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煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-1 第三章第三章 井田开拓基本问题井田开拓基本问题 第一节第一节 井筒的位置及数目井筒的位置及数目 一、井筒硐数目 根据井（硐）形式、矿井提升任务大小和通风要求等因素确定的。 （至少要有两个井筒） 1、双提升井筒开拓开掘两个提升井，一个为主井，担负提煤；一个为副井，担负人 员、设备、材料、矸石等的辅助提升。 2、多提升井筒开拓在一个井田中，装备两个以上的提升井筒开拓整个井田。 3、单提升井筒开拓装备一个井筒，担负提煤及人员、设备、材料、矸石等的辅助提 升，另设一个通达地面的安全出口。 二、主井筒（硐）位置 合理的井筒位置应有利于 井下生产； 井筒和井底车场的开掘、维护及使用安全； 地面工业广场的布置。 要求不受地面和井下地质条件限制时，井筒应位于井田储量中心（主要指立井） （一）对井下开采合理的井筒位置 1、井筒沿井田走向的位置 应设在井田中央；当井田两翼储量呈不均匀分布时，应在储量中央。避免井筒偏于一侧， 造成单翼开采不利局面。 （1）大巷运输工作量 储量 U L W/cos α m γ 井筒在井田一侧 大巷运输工作量UL/ 2 井筒在井田中央大巷运输工作量 U / 2L/ 4 2U L/4 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-2 L W L / 4 L W L / 4 L W L / 4 L W L / 2 L W L / 2 L W L / 2 L W L / 2 L W L / 2 图 3-1-1 井筒在井田中央时大巷运输量 图 3-1-2 井筒在井田一侧时大巷运输量 （2）均衡生产及矿井生产能力 井筒在井田中央，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。 （3）通风 井筒在井田中央，两翼风量分配较均衡，风路短，风压小。 井筒在井田一侧，风路长，大巷通过风量大，风压大。欲降风压，必须加大巷道断面 （4）采掘接替 井筒在井田中央，两翼基本同时结束，较快转入下水平 井筒在井田一侧，生产能力相同时，后期一翼生产，运输、通风过分集中，采掘相互干 扰，不能较快转入下水平 实际中形成单翼井田的原因实际中形成单翼井田的原因 地质勘探资料不足，井筒需要靠近高级储量范围； 受地形限制； 后期增产，改建扩大井田范围。 2、井筒（硐）沿煤层倾向位置 图 3-1-3 后期扩界形成单翼井田 （1）立井 （a）立井井筒沿煤层倾向位置 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-3 C 1 2 3 1 1 44 2 4 2 φ γ φ β AB 图 3-1-4 立井井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案 1－井筒；2－石门；3－富含水岩层；4－需保护的场地范围 考虑因素 A．石门工程量及初期工程量B 处最少 B．工业广场压煤煤柱损失与埋深、倾角成正比，A 处最少。 C．位置不受富含水层等其它限制，C 处最佳。 表 3-1-1 立井井筒位置比较 井筒位置优缺点 B 处石门总长度较短，沿石门的运输工作量较少。煤柱损失较大。 A 处 后期工程量大，石门总长度和沿石门的运输工程量也较大，尤其深部开采不利。但煤 柱损失最少。 C 处 初期工程量大，石门总长度和沿石门的运输工程量也较大，煤柱损失最大。但对开采 井田深部及向下扩展有利。 A、B 处井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井开采，生产系统较复杂，环节较多 （b）立井井筒位置一般应用 A．缓、倾斜煤层 单水平上下山开拓上山部分略大于下山部分；或井筒位于井田中央。 多水平开拓井筒沿倾斜适当靠近井田上部“中偏上”，位置处于高级储量之中心,井筒 煤柱不占初期投产采区。 B. 急倾斜煤层 井筒宜靠近煤层浅部，甚至布置在煤系底板。 原因减少煤柱损失。 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-4 1－井筒位于煤层底板；2－井筒位于煤层顶板；3－阶段石门；4－工业场地煤柱边界线 图 3-1-5 急倾斜煤层开拓的井筒位置 （2）斜井 开拓时，斜井井筒沿煤层倾向的有利位置主要是选择合适的层位和倾角。 层位便于维护； 倾角便于施工、运输、提升、行人等。 （二）有利于井筒和井底车场施工和维护 1、井筒位置应尽可能选择不通过或少通过流砂层、较厚的冲积层及较大的含水层； 2、井筒不穿过地质破坏剧烈带及采动区； 3、井底车场有较好的围岩条件（无大构造） ，便于大容积硐室的掘进与维护。 （三）便于布置地面工业场地 1、能用不占或少占农田，避免河流改道，不占重要文物古迹及园林； 2、可用有足够的场地，合理布置工业广场并留有余地，利于外接“国铁” ； 3、好用有好的工程地质和水文地质条件，避免滑坡、山崩等威胁，利于居民点建设； 4、安全井筒位置应高于当地最高洪水位； 5、环保考虑矸石、污水处理，避免长年风向正对井筒进风方向，以防污染等。 参考原煤炭工业设计规范规定，地面工业场地的面积一般为k104m2/万 t。其 中大型矿井 k1.0～1.2；中型矿井 k1.5；小型矿井 k1.8。 （四）井筒位置一般选用原则 A、选择工业广场不太困难，先考虑井下开采合理的井筒位置； B、选择工业广场困难，先“工广”合理，并结合井下一并考虑。 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-5 C、冲积层很厚，水文复杂，结合井下有利位置和冲积层较薄的地点进行。 三、风井位置 考虑因素瓦斯等级，井型大小，井田走向长度，煤层条件（埋深） ，通风系统方式等 合理确定。 （依据AQ1028 煤矿井工开采通风技术条件） （一） 、中央并列式通风 布置进风井和出风井并列位于井田走向的中央； 两井相距中小型井 3050m，大型井 60150m。 3 I 12 5 I 4 I I 25 3 4 1 图 3-1-6 中央并列式通风风井位置 使用a.罐笼或串车提煤的中小型井 主井进风，副井回风。 b.箕斗或胶带运煤的大中型井 副井进风，主井回风 优点工业广场集中，管理方便；保护井筒煤柱少。 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） 布置进风井位于井田中央，出风井位于井田沿边界走向中央。风井深度小。 使用副井进风，风井回风； 优点风路短，风阻小，井下漏风少； 缺点开采深部时，要维护较长的上山回风巷道；工业广场分散。 适用煤层赋存不太深的缓、中倾斜煤层矿井；煤层赋存深，瓦斯大的矿井。 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-6 I 1 2 3 4 I 6 5 1 2 34 I--I 6 5 图 3-1-7 中央边界式通风风井位置 （三）对角式通风 两翼对角式布置进风井位于井田中央（两翼） ，出风井位于井田两翼（中央） 。 I 1 3 2 5 4 4 I I 1 2 3 4 5 5 I 1主井，2进风井，5回风井 图 3-1-8 对角式通风风井位置 优点风路变化小，风压变动小，风机工作稳定。当一翼发生灾变时，另一翼可以正常 工作。 缺点风机和通风设备多，工业广场分散，建井时间长，主副井与风井贯通距离长。 对角式通风适用对通风要求很严格的矿井的高瓦斯矿井、煤层易自燃的矿井、煤和瓦 斯突出矿井；井田一翼长达 6-8km，后期风路长。 （四）分区通风 （1）采区风井通风 布置各用风地点的通风直接进入采区回风井。 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-7 使用中央井筒进风，各采区回风井回风。 3 21 4 I 3 2 1 4 444 I 图 3-1-9 采区风井通风 优点通风线路短；各采区通风方便、灵活；风阻小。可不设回风大巷。建井可平行施 工，建井期短。 缺点风井及设备多，管理分散。 适用井田上部距地表浅（50100m） ，采区尺寸大的采区。 （2）分区域通风 多井筒分区域开拓的特大型井 布置每个分区域设一对进、回风井，独立进回风。 o N1 N 5 8 7 No 2 4 3 1000 N N o o m 4 2 3 5 1 No 6 图 3-1-10 分区域通风 适用各区域开采范围及生产能力很大时用。 优点通风线路短；各分区通风方便、灵活；风阻小。 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-8 缺点风井及设备多，管理分散。 （五）混合式通风 井田中央和两翼均有进出风井。如 a、矿井表土浅，可开采第一水平设小风井；第二水平改其他方式。 b、井田走向大的矿井（68km） ，初期用中央并列式，后期用中央对角式。 c、风井有效半径一个专用风井的有效半径大致控制在 3km 左右。 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-9 第二节第二节 开采水平的划分开采水平的划分 水平垂高一个水平开采范围的上部边界与下部边界的标高差。 上 上 下 上 H H阶H上 HH上H下 辅 上 HH上H辅 图 3-2-1 水平垂高 H 开采水平划分的意义开采水平划分的意义 影响矿井建设时期的技术经济指标; 初期建井工程量； 初期建井工期； 初期基建投资等; 长期影响矿井的生产技术面貌和技术经济效果产量、效率、安全、采掘关系，元/t 等。 确定水平垂高实质上是定确定水平垂高实质上是定 阶段垂高（阶段斜长）和要不要上下山开采 一、合理的水平垂高 （一）、合理的阶段斜长（垂高） 1、合理的采煤工艺及采面参数主要是工作面长度，随着机械化程度的提高而增长， 一般变动于 50～250m 以上； 一般炮采5080m；机采80150m；综采150250m 2、合理的区段数 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-10 阶段斜长 / 区段斜长 整倍数； 缓斜煤层 35 个，急斜煤层 23 个； 每个区段的斜长为一个工作面的长度区段煤柱宽度上、下平巷宽度。 3、在一定设备条件下，能达到的阶段斜长。 1） ．运煤 （1）缓、中倾斜煤层 i、上山胶带或铁溜槽不限制上山斜长。 ii、上山串车只设一段绞车提升，验算绞车能力每班 6 小时，运输不均衡系数取 1.5。 （2）急斜煤层上山溜煤眼≯70m. ∵冲垮支架；堵眼事故；煤碎。 （3）近水平煤层，盘区 一般上山斜长≯2000m，下山斜长≯1500m，有加大的趋势；石门盘区斜长不受限制。 2） ．辅运 （1）受绞车能力限制，采用一段单钩串车提升。 φ1.6m 绞车容绳量约 600m； φ2.0m 绞车容绳量约 900m； φ2.5m 绞车容绳量约 1100m。 （2）单轨吊不受限制，适用 a18。 3） ．行人方便。 4、煤层倾角 倾斜煤层的阶段高度，一般为 150～300m。 急倾斜煤层阶段垂高，一般为 100～150m； 水平或近水平煤层，计算阶段垂高无意义，应按水平运输大巷两侧的盘区上、下山长度 决定水平开采范围，并保证开采服务年限； 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-11 图 3-2-2 近水平煤层水平垂高 H （二）、利于采区正常接替 一个采区开始减产，新采区应投产。 一个采区的服务年限＞新采区开拓准备时间. 斜长大，储量 Z 大，利于接替。 （三）、经济上有利的水平垂高 合理的阶段垂高应使吨煤投资和生产总费用最低。 H↑，N 水平↓，阶段斜长↑ 井田开拓巷道（大巷、采区石门、采区硐室等）及相应投资↓，设备安装及折旧费↓， 基建费↓，吨煤费元/t↓；生产经营费（运煤、通风、维护费等）↑； 表 3-2-1 合理水平垂高一般规定m 井型开采缓斜煤层的矿井开采倾斜煤层的矿井开采急缓斜煤层的矿井 大、中型矿井100～250100～200100～150 小型矿井60～10080～12080～120 （四）、合理的水平服务年限及足够储量 合理水平服务年限上水平开始减产，新水平应做好准备。 一般水平接替需 5～8 年 延深新水平 3～5 年 井筒延深 1 年 井底车场、石门及主运大巷 1.5～2 年 采区准备 1.5～2 年 水平过渡 2～3 年。 水平服务年限计算T TS S＝Ｚ＝ＺS S/KA/KA 式中Ts开采水平服务年限，a； Zs开采水平服务范围内的可采储量，万 t； K储量备用系数，1.3～1.5； A矿井生产能力，万 t/a。 不同井型开采水平服务年限参见设计规范表 1-3-1、表 1-3-2。 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-12 二、下山开采的应用 下山及下山开采概念 下山采区下山采区开采水平之下的采区。 下山下山为下山采区服务的主要倾斜巷道。如运输下山，轨道下山，通风行人下山等。 下山开采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、下山开采的比较 利用原有开采水平进行下山开采与另设开采水平进行上山开采比较。 1 2 3 5 6 6 4 8 9 10 7 12 11 12 7 A C B 图 3-2-3 上下山开采比较图 1－主井；2－副井；3－回风井；4－运输大巷；5－总回风巷；6－采区上山； 7－下山采区中部车场；8－下山采区上部车场；9－采区下山； 10－大巷配风巷（作为下山采区总回风巷） ；11－下山采区水仓；12-采区上下山之间的漏风 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-13 优点充分利用原有开采水平的井巷和设施，节省开拓工程量和基建投资，延长水平服 务年限。 缺点运输、掘进、通风、排水等环节在技术上较复杂，生产经营费较高。 表 3-2-2 上山开采与上下山开采中的下山开采比较表 开采方式开采方式另设开采水平进行上山开采另设开采水平进行上山开采利用原有开采水平进行下山开采利用原有开采水平进行下山开采 开拓工程量 （井筒、井底车场、石门等） 大 （井筒、井底车场、石门等）小 基建投资大小 水平垂高HA＝1/2 HB HB 水平服务年 限及接替 T 短，井筒延深多次；接替紧 张 T 长；井筒延深次数少；利于接替 运输 煤（矸）下运，能力大，费用 低；全矿有折返运输 煤（矸）上运，能力低，费用高；全矿无折返运输 掘进工序简单，方便，成本低工序复杂，装运困难，速度慢，成本高；安全性差 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。 排水 水自流入仓，系统简单 费用低 ①水小时每个区段设临时水窝，安小水泵排水至大巷， 环节多，安全性差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.总工程量大，费用高 技术上 基建投资 生产经营费 优 高 低 可行 低 高 2、下山采区巷道布置 上下山采区划分一致，对应的上、下山尽量靠近，以便利用上山采区装车站、煤仓、 车场； 产量大、CH4 大，可用三条下山。 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。 多水平上下山开采的第二水平的回风 在第二水平的上山部分设总回风巷，利用上山或石门直通第一水平回风系统； 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-14 3、下山开采一般的适用条件 下山开采在经济上有利，上山开采在技术上优越。下山开采在技术上的问题随煤层倾角 变小而变弱。因而，一般适用于 （1）倾角小于 16的缓斜煤层，瓦斯及涌水量不大； （2）由于开采强度加大、水平服务年限缩短，造成水平接替紧张，可布置一个或几个 下山采区；或在井田中央划下山采区（设剃头下山采区）担负生产任务，通过下山掘一部分 下水平的大巷、车场、水仓等，加快下水平开拓延深。 （3）当井田深部受自然条件限制，储量不多、深部境界不一，设置开采水平有困难或 不经济时，可在最终开采水平以下设一部分下山采区。 3、下山开采与主要下山开采的区别 主要下山集中下山，中央下山、暗斜井。 在井田某一开采水平中央布置主要下山； 在主要下山下部设立开采水平； 主要下山下部的开采水平仍为上山开采。 图 3-2-4 主要下山开采示意图 三、开采水平的设置 急斜煤层一个开采水平只采上山阶段。 缓、中倾斜煤层合理的阶段斜长照顾主要块段； 当倾角小于 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。 图 3-2-5 按煤组划分水平示意图 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-15 四、辅助水平的应用 （一）辅助水平设置 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。 辅助水平设石门、阶段大巷、不设井底车场。辅助水平的煤运到开采水平，由开采水平 井底车场运至地面。 任务只担任辅运、通风及人员升降等任务。当辅助水平距风井近时，可设简易井底车 场直通井筒，担任辅运。 一个开采水平开采两个上山阶段，在两上山阶段间设辅助水平，其水平垂高 HH1H2。 1、开采水平上山部分或下山部分斜长过大，可利用辅助水平将其分做两部分开采； H 图 3-2-6 上山设辅助水平 图 3-2-7 近水平煤层设辅助水平 2、井田形状不规则或煤层倾角大小不一时，开采水平范围内局部地段斜长过大，可设 辅助水平； 3、近水平煤层分组开采时，主水平可设在上煤组（或下煤组） ，相应地在下煤组（或上 煤组）设置辅助水平。 4、多水平上下山开采的矿井，上水平下山采区辅运、通风、排水困难时，在下水平设 辅助水平。 5、急斜煤层矿井，阶段垂高较小，当∑M 较小时，水平的 T 不满足,要求加大 H，在两 开采水平间设辅助水平，现少用。 （二）应用原则 辅助水平增加井下运辅环节，生产系统复杂化。有明显的技术经济优越性方可使用。 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-16 第三节第三节 开采水平大巷布置开采水平大巷布置 大巷为整个开采水平或阶段服务的水平巷道。 运输大巷为整个开采水平或阶段运输服务的水平巷道。 任务担负煤、矸、物料和人员的运输，通风、排水及铺设管线等。是矿井的“动脉” 。 一、大巷的运输方式和设备 1、轨道运输（机车运输）大巷 （1）轨距600mm、900mm （2）矿井电机车、矿车类型固定箱式 1t，3t；底卸式 3t，5t 表 3-3-1 矿车运输设备 井型矿车类型电机车类型 小型矿井1t（固定式） 蓄电池/架线式电机车 无极绳绞车 ≤60 万 t1t（固定式）蓄电池/架线式电机车 90～180 万 t3t（固定式、底卸式）蓄电池/架线式电机车 240 万 t 3t（固定式、底卸式） 5t（底卸式） 蓄电池/架线式电机车 注高瓦斯矿井必需选用蓄电池电机车；3t 固定式矿车已不采用。 图 3-3-1 底卸式矿车及轨道运输大巷 （3）对轨道运输大巷的一般要求 ①大巷风速不大于 8m／s 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-17 ②运输大巷坡度一般为 3‰～5‰；采用无极绳运输大巷一般不超过 10 （4）大巷采用矿车运煤的优点 ①可同时统一解决煤炭、矸石、物料和人员的运输问题； ②运输能力大，机动性强； ③能满足不同煤种煤炭的分采分运要求； ④能适应长距离运输； ⑤能适应多弯道； ⑥煤尘少，利于安全。 2、带式输送机运输大巷 （1）带式输送机运煤优点 ①连续化运输，运输能力大，效率高； ②操作简单，比较容易实现自动化； ③装卸设备少，卸载简单。 图 3-3-2 输送机大巷 表 3-3-2 不同矿井生产能力的大巷运输设备 矿井生产能力 万 TA－1 运煤辅助运输 大巷轨距 MM 5T 矿车底卸式1.5T 固定车厢式矿车 900 ＞240 带式输送机1.5T 固定车厢式矿车 600 3T 矿车底卸式1.5T 或 1T 固定车厢式矿车 600 90～180 3T 固定车厢式矿车*1.5T 固定车厢式矿车 900 ≤60 1T 固定车厢式矿车1T 固定车厢式矿车 600 *新设计矿井已不采用 （2）对输送机大巷的一般要求 巷道直或分段直； 辅助运输另开辅助运输大巷，一般由矿车，轨道。 （3）适用运输距离短，运量大，煤种单一。 3、机轨合一大巷 优点少掘一条大巷 缺点轨道和皮带运输交叉关系不好处理，需抬高皮带；大巷断面大。 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-18 二、大巷断面和支护 1、断面 满足运输、通风、行人、安全和铺管线的要求。 大中型矿井一般双轨巷道断面； 中小型井单轨巷道断面。 设单轨时，要在井底车场与采区车场之间设双道错车线， 其长度≮1 列车长； 能力富裕系数为 1.3。 2、风速 ①矿车运输8m/秒,设计时最大用 6m/秒. ②胶带运输 V4m/s. 3、支护 一般锚喷或砌碹，大巷位于自燃煤层中必须砌碹，或采用锚喷喷浆支护； 煤层大巷也可 U 型钢支架或锚喷。 中小型井可用砼装配支架、锚喷等。 4、大巷数目 （1）轨道运输大巷一般一条，有时加配风巷（副巷） 。如通风断面不满足，断面又不 能过大，地温高；可用两条。 （2）胶带运输大巷新设计矿井，一般 2 条 a、一条胶带大巷，一侧设 600mm 检修道； b、另一条辅助运输。 两条大巷布置胶带运输大巷一般与轨道辅运大巷平行布置，同水平或略高，胶带大巷 可高于轨道大巷 410m，便于处理主体交叉。 三、大巷的方向和坡度 大巷的方向与煤层走向（近水平煤层煤层主要延展方向）基本一致，应尽量取直或分 段取直，但要考虑维护和煤仓高度。 胶带运输大巷必须取直或分段取直； 轨道运输大巷虽能适应弯道，但应尽量取直，以利减少工程量。 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-19 轨道运输大巷要求600 m m 轨距，R＞12m,900 m m 轨距, R＞15m。 大巷的坡度利于运输和泄水。一般i35 ‰向井底下坡。 四、大巷应用情况 国内基本上用机车运输； 大型矿井用胶带。 国外西德大巷胶带占 30 且认为 井田面积30km2时，用机车运输； 1030km2,具体分析比较。 我国，通过基建费和生产经营费分析比较，认为 矿井一翼 A150 万 t/a，运距3km，采用胶带运输优越。 总的趋势胶带运输增加。 五、运输大巷的布置方式 开采水平布置的中心问题是运输大巷的布置 据煤层赋存条件（数目和层间距）和准备方式（单煤层采区和联合布置采区）不同，有 以下几种单（分）层布置、集中布置、分组布置 1、单（分）层布置（分层运输大巷）分煤层大巷布置，大巷间用主要石门或溜井联 系。 1 2 3 7 5 8 4 6 mm21 1 2 3 4 5 图 3-3-3 分层运输大巷 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-20 分层大巷布置方式特点 （1）煤层距离远,各可采煤层均布置大巷，各煤层单独布置采区巷道； （2）一般沿煤层掘进，施工及装备简单、掘进速度快； （3）先开拓上煤层初期工程量少，投资少； （4）大巷数目多，维护工作量大，维护费用高； （5）采区上（下）山等数目多、占管线设备多，采区能力低，生产不集中，管理不方 便； （6）煤柱多，煤损大。 2、集中布置（集中运输大巷）开采水平内只设一条或一对集中运输大巷，用采区石 门联络各煤层。 4 1 5 7 8 1 4 2 3 2 56 II 4 1 5 7 8 1 4 2 3 2 56 II 图 3-3-4 集中运输大巷 集中大巷布置特点 （1）总的大巷掘进量小，占用管线少； （2）岩巷、易维护； （3）煤柱损失少； （4）生产集中，便于管理； （5）采区石门穿各煤层，数个煤层可同时准备和回采，能力大。 （6）当下部为薄及中厚煤层，围岩稳定时，大巷可置于下煤层中。减少岩石工程量。 （7）采区石门工程量大，岩石掘进量大。 （8）初期工程量大，建井期长。 适用井田走向距离大，煤层数目多、层间距小（一般层间距70m）的矿井。 六、运输大巷的位置 要求其服务时间长（为开采上水平各煤层运输，为开采下水平煤层回风） ；应处于不 受或少受采动影响的位置。 位置煤层大巷，岩石大巷（煤组的底板岩石中） 1、煤层大巷（沿煤层布置） （1）煤层大巷位置 分层大巷服务时间短，多布置在煤层中。 集中大巷 可布置在煤组下部稳定的薄及中厚煤层中 分组集中大巷布置在分组下部稳定的薄及中厚煤层中 （2）煤层大巷施工 i、按腰线沿煤层掘进（保证巷道水平）适合机车运输； ii、按中线沿煤层掘进（保证巷道不拐弯）适合胶带运输； iii、按中线及腰线掘进大巷适合机车和胶带（可能穿层） ； 2、岩层大巷 （1）岩层大巷的位置 1）在煤层底板距煤层法线距离15  30m； 2）应位于岩性稳定的岩层中； 3）不受煤层采动影响，布置在压力传播影响角  之外； 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-22 4）有利于布置采区煤仓和车场； （2）岩层大巷施工 按中线及腰线取直或分段取直； 煤层内设副大巷探巷，超前勘探，及时为岩石大巷定向。 煤层稳定时不设副大巷，隔一定距离用探巷或钻孔探距煤层位置； 3、急斜煤层大巷位置 底板滑动线之外 10  20m。 b 图 3-3-6 急倾斜煤层运输大巷 4、大巷的保护 掘前预采先开卸压工作面，在采空区下有利大巷维护； 跨大巷回采采区最下一个区段布置回采工作面，跨大巷回采。 5、煤层大巷与岩层大巷的比较 表 3-3-3 煤层大巷与岩层大巷的比较 项 目煤层大巷岩石大巷 掘进及 工期 施工、设备简单，速度快，工期短，费用 低；超前勘探煤层变化。 岩石工程量大，速度慢，费用高；工期 长。 维护 维护（大巷、管线、轨道、水沟等）工作 量大，费用高；大巷维修频繁，影响生产。 维护条件好，费用低；少维修，对生产 有利。 使用 地质构造复杂时，煤巷弯道多，对运输方 式有限制，通过能力小；不利于采区煤仓 布置。 能适应地质变化，可取直或分段取直， 方向和坡度一定，对运输方式不限，通 过能力大。利于布置采区煤仓。 煤损 大巷上下两侧各留煤柱 3040m 或 （4050m），煤损大 不留或少留煤柱，丢煤少 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-23 安全 防火、安全不利，煤层自燃时，封闭大巷， 导致停产。 对防火安全有利 6、煤层大巷应用及发展趋势 1）构造复杂的小型矿井，或勘探井，可超前探煤。 2）层间距大的单一薄及中厚煤层，储量小，服务时间短。 3）煤系底板附近有富含水层，而煤层顶板条件好，可设煤层大巷。 4）煤系下煤层为薄及中厚煤层，煤质硬，顶板好，无自燃。 5）机械化程度很高（综采面少，推进快）大巷壁后用不燃性材料（碎石等）充填的矿 井。 七、总回风巷布置 布置原则同运输大巷。 布置特点 1、设采区风井的矿井，多井筒分区式开拓的矿井，均不设全矿性总回风道。 2、多水平开拓时开采第一水平时，总回风巷设在风化带或防水煤柱内；开采第二水 平时，上水平运输大巷改为回风巷。 3、回风大巷标高宜一致。井田上部标高不一，回风大巷布置成分段平巷及斜巷。 4、近水平煤层、总回风道布置在大巷一侧，且与大巷平行。 5、对开采急斜/倾斜和大多数缓斜煤层的矿井，总回风巷可设在煤层稳固的底板岩石中。 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-24 第四节第四节 开采顺序开采顺序 井田开采顺序包括沿煤层走向与倾斜的开采顺序；煤层群划分成煤组时，煤组间 及煤层间的开采顺序等。 一、沿煤层走向的开采顺序 1、采区开采顺序 （1）采区前进式开采顺序先靠近井筒的采区，自井筒向井田边界方向逐次开采其 余各采区。 21122112 ab 图 3-4-1 采区开采顺序示意图 （a）采区前进式；（b）采区后退式；1、2－开采顺序 （2）采区后退式开采顺序自井田边界向井筒方向逐次开采各采区。 2、采区内采煤工作面推进方向 a－后退式 1 2 5 6 3 4 b－前进式 1 2 5 6 3 4 图 3-4-2 工作面开采顺序示意图 （1）前进式工作面自采区上山向采区边界推进。 （2）后退式工作面自采区边界向采区上山方向推进。 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-25 二 、沿煤层倾斜的开采顺序 井田内沿煤层倾斜的开采顺序一般采用下行顺序开采各阶段，即开采工作先从煤层浅部 开始，然后沿煤层倾斜自上而下依次开采各阶段。 优点建井期短，初期井巷工程量小，初期投资低，在开采技术上也比较简单。 采区内各区段间的开采顺序有两种，开采上山时有 （1）下行式先将采区上山掘至采区上部边界，然后由采区上部边界向大巷方向自上 而下依次开采各区段。 （2）上行式事先不把采区上山全长掘出来，而只掘其一段，自下而上依次开采各区 段。 （一般严禁采用） 。 开采下山时有 （1）上行式从运输大巷将采区下山掘至采区下部边界，然后自下而上逐次开采各区 段。 （2）下行式自上而下逐次开采各区段。 三、煤组及煤层间的开采顺序 一般采用自上而下逐次开采的下行开采顺序。 在某种特殊情况下（如当上部煤层有煤及瓦斯突出危险或冲击地压时） ，可采用上行 开采顺序，但应保证层间距与采高比达 8 以上，使得下部开采后，可在上部煤层中正常进行 掘进和采煤。 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-26 第五节第五节 采掘关系与三量管理采掘关系与三量管理 采掘关系采煤与掘进的配合关系。 “采掘并举、掘进先行”是煤炭行业的一项技术政策。 一、开采计划 根据市场要求、矿井地质、技术条件，统筹安排采区及工作面的开采与接替称为开采计 划。内容包括 1. 采区接替计划采区接替计划 依据开采与掘进能力编制采区接替安排 2. 采煤工作面较长期接替计划采煤工作面较长期接替计划 是指 5～10ａ的采煤工作面接替规划，在规划中要考虑到采区与水平的接替。 3. 采面年度接替计划（生产计划）采面年度接替计划（生产计划） 是根据采煤工作面较长期接替计划与生产实际情况做出具体的安排。 （一）采煤工作面接替计划（一）采煤工作面接替计划 1、编制采煤工作面接替计划的方法和步骤 （1）根据采区和工作面设计，在设计图上测算各工作面参数，并掌握煤层赋存特点和 地质构造等情况。 （2）确定各工作面计划采用的采煤工艺方式，估算月进度、产量和可采期。 （3）根据生产工作面结束时间顺序，考虑采煤队力量的强弱，依次选择接替工作面。 （4）将计划年度内开采的所有采煤工作面，按时间顺序编制成接替计划表。 （5）检查与接替有关的巷道掘进、设备安装能否按期完成，运输、通风等生产系统和 能力能否适应。 2、编制采煤工作面接替计划的原则及应注意的事项 （1）年度内所有进行生产的采煤工作面产量总和加上掘进出煤量，必须确保矿井计划 产量的完成，并力求各月采煤工作面产量均衡。 （2）矿井两翼配采的比例与两翼储量分布的比例大体一致，防止后期形成单翼生产。 （3）上下煤层（包括分层）工作面之间，保持一定的错距和时间间隔；煤层之间，除 间距较大或有特殊要求允许上行开采外，要按自上而下的顺序开采。 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-27 （4）在各煤层产量分配上，薄、厚煤层，缓、急倾斜煤层，煤质优劣煤层，生产条件 好差煤层的工作面要保持适当的比例，并力求接替面与生产面面长一致。 （5）各采煤工作面的接替时间，尽量不要重合，力求保持一定的时间间隔。 （6）为实现合理集中生产，尽量减少同时生产的采区数，避免工作面布置过于分散。 （二）采区接替计划（二）采区接替计划 必须保证同时生产的采区生产能力之和能达到矿井设计能力的要求。 二、巷道掘进工程计划 巷道掘进工程计划巷道掘进工程计划是按照井田开拓方式与采区准备方式，并根据开采计划规定的接替 要求和掘进队的施工力量，安排各个巷道施工次序及时问，以保证采煤工作而、采区及水平 的接替。 在接续时间上，应满足 1．工作面接替提前 10～15ｄ，完成接替工作面安装； 2．采区减产前的 1～1.5 月，完成接替采区巷道工程和接替工作面的安装； 3．开采水平减产前的 1～1.5ａ，接替水平基本井巷工程和安装工程。 （一）方法与步骤（一）方法与步骤 （1）根据已批准的开采水平、采区以及采煤工作面设计，列出待掘进的巷道名称、类 别、断面，并且在设计图上测出长度。 （2）根据掘进施工和设备安装的要求，编排各组巷道掘进必须遵循的先后顺序。 （3）依照开采计划中采煤工作面、采区及开采水平接替时间的要求，再加上富裕时间， 确定各巷道掘完的最后期限，并根据这一要求编排各巷道的掘进先后顺序。 （4）根据现有巷道掘进情况，分派各掘进队的任务，编制各巷道掘进进度表。 （5）根据巷道掘进进度表，检查与施工有关的运输、通风、动力供应、供水等辅助生 产系统能否保证，和需采取的技术措施，最后确定掘进工程计划排队表。 （二）编制巷道掘进工程计划的原则及注意事项 （1）确定连锁工程，分清各巷道的先后、主次，确定施工顺序； （2）尽快构成巷道掘进通风系统； （3）按岩巷、煤巷、半煤岩巷分别配置掘进队； （4）巷道掘进工程量计算取值一般按图测算值增加 10～20％； （5）根据当地及邻近矿井的具体条件选取巷道掘进速度。 煤矿开采学讲义井田开拓基本问题 3-28 三、采掘比例关系指标及计算方法 通常表达采掘比例关系的指标有通常表达采掘比例关系的指标有 产量与进尺比、采掘速度比、采掘工作面个数比、采掘工人数目比、三量与各类产量比， 以及三量与各类掘进进尺比。 经常使用的有以下三个指标经常使用的有以下三个指标 （1