煤矿开采方法课件

採煤方法概述第一節採煤方法概念及分類一、基本概念1、采場在采區內，用來直接大量開採煤炭資源的場所，稱為采場。2、採煤工作面

在采場內進行採煤的煤層暴露面稱為煤壁，又稱為採煤工作面。在實際工作中，採煤工作面就是採煤作業的場地，與采場是同義語。3、採煤工作

在采場內，為了開採煤炭資源所進行的一系列工作，稱為採煤工作。採煤工作包括破煤、裝煤、運煤、支護、采空區處理等基本工序及其輔助工序。一、採煤方法基本概念4、採煤工藝採煤工作面各工序所用方法、設備及其在時間上、空間上的相互配合。5、採煤系統

採煤系統是指采區內的巷道佈置系統以及為了正常生產而建立的采區內用於運輸、通風等目的的生產系統。通常是由一系列的準備巷道和回採巷道構成的。一、採煤方法基本概念6、採煤方法

採煤方法是指採煤系統和採煤工藝的綜合及其在時間、空間上的相互配合。不同採煤工藝與采區內相關巷道佈置的組合，構成了不同的採煤方法。

二、採煤方法分類（一）壁式體系採煤法

壁式體系採煤法一般以長壁工作面採煤為主要特徵，是目前我國應用最普遍的一種採煤方法，其產量約占到國有重點煤礦產量的95%以上。（一）壁式採煤法1、壁式採煤法的特點（1）在採煤工作面的兩端各至少佈置一條巷道，構成完整的生產系統。（2）採煤工作面長度較長，一般在80～250m以上。（3）採煤工作面可分別採用爆破、滾筒式採煤機或刨煤機破煤和裝煤，用與工作面煤壁平行鋪設的可彎曲刮板輸送機運煤，用自移液壓支架或單體液壓支柱與鉸接頂梁組成的單體支架支護採煤工作面工作空間，用全部垮落法或充填法處理采空區。（4）隨著採煤工作面不斷向前推進，頂板暴露面積增大，礦山壓力顯現較為強烈。2.壁式體系採煤法的類型（1）根據開採技術條件煤層按傾角分類：地下開採露天開採近水準煤層α<8°α<5°

緩傾斜煤層8°~25°5°~10°

傾斜煤層25°~45°10°~45°

急傾斜煤層α>45°α>45°近水準煤層採煤法緩傾斜煤層採煤法傾斜煤層採煤法急傾斜煤層採煤法（2）根據開採技術條件煤層按厚度分類：地下開採(m)露天開採(m)

薄煤層M<1.3M<3.5

中厚煤層1.3~3.53.5~10

厚煤層M>3.5M>10分層開採整層開採厚煤層採煤法薄及中厚煤層採煤法壁式體系採煤法的類型壁式體系採煤法的類型(3)按採煤工藝分：

爆破採煤法普通機械化採煤法綜合機械化採煤法(4)按采空區處理方法分:

全部垮落採煤法煤柱支撐(刀柱)採煤法充填採煤法(5)按工作面佈置和推進方向分:

走向長壁採煤法

傾斜長壁採煤法（俯斜，仰斜）水準分層採煤方法旱采水采壁式體系柱式體系柱式體系單一長壁放頂煤整層開採斜切分層水準分段放頂煤傾斜分層掩護支架分層開採整層開採整層開採房式房柱式傾斜短壁式走向短壁式走向長壁傾斜長壁走向長壁傾斜長壁下行垮落上行充填垮落刀柱採煤方法分類（二）柱式體系採煤法柱式體系採煤法又稱為短壁體系採煤法，是以房、柱間隔採煤為主要特徵，常見的有巷柱式、房式、房柱式採煤法。第二節採煤方法的選擇一、選擇採煤方法的原則

1、安全

2、經濟

3、采出率高以上三個基本原則是密切聯繫有相互制約的，在選擇時應當綜合考慮。二、影響採煤方法選擇的因素煤層傾角煤層厚度煤層瓦斯含量煤層特徵及頂底板穩定性煤層地質構造煤層含水性煤層自燃發火傾向性地質因素技術發展及裝備水準礦井管理水準礦井經濟效益影響採煤方法選擇因素第三節採煤方法發展方向一、改進採煤工藝，因地制宜地發展先進的機械化採煤技術二、擴大走向長壁採煤法和傾斜長壁採煤法的應用範圍三、緩斜、傾斜厚煤層進行傾斜分層下行垮落採煤法和放頂煤採煤法四、大力推廣無煤柱護巷技術五、急傾斜煤層開採要進一步探索機械化的發展途徑採煤方法發展方向六、“三下一上”採煤技術推廣有廣泛的發間七、適度發展水力採煤技術八、柱式體系採煤法應用範圍將不斷擴大九、煤炭地下氣化技術前景光明十、採煤方法是一個發展著的系統工程作業：1、什麼是採煤方法？選擇採煤方法應遵循的原則是什麼？2、壁式體系採煤方法有什麼特點？

采區硐室設計

采區硐室主要包括采區煤倉、采區絞車房、采區變電所、采區水泵房等。第一節采區煤倉設計一、采區煤倉的容量取決於采區生產能力、采區下部車場裝車站和運輸大巷的通過能力。（1）在采區高峰生產延續時間內，保證采區連續生產：Q=（AG-AN）tGＫｂAG——采區生產能力1.5～2.0倍平均產量，t/hAN——通過能力1.0～1.3平均ｔ／hＴG——生產延續時間機1.0～1.5ｈ炮1.5～2.0ｈＫｂ——運輸不均勻係數,機採取1.15～1.20，炮採取1.5一、采區煤倉的容量（2）按裝車站的裝車間隔時間來計算：Q=AGt0KbAG——采區高峰生產能力，t/h；t0——裝車間隔時間，一般可按15～30min計算；Kb——運輸不均勻係數。二、煤倉的形式及參數煤倉的形式按傾角分為垂直式，傾斜式和混合式；按斷面形狀有圓形、拱形、橢圓和矩形倉底傾角為60°～65°（主要參數：斷面尺寸和高度）圓形垂直煤倉直徑為2～5ｍ，個別5ｍ以上；拱形斷面傾斜煤倉寬度一般為2m左右，高度可大於2m。煤倉高度不宜超過30ｍ，以20ｍ為宜有效容積V′≥V90%ｈ≤3.5D圓形垂直煤倉應設計成“短粗”形。三、煤倉的結構及支護煤倉的結構包括煤倉的上部收口、倉身、下口漏斗及溜口和閘門裝置等。圖18-1煤倉結構1—上部收口；2—倉身；3—下口漏斗及漏口閘門基礎；4—漏口和閘門三、煤倉的結構及支護（一）煤倉上口1、為了保證煤倉上口安全，用混凝土收口；2、為了防止大塊煤、矸石、廢木料等進入煤倉造成煤倉堵塞，應在煤倉上口安設鐵箅子，鐵箅子一般採用8～24kg/m舊鋼軌或Ⅰ10～Ⅰ20號工字鋼做成，鐵箅子的網孔尺寸一般為200mm×200mm、250mm×250mm、300mm×300mm，圖18-2三、煤倉的結構及支護圖18—2煤倉上口鐵箅子三、煤倉的結構及支護煤倉上口網孔上大塊煤炭的破碎和雜物的清理工作，可在煤倉上部巷道內進行，或者設置專門的破碎硐室。圖18－3大塊煤破碎硐室的佈置形式（a）煤倉上口兼作破碎硐室；（b）設有人工破碎硐室的煤倉；（c）設有機械破碎硐室的煤倉1－煤倉；2－人工破碎硐室；3－機械破碎硐室三、煤倉的結構及支護（二）倉身煤倉倉身一般應砌镟。砌镟的壁厚可為300～400mm。（三）下口漏斗及溜口和閘門基礎1、煤倉倉身下部的收口漏斗一般為截圓錐形。2、為了防止堵塞，下口漏斗應儘量消除死角。3、為了安裝溜口和閘門，在漏斗下方留一邊長為0.7m的方形孔口，在孔口預埋安裝固定溜口的螺栓。三、煤倉的結構及支護（四）溜口及閘門裝置1、煤倉的溜口一般均做成四角錐形，在溜口處安設可以啟閉的閘門。2、選擇閘門時，應以操作方便省力，啟動迅速可靠為原則，多採用上關式氣動閘門。

三、煤倉的結構及支護3、溜口閘門與礦車的位置關係。圖18-4溜口與礦車的相對位置1－溜口；2－閘門；3－礦車三、煤倉的結構及支護4、溜口的方向有三種。圖18-5溜口方向（a）順向；（b）側向；(c)垂直第二節采區絞車房設計一、絞車房的位置應在圍岩堅固穩定的薄及中厚煤層或頂底板岩層中。二、風道及鋼絲繩通道兩個安全出口：1.繩道：用於運輸設備、行人、通風、走繩，繩道寬2000m～2500m，並在5m以內，採用不燃性材料支護。2、風道：位於硐室的左、右、後側，應靠近電機佈置，淨寬1.2～1.5m，主要用於回風。三、絞車房的平面佈置及尺寸圖18-6絞車平面尺寸（a）滾筒直徑為1200mm；（b）滾筒直徑為1800mm1－繩道；2－左側風道；3－電動機壁龕三、絞車房的平面佈置及尺寸1、絞車房的平面佈置在保證安全生產和易於安裝檢修的條件下，盡可能佈置得緊湊，以減少硐室工程量。2、絞車房尺寸四、絞車房的高度1.2m以上絞車，絞車房應設起重梁，起重梁一般用Ⅰ20～Ⅰ40工字鋼，兩端插入壁內300～400mm，安裝1.2m以下絞車可用三角架。五、絞車房的坡度絞車房地面應高於鋼絲繩通道低板100～300mm，並向繩道傾斜2‰～3‰，以免積水。回風道應向外傾斜，以傾角不大於3°為宜。六、絞車房支護1、採用不燃性材料支護，並用C15混凝土鋪底。2、硐室一般用直牆半圓拱镟。採用料石砌镟時，料石強度等級應大於MU30，砌體允許抗壓強度應大於2.2MPa；採用混凝土砌拱時，允許抗壓強度應大於2.5MPa。3、有條件的地方儘量採用錨噴支護。第三節采區變電所設計一、采區變電所的位置一般設在輸送機上山與軌道上山之間或設在上（下）山巷道與運輸大巷交岔點附近。二、采區變電所的尺寸和支護

圖18－7采區變電硐室二、采區變電所的尺寸和支護1、采區變電所的高度一般為2.5～3.5m；2、采區變電所採用不燃性材料支護。3、變電所的地面應高出鄰近巷道200～300mm，且應有3‰的坡度。4、變電所硐室長度超過6m時，必須在硐室兩端各設一個出口。在通道5m範圍內用不燃性材料支護。5、硐室與通道的聯接處，設防火柵欄兩用門。第四節采區水泵房設計水泵房的位置：在下部井筒（下山）之間，採用垂直或平行井筒（下山）佈置，並儘量與變電所聯合佈置。圖18-8水泵房位置（a）水泵房垂直下山；（b）水泵房平行下山一、水泵房尺寸確定1、水泵房尺寸（1）水泵房長度L=nb+a（n+1）式中：n——水泵台數；b——水泵及電動機的基礎總長度，m；a——各基礎之間的距離，取1.5～2m，最外側基礎牆應適當加大到2.5～3m。一、水泵房尺寸確定（2）水泵房寬度B=B1+B2+B3B1——水泵房基礎寬度，m；B2——吸水井一側水泵基礎至牆的距離，一般為0.8～1m；B3——有軌道一側水泵基礎至牆的距離，一般為1.5～2m。（3）水泵房高度淨高3～4.5m；水泵房地面標高應高出車場軌面0.5m，並應向吸水小井設1%的下坡。（4）設備基礎一、水泵房尺寸確定2、吸水小井（1）吸水小井形式：（2）吸水小井的斷面形狀可採用方形或圓形，深度為4.0～5.5m。

二、水倉水倉由兩個斷面相同、間隔15～20m的巷道組成，其中一個水倉清理時，另一個水倉正常使用。水倉設計要做到：（1）水倉的有效容量應能容納4h的采區正常湧水量。（2）水倉向吸水井方向應有1‰～2‰的上坡，以便泥砂沉澱、清理時便於礦車運輸。二、水倉（3）為便於維護和清理水倉，一般採用單軌巷道的斷面，並需鋪設軌道。水倉淨斷面一般為5～7m2。水倉的總長度：L=V/S式中：V——水倉的有效容量，m3；S——水倉的淨斷面積，m2二、水倉（4）水倉與吸水小井聯接處的水倉底板標高應比泵房底板標高低4.5～5.0m，否則，水泵將因吸水高度的限制而無法抽出水倉內的全部積水。（5）水倉在清理斜巷的標高最低處，其頂板標高必須較水倉入口處水溝的溝底為低，否則，水倉將灌不滿水。三、清理斜巷1、清理斜巷的設計應達到的要求（1）傾角α≤20°，以保證裝滿煤泥的礦車在斜巷運行時不潑撒。（2）保證水倉最高水位應低於泵房地面1～2m，水倉頂必須低於附近巷道最低點的水溝底。三、清理斜巷2、設計已知條件圖18-10水倉清理斜巷總斷面圖（1）清理斜巷傾角α≤20°，一般取α=20°；（2）水倉底板坡度i=1‰～2‰；（3）豎曲線半徑R取9～12m；（4）水倉起點與終點的標高差H應事先計算。習題：1、如何確定采區煤倉容量？2、試述采區絞車房的合理位置。3、試述采區變電所的位置及形式。4、試述采區水泵房的位置及尺寸確定。

采區方案設計

第一節采區設計的依據、程式和步驟一、采區設計的依據1.已批准的地質報告2）采區地質說明書；3）附圖。2.礦井開採設計采區設計通常分兩個階段：（1）方案設計：確定采區主要技術特徵的采區方案設計。（2）施工設計：根據批准的方案而進行的采區單位工程巷道施工圖設計。第一節采區設計的依據、程式和步驟二、采區設計的程式和步驟（1）明確設計任務，掌握設計依據。（2）深入現場，調查研究。（3）研究方案，編制設計。（4）審批方案設計。（5）進行施工圖設第二節采區設計內容一、采區設計說明書共計11項內容（1）采區基本概況：（2）采區煤層及圍岩：（3）儲量及生產能力確定：。（4）采區巷道佈置方案設計：（5）採煤方法設計：。第二節采區設計內容（6）采區機電設計：（7）采區通風設計：（8）采區其他系統：（9）安全技術及組織措施。（10）計算采區巷道掘進工程量。（11）編制采區設計的主要技術經濟指標。二、采區設計的程式和步驟第一節采區設計的依據、程式和步驟二、采區設計圖紙采區設計所需圖紙包括：地質柱狀圖、采區井上下對照圖、煤層底板等高線土、儲量計算及剖面圖等。采區設計圖紙主要包括：（1）采區巷道佈置平面及剖面圖（比例：1∶1000或1∶2000）；（2）采區採掘機械配備平面圖（比例：1∶1000或1∶2000）；（3）采區工作面佈置圖（比例：1∶50或1∶200）；（4）采區通風系統（最大、最小負壓）示意圖；第二節采區設計內容（5）瓦斯抽放系統圖（低瓦斯礦井不要）；（6）采區管線佈置圖（包括防塵、灑水、灌漿管路佈置等）；（7）采區軌道運輸系統圖（比例：1∶1000或1∶2000）；（8）采區供電系統圖（比例：1∶1000或1∶2000）；第二節采區設計內容（9）采區避災路線圖；（10）采區車場圖（比例：1∶200或1∶500）；（11）采區巷道斷面圖（比例：1∶50或1∶20）（12）采區軌道交岔點圖（比例：1∶50或1∶100）；（13）采區硐室佈置圖（比例：1∶200）。第三節采區設計內容一、采區尺寸（一）影響采區尺寸的因素1.地質條件（地質構造、圍岩特徵、煤層產狀、瓦斯及自燃等）2.生產技術條件（運輸條件、設備特徵、采區供電、設備搬運）3.經濟因素（噸煤投資、生產成本、生產效率、優化采區程度）4.采區尺寸數值第三節采區參數的確定（二）采區尺寸數值采區尺寸包括采區走向長度和傾斜長度。使用單體液壓支柱的普采工作面采區，其走向長度一般為1500～2000m。綜采采區宜用單面佈置，其走向長度一般不小於1000m；當雙面佈置時，一般不小於2000m第三節采區參數的確定二、採煤工作面長度（一）影響工作面長度的因素1.煤層賦存條件2.機械設備及技術管理水準3.巷道佈置（二）採煤工作面長度綜采：150～200m；普采：120～150m；炮采：80～150m；（綜采目前有已達300m以上）第三節采區參數的確定三、采區煤柱尺寸1.上山之間一般20m以上，厚煤層25m以上；2.上山一側煤柱一般30m以上，有達到60m以上；3.區段煤柱採用煤柱護巷要達到8~15m以上；4.大巷煤柱在2.~30m以上。距煤層20m以上可採用跨大巷開採。5.采區之間煤柱寬度一般在10m左右；6.斷層落差大的時，一般留10~15m煤柱，含水大時煤柱質寬度可達30m以上。第三節采區參數的確定四、采區生產能力（一）采區生產能力的影響因素1、地質因素；2、採煤、掘進、運輸的機械化程度和通風、供電能力；3、采區儲量；4、采區產量的穩定性。第三節采區參數的確定（二）確定采區生產能力的方法1.一個採煤工作面產量計算2.采區內同時生產的工作面數目3.進行采區生產能力驗算第四節采區準備方式的發展方向一、準備方式多樣化（采區、盤區、帶區佈置方式）二、采區大型化(工作面單產高、走向長度大、采區生產能力大)三、單層化和全煤巷化支護技術改進，巷道將向煤層巷道發展。第五節采區方案設計案例采區境界m1煤層底板等高線圖第五節采區方案設計案例第一方案采區巷道佈置圖第五節采區方案設計案例第二方案采區巷道佈置圖第五節采區方案設計案例第三方案采區巷道佈置圖

采區方案技術比較

采區方案技術比較表

方案專案第一方案雙岩上山方案第二方案雙煤上山方案第三方案一煤一岩上山方案1.掘進工程量工程量大。因兩上山均在岩層中，故要多掘進252m石門和60m溜煤眼工程量小工程量較大比比第二方案多掘170m石門2.工程難度困難。一是岩巷施工，二是巷道聯接複雜較容易困難3.通風距離場。每區段要增加130m的通風距離短較長。每區段增加60m通風距離4.管理環節管理環節多。一是溜煤眼多；二是漏風地點多少多（同第一方案）5.巷道維護維護工程量少，維護費用低煤層上山，梯形金屬支架受采動影響大，維護工程量大，費用高第一條煤層上山，維護工程量較大，費用較高6.支架回收無法回收可以回收，70％可以複用煤層上山支架可以回收複用7.工程期岩石上山掘進速度慢，約需14個月才能投產煤層上山掘進快，約10個月投產同第一方案采區方案經濟比較采區方案經濟比較表

方案專案第一方案雙岩上山方案第二方案雙煤上山方案1.上山2.長度/m3.掘進單價/元·m－14.費用/元560×2394.4441728.0560×2433.5485520.02.聯絡巷（1）石門：長度/m單價/元·m－1單條上山費用/元總費用（4條）兩煤層間42m，上山到m2煤層63m394.441412.0165648.0兩煤層間距42m394.416564.866259.2（2）溜煤眼（φ＝2m）：體積/m3單價/元·m－1每區段費用/元總費用（3組）6345.532868.411473.60（3）維護巷道長度/m單價/元·m－1維護時間/a費用/元560×2＋63×23.627.734731.0560×241.27.7355308.8采區方案經濟比較采區方案經濟比較匯總表

方案專案

第一方案第二方案1.初期投資/元（包括上山、石門、溜煤眼各一組，鋪軌兩組537050.3520350.5初期投資比較/％103.211002.總費用/元（1）總投資（2）總費用（扣除可回收部分後的費用）661873.8695005.4912190.7622690.9總費用比較/％105.83100作業：1、編制采區設計的依據是什麼？2、試述采區設計的步驟。3、簡述采區設計應包括的內容。4、影響采區尺寸的因素有哪些？5、試述採煤工作面合理長度以及影響工作面長度的因素。

厚煤層放頂煤採煤法第一節基本特點和類型一、放頂煤採煤法基本特點放頂煤採煤法就是在厚煤層中，沿煤層（或分段）底部佈置一個采高2～3m的長壁工作面，用綜合機械化採煤工藝進行回採，利用礦山壓力的作用或輔以人工鬆動方法使支架上方的頂煤破碎成散體後由支架後方（或上方）放出，並予以回收的一種採煤方法。第一節基本特點和類型二、放頂煤採煤法基本類型1、一次采全厚放頂煤開採一般適用於厚度6～12m的煤層。優點：掘進量小，設備少，系統簡單，生產集中。缺點：煤質軟時，兩巷維護困難。第一節基本特點和類型2、預采頂分層網下放頂煤開採優點：由於頂層鋪設金屬網，可以減少放煤的含矸量。缺點：開採頂分層後一般礦山壓力減弱，不利於頂煤的破碎，常有大塊煤需要人工預裂。一般適用於12m

以上、直接頂堅硬、瓦斯大的煤層。第一節基本特點和類型3、傾斜分層放頂煤開採當煤層超過15～20m以上時，可將煤層自頂板至底板分成8～12m的分段，然後自上而下依次進行放頂煤開採。一般適用於15m以上的緩斜煤層。第二節放頂煤開採的支護設備

一、放頂煤液壓支架的特點和性質1、有液壓控制放煤機構2、有強力可靠的二次破煤性能3、有推移後部輸送機、清理後部煤的機構4、支架結構必須有較強抗扭和抗側向內力的功能5、空間大、控頂距較大、頂梁較長6、有一定的防漏、防昌能力7、采高大概在2.5～3.0m之間8、有較大拉架力、拉架速度快、帶壓擦頂移架第二節放頂煤開採的支護設備二、放頂煤液壓架分類1、按支架類型：掩護式、支掩式、支撐式、簡易式。2、按窗口位置：高、中、低三種放煤方式3、按輸送機位置：單、雙輸送機放頂煤液壓支架：掩護式(單輸送機高位放煤、雙輸送機低位放煤)；支掩式(雙輸，輸送機掩護梁開天窗(插服式，非插服式))；支撐式；簡易式)第二節放頂煤開採的支護設備單輸送機高位放頂煤支架YFY3000—16/26第二節放頂煤開採的支護設備單輸送機高位放頂煤支架YFY3000—16/26特點：（1）支架結構簡單，採煤機割煤與放煤由一部輸送機運出，端頭維護空間小，工作面整體佈置與普通長壁工作面相同，便於維護管理，減少事故發生（2）支架的長度較短，結構緊湊，穩定性和封閉性較好（3）掩護梁放煤口尺寸較大，有利於頂煤的放出，但放煤口位置高，丟煤多，采出率較低，煤塵大，支架通風斷面較小（4）由於頂梁短，放煤口位置距煤壁較近，因此對煤層冒放性的要求較高（5）放煤槽在放煤狀態時與底座成35°夾角，難以達到40°（6）采放用同一部輸送機，不能平行作業，影響產量的提高第二節放頂煤開採的支護設備雙輸送機中位放頂煤支架第二節放頂煤開採的支護設備雙輸送機中位放頂煤支架特點：（1）支架穩定性和密封性好，抗偏載和抗扭能力大，不易損壞（2）放煤口距煤壁遠有助於工作面前方頂煤的維護（3）由於採煤和放煤使用兩部輸送機，可實現采放平行作業，實現高產高效（4）放煤口位置較高，丟煤多，采出率較低，煤塵較大（5）後輸送機放在支架底座上，後部空間有限，造成大塊煤通過困難，移架阻力大（6）掩護梁不能擺動，二次破煤能力差第二節放頂煤開採的支護設備雙輸送機低位放頂煤支架（FZ3000-15/30型放頂煤支架）第二節放頂煤開採的支護設備雙輸送機低位放頂煤支架特點：（1）由於具有連續的放煤口，放煤效果好，采出率高（2）頂梁長，放煤口距煤壁遠，經頂梁反復支撐，使頂煤充分破碎，對放煤極為有利（3）後輸送機沿底板佈置，浮煤容易排出，移架輕快，同時尾梁插板可以破碎大塊煤，放煤口不易堵塞（4）低位放煤，煤塵小，有利於降塵（5）支架的穩定性差第二節放頂煤開採的支護設備輕型放頂煤液壓支架第二節放頂煤開採的支護設備輕型放頂煤液壓支架特點：（1）支架結構簡單、緊湊，重量輕，便於拆裝運輸（2）支架空間較大，便於清理浮煤和拆裝檢修後部輸送機（3）支架穩定性好，造價低（4）單鉸接輕型放頂煤液壓支架，具有較高的封閉能力，能較好地解決“三軟”煤層和較薄的厚煤層綜放開採端面易冒落的問題。第二節放頂煤開採的支護設備輕型放頂煤液壓支架的適用條件：（1）煤層普氏係數f＜2.5，來壓強度不大，煤層厚度3~8m，煤層傾角＜25°（2）工作面尺寸較小，斷層較多，地質條件較為複雜的工作面（3）邊角煤或煤柱的開採，厚度不穩定的煤層，較薄厚煤層第三節放頂煤工作面礦壓顯現特點及頂煤破碎機理

一、岩層活動及礦壓顯現特點放頂煤開採時，由於煤層一次采出厚度的增大，直接頂的垮落高度成倍增加，可達煤層采出厚度的2.0～2.5倍，其中1.0～1.2倍範圍內的直接頂為不規則垮落帶，而在上位直接頂中則形成某各臨時性“小結構”，其活動可對采場造成明顯影響。綜放采場上方仍可形成穩定的“砌體梁”式基本頂結構，如圖，但其形成的位置遠離采場。

第三節放頂煤工作面礦壓顯現特點及頂煤破碎機理第三節放頂煤工作面礦壓顯現特點及頂煤破碎機理上位直接頂中可形式“半拱”式小結構，並與其上的“砌體梁”結構相結合，共同構成綜放開採覆岩結構的基本形式。由於鬆軟頂煤的參與，綜放支架阻力通常不大於分開采的支架阻力。綜放基本頂初次來壓與分層開採相比步距增大，一般可達50m以上；週期來壓步距相對減少，約為其初次來壓步距的三分之一。第三節放頂煤工作面礦壓顯現特點及頂煤破碎機理二、頂煤破碎機理1、綜放開採時，實現頂煤的有效破碎和順利放出是放頂煤工作的核心問題，而頂煤的有效破碎又是頂煤順利放出的前提，同時也是支架選型不確定放頂煤工藝的依據。2、煤的普氏係數越小，有利於頂煤的放出；相反，f值越大，放煤效果越不理想。一般認為，煤的普氏係數f〈3的煤層更適合放頂煤開採。第三節放頂煤工作面礦壓顯現特點及頂煤破碎機理3、頂煤的破碎是支承壓力。頂板運動及支架反復支撐共同作用的結果。4、支架對頂煤反復支撐的次數N與頂梁的長度L及採煤機截深B有關，可表示為：

N5、根據頂煤的變形和破壞發展規律，沿工作面推進方向前將煤劃分為四個破壞區，依次為：完整區、破壞發展區、裂隙發育區、垮落破碎區。

第三節放頂煤工作面礦壓顯現特點及頂煤破碎機理第四節放頂煤採煤工藝一、放頂煤綜采主要工藝過程採煤機割煤：破煤和裝煤移架：維護端面穩定用前探梁及時支護，後移架推移前部輸送機：推移時保證輸送機彎曲長度大於15m移後輸送機：把後輸送機移到規定位置放頂煤：打開放煤口放頂煤（放煤步距和放煤方式）處理碎煤成拱、大塊煤堵口、頂煤過硬採煤機割煤→移架及時支護→推移前部輸送機→拉後部輸送機→打開放煤口放頂煤。第四節放頂煤採煤工藝二、初采和末采放煤工藝1、初采目前在大多數綜放工作面，推出開切眼後及時放煤，根據採煤工作面頂板的結構和頂煤的性質，為減小初次放頂煤步距，提高初采回收率，常採用深孔爆破技術和切頂巷技術。2、末采在應用放頂煤開採技術初期，通常在工作面結束前20m左右鋪雙層金屬網停止放煤，或使沿底板佈置的工作面向上爬至頂板時結束，這樣造成了大量煤炭損失。為此，近年來在綜放開採的實踐中普遍縮小了不放煤的範圍，一般可提前10m左右停止放頂煤並鋪頂網。第四節放頂煤採煤工藝三、放煤步距放煤步距：是指沿工作面推進方向前後兩次放煤的間距。大小對放煤的影響如圖11—9所示放煤過程中不能保證既不混矸又不丟煤，只是控制采出率和混矸率在一定範圍內。放煤步距L=n×移架步距B

經驗：L=(0.15～0.21)h第四節放頂煤採煤工藝第四節放頂煤採煤工藝四、放煤方式連續放煤（單輪）和不連續放煤（多輪），順序放煤和間隔放煤單輪順序放煤：見矸關門單輪順序多口放煤多輪順序放煤單輪間隔放煤（圖11—10）第四節放頂煤採煤工藝第四節放頂煤採煤工藝五、端頭放煤

隨著工作面輸送機和支架的不斷改進，使端頭設備佈置也不斷更新。目前解決端頭放煤的途徑主要有以下三種：加大巷道斷面尺寸，機頭機尾置於巷道中，取消過渡支架；使用短機頭和短機尾工作面輸送機或側卸式工作面輸送機；採用帶有高位放煤口的端頭支架，實現端頭及兩巷放頂煤。第五節厚煤層放頂煤採煤法技術

發展展望

一、綜放開採的技術經濟優勢

近年來綜放開採之所以成為我國高產高效礦井建設的重要技術途徑，是因為這種採煤方法不但符合我國國情(厚煤層產量占煤炭總量的41%)，而且較厚煤層分層開採和單一煤層綜采有明顯的技術和經濟優勢1、適應性強綜放開採實現了緩傾斜特厚煤層的一次采全厚開採和急傾斜特厚煤層的水準分段開採，對地質條件的適應性較分層綜采和單一煤層綜采更強。適應於煤層厚度變化大、頂底板起伏不平、斷層構造多以及其他地質條件變化的不穩定煤層。第五節厚煤層放頂煤採煤法技術

發展展望2、產量高綜放開採一次開採厚度大幅度增加，煤層開採強度加大，實現了垂直集中生產，而且低位放項煤支架工作面有兩個出煤點，在同樣工作面長度和工作面推進速度的情況下，綜放開採較分層綜采和單一煤層綜采工作面的單產可以成倍地增長（舉例）。3、成本低綜放開採較分層綜采的巷道掘進率低，工作面壽命長，搬家次數少，有利於接續，噸煤設備投入費用少；工作面材料、電力消耗少；因而工作面直接成本大大降低。綜放開採的噸煤成本可比分層綜采的成本降低10元/t以上，因而礦井的經濟效益可以明顯提高。第五節厚煤層放頂煤採煤法技術

發展展望二、主要存在的技術問題1、煤炭采出率低工藝、初末采、端頭、巷頂煤、煤柱等損失。2、放頂煤開採瓦斯積聚問題絕對瓦斯量、采空區瓦斯3、放頂煤開採發火問題均壓、注氮、灌漿4、放頂煤開採煤塵問題割煤、放煤、漏煤綜合防塵（注水、各種噴霧）第五節厚煤層放頂煤採煤法技術

發展展望三、開採技術條件與措施1、採煤系統圖11-12

厚煤層綜采放頂煤採煤法回採工作面巷道佈置與普通綜采回採工作面巷道差別不大。若頂煤中瓦斯含量較高，可沿工作面頂板佈置一條瓦斯排放巷，採用一進二回的E形巷道佈置。第五節厚煤層放頂煤採煤法技術

發展展望第五節厚煤層放頂煤採煤法技術

發展展望2、工作面長度及推進長度放頂煤工作面的支承壓力和頂板的運動是頂煤破碎的主要力源，工作面長度過短和過長都不利於頂煤的破碎，工作面一般確定在80m<工作面<200m。綜采放頂煤工作面連續推進長度的確定，應考慮地質條件、工作面搬遷、工作面初末采的損失、自然發火等因素的影響，因此綜采放頂煤工作面的連續推進長度一般不宜小於800～1000m，兗州礦區綜采放頂煤工作面的連續推進長度多在2000m左右。第五節厚煤層放頂煤採煤法技術

發展展望3、適用條件（1）煤層厚度一次采出的煤層厚度以6～8m為佳。預采頂分層綜采放頂煤開採時，最小厚度為7～8m.（2）煤層硬度普氏係數一般f≤3（3）煤層傾角煤層傾角不宜過大，一般<25º（4）煤層結構（5）頂板條件（6）地質構造（7）自然發火、瓦斯及水文地質條件第五節厚煤層放頂煤採煤法技術

發展展望四、展望在“十一五”期間，綜放開採技術將會取得較快發展1、綜放工作面年產將在500萬噸的基礎上，達到700萬噸以上。2、工作面將在實現采、放、運自動化程式控制的基礎上，實現整個工作面的自動化控制。3、複雜厚煤層的系列輕放支架及配套裝備將得到進一步發展，以擴大綜放開採技術在不同條件下的應用範圍。4、頂煤破碎和冒放性理論與控制技術研究將取得巨大進展，直接指導和服務於綜放開採。5、中國的綜放開採技術繼續領先世界水準。作業：1.簡述綜采放頂煤開採初采和末采放煤工藝。2.我國常用的放煤方式有哪幾種？各有何優缺點？3.如何確定放頂煤開採工作面長度及推進長度？4.綜采放頂煤開採的適用條件是什麼？1、放頂煤開採的特點及基本類型是什麼？2、試述綜采放頂煤支架的主要形式和分類依據，以及不同架型的主要優缺點。

急斜煤層採煤法第一節急斜煤層開採的特點

一、礦井地質構造複雜，開採難度大，生產能力。二、由於煤層傾角已經超過岩石自然安息角，採煤工作面破落的煤塊會沿底板自動向下滑滾，簡化了採煤工作面的裝運工作。三、採煤工作面的行人、破煤、支護、采空區處理、運料等各項工序的操作困難，增加了採煤機械化的難度。

第一節急斜煤層開採的特點四、急斜煤層頂板壓力垂直分力小，沿傾斜分力大，支柱穩定性差。五、由於煤層超過底板岩層移動角，煤層開採後頂板會發生移動垮落，底板也會發生滑動和垮落。（見下圖）第一節急斜煤層開採的特點第一節急斜煤層開採的特點

六、由於急斜煤層傾角大於岩石自然安息角，采空區垮落矸石會自動由上部向下部滾落，對下部采空區產生局部充填作用。第二節急斜煤層采區巷道佈置方式

一、單層佈置（附圖）第二節急斜煤層采區巷道佈置方式在采區中央沿煤層傾斜方向掘進3～5條上山眼，用於溜煤、運料、行人以及溜矸等。當工作面湧水量大時，還需設置放水眼。第二節急斜煤層采區巷道佈置方式

二、近距離煤層群聯合佈置

1.分組小聯合佈置形式當采區內開採煤層數目較多，層間距遠近不一時，根據煤層層間距遠近、煤質、自燃發火傾向性、採煤方法等因素，將采區內煤層劃分為若干開採組。

2.大聯合佈置方式

在井田內煤層數目多、間距較大時，可以採用不分組集中大聯合或分組大聯合佈置方式。第二節急斜煤層采區巷道佈置方式三、采區車場佈置

開採急斜煤層時，往往在煤層中布一組上山眼，由於煤層傾角較大，一般不使用軌道運輸，可以不佈置上部車場和中部車場，但必須設置下部車場。急斜煤層采區下部車場多為石門車場。當採用岩石軌道上山佈置方式時，仍急設置上部車場、中部車場、下部車場，其佈置原則與緩傾斜煤層基本相同。第三節急斜煤層走向長壁採煤法

一、急斜單一煤層走向長壁採煤法工作面沿走向佈置，上部為回風平巷，下部為運輸平巷，采區邊界佈置開切眼，多採用鑽眼爆破破煤。為了適應急斜煤層頂板下滑力大的特點，採用平行於採煤工作面的順山木支柱或單體液壓支柱支護，用四、六排距控頂，分段錯茬放頂。第三節急斜煤層走向長壁採煤法二、倒臺階採煤法(一)倒臺階全部垮落採煤法1.採煤系統（1）運煤系統：工作面破煤自溜到下部儲煤臺階，由區段運輸平巷中的運輸機運至溜煤上山，下放至采區煤倉，由采區運輸石門裝車運至井底車場。（2）運料系統：由采區運輸石門、回風石門運進，經運料上山提運至區段平巷，經人工轉運至工作面運輸平巷和回風平巷，再轉到各臺階。第三節急斜煤層走向長壁採煤法

（3）通風系統：新鮮風流由采區運輸石門進入，經人行上山進入區段運輸平巷到採煤工作面，污濁風流經區段回風平巷、采區回風上山到上部回風石門排出。

2.採煤工藝“三板”——倒臺階工作面安全腳手板、護身板和溜煤板。第三節急斜煤層走向長壁採煤法3.優缺點和適用條件優點：巷道佈置簡單、采區生產系統簡單可靠；對地質條件變化適應性強；掘進率較低，煤炭回收率高。缺點：人工破煤、支柱，工人勞動強度大，勞動生產率低；工作面採用木支柱支護，坑木消耗高；臺階上隅角容易積聚瓦斯，工人高空作業，安全性較差；對支柱操作技術要求高，不利於實現採煤機械化。第三節急斜煤層走向長壁採煤法(二)倒臺階矸石充填採煤法1.採煤系統2.採煤工藝3.優缺點和適用條件第三節急斜煤層走向長壁採煤法三、正臺階採煤法1.採煤系統2.採煤工藝3.優缺點和適用條件第三節急斜煤層走向長壁採煤法

四、俯偽斜走向長壁採煤法俯偽斜走向長壁採煤法適用於傾角為40°～75°，頂板中等穩定，易片幫、采高不超過2.0m的低瓦斯煤層，或不宜適用偽斜柔性掩護支架採煤法的不穩定的急斜薄及中厚煤層。

第三節急斜煤層走向長壁採煤法第四節偽斜柔性掩護支架採煤法

一、採煤系統第四節偽斜柔性掩護支架採煤法

1、通風系統新鮮風流自采區運輸石門進入，經運輸平巷到採煤工作面。污濁風流從採煤工作面經回風平巷到回風石門排出。

2、運料系統支架等材料由回風石門運進，經回風平巷運到支架安裝地點。

3、運煤系統工作面破煤經自溜到運輸平巷，經刮板輸送機轉到運輸石門，到采區溜煤眼，大巷裝車。第四節偽斜柔性掩護支架採煤法二、掩護支架結構第四節偽斜柔性掩護支架採煤法平板型掩護支架結構簡單，由長度比煤層小0.2～0.4m直鋼樑及鋼絲繩構成。鋼絲繩排列密度根據煤層厚度靈活掌握：煤層厚度：m鋼樑密度：根/m2.5~43~54~55~6理想適用條件：傾角大於60°，厚度2.4～3.6m，賦存穩定的煤層。

第四節偽斜柔性掩護支架採煤法三、採煤工藝1、準備階段：擴巷、挖地溝、鋪設掩護支架、調架2、正常採煤階段：在掩護支架下破煤，在回風平巷鋪設支架，在工作面下端掩護支架放平位置撤除部分支架。3、收尾階段第四節偽斜柔性掩護支架採煤法四、改進支架結構，擴大使用範圍1、多根鋼樑組合平板形掩護支架2、八字形掩護支架3、“＜”形掩護支架4、單腿支撐式掩護支架5、“7”字形掩護支架第四節偽斜柔性掩護支架採煤法五、改進巷道佈置，減少支架安裝和拆除次數1、上下山區段構成連續工作面2、工作面分段連續推進3、加強溜煤眼的分段工作面4、加掘偽傾斜溜煤斜巷的分段工作面5、真傾斜溜煤直眼與偽斜溜煤斜巷相結合的分段工作面第四節偽斜柔性掩護支架採煤法

六、偽斜柔性掩護支架採煤法適用條件及改進方向

適用條件：煤層賦存穩定，傾角和厚度變化較小，夾矸層較薄，煤層厚度在1.1～8m的急斜煤層。

改進方向：（1）在傾角大於60°、厚度不同的急斜煤層中應用時，對這種條件下的掩護支架結構及其下放方式需要進一步研究和改進。第四節偽斜柔性掩護支架採煤法（2）在傾角大於60°、厚度小於1.3m及厚度大於8m的急斜煤層中應用時，對這兩種條件下的掩護支架結構及其下放方式需要進一步研究和改進。（3）偽斜柔性掩護支架採煤法的所有工序均是人工作業，勞動強度大。生產現場迫切需要實現部分工序機械化，以改善作業人員的勞動條件。作業1、急傾斜煤層開採的主要特點是什麼？2、試述急傾斜煤層群采區聯合佈置形式。3、試述俯偽斜走向長壁採煤法的適用條件和主要優缺點。

井底車場第一節井底車場組成聯結井筒和主要運輸大巷的一組巷道和硐室的總稱，稱井底車場。井底車場調車第一節井底車場組成

一、

井底車場運輸線路

1.

存車線（1）主井存車線主井重車線：在主井井底兩側儲放重車的線路。主井空車線：儲放空車的線路。空、重車線長度一般為1.5～２.０列長度。第一節井底車場組成（２）副井存車線副井重車線：在副井井底兩側，存放矸石或煤車的線路。材料車線：存放材料車的線路。副井空車線：在材料車線一旁設有存放由副井放下的空車的線路。空、重車線長度大型礦井一般能容納１.０～１.５列車。中小型礦井應能容納０.５～１.０列車。材料車線長度：大型礦井應能容納10個以上材料車；中、小型礦井應能容納5～10個材料車。第一節井底車場組成

２.調車線路這種為使電機車由列車頭部調到尾部的專門設置的軌道線路，稱為調車線路。長度＝列車＋電機車長＋過渡道岔３.繞道線路由重車線繞行到空車線的線路（電機車），稱為繞道線路。第一節井底車場組成

二、井底車場硐室

１.

主井系統硐室

翻車硐室、井底煤倉、裝載硐室、撤煤清理硐室等；

2.

副井系統硐室馬頭門、井底水倉、

變電所、

候車室等；

3.

其他硐室調度室、

電機車庫及機車修理硐室、防火門硐室、爆炸材料庫、消防材料庫、人車場、工具庫、醫療室等。

第二節井底車場調車方式及通過能力

一、

調車方式井底車場調車的主要任務是如何將由運輸大巷駛來的重列車調入主井重車線。（一）

頂推調車法當電機車牽引重列車駛入調車場後，停車摘鉤，電機車通過調車線道岔（如上圖），由列車頭部轉向尾部，推頂列車進入重車線，這種方法稱為錯車線入場法。其過程是：拉—停—摘—錯—頂；另一種是三角入場法，其過程為：拉—停—摘—頂。

第二節井底車場調車方式及通過能力

（二）

甩車調車法調車方式：電機車牽引重列車行至自行分離道岔前10～20m，機車與列車在行駛中摘鉤離體進入回車線，列車則由於初速度及慣性甩入重車線。優缺點：通過能力強，但易發生碰車事故。第二節井底車場調車方式及通過能力（三）

專用設備調車法電機車將重列車拉至停車線摘鉤後，直接去空車線牽引空列車車場。而重列車則由專用機車或調度絞車、鋼絲繩推車機等專用設備調入重車線。第二節井底車場調車方式及通過能力二、井底車場通過能力計算

1、採用底卸式礦車的井底車場通過能力每個卸載坑的通過能力可達180萬t/a；特大型礦井的井底車場可採用兩組卸車線卸車，其通過能力可達400萬t/a以上。

2、採用普通箱式礦車的井底車場通過能力式中：N—井底車場通過能力，萬t/a；n—一列礦車數，輛；G—每輛礦車實際載重，t；300—年工作日，d/a；14—日工作時數，h/d；60—分/h，min/h；1.15—運輸不均衡係數，K—矸石係數，0.1

0.25；t—列車進入井底車場的平均間隔時間，min；第二節井底車場調車方式及通過能力第二節井底車場調車方式及通過能力井底車場通過能力要滿足：(N/A)≥kk—井底車場通過能力富裕係數，一般取1.3~1.5井底車場通過能力一般要大於礦井生產能力30%作業：1.解釋井底車場的概念，以刀把式井底車場為例說明井底車場的組成部分。2.井底車場的調車方式有幾種？試述刀把式井底車場的調車過程。

第三節井底車場的形式及其選擇

按照礦車在井底車場內的運行特點，井底車場可分為環行式的折返式兩大類型。固定式礦車適用於：環行式、折返式底卸式適用於：折返式第三節井底車場的形式及其選擇

按照礦車在井底車場內的運行特點，井底車場可分為環行式的折返式兩大類型。固定式礦車適用於：環行式、折返式底卸式適用於：折返式第三節井底車場的形式及其選擇一、固定式礦車運煤時井底車場形式環行式井底車場特點：列車在車場中環行單向運行。環行車場可分為：臥式、斜式和立式臥式環行車場—空重車線與主運輸巷（大巷或主石門）平行斜式環行車場—空重車線與主運輸巷（大巷或主石門）斜交立式環行車場—空重車線與主運輸巷（大巷或主石門）垂直第三節井底車場的形式及其選擇（一）環行式井底車場按與主要運輸巷道相互關係分：臥式、立式、斜式；按井筒形式不同分：立井和斜井環行式車場。1.立井環行式井底車場（1）臥式：存車場與運輸大巷平行，主副井與運輸大巷較近，需慢行。優點：利用運輸大巷作為調車線和回車線，工程量較小。調車方便。缺點：電機車在彎道上頂推調車安全性差。第三節井底車場的形式及其選擇

（1）立井臥式環行井底車場

1－主井；2－副井；3－主井重車場；4－主井空車場；5－主要運輸巷道特點：主、副井存車線與主要運輸巷道5（大巷或石門）平行，並利用主要運輸巷道作為繞道回車線及調車線。調車（三角岔道入場法）：u

煤（空）列車：左翼

N2，機車停車反向頂煤列車入主井重車線。機車反回經5

4，牽引空列車駛向采區。右翼

N1，機車停車反向頂煤列車入主井重車線。機車反向經5

4，牽空列車駛向采區。u

混合列車：（矸石車半列位於列車後頭）。矸石車先頂入副井重車線重列車頂入主井重車線第三節井底車場的形式及其選擇第三節井底車場的形式及其選擇優缺點及使用條件：a、利用主要運輸巷作繞道及調車線，開拓工程量小;b、調車較方便，通過能力大；c、安全性差：機車在彎道上頂車，減速，不安全；d、交叉點及彎道多，施工不便；e、機車不過翻車機硐室，安全；f、用於主井筒距主要運輸巷道很近(約一列車長)的條件下。第三節井底車場的形式及其選擇

（2）立井斜式環行井底車場

1－主井重車線；2－主井空車線；3－主要運輸巷道；4－調車線；5－巷道回車線特點：主副井存車線與主要運輸巷道斜交，並利用主要運輸巷道作為調車線及部分回車繞道。優缺點及使用條件：a、開拓工程量小；b、調車方便，通過能力較大；c、

安全性好些，彎道角度小，頂推車有利，機車不過翻車機硐室；d、巷道交叉點較少，施工較易；井筒距大巷較近（小於一列車長）且地面出車方向

a、也要求大巷斜交時採用。第三節井底車場的形式及其選擇第三節井底車場的形式及其選擇（3）立井立式環行井底車場特點：主副井存車線與主要運輸巷道垂直，並利用主要運輸巷道作為調車線，但專開繞道線5。

1－主井；2－副井；3－主井重車線；4－主井空車線；5－繞道回車線；6－主要運輸巷道第三節井底車場的形式及其選擇第三節井底車場的形式及其選擇優缺點及使用a、開拓工程量大；b、交叉點及彎道多；c、在大彎道上頂推車不夠安全，但機車不過翻車機硐室。d、調車較方便，通過能力大；e、當井筒距主要運輸大巷較遠時（大於一列車長）採用。第三節井底車場的形式及其選擇2、斜井環行井底車場特點：存車線與主要運輸巷平行

斜井立式環形井底車場第三節井底車場的形式及其選擇（二）折返式井底車場特點：空、重列車在車場內同一巷道的兩股線路上折返運行，可簡化井底車場的線路結構，減少巷道開拓工程量。分為梭式和盡頭式兩種類型。1、立井梭式車場1－主井重車線；2－主井空車線；3－副井重車線；4－副井空車線；5－材料車線；6－調車線；7－通過線

第三節井底車場的形式及其選擇

井筒距大巷較遠，用於中小型井。1－主井空車線；2－主井重車線；3－副井重車線；4－副井空車線；5－材料車線；6－通過線2、立井盡頭式車場第三節井底車場的形式及其選擇3、斜井折返式車場主井採用帶式輸送機或箕鬥提升的斜井折返式車場

1－主井；2－副井；3－主井重車線；4－主井空車線；5－調車線；6－材料車線；7－矸石車線斜井梭式車場第三節井底車場的形式及其選擇

二、底卸式礦車運煤井底車場卸煤過程（動畫）1－底卸式礦車；2－礦車車輪；3－緩衝輪；4－卸載輪；5－卸載曲軌；6－煤倉；7－支承托輥第三節井底車場的形式及其選擇

三、

小型礦井井底車場形式及特點1、環行式井底車場環行式井底車場第三節井底車場的形式及其選擇（1）梭式車場（2）盡頭式車場2、小型礦車立井折返式車場（1）單立井梭式（2）單立井盡頭式第三節井底車場的形式及其選擇

四、

大巷用帶式輸送機運煤的井底車場採用帶式輸送機代替礦車運輸，煤炭經輸送機直接送入井底煤倉，井底車場只擔負輔助運輸任務。1－主井；2－副井；3－中央煤倉；4－中間煤倉；5－軌道中石門；6－西翼軌道巷；7－東翼軌道巷；8－中區軌道巷；9－中、西上倉膠帶膠帶機斜巷；10－東翼上倉膠帶膠帶機斜巷；11－機車繞道；12－西翼膠帶機斜巷；13－中區膠帶機斜巷

第三節井底車場的形式及其選擇

五、井底車場形式的選擇（一）

井底車場應滿足的基本要求１.

要開掘在易維護的岩層內。２.

車場內運輸系統、調車工作簡單，管理方便。３.

作業操作安全，符合有關規程、規定４.

井上、下生產系統要協調，佈置適宜。５.

必須要確保礦井生產能力，並有30～50%的備用能力。第三節井底車場的形式及其選擇（二）

影響井底車場形式選擇的因素１.

礦井生產能力２.

礦井開拓方式３.

運輸大巷的運輸形式４.

礦井地面生產系統佈置方式５.

礦井瓦斯等級第三節井底車場的形式及其選擇

矿井生产能力礦井生產能力提升方式井底車場生產能力小的礦井井筒盡頭式或單環刀式60～90萬t/a箕鬥或帶式輸送機環形式或複線折返式120萬t/a環形車場作業：1.按照礦車在井底車場內的運行特點，井底車場可分為幾類？各有何特點？各有什麼適用條件？2.採用帶式輸送機運煤的井底車場較軌道礦車運煤的井底車場有什麼不同？為什麼我國大型、特大型礦井中，普遍採用帶式輸送機運煤？3.選擇井底車場形式的主要原則有哪些？選擇井底車場形式的主要原則有哪些？選擇井底車場形式時，需要考慮哪些因素？

井田開拓的基本問題

第一節井筒的數目及位置

一、

井筒數目根據礦井提升任務大小和通風需要等因素確定的。1、雙提升井筒，準備兩個提升井，一個為主井，擔負提煤；一個為副井，擔負人員、設備、材料、矸石等的輔助提升。2、多提升井筒開拓。在一個井田中，裝備兩個以上的提升井筒開拓整個井田。3、單提升井筒開拓。裝備一個井筒提升，另設一個通達地面的安全出口。第一節井筒的數目及位置

二、

井筒位置

（一）

對井下開採合理的井筒位置１.

井筒沿井田走向的位置在井田中央；當井田儲量呈不均勻分佈時，應在儲量分佈的中央。避免井筒偏於一側，造成單翼開採不利局面。２.

井筒沿煤層傾向的位置（1）斜井開拓時，斜井井筒沿煤層傾向的有利位置主要是選擇合適的層位和傾角。（2）立井開拓時，井筒沿煤層傾向位置的幾個原則方案見下圖立井井筒沿煤層傾向位置的幾個原則方案1－井筒；2－石門；3－富含水岩層；4－需保護的場地範圍第一節井筒的數目及位置第一節井筒的數目及位置

井筒位置比較井筒位置優缺點B處石門總長度較短，沿石門的運輸工作量較少A處石門工程量稍大，但初期工程量及投資較少、建井期較短C處初期工程量最大，石門總長度和沿石門的運輸工程量也較大，但對開采井田深部及向下擴展有利A、B處井筒只能打到一、二水準，深部需用暗井或暗斜井開採，生產系統較複雜，環節較多第一節井筒的數目及位置（3）單水準開採緩傾斜煤層的井田，井筒應坐落在井田中部；或者使上山部分斜長略大於下山部分；（4）對水準開採緩傾斜或傾斜煤層群的礦井，考慮井筒設在沿傾斜中部靠上方的適當位置，並應使保護井筒煤柱不占初期投產采區；（5）急傾斜礦井，井筒宜靠近煤層淺部，甚至佈置在煤系底板，如下圖（6）開採近水準煤層的礦井，盡可能使井筒靠近儲量中央；（7）煤系基底有豐富含水層的礦井，既要考慮井筒到最終深度仍不穿過豐富含水層，又要考慮初期工程量和基建投資，還應考慮煤柱損失。急傾斜煤層開拓的井筒位置1－井筒位於煤層底板；2－井筒位於煤層頂板；3－階段石門；4－工業場地煤柱邊界線第一節井筒的數目及位置（二）對掘進與維護有利的井筒位置1、井筒應盡可能不通過或少通過流砂層、較厚的沖積層及較大的含水層。2、井筒位置應使井底車場有較好的圍岩條件，便於大容積硐室的掘進與維護。（三）

便於佈置地面工業場地的井筒位置1、井筒位置必須為合理佈置地面工業場地創造有利條件；2、符合下列條件：第一節井筒的數目及位置第一節井筒的數目及位置

（1）要有足夠的便於佈置礦井地面生產系統及其工業建築物和構築物的場地；（2）有較好的工程地質條件；（3）便於礦井供電、給水和運輸，並使附近有便於建設居住區、排矸設施的地點；（4）井筒位置應高於當地最高洪水位；（5）充分利用地形，使地面生產系統、工業場地總平面佈置及地面運輸合理，並盡可能使平整場地的工程量較少。第二節開採水準的劃分確定水準垂高——確定階段垂高——能否進行上、下山開採

一、

階段垂高的確定應考慮以下因素1、開採水準服務年限：必須有足夠的可采儲量以保證水準有合理的服務年限。2、採掘運機械化程度：採煤工作面長度隨著機械化程度的提高而增長，一般變動於80～150m以上。盤區開採：下山不超過1500m；上山不超過2000m。3、煤層賦存條件和地質構造（1）煤層傾角：急傾斜煤層階段垂高，一般為100～150m；緩傾斜、傾斜煤層階段垂高，一般為150～300m；（2）煤層厚度：厚度有時發生變化時，也可利用變化初作為劃分階段的依據。

第二節開採水準的劃分4、噸煤建設投資和生產費用合理的階段垂高應使噸煤投資和生產總費用最低。井型開採緩斜煤層的礦井/m開採傾斜煤層的礦井/m開採急緩斜煤層的礦井/m大、中型礦井100～250100～200100～150小型礦井60～10080～12080～120

礦井階段（水準）垂高第二節開採水準的劃分二、

下山開採的應用1、上、下山開採的比較開採方式上山開採上下山開採中的下山開採開拓工程量（井筒、井底車場、石門等）大（井筒、井底車場、石門等）小基建投資大小水準垂高Ha＝1/2HbHb水準服務年限及接替T短，井筒延深多次；接替緊張T長；井筒延深次數少；利於接替運輸煤（矸）下運，能力大，費用低；全礦有折返運輸煤（矸）上運，能力低，費用低；全礦無折返運輸掘進工序簡單，方便，成本低工序複雜，裝運困難，速度慢，成本高；水大時困難通風新風、泛風均向上，線路短；漏風少；通風設施少；管理方便，費用低。①兩下山相距近，負壓大，漏風大;②通風線路長，最困難時期比上山采區長一倍;③通風交叉點和設施多，④管理複雜,CH4大時，費用高。排水水自流入倉，系統簡單費用低①每個區段設臨時水窩，安小水泵排水至大巷—

水小時②將采區下山一次掘至終深，在采區下部設水倉及硐室，安泵排水.總工程量大，費用高技術上基建投資生產經營費優高低可行低高第二節開採水準的劃分上下山開採的比較1－主井；2－副井；3－回風井；4－運輸大巷；5－總回風巷；6－采區上山；7－下山采區中部車場；8－下山采區上部車場；9－采區下山；10－大巷配風巷（作為下山采區總回風巷）；11－下山采區水倉

第二節開採水準的劃分第二節開採水準的劃分2、下山開採一般的適用條件（1）傾角小於16°的緩斜煤層，瓦斯及湧水量不大；（2）煤層傾角不大，採用多水準開拓的礦井，開拓延深後提升能力降低的；（3）由於開採強度加大、水準服務年限縮短，造成水準接替緊張，可佈置一個或幾個下山采區；（4）當井田深部受自然條件限制，儲量不多、深部境界不一，設置開採水準有困難或不經濟時，可在最終開採水準以下設一部分下山采區。第二節開採水準的劃分三、

開採水準的設置開採水準的數目和位置，主要根據：（１）

井田傾斜長度（２）

階段高度（３）

能否進行上、下山開採（４）

煤層傾角、層間距離、地質構造、井底車場處的圍岩性質（５）

排水（６）

提升設備型號對於傾角小於16°，井田傾斜長度小於2000米，可設一個水準，採用上、下山開採。對於傾角大於16°，井田傾斜長度較長，可設兩個以上水準，但盡可能減少開採水準。水準服務年限TS＝ＺS/KA

按煤組劃分水準示意圖

1－第一水準；2－第二水準第二節開採水準的劃分第二節開採水準的劃分

四、

輔助水準的應用１.

階段斜長較長２.

井田形狀不規則，煤層傾角變化大３.

近水準煤層分組開採階段斜長較長近水準煤層分組開採第二節開採水準的劃分作業：1.選擇井筒位置時應考慮哪些因素？如何確定？2.怎樣確定井筒沿傾斜方向的位置？

第三節水準大巷佈置

一、運輸大巷為水準或一個階段運輸服務的水準巷道。（一）運輸大巷的運輸方式1.軌道運輸大巷軌距一般有600mm、900mm兩種電機車類型、礦車型號分類見下表第三節水準大巷佈置

礦井電機車、礦車類型

井型礦車類型電機車類型小型礦井1t（固定式）蓄電池電機車無極繩絞車≤60萬t1t（固定式）架線式電機車90～180萬t3t（固定式、底卸式）架線式電機車>240萬t3t（固定式、底卸式）5t（底卸式）架線式電機車高瓦斯礦井8t蓄電池電機車第三節水準大巷佈置（3）軌道運輸對大巷的一般要求

①大巷風速不大於8m／s②運輸大巷的方向應與煤層走向大體一致，大巷儘量取直。

③運輸大巷坡度一般為3‰～4‰或5‰；採用無極繩運輸大巷一般不超過10°（4）大巷採用礦車運煤的優點

①同時統一解決煤炭、矸石、物料和人員的運輸問題；

②運輸能力大，機動性強；

③能滿足不同煤種煤炭的分運要求；

④能適應長距離運輸；

⑤噸公里運輸費用低。第三節水準大巷佈置2、帶式輸送機運輸大巷帶式輸送機運煤優點：①實現大巷連續化運輸，運輸能力大；②操作簡單，比較容易實現自動化；③裝卸設備少，卸載均勻。第三節水準大巷佈置

不同礦井生產能力的大巷運輸設備礦井生產能力/萬t·a－1運煤輔助運輸大巷軌距/mm＞2405t礦車底卸式1.5t固定車廂式礦車900帶式輸送機1.5t固定車廂式礦車60090～1803t礦車底卸式1.5t或1t固定車廂式礦車6003t固定車廂式礦車1.5t固定車廂式礦車900≤601t固定車廂式礦車1t固定車廂式礦車600第三節水準大巷佈置

（二）運輸大巷的佈置方式１.分層運輸大巷：在井田內為一個煤層服務的運輸大巷（1）煤層距離遠（2）煤層煤質不同，需分裝分運（3）煤層數目少，走向短優：初期投入少，見效快缺：後期工程量大，維護費高。2.集中運輸大巷3.分組集中運輸大巷分層運輸大巷佈置第三節水準大巷佈置集中運輸大巷佈置在井田內為所有煤層服務的運輸大巷。優點：各煤層聯合開採，大巷工程量及佔用的軌道、管線也少；可同時進行若干煤層的準備和回採，開採強度比較大，井下生產采區比較集中，便於管理；巷道維護條件好，有利於大巷運輸，且煤柱損失少。缺點：建井初期工程量大，建井期長，每個采區都要掘進石門，采區石門工程量大，經濟上不合理。第三節水準大巷佈置分組集中運輸大巷佈置井田內煤層分為若干煤組時，為一個煤組服務的運輸大巷。各分組集中大巷之間用主要石門聯系。煤組內各煤層之間用采區石門聯系。第三節水準大巷佈置第三節水準大巷佈置（三）運輸大巷的位置

運輸大巷作用：為開採上水平各煤層服務；為開採下水平煤層回風。要求：服務時間長；處於不受或少受采動影響的位置。

位置：岩石大巷，煤組的底板岩石中；煤層大巷，煤組最下部煤質堅硬，圍岩穩定的薄及中厚煤層中。第三節水準大巷佈置1、煤層大巷煤層大巷位置分煤層大巷—沿煤層佈置；集中大巷—佈置在煤組最下部穩定的薄及中厚煤層中分組集中大巷—佈置在煤組最下部穩定的薄及中厚煤層中煤層大巷施工：i、按腰線沿煤層掘進—適合機車運輸；

ii、按中線沿煤層掘進—適合膠帶運輸；

iii、按中線及腰線掘進大巷—適合機車和膠帶（可能穿層）第三節水準大巷佈置煤層大巷的適用條件（１）

煤層賦存不穩定，變化大的小