煤礦知識培訓教材-井田開拓部分

煤礦知識培訓教材-井田開拓部分

　　第一節 井田與井田的再劃分

　　一、煤田劃分為井田

　　在地質曆史發展的過程中，含炭物質沉積形成的基本連續的大麵積含煤地帶，稱為煤田。煤田有大有小，大的煤田麵積可達數百到數萬平方公裏，煤炭儲量從數億噸到數百億噸，這種麵積廣大，儲量豐富的大煤田稱為“富量煤田”。對於“富量煤田”，若由一個礦井來開采，不僅經濟上不合理，而且技術上也難以實現。因此，需要將煤田劃分成適合於由一個礦區(或一個礦井)來開采的若幹個區域。

　　開發煤田形成的社會區域，成為礦區。大的煤田往往被劃分為幾個礦區去開發，麵積和儲量較小的煤田也可由一個礦區來開發。

　　礦區的範圍仍然很大，需根據煤炭儲量、賦存條件等情況，進一步劃分為井田。在礦區內，劃歸給一個礦井開采的那一部分煤田，稱為井田(礦田)。

　　(一)井田劃分的原則

　　在煤田劃分為井田時，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發。

　　1. 充分利用自然條件

　　盡可能利用大斷層等自然條件作為井田邊界，或者利用河流、鐵路、城鎮下麵留設的安全煤柱作為井田邊界。這樣做既相對減少了煤柱損失，提高了煤炭采出率，又減少了給開采工作造成的困難，還有利於保護地麵設施，如圖2-1所示。

　　圖2-1 利用自然條件作為井田邊界

　　1-河流;2-煤層露頭;3-城鎮;4-鐵路;5-大斷層;6-小煤窯;一～九-劃分的礦井

　　2. 要有合理的走向長度

　　井田範圍必須與礦井生產能力相適應，保證礦井有足夠的儲量和合理的井田參數，尤其是要有合理的走向長度。在一般情況下，井田走向長度應大於傾斜長度。井田走向長度過短，則難以保證礦井各個開采水平有足夠的儲量和合理的服務年限，造成礦井生產接替緊張;或者在這種情況下為保證開采水平有足夠的服務年限使階段(水平)高度加大，將給礦井生產帶來困難。井田走向長度過長，又會給礦井通風、井下運輸帶來困難。因此，在礦井生產能力一定的情況下，井田走向長度過長或過短，都將降低礦井的經濟效益。我國現階段合理的井田走向長度一般為：小型礦井不小於1500m;中型礦井不小於4000m;大型礦井不小於7000m。

　　3. 要處理好相鄰井田的關係

　　劃分井田邊界時，通常把煤層傾角不大，沿傾斜延展很寬的煤田，分成淺部和深部兩部分。一般應先淺後深，先易後難，分別開發建井，以節約初期投資，同時避免淺、深部礦井形成複雜的壓茬關係。淺部礦井井型及範圍可比深部礦井小。

　　當需加大開發強度，必須在淺、深部同時建井或淺部已有礦井開發需在深部另建新井時，應考慮給淺部礦井的發展留有餘地，不使淺部礦井過早地報廢。

　　4. 要為礦井的發展留有餘地

　　礦井投產後，在長達數十年的服務年限中礦井的生產能力往往是不斷增大的，所以，劃分井田時，應充分考慮煤層賦存條件、技術發展趨勢等因素，適當將井田劃得大一些或者是為礦井留一個後備區，為礦井的發展留有適當的餘地。

　　5. 要有良好的安全經濟效果

　　劃分井田時，要力求使礦井有合理的開拓方式和采煤方法，便於選定井口位置和地麵工業場地，有利於保護生態環境，使井巷工程量小、投資省、建井期短、生產作業環境好、安全可靠，為煤礦企業取得最大的經濟效益和社會效益打下好的基礎。

　　(二)井田人為境界的劃分方法

　　除了利用自然條件作為井田境界之外，在不受其他條件限製時，往往要用人為劃分的方法確定井田的境界。人為境界的劃分方法，常用的有垂直劃分、水平劃分、按煤組劃分及按自然條件形狀劃分等。

　　1. 垂直劃分

　　圖2-2 井田邊界劃分方法

　　1-垂直劃分;2-水平劃分;3-以斷層為界

　　相鄰礦井以某一垂直麵為界，沿境界線兩側各留井田邊界煤柱，稱為垂直劃分。井田沿走向兩端，一般采用沿傾斜線、勘探線或平行勘探線的垂直麵劃分。如圖2-2所示，一、二礦之間及三礦左翼邊界即是。近水平煤層井田無論是沿走向還是沿傾向，都采用垂直劃分法。

　　2. 水平劃分

　　以一定標高的煤層底板等高線為界，並沿該煤層底板等高線留置邊界煤柱，這種方法稱作水平劃分。在圖2-2中，三礦井田上部及下部邊界就是分別以-300m和-600m等高線為界的，這種方法多用於劃分傾斜和急斜煤層以及傾角較大的緩斜煤層井田的上下部邊界。

　　3. 按煤組劃分

　　按煤層(組)間距的大小來劃分礦界，即把煤層間距較小的相鄰煤層劃歸一個礦井開采，把層間距較大的煤層(組)劃歸另一個礦井開采。這種方法一般用於煤層或煤組間距較大，煤層賦存淺的礦區。在圖2-3中，一礦與二礦即為按煤組劃分礦界，並且同時建井。

　　礦界還可以按地質構造條件來劃分，例如以斷層為礦界，各礦沿斷層線留置礦界煤柱。圖2-3中，三礦與一礦、二礦的礦界，圖2-2中二、三礦右翼邊界即是。

　　應當指出，無論用何種方法劃分井田境界，都應力求做到井田境界整齊，避免犬牙交錯造成開采困難。

　　圖2-3 礦界劃分及分組與集中建井

　　1、2-淺部分組建斜井;3-深部集中建立井

　　二、井田的再劃分

　　(一)井田劃分成階段或盤區

　　一個井田的範圍相當大，其走向長度可達數千米到萬餘米，傾向長度可達數千米。因此，必須將井田劃分成若幹個更小的部分，才能按計劃有序地進行開采。

　　1. 階段的劃分及特征

　　在井田範圍內，沿著煤層的傾斜方向，按一定標高把煤層劃分為若幹個平行於走向的長條部分，每個長條部分具有獨立的生產係統，稱之為一個階段。井田的走向長度即為階段的走向長度，階段上部邊界與下部邊界的垂直距離稱為階段垂高，一般為100～250m，階段的傾斜長度為階段斜長，如圖2-4所示。

　　圖2-4 井田劃分為階段和水平

　　J1、J2、J3-第一、二、三階段;h-階段斜長

　　1-階段運輸大巷;2-階段回風大巷

　　每個階段都有獨立的運輸和通風係統。如在階段的下部邊界開掘階段運輸大巷(兼作進風巷)，在階段上部邊界開掘階段回風大巷，為整個階段服務。上一階段采完後，該階段的運輸大巷作為下一階段的回風大巷。

　　2. 水平與輔助水平的概念

　　開采水平簡稱水平，是礦井運輸大巷及井底車場所在的水平位置及所服務的開采範圍。礦井開采水平常以其所在的標高或自上而下的順序命名。如圖2-4中的±0水平、-150水平、-300水平，或稱為第一水平、第二水平、第三水平。劃分開采水平是為合理布置井巷，對全井田實行合理有序的開采。正確劃分開采水平要03manbetx 合理的階段斜長，上下山開采的條件，輔助水平的應用及正確的劃分原則。

　　根據煤層賦存條件和井田範圍的大小，一個井田可用一個水平開采，也可用兩個或兩個以上的水平開采，前者稱為單水平開拓，後者稱為多水平開拓。

　　單水平開拓如圖2-5所示，井田分為兩個階段。900m水平以上的階段，煤由上向下運輸到開采水平，稱為上山階段;900m水平以下的階段，煤由下向上運輸到開采水平，稱為下山階段。這個開采水平既為上山階段服務，又為下山階段服務，這種開拓方式稱為單水平上、下山開拓。單水平上、下山開拓方式適用於開采煤層傾角較小(小於16°)，傾斜長度不大的煤田。

　　圖2-5 單水平上、下山開拓示意圖

　　1-主井;2-副井;3-井底車場;4-階段運輸大巷;5-階段回風大巷;

　　6-回風井;Ⅰ-上山階段;Ⅱ-下山階段

　　多水平開拓，可分為多水平上山開拓、多水平上下山開拓和多水平混合式開拓。

　　圖2-6 多水平上山開拓示意圖

　　1-主井;2-副井;3-井底車場;4-階段運輸大巷;5-階段回風大巷;6-回風井

　　多水平上山開拓如圖2-6所示，井田設三個開采水平，每個水平隻為一個上山階段服務。每個階段開采的煤均向下運輸到相應的水平，由各水平經主井提升至地麵。這種開拓方式井巷工程量較大，一般用於開采急斜煤層的井田。

　　圖2-7 多水平上下山開拓示意圖

　　1-主井;2-副井;3-主要石門;4-水平運輸大巷;5-回風大巷;6-回風井

　　多水平上下山開拓如圖2-7所示，每個開采水平均為上、下山兩個階段服務。這種開拓方式比多水平上山開拓減少了開采水平數目及井巷工程量，但增加了下山開采，一般用於煤層傾角較小、傾斜長度較大的井田。

　　多水平混合式開拓如圖2-8所示，第一水平隻開采一個上山階段，第二水平開采上、下山兩個階段，即在整個井田中，上麵的某幾個水平開采上山階段，而最下一個水平開采上、下山兩個階段。這種開拓方式既發揮了單一階段布置方式的優點，又適當地減少了井巷工程量和運輸量。當深部儲量不多，單獨設開采水平不合理，或最下一個階段因地質情況複雜不能設置開采水平時，可采用這種開拓方式。

　　圖2-8 多水平混合式開拓示意圖

　　1-主井;2-副井;3-水平運輸大巷;4-回風大巷;5-回風石門;6-回風井;7-含水岩層

　　井田內水平和階段的開采順序，一般是先采上部水平和階段，後采下部水平和階段。這樣做的優點是建井時間短、生產安全條件好。

　　輔助水平是開采水平內，因生產需要而增設的有階段或分層運輸大巷的水平位置及所服務的開采範圍。輔助水平也要布置大巷及車場，有上山或下山與開采水平連通，承擔輔助水平開采的運輸、通風等任務，但不直接向井底運煤，一般也不直接與井(硐)相通。與開采水平相比，輔助水平的車場、硐室及設施等均較簡單。應用輔助水平要針對不同情況、采取合理的方式和恰當的措施。輔助水平一般分為階段輔助水平和中間輔助水平兩種情況。

　　階段輔助水平。當礦井水平垂高有必要而又劃的很大時，開采水平以上的煤層如劃為一個階段，則階段斜長過大，上山輔助運輸設備選型困難、安全性差，可將開采水平以上的煤層劃分為兩個階段，在兩個階段之間設輔助水平，利用輔助水平開采上一階段。

　　圖2-9所示是平硐水平以上的煤層侵蝕高度不一，上組煤斜長過大，於是將上組煤劃分為兩個階段，設置輔助水平，開輔助水平大巷6，並利用主要上山4、5與開采水平聯結，從而可擴大平硐的開采範圍，發揮平硐的優越性。

　　輔助水平的設置是以加大水平垂高為前提，而輔助水平的應用又可以加大水平垂高，但設置輔肋水平畢竟是增加了礦井的運輸環節，使生產係統趨於複雜，在具體礦井條件下，如果沒有明顯的技術經濟優越性，一般不宜采用。

　　圖2-9 階段輔助水平的設置

　　1-主平硐;2-運煤斜井;3-進風井;4-主要運煤上山;5-主要軌道上山;

　　6-輔助水平大巷;7-石門;8-後期石門;9-回風石門;10-回風平硐

　　3. 近水平煤層井田劃分為盤區

　　開采近水平煤層，井田沿傾斜方向的高差很小。通常，沿煤層的延展方向布置大巷，在大巷兩側劃分成為具有獨立生產係統的塊段，這樣的塊段稱為盤區或帶區，如圖2-10所示。盤區內巷道布置方式及生產係統與采區布置基本相同。帶區則與階段內的帶區式布置基本相同。

　　圖2-10 井田直接劃分為盤區

　　P1、P2、P3、P4-第一、二、三、四盤區

　　(二)階段內的再劃分

　　井田劃分為階段後，階段的範圍仍然較大，通常需要再劃分，以適應開采技術的要求。階段內的劃分一般有三種方式：采區式、分段式和帶區式。

　　1. 采區式劃分

　　在階段範圍內，沿走向把階段劃分為若幹個具有獨立生產係統的塊段，每一塊段稱為采區，在圖2-11中，井田沿傾向劃分為3個階段，每個階段又沿走向劃分為4個采區。

　　圖例：—-—-—采區邊界;—+—+—井田邊界

　　圖2-11 采區式劃分

　　J1、J2、J3-第一、二、三階段;C1、C2、C3、C4-第一、二、三、四采區;

　　Ql、Q2、Q3-第一、二、三區段;

　　1-階段運輸大巷;2-階段回風大巷;3-采區運輸上山;4-采區軌道上山;

　　5-區段運輸平巷;6-區段回風平巷

　　采區的傾向長度與階段斜長相等。按采區範圍大小和開采技術條件的不同，采區走向長度由500m到2000m不等。采區的斜長一般為600～1000m。確定采區邊界時，要盡量利用自然條件作為采區邊界，以減少煤柱損失和開采技術上的困難。

　　在采區範圍內，沿煤層傾斜方向將采區劃分為若幹個長條部分，每一塊長條部分稱為區段。如圖2-11中A圖所示，采區劃分為三個區段，每個區段沿傾斜布置采煤工作麵，工作麵沿走向推進。每個區段下部邊界開掘區段運輸平巷，上部邊界開掘區段回風平巷;各區段平巷通過采區運輸上山、軌道上山與開采水平大巷聯接，構成生產係統。

　　2. 分段式劃分

　　在階段範圍內不劃分采區，而是沿傾斜方向將煤層劃分為若幹平行於走向的長條帶，每個長條帶稱為分段，每個分段沿傾斜布置一個采煤工作麵，這種劃分稱為分段式。采煤工作麵沿走向由井田中央向井田邊界連續推進，或者由井田邊界向井田中央連續推進，如圖2-12所示。

　　圖2-12 分段式劃分

　　Jl、J2、J3-階段;D1、D2、D3-分段

　　各分段平巷通過主要上(下)山與開采水平大巷聯係，構成生產係統。分段式劃分與采區式相比，減少了采區上(下)山及硐室工程量;采煤工作麵可以連續推進，減少了搬家次數，生產係統簡單。但是，分段式劃分僅適用於地質構造簡單、走向長度較小的井田。

　　3. 帶區式劃分

　　在階段內沿煤層走向劃分為若幹個具有獨立生產係統的帶區，帶區內又劃分成為若幹個傾斜分帶，每個分帶布置一個采煤工作麵，如圖2-13所示。分帶內，采煤工作麵沿煤層傾斜推進，即由階段的下部邊界向階段的上部邊界推進或者由階段的上部邊界向下部邊界推進。一般由2～6個分帶組成一個帶區。

　　圖2-13 帶區式劃分

　　Jl、J2、J3-階段;Fl、F2、…、F7-帶區;①、②-分帶

　　分帶布置工作麵適用於傾斜長壁采煤法，巷道布置係統簡單，比采區式布置巷道掘進工程量少，但分帶工作麵兩側傾斜回采巷道掘進困難、輔助運輸不便。目前，我國大量應用的還是采區式，但在煤層傾角較小(<12°)的條件下，帶區式的應用正在擴大。

　　采區、盤區、帶區的開采順序一般采用前進式，先開采井田中央井筒附近的采區或盤區、帶區，以有利於減少初期工程量及初期投資，使礦井盡快投產。

　　第二節 井田開拓方式

　　一、概述

　　1. 井田開拓方式的概念

　　由地表進入煤層為開采水平服務所進行的井巷布置和開掘工程稱為井田開拓。由於不同條件下的煤層賦存狀態、地質構造、水文地質、地形及技術水平、經濟狀況的不同，礦井的開拓方式也是各種各樣的。礦井開拓方式是礦井井筒形式、開采水平數目及階段內的布置方式的總稱。

　　2. 井田開拓方式的分類

　　井田開拓方式按井筒形式可分為立井開拓、斜井開拓、平硐開拓和綜合開拓四類;按開采水平數目可分為單水平開拓和多水平開拓兩類;按階段內的布置方式可分為采區式、分段式和帶區式三類。井田開拓方式的概念是井筒形式、開采水平數目和階段內的布置方式的組合。如“立井─單水平─采區式”、“斜井─多水平—分段式”及“平硐─單水平─帶區式”等。在開拓方式的構成因素中，井筒形式占有著突出的地位，因此常以井筒形式為依據，把井田開拓方式分為立井開拓、斜井開拓、平硐開拓和綜合開拓等幾種方式。

　　3. 確定井田開拓方式的原則

　　井田開拓所解決的主要問題是：合理確定礦井生產能力，井田範圍，進行井田內的劃分，確定井田開拓方式，井筒數目及位置;選擇主要運輸大巷布置方式及井底車場形式;確定井筒延深方式及井田開采順序等。這些問題關係到礦井生產係統的總體部署，既影響著礦井建設時期的技術經濟指標，又將影響到整個礦井生產時期的技術麵貌和經濟效益。因此，對礦井開拓方式的選擇要綜合考慮各種因素的影響。

　　確定井田開拓方式應遵循以下幾項原則：

　　(1)合理集中開拓布置，建立完整的盡可能簡單的生產係統，以便於集中管理和選擇高效率的機械設備，為提高礦井生產能力創造有利條件。

　　(2)井巷布置和開采順序要合理，以減少煤炭損失，提高資源回收率。

　　(3)具有完善的通風係統和良好的生產環境，為提高勞動生產率和安全生產創造條件。

　　(4)開拓工程量小，初期投資少，建井期限短，出煤快。

　　(5)應充分考慮國家的技術水平和裝備供應情況，同時要為采用新技術和發展機械化、自動化創造條件，減輕礦工勞動強度。

　　二、立井開拓

　　立井開拓是主副井筒均采用立井的井田開拓方式，是我國煤礦礦井的主要開拓方式。立井開拓可分為單水平開拓和多水平開拓兩類，按井田內劃分、開采水平設置及開采方式不問，又可組合成多種井田開拓方式。

　　1. 立井單水平開拓

　　采用立井單水平開拓時，全井田隻設一個開采水平。在井田中部開鑿主副井筒，到開采水平位置後，掘進井底車場、主要石門(當井底車場巷道直接與大巷相連時，可不掘主要石門)及大巷，然後進行采區淮備。

　　根據礦井煤層條件的不向，可有不向的方式。下麵以立井單水平帶區式開拓為例進行介紹。立井單水平帶區式開拓方式如圖2-14所示，井田劃分為兩個階段，階段內帶區式布置。

　　①井巷開掘順序：在井田中央開掘主井1、副井2，當掘至開采水平標高後，開掘井底車場3、主要石門4，當主要石門掘至預定位置後，在煤層底板岩層中向兩翼開掘水平運輸大巷5，在煤層中開掘回風大巷6。當運輸大巷掘至一定位置後，掘行人進風斜巷12、運料斜巷11進入煤層，並沿煤層開掘分帶運煤斜巷7、溜煤眼10、分帶回風斜巷8。當分帶運煤斜巷、分帶回風斜巷掘至井田邊界後，沿煤層走向掘進開切眼，在開切眼內安裝采煤設備後，即可由井田邊界向運輸大巷方向回采。

　　在圖2-14中成對地布置兩個采煤工作麵，兩個工作麵共用一條分帶運輸斜巷，兩個工作麵中的煤相向運輸。這種工作麵布置方式稱為對拉工作麵。

　　②運輸係統：工作麵采出的煤由工作麵刮板輸送機運至分帶運煤斜巷，由帶式輸送機運到溜煤眼，並在運輸大巷裝入礦車。由電機車牽引至井底車場，通過主井提升到地麵。材料、設備由副井下放到井底車場，由電機車牽引送達分帶材料車場，經材料斜巷利用小絞車提升至分帶斜巷，然後到工作麵。

　　③通風係統：新鮮風流由副井2進入、經井底車場3、主要石門4、運輸大巷5、行人進風斜巷12、分帶運煤斜巷7進入工作麵。清洗工作麵後的汙風經各自的分帶回風斜巷8、回風大巷6、回風井13由主要通風機排出地麵。

　　這種開拓方式巷道布置及生產係統簡單，運輸環節少，通風路線短並有建井速度快、投產早等優點。但是上山階段的分帶回風是下行風，應加強通風措施，防止瓦斯聚積。這種方式一般適用於煤層傾角小於12º，地質構造簡單，煤層埋藏較深的礦井。

　　圖2-14 立井單水平分帶式開拓

　　1-主井;2-副井;3-井底車場;4-主要石門;5-運輸大巷;6-回風大巷;7-分帶運煤斜巷;

　　8-分帶回風巷;9-工作麵;10-溜煤眼;11-運料斜巷;12-行人進風斜巷;13-回風井

　　2. 立井多水平開拓

　　當井田內煤層垂直方向範圍大時，可用多水平開拓。采用立井多水平開拓時，大致在井田中部開鑿主井和副井，至第一水平位置後，開掘井底車場、主要石門和大巷，進行采區準備和開采。在第一水平減產前若幹年，進行礦井開拓延深及第二水平的開拓準備，臨第一水平減產前，第二水平投入生產並逐步接替第一水平的生產。如還有下水平，仿此進行以下水平的開拓、準備和開采，直至采完全部井田。

　　立井多水平采區式開拓如圖2-15所示。井田內有兩層煤，分為兩個階段，其下部標高分別為+100 m、-100 m，每個階段沿走向劃分為若幹采區。兩層煤間距不大，采用聯合布置，在m2煤層底板岩石中布置階段運輸大巷和回風大巷，為兩層煤共用。井田設置兩個開采水平，+100 m水平為第一水平，-100 m為第二水平，均采用上山開采。

　　圖2-15 立井多水平采區式開拓

　　1-主井;2-副井;3-井底車場;4-主要石門;5-水平運輸大巷;6-回風井;7-采區下部車場;8-運輸上山;9-軌道上山;10-m1層區段運輸平巷;11-m1層區段回風平巷;

　　12-m2層區段運輸平巷;13-m2層區段回風平巷;14-回風石門;15-采區上部車場;

　　16-運輸石門;17-區段溜煤眼;18-采區煤倉;19-行人進風斜巷;20-掘進工作麵

　　①井巷掘進順序：先在井田走向的中部開鑿一對立井，主井1和副井2，待主副井掘至+100 m水平後，開掘井底車場3及主要石門。主要石門穿入m2煤層底板岩石預定位置後，向兩翼開掘運輸大巷4，當其掘至第一、第二采區中央後，開掘采區下部車場7，在m2煤層中掘進采區運輸上山8及軌道上山9。與此同時，在井田上部邊界開掘回風井6、回風大巷5、回風石門14及采區上部車場15，與采區上山貫通後，掘進第一區段的運輸石門16及區段溜煤眼17通入m1煤層。然後掘進各煤層的區段運輸平巷、回風平巷及開切眼。一切準備好後，在開切眼內安裝采煤設備進行回采。

　　②運輸係統：從采煤工作麵采出的煤炭經運輸平巷10、區段溜煤眼17、采區輸送機上山8到采區煤倉18、在采區裝車站裝入礦車、電機車牽引列車經運輸大巷4進入井底車場3，利用翻籠卸入井底煤倉，用箕鬥由主井1提升到地麵。

　　掘進巷道所出的矸石，由礦車裝運經軌道上山9、采區下部車場7、運輸大巷4至井底車場3，由副井2用罐籠提升到地麵。

　　材料設備用礦車裝載經副井2用罐籠下放至井底車場3，由電機車牽引經運輸大巷4拉到各采區，經采區下部車場7、軌道上山9轉至各使用地點。

　　③通風係統：新鮮風流經副井2進入，經井底車場3、運輸大巷4、行人進風斜巷19、運輸上山8、區段運輸石門16進入m1煤層的區段運輸平巷10進入m1煤層工作麵。清洗工作麵的汙風由區段回風平巷11、區段回風石門14、總回風巷5經回風井由通風機排到地麵。

　　礦井開采一個水平保證礦井年產量，當+100 m水平的產量遞減之前，應及時延深主、副井至-100 m水平，按上述井巷開掘順序進行第二水平的開拓和準備，保證正常接替。

　　三、斜井開拓

　　斜井開拓是主副井筒均采用斜井的井田開拓方式。按井田內劃分和階段內的布置方式不同，斜井開拓可以有許多種類型。這裏隻介紹斜井單水平采區式開拓、斜井多水平分段式開拓(即片盤斜井開拓)及斜井盤區式開拓。

　　1. 斜井單水平采區式開拓

　　斜井單水平采區式開拓方式如圖2-16所示。井田沿傾斜方向劃分為兩個階段，每個階段沿走向劃分為若幹個采區，每個采區沿傾向劃分為若幹個區段。

　　圖2-16 斜井單水平采區式開拓

　　1-主井;2-副井;3-井底車場;4-水平運輸大巷;5-副巷;6-采區運輸上山;

　　7-采區軌道上山;8、15-區段運輸平巷;9、16-區段回風平巷;10、17-采煤工作麵;

　　11-階段回風大巷;12-回風井;13-采區運輸下山;14-采區軌道下山;18-專用回風上山;

　　19-采區煤倉;20-井底煤倉;21-行人進風斜巷;22-回風聯絡巷

　　井巷開掘順序：在井田走向中部，開掘一對斜井，主井1安裝帶式輸送機提升煤炭，副井2用作輔助提升。兩斜井相距30～40 m。當主副井筒掘至煤層底板岩石預定位置時，開掘井底車場3，並向兩翼掘進水平運輸大巷4和副巷5。運輸大巷在岩石中掘進，距煤層底板垂直距離20 m，副巷沿煤層掘進。當掘到采區中部位置時，開掘采區下部車場通入煤層，並沿煤層掘進采區運輸上山6和軌道上山7。為加快礦井建設速度，在開掘主、副井的同時，可以在井田上部邊界開掘回風井12。當風井掘至回風水平後，即向兩翼開掘階段回風大巷11，並在采區上部掘進采區上部車場，貫通采區上山。然後就可以在區段內掘進區段運輸平巷8，區段回風平巷9及采煤工作麵開切眼，並在開切眼內安裝采煤設備。待一切準備好後就可進行回采工作。

　　為了保證礦井的連續生產，上一區段采煤工作麵產量遞減之前，就要把接替區段回采巷道掘進完畢，將工作麵準備好，以保證工作麵正常接替。同理，前一個采區采完之前，應將接替采區準備好。

　　運輸係統：工作麵采出的煤經區段運輸平巷8采區運輸上山6運至采區煤倉19，然後在階段運輸大巷裝入礦車，用電機車牽引經運輸大巷4到井底車場3，經翻籠將煤卸入井底煤倉20，由斜井帶式輸送機提至地麵。材料、設備由副井2下放至井底車場，采用電機車牽引材料車送至采區下部車場，經軌道上山7，采區上或中部車場進入區段回風平巷9至工作麵。

　　通風係統：新鮮風流經副井進入至井底車場，然後分別進入運輸大巷兩翼，經采區車場行人進風斜巷21、采區運輸上山6、區段運輸平巷8、進入采煤工作麵。清洗工作麵後的汙風，經區段回風平巷9、回風聯絡巷22、階段回風大巷11、進人回風井12，由主要通風機排出地麵。在開拓下山階段時，在采區下山位置掘進采區運輸下山和軌道下山，並掘下山采區的上部車場，當采區下山掘至采區下部邊界時，再掘區段運輸平巷和區段回風平巷及開切眼。然後在開切眼內安裝采煤設備進行回采。

　　采煤工作麵采出的煤，經區段運輸平巷15、運輸下山13運至采區煤倉。在運輸大巷裝車外運。材料和設備經運輸大巷4、下山采區上部車場、軌道下山14、區段回風平巷16到采煤工作麵。

　　新鮮空氣經運輸大巷、輸送機下山、區段運輸平巷進人工作麵，清洗工作麵後的汙風經區段回風巷16、軌道下山14、回風聯絡巷22、階段副巷5進入為下山采區回風而保留的專用回風下山18、經階段回風大巷11、回風井12排至地麵。

　　這種開拓方式的優點是：用一個開采水平開采整個井田，井巷和硐室工程量少，礦井基本建設投資少;水平服務年限長，可充分利用各種設備、設施和開拓巷道;上、下山采區可同時開采，有利於合理集中生產;不需要延深井筒，有利於礦井穩定生產。缺點是在礦井湧水量大、瓦斯等級高時，下山的通風及排水較困難。因此，這種開拓方式一般適用於煤層傾角小，瓦斯含量小，湧水量不大，井田傾斜長度較短的井田。

　　2. 斜井多水平分段式開拓(片盤斜井開拓)

　　將井田沿傾斜按一定標高劃分為若幹個分段(又稱片盤)。自地麵沿煤(岩)層傾斜開拓斜井，然後依次開采各個片盤的開拓方式，稱作片盤斜井開拓。圖2-17為一片盤斜井開拓方式。井田內有一層緩斜可采煤層，沿傾斜分為若幹個片盤，每個片盤沿傾斜布置一個采煤工作麵，井田兩翼同時開采。

　　井巷掘進順序：在井田走向中央沿煤層開掘一對斜井，直達第一片盤的下部邊界。斜井1為主井，用於運煤和進風;斜井2為副井，用於提升矸石，運送材料和人員，兼作回風。兩井筒相距30～40 m，用聯絡巷8聯通。在第一片盤下部20～30 m從井筒開掘第一片盤甩車場。

　　在第一片盤的下部邊界和上部邊界分別開掘第一片盤運輸平巷3及回風平巷5、副巷6，每隔一定距離掘聯絡巷10將運輸平巷3與副巷6貫通。當運輸平巷3和回風平巷5掘至井田邊界時，由運輸平巷向回風平巷掘一傾斜巷道使其連通，稱為開切眼，即工作麵開始推進的地方。在開切眼內安裝采煤設備後，即可由井田邊界向井筒方向後退開采。

　　為了保證礦井連續生產，第一片盤未采完前就應將斜井延深到第二片盤下部，並掘出第二片盤的全部巷道。一般情況下，第一片盤的運輸平巷可作為第二片盤的回風平巷，由上而下逐個開采各片盤。

　　圖2-17 片盤斜井開拓

　　1-主井;2-副井;3-第一分段運輸平巷;4-第二分段運輸平巷;5-第一分段回風平巷;

　　6-副巷;7-井底水倉;8-聯絡巷;9-采煤工作麵;10-聯絡巷;11-車場;12-主要通風機

　　運輸係統：工作麵9采出的煤，由工作麵刮板輸送機運出，經副巷6聯絡巷10至片盤運輸平巷並裝入礦車，由電機車或小絞車、無極繩，將礦車拉到井底車場11，由主井1提升至地麵。材料設備由副井2下放，經片盤回風巷5運往工作麵上口。當礦井產量不大，提升任務不重時，材料設備可由主井1運入井下。

　　通風係統：新鮮風流由主井1進入，經兩翼運輸平巷、聯絡巷8副巷6進入工作麵。清洗工作麵後的汙風，從回風巷5彙集到副井2由通風機排出地麵。為避免新鮮風流與汙風摻混和風流短路，需在進風與回風巷相交處設置風橋。為避免運輸平巷內的新風沿副井向上流動，導致風流短路，應在副井內安設風門。

　　這種開拓方式的優點是：巷道布置和生產係統簡單，初期工程量小、投資少、建井期短;斜井沿煤層掘進施工容易，還能補充地質資料，進一步了解煤層賦存情況;礦井技術裝備及生產管理比較簡單。其缺點是：礦井內不能布置較多的工作麵，礦井生產能力小;各片盤服務年限短，井筒需要經常延深，容易出現掘進與生產相互幹擾;由於采用連續開采，遇到斷層、褶曲時很難保證礦井正常生產，對地質變化適應性差。因此，這種開拓方式一般適用於煤層埋藏穩定，地質構造比較簡單，井田走向長度和傾斜寬度不大，煤層埋藏不深的小型礦井。

　　在煤層穩定、地質構造簡單、開采條件好的井田，采用這種開拓方式也可建設中大型礦井，采用帶式輸送機或箕鬥提升、綜合機械化采煤工藝。一般采用這種開拓方式時，井田走向長度應小於1.5 km為宜，井田傾斜長度根據提升方式確定，斜井一段提升以不超過800m，兩段提升以不超過1 500 m為宜。

　　3. 斜井盤區式開拓

　　對於近水平煤層，由於全井田沿傾斜高差不大，一般可將井田劃分為盤區，采用斜井盤區式開拓，如圖2-18所示。這種開拓方式與斜井單水平采區式開拓的巷道係統及生產係統基本相似。不同之處在於：近水平煤層斜井盤區開拓的運輸大巷和總回風巷可以並列布置在井田傾斜的大致中央;近水平煤層的盤區上(下)山可以用盤區石門取代;盤區上(下)山或盤區石門的巷道施工、通風、行人都比較方便，運輸方式靈活，運輸容易，運輸距離不受限製等。

　　圖2-18 斜井盤區式開拓

　　1-主井;2-副井;3-井底車場;4-石門;5-運輸大巷;6-回風大巷;7-盤區運輸巷;

　　8-盤區回風巷;9-區段運輸平巷;10-區段回風平巷;11-初期回風井;12-後期回風井

　　四、平硐開拓

　　自地麵利用水平巷道進入地下煤層的開拓方式，稱為平硐開拓。這種開拓方式，在一些山嶺、丘陵地區較為常見。采用這種開拓方式時，井田內的劃分方式、巷道布置與前麵所述的立井、斜井開拓方式基本相同，其區別主要在於進入煤層的方式不同。

　　平硐開拓方式，一般以一條平硐開拓井田，主平硐擔負運煤、出矸、運送物料、通風、排水、敷設管道及電纜、行人等多項任務;在井田上部開掘回風平硐或回風井，用於全井田回風，如圖2-19所示。

　　平硐內多采用礦車運輸，也可采用強力帶式輸送機運輸。各采區采出的煤，在裝車站裝入礦車後，由電機車牽引經主平硐直接運出硐外。井下所用物料及設備裝入礦車(平板車或材料車)由電機車牽引從地麵直接進入平硐，到各采區下部車場，再經軌道上山轉到各使用地點。地下湧水由各采區巷道流入平硐水溝中，自行流出地麵。為排水方便，平硐必須有3‰～5‰的流水坡度。

　　根據地形條件與煤層賦存狀態的不同。按平硐與煤層走向的相對位置不同，平硐分為走向平硐、垂直平硐和斜交平硐;按照平硐所在標高不同，平硐分為單平硐和階梯平硐。

　　1. 走向平硐

　　圖2-19所示為走向平硐開拓。平硐是沿煤層走向開掘，把煤層分為上、下山兩個階段，具有單翼井田開采的特點。

　　圖2-19 走向平硐開拓

　　1-主平硐;2-回風井;3-回風大巷;4-采區運輸上山;

　　5-采區軌道上山;6-煤層;7-采區下部車場;8-平硐口

　　走向平硐開拓方式的優點是平硐沿煤層掘進，容易施工，建井期短，投資少，經濟效果好，還能補充煤層的地質資料。缺點是煤層平硐維護困難，巷道維護時間長，具有單翼井田開采通風、運輸困難等，一般平硐口位置不易選擇。

　　2. 垂直或斜交走向平硐

　　圖2-20所示為垂直走向平硐。根據地形條件，平硐可由煤層頂板進入或由煤層底板進入煤層。平硐將井田沿走向分成兩部分，具有雙翼井田開拓特點。

　　圖2-20 垂直走向平硐開拓

　　1-主平硐;2-運輸大巷;3-回風石門;4-回風平硐;5-回風井

　　與走向平硐相比較，優點是平硐易維護，具有雙翼井田開拓運輸費用低，巷道維護時間短，礦井生產能力大，通風容易，便於管理等特點，且便於選擇平硐口的位置。缺點是岩石工程量大，建井期長，初期投資大等。

　　3. 階梯平硐

　　當地形高差較大，主平硐水平以上煤層垂高過大時，可將主平硐水平以上煤層劃分為數個階段，每個階段各自布置平硐的開拓方式稱階梯平硐，如圖2-21所示。階梯平硐開拓方式的特點是：可分期建井，分期移交生產，便於通風和運輸;但地麵生產係統分散、裝運係統複雜、占用設備多、不易管理。這種開拓方式適用於上山部分過長，布置輔助水平有困難，地形條件適宜，工程地質條件簡單的井田。

　　圖2-21 階梯平硐開拓

　　1、2、3-階梯平硐;4-集中溜煤眼;5、6、7-運輸大巷

　　五、綜合開拓

　　對於地麵地形和煤層賦存條件複雜的井田，如果主、副井筒均為一種井筒形式，可能會給井田開拓造成生產技術上的困難，或者在經濟上不合理。在這種情況下，可以根據井田範圍內的具體條件，主井和副井選擇不同形式的井筒，采用綜合開拓方式。

　　采用立井、斜井、平硐等任何兩種或兩種以上井筒(硐)形式開拓的方式稱為綜合開拓。三種井筒(硐)形式各有其優缺點，根據井田的具體條件，選擇能發揮其各自優點的井筒形式是很有必要的，不應局限於某種單一井筒(硐)形式。三種井筒(硐)形式能組合成斜井─立井、平硐─立井、平硐─斜井等多種方式。

　　1. 斜井─立井綜合開拓

　　按主副井的配置不同，有主斜井—副立井和主立井—副斜井兩種方式。

　　圖2-22所示為斜井─立井開拓方式。斜井作主井，主要是利用斜井可采用強力帶式輸送機、提升能力大及井筒易於延深的優點，但是若采用斜井串車提升，因井筒較長則提升能力小、環節多，且礦井通風困難。因此，用立井作副井提升方便、通風容易。這種開拓方式吸取了立井、斜井各自的優點，對開發大型井田，在技術和經濟上都是合理的。主斜井與副立井相組合的綜合開拓方式，在條件適宜的情況下是建設特大型礦井的技術發展方向。

　　圖2-22 主斜井─副立井開拓

　　1-主斜井;2-副立井;3-第一水平主石門;4-第一水平一大巷;5-第一水平二大巷;

　　6-回風斜井;7-暗斜井;8-第二水平運輸大巷;9-第三水平運輸大巷;lO-第三水平副立井

　　2. 平硐─立井綜合開拓

　　平硐—立井開拓按主、副井配置不同，有主平硐—副立井和主立井—副平硐兩種基本形式。

　　圖2-23所示為主平硐—副立井開拓方式。平硐垂直於煤層走向掘進，開副立井作為進風、升降人員、提矸和深部煤層的輔助提升。平硐水平以下的煤經暗斜井3提升到平硐水平，再經平硐將煤轉運到地麵。這種開拓方式既發揮了平硐的優越性，也利用了立井之長，解決了通風困難和井田深部輔助提升問題。

　　圖2-23 主平硐—副立井開拓

　　1-主平硐;2-副立井;3-暗斜井;4-回風小平硐;5-回風井

　　3. 平硐─斜井綜合開拓

　　平硐—斜井開拓按主、副井配置不同，有主平硐—副斜井和主斜井—副平硐兩種基本形式。

　　圖2-24所示為主平硐─副斜井開拓方式。該井田內有8號、9號兩層煤，煤層傾角2º ～5º，煤層埋藏較穩定。主平硐沿+1 400 m標高布置，擔負整個礦井井下運輸、進風及排水等任務;另掘斜井2和4用作回風井，兼作安全出口。兩層煤用暗斜井3連通，8號煤層的煤通過溜煤眼溜到9號煤層後，由平硐外運。

　　圖2-24 主平硐─副斜井開拓

　　1-主平硐;2-回風斜井;3-暗斜井;4-回風井

　　第三節 礦井巷道分類

　　為了采出煤炭，必須從地麵向地下開掘一係列的井巷。根據不同的分類方法可以將井巷分為多種類型。按井巷空間位置可分為垂直巷道、水平巷道、傾斜巷道和硐室;按巷道的用途和服務範圍可分為開拓巷道、準備巷道和回采巷道。

　　一、按空間位置分

　　1. 垂直(直立)巷道

　　(1)立(豎)井。有通達地麵出口，是進入地下的主要垂直巷道(圖2-25中1)，一般位於井田中部。擔負礦井主要提煤任務的稱為主井，擔負人員升降、下料和提矸等輔助提升任務的稱為副井。

　　(2)小井。它也有通達地麵的出口，但斷麵和深度都較小，一般在井田上部邊界地點，隻作為地質勘探或臨時提升以及通風等用(圖2-25中2)。

　　(3)暗立井(盲立井)。沒有直接通達地麵的出口的垂直巷道(圖2-25中3)。根據其所擔負的任務不同可分為主暗立井(下一水平的煤炭提升井)、副暗立井(下水平的矸石提升、物料及人員的升降等)、溜煤井(圖2-25中4)。

　　圖2-25 礦井井巷

　　1-立井;2-小風井;3-暗立井;4-溜煤井;5-平硐;6-石門;

　　7-煤門;8-平巷;9-斜井;10-上山;11-下山

　　2. 水平巷道

　　(1)平硐。有一個通達地麵的出口，是進入地下的主要水平巷道(圖2-25中5)。一般除運煤外，還兼作運料、行人、通風、供電和排水等用。若開掘兩條平硐，根據用途不同，也可分成主平硐和副平硐。

　　(2)平巷。沒有通達地麵的出口，在地下的煤層中或岩層中沿其走向所開掘的水平(5°以下坡度)巷道。一般有集中運輸平巷(圖2-25中8)、主要運輸平巷(圖2-26中5)、區段運輸與回風平巷(圖2-26中20、21、23)等。

　　(3)石門。沒有通達地麵的出口，在岩層中開掘的垂直或斜交於岩層走向的水平巷道。一般有聯絡石門(圖2-25中6)、運輸石門(圖2-26中4、9)、回風石門(圖2-26中7、17)等。

　　(4)煤門。沒有通達地麵的出口，在煤層中開掘的垂直或斜交於煤層走向的水平巷道(圖2-25中7)。一般在厚煤層中較為常見。

　　3. 傾斜巷道

　　(1)斜井。有一個通達地麵的出口，是進入地下的主要傾斜巷道(圖2-25中9)。其用途與立井相同並有主、副井之分。

　　(2)上山。沒有通達地麵的出口，且位於開采水平之上，沿煤層或岩層從主要運輸大巷由下向上開掘的傾斜巷道。根據其服務範圍不同，可分為階段上山、采區上山等。根據其用途不同，可分為輸送機上山(圖2-26中14)和軌道上山(圖2-26中15)。有的采區布置有通風或行人上山、集中溜煤上山等。

　　(3)下山。它的位置和開掘方向與上山相反。除溜煤下山、輸送機下山(圖2-26中27)是向上運煤和軌道下山(圖2-26中28)是從上向下運料以外，其它與上山相似。

　　(4)溜煤眼。專作溜煤用的小斜巷。

　　(5)開切眼。連接區段運輸平巷和區段回風平巷的斜巷(圖2-26中24)，準備開采的采煤工作麵。

　　4. 硐室

　　井下生產係統的構成，還必須設置一定的硐室。硐室實際上就是長度較小，斷麵較大的特殊巷道。一般有變電所、水泵房、火藥庫、電機車庫、躲避所、井下調度室、候車室等。

　　圖2-26 礦井巷道係統

　　1-主井;2-副井;3-井底車場;4-主要運輸石門;5-主要運輸平巷;6-風井;7-主要回風石門;

　　8-主要回風平巷;9-采區運輸石門;10-采區下部裝煤車場;11-采區下部材料車場;

　　12-采區煤倉;13-行人進風巷;14-運輸上山;15-軌道上山;16-上山絞車房;

　　17-采區回風石門;18-采區上部車場;19-采區中部車場;20-區段運輸平巷;

　　21-下區段回風平巷;22-聯絡巷;23-區段回風平巷;24-開切眼;25-回采工作麵;

　　26-采空區;27-運輸下山;28-軌道下山;29-下山回風聯絡巷;30-風硐;

　　10’-下山采區上部裝煤車場;11’-下山采區上部運料車場

　　二、按用途和服務範圍分

　　1. 開拓巷道

　　為全礦井或一個開采水平服務的巷道稱為開拓巷道。如井筒(或平硐)，井底車場、回風井、主要石門、主要運輸和回風平巷等(圖2-26中的1～8)巷道為開拓巷道。

　　2. 準備巷道

　　為一個采區或兩個以上的回采工作麵服務的巷道稱為準備巷道。如采區車場、采區煤倉、采區上(或下)山、區段集中平巷、區段集中石門等(圖2-25中的9～17、27、28、29、10′、11′)巷道為準備巷道。

　　3. 回采巷道

　　為一個回采工作麵服務的巷道稱回采巷道。如區段車場、區段運輸和回風平巷、工作麵開切眼等(圖2-26中的18～24)巷道為回采巷道。

　　三、按巷道掘進層位分

　　由於巷道掘進層位不同，根據巷道掘進斷麵中岩石與煤層所占的比例可分為岩石巷道(簡稱岩巷)、煤層巷道(簡稱煤巷)和半煤岩巷。

　　在掘進斷麵中，岩石麵積占4/5以上(包括4/5)的巷道，稱為岩石巷道。沿煤層掘進的巷道，在掘進斷麵中煤層占4/5以上(包括4/5)時，稱該巷道為煤巷。當巷道在薄煤層中掘進時，為了保證巷道的高度和坡度不變，必定有部分巷道斷麵位於岩層中，若岩層占掘進工作麵麵積的1/5~4/5(不包括1/5和4/5)，則稱該巷道為半煤岩巷。