第十八章 井田开拓巷道布置

下山开采在技术上的问题随煤层倾角变小而变弱 下山开采在经济上有利，上山开采在技术上优越。
3 5
6
(A )
6 4
2 (C ) 12 7
1 (B )
10 9 12
8 7
11
下山采区回风
维护上山采区上山及总回风道，风井及通风设施 为下山采区通风。 利用运输大巷配风巷回风。
3 5
6
(A )
6 4
2 (C ) 12 7
4 4
I
4
4
1 3
2
适用： 井田上部距地表 浅 4 2 1 （ 50100m ） ， 采 区尺寸大的采区。 3
I
多井筒分区域通风方式
5个分区，每区能力,
200万t/a 各分区布置一对立 井 通风：进风、回风 和 辅助运输 两个集中出煤斜井
1-双主斜井 2-双岩石运输大巷 3-分区主要大巷 4-煤仓 5-工作面 6-露头
第二节 风井（回风井）布置
一、风井布置 根据瓦斯涌出量 或等级 井型大小 井田走向长度 煤层条件（埋深）
（一）中央并列式通风
布置：进风井、回风井并列布置在井田中央工业场 地内； 两井相距中小型井3050m，大型井60150m
I 4 I I 5 3 1 2 3 2 1 5 4
I
中央并列式通 风
斜井适用条件
适应大中小矿井； 煤层埋藏浅 ； 表土层不厚，水文地质条件简单，不需特 殊施工法施工的缓斜和倾斜煤层。 胶带机可长；串车提升不宜超过三段。
（三）立井与斜井比较
立井的优缺点与斜井相反 立井的优点 1、井身短； 2、提升速度快，机械化程度高，对辅助提升 有利，对深井开采有利； 3、井筒断面大，提升，排水、动力供应等生 产经营费低； 4、井筒易维护； 5、对地质条件适应性强。
第一节 井筒（硐）形式及位置
一、井筒（硐）形式
8
二、井筒（硐）位置
16 20 23 18 22 20 21 19
17 23 25 24 2 1
25
21
3 19 15 4
5
（一）平硐开拓与斜井、立井开拓的比较
平硐的优点： （1） 运输环节少，设备少，； （2） 地面工业场地建筑和设施简单； （3） 不需留工业场地煤柱； （4）不设井底车场，水自流，无水仓； （5） 施工条件好，掘进速度快。 最简单的开拓方式，技术上和经济上最有利。 适用：平硐标高以上有足够储量的山岭地带。
80 70 60 50 自定
40 35 30 25
— — 25 20
— — 20 15
矿井阶段（水平）垂 高
1994年版煤炭工业矿井设计规范
井型 大、中矿井 小型矿井 缓倾斜煤层 100～250 60～100 倾斜煤层 100～200 80～120 急倾斜煤层 100～150 80～120
水平垂高（阶段斜长）有加大的趋势 2005年版煤炭工业矿井设计规范
16 20
8
25
1
井筒不穿过地质破 坏剧烈带及采动区；
23 18 20 19 22 21 15
17 25 24 2 1
23
井底车场应位于稳 定的围岩中（无大 构造）。
19 5
3
4
井筒位置要有利于工业场地布置合理
•有足够的场地 •利于联接铁路 •工程地质和水文地质条件 要好，避免滑坡、山崩等 威胁， •利于居民点建设 •井口要处于当地最高洪水 位之上
井筒（硐）沿走向方向的有利位置
L/2
大巷运输工作量
储量 U = L ×(W/cos α) ×m ×γ
W
•
井筒在井田一侧:
L L/4
大巷运输工作量=U×L/ 2
l 井筒在井田中央: 大巷运输工作量
W
= U / 2×L/ 4 × 2=U × L/4
在走向方向上井筒位于井 田中央大巷运输工作量最
L
均衡生产及矿井生产能力 中央：两翼能均衡生产，生产能力大。 井筒在井田一侧：单翼开采，生产能力小 通风情况： L/4 中央： W 两翼风量分配较均衡， 风路短，风压小。 一侧： 风路长，大巷通过风量 大，风压大。欲降风压， 巷道断面
l
合理划分开采水平
急斜煤层：一个开采水平只采上山阶段。 缓倾斜、中倾斜煤层：阶段斜长要照顾井田主要 块段 当16时，上下山开采
近水平煤层： 开采水平 在煤组内的合理位置及 标高 煤层间距近—开采水平设底部煤层中 煤层间距远—分组设开采水平
（三）辅助水平的应用
辅助水平（中间水平）— 在开采水平内，因 生产需要（局部阶段斜长过大）而增设有运 输大巷的水平位置及所服务的开采范围。
大（井筒、井底车场、石门、 小(井筒、井底车场、石门、 运输大巷等） 运输大巷等） 大 小
H H
s
H=Hs+Hx
T 长；井筒 延深次数少； 利于接替 煤（矸）上运，能力低， 费用高；全矿无折返运输
T 短，井筒延深多次；接替 紧张 煤（矸）下运，能力大，费 用低；全矿有折返运输
6、掘进
工序简单，容易，成本低
2 1 6 2 1 6
8 7 3 4 5 3 4 5
8 7
10
9
3 5
上 下 山 开 采 的 比 较
6
(A )
6 4
2 (C ) 12 7
1 (B )
10 9 12
8 7
上下山开采比较
开采方式
1、开拓工程 量 2、基建投资 3、水平垂高 4、水平服务 年限及接替 5、运输
上山开采
上下山开采中的下山开采
L
h
LP
S
3
Q
2
2、井筒（硐）沿倾斜方向的有利位置
（1）立井
1水平
2水平
3水平 4水平 5水平 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
石门工程量 初期工程量 井筒在Ⅱ位置石门长度最短，初期工程量较小
工业场地压煤
煤柱损失与埋深、倾角成正比 井筒位于浅部时煤柱损失较小 但要尽量减少第一水平煤柱损失
富含水层限制
φ γ C 4 1 φ
井筒位置一般选择原则
•选择工业场地不太困难，先考虑井下开采 合理的井筒位置； •选择工业场地困难，先工业场地合理，并 结合井下一并考虑。 •冲积层很厚，水文地质条件复杂，结合井 下有利位置和冲积层较薄的地点布置。
第二节 风井（回风井）布置
一、风井布置 根据瓦斯涌出量或等级 井型大小 井田走向长度 煤层条件（埋深）
布置：主、副井位于井田中央，风井设在井田 中央上部边界。
I
6 5 I--I 2 4 1 2 3 3 4 1 6
5
I
使用：副井进风，风井回风 优点：风路短，风阻小，井下漏风少 缺点：深部要维护较长的上山回风；工业场地 分散 I
6 5
中央边界式通 风
4 1 2 3
适用： I--I 煤层赋存不太深的缓、 中倾斜煤层矿井 2 1 6 5 煤层赋存深，瓦斯大 的矿井 4 3 矿井生产后期
a.罐笼或串车提煤的中小型井 —主井进风， 副井回风。 b.箕斗或胶带提煤的大中型井 — 副井进风， 主井回风 c.在井田上部边界另设安全出口。
优点: 工业场地集中，管理方便；井筒保护煤柱少。 缺点： 通风线路长，风阻大，漏风多。 适用： 井田尺寸、能力不很大、低瓦斯矿井； 矿井投产早期。
（二）中央边界式通风（中央分列式）
1、立井井筒位置一般应用： 近水平、缓倾斜煤层单水平上下山开拓 不受地质条件限制时，井筒位置应靠近井田 储量中央，或上山部分要略大于下山部分 缓倾斜、中倾斜煤层多水平开拓 井筒沿倾斜适当靠近井田上部，“中偏上” 位置， 大致处于高级储量之中心。 保护井筒及工业场地煤柱少； 初期工程量小； 井筒煤柱不压初期投产采区储量。
1 (B )
10 9 12
8 7
11
3、下山开采的应用条件
煤层16，CH4低，涌水量小，最优 l 井田深部边界不一，储量不足，不宜再延 深或设水平 l 上下水平接替紧张，多水平开采的矿井 （设剃头下山采区）担负生产任务 l 煤系底板为富含水的奥灰岩，井筒不能延 深，有时不得不下山开采（彩屯矿，平顶山 局） l 用下山开采勘探井田深部煤层
水自流入仓，系统 简单，费用低
①每个区段设临时水窝，安小水 泵排水至大巷 ②将采区下山一次掘至终深，在 采区下部设水仓及硐室，安泵排 水，工程量大，费用高
可行 低 高
(C ) 3 5
技术上 基建投资 生产经营费
优 高 低
6
(A )
6 4
2 12 7
1 (B )
10 9 12
8 7
11
上下山开采比较
工序复杂，装运困难，速 度慢，成本高；水大时困 难
上下山开采比较
7、通风 新风、泛风均向上， 线路短；漏风少； 通风设施少；管理 方便，费用低。 ①两下山相距近，负压大，漏风 大 ;② 通风线路长，最困难时期 比上山采区长一倍 ; ③通风交叉 点和设施多，④管理复杂,CH4大 时，费用高。
8、排水
第三节 开采水平的划分及大巷布置 一、开采水平划分 开采水平：运输大巷及井底车场所在的水 平位置及所服务的开采范围。 开采水平垂高：开采水平上下边界之间的 垂直距离。
水平垂高的确定
实质:阶段垂高（斜长）和是否上下山开采
6 7 8
（一）合理的开采水平垂高 1、合理的阶段斜长 2、合理的区段数 合理的采煤工艺及采面参数； 在一定设备条件下，能达到的阶段斜长。
井型 大、中矿井 缓倾斜、倾斜煤层 200～350 急倾斜煤层 100～250
近水平煤层开采的水平垂高
（二）下山开采的应用
下山开采：利用 原开采水平的井 巷和设施，开采 该开采水平之下 的采区，煤从下 向上运输。 上下山开采：一 个开采水平既采 上山阶段又采下 山阶段。
1、上下山开采比较 比较 :利用原有开采水平进行下山开采； 另设开采水平进行上山开采。