矿井开拓与井巷布置解析
井巷 基础知识
第一章基础知识一、矿井开拓方式在规划的井田范围内，根据精查地质报告及其他补充资料，认真研究井巷工程如何深入地下或进入煤置，为煤层的开采打通道路。
包括确定主、副、风井的井筒位置、井筒形式、井筒数目、井筒深度（或长度）、井下大巷的布置、采煤方式的选择、采区的划分、通风安全、提升运输等。
由于各井田的地质条件、煤层的埋藏深度、地形地貌等情况不同，井田的开拓方式也不一样。
开拓方式是以地面与井下主要巷道的连接方式来划分的。
通常分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、混合开拓四拓四种形式。
1、立井开拓：垂直连接地面与井下主要巷道的井筒开拓方式。
适用于煤层埋藏较深、表土层较厚、条件较复杂，或需要采用特殊方法施工的井筒。
立井开拓适应性强，一般不受煤层厚度、倾角、瓦斯、水等白然条件的影响，提升能力大，机械化程度高，易于白动化控制。
井筒多为圆形断面，地应力分布均匀，结构台理，有效断面大，通风条件好，维护费用低。
立井开拓一般采用主井箕斗提升，副井罐笼提引。
2、斜井开拓：在表土层较薄、水文地质条件简单，煤层赋存较浅的情况下，一般采用斜井开拓。
斜井开拓施工简便，施工设备配备较少，建设快、投资省。
由于倾角可以在一定范围内调整，井口位置和井底位置的机动性和适应性较大。
斜井提升一般采用主井强力胶带或箕斗提引，副井采用串车提升。
在大型及特大型矿井中，主斜井采用强力胶带提升较为普遍。
3、平硐开拓：是在山区利用水平巷道穿过山体进入煤层，实现煤炭开采的一种开拓方式。
4、混合开拓：受地面布置限制，采用单一的开拓方式不能满足要求时，可以采用混合开拓方式。
即立井-斜井、立井-平硐、平硐-斜井等。
二、岩石的坚固性。
1、岩石的坚固性系数。
在矿山开凿掘进中广泛应用的f值，是1909年由俄国普罗托季业利夫教授首先提出岩石坚固性一词，认为岩石坚硬性是表示采掘业难易程度的综台概念，它在各方面的表现是趋于一致的并用岩石坚固性系数f定量地表示岩石坚固性的大小。
岩石的坚固性有别于岩石强度，强度值与某种变形方式(如单轴压缩、拉伸、剪切)相联系，而坚固性反映的是岩石在几种变形方式的组合作用下抵抗破坏的能力。
矿井开拓及矿井基本巷道的实践与认识
也决定了井筒的断面形状 。 井 筒断面 形状 和布 置形式 ： （ １ ）井 筒断面 形状 。井简 断面形状主要根据井筒的用途 、服务年 限、穿过的岩层性质、 选择 的支护 材料，及施工方 法等因素确定 。我 国的矿井 中， 立井井筒 断面大多选用 圆形 ，只有少数小 型矿 井选用矩形 。 圆形 断面 常采用混凝土 、料石 或混凝土喷砼 支护，具有服 务 年 限长 、承 受地压性能较好 、生产期 间支护 不需要或很少 需 要维修 、通 风阻力小 ，以及 便于施工等 一系列优点 ，因此 ， 服务年 限在 １ Ｏ年 以上 的矿井都采用圆形断面 。其主要缺 点是 断面利用率较差 。 （ ２ ）井筒的布置形式 。井 筒断面布 置主 要 根据提升 间的提升容器 与井 筒装备 的类 型来决定 。井筒 断面 内除提 升间外 ，根据井 筒的用途和需要 的不 同，往往还须 布 置梯子 间、管子间或延伸间 。 （ 二 ）井底车场 。井底 车场是连接井 简和井下主要运 输 巷道 的一组巷道和硐 室的总称 ，是连接井 下运输和井 筒提 升 两个 环节 的枢纽 。井下 煤炭和矸石通过井 底车场经井筒转 运 到地 面，井上 的材料和 设备通过井底车场 转运到井下各个 地 点。排 水、通风 、动力供应 以及人员 上下等，也必须通 过井 底 车场。所 以它是矿井 生产 的咽 喉，直接 影响着矿井 的生产 和安全 。 井底车场路线多 ， 设备 多， 设计施工复杂，工程量 大。 井底 车场包括运输巷道和硐室两部分 。 井底车场形式的选择 选择井底车场形式受许多条件约束， 例如地面工业场地的布局影响井底车场的形式与 出口方 向；井 筒形式井筒与主要运输巷道的位置关系直接影 响井底车场 的形 式。其它还有矿井生产能力服务年 限等原因。本矿井年设计生 产能力为 ３ ０ ０万 ｔ ／年，第 一水平井 筒距运输大巷远，根据立 井井底车场 的形式，可选择环形刀式车场或折返尽头式车场 。
深矿井开拓的要求与巷道开采布置
深矿井开拓的要求与巷道开采布置董喜连(七台河市茄子河区安全生产监督管理局，黑龙江七台河154600)诤j‘。
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1l ?黼要】本支主要阐述了矿井开拓的内容缓要求、合理粕耄布置与开采布置、深矿井开拓和准备粕葺的支护等问题。
f鹾蓦枣i司深矿井；开拓；巷遗；支护矿井开拓是整个矿井和各水平开采总体性的工程布置、开采部署及其实施。
矿井开拓可划分为井田开拓与矿井开拓部署两部分内容。
井田开拓是布置和开掘由地表通达地下的井筒(平确)及为开采水平服务的巷道(开拓巷道)、通达煤层和采区的井巷布置和工程，矿井开拓部署是对井田内各煤层开采的方法和顺序做出总体性的安排并付诸实旋的总合。
矿井开拓要解决的是带全局性的生产建设问题，受多种因素影响和制约，要采用适当的方法，求得合理解决。
1矿井开拓的内容矿井开拓要对井田各部分煤层的开采做出原则性的安排，并对矿井开拓巷道布置和生产系统的技术方式作出抉择，主要内容包括：1)进行井田内的再划分，正确划分开采水平、阶段、分区、采区，合理确定开采水平的高度、数目及所在位置的标高。
2)正确选择井筒(平铜酮口)和地面工业场地的位置。
3)合理确定井筒(平酮)的形式、数目、功能、装备、断面和深度(长度)，以及主、副井和风井的配置关系。
4)合理布置和开掘井筒(开碉)、井底车场及嗣室、主要石门、运输大巷、采区石门、总回风道、总回风石门及风井等为全矿或开采水平服务的开拓巷道，建立全矿井开拓系统，对采用水砂充填的矿井，还要确定充填井巷的位置及主要参数。
5)合理确定矿井的提升方式、井下煤流运输方式和运输系统、辅助运输方式和系统、通风方式和通风系统及排水方式和排水系统，对采用水砂充填或水力采煤的矿井，还要确定‘充填系统或高压供水系统及其布置。
6)合理确定各煤层、各采区的配采方式与接替关系及开嗣啊-婷，处理好日常的采掘关系，及时做好工作面、采区和开采水平的开拓准备与接替。
03.矿井开拓方式4
第三章 井田开拓方式
•3-1 概念及分类 •一、开拓： •要采煤，就要开掘一系列巷道通到煤层，并且向 井田内扩展，以便把整个井田内的煤都采出来。 •开进入，拓扩展 •现代需开拓型人才，首先精通本专业业务（开）； 而且能够拓展，有创新工作能力。 •二、开拓方式 •从地面进入地下，并向井田两翼扩展的方式。 •（1）由地面进入地下的方式（开的方式） 即井硐形式有三种： •（2）开采水平的划分方式 （阶段（单、多水平），盘区式）
•应用条件： ①表土层薄、埋藏浅，地质构造简单， 水文地质条件简单，无流沙层（维护）。 ②井田范围小，特别是井田走向长度小 于1.5－2.0km。 ③应用于缓倾斜煤层（斜井提升限制）， 中小型矿井（受开采能力、提升能力限 制） •黑龙江就有很多属于片盘斜井。
•（二）斜井单水平分区式开拓 •1．井田划分特点 ①单一水平----上、下山两阶段。 ②阶段内分区式布置 •2．优点： ①一井一水平，负责两阶段，井巷量小，投资少； 水平的服务年限较长，上下阶段可同采，利于提 高产量。 ②不需延深井筒，有利于矿井稳定生产（一步到 位）。 •缺点： 如水、瓦斯较大，尤其是下山时排水、通风困难。
•（四）斜井开拓应用条件（一般条件） ①表土层薄，煤层埋藏浅。 ②水文地质条件简单，无流沙层。 ③缓及倾斜煤层（提升）。
•（五）斜井提升方式选择
主要取决于： •1、井型 井型A 主井（煤） 小 单钩串车 中小 双钩串车 中 箕斗或皮带 大 皮带 特大 强力（钢丝绳）胶带输送机
副井（料）2．井筒倾角
•=25°－35°→箕斗。过缓----装煤困难，装不满。如果 倾角大----井筒施工困难。 •≤25°→串车。防撒煤。若煤中有水，冬季水洒了----轨 道结冰----掉道（角大）。 •≤17°→皮带。角大易滑落、打滑（摩擦力不足）。跑偏 ----洒煤 •≤10°→无极绳，角大了绳卡易滑落，摘、挂钩不方便。
矿井开拓与生产系统-矿井开拓方式
编订：__________________审核：__________________单位：__________________矿井开拓与生产系统-矿井开拓方式Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-9349-38 矿井开拓与生产系统-矿井开拓方式使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。
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煤炭资源埋藏在山里或地下，必须从地面开掘一系列的井筒和巷道通达煤层，才能进行资源的开采。
这些井筒和巷道构成矿井开拓系统。
这些井筒和主要巷道在井田内的总体布置方式，称为矿井开拓方式。
通常按井筒形式将矿井开拓划分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓4种方式，如图3-1所示。
图3-1 矿井开拓系统1—平硐； 2—立井； 3—斜井； 4—斜巷1.立井开拓立井开拓是指利用垂直巷道由地面进入地下，并通过一系列巷道通达煤层的开拓方式。
当煤层埋藏较深，表土层厚，瓦斯、水文情况复杂等情况下广泛应用的一种开拓方式。
2.斜井开拓斜井开拓是指利用倾斜巷道由地面进入地下，并通过一系列巷道通达煤层的一种开拓方式。
根据井筒位置和开拓巷道布置方式的不同，可分为片盘斜井和斜井分区式开拓。
当煤炭储量较少时可采用片盘斜井开拓；斜井分区式开拓又分单水平分区式开拓和多水平分区式开拓。
3.平硐开拓平硐开拓是指利用水平巷道从地面进入地下并通过一系列巷道通达煤层的开拓方式。
矿井巷道布置
矿井巷道布置-2
矿井巷道布置
5.3 单翼、整层连续跨上(下)山巷道布置系统
20世纪70年代以前，我国国有重点煤矿中，除近水 平煤层外主要采用采区式准备，其中绝大部分是双翼采 区准备，将上（下）山布置在采区中部为采区两翼服务， 相对减少上（下）山及车场的掘进工作量。随着采矿技 术的发展，高产高效矿井采区式准备系统朝着扩大采区 尺寸及生产能力，推广跨上山连续开采和采区内整层、 单翼化布置方向发展。
因此，减少岩巷，尤其是取消采区内区段岩集巷的 问题尤为突出。但是，取消采区内区段岩集巷，煤、岩 巷垂直布置必需具备以下条件：
矿井巷道布置
(1) 消除和处理易燃厚煤层自然发火的隐患是采 区巷道布置改革的关键
在厚煤层分层开采过程中，无煤柱开采的广泛应用 和推广，采空区内不留煤柱，为消除采空区内煤炭自然 发火的隐患创造了十分有利的条件。
山和岩石集中巷布置模式为原型，通过扩大采区尺寸， 工作面等长切割和改用无煤柱开采等手段，对采区进行 合理化、规范化改革。改革后的巷道系统适应初期综采 开采的需要，回采巷道维护良好，安全生产设备完备、 可靠，很快移植到新建井的设计。
矿井巷道布置
改革后的巷道系统具有以下特点(图5-8)： ① 一个采区只有一对采区轨道运输上山和胶带输送机上
兖州矿区厚煤层矿井采区式准备系统巷道布置改革
针对兖州的实际和需要创出了具有特色的巷道布置系统。
形成具有系统性、科学性、综合性的实用技术和理论研
究成果。
矿井巷道布置
5.3.1 煤、岩巷垂直布置 1) 矿井原有巷道布置系统
（1） 双翼采区岩石上(下)山和岩石集中巷布置模式 二十世纪80年代初，以南屯煤矿沿用的岩石上(下)
山，且一般位于采区中部。 ② 采煤工作面的运输平巷与胶带输送机岩石集中巷重叠
浅析煤矿矿井开拓及巷道布置
浅析煤矿矿井开拓及巷道布置改进矿井开拓和巷道布置是煤矿生产中的一项具有战略意义的重大技术措施, 它不仅关系到当前的生产条件,同时也影响着今后的技术发展方向。
既具有现实的经济意义,又具有一定的政治意义。
改进矿井开拓和巷道布置,实现合理集中生产是当前煤矿生产的技术发展方向,是多快好省地发展煤炭生产中具有战略意义的重大技术措施,是煤炭工业技术政策的重要组成部分,也是不断提高生产管理水平的重要途径,同时更有利于改善劳动条件和作业环境,以获得较好的技术经济效果。
1 矿井开拓与巷道布置改进应遵循的原则(1)应本着实践第一的宗旨和安全生产为第一要务。
矿井开拓与巷道布置必须符合”煤矿安全生产试行规程”及有关的若干规定,不断地在生产实践中积累总结经验,提高劳动生产率,不断地改进和完善矿井开拓与巷道布置。
(2)矿井开拓与巷道布置应合理集中,克服分散现象。
对于一般的大中型矿井,应尽量以一个水平和较少的采取来负担矿井的生产任务;对于多水平生产的大型矿井,应在充分发挥各水平和各采区生产潜力的同时,尽量减少生产水平个数,逐步实现合理集中生产。
(3)应遵循有关的技术政策,力求在经济和技术上合理,以达到降低掘进率,提高每米开拓巷道的获得煤量,较少巷道维修工作量,节约支护材料与开拓费用,降低吨煤成本的目的,为提高煤质创造利好条件。
同时也要考虑到进一步挖掘矿井潜力,为提高煤炭产量留有一定的余地。
2 矿井开拓及巷道布置改进的主要途径改进矿井开拓与巷道布置的目的在于实现矿井的合理集中生产,以较少的开拓和准备巷道的掘进及维修工程量,获得更多的采煤量,改善矿井技术经济指标,实现煤炭生产的较好发展。
改进矿井开拓与巷道布置的主要途径可归结为以下几条。
(1)合理选择工作面长度,为提高回采工作面单产创造条件。
提高回采工作面单产是生产矿井挖潜增产的主攻方向。
在矿井开拓与巷道布置方面,主要应合理选择工作面长度,减少巷道工程量,为提高回采工作面单产及采区集中生产创造条件。
描述本矿井各采区、水平布置方式及延伸计划
描述本矿井各采区、水平布置方式及延伸计划本矿井分为三个采区，分别为采区1、采区2和采区3。
采区1位于矿井的北部，采区2位于矿井的中部，采区3位于矿井的南部。
采区1的水平布置方式为平行布置，即水平巷道与采煤工作面平行进行，形成多个水平巷道与工作面组合。
采区1的延伸计划是在原有的水平巷道基础上继续延伸，开拓新的工作面，以增加煤炭产量。
采区2的水平布置方式为交错布置，即水平巷道与采煤工作面呈交叉状进行布置，形成水平巷道与工作面的垂直交叉。
这种布置方式可以更加灵活地进行煤炭开采，提高采煤效率。
采区2的延伸计划是在原有水平巷道的基础上继续延伸，同时在交错点开拓新的工作面。
采区3的水平布置方式为扇形布置，即水平巷道与采煤工作面呈扇形进行布置。
采区3的延伸计划是在原有水平巷道的基础上继续延伸，扩大扇形布置的范围，以增加采煤面积和提高煤炭产量。
整个矿井的延伸计划是在各个采区的基础上，继续延伸水平巷道，开辟新的工作面，以满足日益增长的煤炭需求。
同时，还计划进行垂直布置，即在已有采区的基础上开凿新的垂直巷道，与水平巷道交叉，形成新的采煤工作面，以提高煤炭的开采效率。
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张清华
2012年4月
目录
第一章 矿井Biblioteka 拓系统第一节 井田开拓 第二节 矿井开拓方式 第三节 矿井阶段的再划分
第二章 矿井巷道布置
第一节 巷道的分类 第二节 井筒及位置选择 第三节 井底车场及布置 第四节 水平大巷的布置 第五节 采区巷道布置
第一章 矿井开拓系统
第一节 井田开拓
井通风、运输等条件综合考虑，实事求是地拟定生产能力。 2、要保证矿井有足够的可采储量 根据所拟定的井型和井田内的可采储量来计算矿井的服务年限。如服
务年限达不到下表的要求，应重新核对矿井的生产能力。有的井田虽有 足够的可采储量，但由于地质构造复杂，煤层薄且不稳定，万吨掘进率 很高，保产难度大，则应适当降低井型，使矿井有达产可能。
一、基本概念
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。
矿区——开发煤田形成的社会行政区域称为矿区。 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，规划矿井开采 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 矿区开发。 井田——划归给一个矿井开采的那一部分煤田称为井田。 井田开拓——为了把地下煤炭顺利采出，必须从地面向地下开掘一系 列的巷道进入煤层。井田范围内这些主要巷道的总体部署及其有关参数 的确定，就称为井田开拓。
二、确定矿井开拓方式的原则 矿井开拓方式决定着矿井生产系统的总体布局，在确定矿井开拓方式
时，应慎重考虑以下原则： 1、矿井开拓方式应根据煤层赋存条件，地质、地形、水文、表土层
厚度、井型、施工条件等因素，通过综合分析，多方案比较后确定。 2、技术上合理，开拓工程量和基建、技改投资要少。争取快见煤早
投产。井筒打得太深，则投资大，投产慢；反之，井筒延深频繁，生产 水平接替紧张，技术上不合理，经济效益受影响。
二、井田开拓 （一）井田划分的原则
1、利用自然条件和地质条件作为划分井田的依据 利用大断层、煤层倾角变化大的地点、河流、大型水库、铁路、重要的建筑设施等， 以减少煤柱损失和开采上的困难。 2、井田要有合理的开采技术条件 要有与矿井生产能力相适应的合理的井田尺寸。根据目前开采技术条件，井田要有 一个合理的走向长度。走向长度过短，使井筒延深频繁，生产水平接替紧张；反之则 造成矿井运输和通风困难。一般情况下，井田划分时，其走向长度应大于倾斜长度。 《煤炭工业设计规范》规定的井田走向长度如下：
同上 同上 同上 同上
注：表中服务年限的两组数据依次为非缺地区和缺煤地区。
3、要保证基本的安全生产条件 要充分考虑矿井的瓦斯、通风、水文地质等因素对井型的 影响。如高瓦斯矿井，所需风量大，通风能力以及瓦斯防治 措施可能成为影响井型的因素。又如，有些矿井涌水量很大， 为了减少矿井的排水费用，往往采取加大开采强度，缩 短矿井服务年限的措施。 4、对于有扩大井型潜力的生产矿井，可以进行某些生产 环节（如提升、运输、回采工艺）的改造。在确定矿井生产 能力时，也应该考虑实行改造后的增产因素。
3、生产环节要少、生产系统简单，做到生产和管理集中，降低成本， 提高效益。例如，一次提升和多段提升；工作面集中和工作面分散，两 者效益就不同。
三、矿井开拓方式
矿井开拓方式有立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓四种方式。
（二）人为划分井田 地质条件较为简单的煤田，也可人为划分井田。 1、水平划分井田法 当煤层倾角较大时，用一定标高的煤层底板等高线划分井田。甲矿开
采深部煤层，乙矿开采浅部煤层，见下图。
2、垂直平面划分法 当煤层倾角较小时，用一垂直平面划分井田，一矿开采浅部煤层，二 矿开采浅部煤层，见下图。
（二）确定矿井生产能力 确定矿井生产能力需要考虑如下问题： 1、要根据煤层赋存条件、储量分布、技术与设备、采掘关系以及矿
第二节 矿井开拓方式
一、矿井开拓方式应考虑的主要内容 矿井开拓方式主要是指由地表进入（或接近）煤层的井
筒方式。选择矿井开拓方式时，应确定以下主要内容： 1、井筒形式和数目,井口和地面工业场地的位置； 2、矿井划分阶段段数、阶段垂高（即运输水平至回风水
平的高差）； 3、井底车场的形式和主要巷道的位置； 4、开采顺序、采区及开采水平的接替方案； 5、矿井开拓延深或技术改造方案。
小型矿井（30万吨/a以下）不小于1.5Km； 中型矿井（45～90万吨/a）不小于4.0Km； 大型矿井（120～400万吨/a）不小于7.0Km； 特大型矿井（400万吨/a以上）不小于10～15Km。
3、要处理好相邻井田的关系 （1）处理好深部和浅部矿井的关系，避免出现压茬关系，应考虑给 浅部矿井的发展留有余地。 （2）处理好左右相邻矿井的关系，边界要整齐，降低开采难度；其 技术经济条件应相当。 4、矿井要有良好的安全经济效果 要力求使矿井有合理的开拓方式和采煤方法，便于选定井口位置和 地 面工业场地，有利于保护环境，使井巷工程量小、投资省、建井期短、 生产作业环境好，安全可靠。
（三）矿井服务年限的计算
井田范围和矿井井型确定以后，即可计算出矿井的服务年限。
T = ZK
K
AK .K
T 式中： K ——矿井服务年限（年）；ZK ——矿井可采储量（万吨）；
AK ——井型（万吨/年）；K ——储量备用系数（1.3～1.5）。
从上式不难看出，当井田可采储量一定时，井型与服务年限成反比关系,则 引起了基建投资和生产经营费用的变化。通过若干个不同井型和和服务年限 配合方案的技术经济比较，即可找出一个技术合理、开采安全、经济效益好、 资源损失少的最佳配合方案。
《地方国营煤矿设计若干规定》和《乡镇煤矿设计若干规定》对不同 井型矿井的服务年限做出了明确规定，见下表。
矿井服务年限
井型（万 吨/年）
1 3～6
6 9 15 21 30
服务年限不少 于（年） 5 10 12、12 15、15 20、18 25、20 30、25
备注
《乡镇煤矿设计若干暂行规定》 《乡镇煤矿设计若干暂行规定》 《地方国营煤矿设计若干规定》