煤矿开采学2之第十六章井田开拓的基本概念
井田开拓基本知识
井田开拓基本知识井田开拓基本知识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；统一规划和开发的煤田或其一部分3、矿区开发；矿区根据储量、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，总称为矿区开发。
4、井田；划分给一个矿井开采的那一部分煤田5、立井：直接与地面相通的直立巷道6、暗立井：不与地面直接相通的垂直巷道7、斜井：与地面直接相通的倾斜巷道8、暗斜井：没有出口直接通到地面，用来联系上、下两个水平并担负提升任务的斜巷9、上山\下山:服务于一个采盘区的倾斜巷道，上山用于开采其开采水平以上的煤层；下山用于开采其开采水平以下的煤层11、平硐：直接与地面相通的水平巷道12、石门：不与地面直接相通的水平巷道，其长轴线与煤层直交或斜交的岩石平巷13、煤门：与煤层走向垂直或斜交的煤层平巷14、平巷；没有出口直接通到地面，沿岩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；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、矸石出运、供电、供气、供水等巷道线路及其设施19、阶段；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20、水平；布置大巷的某一标高水平面21、开采水平；简称水平，指地下采煤时，将井田沿倾斜方向按一定高度划分的开采范围22、采区式划分；在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干个具有独立生产系统的块段，每一块段称为采区23、分段式划分；在阶段范围内沿倾斜方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，每个分段沿倾斜布置一个采煤工作面24、带区式划分；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倾斜分带，每个分带布置一个采煤工作面。
井田开拓
4 井田开拓4.1井田开拓的基本问题井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。
这些用于开拓的井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。
合理的开拓方式，需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较，才能确定。
井田开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究。
1）确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置；2）合理确定开采水平的数目和位置；3）布置大巷及井底车场；4）确定矿井开采程序，做好开采水平的接替；5）进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造；6）合理确定矿井通风、运输及供电系统。
确定开拓问题，需根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全面比较后才能确定合理的方案。
在解决开拓问题时，应遵循下列原则：1）贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤高产高效创造条件。
在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。
2）合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。
3）合理开发国家资源，减少煤炭损失。
4）必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。
要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好状态。
5）要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综掘机械化、自动化创造条件。
6）根据用户需要，应照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及其它有益矿物的综合开采。
4.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标1）井筒形式的确定井筒形式有三种：平硐、斜井、立井。
一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。
平硐开拓受地形迹埋藏条件限制，只有在地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。
-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。
煤矿开采方式-井田开拓概念
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斜井开拓
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三、斜井盘区
• 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。
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P1
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四、斜井层位
1.沿煤层布置 适用于煤层赋存稳定，煤质坚硬及地质构造简单的矿井。
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表2-1 各种斜井提升方式的适应条件
斜井倾角 <17° <25° 25°～35° <15°
矿井年产量 /万ta-1 >60 15～60 15～90 <60
提升方式 带式输送机 串车 箕斗 无极绳
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立井开拓
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一、立井单水平
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复习
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适用条件
●地形条件合适、煤层赋存
位置较高的山岭、丘陵、沟 谷。
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井筒形式分析与选择
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二、斜井优缺点
优点
●（与立井相比）施工简
单，工期短，井筒装备简 单，投资少，掘进速度快。
优点
● 井筒斜度大，提升能力
采煤概论之井田开拓
井田开拓第一节基本概念⏹井田开拓：为了采取煤炭，需从地面向井下开掘一系列的井巷。
⏹井筒：从地面向地下开掘的用于行人、通风、运输、提升的通道。
有立、平、斜。
⏹巷道：与地面不直接相通的，用于行人、通风、运输等的通道。
直立巷道：巷道的长轴线与水平面垂直。
包括：立井、暗立井、溜井。
水平巷道：巷道的长轴线与水平面近似平行。
包括：平硐、平巷、大巷、石门、煤门。
倾斜巷道：巷道的长轴线与水平面有一定的夹角的巷道。
包括：斜井、采区上下山。
⏹硐室：空间三个轴线长度相差不大，且与地面不直接相通的地下巷道。
包括：井底水仓、变电所、绞车房、调度室、候车室。
⏹立井：有直接通达地面出口的垂直巷道，竖井。
⏹暗立井：没有直接通达地面出口的垂直巷道。
⏹溜井：担负自上而下溜放煤炭任务的暗井。
⏹平硐：有直接通达地面出口的水平巷道。
⏹平巷：沿煤层走向开掘的水平巷道。
⏹石门：布置在岩层中和岩层走向垂直或斜交的水平巷道。
⏹煤门：布置在煤层中和煤层走向垂直或斜交的水平巷道。
⏹斜井：有直接通达地面出口的倾斜巷道。
⏹暗立井：没有直接通达地面出口的倾斜巷道。
⏹上山：没有直接通达地面的出口，位于开采水平之上，从主要运输大巷沿煤层或岩⏹层由下向上开掘的倾斜巷道。
⏹下山：没有直接通达地面的出口，位于开采水平之下，从主要运输大巷沿煤层或岩层由上向下开掘的倾斜巷道。
⏹溜煤眼：专作溜煤用的小斜巷。
生产系统1）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、监测系统井下生产系统示意图1—主井；2—副井；3—井底车场；4—运输石门；5—运输大巷；6—回风立井；7—回风石门；8—回风大巷；9—采区运输石门；10—采区下部车场底板绕道；11—采区下部车场；12—采区煤仓；13—行人进风巷；14—运输上山；15—轨道上山；16—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—区段运输平巷；21—下区段回风平巷；22—联络巷；23—区段回风平巷；24—开切眼；25—采煤工作面。
-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。
井田开拓的基本概念
井田划分为阶段
❖ 阶段运送大巷及井底车场合在旳水平位置及 服务旳开采范围，称为开采水平，也简称 “水平”。
2．阶段与水平 （1）水平：阶段之间分界线所在旳水平面。
表达措施： A 标高：±0m -150m…. B 用途：运送，回风，开采水平…. C 采序：第一，第二水平….
❖ 一 煤田和矿区
煤田――在地质历史发展过程中，由含炭物 质沉积形成旳大面积含煤地带。
矿区――开发煤田形成旳社会组合称矿区。 有时几种矿区开发一种煤田，有时一种矿区 开发几种煤田。
矿区由多种矿井（或露天矿）构成。
❖ 煤田范围大小差别很大，面积从几十至数万 平方公里，储量数亿吨至数百亿吨甚至上千 亿吨。例如，神东煤田面积为31172km2，探 明储量2263亿t，远景储量10000亿t。平顶山 煤田，面积1044km2，储量90.7亿吨。这种 面积大、储量丰富旳煤田一般称为“富量煤 田”。假如煤田范围小、储量少、只能由一 种矿井开采旳煤田，一般称为“限量煤田”。
高级储量
❖ 3. 矿井储量分类
❖ 根据我国能源政策和煤炭资源情况，按目前
开采技术条件，煤炭储量分类如下：
可采储量
能利用储量 (A+B+C+D)
工业储量(A+B+C) 设计损失量
矿井地质储量 (平衡表内储量) 远景储量(D)
暂不能利用储量 (平衡表外储量)
❖ (二) 矿井储量旳有关名词解释
❖ 1．矿井地质储量（Z）
❖ 矿井地质储量涉及平衡表内储量和平衡表外储量。 平衡表内储量是指在目前技术条件下煤层旳主要指 标（如灰分含量、发烧量等）和经济技术指标（如 煤层旳厚度、赋存条件等）都符合工业要求，可供 开采旳储量。平衡表外储量是指煤层旳质量指标或 经济技术指标不能满足目前工业要求，目前暂不能 开采，但今后可能利用和开采旳储量。
采矿概论——井田开拓基本知识
二、阶段内的再划分
1.采区式划分 在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干个具有独 立生产系统的块段，每一块段称为采区，如下图， 井田沿倾向划分为3个阶段，每个阶段又沿走向划分 为4个采区。 在采区范围内，沿煤层倾斜方向将采区划分为若干 个长条部分，每一块长条部分称为区段。 2.分段式划分 在阶段范围内沿倾斜方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 倾斜布置一个采煤工作面。
井田边界划分方法
一矿
二矿 1 2 三矿 3
1－垂直划分；2－水平划分；3－以断层为界
作业：
1. 解释煤田和井田的概念。 2. 说明下列井巷名称： （1）立井、暗立井 （2）斜井、暗斜井 （3）平硐、岩石平巷、岩门 （4）采区上山、采区下山 3. 煤田划分为井田要考虑哪些主要因素？ 4. 试述井田境界的划分方法。
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。
四、矿井生产能力、服务年限与储量的关系
T=ZK/AK
Zk－矿井可采储量，万吨； T－矿井设计服务年限，a； A－矿井设计生产能力，万吨/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。
9－上山，10－下山，11－风井，12－岩石平巷，13－煤层平巷
（二）按服务范围及其用途可分为：
1.开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服 务的巷道。 2.准备巷道：为采区、一个以上区段、 分段服务的运输、通风巷道。 3.回采巷道：形成采煤工作面及为其服 务的巷道。
三、矿井生产系统 （一）井下生产系统 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、矸石出运、供电、供气、供 水等巷道线路及其设施，是矿井安全 生产的前提和保证。
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小结 1. 煤田和井田的概念。 2. 煤田划分为井田要考虑的主要因素。 3. 井田境界的划分方法。 作业：P276,1
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第二节 矿井储量、生产能力和服务年限
一、矿井储量 指井田内可采煤层的全部储量
（一）煤炭储量的分级分类 1.按可行性评价阶段划分 （1）概略研究储量 （2）预可行性研究储量 （3）可行性研究储量
1 2
5
3
(a)
1
2 4
3
5
(b)
1 24 3
5 (c)
1 24
3
5
(d)
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井田开拓方式及分类
开拓方式
立井 斜井 平硐 综合
单水平
上下山式
多水平
上山式
上山及上下 山混合式
分煤层大巷 集中大巷 分组集中大巷
图 开拓方式分类
三、确定井田开拓方式的原则
l 井田开拓解决的基本问题 井筒（硐）形式、数目、位置 阶段数目 开采水平数目、位置 大巷数目、位置 井底车场形式 采区或带区或盘区划分 开拓延深、技术改造
通风、运输和供电
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小结：
1.矿井资源/储量分类。 2.合理确定矿井的生产能力。 3.矿井的生产能力、服务年限与储量间的关系。 4.井田开拓方式及分类。 作业：P276，2，3
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第一节 煤田划分为井田
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
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第一节 煤田划分为井田
三、 井田人为境界的划分方法 （一）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。
（二）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
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。
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。
第二节 矿井储量、生产能力和服务年限
井型划分如下：
井型
生产能力（万t / a）
大型矿井： 120、150 、180 、240 、300、
400、500及500以上（其中300 万t/a及其以上又称特大型矿井）
在矿区内，划归给一个矿井开采的那一部分煤田。
第一节 煤田划分为井田
铜川矿区的井田划分
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第一节 煤田划分为井田
二、井田划分的原则（合理尺寸、合理开发） 1.要充分利用自然条件； 2.要有合理的走向长度： 井型井田走向长度（m）：小型矿井≥1500m；中型矿井 ≥4000m；大型矿井≥7000m。 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。
边界煤柱，这种方法称作水平划分。 （三）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。
第一节 煤田划分为井田
一矿
二矿 1
2
三矿
3
井田边界划分方法
1－垂直划分；2－水平划分；3－以断层为界
3
++ ++
近水平煤层垂直划分
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第一节 煤田划分为井田
一、 基本概念 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 大面积含煤地带称为煤田。 2.矿区和矿区开发
开发煤田形成的社会区域，成为矿区。 矿区根据储量、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，总称为矿区开发。 3.井田
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。
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第三节 开拓方式的概念及分类
一、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
巷布置和开掘工程。 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） 开拓系统：开拓巷道的形式、数目、位置及其相互联系
二、井田开拓方式分类
（四）按准备方式分 ： 上山式、上、下山式、混合式
上山式开采 －开采水平只开采上山阶段，阶段内设采区 或分带。 上、下山式开采－开采水平既采上山阶段，又采下山阶 段 上山阶段设采区或分带 下山阶段设采区或分带 上山及上下山混合式开采 － 上述方法综合应用。
a-立井单水平上下山，b-立井多水平上下山， c-立井单水平上山，d-立井多水平上下山混合式
第二节 矿井储量、生产能力和服务年限
对煤炭资源采出率的规定（稀缺煤种提高3%）
煤层分类 地点
薄煤层
中厚
厚
采区
85％ 80％
75%
工作面
97%
95%
93%
水力 70%
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第二节 矿井储量、生产能力和服务年限
二、矿井生产能力 （一）矿井生产能力
矿井设计生产能力（万t /a）即：设计中规定矿井在单 位时间（年或日）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。
四、矿井生产能力、服务年限与储量的关系
T=ZK/AK
Zk－矿井可采储量，万吨；
T－矿井设计服务年限，a； A－矿井设计生产能力，万吨/a；
K—储量备用系数，1.3～1.5。
中型矿井： 45 、 60 、90 。
小型矿井： 9 、 15 、 21、 30。
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第二节 矿井储量、生产能力和服务年限
（二）矿井生产能力的确定 1.井田储量：井田储量是确定矿井生产能力的一个重要因 素。通常，储量越大，生产能力应越大。 2.开采条件：可采煤层的层数、层间距离、煤层厚度及稳 定程度、煤层倾角、地层的褶曲等 3.技术装备水平：决定矿井生产能力的最主要因素是采掘 技术和机械装备。 4.安全生产条件：主要指瓦斯、通风、水文地质等。
和配合，总称开拓系统。
二、井田开拓方式分类
(一)按井筒（硐）形式分: 立井方式、斜井方式 、平硐方式、综合方式 （二）按开采水平数分 ： 单水平、多水平 （三）按开采水平大巷布置方式 分煤层大巷 － 每个煤层设大巷 集中大巷－煤层群设集中大巷和采区石门 分组集中大巷－煤层群分组，分组中设集中大巷
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第二节 矿井储量、生产能力和服务年限
2.按经济意义划分 （1）经济的储量 （2）边际经济的储量 （3）次边际经济的储量 （4）内蕴经济的储量 （5）经济意义未定的基础储量
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第四节 矿井储量、生产能力和服务年限
3.按地质可靠程度分 （1）探明的储量 （2）控制的储量 （3）推断的储量 （4）预测的储量