第三章 煤矿开采基本知识
第一节 矿井开拓与生产系统
一、矿井开拓方式
煤炭资源埋藏在山里或地下，必须从地面开掘一系列的井筒和巷道通达煤层，才能进行资源的开采。这些井筒和巷道构成矿井开拓系统。这些井筒和主要巷道在井田内的总体布置方式，称为矿井开拓方式。通常按井筒形式将矿井开拓划分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓4种方式，如图3-1所示。
1.立井开拓
立井开拓是指利用垂直巷道由地面进入地下，并通过一系列巷道通达煤层的开拓方式。当煤层埋藏较深，表土层厚，瓦斯、水文情况复杂等情况下广泛应用的一种开拓方式。
2.斜井开拓
斜井开拓是指利用倾斜巷道由地面进入地下，并通过一系列巷道通达煤层的一种开拓方式。根据井筒位置和开拓巷道布置方式的不同，可分为片盘斜井和斜井分区式开拓。当煤炭储量较少时可采用片盘斜井开拓；斜井分区式开拓又分单水平分区式开拓和多水平分区式开拓。
3.平硐开拓
平硐开拓是指利用水平巷道从地面进入地下并通过一系列巷道通达煤层的开拓方式。采用平硐开拓时，一般以一条主平硐担负运煤、出矸、进风、排水、设置管路和行人等任务，在井田上部回风水平开掘回风平硐或回风井。当煤层赋存位置在较高的山岭、丘陵、沟谷中时可采用平硐开拓。
4.综合开拓
综合开拓是指借助于两种或两种以上井筒形式从地面进入地下，并通过一系列巷道通达煤层的开拓方式。如立井+斜井、平硐+斜井、立井+平硐以及立井+斜井+平硐等开拓方式。如果只采用单一的井硐形式开拓井田，可能遇到技术上的困难或在经济上不合理，因此要应用两种或两种以上井硐开拓井田。
二、矿井生产系统
（一）井下生产系统
煤矿井下生产系统主要有采煤系统、掘进系统、运煤系统、通风系统、运料排矸系统、排水系统、动力供应系统等。在煤矿生产过程中这些系统担负提升、运输、通风、排水、人员安全进出、材料设备上下井、矸石出运、供电、供气、供水等任务，生产系统的畅通和安全是矿井安全生产的前提和保证。
1－主井；2－副井，3－井底车场；4－主要运输石门；5－阶段运输大巷；6－回风井；7－回风石门；8－回风大巷；9－采区运输石门；10－采区下部车场底板绕道；11－采区下部车场；12－采区煤仓；13－行人进风巷；14－运输上山；15－轨道上山；16－上山绞车房；17－采区回风石门；18－采区上部车场；19－采区中部车场；20－区段运输平巷；21－下区
段回风平巷；22－联络巷；23－区段回风平巷；24－开切眼；25－采煤工作面
1.采煤系统
煤矿生产的中心环节是利用各种采煤方法进行采煤作业。采煤系统包括合理的巷道布置和适宜的采煤工艺（包括破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理等）。如图3-2所示24、25
2.掘进系统
掘进系统就是按照井田开采规划的总体部署和采煤设计要求，开掘各种类型的巷道，合理而有序地开采煤炭资源的准备系统。采掘衔接是矿井生产均衡的重要保证，掘进作业是其中的重要环节。如图3-2所示21
3.运煤系统：将井下煤炭运输提升到地面的设备设施及井巷布置统称为运煤系统。担负煤炭运输和提升的重要任务。图3-2所示的煤炭运输线路为：工作面煤炭25→20→14→12→10→5→4→3→1。
4.通风系统：新鲜空气由进风井进入矿井后，经过井下各用风场所，然后从回风井排出矿井，风流所经过的整个路线及其配套的通风设施称为矿井通风系统。矿井通风系统是煤矿井下生产中重要的系统之一，它负责向煤矿井下提供新鲜适宜的空气，并营造一个舒适的气候环境。图3-2所示的风流线路为：新鲜空气从地面→2→3→4→5→11→15→19→20→25；污风→23→17→8→7→6→排出。
5.运料排矸系统：担负井下需要材料、设备和矸石的运输、运送井下人员的系统称为运料排矸系统，又称为辅助运输系统。图3-2所示的材料和设备的运送线路为：地面→2→3→4→5→9→11→15→23→25。
6.排水系统：抽排矿井地下水的系统称为排水系统。它的作用就是将矿井水不断抽排到地面，防止矿井被淹没，保证人身安全和正常生产。矿井排水系统包括泵房、水仓、水泵、管路等设施。采掘工作面涌水，由区段运输平巷、采区上山排到采区下部车场，经运输大巷、石门等巷道的排水沟，自流到井底车场水仓，由中央水泵房排到地面。
7.动力供应系统：供电和供应压气的系统统称为动力供应系统。供电系统主要是为井下机械设备提供动力。常用的煤矿供电系统是：地面变电所→井下中央变电所→采区变电所→（移动式变电站）→工作面配电点。
煤矿井下除以上主要生产系统外，还有一些辅助系统，如煤矿安全避险系统、灌浆系统、瓦斯抽排系统、通信系统等，都为煤矿安全生产提供技术、设施设备保障。
（二）工业广场及地面生产系统
工业广场是布置地面生产系统、建筑物、构筑物和井筒位置的场所。工业广场建筑物最主要的是主井、副井，其他工业建筑的位置取决于主、副井的位置；在工业广场内，有办公楼、修配厂、绞车房、矿灯房、变电站、电车房、材料库、电工房、油库、煤仓、金属支架厂等工业建筑和设施；有食堂、宿舍、招待所、医院等民用建筑和生活设施；还有各种管线、轨道等。
工业广场中还包括地面煤炭深加工系统（原煤的筛分、破碎、拣选、地面储装运）、地面排矸系统和地面管线系统等。
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