第二章 井田开拓方式第一节 井田开拓概念一、井田开拓方式的概念矿井开拓方式：矿井井筒形式、开采水平数目及阶段内的布置方式的总称二、井田开拓方式的分类1.按井筒形式井田开拓：由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和采掘工程称为井田开拓1）立井 （2）斜井 （3）平硐 （4）综合2.按阶段内布置方式（1）采区式 （2）分段式 （3）带区式3.井筒形式+开采水平+阶段内布置方式三、确定井田开拓方式的原则1.合理确定矿井生产能力，井田范围，进行井田内的划分，确定井田开拓方式，井筒数目及位置；2.选择主要运输大巷布置方式及井底车场形式；3.确定井筒延伸方式及井田开采顺序；基本原则：（1）多出煤、早出煤、出好煤、建设高产高效安全生产矿井创造条件，集中，简单；（2）按《规程》完善通风条件，良好生产条件；（3）减少煤柱损失，减少巷道维护量，提高矿井采出率；（4）减少工程量，降低投资，减少建工工期；（5）新技术机械化、自动化的推广创条件；（6）考虑煤质、煤种区别第二节 斜井开拓主、副井均为斜井的开拓方式，称斜井开拓一、片盘斜井开拓（斜井多水平分段式开拓）片盘斜井开拓是最简单的开拓方式典型的片盘斜井如下图所示,其井下部分有一个下山采区。
井田沿煤层倾向按标高划分为若干个分段,每段相当于采区的一个区段, 倾斜长度适于布置一个采煤工作面习惯上称为片盘）1.井巷掘进顺序 自地面向下沿煤层开一对斜井，直至第一片盘下20~30m，在第一片盘上部开片盘甩车场及第一片盘回风巷，在第一片盘下部开片盘甩车场及片盘运输巷，然后，经平或斜石门掘进上煤层的超前平巷及开切眼，即可开始第一片盘的回采2.生产系统：采煤系统、运矸系统、通风系统3.优点：系统简单，工程量小，投资少，工期短，斜井可沿煤层掘进施工便利，能够进一步了解煤层赋存情况缺点：矿井内不能布置较多的工作面，矿井生产能力小；容易出现掘进与生产相互干扰，对地质变化适应性差4.适用范围：适用于煤层埋藏稳定，地质构造简单，井田走向长度和倾斜宽度不大，煤层埋藏不深的小型矿井目前工作面单产能力提高，片盘斜井可建成大型矿井）二、斜井单水平采区式开拓井田沿倾斜方向划分为两个阶段，每个阶段沿走向划分为若干个采区，每个采区沿倾向划分为若干个区段1.井巷开掘顺序：2.生产系统：采煤系统、运输系统、通风系统3.优缺点及适用范围：矿井基本建设投资少；可充分利用各种设备、设施和开拓巷道；有利于合理集中生产；有利于矿井稳定生产。
缺点：矿井涌水量大、瓦斯等级高时，下山的通风及排水较困难适用于煤层倾角小，瓦斯含量小，涌水量不大，井田倾斜长度较短的井田三、斜井盘区式开拓近水平煤层，一般采用盘区式布置斜井盘区与斜井单水平采区式的区别在于斜井盘区的运输大巷和回风大巷可以并列布置在井田倾斜的大致中央四、斜井井筒层位选择，井筒装备及坡度（一）斜井井筒层位选择1.沿煤层布置适用于煤层赋存稳定，煤质坚硬及地质构造简单的矿井2.沿煤层底板岩层布置斜井布置在煤层底板稳定的岩层中，岩层距煤层距离不小于15~20m一般用于开采倾角较大的煤层3.穿层布置当煤层倾角较大或较小时，斜井可采用穿层布置1）顶板穿层斜井倾角小时斜井从顶板穿入煤层的称为顶板穿岩斜井2）底板穿层斜井煤层倾角较大斜井从煤层底板穿入煤层称为底板穿岩斜井二）井筒装备及坡度斜井井筒装备由提升方式而定，提升方式又受井筒倾角和生产能力的影响，见表2－1斜井倾角矿井年产量/万t·a－1提升方式＜17°＞60带式输送机＜25°15～60串车25°～35°15～90箕斗＜15°＜60无极绳表2－1 各种斜井提升方式的适应条件第三节 立井开拓立井开拓——主、副井均为立井的开拓方式一、立井单水平带区式开拓一般带区式布置多采用对拉工作面：两个工作面共有一条运输平巷（斜巷），两个工作面中的煤相向运输。
1、井巷开掘顺序：2、生产系统：运输系统、通风系统3、优点：巷道布置及生产系统简单，运输环节少，通风线路短并有建井速度块、投产早缺点是上山阶段的分带回风是下行风适用于煤层倾角小于12°，地质构造简单，煤层埋藏较深的矿井二、立井多水平采区式开拓1、井巷掘进顺序（学生分析）2、生产系统采煤系统——采煤工作面出煤经区段运输平巷、区段石门、区段溜煤眼、采区运输上山、采区煤仓,在运输大巷装车,电机车牵引载煤列车至井底车场卸载后,由主井内安装的箕斗将原煤提至地面排矸系统——掘进巷道所出之矸石,则用矿车装运至井底车场,由副井内安装的罐笼提至地面运料系统——井下所需之物料、设备,由矿车 (或材料车、平板车)装载,经副井罐笼下放至井底车场,由电机车拉至采区,转运至使用地点通风系统——矿井通风采用中央分列式(中央边界式),由副井进入的新鲜风流,经井底车场、主要运输大巷、采区车场、采区上山、区段石门、区段运输平巷,清洗采煤工作面后的污风经区段回风平巷、区段回风石门、采区上山至总回风道,再经回风石门,由边界风井排出地面排水系统——井下涌水经大巷水沟流人井底车场水仓,利用水泵房的水泵,经副井井筒的管道排至地面三、立井井筒装备采用立井开拓时，一般装备两个井筒。
井筒断面根据提升容器、井筒装备及通风要求而定表2－2 立井井筒装备矿井生产能力/万t·a-1主井井筒装备副井井筒装备30一对双层单车（1t）罐笼一对单层单车（1t）罐笼60一对6t箕斗一对双层单车（1t）罐笼90一对9t箕斗一对双层单车（1.5t）罐笼120一对12t箕斗一对双层单车（3t）罐笼150一对16t箕斗一对双层单车（3t）罐笼180一对16t箕斗一对双层单车（3t）罐笼，带重锤240两对12t箕斗一对双层双车（1.5t)罐笼，一对双层单车（5t）罐笼带重锤300两对16t箕斗一对双层双车（1.5t)罐笼，一对双层单车（5t)或双层双车（1.5t）罐笼带重锤第四节 平硐开拓平硐开拓是最简单最有利的开拓方式但必须有适合平硐开采的煤层赋存条件在一些地形为山岭或丘陵的矿区可采用平硐开拓平硐开拓可有走向平硐、垂直走向平硐及阶梯平硐等方式一、走向平硐1、特点：沿煤层走向开掘，把煤层分为上、下山两个阶段，具有单翼井田开拓的特点2、优缺点：优点是平硐沿煤层掘进，容易施工，建井期短，投资少，经济效果好，还能补充煤层的地质资料缺点是煤层平硐维护困难，巷道维护时间长，具有单翼井田开采通风、运输困难，一般平硐口位置不易选择。
二、垂直或斜交走向平硐1、特点：平硐将井田沿走向分成两部分，具有双翼井田开拓特点2、优缺点：优点是平硐易维护，运输费用低，巷道维护时间短，矿井生产能力大，通风容易，便于管理，便于选择平硐口位置缺点是岩石工程量大，建井期长，初期投资大等三、阶梯平硐——当地形高差大，主平硐水平以上煤层垂高过大时，可将主平硐水平以上煤层划分为数个阶段，每个阶段各自布置平硐的开拓方式特点：可分期建井，分期移交生产，便于通风和运输；但地面生产系统分散、装运系统复杂、占用设备多、不易管理第五节 井筒（硐）形式分析及选择一、平峒开拓方式的优缺点及适用条件优点：1.开拓形式最简单、最有利；2.出煤不需提升转载，环节少，系统简单，设备少，地面设施简单（无井架、绞车房）；3.不需较大的井底车场及其硐室；4.施工速度快，建井快；5.无需排水设备，利于预防水灾适用条件：地形条件合适、煤层赋存位置较高的山岭、丘陵、沟谷二、斜井开拓的优缺点和适用条件优点：（与立井相比）施工简单，工期短，井筒装备简单，投资少，掘进速度快缺点：井筒斜度大，提升能力低，维护费用高，倾斜度大时，环节多，煤柱损失大适用条件：埋藏不深，表层不厚，缓斜和倾斜煤层。
三、立井开拓的优缺点和适用条件优点：不受其他地质条件影响，适应能力强，提升速度快，能力大，可扩大断面，装备两套提升设备缺点：施工难度大，设备投资大、要求高适用条件：煤层埋藏较深，表土层厚，瓦斯、水文情况复杂等条件第六节 综合开拓一、 综合开拓的类型综合开拓：矿井主、副井分别采用立井、斜井、平硐等任何两种以上井硐形式开拓井田的方式一） 斜井-立井综合开拓副斜井（强力带式输送机）主立井的开拓方式适合于大型矿井二）平硐－立井综合开拓平硐垂直于煤层走向掘进，开副立井作为进风、升降人员、提矸和深部煤层的辅助提升主要是利用立井的优点，解决通风困难和井田深部辅助提升问题三）平硐－斜井综合开拓二、 综合开拓的适应条件对于地面形式和煤层赋存条件复杂的井田，如果主、副井筒均为一种形式，可能会给井田开拓造成生产技术上的困难，或者是经济上不合理在这种情况下可采用综合开拓的方式第七节 多井筒分区域开拓图2－17 多井筒分区域开拓1－主斜井；2－岩石运输大巷；3－各分区水平运输大巷；4－分区煤层；5－采煤工作面；6－煤层露头；7－分区境界；8－井田边界；No2、No3、No4、No5－分区副立井1、条件走向24km，倾斜16km，面积250 km2煤厚2～3.5m，倾角3～5°,埋深250～1300m2、开拓方式5个分区，每个区域生产能力200万t/a，各分区布置一对立井，为各分区进、回风和辅助运输。
井田中部设置两个集中斜井，统一出煤复习思考题：1、矿井开拓及开拓方式的概念2、斜井井筒布置方式有几种？各有何特点及其适应条件？3、简述几种平硐开拓的类型及适应条件4、简述综合开拓的类型及适应条件5、分区域开拓有何特征及其适应条件立井开拓有哪些优缺点？其适用于什么条件？ 立井开拓的适应性强，一般不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等自然条件的限制；立井井筒短，提升速度快，提升能力大，作副井特别有利；对井型特大的矿井，可采用大断面井筒，装备两套提升设备；大断面可满足大风量的要求；由于井筒短，通风阻力较小，对深井更有利因此，当井田的地形、地质条件不利于采用平硐或斜井开拓时，都可考虑采用立井开拓对于煤层埋藏较深，表土层厚，水文情况复杂，需要特殊施工方法或开采近水平煤层和多水平开采急倾斜煤层的矿井，一般采用立井开拓 斜井开拓有哪些优缺点？其适用于什么条件？ 斜井与立井相比，井筒掘进技术和施工设备较简单，掘进速度快，井筒装备及地面设施较简单，井底车场及硐室也较简单，因此初期投资较少，建井期较短；在多水平开采时，斜井石门工程量少，石门运输费用少，斜井延深方便，对生产的干扰少；大运量强力带式输送机的应用，增加了斜井的优越性，扩大了斜井的应用范围。
其缺点是：在自然条件相同时，斜井井筒长，围岩不稳固时井筒维护困难；采用绞车提升时，提升速度低、能力小，钢丝绳磨损严重，动力消耗大，提升费用高，井田斜长越大时，采用多段提升，转载环节多，系统复杂，占有设备及人员多；管线、电缆敷设长度大，保安煤柱损失大；对于特大型斜井，辅助运输量很大时，甚至需要增开副斜井；斜井通风路线长，断面小，通风阻力大，如不能满足通风要求时，需另开专用风井或兼作辅助提升；当表土为含水的冲积层或流沙层时，斜井井筒施工技术复杂，有时难以通过 当井田内煤层埋藏不深，表土层不厚，水文地质简单，井筒不需要特殊方法施工的缓斜和倾斜煤层，一般可用斜井开拓对采用串车或箕斗提升的斜井，提升不得超过两段随着新型强力的和大倾角带式输送机的发展，大型斜井的开采深度大为增加，斜井应用更加广泛 斜井开拓（与立井比）有哪些优缺点？ 优点：（1）掘进技术和设备简单（2）掘进速度快，工期短（3）井上下设施简单多水平总石门短4）井筒延伸方便5）造价低6）压煤少（7）防震好（8）安全性好（9）施工质量容易保证 缺点：（1）井筒长，维护费高2）绞车提升效果差，速度低，能力较小，提升费用高3）管线长（4）风阻大（5）过冲积层和流沙层相当困难。