煤礦開采學(xué)緒論、第一章：煤礦開采基本概念

煤礦開采學(xué)

主編：徐永忻

.緒論煤炭的地位新中國(guó)成立近60年來，煤炭在我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重一直占70%左右。2008年國(guó)內(nèi)煤炭消費(fèi)27.4億t左右，占國(guó)內(nèi)能源消費(fèi)量的70%。截至2006年底，我國(guó)已探明的煤炭?jī)?chǔ)量約為1145億t，煤炭?jī)?chǔ)量居世界第三位，我國(guó)煤層賦存條件多種多樣，開采條件各具不同。我國(guó)開采利用煤炭已有幾千年的歷史，是世界上開采和利用煤炭最早的國(guó)家之一。

.特別是改革開放30年來，煤炭工業(yè)發(fā)展取得了更為顯著的成果，截至2008年9月，全國(guó)120萬噸以上的生產(chǎn)礦井315座，產(chǎn)量8.64億噸，其中超千萬噸的大型現(xiàn)代化礦井15座；到2010年，采煤機(jī)械化水平達(dá)到80%以上，新建和改擴(kuò)建一批大中型高產(chǎn)高效安全現(xiàn)代化礦井，全國(guó)建成十三個(gè)大型煤炭生產(chǎn)基地，大型礦井全部達(dá)到“雙高”（即高產(chǎn)高效礦井）水平，中型礦井80%達(dá)到“雙高”標(biāo)準(zhǔn)。.采煤方法變遷我國(guó)煤層賦存條件多種多樣，決定了我國(guó)采煤方法必然是多樣化的。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前的采煤方法有50多種，是世界上采煤方法最多的國(guó)家之一。新中國(guó)成立初期，絕大多數(shù)煤礦設(shè)備設(shè)施極其簡(jiǎn)陋，采煤方法多采用無支護(hù)的穿硐式和高落式。

.在三年經(jīng)濟(jì)恢復(fù)時(shí)期（1949～1952年）推行以壁式體系為主的采煤方法。1952年，國(guó)有煤礦采用了以長(zhǎng)壁式為主的正規(guī)采煤方法，其煤炭產(chǎn)量比重已由1949年的12.51%迅速增長(zhǎng)到72.4%。第一個(gè)五年計(jì)劃期間（1953～1957年），繼續(xù)開展采煤方法改革，1953年，全國(guó)采煤機(jī)械化程度達(dá)到12.75%，以長(zhǎng)壁式為主的正規(guī)采煤方法所占的產(chǎn)量比重已經(jīng)達(dá)到92.27%，并創(chuàng)造性地發(fā)展了一批適合我國(guó)國(guó)情的采煤方法。.1964年，我國(guó)首次在雞西礦務(wù)局小恒山煤礦成功地使用了淺截深采煤機(jī)。1974年開始采用綜合機(jī)械化采煤技術(shù)。在“五五”計(jì)劃期間（1976～1980年），在大力推廣走向長(zhǎng)壁采煤法機(jī)械化采煤的同時(shí)，因地制宜地積極推廣傾斜長(zhǎng)壁采煤法、柔性掩護(hù)支架采煤法、對(duì)拉工作面采煤法、無煤柱護(hù)巷采煤法和水力采煤法等。20世紀(jì)80年代以來，3.5～5.5m厚煤層大采高一次采全厚采煤法，5m以上厚煤層綜合機(jī)械化放頂煤采煤法等進(jìn)一步得到改進(jìn)和完善，趨于成熟。.課程的結(jié)構(gòu)煤礦開采學(xué)是學(xué)習(xí)和掌握煤礦開采技術(shù)的綜合性技術(shù)課程。其基本內(nèi)容是：理論結(jié)合實(shí)際地闡述不同煤層賦存條件下的井田開拓部署、采區(qū)巷道方案設(shè)計(jì)、采煤工藝設(shè)計(jì)、采區(qū)單項(xiàng)工程施工設(shè)計(jì)和采煤工作面生產(chǎn)技術(shù)管理等實(shí)踐能力和專業(yè)理論知識(shí)。.井田開拓是整個(gè)礦井開采的全局性部署，是建立礦井安全生產(chǎn)所必需的生產(chǎn)系統(tǒng)的前提和保障。采區(qū)巷道方案設(shè)計(jì)是礦井開采設(shè)計(jì)的重要組成部分。采煤工藝設(shè)計(jì)是煤礦生產(chǎn)的核心技術(shù)。采煤工作面生產(chǎn)技術(shù)管理是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效安全生產(chǎn)礦井的關(guān)鍵。采區(qū)單項(xiàng)工程施工設(shè)計(jì)是井下巷道、硐室及軌道線路設(shè)計(jì)和組織施工的基礎(chǔ)，。.煤礦開采的基本概念第一章.第一節(jié)煤田開發(fā)的概念一、

煤田、礦區(qū)和井田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。.

銅川礦區(qū)的井田劃分.二、礦井生產(chǎn)能力和井型礦井生產(chǎn)能力亦稱井型，是指礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，以萬t/a表示。核定后的礦井生產(chǎn)能力，稱為礦井核定生產(chǎn)能力。礦井年產(chǎn)量是礦井每年生產(chǎn)出來的煤炭數(shù)量以萬t/a表示。大型礦井：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以上的礦井，其中3.0Mt/a及其以上的礦井又稱為特大型礦井；中型礦井：45萬t/a、60萬t/a、90萬t/a的礦井；小型礦井：9萬t/a、15萬t/a、21萬t/a、30萬t/a礦井。.

第二節(jié)礦山井巷名稱和井田內(nèi)劃分一、礦山井巷為了進(jìn)行礦井開采，在地下開掘的井筒、巷道和硐室的總稱。（一）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.

礦井巷道示意圖9－上山，10－下山，11－風(fēng)井，12－巖石平巷，13－煤層平巷1－立井，2－斜井，3－平硐，4－暗立井，5－溜井，6－石門.（二）按服務(wù)范圍及其用途可分為：

1.開拓巷道：為全礦井或一個(gè)開采水平服務(wù)的巷道。

2.準(zhǔn)備巷道：為采區(qū)、一個(gè)以上區(qū)段、分段服務(wù)的運(yùn)輸、通風(fēng)巷道。

3.回采巷道：形成采煤工作面及為其服務(wù)的巷道。

.二、井田內(nèi)劃分（一）、井田劃分為階段和水平

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。通常將設(shè)有井底車場(chǎng)、階段運(yùn)輸大巷并且擔(dān)負(fù)全階段運(yùn)輸任務(wù)的水平，稱“開采水平”簡(jiǎn)稱“水平”。階段與水平聯(lián)系和區(qū)別：

階段——井田一部分，強(qiáng)調(diào)開采范圍和儲(chǔ)量水平——強(qiáng)調(diào)巷道布置

二者聯(lián)系是用水平上的巷道開采階段內(nèi)的煤炭資源..（二）、階段內(nèi)再劃分1、采區(qū)式劃分在階段范圍內(nèi)，沿走向把階段劃分為若干個(gè)具有獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的塊段，每一塊段稱為‘采區(qū)’。如下圖，井田沿傾向劃分為3個(gè)階段，每個(gè)階段又沿走向劃分為4個(gè)采區(qū)。在采區(qū)范圍內(nèi)，沿煤層傾斜方向?qū)⒉蓞^(qū)劃分為若干個(gè)長(zhǎng)條部分，每一塊長(zhǎng)條部分稱為‘區(qū)段’。.階段劃分為采區(qū).采區(qū)劃分為區(qū)段.2、分段式劃分

在階段范圍內(nèi)沿傾斜方向?qū)⒚簩觿澐譃槿舾善叫杏谧呦虻拈L(zhǎng)條帶，每個(gè)長(zhǎng)條帶稱為分段，每個(gè)分段沿傾斜布置一個(gè)采煤工作面。

.3、帶區(qū)式劃分

在階段內(nèi)沿煤層走向劃分為若干個(gè)具有獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的帶區(qū)，帶區(qū)內(nèi)又劃分成為若干個(gè)傾斜分帶，每個(gè)分帶布置一個(gè)采煤工作面。分帶內(nèi)采煤工作面沿煤層傾斜推進(jìn)。.（三）井田直接劃分為盤區(qū)或帶區(qū)近水平煤層，井田沿傾斜方向高差很小。通常沿煤層延展方向布置大巷，在大巷兩側(cè)劃分為具有獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的塊段，這樣的塊段稱為盤區(qū)或帶區(qū)。盤區(qū)內(nèi)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)與采區(qū)基本相同；帶區(qū)則與階段內(nèi)帶區(qū)布置基本相同。采區(qū)、盤區(qū)、帶區(qū)的開采順序一般采用前進(jìn)式，先開采井田中央井筒附近的采區(qū)或盤區(qū)、帶區(qū)，以有利于減少初期工程量及初期投資，使礦井盡快投產(chǎn)。.第三節(jié)礦井生產(chǎn)的基本概念一、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)過程中的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、人員安全進(jìn)出、材料設(shè)備運(yùn)送及上下井、矸石出運(yùn)、供電、供氣、供水等巷道線路及其設(shè)施，是礦井安全生產(chǎn)的前提和保證。.井下生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖.井下生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖注釋1－主井；2－副井，3－井底車場(chǎng)；4－主要運(yùn)輸石門；5－階段運(yùn)輸大巷；6－回風(fēng)井；7－回風(fēng)石門；8－回風(fēng)大巷；9－采區(qū)運(yùn)輸石門；10－采區(qū)下部車場(chǎng)底板繞道；11－采區(qū)下部車場(chǎng)；12－采區(qū)煤倉(cāng)；13－行人進(jìn)風(fēng)巷；14－運(yùn)輸上山；15－軌道上山；16－上山絞車房；17－采區(qū)回風(fēng)石門；18－采區(qū)上部車場(chǎng)；19－采區(qū)中部車場(chǎng)；20－區(qū)段運(yùn)輸平巷；21－下區(qū)段回風(fēng)平巷；22－聯(lián)絡(luò)巷；23－區(qū)段回風(fēng)平巷；24－開切眼；25－采煤工作面.1、運(yùn)煤系統(tǒng)：25－20－14－12－10－5－4－3－12、通風(fēng)系統(tǒng)：新鮮風(fēng)流從地面－12－3－4－5－11－15－19－20－25；污風(fēng)－23－17－8－7－6－排入大氣。3、運(yùn)料排矸系統(tǒng)：2－3－4－5－9－11－15－23－254、排水系統(tǒng)：采掘工作面涌水，由區(qū)段運(yùn)輸平巷、采區(qū)上山排到采區(qū)下部車場(chǎng)，經(jīng)水平運(yùn)輸大巷、主要運(yùn)輸石門等巷道的排水溝，自流到井底車場(chǎng)水倉(cāng)，由中央水泵房排到地面。5、動(dòng)力供應(yīng)系統(tǒng)：包括井下電力供應(yīng)系統(tǒng)和壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)。井下生產(chǎn)系統(tǒng)（見井下生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖.地面生產(chǎn)系統(tǒng)

1.

地面生產(chǎn)系統(tǒng)類型（1）無加工設(shè)備的地面生產(chǎn)系統(tǒng)（2）設(shè)有選矸設(shè)備的地面生產(chǎn)系統(tǒng)（3）設(shè)有篩分廠的地面生產(chǎn)系統(tǒng)（4）設(shè)有洗選廠的地面生產(chǎn)系統(tǒng)

2.

地面排矸系統(tǒng)3.