采煤概论第二章 井田开拓

矿业工程概论

李建忠

太原理工大学矿业工程学院第二章井田开拓太原理工大学矿业工程学院主要内容第一节煤田的划分第二节井田再划分第三节井田开拓方式第四节开采水平的设置第五节矿井采掘关系第一节煤田的划分煤田在地质历史发展的过程中，由含碳物质沉积形成的大面积含煤地带称为煤田。矿区开发煤田形成的社会区域。

一般一个矿区开发一个煤田矿务局，矿业集团公司井田划归给一个矿井开采的那一部分煤田。

神东矿区—我国首个亿吨级的煤炭生产基地。第一节煤田的划分井田划分原则

1、充分利用自然等条件划分井田；2、井田范围、储量和开采条件要与矿井生产能力相适应；3、保证井田有合理的尺寸；4、合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系。煤田划分为井田井型井田走向长度（km）小型矿井1.5中型矿井4.0大型矿井7.0特大型矿井10.0-15.0井田边界划分方法

1－垂直划分；2－水平划分；3－以断层为界井田边界划分方法矿井生产能力和服务年限矿井储量井田边界范围内，通过地质手段查明的符合国家煤炭储量计算标准的全部储量。矿井生产能力

又称为矿井年产量，是指矿井在一年内生产煤炭的数量。矿井服务年限矿井从投产到报废的开采年限。矿井生产能力和服务年限T=ZK/AKZk－矿井可采储量，Mt；T－矿井设计服务年限，a；A－矿井设计生产能力，Mt

/a；K—储量备用系数，1.3-1.5。储量备用系数是为保证矿井有可靠服务年限而在计算时对储量采用的富裕系数。新建矿井设计服务年限井型矿井设计生产能力（Mt/a）矿井设计服务年限（a）第一开采水平设计服务年限煤层倾角<25°煤层倾角25°-45°煤层倾角>45°特大6.0及以上7035——3.0-5.06030——大1.2、1.51.8、2.450252015中0.45、0.6、0.940201512小0.09、0.15、0.21、0.30各省自定阶段的走向长度等于井田的走向长度阶段下部布置阶段运输大巷阶段上部布置阶段回风大巷第二节井田再划分井田划分为阶段阶段：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。

水平：

常指某一标高的水平面。表示：标高、开采顺序及用途1）0、-200、-500水平等2）矿井生产中，表示开采顺序，又称第一水平、第二水平3）矿井生产中，常把运输大巷所在的水平称运输水平；回风大巷所在的水平称回风水平。井田划分为阶段开采水平（简称水平）：布置有主要运输大巷和井底车场、并担负该水平开采范围内的主要运输和提升任务的水平。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。阶段上部回风水平阶段下部运输水平井田划分为阶段开采倾角较小的近水平煤层，沿煤层主要延展方向布置大巷。井田划分盘区井田划分为盘区特大型矿井井田范围广阔，井下运输距离、通风线路、管线敷设过长，给生产和管理带来困难，采用了多井筒分区域开拓。井田划分为分区域阶段内再划分1．采区式2．分段式3．带区式阶段内分区布置H—阶段垂高；h—阶段斜长采区式划分采区：阶段或开采水平内沿走向划分为具有独立生产系统开采块段。采区斜长=阶段斜长（可达1000m）采区走向=400m-5000m区段：在采区内沿倾斜方向划分的开采块段。

区段下部有区段运输平巷区段上部有区段回风输平巷Ⅰ阶段Ⅱ阶段Ⅲ阶段Ⅲ阶段Ⅱ阶段Ⅰ阶段1区段2区段3区段1区段2区段3区段采区式划分采区走向长壁工作面：工作面沿倾斜布置沿走向推进分带—沿煤层走向把阶段划分为若干长条，每一个长条叫一个分带。倾斜长壁工作面：工作面沿走向布置沿倾向推进带区式划分J1阶段J2阶段J3阶段J3阶段J2阶段J1阶段带区式划分

采区式阶段分段式带区式井田盘区

采区式分区域盘区式

带区式走向长壁井田划分倾斜长壁近水平第三节井田开拓方式井田开拓：从地面开掘一系列的井巷进入煤层。开拓方式：开拓巷道在井田内的总体布置方式。井硐的形式、数量和位置立井开拓水平的数目和标高斜井开拓布置井底车场和主要巷道平硐开拓阶段内的划分综合开拓确定采掘关系和开采程序分区域开拓进行矿井延深和技术改造斜硐开拓主要内容开拓方式

开拓方式分区域开拓按空间位置分类：1.

垂直巷道－立井、暗立井、溜井2．水平巷道－平硐、石门、煤门、平巷3．倾斜巷道－斜井、暗斜井、上山、下山4.硐室－变电室、水泵房、火药库等巷道分类立井：有直接通达地面出口的垂直巷道，竖井。暗立井：没有直接通达地面出口的垂直巷道。溜井：担负自上而下溜放煤炭任务的暗井。平硐：有直接通达地面出口的水平巷道。平巷：沿煤层走向开掘的水平巷道。石门：布置在岩层中和岩层走向垂直或斜交的水平巷道。煤门：布置在煤层中和煤层走向垂直或斜交的水平巷道。斜井：有直接通达地面出口的倾斜巷道。暗立井：没有直接通达地面出口的倾斜巷道。巷道分类上山：没有直接通达地面的出口，位于开采水平之上，从主要运输大巷沿煤层或岩层由下向上开掘的倾斜巷道。下山：没有直接通达地面的出口，位于开采水平之下，从主要运输大巷沿煤层或岩层由上向下开掘的倾斜巷道。溜煤眼：专作溜煤用的小斜巷。硐室：长度较小，断面较大的特殊巷道。巷道分类1－立井，2－斜井，3－平硐，4－暗立井，5－溜井，6－石门9－上山，10－下山，11－风井，12－岩石平巷，13－煤层平巷巷道分类按其用途和服务范围分类：开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷道，如井筒、井底车场、主要石门、主要运输大巷和回风大巷等。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。巷道分类矿井生产系统1）运煤系统2）通风系统3）运料排矸系统4）排水系统5）动力供应（电、压风）6）通讯、监测系统井下生产系统示意图斜井开拓主副井均为斜井的开拓方式。片盘斜井开拓是斜井开拓的一种最简单的形式。它是将整个井田沿倾斜方向划分成若干个阶段，每个阶段倾斜宽度可以布置一个采煤工作面。在井田沿走向中央由地面向下开凿斜井井筒，并以井筒为中心由上而下逐阶段开采。下图为一片盘斜井的示例。井田沿倾斜方向划分为四个阶段。阶段内按整个阶段布置，即每一阶段斜宽布置一个工作面。1—主井；2—副井；3—片盘车场；4--阶段运输平巷；5—辅巷；6—阶段回风平巷；7--采煤工作面；8—联络眼片盘斜井开拓斜井开拓片盘斜井开拓特点开拓方式简单，建井期短。但同时回采的工作面少生产能力小。适用于煤层煤藏稳定，地质构造简单，井田走向长度短的小型矿井。斜井开拓斜井单水平开拓由斜井进入煤体，由一个开采水平开采整个井田。井田可划分为一个阶段，也可以划分为两个阶段。阶段沿走向划分为采区。下图中井田划分为两个阶段，每个阶段沿走向划分为六个采区。开采水平在上、下两阶段分界面。上山阶段每个采区沿倾斜划分为五个区段，下山阶段式分为四个区段。矿井可采煤层为一层中厚煤层，煤层倾角较小。斜井单水平分区式开拓1—主井；2—副井；3—井底车场；4—阶段运输平巷；5—阶段辅巷；6—采区运输上山；7--采区轨道上山；8、15—区段运输平巷；9、16—区段回风平巷；10、17—采煤工作面；11--阶段回风平巷；12--回风井；13—采区运输下山；14—采区轨道下山；18—专用回风上山；19—采区煤仓；20—井底煤仓；21—行人进风上山；22—回风联络巷斜井开拓斜井形式的选择斜井倾角主要依据其装备的提升设备确定。根据经验，一般应符合下列范围：串车提升α≯25°箕斗提升α=20°-35°无极绳提升α≯10°胶带输送机提升α≯17°立井开拓主副井均为立井的开拓方式。特点：对井田地质条件适应性很强，广泛采用的一种方式。生产系统比较简单，运输环节少，建井速度快，投产早。开拓方式、开掘顺序、生产系统。运煤系统运料系统通风系统立井开拓单水平上下山开拓

开采水平既采上山部分,又采下山部分的煤层。立井开拓多水平上下山开拓

开采水平既采上山部分,又采下山部分的煤层。立井开拓多水平上山开拓

开采水平只采上山部分的煤层。立井开拓多水平混合式开拓

开采水平既可只采上山部分,又可采上、下山部分的煤层。

立井单水平上下山开拓（带区式准备）1—主井；２—副井口—井底车场；４—运输大巷；５—回风石门；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—行人进风斜巷平硐开拓从地表开掘水平巷道进入山体或丘陵内的煤层。一般地，以一条主平硐担负运煤、运料、出矸、行人、排水、进风和敷设管线等任务。在井田上部回风水平开回风平硐或回风井担负回风任务。走向平硐垂直平硐阶梯平硐平硐开拓示意图根据井硐的三种基本形式，组合后理论上有六种综合开拓方式：立井—斜井、斜井—立井、平硐—立井立井—平硐、平硐—斜井、斜井—平硐综合开拓

立井-斜井综合开拓

斜井—立井综合开拓综合开拓平硐—立井综合开拓1—平硐；2—立井；3—暗斜井；4—回风平硐；5—回风小井平硐—斜井综合开拓1—主平硐；2—副斜井；3—阶段运输大巷；4—阶段辅巷

舍弃原有的17度坡度的斜井开拓方式，采用6度斜硐开拓技术，充分发挥浅埋深煤田的自然条件优势，主要大巷均布置在主采煤层中，由1条主运输大巷，1-2条辅助运输大巷和1条回风大巷组成，矿井井筒与布置在煤层中的大巷直接相连。

优点：①减少了岩石开拓巷道工程量；②提高了煤矿建井速度。

斜硐开拓斜硐开拓平硐—：初期投资低，成产经营费低，工期快，系统简单。适用条件：上山阶段的服务年限满足规定。立井—：不受自然条件限制，采深相同时，井筒短、提升速度快、能力大，有利辅助提升，井筒断面大阻力小。施工技术复杂，井筒装备复杂，掘金速度慢，基建投资大。适用条件：煤层赋存较深，水文地质情况复杂，急倾斜煤层等。井田开拓方式选择斜井开拓优点：掘进技术和设备简单；掘进速度快，工期短；井筒装备、井底车场简单；初期投资少；井筒延伸方便；主提升胶带化能力大；全性好。井田开拓方式选择斜井开拓缺点（与立井比）：井筒长，维护费高。辅助提升能力小，提升深度有限。通风路线长，风阻大。过冲积层和流沙层相当困难。斜、立选择斜井立井1.煤层赋存浅深2.表土层薄厚3.水文情况简单复杂4.急倾斜煤层水平数单多5.井田倾斜短长井田开拓方式选择井田开拓方式选择

三种开拓方式各有特点。一般来说，条件适宜时，应按照先平硐、后斜井、再立井的顺序来考虑开拓方式。由于影响开拓方式的因素比较多，涉及到井硐形式、水平数目、阶段内划分等，因此，在选择开拓方案时，必须根据具体情况，综合考虑地质、地形以及技术经济条件，通过方案比较后确定。

第四节开采水平的设置井底车场：连接井筒和主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称。它担负着矿井煤矸、物料、设备、人员的转运，又为矿井的通风、排水、供电服务，是连结井下运输和井筒提升的枢纽。车场形式：根据矿车在车场内运行的特点，井底车场均可分为环行式和折返式两大类。

井底车场主井系统硐室：翻车机硐室、煤仓、箕斗装载硐室、清理斜巷、绞车硐室等。副井系统硐室：

马头门、中央变电所、中央水泵房、水仓、等候室、调度室、消防材料库等。

井底车场运输线路：存车线：主副井存放空重列车的线路。行车线：空重列车运行线路，包括调车线和绕道。立井刀式环行井底车场1—主井；2—副井；3—翻笼（翻车机）4－煤仓；5—箕斗装载室；6—清理井底撒煤斜巷；7—中央变电所；8—水泵房；9—等候室；10—调度室；11—人车停车场；12—工具室；13—水仓；14—主井重车线；15—主井空车线16—副井重车线；17—副井空车线；18—材料车线；19—绕道回车线；20—调车线；N1、N2、N3、N4、N5—道岔编号环形井底车场的特点是重列车在车场内总是单向运行。因而调车工作简单，可以达到较大的通过能力。但车场的开拓工程量较大。按照井底车场空、重车线与运输大巷或主要石门的相对位置关系，环形车场又可分为卧式、斜式和立式三种。调车方式：顶推调车、甩车调车、专用设备调车。

井底车场

环形式井底车场

a—卧式车场；b—斜式车场；c—立式车场1—主井；2—副井；3—主井重车线；4--主井空车线5—调车线；6—回车饶道；7—主要运输大巷折返式井底车场特点：空、重车在车场内有折返运行。折返式车场的巷道开拓量小，巷道交岔点和弯道少，行车安全。但由于巷道断面大，需要布置在比较坚硬的岩石中，否则维护困难。根据车场两端是否可以进出车，折返式车场又可分为梭式和尽头式两种。

井底车场

梭式车场主要特点：主井储车线完全布置在主要运输巷道上，列车往返运行需经翻笼一侧的轨道。这种车场的优点是：开拓工程量小，车场弯道少。尽头式车场与梭式车场的线路布置基本相似。但空、重列车只从车场的一端出入，另一端为线路的尽头。

井底车场

a—立井梭式车场；b—立井尽头式车场1—立井重车线；2—立井空车线；3—副井重车线；4—副井空车线；5—材料车线；6—调车线；7—通过线

折返式井底车场选择井底车场型式的主要原则：运输系统和调车方式简单，有利于采用集中、闭塞、自动控制信号系统；车场通过能力较矿井设计生产能力富裕30％以上；施工容易，巷道工程量少，生产成本低；尽量减少巷道交岔点，以便减少施工的困难和提高行车速度，增大并底车场的通过能力；整个车场巷道和硐室，应布置在稳定的易于维护的岩层中。

井底车场

井筒是矿井最重要的井巷工程。它是矿井由地下通向地面的出口，是煤炭、材料、设备、人员、风等的必经之路，是整个矿井生产系统的咽喉。一般地，一个矿井至少应有一主一副两个井筒，主井担负煤炭提升，副井担负辅助提升任务。所谓井筒位置，主要是指两个方面，一是井口和井底沿井田走向和倾斜方向的位置；二是井筒本身所通过的岩层层位。井筒位置及数目的确定地面因素：能充分利用地形，少占或不占良田，井口标高应高于当地历史最高洪水位，井口所在地工程地质条件要好。地下因素：井硐穿过的岩层应有良好的地质条件，井底尽可能落在井田走向中央，尽量布置在煤层露头侧外。技术经济因素：尽可能使井下运输、提升等生产环节简单，使开拓工程量小，建井快，出煤早，降低煤炭运输费等运营费用。井筒位置及数目的确定开采水平的确定根据井田内划分阶段的多少，可以设一个或几个开采水平。这主要取决于井田的斜长和阶段尺寸的大小以及是否采用下山开采。开采水平的尺寸用水平垂高表示。水平垂高指的是该水平开采范围煤层的垂直高度。如果一个水平只采一个阶段，则水平高度就等于阶段高度，如果一个水平既开采上山阶段又开采下山阶段，这时水平高度就是两个阶段垂高之和。运输大巷的布置根据煤层数和间距，布置形式有分层运输大巷、集中运输大巷和分组集中运输大巷三种。分层运输大巷：在开采水平各煤层中分别开掘运输大巷，并用阶段石门或溜井与井底车场相通。集中运输大巷：在开采水平内只开一条运输大巷为各煤层服务，它通过采区石门与各煤层相联系。分组集中运输大巷：将煤层分为若干个煤组，每个煤组开掘一条运输大巷。分层运输大巷布置方式示意图1—主井；2—副井；3—主要石门；4—分层运输大巷；5—分层回风巷；6—回风石门；7—回风井；8—含水岩层运输大巷的布置集中运输大巷1—主井；2—副井；3—井底车场；4—主要石门；5—集中运输巷；6—采区石门；7—集中回风巷；8—回风井运输大巷的布置运输大巷的布置运输大巷可以布置在不受采动影响的煤组底板岩石中，也可以布置在煤组下层煤质坚硬、围岩稳固的煤层中。

岩石大巷煤层大巷运输大巷的布置运输方式主要有轨道运输和胶带输送机运输两种。轨道运输时，大巷断面由电机车和矿车尺寸决定。它对巷道坡度要求较高，不允许有大的起伏，但对巷道平面弯度限制不大，只要弯道曲率半径能满足电机车和运行要求即可。（挂腰线掘进）胶带运输时，巷道断面一般比轨道运输要小。但为了机器检修，必须另开一条轨道巷与其并行。有时可将轨道与输送机布置在一条巷道内（称为机轨合一），但巷道断面要增加。回风大巷的布置与运输大巷布置的原则基本相同。一般情况下，上水平的运输大巷常作为下水平的回风大巷。开采近水平煤层时，回风大巷和运输大巷可平行并列布置，回风大巷布置在上部煤层或顶板岩石中，与运输大巷重叠布置。回风大巷的布置矿井开采将逐步地向深部发展，每隔一段时间，就需要延深井筒，开拓新的水平。生产矿井的开拓延深，是煤炭生产过程中保证开采连续进行的必要措施，它对挖掘矿井生产潜力，提高矿井生产能力具有重大影响。第五节矿井开拓延深矿井延深的原则充分利用老矿原有设备、设施，挖掘现有的生产潜力。尽量减少对现有生产水平的影响，并有利于下水平的延深，同时，力求生产系统简单，缩短新旧开采水平交替生产的时间。临时性的辅助工程量小，减少投资，缩短工期，降低生产经营费用。尽量采用先进技术，以适应煤矿现代化生产发展的需要。矿井开拓延深矿井延深方案的选择

主、副井直接延深采用暗立井或暗斜井延深新开一个井筒，延深一个井筒

矿井开拓延深主、副井筒直接延深暗井延深新开主井延深矿井开拓延深MagneticResonanceImaging磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量

三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程

1.

纵向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：

MZ恢复到M0的2/3所需的时间

T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像

所谓的加权就是“突出”的意思

T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别

T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。

磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围

在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多

如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位---即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件

RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同频率的RF

特定层面1H激励、共振

3.层厚的影响因素

RF的带宽↓

GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码

M0↑--GZ、RF→相应层面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换

GZ----某一层面产生MXYGX----MXY旋进频率不同

GY----MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）

↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位

MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短TE－－T1W长TR长TE－－T2W增强MR最常用的技术是：多层、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技术磁共振扫描时间参数：TR、TE磁共振扫描还有许多其他参数：层厚、层距、层数、矩阵等序列常规序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反转恢复（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高级序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三维成像（SPGR）弥散成像（DWI）关节运动分析是一种成像技术而非扫描序列自旋回波（SE）必扫序列图像清晰显示解剖结构目前只用于T1加权像快速自旋回波（FSE）必扫序列成像速度快多用于T2加权像梯度回波（GE）成像速度快对出血敏感T2加权像水抑制反转恢复（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶显示清晰判断病灶成份脂肪抑制反转恢复（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信号判断病灶成分其它组织显示更清晰血管造影（MRA）无需造影剂TOF法PC法MIP投影动静脉分开显示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系统成像胆道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于诊断梗阻扩张超高空间分辨率扫描任意方位重建窄间距重建技术大大提高对小器官、小病灶的诊断能力三维梯度回波（SPGR） 早期诊断脑梗塞

弥散成像MRI的设备一、信号的产生、探测接受1.磁体（Magnet）:静磁场B0（Tesla,T）→组织净磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常导型（resistivemagnet）超导型（superconductingmagnet）磁体屏蔽（magnetshielding）2.梯度线圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z轴的磁场梯度功率、切换率3.射频系统（radio-frequencesystem，RF）

MR信号接收二、信号的处理和图象显示数模转换、计算机，等等；MRI技术的优势1、软组织分辨力强（判断组织特性）2、多方位成像3、流空效应（显示血管）4、无骨骼伪影5、无电离辐射，无碘过敏6、不断有新的成像技术MRI技术的禁忌证和限度1.禁忌证

体内弹片、金属异物各种金属置入：固定假牙、起搏器、血管夹、人造关节、支架等危重病人的生命监护系统、维持系统不能合作病人，早期妊娠，高热及散热障碍2.其他钙化显示相对较差空间分辨较差（体部，较同等CT）费用昂贵多数MR机检查时间较长1.病人必须去除一切金属物品，最好更衣，以免金属物被吸入磁体而影响磁场均匀度，甚或伤及病人。2.扫描过程中病人身体（皮肤）不要直接触碰磁体内壁及各种导线，防止病人灼伤。3.纹身（纹眉）、化妆品、染发等应事先去掉，因其可能会引起灼伤。4.病人应带耳塞，以防听力损伤。扫描注意事项颅脑MRI适应症颅内良恶性占位病变脑血管性疾病梗死、出血、动脉瘤、动静脉畸形（AVM）等颅脑外伤性疾病脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等感染性疾病脑脓肿、化脓性脑膜炎、病毒性脑炎、结核等脱髓鞘性或变性类疾病多发性硬化（MS）等先天性畸形胼胝体发育不良、小脑扁桃体下疝畸形等脊柱和脊髓MRI适应证1.肿瘤性病变椎管类肿瘤（髓内、髓外硬膜内、硬膜外），椎骨肿瘤（转移性、原发性）2.炎症性疾病脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、硬膜外脓肿、蛛网膜炎、脊髓炎等3.外伤骨折、脱位、椎间盘突出、椎管内血肿、脊髓损伤等4.脊柱退行性变和椎管狭窄症椎间盘变性、膨隆、突出、游离，各种原因椎管狭窄，术后改变，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脱髓鞘疾病（如MS），脊髓萎缩7.先天性畸形胸部MRI适应证呼吸系统对纵隔及肺门区病变显示良好，对肺部结构显示不如CT。胸廓入口病变及其上下比邻关系纵隔肿瘤和囊肿及其与大血管的关系其他较CT无明显优越性心脏及大血管大血管病变各类动脉瘤、腔静脉血栓等心脏及心包肿瘤，心包其他病变其他（如先心、各种心肌病等）较超声心动图无优势，应用不广腹部MRI适应证主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变肝肿瘤性病变，提供鉴别信息胰腺肿瘤，有利小胰癌、胰岛细胞癌显示宫颈、宫体良恶性肿瘤及分期等，先天畸形肿瘤的定位（脏器上下缘附近）、分期胆道、尿路梗阻和肿瘤，MRCP，MRU直肠肿瘤骨与关节MRI适应证X线及CT的后续检查手段－－钙质显示差和空间分辨力部分情况可作首选：1.累及骨髓改变的骨病（早期骨缺血性坏死，早期骨髓炎、骨髓肿瘤或侵犯骨髓的肿瘤）2.结构复杂关节的损伤（膝、髋关节）3.形状复杂部位的检查（脊柱、骨盆等）软件登录界面软件扫描界面图像浏览界面胶片打印界面报告界面报告界面2合理应用抗菌药物预防手术部位感染概述外科手术部位感染的2/3发生在切口医疗费用的增加病人满意度下降导致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑战，止血和疼痛目前已较好解决感染仍是外科医生面临的重大问题，处理不当，将产生严重后果外科手术部位感染占院内感染的14%～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院内感染第3位严重手术部位的感染——病人的灾难，医生的梦魇

预防手术部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手术部位感染的40%–60%可以预防围手术期使用抗菌药物的目的外科医生的困惑★围手术期应用抗生素是预防什么感染？★哪些情况需要抗生素预防？★怎样选择抗生素？★什么时候开始用药？★抗生素要用多长时间？定义：指发生在切口或手术深部器官或腔隙的感染分类：切口浅部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定义和分类二、SSI诊断标准——切口浅部感染

指术后30天内发生、仅累及皮肤及皮下组织的感染，并至少具备下述情况之一者：

1．切口浅层有脓性分泌物

2．切口浅层分泌物培养出细菌

3．具有下列症状体征之一：红热，肿胀，疼痛或压痛，因而医师将切口开放者（如培养阴性则不算感染）

4．由外科医师诊断为切口浅部SSI

注意：缝线脓点及戳孔周围感染不列为手术部位感染二、SSI诊断标准——切口深部感染

指术后30天内（如有人工植入物则为术后1年内）发生、累及切口深部筋膜及肌层的感染，并至少具备下述情况之一者：

1.切口深部流出脓液

2.切口深部自行裂开或由医师主动打开，且具备下列症状体征之一：①体温＞38℃；②局部疼痛或压痛

3.临床或经手术或病理组织学或影像学诊断，发现切口深部有脓肿

4.外科医师诊断为切口深部感染

注意：感染同时累及切口浅部及深部者，应列为深部感染

二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

指术后30天内（如有人工植入物★则术后1年内）、发生在手术曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通过手术打开或其他手术处理，并至少具备以下情况之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有脓性引流物

2.器官/腔隙的液体或组织培养有致病菌

3.经手术或病理组织学或影像学诊断器官/腔隙有脓肿

4.外科医师诊断为器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心脏瓣膜、人工血管、人工关节等二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

不同种类手术部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔内感染（腹膜炎，腹腔脓肿）生殖道：子宫内膜炎、盆腔炎、盆腔脓肿血管：静脉或动脉感染三、SSI的发生率美国1986年～1996年593344例手术中，发生SSI15523次，占2.62%英国1997年～2001年152所医院报告在74734例手术中，发生SSI3151例，占4.22%中国？SSI占院内感染的14～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的发生率SSI与部位：非腹部手术为2%～5%腹部手术可高达20%SSI与病人：入住ICU的机会增加60%再次入院的机会是未感染者的5倍SSI与切口类型：清洁伤口 1%～2%清洁有植入物 ＜5%可染伤口＜10%手术类别手术数SSI数感染率(%)小肠手术6466610.2大肠手术7116919.7子宫切除术71271722.4肝、胆管、胰手术1201512.5胆囊切除术8222.4不同种类手术的SSI发生率：三、SSI的发生率手术类别SSI数SSI类别（%）切口浅部切口深部器官/腔隙小肠手术6652.335.412.3大肠手术69158.426.315.3子宫切除术17278.813.57.6骨折开放复位12379.712.28.1不同种类手术的SSI类别：三、SSI的发生率延迟愈合疝内脏膨出脓肿，瘘形成。需要进一步处理这里感染将导致:延迟愈合疝内脏膨出脓肿、瘘形成需进一步处理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手术，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%与感染有关，其中90%是器官/腔隙严重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、导致SSI的危险因素（1）病人因素：高龄、营养不良、糖尿病、肥胖、吸烟、其他部位有感染灶、已有细菌定植、免疫低下、低氧血症五、导致SSI的危险因素（2）术前因素：术前住院时间过长用剃刀剃毛、剃毛过早手术野卫生状况差（术前未很好沐浴）对有指征者未用抗生素预防五、导致SSI的危险因素（3）手术因素：手术时间长、术中发生明显污染置入人工材料、组织创伤大止血不彻底、局部积血积液存在死腔和/或失活组织留置引流术中低血压、大量输血刷手不彻底、消毒液使用不当器械敷料灭菌不彻底等手术特定时间是指在大量同种手术中处于第75百分位的手术持续时间其因手术种类不同而存在差异超过T越多，SSI机会越大五、导致SSI的危险因素（4）SSI危险指数（美国国家医院感染监测系统制定）：病人术前已有≥3种危险因素污染或污秽的手术切口手术持续时间超过该类手术的特定时间（T）

（或一般手术＞2h)六、预防SSI干预方法根据指南使用预防性抗菌药物正确脱毛方法缩短术前住院时间维持手术患者的正常体温血糖控制氧疗抗菌素的预防/治疗预防

在污染细菌接触宿主手术部位前给药治疗

在污染细菌接触宿主手术部位后给药

防患于未然六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用147预防和治疗性抗菌素使用目的：清洁手术：防止可能的外源污染可染手术：减少粘膜定植细菌的数量污染手术：清除已经污染宿主的细菌六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用148需植入假体，心脏手术、神外手术、血管外科手术等六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素使用指征：可染伤口(Clean-contaminatedwound)污染伤口（Contaminatedwound）清洁伤口（Cleanwound）但存在感染风险六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素显示有效的手术有：妇产科手术胃肠道手术(包括阑尾炎)口咽部手术腹部和肢体血管手术心脏手术骨科假体植入术开颅手术某些“清洁”手术六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

理想的给药时间？目前还没有明确的证据表明最佳的给药时机研究显示：切皮前45～75min给药，SSI发生率最低，且不建议在切皮前30min内给药影响给药时间的因素:所选药物的代谢动力学特性手术中污染发生的可能时间病人的循环动力学状态止血带的使用剖宫产细菌在手术伤口接种后的生长动力学

手术过程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days细菌数logCFU/ml六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用154术后给药，细菌在手术伤口接种的生长动力学无改变

手术过程抗生素血肿血浆六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用Antibioticsinclot

手术过程

血浆中抗生素予以抗生素血块中抗生素血浆术前给药，可以有效抑制细菌在手术伤口的生长六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用156ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切开前时间切开后时间予以抗生素切开六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不同给药时间，手术伤口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投药时间感染数（%）相对危险度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手术前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0围手术期（切皮后3h内）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手术后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人数六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用结论：抗生素在切皮前45-75min或麻醉诱导开始时给药，预防SSI效果好158六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用切口切开后，局部抗生素分布将受阻必须在切口切开前给药！！！抗菌素应在切皮前45～75min给药六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？有效安全杀菌剂半衰期长相对窄谱廉价六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用抗生素的选择原则：各类手术最易引起SSI的病原菌及预防用药选择六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

手术最可能的病原菌预防用药选择胆道手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢哌酮或

(如脆弱类杆菌）头孢曲松阑尾手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢噻肟；

(如脆弱类杆菌）＋甲硝唑结、直肠手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢曲松或

(如脆弱类杆菌）头孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手术革兰阴性杆菌头孢呋辛；环丙沙星妇产科手术革兰阴性杆菌，肠球菌头孢呋辛或头孢曲松或

B族链球菌，厌氧菌头孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可单药应用）注:各种手术切口感染都可能由葡萄球菌引起六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用单次给药还是多次给药？没有证据显示多次给药比单次给药好伤口关闭后给药没有益处多数指南建议24小时内停药没有必要维持抗菌素治疗直到撤除尿管和引流管手术时间延长或术中出血量较大时可重复给药细菌污染定植感染一次性用药用药24h用药4872h数小时从十数小时到数十小时六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用用药时机不同，用药期限也应不同短时间预防性应用抗生素的优点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用减少毒副作用不易产生耐药菌株不易引起微生态紊乱减轻病人负担可以选用单价较高但效果较好的抗生素减少护理工作量药品消耗增加抗菌素相关并发症增加耐药抗菌素种类增加易引起脆弱芽孢杆菌肠炎MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）定植六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用延长抗菌素使用的缺点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？正确的给药方法：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用应静脉给药，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的个体差异，不能保证血液和组织的药物浓度，不宜采用常用的-内酰胺类抗生素半衰期为12h，若手术超过３４h，应给第２个剂量，必要时还可用第３次可能有损伤肠管的手术，术前用抗菌药物准备肠道局部抗生素冲洗创腔或伤口无确切预防效果，不予提倡不应将日常全身性应用的抗生素应用于伤口局部（诱发高耐药）必要时可用新霉素、杆菌肽等抗生素缓释系统（PMMA—青大霉素骨水泥或胶原海绵)局部应用可能有一定益处六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不提倡局部预防应用抗生素：时机不当时间太长选药不当，缺乏针对性六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防用药易犯的错误：在开刀前45-75min之内投药按最新临床指南选药术后24小时内停药择期手术后一般无须继续使用抗生素大量对比研究证明，手术后继续用药数次或数天并不能降低手术后感染率若病人有明显感染高危因素或使用人工植入物，可再用1次或数次小结预防SSI干预方法

——正确的脱毛方法用脱毛剂、术前即刻备皮可有效减少SSI的发生手术部位脱毛方法与切口感染率的关系：备皮方法 剃毛备皮 5.6%

脱毛0.6%备皮时间 术前24小时前 ＞20%

术前24小时内 7.1%

术前即刻 3.1%方法/时间 术前即刻剪毛 1.8%

前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间PART02MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量

三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程

1.

纵向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：

MZ恢复到M0的2/3所需的时间

T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像

所谓的加权就是“突出”的意思

T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别

T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。

磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围

在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多

如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位---即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件

RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同频率的RF

特定层面1H激励、共振

3.层厚的影响因素

RF的带宽↓

GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码

M0↑--GZ、RF→相应层面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换

GZ----某一层面产生MXYGX----MXY旋进频率不同

GY----MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）

↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位

MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短TE－－T1W长TR长T