煤矿开采方法总论

采矿学电子教案能源科学与工程学院采矿系2006年10月煤炭工业以开采煤炭为目的煤炭开采地下开采9394%露天开采67%煤矿开采方法：主要讲授煤矿现代地下开采的方法和基本知识。让学生掌握煤矿现代地下开采的方法和基本知识。煤矿开采方法总论煤矿地下开采的特点1、受资源赋存条件的制约2、工作场所不断移动3、复杂的生产和管理系统4、必须设置人工构置物保护工作空间5、安全问题突出专业性强；发展变化快；实践性强；时空关系强；名词概念多。综合性强—运用各种科学技术综合解决煤矿地下开采的问题。教学方法：课堂讲授、录象、模型、实习、讨论。掌握采矿工程师的基本理论和技能。记笔记；阅读参考书；提出新采矿方法。1、煤矿地下开采方法课程的特点2、煤矿开采方法教材《采煤学》，1982年《煤矿开采学》，1996年《煤矿开采学》修订本，1999年《采矿学》，2003年主干课程教材《采矿学》国家级精品课程3、煤矿开采方法主要参考书主要参考书徐永圻．煤矿开采学，徐州；中国矿业大学出版社，1999张宝明．中国煤矿高产高效技术，徐州；中国矿业大学出版社，2001徐永圻．中国采煤方法图集，徐州；中国矿业大学出版社，1990陈炎光．中国采煤方法，徐州；中国矿业大学出版社，1991陈炎光．中国煤矿开拓系统，徐州；中国矿业大学出版社，1996陈炎光．中国煤矿开拓系统图集，徐州；中国矿业大学出版社，1992煤矿开采方法主要参考书煤炭科技名词审定委员会，煤炭科技名词，科学出版社，北京：1997．2《采煤学》（1979年版）煤矿开采方法主要参考书近代社会中国的采矿业我国1876年创办基隆煤矿1878年创办开平煤矿1850年后近代采矿工业机器生产：提升、运输、排水如开滦、抚顺、淄博、萍乡帝国主义对我国煤炭资源进行掠夺性的开采半个世纪以来中国煤炭工业的发展时间（年）产量（亿t）19490.32419796.3６199010.79199512.92199613.74时间（年）产量（亿t）199910.4420009.99200111.06200213.93200316.4200419.6199713.25199812.33200521.9200623.252001年，国有重点煤矿机械化程度75.4%机械化程度2000年，国有重点煤矿综合机械化程度59.4%全国煤矿共2.8万处(2004年前后)国有重点煤矿约587处地方国营煤矿1600多处乡镇煤矿2002年78个综采队年产超过100万吨18个综采队年产超过200万吨9个综采队年产超过300万吨神华大柳塔矿综采队年产803万吨一矿一面全矿产量920万吨全矿职工350人高产高效矿井•发展速度与成就举世瞩目，煤炭产量曾连续居世界第一。•中国的采矿业总体来讲与发达国家有不小的差距，但潜力巨大。•资源人均占有量低小结总论Generalcomments采煤方法Coalwinningmethod准备方式prepare矿井开拓development矿井设计minedesign二、煤矿开采方法讲授的内容煤田（coalfield）—同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。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。矿区（miningarea）—统一规划和开发的煤田或其一部分。开发煤田形成的社会组合。一般一个矿区开发一个煤田矿务局，矿业集团公司三、矿井开采的基本概念中国矿区分布华北(石炭二叠纪)聚煤区京、津、冀、晋、鲁、豫、宁等省市自治区的全部或大部，甘肃的东部，内蒙古、辽宁、吉林的东部，陕西，安徽的北部和江苏的西北部峰峰煤田：3400km2神东煤田：31172km2淮南煤田：约3000km2探明储量：2263亿t大屯煤田：245km2远景储量：10000亿t枣庄煤田：500km2淮北局煤田：691.2km2鹤岗煤田：252km2水城煤田（黔西）：7130km2铜川煤田：387.2km2徐州矿务局：730km2平顶山矿务局：714km2大同矿务局：约2550km2煤田与矿区井田（Undergroundminefield）（一）井田井田（矿田）—划归一个矿井开采的一部分煤田或全部煤田井田大小：范围走向长度倾向水平投影（宽度）井田面积大小矿井生产能力服务年限煤田划分为井田井型井田走向长度（m）小型矿井1500中型矿井4000大型矿井8000（二）矿井生产能力和井型矿井生产能力—矿井设计生产能力，万t/a。设计中规定矿井在单位时间（年）内采出的煤炭和其它矿产品的数量。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，将矿井划分的类型，称井型。井型分大、中、小三种。井型井型生产能力（万t/a）大型矿井：120、150、180、240、300、400、500及500以上其中300万t/a及其以上称特大型矿井中型矿井：45、60、90。小型矿井：9、15、21、30。矿井年产量矿井年产量—矿井实际生产的煤炭数量，万t/a。矿井年产量与生产能力有时同义，有时不同义。（三）矿井可采储量和服务年限矿井可采储量Zk生产能力A服务年限T可采储量愈多，生产能力和服务年限愈大可采储量一定，应有合理的生产能力和服务年限国外大型矿井的服务年限40~50a国内大型矿井的服务年限一般不小于60a国内外矿井的生产能力有增大和服务年限有缩小的趋势（四）井田内的再划分1、井田划分为阶段阶段（horizon）—沿一定标高划分的一部分井田。阶段划分在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高将煤层划分为若干平行于走向的并等于井田走向全长的长条形，每一个长条形叫一个阶段。阶段的走向长度等于井田的走向长度阶段下部布置阶段运输大巷阶段上部布置阶段回风大巷井田划分为阶段-1050m水平-800m水平-600m水平-400m水平-210m水平-75m水平5651494759—北区地面工业场地及立井保护煤柱边界线5958—-800m水平二采区前组煤层集中下山585757—-1050m水平西大巷（矿车轨道）5556—-1050m水平东大巷（矿车轨道）5454—-1050m水平矸石暗斜井（矿车轨道）5252—-1050m水平主暗斜井（胶带）5350—-800m水平前组煤层五采区集中下山504847—-800m水平胶带大巷（服务于下山阶段）46—北区-800m水平千米副立井井底车场464545—北区千米回风井44—北区千米副立井4443—北区地面工业场地434241—-800m水平前组煤层西大巷（矿车轨道）4140—-800m水平前组煤层东大巷（矿车轨道）4039—-800m水平井底车场3938—-800m水平主暗斜井（胶带）383736—-600m水平孙良六采区前组煤层集中上山363534—-600m水平孙良四采区前组煤层集中上山35—-600m水平孙良五采区前组煤层集中上山3433—-600m水平孙良区前组煤层轨道大巷32—-600m水平孙良区前组煤层胶带大巷333231—-450m水平孙良区回风大巷3130—-600m水平孙良区轨道石门29—-600m水平孙良区运输石门（胶带）30292828—-600m水平中区（二采区）前组煤层集中下山2727—-600m水平东区（一采区）前组煤层集中下山2625—-600m水平前组煤层西大巷（矿车轨道）2524—-600m水平前组煤层东大巷（胶带）23—-600m水平前组煤层东大巷（矿车轨道）232422—-600m水平井底车场222120—-600m水平水泵房、变电所19—-600m水平前后组大巷贯穿石门（胶带）18—-600m水平前后组大巷贯穿石门（矿车轨道）2019181716—-600m水平至210m水平主暗斜井（胶带暗斜井）14161513—-400m水平前组煤层东大巷（矿车轨道）14—-400m水平前组煤层西大巷（矿车轨道）131415—洛沟风井(-400m水平回风井)1211—井底车场和斜井保护煤柱边界线1110—-210m水平至-600m水平副暗斜井988—-210m水平西大巷(矿车轨道)7566—-75m水平西大巷(矿车轨道)4—浅部回风井(东风井)3—二副斜井(西副斜井)2—一副斜井(东副斜井,原串车提升的主斜井)1—主斜井(胶带输送机)17—-400m水平至—600m水平副暗斜井109—-600m水平至210m水平折返胶带斜巷432113FF133F2421工作面2422运输巷55—-1050m水平井底车场+197.5m42—-800m水平贯穿石门48—-1050m总回风巷51—-1050m水平副暗斜井（矿车轨道）53—-1050m水平回风上山4421工作面49—-800m水平前组煤层四采区集中下山37—-800m水平副暗斜井（矿车轨道）26—-600m水平东区（一采区）前组煤层集中上山5—-75m水平东大巷(矿车轨道)12—-400m水平井底车场7—-210m水平东大巷(矿车轨道)2422工作面2420工作面21—-450m水平孙良回风石门二水平_+01三水平-300-150+1502一水平井田划分为阶段阶段的开采顺序：下行式2332CAC1Cqq1q32JJC1J4井田划分为阶段水平（level）水平（level）—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。开采水平（mininglevel）开采水平（简称水平）—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。布置有井底车场、阶段运输大巷，并担负全阶段运输任务的水平。广义的水平—布置大巷的某一标高的水平面既包括一个水平，又包括所服务的阶段阶段上部回风水平阶段下部运输水平（二）阶段内的再划分1阶段划分为采区，采区划分为区段Ⅰ阶段Ⅱ阶段Ⅲ阶段Ⅲ阶段Ⅱ阶段Ⅰ阶段1区段2区段3区段1区段2区段3区段采区式划分采区（district）与区段（districtsublevel）采区：阶段或开采水平内沿走向把划分为具有独立生产系统开采块段。采区斜长=阶段斜长（可达1000m）采区走向=400m~5000m区段：在采区内沿倾斜方向划分的开采块段。区段下部有区段运输平巷区段上部有区段回风输平巷区段平巷与采区的斜巷相连（运输上山和轨道上山）采区26A534C11走向长壁工作面：工作面沿倾斜布置沿走推进2阶段划分为划分为带区，带区划分为分带J12J3J1分带—沿煤层走向把阶段划分为若干长条，每一个长条叫一个分带。由若干分带组成，并具有独立生产系统的区域叫带区倾斜向长壁工作面：工作面沿走向布置沿倾向推进阶段划分为划分为带区，带区划分为分带J1阶段J2阶段J3阶段J3阶段J2阶段J1阶段3井田直接划分为盘区或带区P1PP324P井田沿倾斜高差较小的条件下panel为盘区或带区P1PP324P盘区—近水平煤层的采区带区—倾斜分带开采的采区采区、盘区或带区沿煤层走向的开采顺序前进式：先采井筒附近的采区、盘区或带区，后采井田边界的采区、盘区或带区后退式：先采井田边界的采区、盘区或带区，后采井筒附近的采区、盘区或带区初期工程量、投资、达产期采区、盘区或带区沿煤层走向的开采顺序前进式：先采井筒附近的采区、盘区或带区，后采井田边界的采区、盘区或带区后退式：先采井田边界的采区、盘区或带区，后采井筒附近的采区、盘区或带区初期工程量、投资、达产期P1PP324P采区、盘区或带区沿煤层走向的开采顺序前进式：先采井筒附近的采区、盘区或带区，后采井田边界的采区、盘区或带区后退式：先采井田边界的采区、盘区或带区，后采井筒附近的采区、盘区或带区J3阶段J2阶段J1阶段（五）矿井生产系统的概念9241310227311523251522142120191968202523221821416172421矿井生产系统1、矿井巷道的开掘顺序原则：尽量采用平行作业；尽快沟通风路。2、矿井主要生产系统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