实验一 井田开拓方式实验(实验指导书)
井田开拓
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经济意义
经济的 边际经济的 次边际经济的 内蕴经济的
固定矿产资源/储量分类表
探明的
可采储量（111） 基础储量（111b） 预可采储量（121） 基础储量（121b） 基础储量（2M11） 基础储量（2M21） 资源量（2S11） 资源量（2S21）
资源量（331）
地质可靠程度 查明矿产资源
（一）井田划分的原则
1、要充分利用自然条件 2、要有合理的走向长度 3、要处理好相邻井田的关系 4、要为矿井的发展留有余地 5、要有良好的安全经济效果
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充分利用自然条件划分井田
1—河流；2—煤层露头；3—城镇；4—铁路；5—大断层；6—小煤窑；一～九—划分的矿井
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充分利用自然条件划分井田
阶段斜长一般为几百米至上千米．随着强力胶带运输机和 大型防爆绞车的大量应用，近年来，阶段斜长增长量很大．
每个阶段都有独立的运输和通风系统．如：在阶段下部边 界开掘阶段运输大巷（兼作进风巷），在阶段上部边界开掘阶 段回风大巷，为整个阶段服务．上阶段采完后，该阶段的运输 大巷作为下一阶段的回风大巷。
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（二）井田人为境界的划分方法
1、垂直划分
相邻矿井以某一垂直面为界，沿境界线两侧备留井的边界煤柱称为垂直 划分。
2、水平划分
以一定标高煤层底板等高线为界，并沿该煤层底板等高线留置边界煤柱， 这种方法称作水平划分。
3、按煤组划分
按煤层（组）间距的大小来划分矿界，把煤层间距较小的相信煤层划归 一个矿井开采，把层间距较大的煤层煤层（组）划归另一个矿井开采。
煤矿井田开拓方式
第四节井田开拓方式一、井田开拓基本知识（一）矿井储量、生产能力和服务年限一个煤田的X围很大，面积由数十至数千平方公里，甚至上万平方公里，煤的蕴藏量由几亿到几百亿吨。
通常由几个或几十个矿开采。
划给一个矿井来开采的那部分煤田，叫做井田（或矿田）。
井田的边界多是以自然条件（大断层等）来划分。
井田X围的大小，决定了矿井的储量和开采条件，是建设矿井的基本根据。
矿井储量可分为远景储量和工业储量两类，是确定矿井生产能力的重要因素。
矿井的工业储量减去设计和开采损失，就是矿井的可采储量。
可采储量占工业储量的百分比叫做采出率（也称“回采率”），矿井采出率应大于75％以上。
采出率太低，不但浪费了资源，而且减少矿井的服务年限。
矿井可采储量与工业储量、生产能力和服务年限的关系，可用下式表示：Zk=(Zc-P)CZk=A·T·K式中Zk——可采储量，万t；Zc——工业储量，万t；C ——采区设计回采率，薄煤层（煤厚≤1.3m）为0.85，中厚煤层（煤厚1.3～3.5m）为0.80，厚煤层（煤厚＞3.5m）为0.75；A ——矿井设计生产能力，万t/a；T ——矿井设计服务年限，a；K ——储量备用系数，一般取1.2～1.4。
矿井生产能力，一般指矿井的设计生产能力。
按设计的生产能力大小矿井分为大、中、小三种井型：大型：1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0、5.0、6.0Mt/a 及以上；中型：0.45、0.6、0.9Mt/a；小型：0.3 Mt/a及以下。
矿井服务年限应与矿井生产能力相适应，使它们之间保持一个技术、经济上都比较合理的关系。
《煤炭工业矿井设计规X》（2005年版），对45万t/a及以上矿井，按不同井型，对矿井的设计服务年限作了相应的规定，中型矿井设计服务年限不小于40年，1.2～2.4 Mt/a矿井设计服务年限不小于50年，3.0～5.0 Mt/a矿井设计服务年限不小于60年，6.0 Mt/a及以上矿井设计服务年限不小于70年。
煤矿井田开拓方式设计
矿井设计一、井田概况某井田含有两层煤，煤层厚度分别为1M 6m,2M 8m,走向长度8km ，倾斜长度1860m ，煤层间距10m ，煤层倾角34°，煤层露头深度为72m ，设计生产能力为180万t/a 。
瓦斯等级属于低瓦斯矿井。
地表较为平坦，水文地质简单，煤层顶底板均为中等稳定砂岩。
初步设计矿井开拓方式，并初步分析大巷布置方式，同时设计井底车场。
二、井田开拓一、储量计算1、矿井地质资源量计算t 2604025.1)86(18608000万=⨯+⨯⨯=Z Z2、矿井资源/储量计算以勘探地质报告为基础，矿井可行性研究和初步设计阶段的矿井工业资源/储量计算按下式计算：k Z Z Z Z Z Z M M b b g 333222112122111++++=g Z ——矿井工业资源/储量；b Z 111——探明的资源量中经济的基础储量；b Z 122——控制的资源量中经济的基础储量；112M Z ——探明的资源量中边际经济的基础储量；222M Z ——控制的资源量中边际经济的基础储量；333Z ——推断的资源量；k ——可信度系数，取0.7～0.9，地质构造简单、煤层赋存稳定的取0.9；地质构造复杂、煤层赋存不稳定的取0.7。
根据钻孔布置，在矿井地质资源储量中，60%是探明的，30%是控制的，10%是推断的。
根据煤层厚度和地质，在探明和控制的资源量中，70%的是经济基础储量，30%的是边际经济的基础储量，则矿井工业/资源储量：t Z b 万8.10936%70%6026040111=⨯⨯=t Z b 万4.5468%70%3026040122=⨯⨯=t Z M 万2.4687%30%6026040112=⨯⨯=t Z M 万6.2343%30%3026040222=⨯⨯=因为地质条件简单，k 取0.9，则t k Z 万6.23439.0%1026040333=⨯⨯= 则g Z =10936.8+5468.4+4687.2+2343.6+2343.6=25778.8万t3、矿井设计资源/储量矿井设计资源/储量可按下式计算)(1P Z Z g S -=式中S Z ——矿井设计资源/储量；1P ——断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建筑物煤柱、露头煤柱、水平面煤柱等永久煤柱损失量之和。
井田开拓方案
第二章井田开拓第一节井田与井田的再划分一、煤田划分为井田在地质历史发展的过程中，含炭物质沉积形成的基本连续的大面积含煤地带，称为煤田。
煤田有大有小，大的煤田面积可达数百到数万平方公里，煤炭储量从数亿吨到数百亿吨，这种面积广大，储量丰富的大煤田称为“富量煤田”。
对于“富量煤田”，若由一个矿井来开采，不仅经济上不合理，而且技术上也难以实现。
因此，需要将煤田划分成适合于由一个矿区（或一个矿井）来开采的若干个区域。
开发煤田形成的社会区域，成为矿区。
大的煤田往往被划分为几个矿区去开发，面积和储量较小的煤田也可由一个矿区来开发。
矿区的范围仍然很大，需根据煤炭储量、赋存条件等情况，进一步划分为井田。
在矿区内，划归给一个矿井开采的那一部分煤田，称为井田（矿田）。
（一）井田划分的原则在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。
1.充分利用自然条件尽可能利用大断层等自然条件作为井田边界，或者利用河流、铁路、城镇下面留设的安全煤柱作为井田边界。
这样做既相对减少了煤柱损失，提高了煤炭采出率，又减少了给开采工作造成的困难，还有利于保护地面设施，如图2-1所示。
图2-1 利用自然条件作为井田边界1－河流；2－煤层露头；3－城镇；4－铁路；5－大断层；6－小煤窑；一～九－划分的矿井2.要有合理的走向长度井田范围必须与矿井生产能力相适应，保证矿井有足够的储量和合理的井田参数，尤其是要有合理的走向长度。
在一般情况下，井田走向长度应大于倾斜长度。
井田走向长度过短，则难以保证矿井各个开采水平有足够的储量和合理的服务年限，造成矿井生产接替紧张；或者在这种情况下为保证开采水平有足够的服务年限使阶段（水平）高度加大，将给矿井生产带来困难。
井田走向长度过长，又会给矿井通风、井下运输带来困难。
因此，在矿井生产能力一定的情况下，井田走向长度过长或过短，都将降低矿井的经济效益。
我国现阶段合理的井田走向长度一般为：小型矿井不小于1500m；中型矿井不小于4000m；大型矿井不小于7000m。
《煤矿开采方法》课程实训任务书及实训报告书
《煤矿开采方法》课程实训任务书及实训报告书河南理工大学高等职业学院采矿工程系教研室模型实训一一、实训题目矿井开拓系统模型实训二、实训内容及模型配备1. 矿井生产系统模型；2. 片盘斜井开拓方式模型；3. 斜井单水平采区式开拓方式模型；4. 斜井多水平采区式开拓方式模型；5. 立井多水平采区是开拓方式模型；6. 立井多水平带区式开拓方式模型；7. 斜井单水平带区式开拓方式模型；8. 几种形式的综合开拓方式模型；9. 几种形式的井底车场线路及硐室模型。
三、实训要求1. 实训前，学生必须复习课程的相关知识，预习实训指导书，做好实训前的准备工作。
2. 实训教学的重点和难点是建立矿井巷道的空间概念。
要求学生在实训中，要认真对照模型，结合教学内容，理解巷道名称、用途、空间关系及其相互之间的联系方式，建立矿井开拓方式的空间概念，熟悉矿井生产系统。
3. 实训结束后要认真占些实训报告书，选择其中的一个实训模型，绘制出一种开拓方式的巷道布置平面图、剖面图。
矿井开拓系统实训报告指导教师班级学号姓名日期成绩一、实训题目二、实训目的及要求三、实训内容四、实训结果模型实训二一、实训题目采（盘）区巷道布置模型实训二、实训内容及模型配备1．单一薄及中厚煤层走向长壁采煤法上山采区巷道布置模型；2．单一厚煤层倾斜分层走向长壁采煤法采区巷道布置模型；3．近距离煤层群联合布置走向长壁采煤法采区巷道模型；4．石门盘区走向长壁采煤法盘区巷道布置模型；5．单一薄及中厚煤层倾斜长壁采煤法带区巷道布置模型；6. 近距离煤层群力和布置倾斜长壁采煤法带区巷道布置模型；7．几种急斜煤层采煤法的采区巷道布置模型；8. 柱式采煤、水砂充填采煤、三下采煤等采煤方法的巷道布置模型。
三、实训要求1. 实训前，学生必须复习课程的相关知识，预习实训指导书，做好实训前的准备工作。
2. 实训教学的重点和难点是建立采区巷道的空间概念，分析采（盘）区巷道布置方式及特点。
为此，要求学生在实训中，要认真对照模型，结合教学内容，理解巷道名称、用途、空间关系及其相互之间的联系方式，分析采（盘）区巷道布置的特点，分析采区生产系统。
煤矿开采实验室—实验指导书
煤矿开采实验室—实验指导书实验1 倾斜分层采煤法、煤层群巷道布置课时：2个学时服务课程：煤矿开采学一、实验目的介绍倾斜分层采煤法、煤层群巷道布置的特点，借助模型使学生对倾斜分层采煤法、煤层群巷道布置有更为直观的认识，从而能独立完成类似煤层巷道的设计。
二、原理说明倾斜分层采煤法巷道布置和煤层群巷道布置是类似的，只不过倾斜采煤法是在采区内布置运输上山和轨道上山，将厚煤层分层通过运输上山和轨道上山系统来实现开采；煤层群一般是在最下层煤（岩石）中布置运输上山和轨道上山，将上部煤层通过最下面布置的运输上山和轨道上山来实现开采。
三、实验设备倾斜分层采煤法、煤层群巷道布置模型。
四、实验内容1）讲解模型中巷道布置的特点；2）讲解模型中系统的通风、运煤、运料线路；3）启动模型，演示通风、运煤、运料线路。
五、实验注意项本实验主要是讲解和演示的结合，教师和实验室人员负责答疑和进行操作，学生以观察、询问为主。
实验应按操作说明进行，未经许可学生不得操作试验模型上的装置和仪器。
开启和关闭模型应按下列顺序进行：1）启动模型系统控制台；2）打开通风模型控制台电源；3）关闭通风模型控制台电源；4）打开运煤模型控制台电源；5）关闭运煤模型控制台电源；6）打开运料模型控制台电源；7）关闭运料模型控制台电源；8）关闭模型系统控制台。
六、思考题1）倾斜分层采煤法、煤层群巷道布置与单一煤层开采巷道布置有何区别？2）倾斜分层采煤法巷道布置和煤层群巷道布置主要适用于哪些煤层？3）区段分层平巷与集中平巷的联系方式种类，说明其应用条件？七、实验报告根据实验模型，徒手绘制倾斜分层采煤法、煤层群巷道布置平面图和剖面图，并对各个巷道名称加以标注。
实验2 近水平煤层开采课时：1个学时服务课程：煤矿开采学一、实验目的介绍近水平煤层开采的特点，借助模型使学生对近水平煤层开采巷道布置有更为直观的认识，掌握近水平开采的特点，从而能独立完成类似煤层开采方案的设计。
矿井开拓方式01--井田开拓
一 二
四
五六
七
三
八
九
利用自然条件作为井田边界划分井田
第七页，共134页。
相邻矿井以某一垂直面为界，沿境界线两侧备留井的边界煤柱称为 垂直划分。
以一定标高煤层底板等高线为界，并沿该煤层底板等高线留置边界 煤柱，这种方法称作水平划分。
按煤层（组）间距的大小来划分矿界，把煤层间距较小的相 信煤层划归一个矿井开采，把层间距较大的煤层（组）划归 另一个矿井开采。
2.沿煤层底板岩层布置
斜井布置在煤层底板稳定的岩层中，岩层距煤层距离 不小于1520m，一般用于开采倾角较大的煤层。
3.穿层布置 当斜井倾角与煤层倾角不一致时，可采用穿层布置，即 斜井从煤层顶板或底板穿入煤层。
第四十九页，共134页。
顶板穿层斜井
从顶板穿入煤层的斜井称为顶板穿岩斜井。 适用于倾角小的煤层
第三页，共134页。
开拓煤量可采期（年）= 期末开拓煤量/当年计划产量或设计能力
TdZ Ad35年
A计划年产量
准备煤量可采期（月）=期末准备煤量/当月计划产量或平均
月设计能力
TpZ AY p1年
AY计划月产量
三量可采期计算及规定回采煤量可采期（月）=期末回采煤量/当 年平均月计划产量
ThZah46月
第二十页，共134页。
任务实施
授课时要收集临近矿区的地质资料，结合具体条件进行井田划 分训练，依据矿井拐点坐标表，画出井田开采范围平面图；根 据地质钻孔基本参数表，在开采范围平面图中标出各钻孔位置 和参数；沿主要剖面做出主要勘探线的剖面图。提出井田内再 划分的不同方案，进行简单的技术比较，选择确定井田内再划 分的方案，作为后续课题、任务设计的基础。本任务的主要技 能点是进行矿图绘制基本能力训练。
02—井田开拓方式解析
3.优点：系统简单，工程量小，投资少， 工期短，斜井沿煤层掘进易施工，能够 补充地质资料，进一步了解煤层赋存情 况。
缺点：矿井内不能布置较多的工作面， 矿井生产能力小；容易出现掘进与生产 相互干扰，对地质变化适应性差。
4.适用范围：适用于煤层埋藏稳定，地 质构造简单，井田走向长度和倾斜宽度 不大，煤层埋藏不深的小型矿井。
二、斜井单水平采区式开拓
井田沿倾斜方向划分为两个阶段，每个阶 段沿走向划分为若干个采区，每个采区沿 倾向划分为若干个区段。
与片盘斜井相比 优点：矿井内能布置几个采区，不容易出
现掘进与生产相互干扰，对地质变化适应 性强。 缺点：井巷工程量大，建井期长，系统复 杂。
三、斜井盘区式开拓
近水平煤层，一般采用盘区式布置。斜井盘区 与斜井单水平采区式的区别在于斜井盘区的运 输大巷和回风大巷可以并列布置在井田倾斜的 大致中央。
5
43
3
1
2
2
1
(a)
(b)
1－主平硐；2－运输大巷；3－回风石门；4－回风平硐；5－回风井
阶梯平硐示意图
m1 m2 m 3
+ 690 + 550 + 400
第五节 井筒形式分析及选择
一、平峒开拓方式的优缺点及适用条件
优点： 1.开拓形式最简单、最有利； 2.出煤不需提升转载，环节少，系统简单，
2、生产系统：运输系统、通风系统 3、优点：巷道布置及生产系统简单，运输环节
少，通风线路短并有建井速度块、投产早。
缺点：上山阶段的分带回风是下行风。适用于煤 层倾角小于12°，地质构造简单，煤层埋藏较深 的矿井。
立井单水平带区式开拓
I 9
6
6
5
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实验一井田开拓方式实验
实验学时：2
实验类型：验证
实验要求：必修
一、实验目的
掌握各种井田开拓方式，掌握巷道名称、位置、巷道间的联系及布置方式，建立起空间概念；了解各种井底车场的布置方式；能够根据模型绘制开拓巷道布置平面图和剖面图。
二、实验内容
立井、斜井、平硐以及综合开拓开拓方式，各种井底车场形式。
三、实验原理、方法和手段
采用剖视方法表现井下开拓巷道布置的空间关系，通过模型展示各种井底车场的概念。
由老师解说，学生观摩。
四、实验组织运行要求
根据本实验的特点，采用集中授课形式。
五、实验条件
各种井田开拓方式的模型和各种井底车场的模型。
六、实验步骤
1．观看模型，听指导教师讲述；
2．自己对每个模型进行观察和描述，建立起空间概念。
七、思考题
1、立井开拓方式的特点，主要生产系统的运行路线？
2、斜井开拓方式的优缺点和适应条件。
3、井底车场的组成？并说明调车过程。
八、实验报告
实验报告的内容主要包括实验预习、实验记录和实验报告三部分：
1、实验预习
在实验前每位同学都需要对本次实验进行认真的预习，并写好预习报告，在预习报告中要写出实验目的、要求，需要用到的仪器设备、物品资料以及简要的实验步骤，形成一个操作提纲。
2、实验记录
学生开始实验时，应该将记录本放在近旁，将实验中所做的每一步操作和观察到的现象如实地记录下来。
3、实验报告
主要内容包括对实验中的现象、实验的关键点等进行整理、解释、分析总结，回答思考题。
学生选择一种开拓方式的模型，绘制平面图和剖面图，并说明各个生产系统，包括运煤、运料、提矸、通风、排水等；选择一种井底车场模型，绘制调车线路图，并说明调车方式。
九、其它说明
学生要遵守实验室管理的相关规定，服从实验员指挥，注意实验安全。