第三章 　煤礦開采基本知識

第一節　礦井開拓與生產系統

　　一、礦井開拓方式

　　煤炭資源埋藏在山里或地下，必須從地面開掘一系列的井筒和巷道通達煤層，才能進行資源的開采。這些井筒和巷道構成礦井開拓系統。這些井筒和主要巷道在井田內的總體布置方式，稱為礦井開拓方式。通常按井筒形式將礦井開拓劃分為立井開拓、斜井開拓、平硐開拓和綜合開拓4種方式，如圖3-1所示。

　　1.立井開拓

　　立井開拓是指利用垂直巷道由地面進入地下，并通過一系列巷道通達煤層的開拓方式。當煤層埋藏較深，表土層厚，瓦斯、水文情況復雜等情況下廣泛應用的一種開拓方式。

　　2.斜井開拓

　　斜井開拓是指利用傾斜巷道由地面進入地下，并通過一系列巷道通達煤層的一種開拓方式。根據井筒位置和開拓巷道布置方式的不同，可分為片盤斜井和斜井分區式開拓。當煤炭儲量較少時可采用片盤斜井開拓;斜井分區式開拓又分單水平分區式開拓和多水平分區式開拓。

　　3.平硐開拓

　　平硐開拓是指利用水平巷道從地面進入地下并通過一系列巷道通達煤層的開拓方式。采用平硐開拓時，一般以一條主平硐擔負運煤、出矸、進風、排水、設置管路和行人等任務，在井田上部回風水平開掘回風平硐或回風井。當煤層賦存位置在較高的山嶺、丘陵、溝谷中時可采用平硐開拓。

　　4.綜合開拓

　　綜合開拓是指借助于兩種或兩種以上井筒形式從地面進入地下，并通過一系列巷道通達煤層的開拓方式。如立井+斜井、平硐+斜井、立井+平硐以及立井+斜井+平硐等開拓方式。如果只采用單一的井硐形式開拓井田，可能遇到技術上的困難或在經濟上不合理，因此要應用兩種或兩種以上井硐開拓井田。

　　二、礦井生產系統

　　(一)井下生產系統

　　煤礦井下生產系統主要有采煤系統、掘進系統、運煤系統、通風系統、運料排矸系統、排水系統、動力供應系統等。在煤礦生產過程中這些系統擔負提升、運輸、通風、排水、人員安全進出、材料設備上下井、矸石出運、供電、供氣、供水等任務，生產系統的暢通和安全是礦井安全生產的前提和保證。

　　1-主井;2-副井，3-井底車場;4-主要運輸石門;5-階段運輸大巷;6-回風井;7-回風石門;8-回風大巷;9-采區運輸石門;10-采區下部車場底板繞道;11-采區下部車場;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-采煤工作面

　　1.采煤系統

　　煤礦生產的中心環節是利用各種采煤方法進行采煤作業。采煤系統包括合理的巷道布置和適宜的采煤工藝(包括破煤、裝煤、運煤、支護、采空區處理等)。如圖3-2所示24、25

　　2.掘進系統

　　掘進系統就是按照井田開采規劃的總體部署和采煤設計要求，開掘各種類型的巷道，合理而有序地開采煤炭資源的準備系統。采掘銜接是礦井生產均衡的重要保證，掘進作業是其中的重要環節。如圖3-2所示21

　　3.運煤系統：將井下煤炭運輸提升到地面的設備設施及井巷布置統稱為運煤系統。擔負煤炭運輸和提升的重要任務。圖3-2所示的煤炭運輸線路為：工作面煤炭25→20→14→12→10→5→4→3→1。

　　4.通風系統：新鮮空氣由進風井進入礦井后，經過井下各用風場所，然后從回風井排出礦井，風流所經過的整個路線及其配套的通風設施稱為礦井通風系統。礦井通風系統是煤礦井下生產中重要的系統之一，它負責向煤礦井下提供新鮮適宜的空氣，并營造一個舒適的氣候環境。圖3-2所示的風流線路為：新鮮空氣從地面→2→3→4→5→11→15→19→20→25;污風→23→17→8→7→6→排出。

　　5.運料排矸系統：擔負井下需要材料、設備和矸石的運輸、運送井下人員的系統稱為運料排矸系統，又稱為輔助運輸系統。圖3-2所示的材料和設備的運送線路為：地面→2→3→4→5→9→11→15→23→25。

　　6.排水系統：抽排礦井地下水的系統稱為排水系統。它的作用就是將礦井水不斷抽排到地面，防止礦井被淹沒，保證人身安全和正常生產。礦井排水系統包括泵房、水倉、水泵、管路等設施。采掘工作面涌水，由區段運輸平巷、采區上山排到采區下部車場，經運輸大巷、石門等巷道的排水溝，自流到井底車場水倉，由中央水泵房排到地面。

　　7.動力供應系統：供電和供應壓氣的系統統稱為動力供應系統。供電系統主要是為井下機械設備提供動力。常用的煤礦供電系統是：地面變電所→井下中央變電所→采區變電所→(移動式變電站)→工作面配電點。

　　煤礦井下除以上主要生產系統外，還有一些輔助系統，如煤礦安全避險系統、灌漿系統、瓦斯抽排系統、通信系統等，都為煤礦安全生產提供技術、設施設備保障。

　　(二)工業廣場及地面生產系統

　　工業廣場是布置地面生產系統、建筑物、構筑物和井筒位置的場所。工業廣場建筑物最主要的是主井、副井，其他工業建筑的位置取決于主、副井的位置;在工業廣場內，有辦公樓、修配廠、絞車房、礦燈房、變電站、電車房、材料庫、電工房、油庫、煤倉、金屬支架廠等工業建筑和設施;有食堂、宿舍、招待所、醫院等民用建筑和生活設施;還有各種管線、軌道等。

　　工業廣場中還包括地面煤炭深加工系統(原煤的篩分、破碎、揀選、地面儲裝運)、地面排矸系統和地面管線系統等。

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