井田开拓方式及井田开拓的基本概念
《煤矿开采方法》习题集
《煤矿开采方法》习题集第一章井田开拓基本知识一、概念1、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。
2、矿区：开发煤田形成的社会区域。
3、矿区开发：矿区根据煤炭储量、赋存条件、煤炭市场需求量和投资环境等情况，确定矿区规模，划分井田，规划井田开采方式，规划矿井或露天矿建设顺序，确定矿区附属企业的类别、数目和生产规模、建设过程等。
4、井田：在矿区内，划归给一个矿井开采的那一部分煤田。
5、立井：有直接通达地面出口的垂直巷道，又称竖井。
6、暗立井：没有直接通达地面出口的立井，装有提升设备，也有主副暗立井之分。
7、斜井：有直接出口通达地面的倾斜巷道。
9、上山：服务于一个采区（或盘区）的倾斜巷道。
10、下山：由运输大巷向下，沿煤岩层开掘的为一个采区（或盘区）服务的倾斜巷道。
11、平硐：有出口直接通到地面的水平巷道。
12、石门：与煤层走向垂直或斜交的水平岩石巷道。
13、煤门:开掘在煤层中并与煤层走向垂直或斜角的水平巷道称为煤门。
14、平巷：没有出口直接通达地面，沿煤层走向开掘的水平巷道。
15、开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷道属于开拓巷道。
16、准备巷道：为采区、一个以上区段、分段服务的运输、通风巷道叫准备巷道。
17、回采巷道：形成采煤工作面及为其服务的巷道。
18、矿井生产系统：是指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、矸石出运、供电、供气、供水等巷道线路及其设施，是矿井安全生产的基本前提和保证。
19、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。
20、水平：通常将设有井底车场、阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的水平，称为“开采水平”，简称“水平”。
21、开采水平通常将设有井底车场、阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的水平，称为“开采水平”，简称“水平”。
-井田开拓方式
第二章 井田开拓方式2.1 井田开拓概念2.1.1 井田开拓方式的概念井田开拓：由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和采掘工程称为井田开拓。
矿井开拓方式：矿井井筒形式、开采水平数目及阶段内的布置方式的总称。
2.1.2 井田开拓方式的分类（1）按井筒（井筒 ：由地面通达矿体的巷道）形式分：立、斜、平、综、分区域；（2）按水平数的多少分：单水平、多水平；（3）按开采准备方式分：上山式、下山式、上下山式、混合式；（4）按开采水平大巷的布置方式分：分煤层大巷、集中大巷、分组集中。
如立井单水平上下山（采区）式、立井多水平上下山（采区）式、立井多水平上山（采区）式、立井多水平上山及上下山混合（采区）式，绘出关系图形如下图2.1。
图 2.1 开拓方式分类关系图2.1.3 确定井田开拓方式的原则合理确定矿井生产能力，井田范围，进行井田内的划分，确定井田开拓方式，井筒数目及位置；选择主要运输大巷布置方式及井底车场形式； 确定井筒延伸方式及井田开采顺序。
其确定开拓方式的基本原则为：（1）多出煤、早出煤、出好煤、建设高产高效安全生产矿井，集中，简单；（2）按《规程》完善通风条件，良好生产条件；开拓方立 井 斜 井平 硐 综 合单水多水平上下山 上 山 上下山混 合 分层大集中大分组集中大（3）减少煤柱损失，减少巷道维护量，提高矿井采出率；（4）减少工程量，降低投资，减少建工工期‘新技术机械化。
2.2 斜井开拓斜井开拓时，根据井田再划分方式和阶段内布置形式可组合成多种开拓方式。
如：“斜井单水平分区式”、“斜井单水平分带式”、“斜井多水平分区式”、“斜井多水平分段式”等。
本节仅举例介绍我国目前常用的几种斜井开拓方式。
2.2.1 片盘斜井开拓片盘斜井开拓是斜井开拓的一种最简单的形式。
它是将整个井田沿倾斜方向划分成若干个阶段，每个阶段倾斜宽度可以布置一个采煤工作面。
在井田沿走向中央由地面向下开凿斜井井筒，并以井筒为中心由上而下逐阶段开采。
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
第三章井田开拓
第一节 井田开拓的基本概念 第二节 井田开拓的基本知识 第三节 井田开拓方式 第四节 井田开拓中几个主要问题
第一节 井田开拓的基本概念
一、矿井开采的基本概念 1.煤田 在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积形成的大面
积含煤地带称为煤田。 2.矿区 矿区是指开发煤田形成的社会区域。 3.井田 井田是指划归一个矿井开采的一部分煤田或全部煤田。
定的可采煤量。 回采煤量，是早准备煤量范围内，已掘进的回采巷道及
开切眼所圈定的可采储量。 六、矿井采掘关系
采煤和掘进时煤矿生产的两个基本环节，“采掘并举， 掘 进先行”是煤炭工业的一项技术政策。
家煤炭储量计算标准的全部储量，又称矿井总储量。 （二）矿井生产能力 矿井生产能力是指矿井一年内能生产煤炭的数量，又称
矿井年产量或井型。 （三）矿井服务年限 一个矿井从投产到报废的开采年限，称为矿井的服务年
限。
三、井田再划分 （一）井田划分为阶段 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走向全长的长条形，每 一个长条叫一个阶段。
4.按开采准备方式可分为上山式、下山式及混合式。
第二节 井田开拓的基本知识
一、煤田划分为井田 煤田划分为井田时应遵循的原则 1.井田范围、储量、煤层赋存及开采条件应与矿井生产
能力相适应。 2.保证井田有合理的尺寸 3.充分利用自然条件划分边界 4.合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系
二、矿井储量、生产能力和服务年限 （一）矿井储量 矿井储量是指井田范围内，通过地质手段查明的符合国
种。 （三）连续式开采 采用分段和整阶段布置时，工作面都是在阶段走向方向
不停顿地Байду номын сангаас续推进，称为连续式开采。
井田开拓
图2—7 带区式划分示意图 J1、J2、J3—阶段；F1、F2、…F7—带区；①、②—分带
3.带区式划分 这种布置方式的特点是采煤工作面通过 工作面运输巷和回风巷直接与阶段运输 巷和回风大巷相连，构成生产系统。这 种采煤方法称为倾斜长壁采煤法。 倾斜长壁采煤法巷道布置系统简单，比 采区式布置巷道掘进工程量少，其缺点 是分带工作面两侧倾斜采煤巷道掘进困 难、辅助运输不便。 带区式划分一般适用于煤层倾角小于12 度，地质构造简单的煤层。
(三)矿井服务年限
矿井服务年限：是指矿井从投产到报
废的开采年限。确定矿井年产量时 z 必须增大，分摊到全矿 每(采)吨煤的基建费用要增加。另一方面，由于 z 生产能力增大和集中生产，提高了效率，一部分 生产经营费并不随产量增大而成比例地增加，因 此分摊到每(采)吨煤上的费用相对减少。这样， 只有当矿井生产能力与服务年限设计相对合理时。 才能使吨煤的总费用最低
这种布置方式，各分段平巷通过主要上 (下)山直接与开采水平大巷联系，生产 系统简单，准备工作量少，采煤工作面 可以连续推进，减少了搬家次数，但是 生产能力小；当地质条件复杂时，工作 面难以顺利推进。分段式划分仅适用于 地质构造简单、走向长度较短的中小型 矿井。
3.带区式划分 在阶段内沿煤层走向划分为若干个带区， 带区内又划分成若干个倾斜分带，每个 分带布置一个采煤工作面，每个带区具 有独立的生产系统，如图2—7所示。
(二)矿井生产能力
矿井生产能力：一般指矿井的设计生产能
力，又称为矿井年产量，是指矿井在一年内 生产煤炭的数量。 一般地说，对储量丰富、埋藏浅、构造简单、 开采技术条件好的煤田，应建设大型矿井。 对于煤层埋藏不稳定、地质构造复杂、储量 不丰富、开采条件较差，以及煤层有煤和瓦 斯突出危险的煤田，建设大型矿井不适宜时， 可建设中、小型矿井。
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范围很大，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。
井田范围的大小，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 TK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w 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范》（ 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。
井田开拓方式
立井开拓有哪些优缺点？其适用于什么条件？立井开拓的适应性强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制；立井井筒短，提升速度快，提升能力大，作副井特别有利；对井型特大的矿井，可采用大断面井筒，装备两套提升设备；大断面可满足大风量的要求；由于井筒短，通风阻力较小，对深井更有利。
因此，当井田的地形、地质条件不利于采用平硐或斜井开拓时，都可考虑采用立井开拓。
对于煤层埋藏较深，表土层厚，水文情况复杂，需要特殊施工方法或开采近水平煤层和多水平开采急倾斜煤层的矿井，一般采用立井开拓。
斜井开拓有哪些优缺点？其适用于什么条件？斜井与立井相比，井筒掘进技术和施工设备较简单，掘进速度快，井筒装备及地面设施较简单，井底车场及硐室也较简单，因此初期投资较少，建井期较短；在多水平开采时，斜井石门工程量少，石门运输费用少，斜井延深方便，对生产的干扰少；大运量强力带式输送机的应用，增加了斜井的优越性，扩大了斜井的应用范围。
其缺点是：在自然条件相同时，斜井井筒长，围岩不稳固时井筒维护困难；采用绞车提升时，提升速度低、能力小，钢丝绳磨损严重，动力消耗大，提升费用高，井田斜长越大时，采用多段提升，转载环节多，系统复杂，占有设备及人员多；管线、电缆敷设长度大，保安煤柱损失大；对于特大型斜井，辅助运输量很大时，甚至需要增开副斜井；斜井通风路线长，断面小，通风阻力大，如不能满足通风要求时，需另开专用风井或兼作辅助提升；当表土为含水的冲积层或流沙层时，斜井井筒施工技术复杂，有时难以通过。
当井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质简单，井筒不需要特殊方法施工的缓斜和倾斜煤层，一般可用斜井开拓。
对采用串车或箕斗提升的斜井，提升不得超过两段。
随着新型强力的和大倾角带式输送机的发展，大型斜井的开采深度大为增加，斜井应用更加广泛。
斜井开拓（与立井比）有哪些优缺点？优点：（1）掘进技术和设备简单（2）掘进速度快，工期短（3）井上下设施简单。
多水平总石门短。
采矿学-第十四 章井田开拓的 基本概念
四、矿井服务年限(T)
1、矿井服务年限：矿井从投产到报废的整个服务期 限。 2、A、T、Zk三者关系 T Z k AK
式中：
T －矿井总的生产时间； K － 储量备用系数，地方小煤矿K＝1.3， 一 般矿井设计 K＝1.4，地质复杂的矿井及矿区 总体设计K＝1.5
考虑K的原因： 1）矿井增产
5)探明的(可研)边际经济基础储量(2M11)：勘查 工作程度己达到勘探阶段的工作程度要求。可 行牲研究表明，当时开釆是不经济的，但接近 盈亏边界，估算的基础储量和可行性评价结果 的可信度高。
6)探明的(预可研)边际经济基础储量(2M21) ： 同(2M11)的差别在于本类型只进行了预可行性 研究，估算的基础储量可信度高，可行性评价 结果的可信度一般。
3)控制的边际经济基础储量(2M22) ：勘查 工作程度己达到详查阶段的工作程度要 求。预可行牲研究表明，当时开釆是不 经济的，但接近盈亏边界，估算的基础 储量可信度较高，可行性评价结果的可 信度一般。
4)控制的次边际经济资源量(2S22) ：勘查工作 程度己达到详查阶段的工作程度要求。预可行 牲研究表明，当时开釆是不经济的，需大幅度 提高矿产品价格或大幅度降低成本后，才能变 成经济的。估算的资源量可信度较高，可行性 评价结果的可信度一般。 5)控制的内蕴经济资源量(332) ：勘查工作程度 己达到详查阶段的工作程度要求。未做可行性 研究或预可行性研究，仅做了概略研究，经济 意义介于经济的至次边界经济的范围内，估算 的资源量可信度较高，可行性评价可信度低。
8、矿井设计可采储量：是指矿井设计资源 /储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量 后乘以釆区采出率。
Zk =（Zs-P2）C 式中：Zk-矿井设计可采储量 P2-工业场地和主要井巷煤柱损失量 之和；
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第17章井田开拓方式
1根据井田内阶段数目及阶段内的准备方式不同，可以分为：单水平、多水平、分区式、分段式与带区式等。
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2立井开拓：立井多水平上山式开拓立井单水平上下山开拓
3斜井开拓方式:斜井多水平上山式开拓片盘斜井开拓
4平硐分类:垂直走向平硐走向平硐阶梯平硐
5
6综合开拓方式类型:平硐—立井—斜井平硐—立井平硐—斜井斜井—立井
第16章井田开拓的基本概念
1煤田划分为井田原则:（1）井田范围、储量、煤层赋存条件及开采条件要与矿井生产能力相适应。
（2）保证井田有合理的尺寸。
（3）充
分利用自然条件划分井田。
（4）合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系。
（5）直（折）线原则
2煤田划分为井田方法（1）垂直划分（2）水平划分（3）按煤组划分（4）按自然条件划分
3矿井储量可分为:地质储量、工业储量、可采储量
4国家规定采区回采率不得小于下列数值：厚煤层，75％；中厚煤层，80％；薄煤层，85％
5矿井生产能力：矿井设计的年生产能力，万t / a；
6矿井井型：按矿井设计年生产能力大小划分的矿井类型。
一般分为特大型矿井：300、400、500、600万t/a及以上；大型矿井：120、150、180、240万t/a；中型矿井：45、60、90万t/a；小型矿井：30万t/a以下。
7 影响矿井生产能力的因素：矿井地质条件；开采技术水平；国家需煤情况；安全生产条件。
8 井田开拓：由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程
9井田开拓方式：开拓巷道在井田内的总体布置方式。
（开拓、准备和回采巷道）
10开拓系统：开拓巷道的形式、数目、位置及其相互联系和配合，总称开拓系统
11井田开拓方式分类:（1）按井筒（硐）形式分立井、斜井、平
硐、综合方式（2）按开采水平数分单水平、多水平（3）按准备方式分上山式、上下山式、混合式（4）按开采水平大巷布置方式分分煤层大巷集中大巷分组集中大巷。