煤礦開采基本概念

1、2022-5-9煤礦開采學(xué)煤礦開采學(xué) 1.煤礦開采的基本概念煤礦開采的基本概念主講：劉建莊主講：劉建莊單位：河北理工大學(xué)單位：河北理工大學(xué)日期：日期：2010.072022-5-91.煤礦開采的基本概念煤礦開采的基本概念1.1 1.1 煤田開發(fā)的概念煤田開發(fā)的概念一、煤田和礦區(qū)一、煤田和礦區(qū)煤田煤田（coal fieldcoal field） 在地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，在地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，由含炭物質(zhì)沉積形成的大面積含煤地帶。由含炭物質(zhì)沉積形成的大面積含煤地帶。礦區(qū)礦區(qū)（mining areamining area） 開發(fā)煤田形成的社會開發(fā)煤田形成的社會組合。組合。一般一個礦區(qū)開發(fā)一個煤田，礦務(wù)局

2、，礦業(yè)集團一般一個礦區(qū)開發(fā)一個煤田，礦務(wù)局，礦業(yè)集團2022-5-9淮南煤田分布圖淮南煤田分布圖2022-5-9礦區(qū)煤田構(gòu)成分類礦區(qū)煤田構(gòu)成分類1.1.單一煤田礦區(qū)，例：平頂山煤田、撫順煤田、徐單一煤田礦區(qū)，例：平頂山煤田、撫順煤田、徐州煤田等。州煤田等。2.2.兩個煤田礦區(qū)，例：北票、扎兩個煤田礦區(qū)，例：北票、扎賚賚諾爾等礦區(qū)。諾爾等礦區(qū)。3.3.多個煤田礦區(qū)，例：六盤水礦區(qū)。多個煤田礦區(qū)，例：六盤水礦區(qū)。4.4.部分煤田礦區(qū)，例：南桐礦區(qū)、松藻礦區(qū)、銅川部分煤田礦區(qū)，例：南桐礦區(qū)、松藻礦區(qū)、銅川礦區(qū)、韓城礦區(qū)等礦區(qū)、韓城礦區(qū)等2022-5-9n井田井田劃歸一個礦井開采的一部分煤田。劃歸一個

3、礦井開采的一部分煤田。n井田范圍大小、礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限總體井田范圍大小、礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限總體設(shè)計中應(yīng)合理處置。設(shè)計中應(yīng)合理處置。井田范圍：走向長度井田范圍：走向長度 + 傾向水平投影（寬度）傾向水平投影（寬度）n井田走向長度井田走向長度小型礦井小型礦井 1500中型礦井中型礦井 4000大型礦井大型礦井 7000二、井田（二、井田（Underground mine field）2022-5-9三、礦井生產(chǎn)能力和井型三、礦井生產(chǎn)能力和井型n礦井生產(chǎn)能力礦井生產(chǎn)能力 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，萬礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，萬t /a（Mt/a），），設(shè)計中規(guī)定礦井在單位時間（年或日）內(nèi)采出的煤炭設(shè)計中規(guī)

4、定礦井在單位時間（年或日）內(nèi)采出的煤炭和其它礦產(chǎn)品的數(shù)量。和其它礦產(chǎn)品的數(shù)量。 。n礦井核定生產(chǎn)能力礦井核定生產(chǎn)能力 礦井經(jīng)過技術(shù)改造，核定后的礦井經(jīng)過技術(shù)改造，核定后的生產(chǎn)能力，萬生產(chǎn)能力，萬t /a。n井型井型 根據(jù)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力不同，我國將礦井分根據(jù)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力不同，我國將礦井分為大、中、小三種類型，稱井型。為大、中、小三種類型，稱井型。n礦井年產(chǎn)量礦井年產(chǎn)量 礦井實際生產(chǎn)的煤炭數(shù)量，萬礦井實際生產(chǎn)的煤炭數(shù)量，萬t/a。礦。礦井年產(chǎn)量與生產(chǎn)能力有時井年產(chǎn)量與生產(chǎn)能力有時同義同義，有時不，有時不同義。同義。2022-5-9設(shè)計生產(chǎn)能力和核定生產(chǎn)能力設(shè)計生產(chǎn)能力和核定生產(chǎn)能力n補充：根

5、據(jù)國家發(fā)展和改革委員會補充：根據(jù)國家發(fā)展和改革委員會煤礦生產(chǎn)能力管煤礦生產(chǎn)能力管理辦法理辦法、煤礦生產(chǎn)能力核定標(biāo)準(zhǔn)煤礦生產(chǎn)能力核定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：煤礦的規(guī)定：煤礦生產(chǎn)能力分為設(shè)計生產(chǎn)能力和核定生產(chǎn)能力。生產(chǎn)能力分為設(shè)計生產(chǎn)能力和核定生產(chǎn)能力。n（1 1）煤礦生產(chǎn)能力是指在一定時期內(nèi)煤礦各生產(chǎn)系）煤礦生產(chǎn)能力是指在一定時期內(nèi)煤礦各生產(chǎn)系統(tǒng)所具備的煤炭綜合生產(chǎn)能力，以萬噸統(tǒng)所具備的煤炭綜合生產(chǎn)能力，以萬噸/ /年為計量單年為計量單位。位。n（2 2）設(shè)計生產(chǎn)能力是指由依法批準(zhǔn)的煤礦設(shè)計所確）設(shè)計生產(chǎn)能力是指由依法批準(zhǔn)的煤礦設(shè)計所確定、施工單位據(jù)以建設(shè)竣工，并經(jīng)驗收合格，最終由定、施工單位據(jù)以建設(shè)竣工，

6、并經(jīng)驗收合格，最終由煤炭生產(chǎn)許可證頒發(fā)管理機關(guān)審查確認(rèn)，在煤炭生產(chǎn)煤炭生產(chǎn)許可證頒發(fā)管理機關(guān)審查確認(rèn)，在煤炭生產(chǎn)許可證上予以登記的生產(chǎn)能力。許可證上予以登記的生產(chǎn)能力。2022-5-9井型劃分井型劃分 井型井型 生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力（萬（萬t / a）n大型礦井大型礦井： 120、150 、180 、240 、300、400、 500及及500以上，其中以上，其中300萬萬t/a及其以上稱特大型及其以上稱特大型礦井礦井n中型礦井中型礦井：45、60、90 n小型礦井小型礦井：9、15 、21、30小貼士：小貼士：新形勢新形勢下井型劃分標(biāo)準(zhǔn)有下井型劃分標(biāo)準(zhǔn)有點偏小點偏小2022-5-9礦井可采儲量和

7、服務(wù)年限礦井可采儲量和服務(wù)年限n礦井可采儲量礦井可采儲量 生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力 服務(wù)年限服務(wù)年限可采儲量愈多，生產(chǎn)能力和服務(wù)年限愈大；可可采儲量愈多，生產(chǎn)能力和服務(wù)年限愈大；可采儲量一定，應(yīng)有合理的生產(chǎn)能力和服務(wù)年限采儲量一定，應(yīng)有合理的生產(chǎn)能力和服務(wù)年限國外大型礦井的服務(wù)年限：國外大型礦井的服務(wù)年限：40-50a國內(nèi)一般不小于國內(nèi)一般不小于60an國內(nèi)外礦井的生產(chǎn)能力有增大和服務(wù)年限有縮小國內(nèi)外礦井的生產(chǎn)能力有增大和服務(wù)年限有縮小的趨勢的趨勢2022-5-9四、露天開采與地下開采的概念四、露天開采與地下開采的概念n露天開采露天開采：從敞露的地表直接采出有用礦物的方：從敞露的地表直接采出有用礦物的

8、方法。法。n井工開采井工開采需要開鑿一系列的井巷進(jìn)入地下煤層，需要開鑿一系列的井巷進(jìn)入地下煤層，才能進(jìn)行采煤，工作空間受限，采掘地點不斷移才能進(jìn)行采煤，工作空間受限，采掘地點不斷移動和交替，受五大自然災(zāi)害威脅，較之露采大為動和交替，受五大自然災(zāi)害威脅，較之露采大為復(fù)雜。復(fù)雜。n剝采比：剝采比：每采一噸煤需要剝離多少立方米的巖石每采一噸煤需要剝離多少立方米的巖石量。量。n最大經(jīng)濟合理剝采比最大經(jīng)濟合理剝采比：按該剝采比開采的煤炭成：按該剝采比開采的煤炭成本不大于用地下開采的煤炭成本。本不大于用地下開采的煤炭成本。一般褐煤一般褐煤6m3/t；煙煤；煙煤8m8m3 3/t/t。2022-5-91.2

9、 礦山井巷名稱及井田內(nèi)劃分礦山井巷名稱及井田內(nèi)劃分一、礦山井巷名稱一、礦山井巷名稱n概念：概念：礦山井巷礦山井巷 為進(jìn)行采礦，在地下開掘的為進(jìn)行采礦，在地下開掘的井筒、巷道和硐室的總稱。井筒、巷道和硐室的總稱。n長軸線與水平面關(guān)系（傾角）分類：長軸線與水平面關(guān)系（傾角）分類： 直立巷道直立巷道傾斜巷道傾斜巷道水平巷道水平巷道2022-5-9（1）垂直巷道）垂直巷道n立井立井有直接通達(dá)地面出口的垂直巷道，如主立有直接通達(dá)地面出口的垂直巷道，如主立井，副立井。井，副立井。n暗立井暗立井沒有直接通達(dá)地面出口的立井，裝有提沒有直接通達(dá)地面出口的立井，裝有提升設(shè)備。升設(shè)備。n溜井溜井擔(dān)負(fù)自上而下溜放煤炭

10、或矸石任務(wù)的暗井。擔(dān)負(fù)自上而下溜放煤炭或矸石任務(wù)的暗井。n溜煤眼溜煤眼位于采區(qū)內(nèi)部、高度不大、直徑較小的位于采區(qū)內(nèi)部、高度不大、直徑較小的溜井。溜井。 2022-5-9（2）水平巷道）水平巷道 n平硐平硐有出口直接通到地表的水平巷道稱為平硐。有出口直接通到地表的水平巷道稱為平硐。 n石門石門和煤層走向正交或斜交的水平巖石巷道。和煤層走向正交或斜交的水平巖石巷道。n煤門煤門開掘在煤層中并與煤層走向垂直或斜交的開掘在煤層中并與煤層走向垂直或斜交的水平巷道。水平巷道。n平巷與大巷平巷與大巷沒有出口直接通達(dá)地表，沿煤層走沒有出口直接通達(dá)地表，沿煤層走向開掘的水平巷道。向開掘的水平巷道。階段運輸大巷和回

11、風(fēng)大巷階段運輸大巷和回風(fēng)大巷煤層大巷和巖石大巷煤層大巷和巖石大巷區(qū)段運輸平巷和回風(fēng)平巷區(qū)段運輸平巷和回風(fēng)平巷2022-5-9（3）傾斜巷道）傾斜巷道n斜井斜井有直接出口通達(dá)地面的傾斜巷道。有直接出口通達(dá)地面的傾斜巷道。n暗斜井暗斜井沒有直接通達(dá)地面的出口、用作相鄰的沒有直接通達(dá)地面的出口、用作相鄰的上下水平聯(lián)系的斜巷。上下水平聯(lián)系的斜巷。n上山上山無直接出口通往地面，位于開采水平以上，無直接出口通往地面，位于開采水平以上，為本水平或采區(qū)服務(wù)的斜巷。為本水平或采區(qū)服務(wù)的斜巷。n下山下山位于開采水平以下，為本水平或采區(qū)服務(wù)位于開采水平以下，為本水平或采區(qū)服務(wù)的傾斜巷道。的傾斜巷道。 上下山采區(qū)上下

12、山采區(qū)2022-5-9傾斜巷道傾斜巷道n斜巷斜巷不直通地面且長度較短的傾斜巷道，行人、不直通地面且長度較短的傾斜巷道，行人、通風(fēng)、運料斜巷；通風(fēng)、運料斜巷；n硐室硐室空間三個軸線長度相差不大且又不直通地空間三個軸線長度相差不大且又不直通地面的地下巷道，如絞車房、變電所、煤倉等。面的地下巷道，如絞車房、變電所、煤倉等。2022-5-9圖圖1-3 礦山井巷礦山井巷1 1立井，立井，2 2斜井，斜井，3 3平硐，平硐，4 4暗立井，暗立井，5 5溜井，溜井，6 6石石門門,7-,7-煤層平巷，煤層平巷，8-8-煤倉，煤倉，9 9上山，上山，1010下山，下山，1111風(fēng)井，風(fēng)井，1212巖石平巷，巖

13、石平巷，1313煤層平巷煤層平巷2022-5-9二、井田內(nèi)的劃分二、井田內(nèi)的劃分（一）井田劃分為階段（一）井田劃分為階段n階段劃分方法階段劃分方法 沿一定標(biāo)高劃分的一部分井田沿一定標(biāo)高劃分的一部分井田 n階段：階段：在井田范圍內(nèi)，沿煤層傾斜方向，按一定在井田范圍內(nèi)，沿煤層傾斜方向，按一定標(biāo)高將煤層劃分為若干平行于走向的并等于井田標(biāo)高將煤層劃分為若干平行于走向的并等于井田走向全長的長條形，每一個長條形叫一個階段。走向全長的長條形，每一個長條形叫一個階段。2022-5-9井田劃分為階段井田劃分為階段階段的走向長等于井田的走向長階段的走向長等于井田的走向長階段下部布置運輸大巷階段下部布置運輸大巷,

14、,階段上部布置回風(fēng)大巷階段上部布置回風(fēng)大巷2022-5-9圖圖1-4 井田劃分為階段井田劃分為階段2332CAC1Cqq1q32JJC1J42022-5-9水平（水平（level ）水平（水平（level ） 常指某一標(biāo)高的水平面。常指某一標(biāo)高的水平面。表示：標(biāo)高、開采順序及用途表示：標(biāo)高、開采順序及用途（1）+150、 0、-150、-300水平等水平等（2）礦井生產(chǎn)中，表示開采順序，又稱第一水平、）礦井生產(chǎn)中，表示開采順序，又稱第一水平、第二水平第二水平（3）礦井生產(chǎn)中，常把運輸大巷所在的水平稱運輸）礦井生產(chǎn)中，常把運輸大巷所在的水平稱運輸水平；回風(fēng)大巷所在的水平稱回風(fēng)水平。水平；回風(fēng)大巷

15、所在的水平稱回風(fēng)水平。2022-5-9開采水平（開采水平（ mining level）n開采水平（簡稱水平）開采水平（簡稱水平）布置有井底車場、階段布置有井底車場、階段運輸大巷，并擔(dān)負(fù)全階段運輸任務(wù)的水平。運輸大巷，并擔(dān)負(fù)全階段運輸任務(wù)的水平。n廣義的水平廣義的水平 布置大巷的某一標(biāo)高的水平面既包布置大巷的某一標(biāo)高的水平面既包括一個水平，又包括所服務(wù)的階段括一個水平，又包括所服務(wù)的階段n上上-回風(fēng)水平，下回風(fēng)水平，下-運輸水平運輸水平2022-5-9（二）階段內(nèi)的再劃分（二）階段內(nèi)的再劃分1.采區(qū)式劃分采區(qū)式劃分n在階段范圍內(nèi)，沿走向把階段劃分為若干個具有在階段范圍內(nèi)，沿走向把階段劃分為若干個

16、具有獨立生產(chǎn)系統(tǒng)的塊段，稱為采區(qū)。采區(qū)傾向長度獨立生產(chǎn)系統(tǒng)的塊段，稱為采區(qū)。采區(qū)傾向長度與階段斜長相等。采區(qū)走向長度一般由與階段斜長相等。采區(qū)走向長度一般由500m到到2000m。采區(qū)斜長一般為。采區(qū)斜長一般為6001000m。n在采區(qū)范圍內(nèi)，沿煤層傾向?qū)⒉蓞^(qū)劃分為若干區(qū)在采區(qū)范圍內(nèi)，沿煤層傾向?qū)⒉蓞^(qū)劃分為若干區(qū)段，稱為區(qū)段。段，稱為區(qū)段。 階段階段 階段階段 階段階段2區(qū)段區(qū)段3區(qū)段區(qū)段 階段階段 階段階段 階段階段2022-5-9采區(qū)采區(qū)走向長壁工作面，工作面沿傾斜布置，沿走向推進(jìn)走向長壁工作面，工作面沿傾斜布置，沿走向推進(jìn)26 A534C112022-5-92 .分段式劃分分段式劃分 n

17、在階段范圍內(nèi)不劃分采區(qū)，而是沿傾向?qū)⒚簩釉陔A段范圍內(nèi)不劃分采區(qū)，而是沿傾向?qū)⒚簩觿澐譃槿舾善叫杏谧呦虻拈L條帶，每個長條帶劃分為若干平行于走向的長條帶，每個長條帶稱為分段，每個分段沿斜長布置一個采煤工作稱為分段，每個分段沿斜長布置一個采煤工作面。面。n分段式劃分僅適用于地質(zhì)構(gòu)造條件簡單、走向分段式劃分僅適用于地質(zhì)構(gòu)造條件簡單、走向長度較小的井田，在我國很少采用。長度較小的井田，在我國很少采用。J 1J 2J 3D 1D 2D 3分 段 式 劃 分J 1J 2J 3C 1C 2C 3Q 1Q 2Q 3采 區(qū) 式 劃 分2022-5-93.帶區(qū)式劃分帶區(qū)式劃分n階段劃分為帶區(qū)，帶區(qū)劃分為分帶階段劃分

18、為帶區(qū)，帶區(qū)劃分為分帶n分帶分帶沿煤層走向把階段劃分為若干長條，每一個沿煤層走向把階段劃分為若干長條，每一個長條叫一個分帶。長條叫一個分帶。n由若干分帶組成，并具有獨立生產(chǎn)系統(tǒng)的區(qū)域叫帶由若干分帶組成，并具有獨立生產(chǎn)系統(tǒng)的區(qū)域叫帶區(qū)區(qū)n在煤層傾角較小（在煤層傾角較?。?2）的條件下，帶區(qū)式的應(yīng)）的條件下，帶區(qū)式的應(yīng)用正在擴大。用正在擴大。 J12J3J1傾斜向長壁工傾斜向長壁工作面，工作面作面，工作面沿走向布置，沿走向布置，沿傾向推進(jìn)沿傾向推進(jìn)2022-5-9帶區(qū)式劃分帶區(qū)式劃分J1 階段階段J2 階段階段J3 階段階段J3 階段階段J2 階段階段J1 階段階段2022-5-9（三）井田直接劃

19、分為劃分為盤區(qū)或帶區(qū)（三）井田直接劃分為劃分為盤區(qū)或帶區(qū)n近水平煤層沿傾斜高差較小的條件下，近水平煤層沿傾斜高差較小的條件下，通常，沿煤通常，沿煤層延展方向布置大巷，在大巷兩側(cè)劃分成為具層延展方向布置大巷，在大巷兩側(cè)劃分成為具有獨立生產(chǎn)系統(tǒng)的盤區(qū)或帶區(qū)。有獨立生產(chǎn)系統(tǒng)的盤區(qū)或帶區(qū)。 P1PP324Ppanel2022-5-9（四）井田劃分為開采區(qū)域（四）井田劃分為開采區(qū)域 (補充補充)n特大型礦井，井田面積很大，往往首先將井田劃特大型礦井，井田面積很大，往往首先將井田劃分為開采區(qū)域。在開采區(qū)域內(nèi)，再劃分為階段或分為開采區(qū)域。在開采區(qū)域內(nèi)，再劃分為階段或盤區(qū)。這種方式適用于井田范圍大、儲量豐富的

20、盤區(qū)。這種方式適用于井田范圍大、儲量豐富的特大型礦井。特大型礦井。 2022-5-9（五）開采順序（五）開采順序n井田開采順序：沿煤層走向與傾斜的開采順序；井田開采順序：沿煤層走向與傾斜的開采順序；煤層群劃分成煤組時，煤組間及煤層間的開采順煤層群劃分成煤組時，煤組間及煤層間的開采順序等。序等。 n沿煤層走向的開采順序：包括階段內(nèi)各采區(qū)間的沿煤層走向的開采順序：包括階段內(nèi)各采區(qū)間的開采順序和采區(qū)內(nèi)采煤工作面的推進(jìn)方向。開采順序和采區(qū)內(nèi)采煤工作面的推進(jìn)方向。 n沿煤層傾斜開采順序：包括階段間開采順序和采沿煤層傾斜開采順序：包括階段間開采順序和采區(qū)內(nèi)各區(qū)段開采順序。井田內(nèi)沿傾斜方向一般采區(qū)內(nèi)各區(qū)段開

21、采順序。井田內(nèi)沿傾斜方向一般采用下行順序開采。采區(qū)內(nèi)各區(qū)段間的開采順序有用下行順序開采。采區(qū)內(nèi)各區(qū)段間的開采順序有兩種：下行式和上行式。兩種：下行式和上行式。 n煤組及煤層間的開采順序：一般采用下行開采順煤組及煤層間的開采順序：一般采用下行開采順序。特殊時選擇上行。序。特殊時選擇上行。 2022-5-91.3 礦井生產(chǎn)的基本概念礦井生產(chǎn)的基本概念一、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)一、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)n概念：指在煤礦生產(chǎn)過程中的提升、運輸、通概念：指在煤礦生產(chǎn)過程中的提升、運輸、通風(fēng)、排水、人員安全進(jìn)出、材料設(shè)備上下井、風(fēng)、排水、人員安全進(jìn)出、材料設(shè)備上下井、矸石出運、供電、供氣、供水等巷道線路及其矸石出運、供電、供氣、供水等巷道線路及其設(shè)施，是礦