采煤方法之第十六章井田开拓的基本概念.ppt

第十六章第十六章 井田开拓的基本概念井田开拓的基本概念 主要内容主要内容第一节第一节 煤田划分井田煤田划分井田第二节第二节 矿井储量、生产能力和服务年限矿井储量、生产能力和服务年限第三节第三节 开拓方式概念及分类开拓方式概念及分类第四节第四节 中国煤矿井田开拓概况及发展中国煤矿井田开拓概况及发展 复习知识点复习知识点一、基本概念一、基本概念1、、煤田煤田：同一地质时期形成，并大致连续发育的含：同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区煤岩系分布区面积由几十到数百平方公里面积由几十到数百平方公里2、、矿区矿区：统一规划和开发的煤田或其一部分统一规划和开发的煤田或其一部分3、、井田井田：划规一个矿井开采的部分煤田划规一个矿井开采的部分煤田4、、矿区开发：矿区开发：根据煤层赋存条件、煤炭储量、煤炭根据煤层赋存条件、煤炭储量、煤炭要求量、投资环境等情况，确定矿区规模、井田划要求量、投资环境等情况，确定矿区规模、井田划分、井田开拓方式（地下或露天）、矿井建设顺序、分、井田开拓方式（地下或露天）、矿井建设顺序、辅助附属企业的建设，以及外部协作条件等全面规辅助附属企业的建设，以及外部协作条件等全面规划及其建设过程。

划及其建设过程二、矿区开发类型二、矿区开发类型（一）矿区煤田构成分类（一）矿区煤田构成分类1、单一煤田矿区，例：平顶山煤田、抚顺煤田、徐、单一煤田矿区，例：平顶山煤田、抚顺煤田、徐州煤田等州煤田等2、两个煤田矿区，例：北票、扎賚诺尔等矿区两个煤田矿区，例：北票、扎賚诺尔等矿区3、多个煤田矿区，例：六盘水矿区多个煤田矿区，例：六盘水矿区4、部分煤田矿区，例：南桐矿区、松藻矿区、铜川、部分煤田矿区，例：南桐矿区、松藻矿区、铜川矿区、韩城矿区等矿区、韩城矿区等（二）矿区煤种分类（二）矿区煤种分类1、焦煤矿区：重点煤矿、焦煤矿区：重点煤矿28处，如晋城、潞安等处，如晋城、潞安等2、烟煤矿区：重点煤矿、烟煤矿区：重点煤矿24处，如兖州、平顶山等处，如兖州、平顶山等3、无烟煤矿区：重点煤矿、无烟煤矿区：重点煤矿11处，如阳泉、郑州等处，如阳泉、郑州等4、褐煤矿区：重点煤矿、褐煤矿区：重点煤矿5处，如霍林河、小龙潭等处，如霍林河、小龙潭等（三）矿区规模（三）矿区规模矿区规模：矿区规模：矿区均衡生产时期的生产能力矿区均衡生产时期的生产能力按矿区设计生产能力（万按矿区设计生产能力（万t/a）划分为：）划分为：l特大型矿区：特大型矿区：1000 3000万万t/a，重点煤矿，重点煤矿15处，占处，占14.4%l大型矿区：大型矿区：500 1000万万t/a，重点煤矿，重点煤矿18处处,占占17.3%l中型矿区：中型矿区：300 500万万t/a ，重点煤矿，重点煤矿19处处,占占18.3 % l小型矿区：小型矿区： 300万万t/a，重点煤矿，重点煤矿52处，占处，占50%（四）矿区开发类型（四）矿区开发类型 1、地下开发的矿区、地下开发的矿区重点煤矿重点煤矿104处，其中地下开发处，其中地下开发91处，占处，占87.5%。

 （（1）立井开拓为主的矿区：占地下开总数的）立井开拓为主的矿区：占地下开总数的26.4%，生产能力占，生产能力占37.9%；；（（2）斜井开拓为主的矿区：占地下开发总数的）斜井开拓为主的矿区：占地下开发总数的38.5%，生产能力占，生产能力占27.9%；；（（3）） 平硐开拓为主的矿区：占总数的平硐开拓为主的矿区：占总数的10.58%，生，生产能力占产能力占4%；；（（4）综合开拓为主的矿区：占总数的）综合开拓为主的矿区：占总数的23.0%，生产，生产能力占能力占29.2%2、露天开发矿区、露天开发矿区露天矿：平朔、准格尔、霍林河、新疆南部等露天矿：平朔、准格尔、霍林河、新疆南部等14处，处，设计能力设计能力4300万万t/a，占总设计能力的，占总设计能力的8.5%3、地下与露天联合开发矿区、地下与露天联合开发矿区共共10处，占总矿区数的处，占总矿区数的9.6%，生产能力占，生产能力占14.8%（（1）地下为主露天为辅的矿区：抚顺、阜新、鹤岗、）地下为主露天为辅的矿区：抚顺、阜新、鹤岗、石炭井石炭井（（2）露天为主地下为辅的矿区：哈密矿区露天为主地下为辅的矿区：哈密矿区三、矿区规模与服务年限三、矿区规模与服务年限 矿区建设矿区建设规模（万规模（万t/a））1000及以及以上上800及及以上以上500及及以上以上300及及以上以上100及及以上以上100及及以下以下均衡生产均衡生产年限（年限（a））100以以上上90以以上上70以以上上50以以上上40以以上上301、国家政策、国家政策矿区规模与服务年限矿区规模与服务年限 2 2、矿区建设规模的依据、矿区建设规模的依据、矿区建设规模的依据、矿区建设规模的依据1）资源：富量煤田、地质条件简单，宜建大型矿区，）资源：富量煤田、地质条件简单，宜建大型矿区，限量煤田，地质条件复杂，宜建小型矿区。

限量煤田，地质条件复杂，宜建小型矿区2）开发条件：地理位置、交通、动力来源及用户等开发条件：地理位置、交通、动力来源及用户等3）国家需求：国家对煤炭数量、煤种、煤质等要求国家需求：国家对煤炭数量、煤种、煤质等要求4）投资效果：投资少，工期短，效益好，投资回收）投资效果：投资少，工期短，效益好，投资回收期短的宜建大型矿区；反之建小型矿区期短的宜建大型矿区；反之建小型矿区第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田 一、井田划分原则一、井田划分原则1、要充分利用自然条件、要充分利用自然条件 1）利用大的河流、湖泊、国铁、桥梁等；）利用大的河流、湖泊、国铁、桥梁等；2）地质构造：大的断层、褶曲向、背斜轴线；）地质构造：大的断层、褶曲向、背斜轴线；3）煤层倾角急剧变化地带；）煤层倾角急剧变化地带；4）不同煤质和煤种分布规律，分提分运；）不同煤质和煤种分布规律，分提分运；5）地形、地物、便于外接国铁；）地形、地物、便于外接国铁；6）层间距按自然条件划分井田边界按自然条件划分井田边界1-1-河流，河流，河流，河流，2-2-露头，露头，露头，露头，3-3-城镇，城镇，城镇，城镇，4-4-铁路，铁路，铁路，铁路，5-5-大断层大断层大断层大断层2、要有合理的井田尺寸、要有合理的井田尺寸 矿井储量和开采范围要合理矿井储量和开采范围要合理要保证井田要有合理的走向长度要保证井田要有合理的走向长度 小型矿井井田走向小型矿井井田走向 ＞＞1 . 5 km 中型矿井井田走向中型矿井井田走向 ＞＞4 km 大型矿井井田走向大型矿井井田走向 > 7   15 km 3 3、要处理好与相邻井田的关系、要处理好与相邻井田的关系、要处理好与相邻井田的关系、要处理好与相邻井田的关系 先浅后深，先易后难，分别开发矿井先浅后深，先易后难，分别开发矿井 4 4、要为矿井的发展留有余地、要为矿井的发展留有余地、要为矿井的发展留有余地、要为矿井的发展留有余地1）为矿井将来挖潜改造留有余地。

为矿井将来挖潜改造留有余地2）留后备区，范各庄矿：毕各庄区留后备区，范各庄矿：毕各庄区可采煤层可采煤层 M大，开采条件好，可先建中小型，后改大，开采条件好，可先建中小型，后改建大型井建大型井阳泉一矿：阳泉一矿：7尺煤、丈八煤，尺煤、丈八煤，40万万t／／7 5年年 166万万t／／78年     8   时，不宜分上、下组建井时，不宜分上、下组建井煤层煤层   大的集中建井大的集中建井5 5、要有良好的安全经济效果、要有良好的安全经济效果      力求合理的开拓方式和采煤方法 ，便于创造最大的经济效益和社会效益 6、（补充）要有利于矿井生产技术管理、（补充）要有利于矿井生产技术管理 在不受其它条件限制的情况下，一般采用直线或在不受其它条件限制的情况下，一般采用直线或折线形式来划定井田境界线折线形式来划定井田境界线 ，尽量避免曲线境界线，，尽量避免曲线境界线，以有利于矿井设计和生产技术管理工作以有利于矿井设计和生产技术管理工作 二、井田境界的划分方法二、井田境界的划分方法 1、、  划分：相邻矿井以某垂直面为界，沿境划分：相邻矿井以某垂直面为界，沿境界线各留井田边界煤柱。

界线各留井田边界煤柱2、水平划分：以一定标高的煤层底板等高线、水平划分：以一定标高的煤层底板等高线为界，并沿此留边界煤柱为界，并沿此留边界煤柱3、煤组划分：将煤层间距较小的相邻煤层划、煤组划分：将煤层间距较小的相邻煤层划分为一个矿开采分为一个矿开采4、应用：、应用：  8 时时   划分；划分；中倾斜煤层：中倾斜煤层：   及水平划分；及水平划分；急倾斜煤层：急倾斜煤层：   及水平划分；及水平划分；人为划分井田境界人为划分井田境界1-1-垂直划分，垂直划分，垂直划分，垂直划分，2-2-水平划分，水平划分，水平划分，水平划分，3-3-倾斜划分倾斜划分倾斜划分倾斜划分近水平煤层垂直划分近水平煤层垂直划分第二节第二节 矿井储量、年产量和服务年限矿井储量、年产量和服务年限 一、矿井储量一、矿井储量 1、储量、储量分级分级 根据矿井内不同块段煤层地质情况被查根据矿井内不同块段煤层地质情况被查明的情况：明的情况： Ａ级、Ｂ级、Ｃ级、Ｄ级Ａ级、Ｂ级、Ｃ级、Ｄ级 高级储量（工业储量）高级储量（工业储量） ：Ａ级：Ａ级+Ｂ级Ｂ级+Ｃ级Ｃ级 远景储量：Ｄ级远景储量：Ｄ级 ２、２、矿井储量分类矿井储量分类矿井地质储量矿井地质储量l 能利用储量（表内）（Ａ＋能利用储量（表内）（Ａ＋B+ C + D ）） l 尚难利用储量（表外）尚难利用储量（表外）能利用储量：能利用储量： 工业储量工业储量 一般一般Zg=（Ａ＋（Ａ＋B+ C）） 远景储量远景储量 （（ D））工业储量：工业储量： 可采储量可采储量 设计损失量（开采损失）设计损失量（开采损失） 工业储量（工业储量（Zg）：能够作为矿井设计和投资的）：能够作为矿井设计和投资的储量储量 一般一般 Zg = A+B+C 缺煤地区缺煤地区Zg = A+B+C+0.5D可采储量（可采储量（Zk）） ：矿井设计的可以采出的储量：矿井设计的可以采出的储量设计损失（开采损失）设计损失（开采损失） ：： 设计丢在地下的储量。

设计丢在地下的储量 有的可预知，有的不可预知有的可预知，有的不可预知 Zk =（（Zg-P））C P—永久煤柱损失；永久煤柱损失；C—采区采出率，采区采出率，% 采区采出率的规定采区采出率的规定 煤层煤层 C 薄煤层薄煤层 不小于不小于 0. 85 中厚煤层中厚煤层 不小于不小于0. 80 厚煤层厚煤层 不小于不小于0. 75 采煤工作面采出率的规定采煤工作面采出率的规定 煤层煤层 C 薄煤层薄煤层 不小于不小于 中厚煤层中厚煤层 不小于不小于0. 95 厚煤层厚煤层 不小于不小于0. 93 二、矿井生产能力二、矿井生产能力A1、、矿井生产能力：矿井生产能力：矿井设计的年生产能力，万矿井设计的年生产能力，万t / a；；2、、矿井井型：矿井井型：按矿井设计年生产能力大小划分的矿按矿井设计年生产能力大小划分的矿井类型。

一般分为：井类型一般分为：特大型矿井：特大型矿井：300、、400、、500、、600万万t/a及以上；及以上；大型矿井：大型矿井：120、、150、、180、、240万万t/a；；中型矿井：中型矿井：45、、60、、90万万t/a；；小型矿井：小型矿井：30万万t/a以下3、影响矿井生产能力的因素、影响矿井生产能力的因素（（1）井田储量）井田储量 井田储量越大，矿井生产能力应越大，反之则矿井生产井田储量越大，矿井生产能力应越大，反之则矿井生产能力应小能力应小2）开采条件）开采条件 可采煤层数、层间距离、煤层厚度及稳定程度、煤层倾可采煤层数、层间距离、煤层厚度及稳定程度、煤层倾角、地层的褶曲断裂构造、瓦斯赋存状况、围岩性质及地角、地层的褶曲断裂构造、瓦斯赋存状况、围岩性质及地压火成岩活动的影响、水文地质条件及地热等压火成岩活动的影响、水文地质条件及地热等3）技术装备水平）技术装备水平 对新矿井设计来说，是根据矿井生产能力的需要选用合适对新矿井设计来说，是根据矿井生产能力的需要选用合适的技术装备水平，一般不成为限制生产能力的因素但如的技术装备水平，一般不成为限制生产能力的因素。

但如果设备供应条件限制，则有可能按限定的设备能力来确定果设备供应条件限制，则有可能按限定的设备能力来确定矿井生产能力矿井生产能力4）安全生产条件）安全生产条件 主要指瓦斯、通风、水文地质等因素的影响主要指瓦斯、通风、水文地质等因素的影响 4、确定矿井生产能力的方法、确定矿井生产能力的方法1）地质条件及开采技术：矿井开采条件所能保证）地质条件及开采技术：矿井开采条件所能保证的原煤生产能力，主要指同时正常生产的采区生的原煤生产能力，主要指同时正常生产的采区生产能力之总和产能力之总和定定A A的步骤：的步骤：（（1 1）定采面的）定采面的单产单产AF 综采：综采：150 150   500 500万万t t／／a a普采：普采：100 100   150 150万万t t／／a a 炮采：炮采：20 20   30 30万万t t／／a a （（2）定同）定同采工作面数采工作面数：符合开采程序，确保安全：符合开采程序，确保安全一矿一面、二面、多面、一矿一面、二面、多面、N1 －－ 采面数采面数（（3）定采区生产能力：）定采区生产能力： AC ＝＝N1．．AF（（4）定矿井同采采区数）定矿井同采采区数N2 ：一个水平保证年产量。

一个水平保证年产量 矿井矿井 A＝＝N2 ．．AC＝＝N1 N2 AF 一矿一面一矿一面 时：时：N1 ＝＝N2＝＝1确定矿井生产能力的方法确定矿井生产能力的方法2）辅助环节能力：）辅助环节能力：— 配套配套 运、提能力：（运、提能力：（1.3  ））A，不限，不限A 旧井技改旧井技改  环节改造环节改造3））储量储量 — 基础基础4）安全）安全 — 保证5）经济条件（目的））经济条件（目的）— 吨煤成本最低吨煤成本最低 确定矿井生产能力的方法确定矿井生产能力的方法三、矿井服务年限三、矿井服务年限T（（service life））l     Zk一定，矿井的设计生产能力一定，矿井的设计生产能力A要和服务年要和服务年限限T在数学上在数学上成反比成反比要求要求A与与T相适应：相适应：A大大T大，大，A小小T小小大型矿井投资大，大型矿井投资大，T  ；配套的企业规模大，；配套的企业规模大，T  ；均衡生产期长，；均衡生产期长，T  我国要求大型矿井的服务年限我国要求大型矿井的服务年限要大于要大于60年年煤炭工业设计矿井设计规范中储量煤炭工业设计矿井设计规范中储量A与与服务年限服务年限T的关系的关系 A（万（万t/a））T/a第一水平服务年限第一水平服务年限/aα＜＜25α=25～～45α>45≥600300～～500120～～24045～～909～～308070605040353025——2520——2015考虑考虑K的原因：的原因：（（1）矿井增产）矿井增产（（2）意外储量损失）意外储量损失 i、煤层露头降低；、煤层露头降低； ii、断层影响：只查出落差、断层影响：只查出落差 25m的断层；的断层； iii、火成岩侵入；、火成岩侵入； iv、火灾损失；、火灾损失； v、小窑开采损失。

小窑开采损失3）人为损失）人为损失 采出率达不到要求采出率达不到要求 K的取值：的取值： 大中型煤矿；大中型煤矿； 小型煤矿小型煤矿A与与Z要相适应要相适应 限量煤田，限量煤田，Z Z一定，只能选一定，只能选A A与与T T相适应 富量煤田，先定富量煤田，先定A A，再定，再定T TZ Z井田尺寸井田尺寸 矿井矿井A（万（万t/a））T（（ a））淮南潘一号井兴淮南潘一号井兴隆庄隆庄鲍店鲍店钱家营钱家营顾桥顾桥300300300400100014694 68 6160  70国外矿井的服务年限国外矿井的服务年限T设备更新周期缩短，矿井设备更新周期缩短，矿井T缩短，缩短，A、、T的技术发展趋势的技术发展趋势1、、A型大型化：型大型化：T缩短；缩短；2、生产高度集中：一矿一面，二面、多面生产高度集中：一矿一面，二面、多面 第三节第三节 开拓方式的基本概念及分类开拓方式的基本概念及分类Concept:l     井田开拓：井田开拓：由地表进入煤层为开采水平服务由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程。

所进行的井巷布置和开掘工程l     井田开拓方式：井田开拓方式：开拓巷道在井田内的总体布开拓巷道在井田内的总体布置方式开拓、准备和回采巷道）（开拓、准备和回采巷道）l     开拓系统：开拓系统：开拓巷道的形式、数目、位置及开拓巷道的形式、数目、位置及其相互联系和配合，总称开拓系统其相互联系和配合，总称开拓系统一、井田开拓方式及分类一、井田开拓方式及分类 (一一)按井筒（硐）形式分按井筒（硐）形式分:立井方式、斜井方式立井方式、斜井方式 、平硐方式、综合方式、平硐方式、综合方式（二）按开采水平数分（二）按开采水平数分 ：：单水平、多水平单水平、多水平（三）按开采水平大巷布置方式（三）按开采水平大巷布置方式分煤层大巷分煤层大巷 －－ 每个煤层设大巷每个煤层设大巷集中大巷－煤层群集中设大巷集中大巷－煤层群集中设大巷采区石门采区石门煤层煤层分组集中大巷－煤层群分组，分组中设集中大巷分组集中大巷－煤层群分组，分组中设集中大巷（四）按准备方式分（四）按准备方式分 ：：上山式、上、下山式、混合式上山式、上、下山式、混合式 上山式开采上山式开采 －开采水平只开采上山阶段，阶段内设采区或－开采水平只开采上山阶段，阶段内设采区或分带。

分带 上、下山式开采－开采水平上、下山式开采－开采水平既采上山阶段，又采下山阶段既采上山阶段，又采下山阶段上山及上下山混合式开采上山及上下山混合式开采 －－ 上述方法综合应用上述方法综合应用 a-a-立井单水平上下山，立井单水平上下山，立井单水平上下山，立井单水平上下山，b-b-立井多水平上下山，立井多水平上下山，立井多水平上下山，立井多水平上下山，c-c-立井单水平上山，立井单水平上山，立井单水平上山，立井单水平上山，d-d-立井多水平上下山混合式立井多水平上下山混合式立井多水平上下山混合式立井多水平上下山混合式井田开拓方式及分类井田开拓方式及分类二、确定井田开拓方式的原则二、确定井田开拓方式的原则l  井田开拓解决的基本问题井田开拓解决的基本问题 井筒（硐）形式、数目、位置井筒（硐）形式、数目、位置 阶段数目阶段数目 开采水平数目、位置开采水平数目、位置 大巷数目、位置大巷数目、位置 井底车场形式井底车场形式 采区或带区或盘区划分采区或带区或盘区划分 开拓延深、技术改造开拓延深、技术改造 通风、运输和供电通风、运输和供电 二、确定井田开拓方式的原则二、确定井田开拓方式的原则l  确定开拓方式的基本原则确定开拓方式的基本原则1．贯彻执行安全生产法律法规，合理集中开拓部署。

．贯彻执行安全生产法律法规，合理集中开拓部署2．建立完善的通风系统，创造良好生产条件．建立完善的通风系统，创造良好生产条件3．尽量减少煤柱损失，减少巷道维护量．尽量减少煤柱损失，减少巷道维护量4．减少矿井初期投资，缩短建井工期．减少矿井初期投资，缩短建井工期5．为采用新技术和发展矿井机械化、自动化生产创．为采用新技术和发展矿井机械化、自动化生产创造条件6. 满足市场对不同煤种、不同煤质的需要满足市场对不同煤种、不同煤质的需要 第四节第四节 中国煤矿井田开拓概况及发展中国煤矿井田开拓概况及发展一、中国煤矿井田开拓方式应用概况及发展一、中国煤矿井田开拓方式应用概况及发展二、井田开拓的特征及有关参数二、井田开拓的特征及有关参数l  各种开拓方式的井田特征各种开拓方式的井田特征Ø近水平煤层、缓倾斜煤层近水平煤层、缓倾斜煤层 能力和数量分别占能力和数量分别占79.54%、、69.07%；；Ø立井开拓开拓具有很强的适应性；立井开拓开拓具有很强的适应性；Ø国有重点煤矿平均深度，立井开拓则为；国有重点煤矿平均深度，立井开拓则为；Ø我国开采深度我国开采深度800m以上的矿井，大多为立井；以上的矿井，大多为立井；Ø全国煤矿表土层平均厚度，立井则为；全国煤矿表土层平均厚度，立井则为；Ø特大型、大型、中型、小型井田平均走向长度分别为、、、。

特大型、大型、中型、小型井田平均走向长度分别为、、、二、井田开拓的特征及有关参数二、井田开拓的特征及有关参数l  矿井生产能力矿井生产能力Ø矿井生产能力有很大提高；矿井生产能力有很大提高；Ø特大型矿井特大型矿井26处，平均生产能力；处，平均生产能力；Ø矿井生产能力已综合开拓为最高，平均；其次是立井开拓、斜矿井生产能力已综合开拓为最高，平均；其次是立井开拓、斜井开拓和平硐开拓；井开拓和平硐开拓；Ø特大型矿井以综合开拓为主特大型矿井以综合开拓为主l  开采水平开采水平设设置及水平垂高置及水平垂高Ø广泛采用单水平或者多水平开拓；广泛采用单水平或者多水平开拓；Ø单水平开拓单水平开拓84处，在井田倾斜尺寸、倾角较小等条件采用；处，在井田倾斜尺寸、倾角较小等条件采用；Ø开采水平垂高平均开采水平垂高平均179m，大型矿井垂高，大型矿井垂高二、井田开拓的特征及有关参数二、井田开拓的特征及有关参数l  开采水平大巷布置开采水平大巷布置Ø主要有煤层大巷布置、集中大巷、分组集中大巷等几主要有煤层大巷布置、集中大巷、分组集中大巷等几种方式；种方式；Ø国有重点煤矿大部分开采两组煤，以分组集中布置大国有重点煤矿大部分开采两组煤，以分组集中布置大巷为主；巷为主；Ø大部分大巷布置在底板岩层中；大部分大巷布置在底板岩层中；Ø机车与皮带运输混合布置，或专门胶带运输大巷。

机车与皮带运输混合布置，或专门胶带运输大巷第四节第四节 中国煤矿井田开拓概况及发展中国煤矿井田开拓概况及发展三、我国煤矿井田开拓的发展方向三、我国煤矿井田开拓的发展方向Ø生产集中化；生产集中化；Ø矿井大型化；矿井大型化；Ø运输连续化运输连续化。