井田開拓的基本問題分析

河南理工大學(xué)

《采煤概論》精品課程

第二篇井田開拓

第3章井田開拓的基本問題2/6/20231河南理工大學(xué)采煤概論本章主要內(nèi)容第三章井田開拓的基本問題第一節(jié)煤田劃分為井田第二節(jié)礦井儲(chǔ)、年產(chǎn)量和服務(wù)年限第三節(jié)井田再劃分第四節(jié)井田內(nèi)的開采順序第五節(jié)井田開拓的概念第六節(jié)開拓方式的概念及分類2/6/20232河南理工大學(xué)采煤概論第一節(jié)煤田劃分為井田

1.煤田在地質(zhì)歷史發(fā)展的過程中，含碳物質(zhì)沉積形成的基本連續(xù)的大面積含煤地帶稱為煤田。2.礦區(qū)和礦區(qū)開發(fā)開發(fā)煤田形成的社會(huì)區(qū)域，成為礦區(qū)。礦區(qū)根據(jù)儲(chǔ)量、賦存條件、煤炭市場(chǎng)需求量和投資環(huán)境等情況，確定礦區(qū)規(guī)模、劃分井田，規(guī)劃井田開采方式，規(guī)劃礦井或露天礦建順序，確定礦區(qū)附屬企業(yè)的類別、數(shù)目和生產(chǎn)規(guī)模，建設(shè)過程等，總稱為礦區(qū)開發(fā)。3.井田在礦區(qū)內(nèi)，劃歸給一個(gè)礦井開采的那一部分煤田。一般情況下：煤田－（礦區(qū)）－井田（礦井）2/6/20233河南理工大學(xué)采煤概論第一節(jié)煤田劃分為井田一、劃分的原則井田范圍、儲(chǔ)量、煤層賦存及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)保證井田有合理的尺寸充分利用自然等條件劃分井田合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井之間的關(guān)系2/6/20234河南理工大學(xué)采煤概論第一節(jié)煤田劃分為井田二、井田境界的劃分方法（一）垂直劃分：相鄰礦井以某一垂直面為界，沿境界線各留井田邊界煤柱，稱為垂直劃分。

（二）水平劃分：以一定標(biāo)高的水平面為界，即以一定標(biāo)高的煤層底板等高線為界，并沿該煤層底板等高線留置邊界煤柱。（三）按煤組劃分（四）以自然邊界（如斷層等）劃分2/6/20235河南理工大學(xué)采煤概論第一節(jié)煤田劃分為井田井田邊界劃分方法1－垂直劃分；2－水平劃分；3－以斷層為界2/6/20236河南理工大學(xué)采煤概論第二節(jié)礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限一、礦井生產(chǎn)能力

礦井生產(chǎn)能力（萬t/a）即：礦井在單位時(shí)間（年）內(nèi)采出的煤炭的數(shù)量。礦井核定生產(chǎn)能力：礦井經(jīng)過技術(shù)改造，核定后的生產(chǎn)能力，萬t/a。井型：根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力不同，我國將礦井分為大、中、小三種類型，稱井型。

2/6/20237河南理工大學(xué)采煤概論第二節(jié)礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限井型劃分如下：井型生產(chǎn)能力（萬t/a）大型礦井：120、150、180、240、300、400、500及500以上（其中300萬t/a及其以上又稱特大型礦井）中型礦井：45、60、90。小型礦井：9、15、21、30。2/6/20238河南理工大學(xué)采煤概論第二節(jié)礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限二、礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限是指按礦井可采儲(chǔ)量、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，并考慮儲(chǔ)量備用系數(shù)計(jì)算出的礦井開采年限。三、礦井生產(chǎn)能力、服務(wù)年限與儲(chǔ)量的關(guān)系T=ZK/AKZk－礦井可采儲(chǔ)量，萬噸；T－礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限，a；A－礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬噸/a；K—儲(chǔ)量備用系數(shù)，1.3～1.5。儲(chǔ)量備用系數(shù)是為保證礦井有可靠服務(wù)年限而在計(jì)算時(shí)對(duì)儲(chǔ)量采用的富裕系數(shù)。為什么要考慮儲(chǔ)量備用系數(shù)2/6/20239河南理工大學(xué)采煤概論第二節(jié)礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限我國各類井型的礦井和水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限井型礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（t/a）礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限開采0～25°煤層的礦井開采25°～45°煤層的礦井開采45°～90°煤層的礦井特大300及以上7030～40——大120、150、180、2406020～3020～3015～20中45、60、905015～2015～2012～15小9、15、21、30各省自定2/6/202310河南理工大學(xué)采煤概論第三節(jié)井田再劃分一、井田劃分階段1．階段劃分及特征（1）階段概念：在井田范圍內(nèi)，沿煤層傾斜方向，按一定標(biāo)高把煤層劃分為若干個(gè)平行于走向的長(zhǎng)條部分，每個(gè)長(zhǎng)條部分具有獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)，稱之為一個(gè)階段。（2）開采水平：布置有井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸大巷，并擔(dān)負(fù)該水平開采范圍內(nèi)的主要運(yùn)輸和提升任務(wù)的水平。一個(gè)開采水平可只為一個(gè)階段服務(wù)，也可以為該水平上下兩個(gè)階段服務(wù)。補(bǔ)充：階段垂高與水平高度之間的關(guān)系2/6/202311河南理工大學(xué)采煤概論第三節(jié)井田再劃分井田劃分階段2/6/202312河南理工大學(xué)采煤概論第三節(jié)井田再劃分二、井田劃分為盤區(qū)當(dāng)井田內(nèi)煤層傾角很小，接近水平時(shí)，由于煤層沿傾斜方向高差很小，沒有必要再按標(biāo)高劃分階段。這時(shí)，可沿煤層主要延展方向布置主要大巷，將井田分為兩翼，然后以大巷為軸將兩翼分成若干適宜開采的塊段，每個(gè)塊段叫一個(gè)盤區(qū)。每個(gè)盤區(qū)通過盤區(qū)石門與主要大巷相連構(gòu)成相對(duì)獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)，見圖3—6。圖3—6井田劃分盤區(qū)1—主斜井；2—副斜井；3—主要石門；4—主要運(yùn)輸巷；5、6--盤區(qū)運(yùn)輸平巷；7—盤區(qū)邊界；8—井田邊界2/6/202313河南理工大學(xué)采煤概論第三節(jié)井田再劃分三、井田分區(qū)域劃分隨著開采技術(shù)的發(fā)展和煤層埋深的增加，礦井開采強(qiáng)度越來越大，出現(xiàn)了許多特大型、巨大型礦井。國外已出現(xiàn)了年產(chǎn)量超過千萬t的礦井。這些礦井井田范圍廣闊，可達(dá)上百平方公里，煤層沿走向長(zhǎng)可達(dá)數(shù)十公里。這就勢(shì)必造成井下運(yùn)輸距離、通風(fēng)線路、管線敷設(shè)過長(zhǎng)，給生產(chǎn)和管理帶來困難。為此，有的礦井采用了分區(qū)域開采的辦法，就是將整個(gè)井田劃分成若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域相當(dāng)于一個(gè)小井田，進(jìn)一步劃分成階段、盤區(qū)等。每個(gè)區(qū)域開鑿輔助提升井和風(fēng)井為本區(qū)域服務(wù)。在井田中央開鑿集中提升井為整個(gè)井田服務(wù)，如圖3—7所示。圖3—7分區(qū)域建井的井田劃分示意圖1—主斜井；2—副斜井；3—分區(qū)界線；4—階段界線2/6/202314河南理工大學(xué)采煤概論第三節(jié)井田再劃分四、階段內(nèi)再劃分1．分區(qū)式2．分帶式布置3．分段式4．整階段布置圖3—8階段內(nèi)分區(qū)布置H—階段垂高；h—階段斜長(zhǎng)2/6/202315河南理工大學(xué)采煤概論第四節(jié)井田內(nèi)開采順序一、煤層沿傾斜的開采順序

1、下行開采2、上行開采說明：一般地，不論是整個(gè)井田，還是階段內(nèi)、采空區(qū)內(nèi)，對(duì)同一煤層，都應(yīng)首先考慮使用下行開采順序。二、煤層沿走向的開采順序1、前進(jìn)式2、后退式2/6/202316河南理工大學(xué)采煤概論第四節(jié)井田內(nèi)開采順序三、連續(xù)式開采的概念采用分段和整階段布置時(shí)，工作面都是在階段走向方向不停頓地連續(xù)推進(jìn)，稱為連續(xù)式開采。連續(xù)式開采具有開采的準(zhǔn)備工作量少，工作面可以連續(xù)推進(jìn)較長(zhǎng)的距離，搬家次數(shù)少等特點(diǎn)，對(duì)裝備復(fù)雜的機(jī)械化工作面，其優(yōu)點(diǎn)更為突出。但是，由于工作面連續(xù)推進(jìn)，要求井田內(nèi)沒有或很少有地質(zhì)變動(dòng)，尤其是沒有傾向斷層，才能取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。一般適用于煤層埋藏穩(wěn)定，井田內(nèi)無大的傾向斷層的礦井，或走向較短的小型礦井。2/6/202317河南理工大學(xué)采煤概論第五節(jié)巷道分類為了進(jìn)行礦井開采，在地下開掘的井筒、巷道和硐室的總稱。按空間位置和形狀可分為：1.

垂直巷道－立井、暗立井、溜井2．傾斜巷道－斜井、暗斜井、上山、下山3．水平巷道－平硐、石門、煤門、平巷礦井巷道按其在生產(chǎn)中的重要性還可以作以下分類：開拓巷道為全礦井、一個(gè)開采水平或階段服務(wù)的巷道，如井筒、井底車場(chǎng)、階段（或水平）運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷等。準(zhǔn)備巷道為整個(gè)采區(qū)服務(wù)的巷道，如采區(qū)上（下）山、采區(qū)上下車場(chǎng)、采區(qū)石門等?；夭上锏罏楣ぷ髅娌擅褐苯臃?wù)的巷道，如區(qū)段上、下平巷和開切眼等。2/6/202318河南理工大學(xué)采煤概論第五節(jié)巷道分類1－立井，2－斜井，3－平硐，4－暗立井，5－溜井，6－石門9－上山，10－下山，11－風(fēng)井，12－巖石平巷，13－煤層平巷2/6/202319河南理工大學(xué)采煤概論第六節(jié)開拓方式的概念及分類開拓方式：在一定的井田地質(zhì)、開采技術(shù)條件下，礦井開拓巷道可有多種布置方式。開拓巷道的布置方式通稱為開拓方式。一、井田開拓方式分類井田開拓方式種類很多，一般可按下列特征分類。：（一）按井筒（硐）形式按井筒（硐）形式可分為立井開拓、斜井開拓、平硐開拓、綜合開拓。（二）按開采水平數(shù)目按開采水平數(shù)目可分為：?jiǎn)嗡介_拓（井田內(nèi)只設(shè)1個(gè)開采水平）；多水平開拓（井田內(nèi)設(shè)2個(gè)及2個(gè)以上開采水平）。2/6/202320河南理工大學(xué)采煤概論第六節(jié)開拓方式的概念及分類（三）按開采準(zhǔn)備方式按開采準(zhǔn)備方式可分為上山式、上下山式及混合式。（１）上山式開采開采水平只開采上山階段，階段內(nèi)一般采用采區(qū)式準(zhǔn)備。（2）上下山式開采開采水平分別開采上山階段及下山階段，階段內(nèi)采用采區(qū)式準(zhǔn)備或帶區(qū)式準(zhǔn)備；近水平煤層，開采水平分別開采井田上山部分及下山部分，采用盤區(qū)式或帶區(qū)式準(zhǔn)備。(3）上山及上下山混合式開采上述方式的結(jié)合應(yīng)用。（四）按開采水平大巷布置方式（1）分煤層大巷，即在每個(gè)煤層設(shè)大巷；（2）集中大巷，在煤層群集中設(shè)置大巷，通過采區(qū)石門與各煤層聯(lián)系；（3）分組集中大巷，即對(duì)煤層群分組，分組中設(shè)集中大巷。2/6/202321河南理工大學(xué)采煤概論第六節(jié)開拓方式的概念及分類開拓方式分類2/6/202322河南理工大學(xué)采煤概論第六節(jié)開拓方式的概念及分類立井開拓方式(a)立井單水平上下山式；(b)立井多水平上下山式；(c)立井多水平上山式；(d)立井多水平上山及上下山式混合式1—主井；2—副井；3—井底車場(chǎng)；4—主要石門；5—開采水平運(yùn)輸大巷2/6/202323河南理工大學(xué)采煤概論第六節(jié)開拓方式的概念及分類二、確定井田開拓方式的原則

（1）貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤、高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。在保證生產(chǎn)可靠和安全的條件下減少開拓工程量；尤其是初期建設(shè)工程量，節(jié)約基建投資，加快礦井建設(shè)。（2）合理集中開拓部署，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。(3）合理開發(fā)國家資源，減少煤炭損失。(4）必須貫徹執(zhí)行煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定。要建立完善的通風(fēng)、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道保持良好狀態(tài)。（5）要適應(yīng)當(dāng)前國家的技術(shù)水平和設(shè)備供應(yīng)情況，并為采用新技術(shù)、新工藝、發(fā)展采煤機(jī)械化、綜合機(jī)械化、自動(dòng)化創(chuàng)造條件。（6）根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同煤質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其他有益礦物的綜合開采。2/6/202324河南理工大學(xué)采煤概論思考題1．什么叫井田開拓？