煤礦開采的基本概念
第一節(jié) 礦井生產(chǎn)系統(tǒng)
礦井的生產(chǎn)系統(tǒng)由于地質(zhì)條件、井型和設(shè)備的不同而各有特點(diǎn)。現(xiàn)以例子簡(jiǎn)要說(shuō)明礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的主要內(nèi)容。
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1-主井；2－副井；3－井底車場(chǎng)；4－主要運(yùn)輸石門；5－運(yùn)輸大巷；6－風(fēng)井；7－回風(fēng)石門；8－回風(fēng)大巷； |
| 礦井生產(chǎn)系統(tǒng)圖 |
礦井巷道的開掘順序(動(dòng)畫演示)如下：首先自地面開鑿主井1,副井2進(jìn)入地下；當(dāng)開鑿到第一階段下部邊界開采水平標(biāo)高時(shí),即開鑿井底車場(chǎng)3,主要運(yùn)輸石門4,然后向井田兩翼掘進(jìn)開采水平階段運(yùn)輸大巷5；直到采區(qū)運(yùn)輸石門位置后,由運(yùn)輸大巷5開掘采區(qū)運(yùn)輸石門9通達(dá)煤層；到達(dá)預(yù)定位置后,開掘采區(qū)下部車場(chǎng)底板繞道10,采區(qū)下部材料車場(chǎng)11。然后,沿煤層自下而上掘進(jìn)采區(qū)運(yùn)輸上山14和軌道上山15。與此同時(shí)自風(fēng)井6,回風(fēng)石門7開掘回風(fēng)大巷8；向煤層開掘采區(qū)回風(fēng)石門17,采區(qū)上部車場(chǎng)18,絞車房16,與采區(qū)運(yùn)輸上山14及軌道上山15聯(lián)通。當(dāng)形成通風(fēng)回路后,即可自采區(qū)上山向采區(qū)兩翼掘進(jìn)第一區(qū)段的區(qū)段運(yùn)輸平巷20,區(qū)段回風(fēng)平巷23,下區(qū)段回風(fēng)平巷21,當(dāng)這些巷道掘到采區(qū)邊界后,即可掘進(jìn)開切眼24形成采煤工作面。安裝好機(jī)電設(shè)備和進(jìn)行必需的準(zhǔn)備工作后,即可開始采煤。采煤工作面25向采區(qū)上山后退回采,與此同時(shí)需要適時(shí)地開掘第二區(qū)段的區(qū)段運(yùn)輸平巷和開切眼,保證采煤工作面正常接替。
礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)如下：
1、運(yùn)煤系統(tǒng)（動(dòng)畫演示）
從采煤工作面25破落下的煤炭,經(jīng)區(qū)段運(yùn)輸巷20,采區(qū)運(yùn)輸上山14到采區(qū)煤倉(cāng)12,在采區(qū)下部車場(chǎng)10內(nèi)裝車,經(jīng)開采水平運(yùn)輸大巷5,主要運(yùn)輸石門4,運(yùn)到井底車場(chǎng)3,由主井1提升到地面。
2、通風(fēng)系統(tǒng)（動(dòng)畫演示）
新鮮風(fēng)流從地面經(jīng)副井2進(jìn)入井下,經(jīng)井底車場(chǎng)3,主要運(yùn)輸石門4,運(yùn)輸大巷5,采區(qū)下部材料車場(chǎng)11,采區(qū)軌道上山15,中部車場(chǎng)19,區(qū)段運(yùn)輸巷20進(jìn)入采煤工作面25。清洗工作面后,污風(fēng)經(jīng)區(qū)段回風(fēng)巷23,采區(qū)回風(fēng)石門17,回風(fēng)大巷8,回風(fēng)石門7,從風(fēng)井6排入大氣。
3、運(yùn)料排矸系統(tǒng)（動(dòng)畫演示）
采煤工作面所需材料和設(shè)備,用礦車由副井2下放到井底車場(chǎng)3,經(jīng)主要運(yùn)輸石門4,運(yùn)輸大巷5,采區(qū)運(yùn)輸石門9,采區(qū)下部材料車場(chǎng)11,由采區(qū)軌道上山15提升到區(qū)段回風(fēng)平巷23,再運(yùn)到采煤工作面25。采煤工作面回收的材料、設(shè)備和掘進(jìn)工作面運(yùn)出的矸石,用礦車經(jīng)由與運(yùn)料系統(tǒng)相反的方向運(yùn)至地面。
4、排水系統(tǒng)（動(dòng)畫演示）
排水系統(tǒng)一般與進(jìn)風(fēng)風(fēng)流方向相反,由采煤工作面,經(jīng)由區(qū)段運(yùn)輸平巷、采區(qū)上山、采區(qū)下部車場(chǎng)、開采水平運(yùn)輸大巷、主要運(yùn)輸石門等巷道一側(cè)的水溝,自流到井底車場(chǎng)水倉(cāng),再由水泵房的排水泵通過(guò)副井的排水管道排至地面。
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| 第二節(jié) 礦井開拓、采區(qū)準(zhǔn)備和工作面準(zhǔn)備 |
下圖所示的巷道三種類型,按其作用和服務(wù)范圍不同,可將礦山井巷分為開拓巷道、準(zhǔn)備巷道和回采巷道三種類型
一般來(lái)說(shuō),為全礦井、一個(gè)水平或若干采區(qū)服務(wù)的巷道,如井筒、井底車場(chǎng)、主要石門、運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷（或總回風(fēng)道 ）、主要風(fēng)井，稱為開拓巷道。開拓巷道是從地面到采區(qū)的通路,這些通路在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)為全礦井或階段服務(wù),服務(wù)年向一般在10-30a以上。
為一個(gè)采區(qū)或數(shù)個(gè)區(qū)段服務(wù)的巷道,如采區(qū)上下山、采區(qū)車場(chǎng)、采區(qū)硐室稱為準(zhǔn)備巷道。準(zhǔn)備巷道是在采區(qū)范圍 內(nèi)從一開拓好的開拓巷道起到達(dá)區(qū)段的通路。這些通路在一定時(shí)期內(nèi)為全采區(qū)服務(wù),服務(wù)年限一般在3-5年以上。
僅為采煤工作面生產(chǎn)服務(wù)的巷道,如區(qū)段回風(fēng)平巷、開切眼（形成初始采場(chǎng)的巷道）叫做回采巷道。回采巷道服務(wù)年限較短,一般在0.5-1.0a左右。
開拓巷道的作用在于形成新的或礦占原有的階段或開采水平,為構(gòu)成礦井完整的生產(chǎn)系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。準(zhǔn)備巷道的作用在于準(zhǔn)備新的采區(qū),以便構(gòu)成采區(qū)的生產(chǎn)系統(tǒng)?；夭上锏赖淖饔迷谟谇懈畛鲂碌牟擅汗ぷ髅娌⑦M(jìn)行生產(chǎn)。開拓、準(zhǔn)備、回采是礦井生產(chǎn)建設(shè)中緊密相關(guān)的三個(gè)主要程序,解決好三者的之間的關(guān)系,對(duì)于保證礦井正常生產(chǎn)運(yùn)行具有重要意義。
第三節(jié) 常用基本概念
以下概念是采煤方法中最常用到的，只包含了一部分，有待以后擴(kuò)充。任何一種采煤方法，均包括采煤系統(tǒng)和采煤工藝兩項(xiàng)主要內(nèi)容。要正確理解“采煤方法”的含義，必須首先了解下列基本概念。
采場(chǎng)——用來(lái)直接大量采取煤炭的場(chǎng)所，稱為采場(chǎng)。
采煤工作面——在采場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行回采的煤壁，稱為采煤工作面（也稱回采工作面）。實(shí)際工作中，采煤工作面與采場(chǎng)是同義語(yǔ)。
回采工作——在采場(chǎng)內(nèi)，采取煤炭所進(jìn)行的一系列工作，稱為回采工作。
采煤工藝——由于煤層的自然條件和采用的機(jī)械不同，完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在進(jìn)行的順序、時(shí)間和空間上必須有規(guī)律地加以安排和配合。這種在采煤工作面內(nèi)按照一定順序完成各項(xiàng)工序的方法及其配合，稱為采煤工藝。在一定時(shí)間內(nèi)，按照一定的順序完成回采工作各項(xiàng)工序的過(guò)程，稱為采煤工藝過(guò)程。
采煤系統(tǒng)——回采巷道的掘進(jìn)一般是超前于回采工作進(jìn)行的。它們之間在時(shí)間上的配合以及在空間上的相互位置關(guān)系，稱為回采巷道布置系統(tǒng)，也即采煤系統(tǒng)。
采煤方法——根據(jù)不同的礦山地質(zhì)及技術(shù)條件，可有不同的采煤系統(tǒng)與采煤工藝相配合，從而構(gòu)成多種多樣的采煤方法。如在不同的地質(zhì)及技術(shù)條件下，可以采用長(zhǎng)壁采煤法、柱式采煤法或其他采煤法，而長(zhǎng)壁與柱式采煤法在采煤系統(tǒng)與采煤工藝方面差別很大。由此可以認(rèn)為：采煤方法就是采煤系統(tǒng)與采煤工藝的綜合及其在時(shí)間和空間上的相互配合。但兩者又是互相影響和制約的。采煤工藝是最活躍的因素，采煤工具的改革，要求采煤系統(tǒng)隨之改變，而采煤系統(tǒng)的改變也會(huì)要求 采煤工藝做相應(yīng)的改革。事實(shí)上，許多種采煤方法正是在這種相互推動(dòng)的過(guò)程中得到改進(jìn)和發(fā)展，甚至創(chuàng)造了新的采煤方法。
礦山井巷——在煤礦地下開采中，為了提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、動(dòng)力供應(yīng)等需要而開掘的井筒、巷道和硐室總稱礦山井巷。
立井——立井又稱豎井，為直接與地 面相通的直立巷道。專門或主要用于提升煤炭的叫做主井；主要用于提升矸石、下放設(shè)備器材、升降人員等輔助提升工作的叫做副井。
暗立井——暗立井又稱肓豎井、肓立井，為不與地面直接相通的直立巷道，其用途同立井。此外，還有一種專門用來(lái)溜放煤炭的暗立井，稱為溜井。位于采區(qū)內(nèi)部，高度不大、直徑較小的溜井稱之為溜煤眼。
平硐——直接與地面相通的水平巷道。它的作用類似立井，有主平硐、副平硐、排水平硐和通風(fēng)平硐等。
平巷與大巷——與地面不直接相通的水平巷道，其長(zhǎng)軸方向與煤層走向大致平行。平巷布置在煤層內(nèi)的稱為煤層平巷，布置在巖層中的稱為巖石平巷。為 開采水平服務(wù)的平巷常稱為大巷，如運(yùn)輸大巷。直接為采煤工作面服務(wù)的煤層平巷，稱為運(yùn)輸或回風(fēng)平巷。
石門與煤門——與地面不直接相通的水平巷道，其長(zhǎng)軸線與煤層直交或斜交的巖石平巷稱為石門，為開采水平服務(wù)的石門稱主要石門，為采區(qū)服務(wù)的石門稱采區(qū)石門；在厚煤層內(nèi)，與煤層走向直交或斜交的水平巷道，稱為煤門。
斜井——與地面直接相通的傾斜巷道，其作用與立井和平硐相同。不與地面直接相通的斜井稱為暗斜井或肓斜井，其作用與暗立井相同。
斜巷——不直通地面且長(zhǎng)度短的傾斜巷道，用于行人、通風(fēng)、運(yùn)料等，此外，溜煤眼和聯(lián)絡(luò)巷有時(shí)也是傾斜巷道。
硐室——空間三個(gè)軸線長(zhǎng)度相差不大且又不直通地面的地下巷道，如絞車房、變電所、煤倉(cāng)等。
