矿井开拓
一、煤田、井田 1. 煤田划分为井田
在同一地质时期生成的大面积含煤地带称为煤田。煤田的范围很大，面积由数十至数千平方公里，煤的储量由几亿到几百亿吨。一个大的煤田通常由几个或十几矿开采，划归一个矿井进行开采的煤田通常称为井田（或矿田）。井田的边界多以大断层等自然条件进行划分。
2. 矿井储量与可采储量
井田范围的大小，决定了矿井的煤炭储量和开采条件，是建设矿井的基本根据。井田范围内煤炭的埋藏量称为矿井储量，矿井储量中工业储量只有一部分能够采出，这部分储量叫做可采储量。
3. 矿井井型与服务年限
矿井生产能力指矿井一年内能生产煤炭的产量，又称为矿井年产量或井型。矿井范围内可采储量按矿井设计生产能力计算其可生产年限，称为矿井设计服务年限。我国目前按设计生产能力把煤矿分为大、中、小三种类型，每种类型又分为若干个等级，目前我国井型系列如表2-2-1所示。
表2-2-1 矿井井型和服务年限
二、井田再划分
煤田划分为井田后，每一个井田的面积仍然比较大，为便于开采，
还必须将井田再划分为若干较小的区、段，以便有计划的按一定顺序进行开采。
1. 井田划分为阶段
开采缓倾斜、倾斜和急倾斜煤层时，通常沿煤层倾斜方向，按一定标高，将井田划分为若干长条部分，每一个长条部分称为阶段，如图2-2-1所示。阶段大小一般用阶段斜长或阶段垂高来表示，它的走向长度等于井田走向全长。
第一阶段-150第二阶段第三阶段
-300-500第四阶段
-800
图2-2-1 井田划分为阶段 H-阶段垂高；h-阶段斜长
阶段与阶段之间以水平面分界，分界面又称为水平面。布置有主要运输大巷和井底车场，担负该水平开采范围内主要运输和提升任务的水平称为开采水平。水平常用该处标高、开采顺序和用途来表示，如图2-1中的－150、－300、－500、－800水平，又称为第一水平，第二水平以及运输水平、回风水平等。
阶段的开采顺序一般是自上而下依次进行的，在开采第二阶段时，第一阶段的运输水平可变为第二阶段的回风水平。
一个井田如果只有一个开采水平，称为单水平开拓，它适用煤层倾角在16°以下，井田倾斜长度较小的矿井；当用两个以上开采水平来开采井田时，称为多水平开拓。从技术经济的角度考虑，一个矿井最好用一个开采水平来保证矿井的年产量，这样生产组织、技术管理简单，技术经济指标较好。
2. 阶段内的布置
阶段内的布置有连续式、分区式和分带式三种。 ⑴ 连续式
当阶段内的走向长度和倾斜长度都较小时，可在井田的每一翼沿阶段倾斜全长布置一个回采工作面，并且回采工作面可以由井田中央向井田边界推进（连续前进式开采），或者从井田边界向井田中央推进（连续后退式开采），这种布置称为连续式布置如图2-2-2所示。
a
图2-2-2 阶段内的连续式布置方式 a-连续前进式开采；b-连续后退式开采
b
⑵ 分区式
当阶段的走向长度和倾斜长度都较大时，在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干部分，每部分长度约为600～1200m ，沿倾斜的长度等于阶段斜长，在其中有独立的通风和运输系统，这样的每个部分称为采区，这种布置称为分区式布置，如图2-2-3所示。
采区
图2-2-3 阶段内的分区式布置方式
H-阶段垂高；h-阶段斜长
由于采区斜长仍然较大，有时长达1000～1500m 以上，实际生产中又将采区沿倾斜划分成若干长条部分，称为区段，在区段内布置回采工作面。采区的开采顺序一般是从井田中央向边界依次开采，称为采区前进式。
⑶ 分带式
在阶段内不再划分采区，而沿煤层走向划分成许多个可以分别布置一个采煤工作面的倾斜长条，称为分带。在分带内，采煤工作面沿煤层倾斜方向由下而上（仰采）或由上而下（俯采）连续推进，这种布置称为分带式布置，如图2-2-4所示。
图2-2-4 阶段内的分带式布置方式 J 上、J 下-上、下山阶段；D 1～D 6-分带
三、矿井开拓方式 在每个井田范围内，为了合理地把煤炭从地下开采出来，从地面向井下开掘一系列通向煤体的井筒和巷道，称为矿井开拓。井筒的形式（立井、斜井、平硐）、开拓巷道的布置和矿井的通风运输方式，叫做矿井开拓方式。通常以井筒形式为主要依据，将矿井开拓方式分为斜井开拓、立井开拓、平硐开拓和综合开拓。
㈠ 斜井开拓
斜井开拓是指主、副井均为斜井，并通过一系列巷道到达煤层的一种开拓方式。斜井开拓是目前常用的一种开拓方式。根据井筒位置和开拓巷道布置方式的不同，斜井开拓主要分为片盘斜井开拓和斜井分区式开拓两种。
1. 片盘斜井开拓
片盘斜井开拓是斜井开拓中最简单的形式，它是将整个井田沿倾斜方向划分成若干阶段，每个阶段为一个片盘，片盘内沿倾斜布置一个采煤工作面。在井田走向的中央由地面向下沿煤层开凿一对斜井，并以井筒为中心由上向下分片盘逐段开采。
2. 斜井分区式开拓
当井田划分为阶段或盘区时，利用斜井集中开拓，称为斜井分区式开拓，也称集中斜井开拓。若斜井划分为一个水平开采，称斜井单水平分区式开拓；若井田划分为多个水平开采，称为斜井多水平分区式开拓。
㈡ 立井开拓
立井开拓是指主、副井均为立井，并通过一系列巷道到达煤层的一种开拓方式。通常主井用箕斗提升，副井用罐笼。我国煤矿多采用立井单水平分区开拓和立井多水平分区开拓。兖矿集团除外省开发矿井外，大都是采用立井开拓方式。
1. 立井单水平开拓
立井单水平开拓是将井田沿倾斜方向划分为成两个阶段，在两个阶段之间设置一个水平，为整个井田的两个阶段服务，在水平以上的阶段为上山阶段，在水平以下的阶段为下山阶段。
2. 立井多水平开拓
立井多水平开拓是利用两个或两个以上水平来开采整个井田。按开拓水平服务的阶段布置方式不同，可分为多水平上山开拓、多水平上下山开拓和多水平混合式开拓。
㈢ 平硐开拓
平硐开拓是指利用水平巷道由地面直接进入 ，通过一系列巷道到达开采煤层的开拓方式。平硐的布置取决于地形条件与煤层赋存状态。平硐沿煤层走向掘进的称走向平硐；与走向斜交（或垂直）称斜交（或垂直）平硐。
㈣ 综合开拓
一般情况下，矿井开拓的主、副井都是用同一种井硐形式。为充分发挥上述三种开拓方式优点，可以采用其中的两种或三种方式来开拓一个井田，这种开拓方式称为综合开拓。综合开拓的方式是多种多样的，可能的组合方式有：平硐—立井、平硐—斜井、斜井—立井、立井—斜井—平硐等几种形式。
四、矿井巷道的分类
㈠ 按巷道在生产中的用途划分
矿井巷道按其作用和服务范围可分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道三类。 1. 开拓巷道
开拓巷道是为全矿井、一个开采水平或两个以上采区服务的巷道。矿井开拓巷道的类型有以下几种：
⑴ 平硐：直接与地面相通的水平巷道。 ⑵ 斜井：直接与地面相通的倾斜巷道。 ⑶ 立井：直接与地面相通的直立巷道。
⑷ 井底车场：井下主要运输巷道和井筒连接处的一组巷道和硐室的总称。 ⑸ 石门：穿过各岩层掘进的并与煤层走向垂直或斜交的水平巷道。
⑹ 主要运输及回风大巷：沿走向掘进，供全矿井或某一个水平运输、回风用的水平巷道，多数开掘在岩层内，也可开掘在煤层内。
2. 准备巷道
准备巷道是为一个采区服务的巷道，主要有以下几种类型：
⑴ 采区上山：在运输大巷向上沿煤、岩层开凿的倾斜巷道。按用途和装备分为：运输机上山、轨道上山、通风上山和人行上山等。
⑵ 采区下山：在运输大巷向下沿煤、岩层开凿的倾斜巷道。按用途和装备分为：运输机下山、轨道下山、通风下山和人行下山等。
⑶ 联络巷：贯通大巷和顺槽或贯通两个顺槽的巷道。 ⑷ 溜煤眼：溜煤小井、采区煤仓。
3. 回采巷道
回采巷道是为一个采煤工作面服务的巷道，主要有以下几种：
⑴ 回风巷道：一般指供采煤工作面回风和运煤用的巷道。
⑵ 进风巷道：一般指供采煤工作面进风和运料用的巷道。
⑶ 切眼：为布置采面设备，形成生产系统而掘出的贯通回风与进风的巷道。
各种巷道的位置关系如图2-2-5所示。 图2-2-5 矿井各种巷道位置示意图
1-立井；2-小立风井；3-暗井；4-溜井； 5-平硐；6-石门；7-煤门；8-平巷； ㈡ 按巷道的空间形态划分 9-斜井；10-上山；11-下山
1. 垂直巷道
垂直巷道主要有立井、暗立井、溜井等。 2. 水平巷道
水平巷道主要有平硐、平巷、石门、煤门等。 3. 倾斜巷道
倾斜巷道主要有斜井、暗斜井、上山、下山等。
矿井开拓
一、煤田、井田 1. 煤田划分为井田
在同一地质时期生成的大面积含煤地带称为煤田。煤田的范围很大，面积由数十至数千平方公里，煤的储量由几亿到几百亿吨。一个大的煤田通常由几个或十几矿开采，划归一个矿井进行开采的煤田通常称为井田（或矿田）。井田的边界多以大断层等自然条件进行划分。
2. 矿井储量与可采储量
井田范围的大小，决定了矿井的煤炭储量和开采条件，是建设矿井的基本根据。井田范围内煤炭的埋藏量称为矿井储量，矿井储量中工业储量只有一部分能够采出，这部分储量叫做可采储量。
3. 矿井井型与服务年限
矿井生产能力指矿井一年内能生产煤炭的产量，又称为矿井年产量或井型。矿井范围内可采储量按矿井设计生产能力计算其可生产年限，称为矿井设计服务年限。我国目前按设计生产能力把煤矿分为大、中、小三种类型，每种类型又分为若干个等级，目前我国井型系列如表2-2-1所示。
表2-2-1 矿井井型和服务年限
二、井田再划分
煤田划分为井田后，每一个井田的面积仍然比较大，为便于开采，
还必须将井田再划分为若干较小的区、段，以便有计划的按一定顺序进行开采。
1. 井田划分为阶段
开采缓倾斜、倾斜和急倾斜煤层时，通常沿煤层倾斜方向，按一定标高，将井田划分为若干长条部分，每一个长条部分称为阶段，如图2-2-1所示。阶段大小一般用阶段斜长或阶段垂高来表示，它的走向长度等于井田走向全长。
第一阶段-150第二阶段第三阶段
-300-500第四阶段
-800
图2-2-1 井田划分为阶段 H-阶段垂高；h-阶段斜长
阶段与阶段之间以水平面分界，分界面又称为水平面。布置有主要运输大巷和井底车场，担负该水平开采范围内主要运输和提升任务的水平称为开采水平。水平常用该处标高、开采顺序和用途来表示，如图2-1中的－150、－300、－500、－800水平，又称为第一水平，第二水平以及运输水平、回风水平等。
阶段的开采顺序一般是自上而下依次进行的，在开采第二阶段时，第一阶段的运输水平可变为第二阶段的回风水平。
一个井田如果只有一个开采水平，称为单水平开拓，它适用煤层倾角在16°以下，井田倾斜长度较小的矿井；当用两个以上开采水平来开采井田时，称为多水平开拓。从技术经济的角度考虑，一个矿井最好用一个开采水平来保证矿井的年产量，这样生产组织、技术管理简单，技术经济指标较好。
2. 阶段内的布置
阶段内的布置有连续式、分区式和分带式三种。 ⑴ 连续式
当阶段内的走向长度和倾斜长度都较小时，可在井田的每一翼沿阶段倾斜全长布置一个回采工作面，并且回采工作面可以由井田中央向井田边界推进（连续前进式开采），或者从井田边界向井田中央推进（连续后退式开采），这种布置称为连续式布置如图2-2-2所示。
a
图2-2-2 阶段内的连续式布置方式 a-连续前进式开采；b-连续后退式开采
b
⑵ 分区式
当阶段的走向长度和倾斜长度都较大时，在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干部分，每部分长度约为600～1200m ，沿倾斜的长度等于阶段斜长，在其中有独立的通风和运输系统，这样的每个部分称为采区，这种布置称为分区式布置，如图2-2-3所示。
采区
图2-2-3 阶段内的分区式布置方式
H-阶段垂高；h-阶段斜长
由于采区斜长仍然较大，有时长达1000～1500m 以上，实际生产中又将采区沿倾斜划分成若干长条部分，称为区段，在区段内布置回采工作面。采区的开采顺序一般是从井田中央向边界依次开采，称为采区前进式。
⑶ 分带式
在阶段内不再划分采区，而沿煤层走向划分成许多个可以分别布置一个采煤工作面的倾斜长条，称为分带。在分带内，采煤工作面沿煤层倾斜方向由下而上（仰采）或由上而下（俯采）连续推进，这种布置称为分带式布置，如图2-2-4所示。
图2-2-4 阶段内的分带式布置方式 J 上、J 下-上、下山阶段；D 1～D 6-分带
三、矿井开拓方式 在每个井田范围内，为了合理地把煤炭从地下开采出来，从地面向井下开掘一系列通向煤体的井筒和巷道，称为矿井开拓。井筒的形式（立井、斜井、平硐）、开拓巷道的布置和矿井的通风运输方式，叫做矿井开拓方式。通常以井筒形式为主要依据，将矿井开拓方式分为斜井开拓、立井开拓、平硐开拓和综合开拓。
㈠ 斜井开拓
斜井开拓是指主、副井均为斜井，并通过一系列巷道到达煤层的一种开拓方式。斜井开拓是目前常用的一种开拓方式。根据井筒位置和开拓巷道布置方式的不同，斜井开拓主要分为片盘斜井开拓和斜井分区式开拓两种。
1. 片盘斜井开拓
片盘斜井开拓是斜井开拓中最简单的形式，它是将整个井田沿倾斜方向划分成若干阶段，每个阶段为一个片盘，片盘内沿倾斜布置一个采煤工作面。在井田走向的中央由地面向下沿煤层开凿一对斜井，并以井筒为中心由上向下分片盘逐段开采。
2. 斜井分区式开拓
当井田划分为阶段或盘区时，利用斜井集中开拓，称为斜井分区式开拓，也称集中斜井开拓。若斜井划分为一个水平开采，称斜井单水平分区式开拓；若井田划分为多个水平开采，称为斜井多水平分区式开拓。
㈡ 立井开拓
立井开拓是指主、副井均为立井，并通过一系列巷道到达煤层的一种开拓方式。通常主井用箕斗提升，副井用罐笼。我国煤矿多采用立井单水平分区开拓和立井多水平分区开拓。兖矿集团除外省开发矿井外，大都是采用立井开拓方式。
1. 立井单水平开拓
立井单水平开拓是将井田沿倾斜方向划分为成两个阶段，在两个阶段之间设置一个水平，为整个井田的两个阶段服务，在水平以上的阶段为上山阶段，在水平以下的阶段为下山阶段。
2. 立井多水平开拓
立井多水平开拓是利用两个或两个以上水平来开采整个井田。按开拓水平服务的阶段布置方式不同，可分为多水平上山开拓、多水平上下山开拓和多水平混合式开拓。
㈢ 平硐开拓
平硐开拓是指利用水平巷道由地面直接进入 ，通过一系列巷道到达开采煤层的开拓方式。平硐的布置取决于地形条件与煤层赋存状态。平硐沿煤层走向掘进的称走向平硐；与走向斜交（或垂直）称斜交（或垂直）平硐。
㈣ 综合开拓
一般情况下，矿井开拓的主、副井都是用同一种井硐形式。为充分发挥上述三种开拓方式优点，可以采用其中的两种或三种方式来开拓一个井田，这种开拓方式称为综合开拓。综合开拓的方式是多种多样的，可能的组合方式有：平硐—立井、平硐—斜井、斜井—立井、立井—斜井—平硐等几种形式。
四、矿井巷道的分类
㈠ 按巷道在生产中的用途划分
矿井巷道按其作用和服务范围可分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道三类。 1. 开拓巷道
开拓巷道是为全矿井、一个开采水平或两个以上采区服务的巷道。矿井开拓巷道的类型有以下几种：
⑴ 平硐：直接与地面相通的水平巷道。 ⑵ 斜井：直接与地面相通的倾斜巷道。 ⑶ 立井：直接与地面相通的直立巷道。
⑷ 井底车场：井下主要运输巷道和井筒连接处的一组巷道和硐室的总称。 ⑸ 石门：穿过各岩层掘进的并与煤层走向垂直或斜交的水平巷道。
⑹ 主要运输及回风大巷：沿走向掘进，供全矿井或某一个水平运输、回风用的水平巷道，多数开掘在岩层内，也可开掘在煤层内。
2. 准备巷道
准备巷道是为一个采区服务的巷道，主要有以下几种类型：
⑴ 采区上山：在运输大巷向上沿煤、岩层开凿的倾斜巷道。按用途和装备分为：运输机上山、轨道上山、通风上山和人行上山等。
⑵ 采区下山：在运输大巷向下沿煤、岩层开凿的倾斜巷道。按用途和装备分为：运输机下山、轨道下山、通风下山和人行下山等。
⑶ 联络巷：贯通大巷和顺槽或贯通两个顺槽的巷道。 ⑷ 溜煤眼：溜煤小井、采区煤仓。
3. 回采巷道
回采巷道是为一个采煤工作面服务的巷道，主要有以下几种：
⑴ 回风巷道：一般指供采煤工作面回风和运煤用的巷道。
⑵ 进风巷道：一般指供采煤工作面进风和运料用的巷道。
⑶ 切眼：为布置采面设备，形成生产系统而掘出的贯通回风与进风的巷道。
各种巷道的位置关系如图2-2-5所示。 图2-2-5 矿井各种巷道位置示意图
1-立井；2-小立风井；3-暗井；4-溜井； 5-平硐；6-石门；7-煤门；8-平巷； ㈡ 按巷道的空间形态划分 9-斜井；10-上山；11-下山
1. 垂直巷道
垂直巷道主要有立井、暗立井、溜井等。 2. 水平巷道
水平巷道主要有平硐、平巷、石门、煤门等。 3. 倾斜巷道
倾斜巷道主要有斜井、暗斜井、上山、下山等。