采煤概论(中职)课件

同学们，开学啦!!!!!欢迎同学们重新回到校园！同学们，开学啦!!!!!欢迎同学们重新回到校园！中国矿业大学出版社

授课人：张国强采煤概论中国矿业大学出版社授课人：张国强采煤概论绪论一、我国能源结构（能源现状）能源亦称能量资源或能源资源，是指可产生各种能量（如热量、电能、光能和机械能等）或可作功的物质的统称。是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源。包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源。在我国，能源行业的地位仍旧无可置疑，煤是我国最为主要的传统能源，从2009年开始我国一次能源生产总量达到28亿吨标准煤，是建国初期的117倍，是改革开放初期的4.4倍，已成为世界第一能源生产大国。其中，煤炭产量30.5亿吨，居世界第一位；原油产量1.9亿吨，居世界第五位；电力装机容量87000万千瓦，稳居世界第二。形成了以煤炭为主体、电力为中心、石油天然气和可再生能源全面发展的能源供应格局。改革开放30年来，我国以能源消费翻一番的水平实现了GDP翻两番的目标，支撑着中国年均10%的经济增长，创造了世界经济史上的奇迹。到2013年我国一次能源生产总量达到34.0亿吨。2014年增长到38.3亿吨。截止2014年我国能源行业的市场规模已经高达26.10万亿元，已经成为了我国最大的支柱产业之一。绪论一、我国能源结构（能源现状）绪论

发展至今，我国已经是全球能源第一消耗大国，对于能源的需求越来越大，但是我国能源却有着无可掩盖的问题，特别是当下我国传统能源占比仍旧过大的现状，导致我国传统能源不断消耗，资源储备急速降低，资源枯竭的威胁不断萦绕在我国能源行业的头上，针对如此情况我国从很早就开始大力推动新能源的开展建设，到十一五期间更是第一次在投入资金上超过传统能源，随后近十年，新能源都是我国能源行业建设的主要目标，在新能源建设上我国不留余力，将能源的发展作为我国未来发展的绝对重心之一，而我国在新能源发展上也取得了一定的成效，近年来新能源的利用效率得到了很大改善，已经完成了商业化的前期布局，我国新能源的完全商用已经势在必行，未来我国能源行业结构调整是行业的必然趋势，传统能源退下历史舞台将在呈阶梯段进行，未来我国的能源行业前景远大。绪论绪论二、我国煤炭需求概况2016年中国煤炭行业发展现状及市场需求预测【图】根据煤炭工业协会数据，2015年我国煤炭产能规模达57亿吨，而产量为37亿吨，产能过剩20亿吨，产能利用率仅为~65%。绪论二、我国煤炭需求概况绪论根据2015年产量测算，我国三大产煤重省煤炭行业产能利用率均低于正常水平（80%），其中山西省仅为62%，不及全国平均水平。内蒙及陕西省产能利用率则分别为68%和75%。绪论根据2015年产量测算，我国三大产煤重省煤绪论三、我国煤矿生产技术发展概况煤矿开采在我国有着悠久的历史，新中国成立以来，特别是改革开放以来，随着国民经济的快速发展，我国煤炭工业取得了巨大的成就，煤炭开采、建井技术也有了长足的发展，采煤、掘进、运输的机械化和生产集中化程度迅速提高，煤炭生产效率大幅增加。工艺落后的小煤窑已经淘汰，大批“双高”矿井已经成为煤炭生产的骨干，安全生产条件得到有效改善。

1.矿井建设施工技术的发展建井工期缩短、成井速度加快；

2.煤矿开采技术的发展半机械化、普通机械化、综合机械化和厚煤层大采高一次采全后及放顶煤采煤工艺，其工作面向大型化、设备向重型化方向发展。3.矿山机械制造技术的发展大型设备和大功率设备、连续运输。

4.煤矿安全技术的发展严格遵守安全生产方针；认真实施安全生产法律法规；采用先进、有效的生产技术以及防护措施。绪论三、我国煤矿生产技术发展概况绪论四、采煤概论的基本内容

采煤概论是一门系统介绍煤矿建设和生产技术基础知识的课程。

1.主要知识：煤矿地质知识、井田开拓、煤矿生产系统、井巷掘进与支护、采煤方法、矿井通风、矿井灾害与预防、露天开采、煤矿环境保护等内容。

2.课程特点：综合性与实践性强；抽象概念多；空间概念强。

绪论四、采煤概论的基本内容

第一章煤矿地质与矿图基础知识地壳与地质作用煤的形成与煤层特征井田地质勘探与矿井储量第一章煤矿地质与矿图基础知识地壳与地质作

第一节地壳的组成与地质作用

应该明确的两个问题：

地壳是煤及各种矿产资源形成的地方，矿产资源的形成与地壳的物质运动及演变有密切关系。

地球表面生物的生长、发育及死亡的整个过程不断地改变着地球表面各种元素和矿物的分布，使某些元素离散或集中形成有价值的矿产。（生物遗体变为煤和石油等）这两个方面都是地壳物质在地质作用下运动和演变的结果，因此，研究地壳的物质组成以及在地质作用下的地壳物质运动，是掌握矿床形成和埋藏规律的基础。第一节地壳的组成与地质作用

第一节地壳的组成与地质作用一、地壳的组成与岩石

地壳是地球的固体外壳。其全球地壳平均厚度为16km，大陆地壳平均约33km；大洋地壳较薄，平均约7km。岩石是一些矿物颗粒的集合体。矿物是地壳中的一种或多种元素在各种地质作用下形成的自然产物。常见矿物:石英、正长石、白云母、橄榄石、蒙脱石、方解石、白云石、褐铁矿、石膏、滑石、石墨等。岩石的分类：

1、岩浆岩岩浆岩是三大类岩石的主体，占地壳岩石体积的64.7%。岩浆是来自地壳深部或地幔中的具有高温、高压的硅酸盐熔融体。岩浆沿岩石裂缝或薄弱带上升，侵入到地壳表层或喷出地表，便冷凝固结成坚硬的岩浆岩。如花岗岩；玄武岩等。

2、沉积岩沉积岩是在地壳表层环境中形成的岩石。主要是由暴露于地表的岩石,经受外力地质作用，即先经风化和剥蚀，搬运，沉积，再经受紧压、脱水、胶结，变成坚硬的岩石，如页岩、砂岩、石灰岩等。沉积岩分布最广，它覆盖的面积约占地表总面积的75%。

3、变质岩变质岩是由各种不同的原有岩石,受到温度、压力及化学活性流体的作用，使原岩改变其成分、结构和构造而变成新的岩石，如石灰岩变质成大理岩等。煤是一种沉积岩。在煤矿生产中遇到的也几乎全是沉积岩。第一节地壳的组成与地质作用一、地壳的组成与岩石

二、地质作用内力地质作用

外力地质作用

地壳运动

岩浆活动变质作用地震作用风化和剥蚀

搬运和沉积固结成岩

第一节地壳的组成与地质作用(按能源及作用场所分）地质作用

二、地质作用内力地质作用外力地质作用地壳运动

1.内力地质作用—由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部构造、地表形态变化的地质作用。1)地壳运动—即地球内部动力引起的地壳变形和变位。

地壳运动对煤矿床的形成及赋存条件有着重要影响。地壳沿地球半径方向运动时，表现为地壳的缓慢上升或下降（海陆变迁），称为升降运动。地球物质沿地球切线方向运动时，呈水平运动。表现为激烈的造山运动。

2)岩浆活动—是地下的岩浆沿地壳的裂缝上升，侵入地壳或喷出地表，在上升过程与围岩相互作用，不断改变自身的成分和状态直至冷凝的全部过程。

岩浆喷出地表——火山作用岩浆未达地表——岩浆侵入活动秦岭

第一节地壳的组成与地质作用珠穆朗玛峰，位于中国和尼泊尔两国边界、海拔８８４８．１３米，是喜马拉雅山主峰，也是世界第一高峰。珠穆朗玛在藏族神话中被认为是五位仙女中的第三女神。她是万山之尊、地球之巅。1.内力地质作用—由地球内部能量夏威夷冒纳咯火山意大利埃特纳火山夏威夷冒纳咯火山意大利埃特纳火山中国西昆仑山阿什库勒火山夏威夷普乌哈鲁鲁喷发形成的岩浆河火山口底部，可以见到红色的岩浆裂隙式火山中国西昆仑山阿什库勒火山夏威夷普乌哈鲁鲁喷发形成的岩浆河火山3)

变质作用—地壳深部的岩石在高温高压和化学性质活泼的流体作用下，岩石的结构、构造及化学成分产生变化，形成新的岩石的作用。4)

地震作用—地震是地壳的快速颤动，是岩石能量积累突然释放的结果。在上述地质作用中，最活跃的、起主导作用的是地壳运动。

第一节地壳的组成与地质作用

3)

变质作用—地壳深部的岩石在高温高压和化学性质活泼的流体

第一节地壳的组成与地质作用

神戶大地震破壞(高速公路倒塌)美國加州聖安德烈斯斷層

第一节地壳的组成与地质作用

神戶大地震破壞(高速公2．外力地质作用—主要是由地球以外的太阳辐射能、日月引力能等引起的地质作用。它能使地表形态发生变化和地壳表层化学元素产生迁移、分散和富集。按作用方式分为：1)风化和剥蚀

第一节地壳的组成与地质作用

风化—由于温度变化、大气(氧气)、水溶液以及生物的作用，使地表岩石或矿物在原地发生物理、化学变化的过程叫风化作用。

剥蚀—以风雨、流水等流动物质为动力，对岩石进行破坏并把破坏的产物剥离开的过程称为剥蚀作用。风化和剥蚀风化和剥蚀往往是彼此促进的，岩石遭受风化变得松软就易于剥蚀，剥蚀后暴露上来新鲜的岩石重新又受到风化。2．外力地质作用—主要是由地球以外的太阳辐射能、日月引力能等风化作用的类型

机械风化作用

岩石和矿物发生机械破碎而不改变其化学成分的风化作用，称为机械风化作用。它是由于温度变化及岩石空隙中水和盐分的物态变化引起的，作用方式主要有：

1.岩石的热胀冷缩

2.岩石空隙中水和盐分的物态的变化

第一节地壳的组成与地质作用风化作用的类型第一节地壳的组成与地质作用第一节地壳的组成与地质作用

化学风化作用空气中的氧和水溶液不仅使岩石和矿物化學成分发生变化，而且使一部分被溶液帶走，或使稳定的矿物变为不稳定的矿物，这种对岩石的破坏作用称为化学风化作用。

1.氧化作用氧气与各种矿物混合，产生新的矿物。黄铁矿FeS2(++)氧化成褐铁矿Fe2O3.H2O(3+)，由铜黄色变为褐红色，颜色变深，结构变疏松。在地表称铁帽，地下连着矿床。

2.溶解作用任何矿物都溶于水，只是溶解度有大有小。

CaCO3+CO2+H2O-->Ca(HCO3)2

方解石(重碳酸钙)

3.水解作用水和矿物相结合的一种化学反应。正长石+H2O-->高岭石+。.

4.水合作用有些矿物吸引一定数量的水。石膏+H2O-->硬石膏第一节地壳的组成与地质作用

化学风化作用空气中的氧和生物风化作用

生物的生命活动过程和尸体腐烂分解过程对岩石的破坏作用有机械和化学两种方式：

1.生物的机械风化作用植物根对岩石的破坏，蚯蚓等钻洞，人类活动如挖洞、采矿等对岩石进行破碎。

2.生物的化学风化作用生物死亡后，腐烂分解形成一种腐植质(胶状的物质)，是一种有机酸，对岩石起腐蚀作用.

地壳表层岩石经机械破碎，化学风化后形成的松散物，再经过生物的化学风化作用，增加了有机物质---腐殖质，这种具有腐殖质、矿物质、水和空气的松散物质叫做土壤。第一节地壳的组成与地质作用

生物风化作用第一节地壳的组成与地质作用

叶状剥落(果洲群島)块状崩解(石澳)蜂窝状风化(長洲人頭石）蜂窝风化(長洲)块状崩解(石澳)蜂窝状风化(長洲)第一节地壳的组成与地质作用

叶状剥落(果洲群島)块状崩解(石澳)蜂窝状风化(長洲人2）搬运和沉积

最主要的沉积区是内陆胡泊、沼泽和海洋。

3）固结成岩——指松散的沉积物逐步变成坚硬的沉积岩的过程

从上可见，破坏岩石

改变地貌生成新岩石是外力地质作用的整个过程。第一节地壳的组成与地质作用

搬运作用—风化和剥蚀作用的产物，由风、流水等搬运到别的地方的过程。沉积作用—随着搬运力量的减落或消失，被搬运物在低洼地区逐渐沉积的过程。搬运和沉积2）搬运和沉积第一节地壳的组成与地质作用

搬运作用—风

3、关系（内力与外力地质作用）

外力地质作用在很大程度上受地壳运动的制约。风化剥蚀过程主要在地壳上升隆起的地区进行，而其进行的强度也与地壳上升隆起的幅度速度有关。

沉积、固结成岩过程主要在地壳下降沉陷地区形成，沉积物的物质成分，厚度和分布范围等，都受着地壳沉降的幅度和速度的限制。

第一节地壳的组成与地质作用

第一节地壳的组成与地质泥炭历来被认为是温暖潮湿气候条件下的产物。根据近代研究表明，在气候条件中湿度所起的作用比温度更重要。因为现代无论在温暖的低纬度和寒冷的高纬度(50°～70°)，只要是降水量大于蒸发量的地区，都有较厚的泥炭层堆积，干旱条件显然不利于成煤。有利于成煤作用的地理环境是沼泽。沼泽分布在滨海平原、海湾泻湖、内陆大湖、三角洲平原、河流冲积平原和冲积扇前等环境。成煤作用有利的构造背景是古构造稳定期。地壳缓慢沉降，容易在地表形成积水洼地。造山运动和地壳上升阶段，均不利于泥炭的堆积和保存。

第二节煤的形成与煤层特征

泥炭历来被认为是温暖潮湿气候条件下的产物。根据近代研究表明，芦苇河流树木湿地芦苇沼泽稻田湿地平原湿地湿地是富饶多产的生态体系。湿地的类型繁多，包括：沼泽地、河口三角湾、泥滩、泥沼、水塘、三角洲、珊瑚礁、季节性河流、泻湖、浅海、泥炭地、湖泊、泛滥平原等等。芦苇河流树木湿地芦苇沼泽稻田湿地平原湿地湿地是富饶多产的生态第二节煤的形成与煤层特征

高等植物泥炭褐煤长焰煤不粘结煤弱粘结煤气煤肥煤焦煤瘦煤贫煤无烟煤成煤作用煤化作用变质作用泥炭化作用（腐泥化作用）成岩作用烟煤低等植物腐泥腐泥煤成煤过程划分示意图第二节煤的形成与煤层特征

高等植物泥炭褐

上述可见，要形成有开采价值的煤层，必须具备下列条件：

1、植物条件：我国的三大聚煤时期（晚古生代的石炭二迭纪、中生代的侏罗纪和新生代的第三纪），分别是植物界的孢子植物，裸子植物和被子植物繁殖的极盛时代。

2、气候条件：温暖潮湿。

3、地理环境：大面积沼泽化的自然地理条件。滨海平原、海湾泻湖、河漫滩、河口三角洲等。

4、地壳运动：泥炭层的积聚要求地壳缓慢下沉，下沉速度最好为与植物遗体堆积的速度大致平衡，这种状态持续的时间越久，形成的泥炭层越厚。泥炭层形成以后，地壳下降较快，有利于泥炭的保存和转变成煤。第二节煤的形成与煤层特征

上述可见，要形成有开采价值的煤层，必须具备下列条件第二节煤的形成与煤层特征

二、煤系和煤田

煤系—是含有煤层的一组沉积岩层（也叫含煤地层）。

煤系一般是按其形成的时代来命名的，如华北的石炭二迭纪煤系，东北的侏罗纪煤系，华南的晚二迭纪煤系。

煤田—在地质历史发展过程中，同一地质时期形成并大致连续发育的含煤岩系分布区称为煤田。第二节煤的形成与煤层特征

二、煤系和煤田三、煤的性质及工业分类

由于成煤的原始物质,成煤环境及所受的变质作用不同,煤的种类很多,其物理性质和化学组成也有差别。性质不同的煤用途也不一样。

（一）煤的性质

1、物理性质包括光泽、颜色、条痕、硬度、脆度、比重和容重、导电性等，见表1-3。

2、

化学组成煤是由有机物和无机物混合组成的。。煤的化学组成碳最主要的可燃物质，含碳量越高，发热量越大氢主要的可燃物质，随变质程度加深而降低氧不可燃物质，随变质程度加深而降低氮含氮量较少，近1~3%，不产生热量硫有害物质，燃烧时形成二氧化硫，炼焦煤中含硫量不超过1%磷有害物质，炼焦煤中含磷量不超过0.01%第二节煤的形成与煤层特征

三、煤的性质及工业分类由于成煤的原始物质,成煤环境

第二节煤的形成与煤层特征

第二节煤的形成与煤层特征

（二）煤的工业分类

1、常用的煤质指标：水分（W）、灰分（A）、挥发分（V）、发热量（Q）、胶质层厚度（Y）、含矸率。

2、工业分类表1-4第二节煤的形成与煤层特征

（二）煤的工业分类第二节煤的形成与煤四、煤层特征

由于成煤时期的原始条件和受地壳运动的影响不同，埋藏在地下的煤层的赋存状态、顶底板岩性及含水性、煤层的含瓦斯性及自燃倾向、以及受地质构造影响的程度等都有明显的差别，而这些都与采矿工作密切相关，因此，有必要对其进行研究。

(一)煤层赋存状态

1、煤层厚度厚煤层煤层厚度〉3.5m约占产量40%

中厚煤层1.3-3.5m40%

薄煤层〈1.3m20%第二节煤的形成与煤层特征

四、煤层特征由于成煤时期的原始条件和受地壳运动的影响2、煤层的稳定性根据煤层厚度变化情况及对开采的影响，将煤层分为四类：

稳定性煤层：井田范围内厚度均大于最低开采标准，厚度的变化也有一定标准。

较稳定煤层：厚度变化较大，但在井田范围内大多可开采，仅局部不可采。

不稳定煤层:厚度变化很大，常有增厚、变薄、分岔或尖灭现象，井田范围内经常出现不可采区。如图1-8所示。

极不稳定性煤层：煤层常呈鸡窝状，串珠状，断断续续分布，井田范围内仅局部可采。如图1-9所示。第二节煤的形成与煤层特征

2、煤层的稳定性第二节煤的形成与煤层特征

3、煤层结构

根据煤层中有无较稳定的夹石层，将煤层分为两类：简单结构煤层：没有层状出现的比较稳定的夹石层。复杂结构煤层：煤层中常含有较稳定的夹石层。简单结构复杂结构透镜状矿物质夹层第二节煤的形成与煤层特征

3、煤层结构简单结构复杂结构（二）煤层顶板与底板第二节煤的形成与煤层特征

（二）煤层顶板与底板第二节煤的形成与煤层特征

(1)顶板顶板是指位于煤层上方一定距离内的岩层。根据顶板岩层岩性、厚度和位置，采煤时顶板变形特征和跨落难易程度，将顶板分为伪顶、直接顶、老顶三种。伪顶：伪顶指直接覆盖在煤层之上的薄层岩层。岩性多为炭质页岩或炭质泥岩，厚度一般为几厘米至几十厘米。直接顶：直接顶位于伪顶之上或直接位于煤层之上的岩层。岩性多为粉砂岩或泥岩，厚度为1～2m左右。老顶：老顶位于直接顶之上或直接位于煤层之上的岩层。岩性多为砂岩或石灰岩，一般厚度较大，强度也大。第二节煤的形成与煤层特征

(1)顶板第二节煤的形成与煤层特征

(2)底板底板是指位于煤层下方一定距离内的岩层。对生产影响最大的煤层底板一般为伪底和直接底。伪底：指煤层之下与煤层直接接触的岩层。它往往是当初沼泽中生长植物的土壤，富含根须化石。岩性以炭质泥岩为主，厚度不大，常为几十厘米。直接底：位于伪底之下的岩层。岩性多为粉砂岩或砂岩，厚度较大。第二节煤的形成与煤层特征

(2)底板第二节煤的形成与煤层特征

一、煤田地质勘探的目的与任务

煤田地质勘探是运用地质科学和技术方法来分析、研究、探测煤层，查明地层、地质构造、煤层及开采技术条件等因素，正确评价矿床的经济意义，划分出各种不同类型的资源量和储量。其目的是为矿山设计、建设和生产提供可靠的地质资料，保证煤层资源经济、合理、安全开发。

第三节煤田地质勘探与矿井储量一、煤田地质勘探的目的与任务第三节煤田地质勘探与矿井储量二、煤田地质勘探阶段一般对客观地质规律的认识都是逐步深入的，由低级到高级，由点到面，而且矿山基本建设也是分阶段的。因此，地质勘查也是分阶段的。

1、普查阶段普查阶段指在选定的普查区内采用露头检查、地质填图、较少的探矿工程及物探方法，大致查明煤层资源的勘查工作。

2、详查阶段详查（矿区详查）阶段指在普查圈出的详查范围内，通过大比例尺地质填图及各种勘查方法和手段，采用比普查阶段更密的探矿工程，基本查明煤层资源的勘查工作。

3、精查阶段勘探（井田精查）阶段指在已知具有工业价值矿床或矿区总体规划划定的勘查（精查）区，通过加密各种勘查工程，详细查明煤层资源的勘查工作。第三节煤田地质勘探与矿井储量二、煤田地质勘探阶段第三节煤田地质勘探与矿井储量

三、煤田地质勘探方法

1、遥感地质调查主要是通过探测目标物的电磁辐射来获取目标物的信息。有摄影遥感等遥感技术手段。

2、地质填图把煤系地层、煤层产状和构造等测绘在地形图上，绘制成地质图。

3、坑探工程在覆盖层较薄的地区，用人工方法为地质测量揭露岩层、煤层、矿体及地质构造等地质现象，或为了采集矿样所设计的一些坑探、钻探工程，主要有探槽、探井和探巷（硐）等。

4、钻探工程利用钻机向地下钻孔，利用空心钻头和钻杆来获取岩、煤芯，以取得必要的资料。钻探工程是最重要最常用的地质勘探技术手段。

5、地球物理勘探技术地球物理勘探技术简称“物探”，是利用具有不同物理性质（如密度、磁性、电性、弹性波传播速度、放射性等）的岩层和煤层对地球物理场所产生的异常来寻找矿体、圈定含煤区域、推断地质构造及解决其它地质问题的一种技术手段。第三节煤田地质勘探与矿井储量三、煤田地质勘探方法第三节煤田地质勘探与矿井储量

四、煤炭资源和储量经济意义分类一个矿区、一个矿井煤炭资源的大小以储量来表示，同时还具有经济含义。经济的：地质可靠程度已达到探明或控制程度，其数量和质量是依据符合市场价格确定的煤炭工业指标计算的。边际经济的：地质可靠程度已达到探明或控制程度。经可行性研究或预可行性研究，其内部收益率在零至行业基准内部收益率之间，净现值等于或接近于零。次边际经济的：地质可靠程度已达到探明或控制程度。经可行性研究或预可行性研究，其内部收益率小于零，净现值小于零。内蕴经济的：地质可靠程度已达到探明或控制、推断、预测程度。未做可行性研究或预可行性研究，仅对普查、详查、勘探工作取得不同地质可靠程度的勘查资源，通过概略研究作了相应的投资机会评价。第三节煤田地质勘探与矿井储量四、煤炭资源和储量经济意义分类第三节煤田

五、煤炭资源和储量分类方案

煤炭资源和储量分类方案主要以地质可靠程度和经济意义将矿产资源分为储量、基础储量和资源量三大类十六种类型。下表中所用编码(111～334)，第1位数表示经济意义：1为经济的，2M为边际经济的，2S为次边际经济的，3为内蕴经济的，?为经济意义未定的；第2位数表示可行性评价阶段：1为可行性研究，2为预可行性研究，3为概略研究；第3位数表示地质可靠程度：1为探明的，2为控制的，3为推断的，4为预测的。b为未扣除设计、采煤损失的可采储量。第三节煤田地质勘探与矿井储量五、煤炭资源和储量分类方案第三节煤田地质勘煤炭资源和储量分类表

煤炭资源和储量分类表煤田划分为井田矿井生产能力和服务年限井田再划分井田内开采顺序巷道分类开拓方式第二章井田开拓煤田划分为井田第二章井田开拓一、煤田

在地质历史发展的过程中，含碳物质沉积形成的基本连续的大面积含煤地带称为煤田。二、矿区

开发煤田形成的社会区域，称为矿区。三、井田

在矿区内，划归给一个矿井开采的那一部分煤田。露天、井工开采。一般情况下，煤田－（矿区）－井田（矿井）第一节煤田划分为井田一、煤田第一节煤田划分为井田第一节煤田划分为井田第一节煤田划分为井田一、矿井生产能力矿井设计生产能力

设计中规定矿井在单位时间（年或日）内采出的煤炭和其它矿产品的数量。矿井核定生产能力

矿井经过技术改造，核定后的生产能力。第二节矿井生产能力和服务年限一、矿井生产能力第二节矿井生产能力和服务年限二、井型

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。大型：120、150、180、240、300、400、500及500以上（wt）

其中，300wt及其以上又称特大型矿井。中型：45、60、90（wt）。小型：9、15、21、30（wt）。第二节矿井生产能力和服务年限二、井型第二节矿井生产能力和服务年限三、矿井服务年限

矿井服务年限是指按矿井可采储量、设计生产能力，并考虑储量备用系数计算出的矿井开采年限。第二节矿井生产能力和服务年限三、矿井服务年限第二节矿井生产能力和服务年限一、井田划分为阶段阶段概念

在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每个长条部分具有独立的生产系统，称之为一个阶段。开采水平

布置有井底车场和主要运输大巷，并担负该水平开采范围内的主要运输和提升任务的水平。一个开采水平可只为一个阶段服务，也可以为该水平上下两个阶段服务。第三节井田再划分一、井田划分为阶段第三节井田再划分第三节井田再划分第三节井田再划分二、井田划分为盘区

当井田内煤层倾角很小，接近水平时，由于煤层沿倾斜方向高差很小，没有必要再按标高划分阶段。这时，可沿煤层主要延展方向布置主要大巷，将井田分为两翼，然后以大巷为轴将两翼分成若干适宜开采的块段，每个块段叫一个盘区。每个盘区通过盘区石门与主要大巷相连构成相对独立的生产系统。第三节井田再划分二、井田划分为盘区第三节井田再划分三、阶段内再划分第三节井田再划分三、阶段内再划分第三节井田再划分一、煤层沿倾斜的开采顺序

下行开采上行开采

一般地，不论是整个井田，还是阶段内、采区内，对同一煤层，都应首先考虑使用下行开采顺序。二、煤层沿走向的开采顺序前进式：工作面背向采区上（下）山方向。后退式：工作面面向采区上（下）山方向。第四节井田内开采顺序一、煤层沿倾斜的开采顺序第四节井田内开采顺序一、按空间位置和形状垂直巷道：立井、暗立井、溜井。倾斜巷道：斜井、暗斜井、上山、下山。水平巷道：平硐、石门、煤门、平巷。第五节巷道分类二、按巷道用途及其服务范围开拓巷道：为全矿井、一个开采水平或阶段服务的巷道，如井筒、井底车场、阶段（或水平）运输大巷和回风大巷等。准备巷道：为整个采区服务的巷道，如采区上（下）山、采区上下车场、采区石门等。回采巷道：为工作面采煤直接服务的巷道，如区段上、下平巷和开切眼等。一、按空间位置和形状第五节巷道分类二、按巷道用途及其第五节巷道分类1.立井，2.斜井，3.平硐，4.暗立井，5.溜井，6.石门9.上山，10.下山，11.风井，12.岩石平巷，13.煤层平巷第五节巷道分类1.立井，2.斜井，3.平硐，4.暗立

开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。第六节开拓方式开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。第六节开拓(a)立井单水平上下山式；(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第六节开拓方式(a)立井单水平上下山式；(b)立井多水平上下山式；第六节斜井单水平分区式开拓1.主井；2.副井；3.井底车场；4.阶段运输平巷；5.阶段辅巷；6.采区运输上山；7.采区轨道上山；8、15.区段运输平巷；9、16.区段回风平巷；10、17.采煤工作面；11.阶段回风平巷；12--回风井；13.采区运输下山；14.采区轨道下山；18.专用回风上山；19.采区煤仓；20.井底煤仓；21.行人进风上山；22.回风联络巷第六节开拓方式斜井单水平分区式开拓第六节开拓方式第三章矿井生产系统地面生产系统井下生产系统第三章矿井生产系统地面生产系统井下生产系统有掘进、采煤和运输提升等三个主要过程，还有通风、排水、材料和动力供应等辅助生产系统。井下生产系统的主要任务是保证井下采煤、掘进、运输、提升、排水和通风等工作正常进行，把采掘出来的煤炭和矸石输送到地面，再和地面生产系统相衔接。同时，将动力、材料和设备，送至所需地点。第三章矿井生产系统地面生产系统通常包括地面提升系统、运输系统、排矸系统、选煤系统和管道线路系统。此外，还有变电所、压风机房、锅炉房、机修厂、坑木加工场、矿灯房、浴室及行政福利大楼等专用建筑物。地面生产系统的主要任务是煤炭经过运输提升到地面后的加工和外运，还要完成矸石排放、动力供给、材料设备供应等工作。井下生产系统有掘进、采煤和运输提升等三个主要过程，还有通风、一、概述矿井地面设备、建筑物和构筑物及各种管线组成的总体称为矿井地面生产系统。所占用的场地称为地面工业场地。影响地面工业场地布置的主要因素有：1、矿井的开采方法及提升方式2、煤的性质及用户对煤质的要求3、矿井的井型及服务年限4、工业场地的工程、水文条件及地形、气候条件5、矿井的发展远景及与邻近企业的关系。第一节地面生产系统一、概述第一节地面生产系统二、地面工业场地布置

1、分散式布置工业场地内各建筑物与构筑物基本上单独修建和分散布置，建筑物的体积比较小，而数目较多。目前，多数矿井属这种布置方式。分散式布置方式适合于地形复杂、机械化程度不高的中小型矿井。

2、综合式布置把工业场地内的建筑物组合成大型综合建筑物，即所谓的同体建筑物。采用综合式布置时，各建筑物与构筑物的组合，要最大限度地适合生产工艺过程的要求，缩短运输距离，并使建筑结构尽量简单。第一节地面生产系统二、地面工业场地布置第一节地面生产系统三、矿井地面生产系统（一）矿井地面生产系统的类型

1．无加工设备的地面生产系统。

2．设有选矸设备的地面生产系统

3．设有筛分厂的地面生产系统。

4．设有洗选厂的地面生产系统（二）排矸与运料系统

1．矸石场的选址及类型。风向，水源。

2．材料、设备的运输：材料、设备的运输系统布置必须以副井为中心。（三）地面管线系统

上下水道、热力管道、压缩空气管道、地下电缆等。第一节地面生产系统三、矿井地面生产系统第一节地面生产系统●神东大柳塔矿综采面长400米,采高6米，推进长度6000米，工作面年产1024万吨。●神东大柳塔矿综采面长400米,采高6米，第二节井下生产系统一、运输系统（一）采煤工作面的运输方式一般用可弯曲刮板输送机运输。（二）区段运输平巷运输一般用转载机和可伸缩胶带输送机运输。（三）采区上（下）山运输方式运输上山：胶带输送机轨道上山：轨道运输（四）大巷运输方式电机车运输；胶带输送机运输。第二节井下生产系统（五）井筒提升方式1、平硐直接用电机车或胶带输送机运输2、斜井箕斗；胶带输送机；串车。3、立井箕斗；罐笼。第二节井下生产系统第二节井下生产系统二、运输与提升设备类型（一）运输设备类型1、输送机1）刮板输送机：适用于倾角小于25℃的采煤工作面。第二节井下生产系统二、运输与提升设备类型第二节井下生产系统2）带式输送机：（1）可伸缩带式输送机。是机械化采煤工作面中顺槽运输的配套输送机（2）钢绳牵引带式输送机。适用于长运距输送的特殊型带式输送机（3）水平弯曲带式输送机：能在水平面内改向折曲输送物料的带式输送机。（4）大倾角带式输送机。在倾角为±16°～25°范围内使用的带式输送机（5）管状带式输送机。物料在输送过程中完全处于封闭状态的带式输送机。（6）气垫式带式输送机。不用托辊（或不用上托辊），将输送带沿着气垫层运行的带式输送机。第二节井下生产系统2）带式输送机：第二节井下生产系统2、轨道运输基本设备时轨道、矿车和牵引设备。（1）轨道。（2）矿车。第二节井下生产系统2、轨道运输第二节井下生产系统第二节井下生产系统第二节井下生产系统（3）钢丝绳运输。（1）有极绳运输：钢丝绳的一端固定在绞车上，另一端钩挂在矿车上运行，适用于6°～25°倾斜井巷。（2）无极绳运输：空车和重车利用摘挂车装置分别挂在往返的两侧钢丝绳上，即可进行运输。无极绳运输多用于水平巷道中。第二节井下生产系统（3）钢丝绳运输。第二节井下生产系统（4）电机车运输电机车是以电力为动力，用牵引电动机驱动车轮的机车。目前，我国采用的电机车均为直流电机车。根据供电方式不同，可分为架线式电机车和蓄电池式电机车。架线式电机车在行驶时，常常发生电火花，有可能引起瓦斯、煤尘爆炸，所以架线式电机车一般用于低瓦斯矿井中的主要运输巷道，而高瓦斯矿井中则采用蓄电池式电机车。随着综采综掘的迅速发展，现已研制成功防爆特殊型胶套轮蓄电池机车，为采区辅助运输提供了一种新型机车设备。第二节井下生产系统（4）电机车运输第二节井下生产系统（二）提升设备类型1、立井提升（1）立井箕斗提升。（2）立井罐笼提升。立井副井的提升容器普遍采用罐笼，用来提升材料、设备、矸石并供人员上、下。在中、小型矿井中也可以用罐笼提煤。第二节井下生产系统（二）提升设备类型第二节井下生产系统2、斜井提升（1）斜井箕斗提升。（2）斜井串车提升。（3）斜井钢丝绳牵引带式输送机提升：适用18—25°斜井中。（4）斜井提升机。单绳缠绕式：单滚筒；双滚筒。多绳摩擦式：2-6根钢丝绳。第二节井下生产系统2、斜井提升第二节井下生产系统第二节井下生产系统第二节井下生产系统运煤系统11第二节井下生产系统运煤系统11第二节井下生产系统辅助运输系统第二节井下生产系统辅助运输系统第二节井下生产系统二、矿井通风系统矿井通风方法、通风方式、通风网路与通风设施的总称。

矿井通风系统是否合理，对整个矿井通风状况的好坏和能否保障矿井安全生产起着重要的作用，同时还应在保证安全生产的前提下，尽量减少通、风工程量，降低通风费用，力求经济合理

。第二节井下生产系统二、矿井通风系统第二节井下生产系统通风系统第二节井下生产系统通风系统第二节井下生产系统三、矿井排水系统矿井排水方式可分为自流式和扬升式两种。平硐开拓采用自流式；扬升式是借助于水泵将水排至地面，可分为固定式和移动式两种。井下水泵房为固定式，竖井和斜井掘进时可采用移动式。（一）矿井排水系统1、采区排水上山采区：自流至大巷水沟内。下山采区，下山底部设采区水仓，用水泵排至大巷水沟。2、大巷排水：3—5‰的坡度，水沟自流。3、井底排水：井底水仓（8小时的涌水量）、水泵房。第二节井下生产系统三、矿井排水系统第二节井下生产系统二、矿井排水设备（一）矿井涌水量

涌水量小的矿井：Q<100m3/h；涌水量中等的矿井：Q=100～500m3/h；涌水量大的矿井：Q=500～1000m3/h；涌水量很大的矿井：Q＞1000m3/h（二）矿井排水设备

矿井排水设备包括水泵、水管及附件和配电装置。

1、水泵

常用的是离心式水泵（单级或多级）。水泵每小时的排水能力称为流量（m3/h）；水泵排水的垂直高度称为扬程（m）。第二节井下生产系统二、矿井排水设备第二节井下生产系统2、排水管道及附件

矿井排水用的管道有铸铁管、焊接管和无缝钢管等。直径一般为75～250mm。管道的附件有各种接管（三通、四通、弯头、异径管等）、法兰盘和阀件等。（三）对排水设备的要求

1、水泵：水泵必需有工作、备用和检修的水泵。

工作泵的能力应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）；备用泵能力不小于工作泵的70％，并且工作泵和备用泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量；检修水泵的能力应不小于工作泵能力的25％。第二节井下生产系统2、排水管道及附件第二节井下生产系统2．水管：必须有工作和备用的水管，工作水管的能力应能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。

3．配电设备：应同工作、备用和检修水泵相适应，并能够同时开动工作和备用的水泵。第二节井下生产系统2．水管：必须有工作和备用的水管，工作水管的能力应四、矿井动力供应系统（一）电力供应系统A.供电要求：1、供电可靠——双回路供电2、供电安全——井下煤矿专用设备，采取一系列安全技术措施及管理制度。3、技术经济合理——容量满足要求，电压、频率稳定。B.负荷分类：一类用户；二类用户；三类用户。第二节井下生产系统四、矿井动力供应系统第二节井下生产系统C.矿井供电系统1、供电系统电网电源→煤矿地面变电所→井下中央变电所→采区变电所→工作面配电点。综采工作面常采用移动变电站向工作面配电点供电，移动变电站距工作面100～250m。2、供电电压

（1）煤矿常用三相交流电的电压有以下几种：

35kV，一般为矿井地面变电所的电源进线电压；

10kV或6kV，为井下中央变电所，采区变电所和大型设备（如提升机、主通风机、主水泵等）的供电电压；第二节井下生产系统C.矿井供电系统第二节井下生产系统

3kV或1140V，为综采工作面的用电电压；

660V，为井下采、掘、运、装等机械的用电电压；

380V，为地面或小型机械的用电电压；

220V，为地面照明用电电压；

127V，为井下照明和煤电钻的用电电压；

36V，为信号，操纵线路的用电电压。

（2）煤矿常用的直流电电压有以下几种：

250V或550V，为架线式电机车的用电电压；

120V、110V、80V、40V，为蓄电池电机车用电电压；

2.5V、4V，为矿灯的电压。第二节井下生产系统3kV或1140V，为综采工作面的用电电压；第二D.矿用电气设备的类型矿用电气设备根据结构特点和要求的不同，井下常用设备可以分为五种类型：1、矿用一般型(KY):低瓦斯矿进风大巷、井底车场中2、矿用安全型(KA)：低瓦斯矿井采区进风巷道中。3、矿用隔爆型(KB)：高瓦斯矿固定设备和移动式设备。4、矿用安全火花型(KH)：低压控制回路和控制信号设备中。5、矿用隔爆安全火花型(KBH)：高压控制设备用。第二节井下生产系统D.矿用电气设备的类型第二节井下生产系统矿用各类电气设备的使用地点

第二节井下生产系统矿用各类电气设备的使用地点第二节井下生产系统E.、矿用电气变压器

矿用变压器主要是用来向井下低压动力供电的变电设备。将10KV或６KV变为1140KV、660V或380V等向井下低压动力设备供电。它分为矿用一般型和矿用隔爆型两种。

1、矿用一般型变压器：由于没有防爆特点，所以此类变压器只适用于通风良好的井下变电所硐室内。

2、矿用隔爆型变压器：由于有防爆特点，所以此类变压器可用于有爆炸危险的工作面平巷内。目前使用较多的有KSGB系列矿用隔爆型变压器，是移动变电站的主要变压器。第二节井下生产系统E.、矿用电气变压器第二节井下生产系统F.、矿用开关设备

开关是通、断电设备。因电压高、电流大，设置于井下环境，故矿用开关设备较为复杂。井下常用的电气开关有以下几种：1．隔爆高压配电箱：它是井下中央变电所必备设备。装置在高压线路上，起开关作用，通、断高压电路，控制电力变压器、高压电动机等。

2．隔爆自动馈电开关：是一种带有自动跳闸装置的低压输电开关，一般不直接用它来启动电动机，而把它放在中央变电所、采区变电所、移动式变电站和工作面配电点，作为低压输电干线上的总开关或分支开关。它实质上相当于一个带有保护装置的三相刀闸。

第二节井下生产系统F.、矿用开关设备第二节井下生产系统3．隔爆手动开关（手动起动器）：这也是一种低压开关。用手搬动外壳上的手把，使外壳内的刀闸断开和闭合。这种开关用来直接控制不经常开、停的设备，如局部通风机，小水泵或照明变压器等。主要型号有QS81—80型。

4．隔爆磁力起动器：它直接控制采、掘、运等机械设备的电动机起动、停止或反转的隔爆开关。主要型号有QC83—80型，QC83—120、225型、QCKB30—1140/300型等。

5．隔爆真空磁力起动器：真空开关的主触头密封在高度真空的陶瓷圆筒内，构成真空灭弧室。主要型号有：DQZBH—1400/300型，HT6L1—400Ζ/1140型矿用隔爆本质安全型组合式智能真空磁力起动器。第二节井下生产系统3．隔爆手动开关（手动起动器）：这也是一种低压开关。用手搬动G.、矿用动力电缆

矿用的电力电缆主要有铠装电缆、橡套电缆和塑料电缆等。

1、铠装电缆：具有“金属铠甲”外皮保护，强度大，但不易弯曲。用于井下输电干线和向固定、半固定设备供电，一般在井筒、运输大巷或采区巷道中使用。

2、橡套电缆：又分为矿用橡套电缆和屏蔽电缆两种。橡套电缆容易弯曲且较轻便，便于向移动式设备供电，一般在区段巷道和工作面中使用。屏蔽橡套电缆可与漏电保护配合，在电缆发生短路前切断电源，防止短路电弧引爆瓦斯，故适用于向有爆炸危险的工作面设备输电。

3、塑料电缆：允许工作温度高，绝缘性能好，护套耐腐蚀，敷设的落差不受限制等，因此在条件适合时应尽量采用。第二节井下生产系统G.、矿用动力电缆第二节井下生产系统（二）压缩空气供给系统

生产压缩空气的机器，称为空气压缩机（简称压气机）。目前，煤矿使用着各种风动机具，如风钻、凿岩机、混凝土喷射机等。

A、主要优点：

1、在有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井中，使用压缩空气作为动力源比电力源较安全。

2、压缩空气本身具有良好的弹性和冲击性能，它适应于变负载条件下工作时作动力源。

3、风动机具，体积小，重量轻，结构简单，功能多，故障少，易操作和维修，振动和冲击性能好，安全可靠。

第二节井下生产系统（二）压缩空气供给系统第二节井下生产系统

B、主要缺点

1、总效率较电动力低；

2、管道输送，井下某些移动设备带一个供风软管，使用不方便。

C、压缩空气设备的组成和种类

a.组成：包括空气压缩机（简称压气机）、拖动电机、附属装置（滤风器、风包、冷却装置等）和输送管道等组成。

b.压气机的种类：往复式压气机（亦称活塞式）为主。根据工作状态，往复式压气机可分为固定式和移动式两类。往复式压气机按汽缸的布置方式分为立式、卧式、角度式（L型、V型、W型）三类，煤矿中常用的是角度式L型往复式压气机。第二节井下生产系统B、主要缺点第二节井下生产系统第二节井下生产系统第二节井下生产系统巷道断面形状及尺寸岩巷掘进煤及半煤岩巷掘进巷道围岩压力巷道支护立井开凿第四章井巷掘进与支护巷道断面形状及尺寸第四章井巷掘进与支护一、巷道断面形状选择我国煤矿巷道常用的断面形状是梯形、矩形和直墙拱形（如半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形，简称拱形），只是在特定的岩层和围岩压力条件下才选用不规则的形状（半梯形）、圆形、椭圆形、封闭拱性等。第一节巷道断面形状及尺寸一、巷道断面形状选择第一节巷道断面形状及尺寸二、巷道断面尺寸的确定

《煤矿安全规程》规定，巷道净断面，必须满足行人、运输、通风、安全设施、设备安装、检修和施工的需要。因此，巷道断面尺寸主要取决于巷道的用途；存放和通过它的机械、器材或运输设备的数量和规格；人行道宽度与各种安全间隙以及通过巷道的风量等。第一节巷道断面形状及尺寸二、巷道断面尺寸的确定第一节巷道断面形状及尺寸岩巷掘进在我国煤矿目前主要仍采用钻眼爆破破岩法，其主要工序包括：打眼、装药放炮、工作面通风、装运岩石及巷道支护等作业。这些工序组成工作循环，不断重复这种循环，使巷道掘进不断向前推进。打眼、清理岩石和巷道支护是最繁重的三个工序，所占时间比较长。工作面通风主要是为了排除爆破后的有毒气体和供给新鲜空气，是一种辅助作业。另外，架设保安用的临时支护，敷设各种管道、修筑排水沟、铺设轨道等，也都是掘进中的辅助作业。第二节岩巷掘进岩巷掘进在我国煤矿目前主要仍采用钻眼爆破破岩法，其主要工序包岩巷掘进机是采用机械破岩，并能实现破岩、装岩、转载、临时支护、喷雾防尘诸工序的一种联合机组，所以也称联合掘进机。岩巷掘进机与钻眼爆破法相比较，具有机械化程度高，速度快，成巷质量好，节省人力，效率高，对围岩破坏影响小，支护容易，工作安全等优点。它的缺点是：设备重量大，动力耗量大，刀具寿命短，造价昂贵，工程成本高，机器安装、检修、拆除工作量大，只适用于较长的直巷道及曲率半径很大的拐弯巷道。第二节岩巷掘进岩巷掘进机是采用机械破岩，并能实现破岩、装岩、转载、临时支护沿煤层掘进的巷道，如果在掘进断面中，煤层占4/5以上者（包括4/5在内），称为煤巷。在巷道掘进断面上既有煤层，又有岩层。当岩层（包括夹石层）占掘进工作面面积的1/5～4/5时，即称半煤岩巷道。第三节煤及半煤岩巷掘进一、煤巷掘进破煤方法：钻眼爆破破煤法、风镐破煤。装煤方法：人力装煤、装煤机装煤。支护工作针对受采动影响的巷道压力大、岩石移动和变形速度大的特点，目前，在国内外积极推广应用了各种类型的锚杆支护，取得了较好的效果。在围岩极其破碎，不宜采用锚杆支护时，使用U型钢可缩性支架较为理想。如巷道服务时间较长，或煤壁易风化时，则可在安设锚杆后，在对煤壁进行喷浆处理。沿煤层掘进的巷道，如果在掘进断面中，煤层占4/5以上者（包括二、半煤岩巷道掘进结合巷道用途及沿薄煤层掘进的特点，掘进半煤岩巷道必须考虑煤层与巷道的位置关系、正确的炮眼布置方法、合理的施工组织。三、煤及半煤岩巷道联合掘进机掘进联合掘进机能够破煤、装煤并将煤转运到运输设备上。它具有工序少、速度快、效率高、质量好、施工安全、劳动强度小等优点。随着锚杆支护的应用，这种掘进方式已在我国大中型煤矿中得到了推广应用。第三节煤及半煤岩巷掘进二、半煤岩巷道掘进第三节煤及半煤岩巷掘进地下岩体在开挖以前，由于自重和构造所引起的应力是处于平衡状态。当开掘巷道，破坏了原来的应力平衡状态，就会引起岩体内部应力的重新分布。表现为巷道周围煤、岩体产生移动、变形甚至破坏，直到煤、岩体内部形成一个新的应力平衡状态为止。在此过程中，巷道本身或安设在其中的支护物会受到各种力的作用。第四节巷道围岩压力地下岩体在开挖以前，由于自重和构造所引起的应力是处于平衡状态木材支架料石和混凝土砌碹金属支架锚杆支护喷射混凝土支护锚喷支护第五节巷道支护木材支架第五节巷道支护一、立井断面形状横断面形状有圆形、矩形和椭圆形等。横断面的形状根据井筒的用途、服务年限、井筒穿过岩层的性质及所用的支护材料确定。立井多采用圆形断面，这是因为煤矿井筒所通过的地层多数不够稳定，而圆形断面既便于施工又易于维护，还可承受较大的地压。地压小、服务年限不超过15年的小型矿井，有时采用矩形和多角形断面。椭圆形断面一般在改建、扩建旧的矩形断面小井时应用。纵断面中有井颈、井身、井底三个部分。第六节立井开凿

一、立井断面形状第六节立井开凿立井井筒的组成1--翻笼硐室；2--装载硐室第六节立井开凿

立井井筒的组成第六节立井开凿二、立井普通开凿法目前，立井施工主要还是凿岩爆破为主的普通施工法。立井施工过程可分为准备工作，表土施工和基岩施工三个部分。在表土施工中，破岩容易，而支护却十分复杂。在基岩中掘进，破岩比较困难，需钻眼爆破，而支护并不太困难。准备工作是为顺利进行表土和基岩施工不可缺少的一步，应该周密细致的考虑和实施。第六节立井开凿

三、特殊凿井方法当遇到流沙、淤泥等不稳定土层时，为实现打干井，并能顺利凿井，就要利用特殊施工方法。混凝土帷幕凿井法冻结凿井法钻井凿井法二、立井普通开凿法第六节立井开凿三、特殊凿井方法上（下）山采区式准备方式回采巷道布置采区生产能力采区走向长度工作面长度采区采出率第五章准备方式和采煤方法采煤基本概念采煤方法分类爆破采煤工艺普通机械化采煤工艺综合机械化采煤工艺放顶煤采煤工艺其他采煤方法上（下）山采区式准备方式第五章准备方式和采煤方法上（下）山采区式准备方式是在阶段开拓巷道已圈定的采区范围内开掘准备巷道。通常把采区分为：上山采区与下山采区，单翼采区与双翼采区，单层布置采区与联合布置采区等不同类型。在运输大巷的上侧布置采区巷道，采区内采出的煤下运至运输大巷的采区，称为上山采区。一般多采用上山采区。在运输大巷的下侧布置采区巷道，采区内采出的煤上运至运输大巷的采区，称为下山采区。一、上（下）山采区式准备方式

（一）准备方式上（下）山采区式准备方式是在阶段开拓巷道已圈定的采区范围内开1--运输大巷；2--回风大巷；3--下部车场；4--轨道上山；5--运输上山；6--上部车场；7、7’--中部车场；8、8’、10--区段回风平巷；9、9’--区段运输平巷；11--联络眼；12--采取煤仓；13--采区变电所14--绞车房；15--行人联络眼

（一）准备方式1--运输大巷；2--回风大巷；（一）准备方式每一个采煤工作面必须具有两条平巷，工作面下段布置运输平巷，上段布置轨道平巷（回风平巷）。除第一区段煤层回风平巷必然单巷布置外，其他各区段煤层平巷，可单巷布置，也可双巷布置。

从生产实践中，双巷布置比单巷布置方便，故多为双巷布置。但当煤层埋藏平稳，顶底板条件较好，特别是薄煤层采用巷旁支护维护巷道不成问题时，可考虑采用单巷布置。二、回采巷道布置

（一）准备方式每一个采煤工作面必须具有两条平巷，工作面下段布置运输平巷，上采区生产能力是采区内采煤工作面和掘进工作面产量之和。近年来，由于采煤机械化水平不断提高，机采工作面平均月产可达两万吨，最高可达10万吨。大型联合布置的采区，一般年产为45~60万吨，有的高达百万吨以上。

高产、稳产工作面为采区集中生产创造了有利条件，集中生产联合布置的采区，又促进了高产稳产工作面的发展。采区集中、机械化生产在技术经济上具有很大的优越性。三、采区生产能力

（一）准备方式采区生产能力是采区内采煤工作面和掘进工作面产量之和。三、采区一般情况下，双面采区的走向长度为800m~1000m。对于综采工作面，有条件的应尽量跨越上山（下山或石门）回采，其采区走向长度一般为1000m~1500m，当不能跨越上山（下山或石门）回采时，其采区走向长度一般为1500m~3000m

。

对于底板松软、巷道维护困难、地质构造复杂或自然发火期短的煤层，以及装备水平低的小矿，采区走向长度可适当缩短。四、采区走向长度

（一）准备方式一般情况下，双面采区的走向长度为800m~1000m。四、五、工作面长度（一）准备方式五、工作面长度（一）准备方式采区内留设的煤柱，有一部分可以回收，有的煤柱往往不能完全回收，致使煤炭资源损失。因此，采区实际采出的煤量低于实际埋藏量。采区内采出的煤量与采区内工业储量的百分比称为采区采出率。采区采出率：厚煤层不低于0.75，中厚煤层不低于0.8，薄煤层不低于0.85。

工作面采出率：厚煤层分层工作面不低于0.93，中厚煤层不低于0．95，薄煤层不低于0．97。六、采区采出率（一）准备方式采区内留设的煤柱，有一部分可以回收，有的煤柱往往不能完全回收采场和采煤工作面用来直接大量采取煤炭的场所，称为采场。在采场内进行回采的煤壁，称为采煤工作面。采煤工作在采场内，为了采取煤炭所进行的一系列工作，称为采煤工作。采煤工作可分为基本工序和辅助工序。包括：破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理。

一、采煤基本概念（二）采煤方法采场和采煤工作面一、采煤基本概念（二）采煤方法采煤工艺按照一定顺序完成各项工作的方法及其配合，称为采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成采煤工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。采煤系统采煤巷道之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系，称为采煤巷道布置系统。也即为采煤系统。（二）采煤方法采煤方法

采煤工艺与采煤系统在时间上、空间上相互配合的总称。根据不同的矿山地质及技术条件，可有不同的采煤系统与采煤工艺相配合，从而构成多种多样的采煤方法。通常按采煤工艺、矿压控制特点，首先将采煤方法分为壁式体系和柱式体系两大类。采煤工艺（二）采煤方法采煤方法二、采煤方法分类（二）采煤方法二、采煤方法分类（二）采煤方法单一长壁采煤法示意图（a）走向长壁；(b）倾斜长壁（仰斜）；（c）倾斜长壁（俯斜）1、2—区段运输、回风平巷；3—采煤工作面；4，5—分带运输、回风斜巷（二）采煤方法单一长壁采煤法示意图（二）采煤方法房柱式采煤法示意图1—房；2-煤柱；3—采柱（二）采煤方法房柱式采煤法示意图（二）采煤方法爆破采煤工艺（又称炮采工艺），其工艺过程包括打眼、放炮落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、人工支架和回柱放顶等主要工序。目前，我国正规炮采工作面都采用金属支柱和铰接顶梁支护，并正在推广单体液压支柱。采空区处理。全部垮落法通常适用于直接顶易于垮落或具有中等稳定性的顶板。三、爆破采煤工艺（二）采煤方法爆破采煤工艺（又称炮采工艺），其工艺过程包括打眼、放炮落煤和全部垮落法回柱放顶工序a—最小控顶距时支架形式；b—第一次推进后支架形式；c—放顶前（最大控顶距）支架形式；d—放顶后恢复到最小控顶状态（二）采煤方法全部垮落法回柱放顶工序（二）采煤方法普通机械化采煤工艺，简称普采，是用机械方法破煤和装煤、输送机运输、单体支柱和铰接顶梁支护采空区顶板的采煤工艺。普采工作面常用的机械破煤装备单滚筒采煤机双滚筒采煤机四、普通机械化采煤工艺（二）采煤方法普通机械化采煤工艺，简称普采，是用机械方法破煤和装煤、输送机综合机械化采煤，简称综采，指在长壁工作面用机械方式破煤和装煤、输送机运煤和液压支架支护顶板的采煤工艺。综采工作面配备的主要设备双滚筒采煤机可弯曲刮板输送机自移式液压支架五、综合机械化采煤工艺（二）采煤方法综合机械化采煤，简称综采，指在长壁工作面用机械方式破煤和装煤放顶煤采煤工艺的实质是，在开采煤层的底部(沿底板或在煤层中某一高度范围的底部)布置一个采煤工作面，用常规的机械化采煤方法进行回采，工作面上方的顶煤，利用矿山压力的作用或辅助以人工松动方法使其破碎，并随工作面推进在后方放出，这种采煤工艺称为放顶煤采煤工艺。炮采放顶煤采煤工艺普采放顶煤采煤工艺综采放顶煤采煤工艺六、放顶煤采煤工艺（二）采煤方法放顶煤采煤工艺的实质是，在开采煤层的底部(沿底板或在煤层中某七、其他采煤方法1.“三下一上”采煤

“三下一上”采煤——在建筑物下、铁路下、水体下和承压水体上采煤时，既要保证建筑物和铁路不受到开采影响而破坏，又要尽量多采出煤炭。►岩层移动的一般特征

就煤层的开采来说，采空区周围的岩层移动和变形，一般表现为采空区上方顶板的弯曲下沉、断裂、垮落，底板岩层鼓起、开裂、滑动、以及采空区周围煤壁的压出、片帮等等。（二）采煤方法七、其他采煤方法（二）采煤方法►“三带”弯曲带（整体移动带）断裂带（导水断裂带），9-35h，垂直或斜交于岩层层面的断裂，平行于层面的离层跨落带，3-5h，规则和不规则实际中可能会不出现跨落带，不出现（二）采煤方法►“三带”（二）采煤方法减少地表移动和变形的开采措施1.防止地表突然下沉

措施：在一定的开采深度下，进行建筑物下采煤；开采急斜煤层时，在煤层露头处应留设足够的煤柱，以防止突然塌陷；在缓斜或倾斜厚煤层浅部开采时，应尽量采用倾斜分层长壁式采煤法，并适当减少第一、第二分层开采煤厚。2、减少地表下沉的措施（1）采用充填采煤法（2）使用分带开采法。（3）使用房柱式采煤。（4）减少一次采出煤厚。(1)建筑物压煤开采（二）采煤方法减少地表移动和变形的开采措施1.防止地表突然下沉(1)建筑物3、消除或减少开采影响的不利叠加的措施（1）分层间隔开采（2）合理布置各煤层（分层）的开采边界（3）尽量使用较长的采煤工作面，实行全柱开采（4）尽量不残留尺寸不适当的煤柱（5）协调开采4、消除或减少开采边界的影响(2)铁路下采煤主要指线路下采煤（桥梁、隧道和车站与普通建筑物相同）保证铁路列车和线路安全运行的条件下开采。（二）采煤方法3、消除或减少开采影响的不利叠加的措施（二）采煤方法►铁路下开采技术措施1、在采区布置上，应尽量使采动线路处于盆地主断面附近，避免线路处于移动盆地的边缘。2、严禁使用非正规的采煤方法。3、选择合适的采煤方法和顶板管理方法。4、在缓斜和倾斜厚煤层浅部开采时，应尽量采用倾斜分层采煤法，适当减小分层开采的厚度，禁用一辞采全稿采煤法。5、开采急斜煤层时，应尽量采用沿走向推进的小姐端伪倾斜掩护支架采煤