煤矿开采方法
精品课程课件
第一篇 井田开拓
第四章 井田开拓的基本问题
第一节 井筒的数目及位置
一, 井筒数目
? 根据矿井提升任务大小和通风需要等因素确定的 。
? 1、双提升井筒，准备两个提升井，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。装备一个井筒提升，另设一个通达地
面的安全出口。
第一节 井筒的数目及位置
二, 井筒位置
（ 一 ） 对井下开采合理的井筒位置
? １, 井筒沿井田走向的位置
? 在井田中央；当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的
中央。避免井筒偏于一侧，造成单翼开采不利局面。
? ２, 井筒沿煤层倾向的位置
? （ 1）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。
? （ 2）立井开拓时，井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案见
下图
立井井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案
C
1
2 3
11
4 4
2
4
2
φ
γ
φ
β
AB
1－井筒； 2－石门； 3－富含水岩层； 4－需保护的场地范围
第一节 井筒的数目及位置
第一节 井筒的数目及位置
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
A处 石门工程量稍大，但初期工程量及投资较少、建井期较短
C处 初期工程量最大，石门总长度和沿石门的运输工程量也较大，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
第一节 井筒的数目及位置
? （ 3）单水平开采缓倾斜煤层的井田，井筒应坐落在井田中
部；或者使上山部分斜长略大于下山部分；
? （ 4）对水平开采缓倾斜或倾斜煤层群的矿井，考虑井筒设
在沿倾斜中部靠上方的适当位置，并应使保护井筒煤柱不占
初期投产采区；
? （ 5）急倾斜矿井，井筒宜靠近煤层浅部，甚至布置在煤系
底板，如下图
? （ 6）开采近水平煤层的矿井，尽可能使井筒靠近储量中央；
? （ 7）煤系基底有丰富含水层的矿井，既要考虑井筒到最终
深度仍不穿过丰富含水层，又要考虑初期工程量和基建投资，
还应考虑煤柱损失。
急倾斜煤层开拓的井筒位置
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
第一节 井筒的数目及位置
?（ 二 ） 对掘进与维护有利的井筒位置
? 1,井筒应尽可能不通过或少通过流砂层, 较厚的冲
积层及较大的含水层 。
? 2、井筒位置应使井底车场有较好的围岩条件，便于
大容积硐室的掘进与维护。
?（ 三 ） 便于布置地面工业场地的井筒位置
? 1、井筒位置必须为合理布置地面工业场地创造有利
条件；
? 2、符合下列条件,
第一节 井筒的数目及位置
第一节 井筒的数目及位置
? （ 1）要有足够的便于布置矿井地面生产系统及其
工业建筑物和构筑物的场地；
? （ 2）有较好的工程地质条件；
? （ 3）便于矿井供电、给水和运输，并使附近有便
于建设居住区、排矸设施的地点；
? （ 4）井筒位置应高于当地最高洪水位；
? （ 5）充分利用地形，使地面生产系统、工业场地
总平面布置及地面运输合理，并尽可能使平整场地
的工程量较少。
第二节 开采水平的划分
? 确定水平垂高 ——确定阶段垂高 ——能否进行上, 下山开采
一, 阶段垂高的确定应考虑以下因素
? 1、开采水平服务年限：必须有足够的可采储量以保证水平有
合理的服务年限。
? 2、采掘运机械化程度：采煤工作面长度随着机械化程度的提
高而增长，一般变动于 80～ 150m以上。
? 盘区开采：下山不超过 1500m； 上山不超过 2000m。
? 3、煤层赋存条件和地质构造
? （ 1）煤层倾角：急倾斜煤层阶段垂高，一般为 100～ 150m；
缓倾斜、倾斜煤层阶段垂高，一般为 150～ 300m；
? （ 2）煤层厚度：厚度有时发生变化时，也可利用变化初作为
划分阶段的依据。
第二节 开采水平的划分
4、吨煤建设投资和生产费用
? 合理的阶段垂高应使吨煤投资和生产总费用最低。
井型 开采缓斜煤层 的矿井 /m 开采倾斜煤层 的矿井 /m 开采急缓斜煤 层的矿井 /m
大、中型矿井 100～ 250 100～ 200 100～ 150
小型矿井 60～ 100 80～ 120 80～ 120
矿井阶段（水平）垂高
第二节 开采水平的划分
二, 下山开采的应用
1,上, 下山开采的比较
开采方式 上山开采 上下山开采中的下山开采
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＝ 1/2Hb 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，
费用低；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；水大时困难
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 每个区段设临时水窝，安小水泵排水
至大巷 — 水小时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
第二节 开采水平的划分
1
2
3
5
6
6
4
8
9
10
7
12
11
12
7
( A )
( C )
( B )
上下山开采的比较
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
第二节 开采水平的划分
第二节 开采水平的划分
? 2、下山开采一般的适用条件
? （ 1）倾角小于 16° 的缓斜煤层，瓦斯及涌水量不大；
? （ 2）煤层倾角不大，采用多水平开拓的矿井，开拓延深后
提升能力降低的；
? （ 3）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；
? （ 4）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。
第二节 开采水平的划分
三, 开采水平的设置
开采水平的数目和位置, 主要根据,
（ １ ） 井田倾斜长度
（ ２ ） 阶段高度
（ ３ ） 能否进行上, 下山开采
（ ４ ） 煤层倾角, 层间距离, 地质构造, 井底车场处的围岩性质
（ ５ ） 排水
（ ６ ） 提升设备型号
对于倾角小于 16°, 井田倾斜长度小于 2000米, 可设一个水平,采用上, 下山开采 。
对于倾角大于 16°, 井田倾斜长度较长, 可设两个以上水平, 但
尽可能减少开采水平 。
水平服务年限 TS＝Ｚ S/KA
按煤组划分水平示意图
1－第一水平； 2－第二水平
第二节 开采水平的划分
第二节 开采水平的划分
四, 辅助水平的应用
? １, 阶段斜长较长
? ２, 井田形状不规则, 煤层倾角变化大
? ３, 近水平煤层分组开采
阶
段
斜
长
较
长
近水
平煤
层分
组开
采
H
第二节 开采水平的划分
? 作业,
? 1.选择井筒位置时应考虑哪些因素？ 如何确定？
? 2.怎样确定井筒沿倾斜方向的位置？
第三节 水平大巷布置
一, 运输大巷
? 为水平或一个阶段运输服务的水平巷道 。
? （ 一 ） 运输大巷的运输方式
? 1.轨道运输大巷
? 轨距一般有 600mm,900mm两种
? 电机车类型, 矿车型号分类见下表
第三节 水平大巷布置
矿井电机车、矿车类型
井 型 矿车类型 电机车类型
小型矿井 1t（固定式） 蓄电池电机车 无极绳绞车
≤60万 t 1t（固定式） 架线式电机车
90～ 180万 t 3t（固定式、底卸 式） 架线式电机车
>240万 t
3t（固定式、底卸
式）
5t（底卸式）
架线式电机车
高瓦斯矿井 8t蓄电池电机车
第三节 水平大巷布置
（ 3）轨道运输对大巷的一般要求
① 大巷风速不大于 8m／ s
② 运输大巷的方向应与煤层走向大体一致，大巷尽量取直。
③运输大巷坡度一般为 3‰ ～ 4‰ 或 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运要求；
④能适应长距离运输；
⑤吨公里运输费用低。
第三节 水平大巷布置
? 2、带式输送机运输大巷
? 带式输送机运煤优点,
? ①实现大巷连续化运输，运输能力大；
? ②操作简单，比较容易实现自动化；
? ③装卸设备少，卸载均匀。
第三节 水平大巷布置
不同矿井生产能力的大巷运输设备
矿井生产能
力 /万 t·a－ 1 运煤 辅助运输
大巷轨
距 /mm
＞ 240 5t矿车底卸式 1.5t固定车厢式矿车 900 带式输送机 1.5t固定车厢式矿车 600
90～ 180
3t矿车底卸式 1.5t或 1t固定车厢式矿 车 600
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
第三节 水平大巷布置
（ 二 ） 运输大巷的布置方式
? １,分层运输大巷, 在井田内为一个煤层服务的运输
大巷
? （ 1） 煤层距离远
? （ 2） 煤层煤质不同, 需分装分运
? （ 3） 煤层数目少, 走向短
? 优：初期投入少, 见效快
? 缺：后期工程量大, 维护费高 。
? 2.集中运输大巷
? 3.分组集中运输大巷
分
层
运
输
大
巷
布
置
1
2
3
7
5
8
4
6
mm
2
1
第三节 水平大巷布置
4
1
5
7
8
1
4
2
3
2
5 6
II
集中运输大巷布置
在井田内为所有煤层服务的运输
大巷 。
优点：各煤层联合开采，大巷工
程量及占用的轨道、管线也少；
可同时进行若干煤层的准备和回
采，开采强度比较大，井下生产
采区比较集中，便于管理；巷道
维护条件好，有利于大巷运输，
且煤柱损失少。
缺点：建井初期工程量大，建井
期长，每个采区都要掘进石门，
采区石门工程量大，经济上不合
理。
第三节 水平大巷布置
分组集中运输大巷布置
井田内煤层分为若干煤组时，
为一个煤组服务的运输大巷。
各分组集中大巷之间用主要
石门联系。
煤组内各煤层之间用采区石
门联系。
8
9
7
4
6
5
6
74
21
5
7
I I
I - - I
3
3
A B
A
B
第三节 水平大巷布置
第三节 水平大巷布置
（三）运输大巷的位置
运输大巷作用,为开采上水平各煤层服务；为开
采 下水平煤层回风。
要求：服务时间长；处于不受或少受采动影响的位
置 。
位置,岩石大巷, 煤组的底板岩石中；
煤层大巷, 煤组最下部煤质坚硬, 围岩稳定
的薄及中厚煤层中 。
第三节 水平大巷布置
1,煤层大巷
煤层大巷位置
分煤层大巷 — 沿煤层布置；
集中大巷 — 布置在煤组最下部稳定的薄及中厚煤层中
分组集中大巷 — 布置在煤组最下部稳定的薄及中厚煤层中
煤层大巷施工,i,按腰线沿煤层掘进 —适合机车运输；
ii,按中线沿煤层掘进 —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 ）
第三节 水平大巷布置
? 煤层大巷的适用条件
? （ １ ） 煤层赋存不稳定, 变化大的小型矿井；
? （ ２ ） 离其他煤层较远的深及中厚煤层, 储量小,
服务年限不长；
? （ ３ ） 煤系基底有距离较近富含水层, 不易将大巷
布置在煤层底板；
? （ ４ ） 井田走向短, 运输大巷服务年限短, 煤层厚
度不大；
? （ ５ ） 煤系基底有媒质坚硬, 稳固的围岩, 煤层无
自然发火危险 。
第三节 水平大巷布置
煤层大巷应用及发展趋势
构造复杂的小型矿井, 或勘探井, 可超前探煤 。
层间距大的单一薄及中厚煤层, 储量小, T短 。
煤系底板附近有富水层, 而煤层顶板条件好, 可设煤
层大巷 。
煤系最下煤层为薄及中厚煤层, 煤质硬, 顶板好, 无
自燃 。
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 。
第三节 水平大巷布置
2,岩层大巷 （ 岩石大巷 ） 位置
至煤层法线距,15 ? 30m；
岩性稳定的岩层中；
不受上煤层采动影响, 布置在压力传播影响角 ?之外；
利于布置采区煤仓和车场；
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煤层
位置；
第三节 水平大巷布置
? 岩石大巷的优缺点
? 与煤巷相比的优, 缺点如下
? 优点：巷道维护费用低, 并可少留或不留煤柱, 能较好地
适应地质构造的变化, 便于保持巷道的方向和坡度, 利于
列车行驶和保证运输能力, 有利于预防火灾和安全生产,
有利于设置采区煤仓和采区车场 。
? 缺点；如果在煤层底板岩石中的位置选择不当仍然会使岩
石大巷维护困难 。
? 二, 总回风巷
? 是全矿井或矿井一翼服务的回风巷道
第三节 水平大巷布置
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
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
4,急斜煤层大巷位置
底板滑动线之外 10 ? 20m。
5,大巷的保护
掘前预采 — 先开卸压工作面,
在采空区维护大巷；
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
β
b
λ
第三节 水平大巷布置
第三节 水平大巷布置
二、总回风巷
? 总回风巷,为全矿井或矿井一翼服务的回风巷道。
? 总回风巷的布置特点,
? 1、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。
? 2、当井田上部冲积层很厚、含水丰富时，需要沿
煤层侵蚀带设防水煤柱，总回风巷布置在防水煤
柱内。
? 3、当井田边界因煤层侵蚀深度不一致而造成标高
相差较大时，总回风巷可根据不同标高分段布置。
第三节 水平大巷布置
? 4、对于近水平煤层矿井，总回风巷一般与大巷平
行，大多布置在上部煤层或上部岩层中。
? 5、对煤层埋藏较浅，采用采区风井通风的矿井可
不设总回风巷。
? 6、在多水平开采的矿井中，当上一水平转入下水
平开采时，常利用上水平的运输大巷作为下水平的
总回风巷。
第四节 开采顺序
? 井田的开采顺序包括,
? 沿煤层走向与倾斜的开采顺序；煤层群划分为煤层组时,
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, 如下图 a。
? 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, 如下图 b。
采区开采顺序示意图
2 1 1 2 21 12
a b
第四节 开采顺序
第四节 开采顺序
? 3、采区内采煤工作面推进方向
? （ 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。
第四节 开采顺序
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
1－采区输送机上山； 2－采区轨道上山； 3－区段运输平巷；
4－区段回风平巷； 5－采煤工作面； 6－采区边界线
第四节 开采顺序
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阶段 。
? 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，从运输大巷向采区上部边界自下而上
依次开采各区段。
第四节 开采顺序
? 开采下山 采区时,
? （ 1）下行式：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）上行式：自上而下逐次开采各区段。
第四节 开采顺序
三、煤组及煤层间的开采顺序
? 煤组与煤层之间的开采，一般采用自上而下的下行
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，但必
须层间距与采厚比达 7.5以上；受多个煤层采动影
响的上行开采，综层间距与采厚比达到 6.3以上，
一般可在上部煤层中正常进行掘进和采煤。
煤组及煤层间的开采顺序
1 2 3 4 5
6
第四节 开采顺序
? 作业,
? 1.开采水平大巷的布置方式有几种？ 分别说明其适
用条件？
? 2.如何选择确定大巷的位置？
? 3.试分析比较阶段运输大巷采用矿车运输和采用带
运送机运输的优缺点及其适用范围 。
? 4.阶段和开采水平两者有什么区别？为什么开采水
平要有一定的服务年限？
第五节 采掘关系与三量管理
?,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
? 根据实际情况, 统筹安排采区及工作面的开采与接替称为开
采计划
? 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 。
? 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 。
? 采区接替计划
第五节 采掘关系与三量管理
（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。
第五节 采掘关系与三量管理
? 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。
第五节 采掘关系与三量管理
? （ 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。
? （ 7）生产矿井至少要配备一个备用工作面，大型矿井需
配备两个备用工作面。
第五节 采掘关系与三量管理
二, 巷道掘进工程计划
? 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, 完成下个采区和
接替工作面的安装；
? ３,开采水平减产前的１～１,５ａ, 下个开采水
平的安装 。
第五节 采掘关系与三量管理
（一）方法和步骤
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、依照开采计划的采煤工作面、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，需采区什么措施，最
后确定掘进工程计划。
第五节 采掘关系与三量管理
（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；
? 2、尽快构成巷道掘进通风系统；
? 3、尽快按岩巷、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。
第五节 采掘关系与三量管理
三、三量管理
? 为了及时掌握和检查各矿井的采掘关系正常与否，按开采准
备程度，将矿井计划开采的可采储量划分为开拓煤量、准备
煤量、回采煤量－简称 三量 。
? 1、开拓煤量 ——井田范围内掘进的开拓巷道所圈定的尚未
采出的那部分可采煤量。
? 开拓煤量,Zd＝（ Zog－ Zg－ Pdd） C
? Zd——开拓煤量；
? Zog——已开拓范围内的地质储量；
? Zg——已开拓范围内的地质损失；
? Pdd——开拓储量可采期内不能开采的储量；
? C——采区采出率。
第五节 采掘关系与三量管理
? 2、准备煤量
? 采区上山及车场等准备巷道所圈定的尚未采出的那
部分可采煤量。
? Zp＝（ Zpg－ Zg-Pd） C
? Zp——准备煤量；
? Zpg——各采区所圈定的工业储量；
? Zg——采区内的地质损失；
? Pd——呆滞煤量。
第五节 采掘关系与三量管理
? 3、回采煤量
? 在准备煤量的范围内，已有回采巷道及开切眼所圈定的开采
煤量。
? 生产矿或投产矿井的三量可采期按下式计算,
? 三量采期通常规定为：开拓煤量 3～ 5a，准备煤量 1a以上，
回采煤量 4～ 6月以上。
第五节 采掘关系与三量管理
四、采掘比例关系指标及计算方法
? （ 1）采掘工作面个数比：反映矿井每个采煤工作面需要配
备几个掘进工作面为其做准备。
? 采掘工作面个数比＝平均采煤工作面 /年平均掘进工作面个
数。
? 一般为 1∶ 2
? （ 2）掘进率：生产矿井在一定时期内每产 1万 t煤所需掘进
的生产巷道总进尺数和开拓总进尺数，它反映了在既定的煤
层赋存情况、开拓准备方式及采煤方法等条件下的掘进相对
量。
第五节 采掘关系与三量管理
? 生产掘进率 ＝生产掘进总进尺／矿井产量,m/万 t
? 开拓掘进率 ＝开拓巷道掘进总进尺／矿井产量＋工
程出煤,m/万 t
? 生产矿井全部掘进率 ＝生产矿井全部进巷掘进总进
尺／矿井产量＋工程出煤,m/万 t
第六节 矿井开拓延伸
?正确选择矿井延深方案，使矿井生产与井
筒延深施工密切配合，切实处理好新旧水
平的接替，是矿井延深工作中应解决的重
要问题。
第六节 矿井开拓延伸
? 一、矿井延深的原则和要求
? （一）提前做好准备工作
? （ 1）地质资料（ 2）资金来源（ 3）落实队伍
? （二）保证或扩大矿井生产能力
? 矿井开拓延深时应结合矿井发展的长远规划，仔细
研究煤层地质条件的变化和各生产环节之间的配合，
保证维持矿井已有的生产能力，有需要和可能时，
结合开拓延深进行技术改造，提高矿井生产集中化
水平，力求扩大矿井生产能力。
第六节 矿井开拓延伸
? （三）充分、合理地利用现有井巷设施
? 新水平开拓延深应充分利用现有井巷以及提升、运
输、通风、排水等大型设备，力求减少开拓延深的
工程量和费用。
? （四）积极采用新技术、新工艺和新设备
? 在新水平开拓延深时，应选择先进的采掘技术，选
用高效能的机械装备，使新水平技术经济效果有明
显的提高。
? （五）尽可能缩短施工工期
第六节 矿井开拓延伸
?二、矿井开拓延深方案
?（一）直接延深原有井筒
2m1m
12
3
5
3
5
Ⅰ
Ⅱ
条件：（ 1）地质条件
（ 2）井筒（ 3）提升设
备不满足时可更换
优缺点：利用原有设备、
设施、提升，影响生产
第六节 矿井开拓延伸
?（二）暗井延深 ——
利用暗立井或暗斜井
开拓深部水平。
?特点：延深与生产互
不干扰，原有井筒提
升能力不降低，暗井
的位置不受限制，可
选在对开采下部煤层
有利的位置上。
2
m
1
m
12
3
Ⅰ
Ⅱ
第六节 矿井开拓延伸
?适用条件,
?（ 1）地质条件或技术经济等原因，原井筒不
宜直接延深；
?（ 2）用平硐开拓的矿井，延深水平因地形限
制没有开阶梯平硐的条件时，一般多采用暗
斜井。
第六节 矿井开拓延伸
?（三）直接延深一个
井筒，新打一个暗井
?这种延深方式是直接
延深原来的主井或副
井，另一井筒采用暗
井延深，介于直接延
深和暗井延深方式之
间。 2
m
1
m
12
3
Ⅰ
Ⅱ
第六节 矿井开拓延伸
?（四）新开一个井筒，
延深一个井筒
?从地面新开一个主井
（或副井）筒通达延
深水平，另外用暗井
延深或直接延深副井
（或主井）。 2m1m
1 2
3
Ⅰ
Ⅱ
4
第六节 矿井开拓延伸
?特点：（ 1）能大幅度增加矿井生产能力；
?（ 2）便于采用先进的技术装备，开拓延深与
生产相互影响小；
?（ 3）要改造原地面生产系统增加基建费用。
?适用于结合矿井改扩建的大型矿井开拓延深。
第六节 矿井开拓延伸
? （五）深部新开立井或斜井
? 结合开拓延深，进行矿井合并改造。
? 特点：深部多个矿井合并后集中延深
? 深部新开立井或斜井适用：浅部井型小、分散，装
备落后，深部储量丰富，并要改护建的矿井。
? 淮南毕家岗一水平（ -90m）共建 7对小斜井，二水
平延深新开一对斜井
? 阜新平安矿浅部片盘斜井群，深部新开立井集中开
采。
第六节 矿井开拓延伸
? 三、生产水平过渡时期的技术措施
? 矿井的某一个开采水平开始减产直到结束，其下一
个开采水平投产到全部接替生产，是矿井生产水平
的过渡时期。
? （一）生产水平过渡时期的提升
? （１）利用通过式萁斗两个水平同时出煤
? （ 2）将上水平的煤经溜井放到下水平，在新水平
集中提煤
? （ 3）上水平利用下山采区过渡
? （ 4）利用副井提升部分煤炭
第六节 矿井开拓延伸
? （二）生产水平过渡时期的通风
? 生产水平过渡时期，是矿井塌方管理的关键。要保
证上水平的进风和下水平的回风互不干扰，关键在
于合理安排好下水平的回风系统。采取的办法可分
为,
? （ 1）维护上水平的采区上山为下水平的相应采区
回风；
? （ 2）利用上水平运输大巷的配风巷作为过渡时期
下水平的回风巷；
? （ 3）采用分组集中大巷的矿井，可利用上水平上
部分组集中大巷为下水平上煤组回风。
第六节 矿井开拓延伸
? （三）生产水平过渡时期的排水
? （ 1）一段排水，上水平的涌水集中下水平水仓，
排至地面；
? （ 2）两段分别排水，两个水平分别设置排水系统
排至地面；
? （ 3）两段接力排水，下水平的水排到上水平水仓，
然后上水平集中排至地面；
? （ 4）两段联合排水，上下两个水平的排水管路联
成一套系统，设三通阀门控制，上下水平均可利用，
排水至地面。
第七节 矿井技术改造
?技术改造的目的：改变落后的技术面貌，提
高矿井生产能力、劳动效率。资源采出率，
降低成本，减轻工人劳动强度，改善劳动条
件，使生产建立在更加安全的基础上，全面
提高技术经济指标。
第七节 矿井技术改造
?一、矿井改扩建
?主要方式,
?（一）直接扩大井田范围
?（二）相邻矿井合并改造
?（三）结合矿井开拓延深进行合并改扩建
第七节 矿井技术改造
? 二、合理集中生产
? 生产集约化 —— 生产手段和劳动力在时间和空间上
的集中，在单位时间及较小空间上，用最少的劳动
消耗，取得最大的产量和最佳的经济效果。
? （一）水平集中
? 一是减少水平数目；二是开采水平内实现集中开拓。
? 水平合理集中生产，简化了巷道布置和生产系统，
减少了初期的井巷工程量，便于生产管理，可取得
很好的效果。
第七节 矿井技术改造
? （二）采区集中
? 提高采区生产能力，尽可能减少矿井内同时生产的
采区数目，同时应适当加大采区走向长度，增加采
区的可采储量和服务年限，减少采煤工作面搬迁次
数，实现采区稳产和高产。
? （三）工作面集中
? 提高采煤工作面的单产水平，尽可能减少矿井、采
区内同采工作面的数目。（实现一井一面）
第七节 矿井技术改造
? 三、矿井主要生产系统的技术改造
? （一）地面生产系统的改造
? 主要是改善地面线路，优化地面运输和改造装载系统及地面主要设施的 集中布置，提高外运能力。
? （二）矿井提升系统的改造
? 1、改装箕斗加大容量；
? 2、罐笼提升改为箕斗提升；
? 3、斜井串车提升改为箕斗提升或带式输送机运输；
? 4、提升绞车由单机拖动改为双机拖动；
? 5、加大提升速度或减少辅助时间；
? 6、缩短一次提升时间和增加每日的提升时间；
? 7、增加井筒数目，增加提升设备等。
第七节 矿井技术改造
? （三）大巷运输系统的改造
? 1、增加机车或矿车的数目；
? 2、单机牵引改双机牵引；
? 3、加大机车粘着重量和矿车容积；
? 4、将固定式矿车改为 3t,5t容量的底卸式矿车；
? 5、采用带式输送机连续运输；
? 6、改换或增加电机，加快带式输送机运行速度等。
第七节 矿井技术改造
?（四）井底车场的改造及设置井底缓冲煤仓
?增加通过线或复线、设置新卸载线路等通过
车场通过能力。
?（五）辅助运输环节的改造
?采用单轨吊车、卡轨车以及齿轨车等新型辅
助运输设备。
第七节 矿井技术改造
? （六）通风系统的改造
? 1、双通风机并联运转；
? 2、更换高效主要通风机；
? 3、改用大功率离心式通风机；
? 4、改装叶片形状；
? 5、离心式更换高效转子；
? 6、优化系统，增加并联风路；
? 7、改集中通风为分区式通风；
? 8、修整和扩大巷道断面；
? 9、开掘新风井，缩短通风风路长度；
? 10、利用提升的箕斗井兼作风井等。
第七节 矿井技术改造
?（七）排水系统的改造
?主要是简化排水系统，缩短排水管路，对两
水平同时生产的矿井，改分水平排水为集中
排水；下山开采涌水量较大时，改各采区单
独排水为设置排水大巷集中排水或从地面打
钻孔到采区实现直接排水。
?作业,
? 1.为什么说, 三量只能间接地反映采掘关系,？
如果矿井, 三量, 达到规定, 就一定不会出现采掘
失调吗？ 为什么？
? 2.如何编制采煤工作面接替计划？在编制中应注
意哪些问题？
精品课程课件
第一篇 井田开拓
第四章 井田开拓的基本问题
第一节 井筒的数目及位置
一, 井筒数目
? 根据矿井提升任务大小和通风需要等因素确定的 。
? 1、双提升井筒，准备两个提升井，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。装备一个井筒提升，另设一个通达地
面的安全出口。
第一节 井筒的数目及位置
二, 井筒位置
（ 一 ） 对井下开采合理的井筒位置
? １, 井筒沿井田走向的位置
? 在井田中央；当井田储量呈不均匀分布时，应在储量分布的
中央。避免井筒偏于一侧，造成单翼开采不利局面。
? ２, 井筒沿煤层倾向的位置
? （ 1）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。
? （ 2）立井开拓时，井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案见
下图
立井井筒沿煤层倾向位置的几个原则方案
C
1
2 3
11
4 4
2
4
2
φ
γ
φ
β
AB
1－井筒； 2－石门； 3－富含水岩层； 4－需保护的场地范围
第一节 井筒的数目及位置
第一节 井筒的数目及位置
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
A处 石门工程量稍大，但初期工程量及投资较少、建井期较短
C处 初期工程量最大，石门总长度和沿石门的运输工程量也较大，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
第一节 井筒的数目及位置
? （ 3）单水平开采缓倾斜煤层的井田，井筒应坐落在井田中
部；或者使上山部分斜长略大于下山部分；
? （ 4）对水平开采缓倾斜或倾斜煤层群的矿井，考虑井筒设
在沿倾斜中部靠上方的适当位置，并应使保护井筒煤柱不占
初期投产采区；
? （ 5）急倾斜矿井，井筒宜靠近煤层浅部，甚至布置在煤系
底板，如下图
? （ 6）开采近水平煤层的矿井，尽可能使井筒靠近储量中央；
? （ 7）煤系基底有丰富含水层的矿井，既要考虑井筒到最终
深度仍不穿过丰富含水层，又要考虑初期工程量和基建投资，
还应考虑煤柱损失。
急倾斜煤层开拓的井筒位置
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
第一节 井筒的数目及位置
?（ 二 ） 对掘进与维护有利的井筒位置
? 1,井筒应尽可能不通过或少通过流砂层, 较厚的冲
积层及较大的含水层 。
? 2、井筒位置应使井底车场有较好的围岩条件，便于
大容积硐室的掘进与维护。
?（ 三 ） 便于布置地面工业场地的井筒位置
? 1、井筒位置必须为合理布置地面工业场地创造有利
条件；
? 2、符合下列条件,
第一节 井筒的数目及位置
第一节 井筒的数目及位置
? （ 1）要有足够的便于布置矿井地面生产系统及其
工业建筑物和构筑物的场地；
? （ 2）有较好的工程地质条件；
? （ 3）便于矿井供电、给水和运输，并使附近有便
于建设居住区、排矸设施的地点；
? （ 4）井筒位置应高于当地最高洪水位；
? （ 5）充分利用地形，使地面生产系统、工业场地
总平面布置及地面运输合理，并尽可能使平整场地
的工程量较少。
第二节 开采水平的划分
? 确定水平垂高 ——确定阶段垂高 ——能否进行上, 下山开采
一, 阶段垂高的确定应考虑以下因素
? 1、开采水平服务年限：必须有足够的可采储量以保证水平有
合理的服务年限。
? 2、采掘运机械化程度：采煤工作面长度随着机械化程度的提
高而增长，一般变动于 80～ 150m以上。
? 盘区开采：下山不超过 1500m； 上山不超过 2000m。
? 3、煤层赋存条件和地质构造
? （ 1）煤层倾角：急倾斜煤层阶段垂高，一般为 100～ 150m；
缓倾斜、倾斜煤层阶段垂高，一般为 150～ 300m；
? （ 2）煤层厚度：厚度有时发生变化时，也可利用变化初作为
划分阶段的依据。
第二节 开采水平的划分
4、吨煤建设投资和生产费用
? 合理的阶段垂高应使吨煤投资和生产总费用最低。
井型 开采缓斜煤层 的矿井 /m 开采倾斜煤层 的矿井 /m 开采急缓斜煤 层的矿井 /m
大、中型矿井 100～ 250 100～ 200 100～ 150
小型矿井 60～ 100 80～ 120 80～ 120
矿井阶段（水平）垂高
第二节 开采水平的划分
二, 下山开采的应用
1,上, 下山开采的比较
开采方式 上山开采 上下山开采中的下山开采
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＝ 1/2Hb 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，
费用低；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；水大时困难
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 每个区段设临时水窝，安小水泵排水
至大巷 — 水小时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
第二节 开采水平的划分
1
2
3
5
6
6
4
8
9
10
7
12
11
12
7
( A )
( C )
( B )
上下山开采的比较
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
第二节 开采水平的划分
第二节 开采水平的划分
? 2、下山开采一般的适用条件
? （ 1）倾角小于 16° 的缓斜煤层，瓦斯及涌水量不大；
? （ 2）煤层倾角不大，采用多水平开拓的矿井，开拓延深后
提升能力降低的；
? （ 3）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；
? （ 4）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。
第二节 开采水平的划分
三, 开采水平的设置
开采水平的数目和位置, 主要根据,
（ １ ） 井田倾斜长度
（ ２ ） 阶段高度
（ ３ ） 能否进行上, 下山开采
（ ４ ） 煤层倾角, 层间距离, 地质构造, 井底车场处的围岩性质
（ ５ ） 排水
（ ６ ） 提升设备型号
对于倾角小于 16°, 井田倾斜长度小于 2000米, 可设一个水平,采用上, 下山开采 。
对于倾角大于 16°, 井田倾斜长度较长, 可设两个以上水平, 但
尽可能减少开采水平 。
水平服务年限 TS＝Ｚ S/KA
按煤组划分水平示意图
1－第一水平； 2－第二水平
第二节 开采水平的划分
第二节 开采水平的划分
四, 辅助水平的应用
? １, 阶段斜长较长
? ２, 井田形状不规则, 煤层倾角变化大
? ３, 近水平煤层分组开采
阶
段
斜
长
较
长
近水
平煤
层分
组开
采
H
第二节 开采水平的划分
? 作业,
? 1.选择井筒位置时应考虑哪些因素？ 如何确定？
? 2.怎样确定井筒沿倾斜方向的位置？
第三节 水平大巷布置
一, 运输大巷
? 为水平或一个阶段运输服务的水平巷道 。
? （ 一 ） 运输大巷的运输方式
? 1.轨道运输大巷
? 轨距一般有 600mm,900mm两种
? 电机车类型, 矿车型号分类见下表
第三节 水平大巷布置
矿井电机车、矿车类型
井 型 矿车类型 电机车类型
小型矿井 1t（固定式） 蓄电池电机车 无极绳绞车
≤60万 t 1t（固定式） 架线式电机车
90～ 180万 t 3t（固定式、底卸 式） 架线式电机车
>240万 t
3t（固定式、底卸
式）
5t（底卸式）
架线式电机车
高瓦斯矿井 8t蓄电池电机车
第三节 水平大巷布置
（ 3）轨道运输对大巷的一般要求
① 大巷风速不大于 8m／ s
② 运输大巷的方向应与煤层走向大体一致，大巷尽量取直。
③运输大巷坡度一般为 3‰ ～ 4‰ 或 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运要求；
④能适应长距离运输；
⑤吨公里运输费用低。
第三节 水平大巷布置
? 2、带式输送机运输大巷
? 带式输送机运煤优点,
? ①实现大巷连续化运输，运输能力大；
? ②操作简单，比较容易实现自动化；
? ③装卸设备少，卸载均匀。
第三节 水平大巷布置
不同矿井生产能力的大巷运输设备
矿井生产能
力 /万 t·a－ 1 运煤 辅助运输
大巷轨
距 /mm
＞ 240 5t矿车底卸式 1.5t固定车厢式矿车 900 带式输送机 1.5t固定车厢式矿车 600
90～ 180
3t矿车底卸式 1.5t或 1t固定车厢式矿 车 600
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
第三节 水平大巷布置
（ 二 ） 运输大巷的布置方式
? １,分层运输大巷, 在井田内为一个煤层服务的运输
大巷
? （ 1） 煤层距离远
? （ 2） 煤层煤质不同, 需分装分运
? （ 3） 煤层数目少, 走向短
? 优：初期投入少, 见效快
? 缺：后期工程量大, 维护费高 。
? 2.集中运输大巷
? 3.分组集中运输大巷
分
层
运
输
大
巷
布
置
1
2
3
7
5
8
4
6
mm
2
1
第三节 水平大巷布置
4
1
5
7
8
1
4
2
3
2
5 6
II
集中运输大巷布置
在井田内为所有煤层服务的运输
大巷 。
优点：各煤层联合开采，大巷工
程量及占用的轨道、管线也少；
可同时进行若干煤层的准备和回
采，开采强度比较大，井下生产
采区比较集中，便于管理；巷道
维护条件好，有利于大巷运输，
且煤柱损失少。
缺点：建井初期工程量大，建井
期长，每个采区都要掘进石门，
采区石门工程量大，经济上不合
理。
第三节 水平大巷布置
分组集中运输大巷布置
井田内煤层分为若干煤组时，
为一个煤组服务的运输大巷。
各分组集中大巷之间用主要
石门联系。
煤组内各煤层之间用采区石
门联系。
8
9
7
4
6
5
6
74
21
5
7
I I
I - - I
3
3
A B
A
B
第三节 水平大巷布置
第三节 水平大巷布置
（三）运输大巷的位置
运输大巷作用,为开采上水平各煤层服务；为开
采 下水平煤层回风。
要求：服务时间长；处于不受或少受采动影响的位
置 。
位置,岩石大巷, 煤组的底板岩石中；
煤层大巷, 煤组最下部煤质坚硬, 围岩稳定
的薄及中厚煤层中 。
第三节 水平大巷布置
1,煤层大巷
煤层大巷位置
分煤层大巷 — 沿煤层布置；
集中大巷 — 布置在煤组最下部稳定的薄及中厚煤层中
分组集中大巷 — 布置在煤组最下部稳定的薄及中厚煤层中
煤层大巷施工,i,按腰线沿煤层掘进 —适合机车运输；
ii,按中线沿煤层掘进 —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 ）
第三节 水平大巷布置
? 煤层大巷的适用条件
? （ １ ） 煤层赋存不稳定, 变化大的小型矿井；
? （ ２ ） 离其他煤层较远的深及中厚煤层, 储量小,
服务年限不长；
? （ ３ ） 煤系基底有距离较近富含水层, 不易将大巷
布置在煤层底板；
? （ ４ ） 井田走向短, 运输大巷服务年限短, 煤层厚
度不大；
? （ ５ ） 煤系基底有媒质坚硬, 稳固的围岩, 煤层无
自然发火危险 。
第三节 水平大巷布置
煤层大巷应用及发展趋势
构造复杂的小型矿井, 或勘探井, 可超前探煤 。
层间距大的单一薄及中厚煤层, 储量小, T短 。
煤系底板附近有富水层, 而煤层顶板条件好, 可设煤
层大巷 。
煤系最下煤层为薄及中厚煤层, 煤质硬, 顶板好, 无
自燃 。
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 。
第三节 水平大巷布置
2,岩层大巷 （ 岩石大巷 ） 位置
至煤层法线距,15 ? 30m；
岩性稳定的岩层中；
不受上煤层采动影响, 布置在压力传播影响角 ?之外；
利于布置采区煤仓和车场；
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煤层
位置；
第三节 水平大巷布置
? 岩石大巷的优缺点
? 与煤巷相比的优, 缺点如下
? 优点：巷道维护费用低, 并可少留或不留煤柱, 能较好地
适应地质构造的变化, 便于保持巷道的方向和坡度, 利于
列车行驶和保证运输能力, 有利于预防火灾和安全生产,
有利于设置采区煤仓和采区车场 。
? 缺点；如果在煤层底板岩石中的位置选择不当仍然会使岩
石大巷维护困难 。
? 二, 总回风巷
? 是全矿井或矿井一翼服务的回风巷道
第三节 水平大巷布置
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
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
4,急斜煤层大巷位置
底板滑动线之外 10 ? 20m。
5,大巷的保护
掘前预采 — 先开卸压工作面,
在采空区维护大巷；
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
β
b
λ
第三节 水平大巷布置
第三节 水平大巷布置
二、总回风巷
? 总回风巷,为全矿井或矿井一翼服务的回风巷道。
? 总回风巷的布置特点,
? 1、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。
? 2、当井田上部冲积层很厚、含水丰富时，需要沿
煤层侵蚀带设防水煤柱，总回风巷布置在防水煤
柱内。
? 3、当井田边界因煤层侵蚀深度不一致而造成标高
相差较大时，总回风巷可根据不同标高分段布置。
第三节 水平大巷布置
? 4、对于近水平煤层矿井，总回风巷一般与大巷平
行，大多布置在上部煤层或上部岩层中。
? 5、对煤层埋藏较浅，采用采区风井通风的矿井可
不设总回风巷。
? 6、在多水平开采的矿井中，当上一水平转入下水
平开采时，常利用上水平的运输大巷作为下水平的
总回风巷。
第四节 开采顺序
? 井田的开采顺序包括,
? 沿煤层走向与倾斜的开采顺序；煤层群划分为煤层组时,
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, 如下图 a。
? 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, 如下图 b。
采区开采顺序示意图
2 1 1 2 21 12
a b
第四节 开采顺序
第四节 开采顺序
? 3、采区内采煤工作面推进方向
? （ 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。
第四节 开采顺序
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
1－采区输送机上山； 2－采区轨道上山； 3－区段运输平巷；
4－区段回风平巷； 5－采煤工作面； 6－采区边界线
第四节 开采顺序
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阶段 。
? 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，从运输大巷向采区上部边界自下而上
依次开采各区段。
第四节 开采顺序
? 开采下山 采区时,
? （ 1）下行式：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）上行式：自上而下逐次开采各区段。
第四节 开采顺序
三、煤组及煤层间的开采顺序
? 煤组与煤层之间的开采，一般采用自上而下的下行
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，但必
须层间距与采厚比达 7.5以上；受多个煤层采动影
响的上行开采，综层间距与采厚比达到 6.3以上，
一般可在上部煤层中正常进行掘进和采煤。
煤组及煤层间的开采顺序
1 2 3 4 5
6
第四节 开采顺序
? 作业,
? 1.开采水平大巷的布置方式有几种？ 分别说明其适
用条件？
? 2.如何选择确定大巷的位置？
? 3.试分析比较阶段运输大巷采用矿车运输和采用带
运送机运输的优缺点及其适用范围 。
? 4.阶段和开采水平两者有什么区别？为什么开采水
平要有一定的服务年限？
第五节 采掘关系与三量管理
?,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
? 根据实际情况, 统筹安排采区及工作面的开采与接替称为开
采计划
? 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 。
? 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 。
? 采区接替计划
第五节 采掘关系与三量管理
（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。
第五节 采掘关系与三量管理
? 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。
第五节 采掘关系与三量管理
? （ 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。
? （ 7）生产矿井至少要配备一个备用工作面，大型矿井需
配备两个备用工作面。
第五节 采掘关系与三量管理
二, 巷道掘进工程计划
? 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, 完成下个采区和
接替工作面的安装；
? ３,开采水平减产前的１～１,５ａ, 下个开采水
平的安装 。
第五节 采掘关系与三量管理
（一）方法和步骤
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、依照开采计划的采煤工作面、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，需采区什么措施，最
后确定掘进工程计划。
第五节 采掘关系与三量管理
（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；
? 2、尽快构成巷道掘进通风系统；
? 3、尽快按岩巷、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。
第五节 采掘关系与三量管理
三、三量管理
? 为了及时掌握和检查各矿井的采掘关系正常与否，按开采准
备程度，将矿井计划开采的可采储量划分为开拓煤量、准备
煤量、回采煤量－简称 三量 。
? 1、开拓煤量 ——井田范围内掘进的开拓巷道所圈定的尚未
采出的那部分可采煤量。
? 开拓煤量,Zd＝（ Zog－ Zg－ Pdd） C
? Zd——开拓煤量；
? Zog——已开拓范围内的地质储量；
? Zg——已开拓范围内的地质损失；
? Pdd——开拓储量可采期内不能开采的储量；
? C——采区采出率。
第五节 采掘关系与三量管理
? 2、准备煤量
? 采区上山及车场等准备巷道所圈定的尚未采出的那
部分可采煤量。
? Zp＝（ Zpg－ Zg-Pd） C
? Zp——准备煤量；
? Zpg——各采区所圈定的工业储量；
? Zg——采区内的地质损失；
? Pd——呆滞煤量。
第五节 采掘关系与三量管理
? 3、回采煤量
? 在准备煤量的范围内，已有回采巷道及开切眼所圈定的开采
煤量。
? 生产矿或投产矿井的三量可采期按下式计算,
? 三量采期通常规定为：开拓煤量 3～ 5a，准备煤量 1a以上，
回采煤量 4～ 6月以上。
第五节 采掘关系与三量管理
四、采掘比例关系指标及计算方法
? （ 1）采掘工作面个数比：反映矿井每个采煤工作面需要配
备几个掘进工作面为其做准备。
? 采掘工作面个数比＝平均采煤工作面 /年平均掘进工作面个
数。
? 一般为 1∶ 2
? （ 2）掘进率：生产矿井在一定时期内每产 1万 t煤所需掘进
的生产巷道总进尺数和开拓总进尺数，它反映了在既定的煤
层赋存情况、开拓准备方式及采煤方法等条件下的掘进相对
量。
第五节 采掘关系与三量管理
? 生产掘进率 ＝生产掘进总进尺／矿井产量,m/万 t
? 开拓掘进率 ＝开拓巷道掘进总进尺／矿井产量＋工
程出煤,m/万 t
? 生产矿井全部掘进率 ＝生产矿井全部进巷掘进总进
尺／矿井产量＋工程出煤,m/万 t
第六节 矿井开拓延伸
?正确选择矿井延深方案，使矿井生产与井
筒延深施工密切配合，切实处理好新旧水
平的接替，是矿井延深工作中应解决的重
要问题。
第六节 矿井开拓延伸
? 一、矿井延深的原则和要求
? （一）提前做好准备工作
? （ 1）地质资料（ 2）资金来源（ 3）落实队伍
? （二）保证或扩大矿井生产能力
? 矿井开拓延深时应结合矿井发展的长远规划，仔细
研究煤层地质条件的变化和各生产环节之间的配合，
保证维持矿井已有的生产能力，有需要和可能时，
结合开拓延深进行技术改造，提高矿井生产集中化
水平，力求扩大矿井生产能力。
第六节 矿井开拓延伸
? （三）充分、合理地利用现有井巷设施
? 新水平开拓延深应充分利用现有井巷以及提升、运
输、通风、排水等大型设备，力求减少开拓延深的
工程量和费用。
? （四）积极采用新技术、新工艺和新设备
? 在新水平开拓延深时，应选择先进的采掘技术，选
用高效能的机械装备，使新水平技术经济效果有明
显的提高。
? （五）尽可能缩短施工工期
第六节 矿井开拓延伸
?二、矿井开拓延深方案
?（一）直接延深原有井筒
2m1m
12
3
5
3
5
Ⅰ
Ⅱ
条件：（ 1）地质条件
（ 2）井筒（ 3）提升设
备不满足时可更换
优缺点：利用原有设备、
设施、提升，影响生产
第六节 矿井开拓延伸
?（二）暗井延深 ——
利用暗立井或暗斜井
开拓深部水平。
?特点：延深与生产互
不干扰，原有井筒提
升能力不降低，暗井
的位置不受限制，可
选在对开采下部煤层
有利的位置上。
2
m
1
m
12
3
Ⅰ
Ⅱ
第六节 矿井开拓延伸
?适用条件,
?（ 1）地质条件或技术经济等原因，原井筒不
宜直接延深；
?（ 2）用平硐开拓的矿井，延深水平因地形限
制没有开阶梯平硐的条件时，一般多采用暗
斜井。
第六节 矿井开拓延伸
?（三）直接延深一个
井筒，新打一个暗井
?这种延深方式是直接
延深原来的主井或副
井，另一井筒采用暗
井延深，介于直接延
深和暗井延深方式之
间。 2
m
1
m
12
3
Ⅰ
Ⅱ
第六节 矿井开拓延伸
?（四）新开一个井筒，
延深一个井筒
?从地面新开一个主井
（或副井）筒通达延
深水平，另外用暗井
延深或直接延深副井
（或主井）。 2m1m
1 2
3
Ⅰ
Ⅱ
4
第六节 矿井开拓延伸
?特点：（ 1）能大幅度增加矿井生产能力；
?（ 2）便于采用先进的技术装备，开拓延深与
生产相互影响小；
?（ 3）要改造原地面生产系统增加基建费用。
?适用于结合矿井改扩建的大型矿井开拓延深。
第六节 矿井开拓延伸
? （五）深部新开立井或斜井
? 结合开拓延深，进行矿井合并改造。
? 特点：深部多个矿井合并后集中延深
? 深部新开立井或斜井适用：浅部井型小、分散，装
备落后，深部储量丰富，并要改护建的矿井。
? 淮南毕家岗一水平（ -90m）共建 7对小斜井，二水
平延深新开一对斜井
? 阜新平安矿浅部片盘斜井群，深部新开立井集中开
采。
第六节 矿井开拓延伸
? 三、生产水平过渡时期的技术措施
? 矿井的某一个开采水平开始减产直到结束，其下一
个开采水平投产到全部接替生产，是矿井生产水平
的过渡时期。
? （一）生产水平过渡时期的提升
? （１）利用通过式萁斗两个水平同时出煤
? （ 2）将上水平的煤经溜井放到下水平，在新水平
集中提煤
? （ 3）上水平利用下山采区过渡
? （ 4）利用副井提升部分煤炭
第六节 矿井开拓延伸
? （二）生产水平过渡时期的通风
? 生产水平过渡时期，是矿井塌方管理的关键。要保
证上水平的进风和下水平的回风互不干扰，关键在
于合理安排好下水平的回风系统。采取的办法可分
为,
? （ 1）维护上水平的采区上山为下水平的相应采区
回风；
? （ 2）利用上水平运输大巷的配风巷作为过渡时期
下水平的回风巷；
? （ 3）采用分组集中大巷的矿井，可利用上水平上
部分组集中大巷为下水平上煤组回风。
第六节 矿井开拓延伸
? （三）生产水平过渡时期的排水
? （ 1）一段排水，上水平的涌水集中下水平水仓，
排至地面；
? （ 2）两段分别排水，两个水平分别设置排水系统
排至地面；
? （ 3）两段接力排水，下水平的水排到上水平水仓，
然后上水平集中排至地面；
? （ 4）两段联合排水，上下两个水平的排水管路联
成一套系统，设三通阀门控制，上下水平均可利用，
排水至地面。
第七节 矿井技术改造
?技术改造的目的：改变落后的技术面貌，提
高矿井生产能力、劳动效率。资源采出率，
降低成本，减轻工人劳动强度，改善劳动条
件，使生产建立在更加安全的基础上，全面
提高技术经济指标。
第七节 矿井技术改造
?一、矿井改扩建
?主要方式,
?（一）直接扩大井田范围
?（二）相邻矿井合并改造
?（三）结合矿井开拓延深进行合并改扩建
第七节 矿井技术改造
? 二、合理集中生产
? 生产集约化 —— 生产手段和劳动力在时间和空间上
的集中，在单位时间及较小空间上，用最少的劳动
消耗，取得最大的产量和最佳的经济效果。
? （一）水平集中
? 一是减少水平数目；二是开采水平内实现集中开拓。
? 水平合理集中生产，简化了巷道布置和生产系统，
减少了初期的井巷工程量，便于生产管理，可取得
很好的效果。
第七节 矿井技术改造
? （二）采区集中
? 提高采区生产能力，尽可能减少矿井内同时生产的
采区数目，同时应适当加大采区走向长度，增加采
区的可采储量和服务年限，减少采煤工作面搬迁次
数，实现采区稳产和高产。
? （三）工作面集中
? 提高采煤工作面的单产水平，尽可能减少矿井、采
区内同采工作面的数目。（实现一井一面）
第七节 矿井技术改造
? 三、矿井主要生产系统的技术改造
? （一）地面生产系统的改造
? 主要是改善地面线路，优化地面运输和改造装载系统及地面主要设施的 集中布置，提高外运能力。
? （二）矿井提升系统的改造
? 1、改装箕斗加大容量；
? 2、罐笼提升改为箕斗提升；
? 3、斜井串车提升改为箕斗提升或带式输送机运输；
? 4、提升绞车由单机拖动改为双机拖动；
? 5、加大提升速度或减少辅助时间；
? 6、缩短一次提升时间和增加每日的提升时间；
? 7、增加井筒数目，增加提升设备等。
第七节 矿井技术改造
? （三）大巷运输系统的改造
? 1、增加机车或矿车的数目；
? 2、单机牵引改双机牵引；
? 3、加大机车粘着重量和矿车容积；
? 4、将固定式矿车改为 3t,5t容量的底卸式矿车；
? 5、采用带式输送机连续运输；
? 6、改换或增加电机，加快带式输送机运行速度等。
第七节 矿井技术改造
?（四）井底车场的改造及设置井底缓冲煤仓
?增加通过线或复线、设置新卸载线路等通过
车场通过能力。
?（五）辅助运输环节的改造
?采用单轨吊车、卡轨车以及齿轨车等新型辅
助运输设备。
第七节 矿井技术改造
? （六）通风系统的改造
? 1、双通风机并联运转；
? 2、更换高效主要通风机；
? 3、改用大功率离心式通风机；
? 4、改装叶片形状；
? 5、离心式更换高效转子；
? 6、优化系统，增加并联风路；
? 7、改集中通风为分区式通风；
? 8、修整和扩大巷道断面；
? 9、开掘新风井，缩短通风风路长度；
? 10、利用提升的箕斗井兼作风井等。
第七节 矿井技术改造
?（七）排水系统的改造
?主要是简化排水系统，缩短排水管路，对两
水平同时生产的矿井，改分水平排水为集中
排水；下山开采涌水量较大时，改各采区单
独排水为设置排水大巷集中排水或从地面打
钻孔到采区实现直接排水。
?作业,
? 1.为什么说, 三量只能间接地反映采掘关系,？
如果矿井, 三量, 达到规定, 就一定不会出现采掘
失调吗？ 为什么？
? 2.如何编制采煤工作面接替计划？在编制中应注
意哪些问题？
