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1、2023/3/201课程内容课程内容u第十一章第十一章 准备方式类型准备方式类型u第十二章第十二章 准备巷道布置及参数分析准备巷道布置及参数分析u第十三章第十三章 采区车场采区车场u第十四章第十四章 井田开拓的基本概念井田开拓的基本概念u第十五章第十五章 井田开拓方式井田开拓方式u第十六章第十六章 井田开拓的基本问题井田开拓的基本问题u第十七章第十七章 井底车场井底车场u第十八章第十八章 矿井采掘接替、开拓延深与技术改造矿井采掘接替、开拓延深与技术改造u第十九章第十九章 矿井开采设计矿井开采设计u露天开采简介露天开采简介第1页/共80页2023/3/202课程要求课程要求掌握不同采煤工艺方式的
2、装备、装备配套原则、工艺过程、工艺技术管理及参数确定方法、适用条件及选择采煤工艺方式的依据。掌握单一长壁采煤法回采巷道布置的基本理论、方法。掌握厚煤层倾斜分层长壁采煤法巷道布置和工艺过程。掌握放顶煤采煤法的基本理论、巷道布置、技术参数、工艺过程适用条件。掌握急（倾）斜煤层开采的基本理论、不同采煤方法的巷道布置、技术参数、工艺过程及适用条件。掌握选择采煤方法的原则，了解采煤方法的发展趋势。掌握准备方式的类型、适用条件。第2页/共80页2023/3/203课程要求课程要求掌握准备巷道布置的基本理论，掌握采区、盘区、带区设计及技术参数确定的方法；了解准备方式的改革及发展趋势。掌握采区车场的型式、设计
3、方法和轨道线路设计基本知识。了解煤田划分井田的方法；掌握矿井储量的分类、矿井设计生产能力确定的原则、井田开拓方式分类和井田开拓解决的主要问题及依据。掌握立井、斜井、平硐及综合开拓方式的特点及适用条件。掌握阶段划分、开采水平设置、上下山开采、大巷布置、采掘三量管理的基本理论和方法。掌握井底车场线路及硐室组成、要求及调车方式。了解矿井开拓延深及技术改造的内容和方法。掌握矿井开采设计的基本理论与方法。第3页/共80页2023/3/204授课形式与要求授课形式与要求u授课：课堂讲授+录像+讨论+实验（模型课）u听课：上课、笔记u考试：闭卷笔试u成绩评定：平时成绩（课程论文1篇或大作业）占总成绩的20%
4、；上课出勤包括实验课、录像课等，占总成绩10%；考试占总成绩的70%。第4页/共80页2023/3/205主要参考书主要参考书u汪理全，徐金海，屠世浩，等矿业工程概论徐州：中国矿业大学出版社，2004u徐永圻采矿学徐州：中国矿业大学出版社，2003u张先尘、钱鸣高中国采煤学煤炭工业出版社2003u钱鸣高矿山压力与岩层控制徐州：中国矿业大学出版社，2003u建设部，煤炭工业矿井设计规范，中国计划出版社，2005u国家安监总局、国家煤矿安监局，煤矿安全规程，煤炭工业出版社，2010第5页/共80页第一章第一章 煤矿开采的基本概念煤矿开采的基本概念第一节第一节 煤田开发的概念煤田开发的概念第二节第二
5、节 井田内的划分及开采顺序井田内的划分及开采顺序第三节第三节 矿井生产的概念矿井生产的概念第四节第四节 采煤方法分类采煤方法分类第6页/共80页一、煤层赋存特征及影响开采的地质因素一、煤层赋存特征及影响开采的地质因素二、矿区开发二、矿区开发三、井田三、井田四、矿井设计生产能力和井型四、矿井设计生产能力和井型五、地下开采与露天开采五、地下开采与露天开采第一节第一节 煤田开发的概念煤田开发的概念第7页/共80页一、煤层赋存特征及影响开采的地质因素一、煤层赋存特征及影响开采的地质因素煤田：煤田：同一地质时期形成，并大致连续发育同一地质时期形成，并大致连续发育 的含煤系分布区。的含煤系分布区。煤田中的
6、煤层数目、层间距和赋存特煤田中的煤层数目、层间距和赋存特 征各不相同。我国多数煤矿开采的是多煤层征各不相同。我国多数煤矿开采的是多煤层煤田。煤田。第8页/共80页按煤层倾角分类按煤层倾角分类近水平煤层近水平煤层45按煤层厚度分类按煤层厚度分类薄煤层薄煤层3.5m按煤层稳定性分类按煤层稳定性分类稳定煤层稳定煤层中等稳定煤层中等稳定煤层不稳定煤层不稳定煤层极不稳定煤层极不稳定煤层1、煤层分类：第9页/共80页2、影响开采的因素、影响开采的因素开采深度（影响矿压显现和地温）矿井涌水地层中的地质构造（断层和褶曲）瓦斯影响开采的因素第10页/共80页二、矿区开发二、矿区开发 矿区：统一规划和开发的煤田或
7、其中一部分。矿区：统一规划和开发的煤田或其中一部分。1、矿区煤田构成分类：、矿区煤田构成分类：煤田构成分类煤田构成分类实实 例例单一煤田矿区单一煤田矿区平顶山矿区、抚顺矿区、徐州矿区等平顶山矿区、抚顺矿区、徐州矿区等两个煤田矿区两个煤田矿区北票等矿区北票等矿区多个煤田矿区多个煤田矿区六盘水矿区等六盘水矿区等部分煤田矿区部分煤田矿区神东矿区、松藻矿区、铜川矿区、神东矿区、松藻矿区、铜川矿区、韩城矿区等韩城矿区等第11页/共80页2、矿区煤种分类、矿区煤种分类矿区煤种分类矿区煤种分类矿区数量矿区数量实实 例例焦煤矿区焦煤矿区重点煤矿重点煤矿2828处处西山、霍州、临汾、吕梁等西山、霍州、临汾、吕梁
8、等 烟煤矿区烟煤矿区重点煤矿重点煤矿2424处处兖州、平顶山等兖州、平顶山等 无烟煤矿区无烟煤矿区重点煤矿重点煤矿1111处处晋城、阳泉、郑州、永城等晋城、阳泉、郑州、永城等 褐煤矿区褐煤矿区重点煤矿重点煤矿5 5处处霍林河、小龙潭等霍林河、小龙潭等 第12页/共80页矿区规模矿区规模划分划分设计生产能力（设计生产能力（Mt/a）亿吨级矿区亿吨级矿区神华集团、中煤集团神华集团、中煤集团、同煤集团、同煤集团 特大型矿区特大型矿区1030 大型矿区大型矿区510 中型矿区中型矿区35 小型矿区小型矿区 3 3、矿区建设规模：矿区建设规模：矿区均衡生产的规模，应与矿区的均衡生产服务年限矿区均衡生产的
9、规模，应与矿区的均衡生产服务年限相适应。相适应。矿区建设规模和生产服务矿区建设规模和生产服务年限对照表年限对照表矿区矿区建设规模建设规模（Mt/a）15 1015 810 58 35 13 均衡生产服务年限均衡生产服务年限/a 908070706050第13页/共80页三、井田三、井田 井田：井田：划归一个矿井开采的那部分煤田。划归一个矿井开采的那部分煤田。矿井：矿井：形成地下煤矿生产系统的井巷、硐室、形成地下煤矿生产系统的井巷、硐室、装备、地面建筑和构筑物的总称。装备、地面建筑和构筑物的总称。四、矿井设计生产能力和井型四、矿井设计生产能力和井型 矿井设计生产能力：矿井设计生产能力：设计中规定
10、的矿井在单位设计中规定的矿井在单位时间内采出的煤炭数量，以时间内采出的煤炭数量，以“Mt/a”表示。表示。矿井井型：矿井井型：根据矿井设计生产能力不同划分的根据矿井设计生产能力不同划分的矿井类型。矿井类型。第14页/共80页 矿井设计生产能力大小直接关系到基建规模和矿井设计生产能力大小直接关系到基建规模和投资多少，影响到矿井整个生产期间的技术经济面投资多少，影响到矿井整个生产期间的技术经济面貌，确定井型和矿井生产能力是矿区总体设计的一貌，确定井型和矿井生产能力是矿区总体设计的一个重要内容。个重要内容。矿井井型的划分矿井井型的划分设计生产能力（设计生产能力（Mt/a）特大型矿井特大型矿井 3.0
11、、4.0、5.0、6.0 及以上及以上 大型矿井大型矿井 1.2、1.5、1.8、2.4 中型矿井中型矿井 0.45、0.6、0.9 小型矿井小型矿井 0.3 及以下及以下第15页/共80页五、地下开采与露天开采五、地下开采与露天开采 地地下下开开采采：通通过过由由地地面面向向地地下下开开掘掘井井巷巷采采出出煤炭的方法称为地下开采，又称为井工开采。煤炭的方法称为地下开采，又称为井工开采。露露天天开开采采：直直接接从从地地表表揭揭露露并并采采出出煤煤炭炭的的方方法称为露天开采。法称为露天开采。与与露露天天开开采采相相比比，地地下下开开采采要要复复杂杂和和困困难难。当当煤煤层层厚厚度度达达到到一一
12、定定值值，直直接接出出露露地地表表，或或其其覆覆盖盖层层较较薄薄、开开采采煤煤层层与与覆覆盖盖层层采采剥剥量量之之比比在在经经济济上有利时，就可以考虑采用露天开采。上有利时，就可以考虑采用露天开采。第16页/共80页第二节第二节 井田内的划分及开采顺序井田内的划分及开采顺序一、井田尺寸一、井田尺寸二、井田划分为阶段和水平二、井田划分为阶段和水平三、阶段内的再划分三、阶段内的再划分四、井田直接划分为盘区、带区或分带四、井田直接划分为盘区、带区或分带第17页/共80页一、井田尺寸一、井田尺寸 井井田田尺尺寸寸由由井井田田走走向向长长度度、倾倾斜斜长长度度和和面面积积来来反映。反映。井井田田走走向向
13、长长度度是是表表征征矿矿井井开开采采范范围围的的重重要要参参数数，要要与与一一定定时时间间内内的的开开采采技技术术及及装装备备水水平平相相适适应应，根根据据目目前前开开采采技技术术水水平平，大大型型矿矿井井井井田田的的走走向向长长度度不不少于少于8km，中型矿井不少于，中型矿井不少于4km。井井田田的的倾倾斜斜宽宽度度是是井井田田沿沿煤煤层层倾倾斜斜方方向向的的水水平平投影宽度。投影宽度。井田的面积与矿井的井型有关。井田的面积与矿井的井型有关。第18页/共80页二、井田划分为阶段和水平二、井田划分为阶段和水平 阶段：阶段：在井田范围内平行走向按一定标高划分在井田范围内平行走向按一定标高划分的一
14、部分井田。的一部分井田。注：注：每个阶段都必须有独立的运输和通风系统。每个阶段都必须有独立的运输和通风系统。开采水平：开采水平：通常指布置有井底车场和阶段运输通常指布置有井底车场和阶段运输大巷、并且承担全阶段运输任务的水平，有时简称大巷、并且承担全阶段运输任务的水平，有时简称 为为“水平水平”。注：注：水平用标高来表示。水平用标高来表示。第19页/共80页第20页/共80页阶段与水平的区别：阶段与水平的区别：（1）阶段表示井田范围的一部分；（2）水平是指布置大巷的某一标高的水平面；（3）广义的水平不仅表示一个水平面，同时也是指一个范围，即包括所服务的相应阶段。第21页/共80页三、阶段内的再划
15、分三、阶段内的再划分盘区式划分带区式划分采区式划分第22页/共80页1、采区式划分、采区式划分 在阶段内沿走向把阶段划分为若干个具有独立生在阶段内沿走向把阶段划分为若干个具有独立生产系统的开采块段，每一开采块段称为一个产系统的开采块段，每一开采块段称为一个采区采区。注：注：采区的倾斜长度就是阶段的斜长。采区的倾斜长度就是阶段的斜长。C4C6第23页/共80页区段：区段：是采区内沿倾斜方向划分的开采块段。是采区内沿倾斜方向划分的开采块段。注：注：阶段与区段不同。阶段与区段不同。阶段与区段的区别：阶段与区段的区别：第24页/共80页2、带区式划分、带区式划分 在阶段内沿煤层走向把阶段划分为若干适合
16、于布在阶段内沿煤层走向把阶段划分为若干适合于布置采煤工作面的长条，每一个长条称为一个置采煤工作面的长条，每一个长条称为一个分带分带。分。分带相当于采区内的区段旋转了带相当于采区内的区段旋转了90。第25页/共80页注意区分：注意区分：走向长壁工作面：沿煤层倾向布置，沿走向推进的工作沿煤层倾向布置，沿走向推进的工作面。面。倾斜长壁工作面：沿煤层走向布置，沿倾向推进的工作沿煤层走向布置，沿倾向推进的工作面。面。第26页/共80页四、井田直接划分为盘区、带区或分带四、井田直接划分为盘区、带区或分带 在近水平煤层条件下，由于井田沿倾斜的高在近水平煤层条件下，由于井田沿倾斜的高差较小，局部范围内煤层的走
17、向又变化较大，井差较小，局部范围内煤层的走向又变化较大，井田很难以一定的标高为界划分为若干阶段，则要田很难以一定的标高为界划分为若干阶段，则要将井田直接划分为盘区、带区或分带。将井田直接划分为盘区、带区或分带。盘区盘区就是近水平煤层的采区。就是近水平煤层的采区。第27页/共80页盘区（带区）式划分盘区（带区）式划分第28页/共80页 在在我我国国新新建建的的一一批批高高产产高高效效矿矿井井中中，一一般般布布置置三三条条大大巷巷，一一条条运运煤煤，一一条条辅辅助助，第第三三条条用用于于回回风风，大大巷巷两两侧侧不不再再划划分分采采区区、盘盘区区或或带带区区，而而是是直直接接布布置工作面。置工作面
18、。根根据据煤煤层层倾倾角角条条件件，井井田田内内的的不不同同区区域域可可分分别别划分为采区、盘区或带区。划分为采区、盘区或带区。第29页/共80页第三节第三节 矿井生产的概念矿井生产的概念一、矿井井巷的基本概念一、矿井井巷的基本概念二、矿井生产系统二、矿井生产系统三、开采顺序三、开采顺序第30页/共80页第31页/共80页第32页/共80页第33页/共80页一、矿井井巷立井、暗立井和溜井绞车房、水泵房、变电所和煤仓平硐、平巷和石门斜井、上山、下山和分带斜巷直立巷道水平巷道硐室倾斜巷道第34页/共80页1、直立巷道 直立巷道的长轴线与水平面垂直，如立井、暗立井和溜井。立井：地层中开凿的直通地面的
19、直立巷道，又称竖井（按功能分为主立井、副立井、风井、排水井、充填井等）。暗立井：不与地面直通的直立巷道，其用途同立井。溜井：是一种专门用来由高到低溜放煤炭的暗立井。其中高度不大、直径较小的溜井成为溜煤眼。第35页/共80页2、水平巷道 水平巷道的长轴线与水平面近似平行，如平硐、水平巷道的长轴线与水平面近似平行，如平硐、平巷和石门等。平巷和石门等。平硐：平硐：是地层中开凿的直通地面的水平巷道，是地层中开凿的直通地面的水平巷道，作用类似于立井，有主平硐、副平硐、排水平硐和作用类似于立井，有主平硐、副平硐、排水平硐和通风平硐等。通风平硐等。平巷：平巷：是地层中开凿的、不直通地面、其长轴是地层中开凿的
20、、不直通地面、其长轴方向与煤层走向大致平行的水平巷道。常见平巷有方向与煤层走向大致平行的水平巷道。常见平巷有运输大巷、回风大巷、区段平巷、石门等。运输大巷、回风大巷、区段平巷、石门等。石门：石门：是岩层中开凿的、不直通地面、与煤层是岩层中开凿的、不直通地面、与煤层走向垂直或斜交的岩石平巷。按服务范围有主石门、走向垂直或斜交的岩石平巷。按服务范围有主石门、采区石门等。采区石门等。第36页/共80页3、倾斜巷道 倾倾斜斜巷巷道道的的长长轴轴线线与与水水平平面面与与水水平平面面有有一一定定夹夹角，如斜井、上山、下山和分带斜巷等。角，如斜井、上山、下山和分带斜巷等。斜斜井井：是是地地层层中中开开凿凿的
21、的直直通通地地面面的的倾倾斜斜巷巷道道，作用类似于立井，分主斜井和副斜井。作用类似于立井，分主斜井和副斜井。上上山山：位位于于开开采采水水平平以以上上，为为本本水水平平或或采采区区服服务的倾斜巷道。务的倾斜巷道。下下山山：位位于于开开采采水水平平以以下下，为为本本水水平平或或采采区区服服务的倾斜务的倾斜 巷道。巷道。按所在岩层层位分为按所在岩层层位分为煤层上下山煤层上下山和和岩石上下山岩石上下山；按用途和作用分为按用途和作用分为轨道上下山轨道上下山和和通风行人上下通风行人上下山山。第37页/共80页4、硐室 硐硐室室：有有专专门门用用途途、在在井井下下开开凿凿和和建建造造的的断断面面较较大大且
22、且长长度度较较短短的的空空间间构构筑筑物物，如如绞绞车车房房、水水泵房、变电所和煤仓等。泵房、变电所和煤仓等。二、矿井生产系统 矿井生产系统：由完成特定功能的设施、设备、构筑物、线路和井巷的总称，由矿井的运煤、通风、运料、排矸、排水、动力供应、通讯、监测等子系统组成。第38页/共80页第39页/共80页1、矿井开拓、准备、与回采的概念矿井开拓、准备、与回采的概念 按其作用和服务范围不同，可将矿井井巷分为：按其作用和服务范围不同，可将矿井井巷分为：开拓巷道开拓巷道准备巷道准备巷道回采巷道回采巷道第40页/共80页 开拓巷道开拓巷道 开开拓拓巷巷道道：为为井井田田开开拓拓而而开开掘掘的的基基本本巷
23、巷道道，是是为为全全矿矿井井、一一个个开开采采水水平平或或若若干干采采区区服服务务的的巷巷道道，服服务务年年限限较较长长，如如主主副副井井、主主运运输输石石门门、阶阶段运输大巷、阶段回风大巷、风井等。段运输大巷、阶段回风大巷、风井等。开开拓拓巷巷道道的的作作用用在在于于形形成成新新的的或或扩扩展展原原有有的的阶阶段段或或开开采采水水平平，为为构构成成矿矿井井完完整整的的生生产产系系统统奠奠定基础。定基础。第41页/共80页 准备巷道准备巷道 准准备备巷巷道道：为为准准备备采采区区、盘盘区区或或带带区区而而掘掘进进的的基基本本巷巷道道。准准备备巷巷道道是是在在采采区区、盘盘区区或或带带区区范范围
24、围内内，从从已已开开掘掘好好的的开开拓拓巷巷道道起起，到到达达区区段段或或分分带带斜斜巷巷的的通通路路，这这些些通通路路在在一一定定时时期期内内为为全全采采区区、盘盘区区或或带带区区服服务务，或或为为数数个个区区段段或或分分带带服服务务，如如采采区区上上下下山山、采区或带区车场、变电所、煤仓等。采区或带区车场、变电所、煤仓等。准准备备巷巷道道的的作作用用在在于于准准备备新新的的采采区区、盘盘区区或或带带区，以便构成采区、盘区或带区生产系统。区，以便构成采区、盘区或带区生产系统。第42页/共80页 回采巷道回采巷道 回回采采巷巷道道：是是形形成成采采煤煤工工作作面面及及为为其其服服务务的的巷巷道
25、道，如如区区段段运运输输平平巷巷(顺顺槽槽)、区区段段回回风风平平巷巷(顺槽顺槽)和开切眼。和开切眼。回回采采巷巷道道的的作作用用在在于于切切割割出出新新的的采采煤煤工工作作面，并进行生产。面，并进行生产。第43页/共80页第44页/共80页 矿矿井井巷巷道道开开掘掘的的原原则则是是尽尽量量平平行行作作业业，尽尽快快沟通风路。沟通风路。2、井巷开掘顺序第45页/共80页平行作业：平行作业：以主井和风井为起点同时掘进以主井和风井为起点同时掘进 主井方向主井方向 区段运输平巷、区段回风平巷、开切眼、联络巷区段运输平巷、区段回风平巷、开切眼、联络巷回采巷道回采巷道采区运输石门、采区上下山、采区下部车
26、场等采区运输石门、采区上下山、采区下部车场等准备巷道准备巷道主井、副井、井底车场、主运输石门、阶段运输大巷主井、副井、井底车场、主运输石门、阶段运输大巷开拓巷道开拓巷道第46页/共80页 风井方向风井方向采区回风石门、采区上部车场、采区绞车房等采区回风石门、采区上部车场、采区绞车房等准备巷道准备巷道风井、阶段回风石门、阶段回风大巷风井、阶段回风石门、阶段回风大巷开拓巷道开拓巷道第47页/共80页 为为保保证证采采煤煤工工作作面面正正常常接接替替，在在第第一一区区段段生生产产期期间间，需需要要适适时时地地开开掘掘为为第第二二区区段段生生产产服服务务的的中中部部车场、区段平巷和开切眼。车场、区段平
27、巷和开切眼。当当两两个个方方向向的的开开拓拓和和准准备备巷巷道道均均已已掘掘通通形形成成通通风风回回路路后后，即即可可自自采采区区上上山山向向采采区区两两翼翼掘掘进进第第一一区区段段的的回回采采巷巷道道，开开切切眼眼完完成成后后即即可可安安装装并并调调试试工工作作面。面。第48页/共80页3、生产系统运煤系统运煤系统通风系统新风：新风：乏风：乏风：回采巷道准备巷道开拓巷道地面地面开拓巷道准备巷道回采巷道地面开拓巷道准备巷道回采巷道第49页/共80页运料排矸系统运料：运料：排矸：与运料方向相反排矸：与运料方向相反排水系统排水系统一般与进风风流方向相反排水系统一般与进风风流方向相反供电系统：地面开
28、拓巷道准备巷道回采巷道地面变电所 井下中央变电所采区变电所第50页/共80页三、开采顺序 井田划分后，采区、盘区、或带区间需要按井田划分后，采区、盘区、或带区间需要按照一定的顺序开采，煤层间、阶段间和区段间也照一定的顺序开采，煤层间、阶段间和区段间也需要按照一定的顺序开采。需要按照一定的顺序开采。确定开采顺序应当考虑井巷的初期工程量，确定开采顺序应当考虑井巷的初期工程量，井巷的掘进及维护工程量，开采水平、阶段、采井巷的掘进及维护工程量，开采水平、阶段、采区、盘区、或带区及采煤工作面的正常接替，开区、盘区、或带区及采煤工作面的正常接替，开采影响关系，采掘干扰程度和灾害防治。采影响关系，采掘干扰程
29、度和灾害防治。第51页/共80页1、采区、盘区或带区间开采顺序 沿井田走向方向，井田内采区、盘区或带区沿井田走向方向，井田内采区、盘区或带区间开采顺序分前进式和后退式两种。间开采顺序分前进式和后退式两种。前进式：前进式：自井筒或主平硐附近向井自井筒或主平硐附近向井 田边界方向依次开采。田边界方向依次开采。后退式：后退式：自井田边界方向向井筒或自井田边界方向向井筒或主平硐方向依次开采。主平硐方向依次开采。第52页/共80页采区、盘区或带区间开采顺序比较采区、盘区或带区间开采顺序比较开采顺序开采顺序优点优点缺点缺点前进式前进式矿井建设初期工程量和初矿井建设初期工程量和初期投资少，使矿井尽快投期投资
30、少，使矿井尽快投产。产。1、采掘相互影响；、采掘相互影响；2、大巷在一侧或两侧采空、大巷在一侧或两侧采空的状态下维护相对困难，的状态下维护相对困难，维护费较高；维护费较高；3、后续采区通风时，新鲜、后续采区通风时，新鲜风流通过已采侧大巷时风流通过已采侧大巷时风量有一定泄露。风量有一定泄露。后退式后退式1、避免了采掘干扰；、避免了采掘干扰；2、便于运输大巷和总回、便于运输大巷和总回风巷的维护，维护费风巷的维护，维护费用相对前进式少；用相对前进式少；3、大巷漏风相对较少；、大巷漏风相对较少；4、便于回收大巷煤柱。、便于回收大巷煤柱。矿井建设初期工程量和初矿井建设初期工程量和初期投资多，矿井投产时间
31、期投资多，矿井投产时间相对较长。相对较长。第53页/共80页2、采区、盘区或带区内工作面开采顺序采区或盘区后后退退式式开开采采：工工作作面面由由采采区区走走向向边边界界向向采采区区运运煤煤上上山山或或盘盘区区主主要要运运煤煤巷巷道道方向推进的开采顺序。方向推进的开采顺序。前前进进式式开开采采：工工作作面面由由背背向向采采区区运运煤煤上上山山或或背背向向盘盘区区主主要要运运煤煤巷巷道道方方向向推推进的开采顺序。进的开采顺序。第54页/共80页 带区后退式开采：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
32、间回采巷道是预先掘出来还是在推进过程中形成。第55页/共80页采区、盘区或带区内工作面开采顺序比较采区、盘区或带区内工作面开采顺序比较开采顺序开采顺序优点优点缺点缺点前进式前进式 所需回采巷道不需预先所需回采巷道不需预先掘出，采煤和形成回采巷道掘出，采煤和形成回采巷道同时进行，减少巷道的掘进同时进行，减少巷道的掘进工程量。工程量。1 1、不能预先探明煤层的赋存、不能预先探明煤层的赋存情况；情况；2 2、形成和维护回采巷道需要、形成和维护回采巷道需要专门的护巷技术，采煤和专门的护巷技术，采煤和形成回采巷道相互影响；形成回采巷道相互影响；3 3、新风要先经过采空区内的、新风要先经过采空区内的回采巷
33、道进入工作面，容回采巷道进入工作面，容易漏风。易漏风。后退式后退式1 1、通过掘巷可以预先探明煤、通过掘巷可以预先探明煤层的赋存情况；层的赋存情况；2 2、生产期间采掘互不影响；、生产期间采掘互不影响；3 3、回采巷道维护容易；、回采巷道维护容易；4 4、新风经过实体煤，漏风少。、新风经过实体煤，漏风少。所需回采巷道需预先掘出，巷所需回采巷道需预先掘出，巷道维护工程量相对较大；道维护工程量相对较大；需要时间准备工作面。需要时间准备工作面。第56页/共80页3、阶段间开采顺序 下下行行开开采采：先先采采标标高高高高的的阶阶段段，后后采采标标高高低低的阶段。的阶段。上上行行开开采采：先先采采标标高
34、高低低的的阶阶段段，后后采采标标高高高高的阶段。的阶段。注：阶段间采用下行开采顺序可以减少建井注：阶段间采用下行开采顺序可以减少建井初期工程量和资金投入，缩短建井工期，并且有初期工程量和资金投入，缩短建井工期，并且有利于阶段内煤层保持稳定。利于阶段内煤层保持稳定。第57页/共80页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 煤煤层层间间、厚厚煤煤层层分分层层间间及及煤煤组组间间先先采采标标高高高高的的煤煤层层、分分层层、或或煤煤组组，
35、后后采采标标高高低低的的煤煤层层分分层层或或煤煤组组称称为为下下行行开开采采顺顺序序，反反之之，则则称称为为上上行行开开采顺序。采顺序。第58页/共80页第四节第四节 采煤方法采煤方法一、长壁式体系采煤法二、柱式体系采煤方法第59页/共80页 采煤方法：采煤工艺与回采巷道布置及其在时间、空间上的相互配合。按照采煤工艺和矿压控制特点，可以将采煤方法分为壁式和柱式两大体系。长壁式体系采煤方法柱式体系采煤方法采煤方法第60页/共80页采煤方法采煤方法旱采旱采壁式体系壁式体系整层开采整层开采单一长壁单一长壁走向长壁走向长壁垮落垮落倾斜长壁倾斜长壁刀柱刀柱放顶煤放顶煤掩护支架掩护支架分层开采分层开采倾斜
36、分层倾斜分层走向长壁走向长壁下行垮落下行垮落倾斜长壁倾斜长壁上行充填上行充填水平分层水平分层斜切分层斜切分层水平分段水平分段放顶煤放顶煤柱式体系柱式体系整层开采整层开采房式房式房柱式房柱式水采水采柱式体系柱式体系整层开采整层开采倾斜短壁倾斜短壁式式走向短壁走向短壁式式第61页/共80页一、长壁式体系采煤法 主要标志：工作面的开采长度。一般把长度在50m以上的采煤工作面称为长壁工作面。1、壁式体系采煤方法的一般特点：1）采煤工作面较长，通常在80-400m；2）随着采煤工作面推进，顶板暴露面积增大，矿山压力显现比较强烈；第62页/共80页 3）采煤工作面两端，一般至少各有一条回采巷道与之相连，以
37、形成生产系统；4）采煤工作面可分别用爆破、滚筒式采煤机或刨煤机破煤、装煤，用支架支护工作空间，用垮落法或充填法处理采空区。2、壁式体系采煤方法分类：1）按煤层倾角：近水平、缓（倾）斜、中斜和急（倾）斜煤层采煤法；2）按煤层厚度：薄煤层、中厚煤层和厚煤层采煤法；第63页/共80页 3）按采煤工艺：爆破采煤法、普通机械化采煤法和综合机械化采煤法；4）按采空区处理方法：垮落采煤法、刀柱（煤柱支撑）采煤法、充填采煤法。5）按工作面布置及推进方向：走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。6）按是否将煤层一次开采：整层采煤法和分层采煤法。注：按工作面沿倾斜方向推进不同，倾斜长壁又分为仰斜开采和俯斜开采。第64页/
38、共80页3、整层采煤法 整层采煤法：一次采出煤层全厚的开采方法称为整层采煤法，按采煤工艺不同又分为：单一单一长壁长壁采煤采煤法法放顶放顶煤长煤长壁采壁采煤法煤法柔性掩柔性掩护支架护支架采煤法采煤法第65页/共80页（1）单一长壁采煤法“单一”表示不分层，多用于薄及中厚煤层；厚度3.55.0m的近水平、缓（倾）斜厚煤层，又称大采高一次采全厚采煤法，采煤工作面一般采用综合机械化采煤工艺；急（倾）斜煤层中的薄及中厚煤层，采煤工作面可沿伪斜布置，可减小工作面倾角。第66页/共80页（a）走向长壁（b）倾斜长壁 （仰斜）（c）倾斜长壁 （俯斜）第67页/共80页刀柱（煤柱支撑）采煤法示意图 当当煤煤层层
39、顶顶板板坚坚硬硬时时，如如采采用用强强制制放放顶顶（或或注注水水软软化化顶顶板板）垮垮落落法法处处理理采采空空区区有有困困难难，有有时时可可采采用用刀刀柱柱法法（煤煤柱柱支支撑撑法法）处处理理采采空空区区，称称单单一一长长壁刀柱式采煤法。壁刀柱式采煤法。第68页/共80页（2）放顶煤长壁采煤法）放顶煤长壁采煤法 对对于于厚厚度度在在4.0m以以上上的的近近水水平平、缓缓（倾倾）斜斜煤煤层层，可可沿沿底底板板布布置置采采高高为为2.03.0m的的采采煤煤工工作作面面，工工作作面面向向前前推推进进采采煤煤的的同同时时，在在工工作作面面后后部部放落上部和后部的顶煤，实现整层开采。放落上部和后部的顶煤
40、，实现整层开采。（3）柔性掩护支架采煤法）柔性掩护支架采煤法 在在急急（倾倾）斜斜煤煤层层中中，随随着着采采煤煤工工作作面面俯俯斜斜或或俯俯伪伪斜斜采采煤煤，利利用用柔柔性性掩掩护护支支架架自自重重及及其其上上方方垮垮落落的的矸矸石石重重量量下下放放支支架架，并并在在支支架架掩掩护护下下实实现现整层采煤。整层采煤。第69页/共80页4、分层采煤法 分分层层采采煤煤法法：把把厚厚煤煤层层划划分分为为中中等等厚厚度度（适适合合于于一一次次开开采采）的的若若干干分分层层，再再依依次次开开采采各各分分层层的的开开采采方方法法称称为为分分层层采采煤煤法法，分分层层间间有有上上行行和和下下行行两种开采顺序
41、。两种开采顺序。根据分层方法不同分为：根据分层方法不同分为：倾斜分层倾斜分层水平分层水平分层斜切分层斜切分层第70页/共80页（a）倾斜分层（b）水平分层（c）斜切分层第71页/共80页（1）倾斜分层）倾斜分层 倾倾斜斜分分层层：是是将将厚厚煤煤层层划划分分成成若若干干与与煤煤层层层层面面相相平平行行的的分分层层。各各分分层层工工作作面面沿沿走走向向或或倾倾斜斜推推进，相应的采煤方法就是倾斜分层采煤法。进，相应的采煤方法就是倾斜分层采煤法。（2）水平分层）水平分层 水水平平分分层层：是是将将厚厚煤煤层层划划分分为为若若干干个个与与水水平平面面相相平平行行的的分分层层。工工作作面面沿沿走走向向推
42、推进进，相相应应的的采采煤方法就是水平分层采煤法。煤方法就是水平分层采煤法。第72页/共80页（3）斜切分层）斜切分层 斜斜切切分分层层：是是将将厚厚煤煤层层划划分分成成若若干干个个与与水水平平面面有有一一定定角角度度（2530）的的分分层层。工工作作面面沿沿走走向向推推进，相应的采煤方法就是斜切分层采煤法。进，相应的采煤方法就是斜切分层采煤法。水水平平分分段段放放顶顶煤煤采采煤煤法法：近近年年来来在在急急（倾倾）斜斜特特厚厚煤煤层层中中发发展展应应用用的的采采煤煤法法，与与水水平平分分层层相相似似，煤煤厚厚一一般般在在25m以以上上，分分段段高高度度为为分分层层高高度度的的34倍倍以以上上，
43、一一般般为为1012m，分分段段底底部部采采高高约约3m，放放顶煤高度顶煤高度79m。第73页/共80页发展趋势发展趋势：长长壁壁体体系系采采煤煤方方法法适适用用性性强强，可可广广泛泛用用于于不不同同厚厚度度、倾倾角角、围围岩岩条条件件的的煤煤层层，并并为为发发展展综综合合机机械械化化创创造造了了有有利利条条件件，采采出出率率高高，在在世世界界范范围围内内有有进一步发展的趋势。进一步发展的趋势。第74页/共80页二、柱式体系采煤方法二、柱式体系采煤方法 主主要要标标志志：间间隔隔开开掘掘煤煤房房采采煤煤和和留留设设煤煤柱柱。一般特点一般特点：1）在在煤煤层层内内布布置置一一系系列列宽宽57m的
44、的煤煤房房，采采煤煤房房时时形形成成窄窄工工作作面面，一一般般成成组组向向前前推推进进。煤煤房房之之间间留留设设煤煤柱柱，煤煤柱柱宽宽数数米米至至2030m不不等等，每每隔隔一一定定距距离离用用联联络络巷巷贯贯通通，构构成成生生产产系系统统，并并形形成成条条状状或或块状煤柱，用于支撑顶板；块状煤柱，用于支撑顶板；2）采采煤煤房房时时矿矿山山压压力力显显现现较较缓缓和和，可可以以用用锚锚杆支护工作空间，支护比较简单。杆支护工作空间，支护比较简单。第75页/共80页 3）高高度度机机械械化化的的柱柱式式体体系系采采煤煤法法目目前前多多用用连连续采煤机及配套设备，且在一组煤房内交替作业；续采煤机及配
45、套设备，且在一组煤房内交替作业；4）采采掘掘合合一一，掘掘进进准准备备也也是是采采煤煤过过程程，回回收收煤房间煤柱时，也使用同一种类型的采煤配套设备。煤房间煤柱时，也使用同一种类型的采煤配套设备。高高度度机机械械化化的的柱柱式式体体系系采采煤煤方方法法，一一般般只只分分为为房式和房柱式两种。房式和房柱式两种。第76页/共80页 房房式式采采煤煤法法：房房间间煤煤柱柱作作为为永永久久煤煤柱柱支支撑撑顶顶板，不回收。板，不回收。房房柱柱式式采采煤煤法法：房房间间煤煤柱柱作作为为暂暂时时支支撑撑，在在煤房开采结束后进行回收。煤房开采结束后进行回收。第77页/共80页 高高度度机机械械化化的的柱柱式式
46、体体系系采采煤煤方方法法应应用用条条件件严严格格，主主要要适适用用于于近近水水平平薄薄或或中中厚厚煤煤层层，煤煤层层顶顶板板中中等等稳稳定定以以上上，瓦瓦斯斯含含量量低低，开开采采深深度度不不大大的的中中小小型型矿矿井井，美、澳、加、印、南非等国家应用较多。美、澳、加、印、南非等国家应用较多。水水力力采采煤煤法法就就回回采采巷巷道道布布置置来来说说，也也是是柱柱式式体体系采煤方法的一种。系采煤方法的一种。工工艺艺落落后后的的柱柱式式体体系系采采煤煤法法还还有有巷巷柱柱式式、残残柱柱式式、高高落落式式等等，多多采采用用爆爆破破采采煤煤工工艺艺，国国内内早早期期应应用用较较多多，近近年年来来仅仅限
47、限于于开开采采极极不不稳稳定定煤煤层层或或回回收收边边角角煤煤柱柱。由由于于生生产产系系统统及及安安全全等等方方面面的的问问题题，统统称称为非正规采煤法。为非正规采煤法。第78页/共80页 我我国国煤煤层层赋赋存存条条件件多多样样，开开采采条条件件复复杂杂。新新中中国国成成立立后后经经过过半半个个多多世世纪纪的的采采煤煤方方法法改改革革，发发展展了了以以长长壁壁采采煤煤法法为为主主，并并有有多多种种其其他他方方法法的的采采煤煤方方法法体体系系。据据不不完完全全统统计计，我我国国先先后后曾曾用用过过百百余余种采煤方法，目前采用的约有种采煤方法，目前采用的约有50种。种。第79页/共80页感谢您的观看！第80页/共80页