煤矿开采基本概念

1、2022-5-9煤矿开采学煤矿开采学 1.煤矿开采的基本概念煤矿开采的基本概念主讲：刘建庄主讲：刘建庄单位：河北理工大学单位：河北理工大学日期：日期：2010.072022-5-91.煤矿开采的基本概念煤矿开采的基本概念1.1 1.1 煤田开发的概念煤田开发的概念一、煤田和矿区一、煤田和矿区煤田煤田（coal fieldcoal field） 在地质历史发展过程中，在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带。由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带。矿区矿区（mining areamining area） 开发煤田形成的社会开发煤田形成的社会组合。组合。一般一个矿区开发一个煤田，矿务局

2、，矿业集团一般一个矿区开发一个煤田，矿务局，矿业集团2022-5-9淮南煤田分布图淮南煤田分布图2022-5-9矿区煤田构成分类矿区煤田构成分类1.1.单一煤田矿区，例：平顶山煤田、抚顺煤田、徐单一煤田矿区，例：平顶山煤田、抚顺煤田、徐州煤田等。州煤田等。2.2.两个煤田矿区，例：北票、扎两个煤田矿区，例：北票、扎賚賚诺尔等矿区。诺尔等矿区。3.3.多个煤田矿区，例：六盘水矿区。多个煤田矿区，例：六盘水矿区。4.4.部分煤田矿区，例：南桐矿区、松藻矿区、铜川部分煤田矿区，例：南桐矿区、松藻矿区、铜川矿区、韩城矿区等矿区、韩城矿区等2022-5-9n井田井田划归一个矿井开采的一部分煤田。划归一个

3、矿井开采的一部分煤田。n井田范围大小、矿井生产能力、服务年限总体井田范围大小、矿井生产能力、服务年限总体设计中应合理处置。设计中应合理处置。井田范围：走向长度井田范围：走向长度 + 倾向水平投影（宽度）倾向水平投影（宽度）n井田走向长度井田走向长度小型矿井小型矿井 1500中型矿井中型矿井 4000大型矿井大型矿井 7000二、井田（二、井田（Underground mine field）2022-5-9三、矿井生产能力和井型三、矿井生产能力和井型n矿井生产能力矿井生产能力 矿井设计生产能力，万矿井设计生产能力，万t /a（Mt/a），），设计中规定矿井在单位时间（年或日）内采出的煤炭设计中规

4、定矿井在单位时间（年或日）内采出的煤炭和其它矿产品的数量。和其它矿产品的数量。 。n矿井核定生产能力矿井核定生产能力 矿井经过技术改造，核定后的矿井经过技术改造，核定后的生产能力，万生产能力，万t /a。n井型井型 根据矿井设计生产能力不同，我国将矿井分根据矿井设计生产能力不同，我国将矿井分为大、中、小三种类型，称井型。为大、中、小三种类型，称井型。n矿井年产量矿井年产量 矿井实际生产的煤炭数量，万矿井实际生产的煤炭数量，万t/a。矿。矿井年产量与生产能力有时井年产量与生产能力有时同义同义，有时不，有时不同义。同义。2022-5-9设计生产能力和核定生产能力设计生产能力和核定生产能力n补充：根

5、据国家发展和改革委员会补充：根据国家发展和改革委员会煤矿生产能力管煤矿生产能力管理办法理办法、煤矿生产能力核定标准煤矿生产能力核定标准的规定：煤矿的规定：煤矿生产能力分为设计生产能力和核定生产能力。生产能力分为设计生产能力和核定生产能力。n（1 1）煤矿生产能力是指在一定时期内煤矿各生产系）煤矿生产能力是指在一定时期内煤矿各生产系统所具备的煤炭综合生产能力，以万吨统所具备的煤炭综合生产能力，以万吨/ /年为计量单年为计量单位。位。n（2 2）设计生产能力是指由依法批准的煤矿设计所确）设计生产能力是指由依法批准的煤矿设计所确定、施工单位据以建设竣工，并经验收合格，最终由定、施工单位据以建设竣工，

6、并经验收合格，最终由煤炭生产许可证颁发管理机关审查确认，在煤炭生产煤炭生产许可证颁发管理机关审查确认，在煤炭生产许可证上予以登记的生产能力。许可证上予以登记的生产能力。2022-5-9井型划分井型划分 井型井型 生产能力生产能力（万（万t / a）n大型矿井大型矿井： 120、150 、180 、240 、300、400、 500及及500以上，其中以上，其中300万万t/a及其以上称特大型及其以上称特大型矿井矿井n中型矿井中型矿井：45、60、90 n小型矿井小型矿井：9、15 、21、30小贴士：小贴士：新形势新形势下井型划分标准有下井型划分标准有点偏小点偏小2022-5-9矿井可采储量和

7、服务年限矿井可采储量和服务年限n矿井可采储量矿井可采储量 生产能力生产能力 服务年限服务年限可采储量愈多，生产能力和服务年限愈大；可可采储量愈多，生产能力和服务年限愈大；可采储量一定，应有合理的生产能力和服务年限采储量一定，应有合理的生产能力和服务年限国外大型矿井的服务年限：国外大型矿井的服务年限：40-50a国内一般不小于国内一般不小于60an国内外矿井的生产能力有增大和服务年限有缩小国内外矿井的生产能力有增大和服务年限有缩小的趋势的趋势2022-5-9四、露天开采与地下开采的概念四、露天开采与地下开采的概念n露天开采露天开采：从敞露的地表直接采出有用矿物的方：从敞露的地表直接采出有用矿物的

8、方法。法。n井工开采井工开采需要开凿一系列的井巷进入地下煤层，需要开凿一系列的井巷进入地下煤层，才能进行采煤，工作空间受限，采掘地点不断移才能进行采煤，工作空间受限，采掘地点不断移动和交替，受五大自然灾害威胁，较之露采大为动和交替，受五大自然灾害威胁，较之露采大为复杂。复杂。n剥采比：剥采比：每采一吨煤需要剥离多少立方米的岩石每采一吨煤需要剥离多少立方米的岩石量。量。n最大经济合理剥采比最大经济合理剥采比：按该剥采比开采的煤炭成：按该剥采比开采的煤炭成本不大于用地下开采的煤炭成本。本不大于用地下开采的煤炭成本。一般褐煤一般褐煤6m3/t；烟煤；烟煤8m8m3 3/t/t。2022-5-91.2

9、 矿山井巷名称及井田内划分矿山井巷名称及井田内划分一、矿山井巷名称一、矿山井巷名称n概念：概念：矿山井巷矿山井巷 为进行采矿，在地下开掘的为进行采矿，在地下开掘的井筒、巷道和硐室的总称。井筒、巷道和硐室的总称。n长轴线与水平面关系（倾角）分类：长轴线与水平面关系（倾角）分类： 直立巷道直立巷道倾斜巷道倾斜巷道水平巷道水平巷道2022-5-9（1）垂直巷道）垂直巷道n立井立井有直接通达地面出口的垂直巷道，如主立有直接通达地面出口的垂直巷道，如主立井，副立井。井，副立井。n暗立井暗立井没有直接通达地面出口的立井，装有提没有直接通达地面出口的立井，装有提升设备。升设备。n溜井溜井担负自上而下溜放煤炭

10、或矸石任务的暗井。担负自上而下溜放煤炭或矸石任务的暗井。n溜煤眼溜煤眼位于采区内部、高度不大、直径较小的位于采区内部、高度不大、直径较小的溜井。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称为平硐。有出口直接通到地表的水平巷道称为平硐。 n石门石门和煤层走向正交或斜交的水平岩石巷道。和煤层走向正交或斜交的水平岩石巷道。n煤门煤门开掘在煤层中并与煤层走向垂直或斜交的开掘在煤层中并与煤层走向垂直或斜交的水平巷道。水平巷道。n平巷与大巷平巷与大巷没有出口直接通达地表，沿煤层走没有出口直接通达地表，沿煤层走向开掘的水平巷道。向开掘的水平巷道。阶段运输大巷和回

11、风大巷阶段运输大巷和回风大巷煤层大巷和岩石大巷煤层大巷和岩石大巷区段运输平巷和回风平巷区段运输平巷和回风平巷2022-5-9（3）倾斜巷道）倾斜巷道n斜井斜井有直接出口通达地面的倾斜巷道。有直接出口通达地面的倾斜巷道。n暗斜井暗斜井没有直接通达地面的出口、用作相邻的没有直接通达地面的出口、用作相邻的上下水平联系的斜巷。上下水平联系的斜巷。n上山上山无直接出口通往地面，位于开采水平以上，无直接出口通往地面，位于开采水平以上，为本水平或采区服务的斜巷。为本水平或采区服务的斜巷。n下山下山位于开采水平以下，为本水平或采区服务位于开采水平以下，为本水平或采区服务的倾斜巷道。的倾斜巷道。 上下山采区上下

12、山采区2022-5-9倾斜巷道倾斜巷道n斜巷斜巷不直通地面且长度较短的倾斜巷道，行人、不直通地面且长度较短的倾斜巷道，行人、通风、运料斜巷；通风、运料斜巷；n硐室硐室空间三个轴线长度相差不大且又不直通地空间三个轴线长度相差不大且又不直通地面的地下巷道，如绞车房、变电所、煤仓等。面的地下巷道，如绞车房、变电所、煤仓等。2022-5-9图图1-3 矿山井巷矿山井巷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石石门门,7-,7-煤层平巷，煤层平巷，8-8-煤仓，煤仓，9 9上山，上山，1010下山，下山，1111风井，风井，1212岩石平巷，岩

13、石平巷，1313煤层平巷煤层平巷2022-5-9二、井田内的划分二、井田内的划分（一）井田划分为阶段（一）井田划分为阶段n阶段划分方法阶段划分方法 沿一定标高划分的一部分井田沿一定标高划分的一部分井田 n阶段：阶段：在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高将煤层划分为若干平行于走向的并等于井田标高将煤层划分为若干平行于走向的并等于井田走向全长的长条形，每一个长条形叫一个阶段。走向全长的长条形，每一个长条形叫一个阶段。2022-5-9井田划分为阶段井田划分为阶段阶段的走向长等于井田的走向长阶段的走向长等于井田的走向长阶段下部布置运输大巷阶段下部布置运输大巷,

14、,阶段上部布置回风大巷阶段上部布置回风大巷2022-5-9图图1-4 井田划分为阶段井田划分为阶段2332CAC1Cqq1q32JJC1J42022-5-9水平（水平（level ）水平（水平（level ） 常指某一标高的水平面。常指某一标高的水平面。表示：标高、开采顺序及用途表示：标高、开采顺序及用途（1）+150、 0、-150、-300水平等水平等（2）矿井生产中，表示开采顺序，又称第一水平、）矿井生产中，表示开采顺序，又称第一水平、第二水平第二水平（3）矿井生产中，常把运输大巷所在的水平称运输）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。水平；回风大巷

15、所在的水平称回风水平。2022-5-9开采水平（开采水平（ mining level）n开采水平（简称水平）开采水平（简称水平）布置有井底车场、阶段布置有井底车场、阶段运输大巷，并担负全阶段运输任务的水平。运输大巷，并担负全阶段运输任务的水平。n广义的水平广义的水平 布置大巷的某一标高的水平面既包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括一个水平，又包括所服务的阶段n上上-回风水平，下回风水平，下-运输水平运输水平2022-5-9（二）阶段内的再划分（二）阶段内的再划分1.采区式划分采区式划分n在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干个具有在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干个

16、具有独立生产系统的块段，称为采区。采区倾向长度独立生产系统的块段，称为采区。采区倾向长度与阶段斜长相等。采区走向长度一般由与阶段斜长相等。采区走向长度一般由500m到到2000m。采区斜长一般为。采区斜长一般为6001000m。n在采区范围内，沿煤层倾向将采区划分为若干区在采区范围内，沿煤层倾向将采区划分为若干区段，称为区段。段，称为区段。 阶段阶段 阶段阶段 阶段阶段2区段区段3区段区段 阶段阶段 阶段阶段 阶段阶段2022-5-9采区采区走向长壁工作面，工作面沿倾斜布置，沿走向推进走向长壁工作面，工作面沿倾斜布置，沿走向推进26 A534C112022-5-92 .分段式划分分段式划分 n

17、在阶段范围内不划分采区，而是沿倾向将煤层在阶段范围内不划分采区，而是沿倾向将煤层划分为若干平行于走向的长条带，每个长条带划分为若干平行于走向的长条带，每个长条带称为分段，每个分段沿斜长布置一个采煤工作称为分段，每个分段沿斜长布置一个采煤工作面。面。n分段式划分仅适用于地质构造条件简单、走向分段式划分仅适用于地质构造条件简单、走向长度较小的井田，在我国很少采用。长度较小的井田，在我国很少采用。J 1J 2J 3D 1D 2D 3分 段 式 划 分J 1J 2J 3C 1C 2C 3Q 1Q 2Q 3采 区 式 划 分2022-5-93.带区式划分带区式划分n阶段划分为带区，带区划分为分带阶段划分

18、为带区，带区划分为分带n分带分带沿煤层走向把阶段划分为若干长条，每一个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。长条叫一个分带。n由若干分带组成，并具有独立生产系统的区域叫带由若干分带组成，并具有独立生产系统的区域叫带区区n在煤层倾角较小（在煤层倾角较小（12）的条件下，带区式的应）的条件下，带区式的应用正在扩大。用正在扩大。 J12J3J1倾斜向长壁工倾斜向长壁工作面，工作面作面，工作面沿走向布置，沿走向布置，沿倾向推进沿倾向推进2022-5-9带区式划分带区式划分J1 阶段阶段J2 阶段阶段J3 阶段阶段J3 阶段阶段J2 阶段阶段J1 阶段阶段2022-5-9（三）井田直接划

19、分为划分为盘区或带区（三）井田直接划分为划分为盘区或带区n近水平煤层沿倾斜高差较小的条件下，近水平煤层沿倾斜高差较小的条件下，通常，沿煤通常，沿煤层延展方向布置大巷，在大巷两侧划分成为具层延展方向布置大巷，在大巷两侧划分成为具有独立生产系统的盘区或带区。有独立生产系统的盘区或带区。 P1PP324Ppanel2022-5-9（四）井田划分为开采区域（四）井田划分为开采区域 (补充补充)n特大型矿井，井田面积很大，往往首先将井田划特大型矿井，井田面积很大，往往首先将井田划分为开采区域。在开采区域内，再划分为阶段或分为开采区域。在开采区域内，再划分为阶段或盘区。这种方式适用于井田范围大、储量丰富的

20、盘区。这种方式适用于井田范围大、储量丰富的特大型矿井。特大型矿井。 2022-5-9（五）开采顺序（五）开采顺序n井田开采顺序：沿煤层走向与倾斜的开采顺序；井田开采顺序：沿煤层走向与倾斜的开采顺序；煤层群划分成煤组时，煤组间及煤层间的开采顺煤层群划分成煤组时，煤组间及煤层间的开采顺序等。序等。 n沿煤层走向的开采顺序：包括阶段内各采区间的沿煤层走向的开采顺序：包括阶段内各采区间的开采顺序和采区内采煤工作面的推进方向。开采顺序和采区内采煤工作面的推进方向。 n沿煤层倾斜开采顺序：包括阶段间开采顺序和采沿煤层倾斜开采顺序：包括阶段间开采顺序和采区内各区段开采顺序。井田内沿倾斜方向一般采区内各区段开

21、采顺序。井田内沿倾斜方向一般采用下行顺序开采。采区内各区段间的开采顺序有用下行顺序开采。采区内各区段间的开采顺序有两种：下行式和上行式。两种：下行式和上行式。 n煤组及煤层间的开采顺序：一般采用下行开采顺煤组及煤层间的开采顺序：一般采用下行开采顺序。特殊时选择上行。序。特殊时选择上行。 2022-5-91.3 矿井生产的基本概念矿井生产的基本概念一、矿井生产系统一、矿井生产系统n概念：指在煤矿生产过程中的提升、运输、通概念：指在煤矿生产过程中的提升、运输、通风、排水、人员安全进出、材料设备上下井、风、排水、人员安全进出、材料设备上下井、矸石出运、供电、供气、供水等巷道线路及其矸石出运、供电、供气、供水等巷道线路及其设施，是矿