第二节井田内的划分。
第二章井田开拓方式(修改2)
第二章井田开拓方式(修改2)第二章井田开拓方式为了开采地下的煤炭资源，必须从地面开掘一系列通道进入煤层，这些通道统称为井巷。
由地表进入煤层时，为建立矿井运输、提升、通风、排水和动力供应等生产系统而进行的井巷布置和开掘工程称为井田开拓。
根据进入煤层的井硐形式不同，井田的开拓方式分为：斜井开拓、立井开拓、平硐开拓和综合开拓。
井田开拓方式、井巷施工顺序，以及井下运输、通风等生产系统总称为井田开拓系统。
第一节斜井开拓主、副井筒均为斜井的开拓方式称为斜井开拓。
斜井开拓方式在我国煤矿中应用较广，半数以上的矿井是斜井开拓。
随着技术和设备水平的发展，尤其是长距离、大运量、大倾角带式输送机的应用，使斜井开拓方式的应用更加广泛。
按井田内划分和阶段内的布置方式不同，斜井开拓可以分为多种方式。
这里只介绍斜井单水平采区式开拓及斜井盘区式开拓。
一、斜井单水平采区式开拓斜井单水平采区式开拓方式如图2-1所示。
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。
井巷开掘顺序：在井田走向中部，开掘一对斜井，主井1安装带式输送机提升煤炭，副井2用作辅助提升。
两斜井相距30～40 m。
当主副井筒掘至煤层底板岩石预定位置时，开掘井底车场3，并向两翼掘进水平运输大巷4和副巷5运输大巷在岩石中掘进，距煤层底板垂直距离20 m，副巷沿煤层掘进。
当掘到采区中部位置时，开掘采区下部车场通入煤层，并沿煤层掘进采区运输上山6和轨道上山7。
为加快矿井建设速度，在开掘主、副井的同时，可以在井田上部边界开掘回风井12。
当风井掘至回风水平后，即向两翼开掘阶段回风大巷11，并在采区上部掘进采区上部车场，贯通采区上山。
然后就可以在区段内掘进区段运输平巷8，区段回风平巷9及采煤工作面开切眼，并在开切眼内安装采煤设备。
待一切准备好后就可进行回采工作。
为了保证矿井的连续生产，上一区段采煤工作面产量递减之前，就要把接替区段回采巷道掘进完毕，将工作面准备好，以保证工作面正常接替。
2.1.32.1.3井田内划分方式
图1 井田划分为盘区
二、井田划分为采区、分段或带区
1. 阶段
根据煤层的赋存状况，当煤层有一定倾角时， 在井田范围内沿煤层倾斜方向，按一定标高将井 田划分成若干长条单元，称之为阶段。如图2所示 井田划分为I、Ⅱ、III 3个阶段。
阶段大小用阶段走向长度和阶段斜长度来表 示。阶段走向长度与该阶段所在位置的井田走向 长度一致。阶段斜长度由阶段垂高和该阶段处煤 层倾角决定。阶段上、下边界之间的垂直高度又 称阶段高度，等于阶段上、下边界面标高之差。
图7 分段式划分 Ⅰ、Ⅱ——阶段 一、二、三——分段
1——阶段运输大巷 2——阶段运输机上山 3——阶段轨道上山
4——分段运输行 5——分段回风巷
二、井田划分为采区、分段或带区
4. 带区式划分
当阶段内煤层倾角不大（一般<12°） 时，可以将整个阶段沿走向方向划分成若 干倾斜长条，每个倾斜长条称之为分带。
二、井田划分为采区、分段或带区
拆入视频1
二、井田划分为采区、分段或带区
2. 采区式划分
阶段的走向长度一般仍然较大，多达几公里甚至几十公里。将阶段沿煤层 走向划分成若干块段，每个块段叫一个采区，如图5所示。采区斜长与对应的 阶段斜长一致。采区走向长度应根据开采技术条件和采煤方法确定。不同采区 的走向长度不一定相等。
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，因此，一个矿井的开采水平 数目和阶段数目不一定相等。
一个井田可以用一个开采水平采完，也可以用2 个或更多开采水平才能采完，这要视井田内煤层赋存 条件和井田尺寸大小而定。前者叫单水平开拓，如图 3所示；后者叫多水平开拓，如图4所示。
图3 单水平开拓 图4 多水平开拓
合理的阶段垂高范围是：缓倾斜、倾斜煤层， 150~350m；急倾斜煤层，100~150m。
煤矿开采基本知识
正断层 逆断层
平移（推）断层
压性断层 根据受力性质分张 剪性 性断 (扭层性)断层
复合型断层
3、裂隙
裂隙又称为节理，指沿断裂面两侧没有发生 明显位移的断裂。
原生裂隙
根据成因次生裂隙构造裂隙张剪裂裂隙隙
非构造裂隙
三、陷落柱
岩溶陷落柱是煤系地层下部可溶性岩石在地 下水和重力作用下所产生的塌陷现象。
一、木棚子
二、金属支架
三、锚杆支护
锚杆的种类较多：
金属锚杆
木锚杆
竹锚杆
树脂锚杆
钢筋或钢丝绳砂浆锚杆
第五节 巷道掘进的辅助工序
一、通风工作 二、排水 三、辅轨 四、测量工作
局部通风机通风
第五章 采煤方法
采煤方法主要分为： 露天开采 井工开采 水力采煤 其它（煤炭汽化、液化等）
大型矿井：生产能力为 120万T/a、150万T/a、 180万T/a、240万T/a、300万T/a、400万T/a、 500万T/a及以上的矿井，300万T/a及其以上的矿 井又称特大型矿井。
中型矿井：生产能力为45万T/a、60万T/a、90万 T/a
小型矿井：生产能力为9万T/a、15万T/a、21万 T/a、30万T/a。
我国国有煤矿多为大、中型矿井；地方煤矿多为中 小型矿井；乡镇煤矿多是小煤窑，年产量在多小于 3万T/a。
第三节 矿井生产系统
（一）开拓巷道
1、井筒和平峒 2、井底车场 3、回风井 4、石门 5、运输大巷 6、回风大巷
（二）准备巷道
1、采区车场 2、采区煤仓 3、采区上山 4、采区下山
煤矿开采技术——井田开拓基本知识
第一篇井田开拓第一章井田开拓基本知识教学目标：1、了解矿井生产概况2、掌握基本概念3、掌握煤田划分为井田重点、难点和突破的方法：重点：基本概念和煤田划分为井田难点：煤田划分为井田突破方法：1、详细讲述2、动画演示教学内容和步骤（附后）第一节矿井生产概况一、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。
2、矿区和矿区开发：开发煤田形成的社会组合。
称为矿区对煤田划分的矿区，根据规划有计划的建井进行开发生产过程，称矿区开发。
大的煤田往往被划分为几个矿区开发，如陕西的渭北煤田划分为：铜川、蒲柏、澄合、韩城等矿区，走向170km地跨7个县市。
小的煤田可为一个矿区或一个矿井进行开发3、井田：煤田内划归一个矿井开采的一部分煤田或全部煤田。
、矿井巷道为进行采矿，在地下开掘的井筒、巷道和硐室的总称。
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－煤层平巷立井（竖井）——按其所处的空间位置和形状分：垂直巷道、水平巷道和倾斜巷道。
1、垂直巷道在地层中开凿的直通地面的垂直巷道主立井（主井）用于提升煤炭。
副立井（副井）用于提升或下放人员、材料、设备、矸石和矿井通风主要通道。
风井、排水井暗立井——无直通地面出口的垂直巷道主暗立井，副暗立井溜井——用于自上而下溜煤的垂直巷道。
溜煤眼——长度短，直径小的溜井。
2、水平巷道平硐——在地层中开凿的直通地面的水平巷道主平硐，副平硐。
石门——无直通地面出口，垂直或斜交于煤层走向，在岩层中开掘的水平巷道。
煤门——无直通地面出口，垂直或斜交于煤层走向，在煤层中开掘的水平巷道。
（开掘石门，穿过煤层的一段巷道）平巷——无直通地面出口，沿煤层走向开掘的水平巷道煤层平巷——开掘在煤层中的平巷岩石平巷——开掘在岩石中的平巷阶段大巷——为一个开采水平或阶段服务的水平巷道阶段大巷：阶段运输大巷、阶段回风大巷。
第二节井田内的划分
多水平开拓： 在井田范围里 只有二个或二 个以上的开采 水平。
一般适于开采煤层倾角较大的，倾斜长度较长的井田。
以立井开拓为例介绍单水平开拓与多水平开拓。
立井开拓方式 (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 1—主井；2—副井；3—井底车场；4—主要石门； 5—开采水平运输大巷
二、阶段内的划分 （一）、采区式划分 采区：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干个块段。每一个 块段称为采区。
C1
Q1 C2 Q2 Q3
C3 J1 J2
采区的面积 D1 单、双面开采 D2 J1 区段： D3 区段内的巷道 J2
J3
J3
分段式划分 采区式划分 分区式布置的特点是：采区布置较灵活，对地质条件适应性较高， 在一个水平内，一个大型矿井可以布置3－4个生产采区，如果每 个采区平均有3个采煤工作面同时生产，则全矿可以安排9－12个 采煤工作面，易于提高矿井生产能力；生产集中，便于管理实行 分区式通风，对开采具有瓦斯煤尘爆炸危险的煤层和自燃煤 层较为安全。
能力受带限制。
J1
D1 D2 D3
Q1 2
C3 J2
J1 J2
3
分段式划分
J3
（三）分带式划分 在阶段内沿煤层走向划分成若干个倾斜条带，每个条带布置1－ 2个采煤工作面，称为分带。在分带内，采煤工作面沿煤层倾 斜方向（仰斜或俯斜）连续推进。即由阶段的下部边界向上部 边界或者由阶段的上边界向下部边界连续推进
第二节
井田再划分
一、井田划分阶段 1．阶段划分 （1）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，每个长条部分称之为一个阶段。
煤矿开采的基本概念
h l sin
2、阶段的特征：
阶段下部布置运输大巷,阶段上部布置回风大 巷，形成独立的运输和通风系统。
（二）水平
1、水平— 常指某一标高的水平面。
表示：标高、开采顺序及用途
（1）0、-200、-500水平等
（2）矿井生产中，表示开采顺序，又称第一 水平、第二水平 （3）矿井生产中，常把运输大巷所在的水平 称运输水平；回风大巷所在的水平称回风水 平。
3、按厚度分类： 煤层的厚度：指煤层顶底板之间的法线 距离。 根据开采技术条件煤层按厚度分类： 薄煤层 M<1.3 中厚煤层 1.3 ~ 3.5 厚煤层 M >3.5 根据煤种、煤质、和煤层倾角，我国薄 煤层最小开采厚度为0.5~0.8米。
4、煤层的稳定性
煤层的稳定性：是煤层的形态、厚度、结 构及可采性的变化程度。 煤层按稳定性可分为： 1）稳定煤层 2）中等稳定煤层 3）不稳定煤层 4）极不稳定煤层
煤层平巷 开掘在煤层中的平巷 按层位分 岩层平巷 开掘在岩层中的平巷
运输平巷 按用途分 通风平巷
阶段平巷 按范围分分段平巷 区段平巷
阶段大巷 — 为一个开采水平或阶段服务的水平巷道 阶段大巷： 阶段运输大巷 阶段回风大巷。 区段平巷 — 为一区段服务的水平巷道 区段平巷 ： 区段运输平巷 区段回风平巷
4、矿井井型：根据矿井设计生产能力不同 而划分的矿井类型。 我国将矿井分为大、中、小三种类型，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。
五、地下开采与露天开采
运输上山 按用途分 轨道上山 通风上山
煤矿开采基本知识
矿物是地壳中一种或多种元素在各种地质作 用下形成的自然产物, 具有比较固定的化学成 分和一定的物理性质与形态。
自然界中已发现的矿物有两千多种, 绝大多数 呈固态, 也有的呈液态（如水、石油和汞等） 和气态（如沼气）。但组成岩石的常见矿物 并不多, 主要的仅20余种。
（三）岩石:岩石是矿物的集合体, 可包含一种或多种 矿物。
是坚固的外壳, 称为地壳, 平均厚度约为20km
。地壳主要由岩石组成, 组成岩石的是矿物, 而
矿物则是由各种化学元素所组成。因此, 在地
壳中蕴藏着非常丰富的矿产资源。
（一）元素
组成地壳的元素达百余种, 但占主要地位的是 氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢等, 而 以氧(46.6%)和硅(27.7%)为最多。
每一个单独的弯曲称为褶曲
有2种基本形式: 向斜: 岩层向下弯曲，核部是老岩层，两
翼是新岩层 背斜: 岩层向上弯曲，核部是新岩层，两翼
是老岩层 褶曲要素（基本组成部分）: 核部、翼部、 轴面、 枢纽
背斜
向斜
（二）断层构造 岩层或煤层受力超过其强度极限发生变形
破坏的类型，可以分为两类：
断层（两侧岩块有显著位移）和节理（裂隙） 。
岩石 最坚固、致密的石英岩及玄武岩。其它最坚固的岩石 很坚固的花岗岩类：
花岗岩（致密的）及花岗岩类岩石；
坚固的石灰岩；不坚固的花岗岩；坚固的砂岩；
一般的砂岩；铁矿石 砂质页岩；泥质页岩 坚固的页岩：不坚固的砂岩及石灰岩；软的砾岩 各种（不坚固的）页岩；致密的泥灰岩 软的页岩；很软的石灰岩；石膏；冻土；无烟煤；
1 、顶板的类型 根据顶板的岩性、厚度及 回采过程中垮落的难易程度，分为3种顶板 类型。
伪顶
煤矿开采的基本概念
4、区段间开采顺序 与阶段间开采顺序相同，分为区段间下行开采 顺序和区段间上行开采顺序。 区段间采用下行开采顺序有利于区段内煤层保 持稳定，特别是在煤层倾角较大的情况下。 5、煤层间、厚煤层分层间及煤组间开采顺序
后退式开采：分带工作面向运输大巷方向推进的 开采顺序。 前进式开采：分带工作面背向运输大巷方向推进 的开采顺序。
注：前进式与后退式的主要区别是工作面生产期 间回采巷道是预先掘出来还是在推进过程中形成。
采区、盘区或带区内工作面开采顺序比较
开采顺序 优点 缺点 1、不能预先探明煤层的赋存 情况； 2、形成和维护回采巷道需要 专门的护巷技术，采煤和 形成回采巷道相互影响； 3、新风要先经过采空区内的 回采巷道进入工作面，容 易漏风。
矿井设计生产能力：设计中规定的矿井在单 位时间内采出的煤炭数量，以“Mt/a”表示。 矿井井型：根据矿井设计生产能力不同划分 的矿井类型。
矿井井型的划分 特大型矿井 大型矿井
设计生产能力（Mt/a） 3.0、4.0、5.0、6.0 及以上 1.2、1.5、1.8、2.4 0.45、0.6、0.9 0.3 及以下
1、煤层分类：
按煤层倾角分类
近水平煤层 缓倾斜煤层 <8° 8°~ 25 °
中倾斜煤层
急倾斜煤层 按煤层厚度分类 薄煤层 中厚煤层 厚煤层 按煤层稳定性分类 稳定煤层 不稳定煤层
25°~ 45 °
>45°
<1.3m 1.3m ~ 3.5m >3.5m
中等稳定煤层 极不稳定煤层
2、影响开采的因素
二、矿区开发 矿区：统一规划和开发的煤田或其中一部分。
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阶段与阶段之间用水平来划分又称开采水平。 （2）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。
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单水平开拓：在井田范围里只有一个 开采水平。
一般适用于煤层倾角较小16度以下，倾斜长度较短的 井田。
Q1 2Biblioteka C3J1J2
分段式划分
D1
D2
J1
D3
J2
J3
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分段式与分区式比较：减少了采取上（下）山机电硐室工程量； 采煤工作面可以连续推进，减少了“搬家”的次数；采煤集中在 少量的工作面中，生产系统简单。
但是分段式布置易受地质条件限制，如煤层具有较大的倾斜断层 ，采煤工作面不能连续推进；能同时生产的工作面少，矿井生 产能力受带限制。
5—开采水平运输大巷
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二、阶段内的划分 （一）、采区式划分 采区：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干个块段。每一个
块段称为采区。
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C1
C2
Q1 Q2
C3
J1
Q3
J2
采区的面积D 1 单、双面D开2 采 J 1 区段： D 3
区段内的巷道 J2
J3
J3
采区式划分
分段式划分
分区式布置的特点是：采区布置较灵活，对地质条件适应性较高 ，在一个水平内，一个大型矿井可以布置3－4个生产采区，如果 每个采区平均有3个采煤工作面同时生产，则全矿可以安排9－12 个采煤工作面，易于提高矿井生产能力；生产集中，便于管理实 行分区式通风，对开采具有瓦斯煤尘爆炸危险的煤层和自燃煤 层较为安全。
第二节 井田再划分
一、井田划分阶段 1．阶段划分
（1）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，每个长条部分称之为一个阶段。
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阶段内的要素： ▲阶段斜长：阶段沿着倾
斜方向的长度称阶段斜 长。 ▲阶段高度：阶段上部与 下部的分界面之面之间 垂直高度。
Q1 2
C3
J1
J2
D1
D2
J1
D3
J2
分段式划分
J3
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（三）分带式划分 在阶段内沿煤层走向划分成若干个倾斜条带，每个条带布置1－
2个采煤工作面，称为分带。在分带内，采煤工作面沿煤层倾 斜方向（仰斜或俯斜）连续推进。即由阶段的下部边界向上部 边界或者由阶段的上边界向下部边界连续推进
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分带式布置的优点： 巷道布置系统简单，比分区是巷道 掘进工程料减少15－20％。投资降低18－40％，建井 工期短、投产快。
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多水平开拓： 在井田范围里 只有二个或二 个以上的开采 水平。
一般适于开采煤层倾角较大的，倾斜长度较长的井田。
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以立井开拓为例介绍单水平开拓与多水平开拓。
立井开拓方式
(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
1—主井；2—副井；3—井底车场；4—主要石门；
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（二）、分段式划分
在阶段的范围内，不再划分采区，若阶段的走向长不是很长，可 沿煤层的倾斜方向将煤层划分成若干个走向条带，每个条称为分 段。每一分段布置一个工作面。采煤工作面沿走向方向有井田中 央向井田边界推进，或者由井田边界向井田中央连续推进 分段的倾斜长度和区段斜长一样，分段的走向长度等于井田走 向全长。