煤矿开采的基本概念.ppt

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1、第二章第二章 煤矿开采的基本概念煤矿开采的基本概念第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田第二节第二节 矿井储量、生产能力及服务年限矿井储量、生产能力及服务年限第三节第三节 井田再划分井田再划分第四节第四节 井田内开采顺序井田内开采顺序第五节第五节 矿井巷道分类及其布置矿井巷道分类及其布置第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田(一一)煤田的概念煤田的概念同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区，同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区，称为煤田。称为煤田。(二二)井田的概念井田的概念划归一个矿井开采的那部分煤田，称为井田。划归一个矿井开采的那部分煤田，称为井田。煤田煤田富

2、量煤田：面积大、储量丰富的煤田。富量煤田：面积大、储量丰富的煤田。限量煤田：面积小、储量少、由一个矿井开采。限量煤田：面积小、储量少、由一个矿井开采。一、煤田与井田一、煤田与井田(三三)矿区和矿区开发的概念矿区和矿区开发的概念统一规划和开发的煤田或其一部分，称为矿区。统一规划和开发的煤田或其一部分，称为矿区。矿区根据储量、赋存条件、煤炭市场需求量和投资环境等矿区根据储量、赋存条件、煤炭市场需求量和投资环境等情况，确定矿区规模、划分井田，规划井田开采方式，规情况，确定矿区规模、划分井田，规划井田开采方式，规划矿井或露天矿建顺序，确定矿区附属企业的类别、数目划矿井或露天矿建顺序，确定矿区附属企业的

3、类别、数目和生产规模，建设过程等，总称为矿区开发。和生产规模，建设过程等，总称为矿区开发。一、煤田与井田一、煤田与井田矿区矿区富量煤田划归一个矿区，如抚顺和平顶山矿区。富量煤田划归一个矿区，如抚顺和平顶山矿区。富量煤田划分为几个矿区，如渭北煤田划分给铜川、韩城、富量煤田划分为几个矿区，如渭北煤田划分给铜川、韩城、浦白和澄合矿区。浦白和澄合矿区。几个限量煤田组成一个矿区，如六盘水矿区等。几个限量煤田组成一个矿区，如六盘水矿区等。第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田二、煤田划分为井田(一一)划分原则划分原则(1)(1)井田的境界、储量及开采条件与矿井生产能力相适应井田的境界、储量及开采条件与

4、矿井生产能力相适应对于一个矿井特别是机械化程度高的现代化大型矿井，对于一个矿井特别是机械化程度高的现代化大型矿井，要求井田有足够的储量和合理的服务年限。而中、小型矿要求井田有足够的储量和合理的服务年限。而中、小型矿井，储量可少些。井，储量可少些。随着开采技术的发展，当初设计时划分的范围，可能满随着开采技术的发展，当初设计时划分的范围，可能满足不了矿井长远发展要求。因此，井田划分时应划得大些，足不了矿井长远发展要求。因此，井田划分时应划得大些，或在井田范围外留一备用区，为矿井发展留有余地。或在井田范围外留一备用区，为矿井发展留有余地。第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田(一一)划分原则划分

5、原则2.2.保证井田有合理的尺寸保证井田有合理的尺寸井田尺寸是指井田范围内煤层的走向长度、倾斜长度、倾井田尺寸是指井田范围内煤层的走向长度、倾斜长度、倾斜方向的水平投影宽度及井田面积。斜方向的水平投影宽度及井田面积。我国煤矿生产实践表明，井田走向长度大些、倾斜长度小我国煤矿生产实践表明，井田走向长度大些、倾斜长度小些，在技术经济上都较为有利。些，在技术经济上都较为有利。根据我国煤矿当前开采技术水平，井田走向长度应达到：根据我国煤矿当前开采技术水平，井田走向长度应达到：大型大型 8km 78km 715km15km 中型中型 4km 44km 47km7km 小型小型 1.51.55km5km

6、二、煤田划分为井田第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田1-河流；河流；2-煤层露头；煤层露头；3-城镇；城镇；4-铁路；铁路；5-大断层；大断层；6-小煤窑小煤窑;一、二、三一、二、三矿井矿井(一一)划分原则划分原则(3)(3)充分利用自然条件划分井田充分利用自然条件划分井田为减少开采技术上的困难，降低煤柱损失，往往利用大为减少开采技术上的困难，降低煤柱损失，往往利用大断层、大褶曲、无煤带、河流、国家铁路、城镇等作为井断层、大褶曲、无煤带、河流、国家铁路、城镇等作为井田边界，如图田边界，如图2 21 1所示。所示。二、煤田划分为井田图图21第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田二、煤

7、田划分为井田(一一)划分原则划分原则(4)(4)统筹兼顾，照顾全局统筹兼顾，照顾全局浅部与深部矿井；新矿井与老矿井浅部与深部矿井；新矿井与老矿井划分井田时，通常把煤层倾角较小，沿倾斜延展很宽的煤田，划分井田时，通常把煤层倾角较小，沿倾斜延展很宽的煤田，分为浅部和深部两部分。一般应先浅后深，先易后难，分别建分为浅部和深部两部分。一般应先浅后深，先易后难，分别建井，这样可节省初期投资。浅部矿井井型及范围可比深部矿井井，这样可节省初期投资。浅部矿井井型及范围可比深部矿井小。当需要加大开发强度，必须在浅部、深部同时建井或浅部小。当需要加大开发强度，必须在浅部、深部同时建井或浅部已有矿井开发需要在深部另

8、建新井时，应考虑浅部矿井的发展已有矿井开发需要在深部另建新井时，应考虑浅部矿井的发展余地，不使浅部矿井过早报废。余地，不使浅部矿井过早报废。总之，要全面规划，处理好浅部与深部矿井、新矿井与老矿井总之，要全面规划，处理好浅部与深部矿井、新矿井与老矿井之间的关系，为矿区的建设和发展创造好条件。之间的关系，为矿区的建设和发展创造好条件。第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田二、煤田划分为井田(一一)划分原则划分原则（5 5）留有余地）留有余地当煤层开采厚度较大、开采条件好时，为了加快新区建设，当煤层开采厚度较大、开采条件好时，为了加快新区建设，节约初期投资，可先建中小型矿井，待中后期扩建或新建节

9、约初期投资，可先建中小型矿井，待中后期扩建或新建大型矿井。划分井田时，应适当将井田划分的大一些，或大型矿井。划分井田时，应适当将井田划分的大一些，或在井田范围外留一个后备区暂不建井，一备将来扩建发展。在井田范围外留一个后备区暂不建井，一备将来扩建发展。当需要加大开发强度，必须在浅部、深部同时建井，或浅当需要加大开发强度，必须在浅部、深部同时建井，或浅部已有矿井开发，需在深部另建新井时，应考虑给浅部矿部已有矿井开发，需在深部另建新井时，应考虑给浅部矿井的发展留有余地，不使浅部矿井过早报废。井的发展留有余地，不使浅部矿井过早报废。第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田二、煤田划分为井田(一一)

10、划分原则划分原则(6)(6)直（折）线原则直（折）线原则井田境界的划分应有利于矿井开采，在不受地质井田境界的划分应有利于矿井开采，在不受地质条件限制时，一般应以直线或折线作为井田边界，条件限制时，一般应以直线或折线作为井田边界，尽量避免曲线，以利于矿井设计和生产管理。尽量避免曲线，以利于矿井设计和生产管理。第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田二、煤田划分为井田二、煤田划分为井田(二二)划分井田境界的方法划分井田境界的方法以划分原则为基础，用以下方法划分井田。以划分原则为基础，用以下方法划分井田。1.1.按地质构造划分按地质构造划分按大断层、大的褶曲轴、岩浆侵入区和无煤带等划分按大断层、大

11、的褶曲轴、岩浆侵入区和无煤带等划分井田，这是优先考虑的方法。井田，这是优先考虑的方法。2.2.按煤层赋存形态划分按煤层赋存形态划分为了便于不同矿井划分水平，通常按煤层赋存深浅划为了便于不同矿井划分水平，通常按煤层赋存深浅划分，即按某一标高划分，有时按煤层的不同产状（如分，即按某一标高划分，有时按煤层的不同产状（如倾角），结合储量分布划分井田。倾角），结合储量分布划分井田。第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田二、煤田划分为井田二、煤田划分为井田(二二)划分井田境界的方法划分井田境界的方法3.3.按煤质、煤种分布划分按煤质、煤种分布划分在煤质和煤种变化较大的矿区，为了减少同一矿井开在煤质和煤

12、种变化较大的矿区，为了减少同一矿井开采煤质及煤种的类别，便于煤质管理，应尽可能考虑采煤质及煤种的类别，便于煤质管理，应尽可能考虑以煤质、煤种分界线划分井田境界。以煤质、煤种分界线划分井田境界。4.4.按地形地物界线划分按地形地物界线划分对于需要井下留煤柱保护的河流、湖泊、水库、铁路对于需要井下留煤柱保护的河流、湖泊、水库、铁路和建筑物，可以考虑以保护煤柱为界划分。和建筑物，可以考虑以保护煤柱为界划分。5.5.人为划分井田人为划分井田不受自然和地质条件限制时，可以人为划定井田。不受自然和地质条件限制时，可以人为划定井田。第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田(二二)划分井田境界的方法划分井田

13、境界的方法人为划分井田人为划分井田(1)垂直划分；垂直划分；(2)水平划分水平划分(3)按煤组划分按煤组划分二、煤田划分为井田二、煤田划分为井田第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田11垂直划分；垂直划分；22水平划分；水平划分；33倾斜划分；倾斜划分；44以断层为界以断层为界4图图2-2 人为划分井田境界人为划分井田境界(二二)划分井田境界的方法划分井田境界的方法人为划分井田人为划分井田1.1.垂直划分垂直划分相邻矿井以某一垂直面为界，沿境界线各留井田边界煤相邻矿井以某一垂直面为界，沿境界线各留井田边界煤柱，称为垂直划分。井田沿煤层走向方向的边界，一般柱，称为垂直划分。井田沿煤层走向方向

14、的边界，一般采用沿倾斜线、勘探线或平行于勘探线的垂直面划分，采用沿倾斜线、勘探线或平行于勘探线的垂直面划分，如图如图2-22-2所示，一、二矿之间采用垂直划分。所示，一、二矿之间采用垂直划分。近水平煤层井田无论是沿走向、还是沿倾斜方向，都采近水平煤层井田无论是沿走向、还是沿倾斜方向，都采用垂直划分法。用垂直划分法。二、煤田划分为井田二、煤田划分为井田第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田二、煤田划分为井田二、煤田划分为井田(二二)划分井田境界的方法划分井田境界的方法人为划分井田人为划分井田2.2.水平划分水平划分以一定标高的煤层底板等高线为界，并沿该煤层底板等以一定标高的煤层底板等高线为界

15、，并沿该煤层底板等高线留置边界煤柱，这种方法称为水平划分。如图高线留置边界煤柱，这种方法称为水平划分。如图2222中，三矿上下边界就分别以中，三矿上下边界就分别以-300-300和和-600-600等高线为界。等高线为界。这种方法多用于中倾斜煤层和急倾斜煤层井田上、下边这种方法多用于中倾斜煤层和急倾斜煤层井田上、下边界的划分。界的划分。第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田(二二)划分井田境界的方法划分井田境界的方法人为划分井田人为划分井田3.3.按煤组划分按煤组划分按煤层按煤层(组组)间距的大小来划分矿界，即把煤层间距较小间距的大小来划分矿界，即把煤层间距较小的相邻煤层划归一个矿开采，把

16、煤层间距较大的煤层的相邻煤层划归一个矿开采，把煤层间距较大的煤层(组组)划归另一矿开采。该方法多用于煤层或煤层组间距较大、划归另一矿开采。该方法多用于煤层或煤层组间距较大、煤层赋存浅的矿区。如图煤层赋存浅的矿区。如图2-32-3所示，所示，矿与矿与矿即按煤组矿即按煤组划分矿界并同时建井。划分矿界并同时建井。人为划分法可保持井田境界的整齐划一，对巷道布置和人为划分法可保持井田境界的整齐划一，对巷道布置和开采工作有利，减少了矿井之间复杂的开采工作有利，减少了矿井之间复杂的“压茬压茬”关系。关系。二、煤田划分为井田二、煤田划分为井田第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田(二二)划分井田境界的方法

17、划分井田境界的方法人为划分井田人为划分井田3.3.按煤组划分按煤组划分二、煤田划分为井田二、煤田划分为井田第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田一、矿井储量一、矿井储量19941994年版年版(一一)矿井储量概念及其分级分类矿井储量概念及其分级分类1.1.矿井储量概念矿井储量概念矿井储量是指在划定的井田范围内，根据勘探资矿井储量是指在划定的井田范围内，根据勘探资料计算而得的煤炭储量，包括已被查明的煤层面料计算而得的煤炭储量，包括已被查明的煤层面积、厚度和煤的密度的乘积。积、厚度和煤的密度的乘积。储量储量 =面积面积 厚度厚度 容重容重 它是进行矿井设计和生产建设的资源依据。它是进行矿井设计

18、和生产建设的资源依据。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 一、矿井储量一、矿井储量19941994年版年版(一一)矿井储量概念及其分级分类矿井储量概念及其分级分类2.2.矿井储量分级矿井储量分级根据勘探和地质研究程度，将煤炭储量按精确度依次分为根据勘探和地质研究程度，将煤炭储量按精确度依次分为A A、B B、C C、D D四级。四级。其中，其中，A A、B B级储量之和为高级储量；级储量之和为高级储量；A A、B B、C C级储量之和级储量之和为工业储量；为工业储量；D D四级储量称为远景储量。四级储量称为远景储量。A A级：勘探程度高级：勘探程度高高级储量高级储量B B级：勘探程度较高级：

19、勘探程度较高C C级：有一定勘探程度级：有一定勘探程度D D级：初步了解级：初步了解第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 一、矿井储量一、矿井储量19941994年版年版(一一)矿井储量概念及其分级分类矿井储量概念及其分级分类3.3.矿井储量分类矿井储量分类根据我国能源政策和煤炭资源状况，按当前开采根据我国能源政策和煤炭资源状况，按当前开采技术条件，煤炭储量分类如下：技术条件，煤炭储量分类如下：矿井地质储量矿井地质储量能利用储量能利用储量(A+B+C+D)(A+B+C+D)(平衡表内储量平衡表内储量)暂不能利用储量暂不能利用储量(平衡表外储量平衡表外储量)工工 业业 储储 量量(A+B+C)(

20、A+B+C)远景储量远景储量(D)(D)可采储量可采储量设计损失量设计损失量第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 一、矿井储量一、矿井储量19941994年版年版(二二)矿井储量的有关名词解释矿井储量的有关名词解释 1 1矿井地质储量（矿井地质储量（Z Z）矿井地质储量包括平衡表内储量和平衡表外储量。矿井地质储量包括平衡表内储量和平衡表外储量。平衡表内储量是指在当前技术条件下煤层的主要指标平衡表内储量是指在当前技术条件下煤层的主要指标(如如灰分含量、发热量等灰分含量、发热量等)和经济技术指标和经济技术指标(如煤层的厚度、如煤层的厚度、赋存条件等赋存条件等)都符合工业要求，可供开采的储量。都符合

21、工业要求，可供开采的储量。平衡表外储量是指煤层的质量指标或经济技术指标不能平衡表外储量是指煤层的质量指标或经济技术指标不能满足当前工业要求，目前暂不能开采，但今后可能利用满足当前工业要求，目前暂不能开采，但今后可能利用和开采的储量。和开采的储量。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 一、矿井储量一、矿井储量19941994年版年版(二二)矿井储量的有关名词解释矿井储量的有关名词解释2 2矿井工业储量（矿井工业储量（ZgZg）矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层矿井工业储量是指在井田范围内，经过地质勘探，煤层厚度和质量均合乎开采要求，地质构造比较清楚，目前厚度和质量均合乎开采要求，地

22、质构造比较清楚，目前即可供利用的可列入平衡表内的储量。即可供利用的可列入平衡表内的储量。矿井工业储量是进行矿井设计的资源依据，一般列入平矿井工业储量是进行矿井设计的资源依据，一般列入平衡表内的衡表内的A+B+CA+B+C级储量，不包括作为远景的级储量，不包括作为远景的D D级储量。缺级储量。缺煤地区一些煤层赋存不稳定、构造较复杂的煤田，达到煤地区一些煤层赋存不稳定、构造较复杂的煤田，达到高级储量（高级储量（A A、B B级）的勘探工程量太大而井型又小，计级）的勘探工程量太大而井型又小，计算矿井工业储量（算矿井工业储量（ZgZg）时可包括一部分）时可包括一部分D D级储量。为便于级储量。为便于地

23、方小煤矿发展，计算其工业储量时也可包括一部分远地方小煤矿发展，计算其工业储量时也可包括一部分远景储量，均可取为景储量，均可取为A+B+C+0.5DA+B+C+0.5D。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 一、矿井储量一、矿井储量19941994年版年版(二二)矿井储量的有关名词解释矿井储量的有关名词解释3 3矿区可采储量（矿区可采储量（Z Zk k）矿井可采储量（矿井可采储量（Z Zk k）是矿井设计的可以采出的储量，即）是矿井设计的可以采出的储量，即式中式中 P P保护工业广场、井筒、井田境界、河流、保护工业广场、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留置的永久煤柱损失量；湖泊、建筑物等留置

24、的永久煤柱损失量；C C采区采出率。厚煤层不低于采区采出率。厚煤层不低于75%75%；中厚煤层不；中厚煤层不 低于低于80%80%；薄煤层不低于；薄煤层不低于85%85%；地方煤矿不低于；地方煤矿不低于 70%70%。新设计矿井时可按上述数据选取。新设计矿井时可按上述数据选取。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 二、矿井资源/储量2005年版（一）矿井资源（一）矿井资源/储量储量以勘探地质报告为基础，矿井可行性研究和初步设计以勘探地质报告为基础，矿井可行性研究和初步设计阶段的资源阶段的资源/储量分为：储量分为：(1)(1)矿井地质资源矿井地质资源/储量：储量：勘探地质报告提供的查明煤炭勘探地

25、质报告提供的查明煤炭资源的全部。包括探明的内蕴经济的资源量资源的全部。包括探明的内蕴经济的资源量331331、控、控制的内蕴经济资源量制的内蕴经济资源量332332、推断的内蕴经济的资源量、推断的内蕴经济的资源量333333。(2)(2)矿井工业资源矿井工业资源/储量：储量：地质资源量中探明的资源量地质资源量中探明的资源量331331和控制的资源量和控制的资源量332332，经分类得出的经济的基础储，经分类得出的经济的基础储量量111b111b和和112b112b、边际经济的基础储量、边际经济的基础储量2M112M11和和2M222M22、地、地质资源量中推断的资源量质资源量中推断的资源量33

26、3333的大部。的大部。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 （一）矿井资源（一）矿井资源/储量储量(3)(3)矿井设计资源矿井设计资源/储量：储量：矿井工业资源矿井工业资源/储量减去设储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田边界煤柱、计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田边界煤柱、地面建筑物煤柱等永久损失量后的资源地面建筑物煤柱等永久损失量后的资源/储量。储量。(4)(4)设计可采储量：设计可采储量：矿井设计的可以采出的储量。由矿井设计的可以采出的储量。由矿井设计矿井资源矿井设计矿井资源/储量减去工业场地和主要井巷储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区采出率。主要井巷煤柱不煤柱的煤量后乘

27、以采区采出率。主要井巷煤柱不包括上、下山煤柱，该部分损失量属于采区开采包括上、下山煤柱，该部分损失量属于采区开采损失。损失。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 二、矿井资源/储量2005年版二、矿井资源/储量2005年版（二）矿井资源（二）矿井资源/储量计算储量计算 1.1.矿井工业资源矿井工业资源/储量储量 式中式中 矿井工业资源矿井工业资源/储量；储量；探明的资源量中经济的基础储量；探明的资源量中经济的基础储量；控制的资源量中经济的基础储量；控制的资源量中经济的基础储量；探明的资源量中边界经济的基础储量；探明的资源量中边界经济的基础储量；控制的资源量中边际经济的基础储量；控制的资源量中边

28、际经济的基础储量；推断的资源量；推断的资源量；可信度系数，取可信度系数，取0.70.70.90.9。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 二、矿井资源/储量2005年版2.2.矿井设计资源矿井设计资源/储量储量 式中式中 矿井设计资源矿井设计资源/储量；储量；等永久煤柱损失量之和。等永久煤柱损失量之和。3.3.矿井设计可采储量矿井设计可采储量 式中式中 矿井设计可采储量矿井设计可采储量 工业场地和主要井巷煤柱损失量之和；工业场地和主要井巷煤柱损失量之和；采区采出率，厚煤层采区采出率，厚煤层7575；中厚煤层；中厚煤层 80 80；薄煤层薄煤层 85 85。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限

29、二、矿井生产能力二、矿井生产能力(一一)矿井生产能力矿井生产能力一般是指矿井的设计生产能力。单位：万一般是指矿井的设计生产能力。单位：万t/at/a。(二二)矿井井型矿井井型矿井井型是按矿井设计年生产能力大小划分的矿井类型。矿井井型是按矿井设计年生产能力大小划分的矿井类型。一般分大型、中型、小型矿井三种。一般分大型、中型、小型矿井三种。大型矿井：生产能力为大型矿井：生产能力为120120、150150、180180、240240、300300、400400、500500、600600万万t/at/a及以上的矿井。及以上的矿井。中型矿井：生产能力为中型矿井：生产能力为4545、6060、9090

30、万万t/at/a。小型矿井：生产能力为小型矿井：生产能力为9 9、1515、2121、3030万万t/at/a。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 二、矿井生产能力二、矿井生产能力(三三)大小井型的优缺点及井型发展趋势大小井型的优缺点及井型发展趋势1.1.大型矿井优缺点大型矿井优缺点(1)(1)优点：优点：产量大，装备水平高，生产集中、效率高、产量大，装备水平高，生产集中、效率高、成本低、服务年限长，能够长期供应煤炭，是骨成本低、服务年限长，能够长期供应煤炭，是骨干矿井。干矿井。(2)(2)缺点：缺点：初期工程量大，施工技术要求高，需要较初期工程量大，施工技术要求高，需要较多的设备，建井期长

31、，生产技术管理复杂。多的设备，建井期长，生产技术管理复杂。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 二、矿井生产能力二、矿井生产能力(三三)大小井型的优缺点及井型发展趋势大小井型的优缺点及井型发展趋势2.2.小型矿井优缺点小型矿井优缺点(1)(1)优点：优点：初期工程量和基建投资少，施工技术要求不太高，初期工程量和基建投资少，施工技术要求不太高，技术装备比较简单，上马快，建井期短，能较快地达到设技术装备比较简单，上马快，建井期短，能较快地达到设计生产能力计生产能力(2)(2)缺点：缺点：生产分散，效率低，成本高，矿井服务年限短，生产分散，效率低，成本高，矿井服务年限短，要求较快的的矿井接替，占地较

32、多。要求较快的的矿井接替，占地较多。3.3.井型发展趋势井型发展趋势 向大型化方向发展；服务年限相对有所缩短。向大型化方向发展；服务年限相对有所缩短。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 二、矿井生产能力二、矿井生产能力(四四)矿井生产能力的确定矿井生产能力的确定1.1.影响矿井生产能力的因素影响矿井生产能力的因素矿井生产能力主要根据矿井储量条件、地质条件、工艺与矿井生产能力主要根据矿井储量条件、地质条件、工艺与技术装备、开采能力和经济社会等因素确定。技术装备、开采能力和经济社会等因素确定。1)1)影响开采工艺的地质条件影响开采工艺的地质条件煤层倾角小、厚度大、赋存稳定、构造简单、顶底板岩性煤

33、层倾角小、厚度大、赋存稳定、构造简单、顶底板岩性较好，瓦斯及水文条件简单，则开采工艺好，适于机械化较好，瓦斯及水文条件简单，则开采工艺好，适于机械化开采，可建大型矿井。开采，可建大型矿井。反之，宜建中小型矿井。反之，宜建中小型矿井。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 二、矿井生产能力二、矿井生产能力(四四)矿井生产能力的确定矿井生产能力的确定1.1.影响矿井生产能力的因素影响矿井生产能力的因素2)2)储量条件储量条件矿井生产能力应与其储量相适应，以保证矿井和水平有足矿井生产能力应与其储量相适应，以保证矿井和水平有足够的服务年限。各类矿井和水平服务年限要求见表够的服务年限。各类矿井和水平服务年

34、限要求见表2-12-1。表表2-12-1我国各类矿井和水平服务年限我国各类矿井和水平服务年限井型井型 生产能力（万生产能力（万t/at/a）服务年限服务年限（a a）第一开采水平服务年限（第一开采水平服务年限（a a）倾角倾角254545 大大 600600及以上及以上300300、400400、500500120120、150150、180180、240 240 7070606050 50 353530302525 2020 1515 中中 4545、6060、90 90 40 40 2020 15151515小小 9 9、1515、2121、30 30 各省自定各省自定 第二节 矿井储量、

35、生产能力及服务年限 二、矿井生产能力二、矿井生产能力(四四)矿井生产能力的确定矿井生产能力的确定1.1.影响矿井生产能力的因素影响矿井生产能力的因素3 3）采煤工艺与技术装备水平）采煤工艺与技术装备水平采煤工艺的技术层次与装备技术水平及其合理应用程采煤工艺的技术层次与装备技术水平及其合理应用程度，决定工作面单产高低和矿井开采强度。度，决定工作面单产高低和矿井开采强度。4 4）矿井经济和社会因素）矿井经济和社会因素煤矿生产必须重视经济效果。在确定矿井生产能煤矿生产必须重视经济效果。在确定矿井生产能力时，应以原煤成本最低为准则。力时，应以原煤成本最低为准则。国家对煤炭资源配置及市场需求。国家对煤炭

36、资源配置及市场需求。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 二、矿井生产能力二、矿井生产能力(四四)矿井生产能力的确定矿井生产能力的确定2.2.确定矿井的生产能力的方法确定矿井的生产能力的方法(1)(1)确定采煤工作面的生产能力。根据煤层赋存情况、顶底确定采煤工作面的生产能力。根据煤层赋存情况、顶底板岩石性质、选用采煤工艺和设备、相应的采煤工作面长板岩石性质、选用采煤工艺和设备、相应的采煤工作面长度和推进度，即可计算出采煤工作面的生产能力。度和推进度，即可计算出采煤工作面的生产能力。(2)(2)确定采区生产能力。根据采区巷道布置类型、运输及通确定采区生产能力。根据采区巷道布置类型、运输及通风条件

37、、采煤工作面接替等因素，可确定采区内同时生产风条件、采煤工作面接替等因素，可确定采区内同时生产的采煤工作面数目，从而定出采区生产能力。的采煤工作面数目，从而定出采区生产能力。(3)(3)确定同时生产的采区数目。为实现合理集中生产，一般确定同时生产的采区数目。为实现合理集中生产，一般以开采一个水平来保证矿井的设计能力。因此，矿井同时以开采一个水平来保证矿井的设计能力。因此，矿井同时生产的采区数，就是一个水平内同时生产的采区个数。生产的采区数，就是一个水平内同时生产的采区个数。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 二、矿井生产能力二、矿井生产能力（五）矿井开采能力（五）矿井开采能力矿井开采能力是具

38、体矿井煤层地质条件下，一定的开矿井开采能力是具体矿井煤层地质条件下，一定的开采布置和采掘工艺所能保证的稳定的采煤能力，取决采布置和采掘工艺所能保证的稳定的采煤能力，取决于矿井内同时生产的采煤工作面的生产能力、个数和于矿井内同时生产的采煤工作面的生产能力、个数和掘进出煤。掘进出煤。（六）矿井辅助生产环节能力（六）矿井辅助生产环节能力影响和制约矿井生产能力的矿井辅助生产环节主要有影响和制约矿井生产能力的矿井辅助生产环节主要有提升、运输、辅助、通风、供电和排水等环节，这些提升、运输、辅助、通风、供电和排水等环节，这些环节的能力要满足矿井设计能力要求，并要有一定的环节的能力要满足矿井设计能力要求，并要

39、有一定的富裕能力。富裕能力。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 三、矿井服务年限三、矿井服务年限(一一)矿井服务年限的表达式矿井服务年限的表达式矿井可采储量、设计生产能力矿井可采储量、设计生产能力A A和矿井服务年限和矿井服务年限T T三者之间三者之间的关系为：的关系为：式中：式中：KK矿井储量备用系数，矿井设计一般取矿井储量备用系数，矿井设计一般取1.31.51.31.5。确定井型时考虑储量备用系数确定井型时考虑储量备用系数k k的原因是：矿井各生产环的原因是：矿井各生产环节有一定的储备能力，矿井投产后可能超产；局部地质条节有一定的储备能力，矿井投产后可能超产；局部地质条件变化，如煤层露头

40、降低、小于件变化，如煤层露头降低、小于25m25m的断层、小窑开采深的断层、小窑开采深度加深等，使储量减少；有的矿井由于技术原因，使采出度加深等，使储量减少；有的矿井由于技术原因，使采出率降低，从而减少了储量。率降低，从而减少了储量。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 三、矿井服务年限三、矿井服务年限(二二)矿井服务年限的含意矿井服务年限的含意通常情况下，我国新建矿井移交生产的标准是达到设通常情况下，我国新建矿井移交生产的标准是达到设计生产能力的计生产能力的60%60%。从开始生产至达到设计生产能力。从开始生产至达到设计生产能力的时间称产量递增时期（的时间称产量递增时期（t1t1），大型矿井

41、为），大型矿井为3a3a，中型，中型矿井为矿井为2a2a，小型矿井为，小型矿井为1a1a。以后为正常生产时期。以后为正常生产时期（t2t2），在矿井采完以前有一段时间（），在矿井采完以前有一段时间（t3t3）产量逐渐）产量逐渐下降，最后结束。下降，最后结束。因此一个矿井的总生产时间为以上三个时间之和，矿因此一个矿井的总生产时间为以上三个时间之和，矿井服务年限应指矿井均衡生产的时期（即井服务年限应指矿井均衡生产的时期（即t2t2）。）。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 三、矿井服务年限三、矿井服务年限(三三)矿井矿井A A、T T、Z Z的协调关系的协调关系矿井矿井A A、T T、Z Z的协

42、调关系是：第一，在富量煤田中，可先的协调关系是：第一，在富量煤田中，可先选定选定A A，再确定与之相匹配的，再确定与之相匹配的T T，然后再求出必须的，然后再求出必须的Z Z，从，从而定合理的井田尺寸。第二，在限量煤田中，而定合理的井田尺寸。第二，在限量煤田中，Z Z一定，只一定，只能选择一个较合理的能选择一个较合理的A A与与T T与之相适应。在具体矿井设计中，与之相适应。在具体矿井设计中，为寻求矿井合理的为寻求矿井合理的A A、T T、Z Z的关系，要提出若干个方案进的关系，要提出若干个方案进行技术经济比较，从中选择较合理的方案。行技术经济比较，从中选择较合理的方案。在具体矿井设计中，为求

43、得合理的矿井生产能力和服务年在具体矿井设计中，为求得合理的矿井生产能力和服务年限，往往提出几个方案进行技术经济比较，从中选择合理限，往往提出几个方案进行技术经济比较，从中选择合理的方案。的方案。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 三、矿井服务年限三、矿井服务年限（四）矿井实际服务年限缩短的原因（四）矿井实际服务年限缩短的原因（1 1）矿井增产，因矿井各生产环节设计时就有一定）矿井增产，因矿井各生产环节设计时就有一定的富裕能力，投产后多要超过设计生产能力。的富裕能力，投产后多要超过设计生产能力。（2 2）地质损失增加，涉及煤层露头风化带降低，煤）地质损失增加，涉及煤层露头风化带降低，煤层变薄、

44、岩浆岩入侵等，这些都会使储量降低。层变薄、岩浆岩入侵等，这些都会使储量降低。（3 3）采出率降低，受地质构造和采矿技术影响，实）采出率降低，受地质构造和采矿技术影响，实际采出率达不到设计要求。际采出率达不到设计要求。第二节 矿井储量、生产能力及服务年限 一、井田划分为阶段和水平一、井田划分为阶段和水平(一一)阶段概念阶段概念沿一定标高划分的一部分井田称为阶段。即在井田范围内，沿一定标高划分的一部分井田称为阶段。即在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高将煤层划分为若干个平行于沿煤层倾斜方向，按一定标高将煤层划分为若干个平行于走向的长条形煤带，每个长条形煤带称为一个阶段。如图走向的长条形煤带，每

45、个长条形煤带称为一个阶段。如图2-42-4所示。所示。第三节 井田再划分 图图2-4 2-4 井田划分为阶段井田划分为阶段 一、井田划分为阶段和水平一、井田划分为阶段和水平(二二)水平的概念水平的概念阶段运输大巷及井底车场所在的水平位置及服务阶段运输大巷及井底车场所在的水平位置及服务的开采范围，称为开采水平，也简称的开采范围，称为开采水平，也简称“水平水平”。水平常用标高表示，如图中水平常用标高表示，如图中2-42-4的的+150+150、00、-150150等。在生产中，为说明水平位置、开采顺序，等。在生产中，为说明水平位置、开采顺序，相应地称其为相应地称其为00水平、水平、-150-150

46、水平等；或称为第水平等；或称为第一水平、第二水平等；或称运输水平、回风水平一水平、第二水平等；或称运输水平、回风水平等。等。第三节 井田再划分 第三节第三节 井田再划分井田再划分一、井田划分为阶段和水平一、井田划分为阶段和水平阶段阶段：沿一定标高划分的一部分井田。即在井田沿一定标高划分的一部分井田。即在井田范围内，沿煤层倾斜方向按一定的标高，把井田划范围内，沿煤层倾斜方向按一定的标高，把井田划分为若干长条形，每一个长条形叫一个阶段。分为若干长条形，每一个长条形叫一个阶段。沿一定标高划分的一部分井田称为阶段。沿一定标高划分的一部分井田称为阶段。阶段下部布置运输大巷，上部布置回风大巷阶段下部布置运

47、输大巷，上部布置回风大巷水平：一定标高的平面水平：一定标高的平面开采水平：运输大巷及井底车场所在的水平位置及所服开采水平：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。务的开采范围。一、井田划分为阶段和水平一、井田划分为阶段和水平第三节 井田再划分 二、阶段内的再划分 阶段内的划分通常有：采区式和带区式。阶段内的划分通常有：采区式和带区式。(一一)采区式划分采区式划分1.1.采区概念采区概念在阶段或开采水平内，沿走向划分为具有独立生产系统的在阶段或开采水平内，沿走向划分为具有独立生产系统的开采块段，称为采区。图开采块段，称为采区。图2-52-5中，井田沿倾斜划分为中，井田沿倾斜划分为3

48、3个阶个阶段，每个阶段沿走向划分为段，每个阶段沿走向划分为4 4个采区。个采区。11阶段运输大巷；阶段运输大巷；22阶段回风大巷；阶段回风大巷；33采区运输上山；采区运输上山；44采区轨道上山；采区轨道上山；55区段运输平巷；区段运输平巷；66区段回风平巷。区段回风平巷。图图2-5 采区式划分采区式划分第三节 井田再划分 二、阶段内的再划分(一一)采区式划分采区式划分2.2.区段概念区段概念在采区内，若采用走向长壁采煤法，则要沿煤层倾斜方在采区内，若采用走向长壁采煤法，则要沿煤层倾斜方向将采区划分为若干长条形煤带，每个长条形煤带称为向将采区划分为若干长条形煤带，每个长条形煤带称为区段。即区段就

49、是采区内沿倾斜方向划分的开采块段。区段。即区段就是采区内沿倾斜方向划分的开采块段。3.3.采区参数采区参数采区走向长度为采区走向长度为(600(6003000m)3000m)采区的斜长采区的斜长=阶段的斜长阶段的斜长(600(6001200m)1200m)区段的走向长度区段的走向长度=采区的走向长度采区的走向长度区段的倾斜长度区段的倾斜长度=采煤工作面长度采煤工作面长度第三节 井田再划分 二、阶段内的再划分(二二)带区式划分带区式划分 1.1.采区的概念采区的概念在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独立生产系统的条在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独立生产系统的条带，称为带区。带，称为带区。带区

50、内又划分为若干个倾斜分带，每个分带布置一个采煤带区内又划分为若干个倾斜分带，每个分带布置一个采煤工作面，如图工作面，如图2-62-6所示。所示。图图2-6 2-6 带区式划分带区式划分、分带分带J1J1，J2J2，J3J3阶段；阶段；F1F1，F2F2，F3F3，F4F4，F5F5，F6F6带区；带区；第三节 井田再划分 二、阶段内的再划分(二二)带区式划分带区式划分2.2.带区式参数带区式参数一个带区一般由一个带区一般由2 25 5个分带组成；个分带组成；分带的倾斜长度分带的倾斜长度=阶段斜长；阶段斜长；分带的走向长度分带的走向长度=采煤工作面长度。采煤工作面长度。3.3.带区式巷道布置特点