煤矿开采学第一章煤矿开采基本概念

1、煤矿开采学第一章煤矿开采基本概念第1页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/20221第一章 煤矿开采的基本概念 第2页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/20222 煤田：在地质历史发展过程中，同一地质时期形成并由大致连续发育的含煤岩系分布区称为煤田。简单的讲，就是同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。 2.1 煤田开发的概念2 煤矿开采的基本概念 矿区：统一规划和开发的煤田或其一部分，开发煤田形成的社会组合。 煤田范围很大，面积可达数百或数千平方公里，储量从数亿吨到数百、数千亿吨。 大煤田可由几个矿区开发；较小煤田可由一个矿

2、区开发；也可有一个矿区开发数个小煤田（相当小）。一般一个矿区开发一个煤田（矿务局，矿业集团公司）。第3页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/20223三个主要聚煤时期石炭二叠纪侏罗白垩纪第三纪第4页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/20224植物遗体地壳下沉隔绝空气腐烂分解泥炭层生物作用化学作用褐煤压力温度覆盖层加厚高温 高压烟煤无烟煤高温 高压泥炭化阶段煤化阶段煤的形成 第5页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/20225根据地质构造带为界，全国划分为五个聚煤区：2 煤矿开采的基本概念 5.滇藏聚煤区：包括

3、西藏、青海南部、四川和云南西部。煤炭资源量占全国0.1。 4.华南聚煤区：包括贵州、广西、广东、海南、湖南、湖北、重庆、江西、福建、江苏和安徽南部、四川和云南大部。其煤炭资源量占全国5.9。 3.东北聚煤区：包括辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古东部。其煤炭资源量占全国8。 2.西北聚煤区：包括新疆、青海、宁夏、内蒙古西部。其煤炭资源量占全国33。 1.华北聚煤区：包括山西、山东、河北、河南、甘肃、陕西、内蒙古大部、江苏北部、辽宁和吉林南部。资源量占全国量的53。第6页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/20226华北(石炭二叠纪)聚煤区第7页，共30页，2022年，5月2

4、0日，2点52分，星期五9/22/20227 山西自北向南主要分布六大煤田：大同、宁武、河东、西山、沁水、霍西六大煤田。 其中大同、宁武两个煤田，都兼有石炭二叠纪和侏罗纪的煤系，因此它们成为“双纪煤田。 还有几个“煤产地”，浑源煤产地、繁峙煤产地、五台煤产地、垣曲煤产地、平陆煤产地。我省有119个县，其中94个县有煤炭资源，91个县有煤矿。第8页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/20228井田井田（矿田）划归一个矿井开采的一部分煤田或全部煤田。2 煤矿开采的基本概念 井田范围 走向长度 倾向水平投影（宽度）第9页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期

5、五9/22/20229井田划分原则 1、充分利用自然等条件划分井田； 2、井田范围、储量和开采条件要与矿井生产能力相适应； 3、保证井田有合理的尺寸； 4、合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系。2 煤矿开采的基本概念 井田边界划分方法 1垂直划分； 2水平划分； 3以断层为界第10页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/202210 井型 井田走向长度（m）矿井生产能力和井型2 煤矿开采的基本概念 矿井核定生产能力：矿井经过技术改造，核定后的生产能力，万t /a。小型矿井 1500中型矿井 4000大型矿井 7000特大型矿井 10.0-15.0井型 ：根据

6、矿井设计生产能力不同，将矿井划分的类型，称为井型。井型分大、中、小三种。第11页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/202211矿井储量：井田边界范围内，通过地质手段查明的符合国家煤炭储量 计算标准的全部储量。矿井生产能力：又称为矿井年产量，是指矿井在一年内生产煤炭的数 量，单位为万t /a 或Mt /a 。矿井服务年限：矿井从投产到报废的开采年限。 T=ZK/A*K Zk矿井可采储量，Mt； T矿井设计服务年限，a； A矿井设计生产能力， Mt /a； K储量备用系数，1.3-1.5。 储量备用系数是为保证矿井有可靠服务年限而在计算时对储量采用的富裕系数。2 煤矿

7、开采的基本概念 矿井生产能力和服务年限第12页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/202212新建矿井设计服务年限井型矿井设计生产能力（Mt/a）矿井设计服务年限（a）第一开采水平设计服务年限煤层倾角45特大6.0及以上70353.0-5.06030大1.2、1.51.8、2.450252015中0.45、0.6、0.940201512小0.09、0.15、0.21、0.30各省自定第13页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/2022132 煤矿开采的基本概念 2.2 矿山井巷名称和井田内划分2.2.1 矿山井巷名称第14页，共30页，2

8、022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/2022142 煤矿开采的基本概念 矿山井巷：为进行采矿，在地下开掘的井筒、巷道和硐室的总称。垂直巷道 倾斜巷道水平巷道 立 井：有直接通达地面出口的垂直巷道，一般位于井田中部。 暗立井：没有直接通达地面出口的立井，装有提升设备。 溜 井：担负自上而下溜放煤炭或矸石任务的暗井。1、垂直巷道井巷按倾角分类：第15页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/2022152 煤矿开采的基本概念 平硐：有出口直接通到地表的水平巷道称为平硐。 石门：和煤层走向正交或斜交的水平岩石巷道。煤门：开掘在煤层中并与煤层走向垂直或斜交的水平巷

9、道。平巷：没有出口直接通达地表，沿煤层走向开掘的水平巷道。斜 井：有直接出口通达地面的倾斜巷道。暗斜井：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 山：无直接出口通地面，位于开采水平以上，为本水平或采区服务的斜巷。下 山：位于开采水平以下，为本水平或采区服务的倾斜巷道。硐室：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。2、倾斜巷道3、水平巷道第16页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/2022162 煤矿开采的基本概念 2.2.2 井田内划分阶段：在井田范围内，沿着煤层的倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的

10、长条部分，每个长条部分称为一个阶段，具有独立的生产系统。1、井田划分为阶段和水平第17页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/2022172 煤矿开采的基本概念 阶段的走向长度：即为井田走向长度。阶段垂高：阶段上部边界与下部边界的垂直距离，一般为100250m。阶段斜长：阶段的倾斜长度。第18页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/2022182 煤矿开采的基本概念 水平： 常指某一标高的水平面。 表示：标高、开采顺序及用途 1）0、-200、-500水平等 2）矿井生产中，表示开采顺序，又称第一水平、第二水平 3）矿井生产中，常把运输大巷所

11、在的水平称运输水平；回风大巷所在的水平称回风水平。开采水平（简称水平）：布置有主要运输大巷和井底车场、并担负该水平开采范围内的主要运输和提升任务的水平。广义的水平：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。第19页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/2022192 煤矿开采的基本概念 2、阶段内再划分 沿走向把阶段划分为若干个具有独立生产系统的块段。采区倾向长度与阶段斜长相等。（1）采区式划分 采区走向长度一般由500m到2000m。采区斜长一般为6001000m。在采区范围内，沿煤层倾向将采区划分为若干区段。2.2.2 井田内划分第20页，共

12、30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/2022202 煤矿开采的基本概念 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，每个长条带称为分段，每个分段沿斜长布置一个采煤工作面。 （2）分段式划分 与采区式相比，减少了采区上、下山及相关硐室工程量，采煤工作面可以连续推进，减少了工作面搬家次数，生产系统简单。 分段式划分适用于地质构造简单、走向长度较小的井田，我国很少采用。第21页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/2022212 煤矿开采的基本概念 在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独立生产系统的带区，带区内又划分成为若干个

13、倾斜分带，每个分带布置一个采煤工作面。采煤工作面沿煤层倾向推进（仰斜或俯斜）。 J1、J2、J3阶段；F1、F2F6带区；分带(3)带区式划分 适用于倾斜长壁采煤法，巷道布置简单，比采区式布置掘进工程量少，但分带工作面两侧倾斜回采巷道（分带巷道）掘进困难、辅助运输不方便。 在煤层倾角较小（12）的条件下，带区式的应用正在扩大。第22页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/202222阶段内再划分1采区式2分段式3带区式阶段内分区布置H阶段垂高；h阶段斜长2 煤矿开采的基本概念 第23页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/2022232 煤矿

14、开采的基本概念 3、井田直接划分为盘区或带区近水平煤层，落差小，可直接划分为盘区或带区。盘区内巷道布置及生产系统与采区布置基本相同；带区布置时，与阶段内的带区式布置基本相同。采区、盘区、带区等的开采顺序一般采用前进式，从井田中央向边界，先采井田中央井筒附近的煤，有利于减少初期工程量及初期投资，矿井尽快投产。2.2.2 井田内划分第24页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/202224 特大型矿井井田范围广阔，井下运输距离、通风线路、管线敷设过长，给生产和管理带来困难，采用了多井筒分区域开拓。4、井田划分为分区域2 煤矿开采的基本概念 第25页，共30页，2022年，

15、5月20日，2点52分，星期五9/22/202225 采区式 阶 段 分段式 带区式 井田 盘 区 采区式 分区域 盘区式 带区式走向长壁井田划分倾斜长壁近水平2 煤矿开采的基本概念 第26页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/2022262 煤矿开采的基本概念 2.3 矿井生产的基本概念1主井、2副井、3井底车场、4主要运输石门、5运输大巷、6风井、7回风石门、8回风大巷、9采区运输石门、10采区下部车场、11采区下部材料车场、12采区煤仓、13行人进风巷、14运输上山、15轨道上山、16上山绞车房、17采区回风石门、18采区上部车场、19采区中部车场、20区段运

16、输平巷、21下阶段回风平巷、22联络巷、23区段回风平巷、24开切眼、25回采工作面第27页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/2022271）运煤系统 2）通风系统3）运料排矸系统4）排水系统 5）动力供应（电、压风）6）通讯、监测系统2 煤矿开采的基本概念 2.3 矿井生产的基本概念第28页，共30页，2022年，5月20日，2点52分，星期五9/22/2022282 煤矿开采的基本概念 根据巷道服务范围及其用途，矿井巷道分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道三类。矿井开拓、采区准备和工作面回采 开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷道。井筒、井底车场、主要石门、运输大巷、回风大巷、主要风井等。 准备巷道：为采区或数个区段服务的巷道；采区上（下）山、采区车场、采区硐室等；服务年限3-5年以上。 回采巷道：形成采煤工作面及为其服务的巷道。区段运输平巷、区段回风平巷、开切眼（形成初始采场的巷道）；服务年限0