《采煤学》教案
前言
1、课程名称：采煤学。原来叫煤矿开采学、煤矿地下开采等。确切的叫法 应为煤矿地下开采。原中国矿业学院等院校编的《采煤学》包含了《矿山压力及其控制》、《煤矿地下开采》和《矿井设计》三方面的内容；而《煤矿开采学》包含的是《煤矿地下开采》、《特殊开采》和《露天开采》。我们这门课按照教学大纲规定的内容是《煤矿地下开采》和《矿井设计》这两方面的内容。但由于我们的教材选用的是煤矿开采学，因此这门课应叫煤矿开采学。
2、课程性质：专业课。 3、教材：《煤矿开采学》（修订版），徐永圻主编，中国矿业大学出版社，
1999年。 4、学时：90。 5、参考书：（1）《采煤学》，中国矿业学院等院校编，煤炭工业出版社，1979
年，； （2）《煤矿地下开采》，王刚主编，中国矿业大学出版社，1990年； （3）《采煤工艺学》，钱鸣高、王庆康主编，中国矿业大学出版社1992
年。
绪论
（一）
1、煤炭的重要性
A、煤炭是工业的粮食，在我国一次能量消费结构中，煤炭占75%以上； B、煤炭不仅是我国的基本燃料，而且是重要的工业原料； 2、我国煤炭资源状况
储量多、煤种齐全，赋存多样。 3、国煤炭资源利用及开采情况 A、利用
已有几千年历史，是世界上发现和利用煤炭最早的国家之一。 B、开采
已有几百年的开采史。解放以前开采技术原始落后，生产规模小，产量
很低，到1949年，全国煤炭产量仅有3200万吨。
解放以后，煤炭工业得到了迅速的发展，采煤技术也由原来的手工作业
发展成为机械化开采，原煤产量也飞速增长，1996年，全国煤炭产量达到了13.3亿吨，近十年来，全国煤炭产量更是达到了历史的最高峰。
（二）采煤方法的发展
1、1949年，推行了壁式体系采煤法，首次使用了截煤机和刮板输送机； 2、1953年，首次使用了框式联合采煤机； 3、1964年，首次使用了浅截式滚筒采煤机；
4、1974年，开始采用综合机械化采煤；
5、80年代以来，发展和使用了倾斜长壁采煤法等十多种新的采煤方法和工艺，我国煤矿机械化水平有了很大的提高。
（三）煤矿开采学的基本概念与内容 1、煤矿开采学的基本概念
是研究煤矿开采技术的综合性技术科学。 2、煤矿开采学的基本内容 煤矿开采学的基本内容是：理论结合实际地阐述适应不同煤层赋存条件的各 种采煤方法、准备方式、井田开拓及其设计等有关问题。
采煤方法、准备方式、井田开拓是煤矿生产的三个步骤或三个阶段。 A、井田开拓：
是整个研究一个开采的全局性战略部署，研究如何从地面进入地下揭露煤 层，为煤炭生产的准备工作打下基础；
B、准备方式：
研究一个采区的巷道布置及生产系统，为采煤工作面的煤炭生产作好准备； C：采煤方法：
研究采煤工作面的采煤工艺及回采巷道布置的问题，是煤炭生产的核心工作。
D：矿井设计：
主要研究矿井和采区设计的内容和方法。
第一章 煤矿开采的基本概念
第一节 煤田开发的概念
一、煤田和矿区
1. 煤田
在地质历史发展过程中，同一地质时期形成并大致连续发育的含煤岩系分 布区；
煤田的范围很大，面积可达数百到数千平方米，储量可达数亿吨到数百上千亿吨。
2. 矿区
统一规划和开发的煤田或其中一部分。矿区一般说来是在煤田中，利用地 质构造、自然条件等划分的较小的煤炭生产单元；一个矿区又由很多个矿井及辅助企业等单位组成。
在矿区开发之前要进行可行性研究，编制矿区总体设计，作为矿区开发和矿井建设的依据。
二、井田
1、井田的概念：划给一个矿井（或露天矿）开采的那一部分煤田。 2、井田范围：井田沿煤层走向的长度和倾向的水平投影宽度。
3、井田走向长度：小型矿井：≮1500m；中型矿井：≮4000m；大型矿井：≮7000m。
三、矿井生产能力和井型
1、矿井生产能力：一般指矿井的设计生产能力。以万t/a（Mt/a）表示。另外有核定生产能力。
2、井型：矿井生产能力的类型。我国矿井有三种类型：
A、大型矿井：1.2 0Mt/a、1.5 0Mt/a、1.8 0Mt/a、2.4 0Mt/a、3.0 0Mt/a、4.0 0Mt/a、5.200Mt/a。其中3.0 0Mt/a及其以上的又称为特大型矿井。
B、中型矿井：45万t/a、60万t/a、90万t/a。
C、小型矿井：9万t/a、15万t/a、21万t/a、30万t/a。 3、年产量：是矿井每年实际生产出来的煤炭数量。
四、露天开采与地下开采的概念
1、露天开采：从敞露的地表直接采出有用矿物的方法，它与地下开采完全
不同。在开采之前，需要将矿体之上的岩石或表土剥离掉。如图1-2。
2、地下开采：也称井工开采。在开采之前，需要开凿一系列井巷进入煤层。 一个矿体是采用露天开采还是地下开采的主要参数是剥采比（开采矿物与覆盖层采剥量之比）。
露天开采的优点比地下开采多，但由于受资源条件的限制，我国煤矿主要是地下开采。
第二节 矿山井巷名称和井
田内划分
一、矿山井巷名称
1. 矿山井巷的概念
在煤矿地下开采中，为了提升、运输、通风、排水、动力供应等需要而开掘的井筒、巷道和硐室的总称。据井巷长轴线与水平面的关系分为直立、水平、倾斜三类巷道，如图1-3。
（1）直立巷道：巷道长轴线与水平面垂直。如立井、暗井等。 立井：（竖井）直接与地面相通的直立巷道。按其功能，有主井、付井、通风井、排水井、冲填井等。
暗立井：（盲竖井、盲立井）不与地面相通的直立巷道。其用途与立井相同。另外有一种专门用来溜放煤炭的暗立井，叫溜井。高度不大，直径较小的叫溜煤眼。
（2）水平巷道：巷道长轴线与水平面近似平行。如平硐、平巷、石门等。 平硐:直接与地面相通的水平巷道。其用途与立井相同。有主平硐、付平硐、排水平硐等。
平巷与大巷：与地面不直接相通的水平巷道，其长轴方向与煤层走向大致平行。有煤层平巷和岩石平巷、运输和回风平巷。为一个开采水平服务的平巷叫做大巷。同样，它也有煤层大巷和岩石大巷、运输和回风大巷。
石门与煤门：与地面不直接相通的水平巷道，其长轴方向与煤层走向直交或斜交。如该巷道在岩石中，叫做石门，如在煤层中，就叫做煤门。另外，石门据其服务范围的不同，又有主要石门、采区石门和区段石门。
（3）倾斜巷道：巷道长轴线与水平面有一定夹角的巷道，有斜井、上下山、斜巷等。
斜井：与地面直接相通的倾斜巷道，其用途与立井、平硐相同。与地面不直接相通的称为暗斜井或盲斜井。其作用与暗立井相同。
采（盘）区上山、下山：服务于一个采（盘）区的倾斜巷道。上山用于开采开采水平以上的煤层；下山用于开采开采水平以下的煤层。同样，它也有运输、
轨道、通风行人、煤层或岩石上（下）山等。
主要上（下）山：服务于一个开采水平上（下）山，叫做主要上（下）山。主要用于阶段内采用分段式划分的条件。
斜巷：不直通地表且长度较短的倾斜巷道。用于行人、通风、运料等。有时，溜煤眼和联络巷也是倾斜巷道。
硐室：空间三个轴线长度相差不大且又不直通地表的地下巷道。如绞车房、变电所、煤仓等。
二、井田内划分
1. 井田内划分为阶段和水平 1）阶段
在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干长条带，每个长条带就称为阶段。如图1-4所示。
每个阶段均应有独立的运输和通风系统。如在阶段的下部边界开掘阶段运输大巷（兼进风），在阶段的上部边界开掘阶段回风大巷，为整个阶段服务。上一阶段采完后，常把该阶段的运输大巷作为下阶段的回风大巷。
2）水平
通常把设有井底车场、阶段运输大巷并担负全阶段运输任务的水平称为“开采水平”，简称“水平”。水平用标高（m）来表示。
3）阶段与水平的区别：
一般来说，阶段表示井田的一部分范围；水平是指布置大巷的某一标高水平面。在矿井生产中，水平不仅是指某一水平面，同时也是指一个范围，即包括所服务的阶段。
4）阶段与水平的开采顺序
一般是先采上部阶段和水平，后采下部阶段和水平。其主要优点是建井时间短，安全条件好。
2. 阶段内的再划分
阶段的范围仍较大，为方便开采，通常需要再划分。 阶段内的划分一般有采区式、分段式和带区式。
1）采区式划分：
在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干具有独立生产系统的块段，每一个块段叫做采区。