤田、矿区和井田1.煤田

在地质历史发展的过程中，含碳物质沉积形成的基本连续的大面积含煤地带称为煤田。2.矿区和矿区开发开发煤田形成的社会区域，成为矿区。矿区根据储量、赋存条件、煤炭市场需求量和投资环境等情况，确定矿区规模、划分井田，规划井田开采方式，规划矿井或露天矿建顺序，确定矿区附属企业的类别、数目和生产规模，建设过程等，总称为矿区开发。3.井田在矿区内，划归给一个矿井开采的那一部分煤田。.

铜川矿区的井田划分.二、矿井生产能力和井型矿井生产能力亦称井型，是指矿井设计生产能力，以万t/a表示。核定后的矿井生产能力，称为矿井核定生产能力。矿井年产量是矿井每年生产出来的煤炭数量以万t/a表示。大型矿井：1.2Mt/a、1.5Mt/a、1.8Mt/a、2.4Mt/a、3.0Mt/a、4.0Mt/a、5.0Mt/a及5.0Mt/a以上的矿井，其中3.0Mt/a及其以上的矿井又称为特大型矿井；中型矿井：45万t/a、60万t/a、90万t/a的矿井；小型矿井：9万t/a、15万t/a、21万t/a、30万t/a矿井。.

第二节矿山井巷名称和井田内划分一、矿山井巷为了进行矿井开采，在地下开掘的井筒、巷道和硐室的总称。（一）按空间位置和形状可分为：1.

垂直巷道－立井、暗立井、溜井2．倾斜巷道－斜井、暗斜井、上山、下山3．水平巷道－平硐、石门、煤门、平巷.

矿井巷道示意图9－上山，10－下山，11－风井，12－岩石平巷，13－煤层平巷1－立井，2－斜井，3－平硐，4－暗立井，5－溜井，6－石门.（二）按服务范围及其用途可分为：

1.开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷道。

2.准备巷道：为采区、一个以上区段、分段服务的运输、通风巷道。

3.回采巷道：形成采煤工作面及为其服务的巷道。

.二、井田内划分（一）、井田划分为阶段和水平

在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每个长条部分具有独立的生产系统，称之为一个阶段。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“开采水平”简称“水平”。阶段与水平联系和区别：

阶段——井田一部分，强调开采范围和储量水平——强调巷道布置

二者联系是用水平上的巷道开采阶段内的煤炭资源..（二）、阶段内再划分1、采区式划分在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干个具有独立生产系统的块段，每一块段称为‘采区’。如下图，井田沿倾向划分为3个阶段，每个阶段又沿走向划分为4个采区。在采区范围内，沿煤层倾斜方向将采区划分为若干个长条部分，每一块长条部分称为‘区段’。.阶段划分为采区.采区划分为区段.2、分段式划分

在阶段范围内沿倾斜方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，每个分段沿倾斜布置一个采煤工作面。

.3、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。.（三）井田直接划分为盘区或带区近水平煤层，井田沿倾斜方向高差很小。通常沿煤层延展方向布置大巷，在大巷两侧划分为具有独立生产系统的块段，这样的块段称为盘区或带区。盘区内巷道布置及生产系统与采区基本相同；带区则与阶段内带区布置基本相同。采区、盘区、带区的开采顺序一般采用前进式，先开采井田中央井筒附近的采区或盘区、带区，以有利于减少初期工程量及初期投资，使矿井尽快投产。.第三节矿井生产的基本概念一、矿井生产系统在煤矿生产过程中的提升、运输、通风、排水、人员安全进出、材料设备运送及上下井、矸石出运、供电、供气、供水等巷道线路及其设施，是矿井安全生产的前提和保证。.井下生产系统示意图.井下生产系统示意图注释1－主井；2－副井，3－井底车场；4－主要运输石门；5－阶段运输大巷；6－回风井；7－回风石门；8－回风大巷；9－采区运输石门；10－采区下部车场底板绕道；11－采区下部车场；12－采区煤仓；13－行人进风巷；14－运输上山；15－轨道上山；16－上山绞车房；17－采区回风石门；18－采区上部车场；19－采区中部车场；20－区段运输平巷；21－下区段回风平巷；22－联络巷；23－区段回风平巷；24－开切眼；25－采煤工作面.1、运煤系统：25－20－14－12－10－5－4－3－12、通风系统：新鲜风流从地面－12－3－4－5－11－15－19－20－25；污风－23－17－8－7－6－排入大气。3、运料排矸系统：2－3－4－5－9－11－15－23－254、排水系统：采掘工作面涌水，由区段运输平巷、采区上山排到采区下部车场，经水平运输大巷、主要运输石门等巷道的排水沟，自流到井底车场水仓，由中央水泵房排到地面。5、动力供应系统：包括井下电力供应系统和压缩空气供应系统。井下生产系统（见井下生产系统示意图.地面生产系统

1.

地面生产系统类型（1）无加工设备的地面生产系统（2）设有选矸设备的地面生产系统（3）设有筛分厂的地面生产系统（4）设有洗选厂的地面生产系统

2.

地面排矸系统3.