煤矿开采条件及生产组织方式.ppt

煤矿开采条件及生产组织方式,一、煤的形成,煤是植物遗体经过生物化学作用和物理化学作用而转变成的沉积有机矿产，是多种高分子化合物和矿物质组成的混合物。,（一）成煤的五大条件(1)物质条件 主要是成煤的原始植物，包括高等植物和低等植物。植物遗体大量堆积是成煤的物质条件。高等植物形成的煤叫腐植煤，低等植物形成的煤叫腐泥煤。由高等植物和低等植物共同形成的煤叫腐植腐泥煤。植物演化的5个阶段：菌藻植物时代裸蕨植物时代蕨类和种子植物时代裸子植物时代被子植物时代。,（一）成煤的五大条件(2)堆积条件或环境条件 泥炭沼泽：常年积水，极其潮湿，内有大量植物生长、堆积，植物死亡后遗体被沼泽水覆盖，并与氧呈半隔绝状态，使植物遗体不至于完全氧化分解，经生物化学作用形成泥炭。泥炭沼泽的形成取决于古植物、古气候、古地理和大地构造4个条件。沼泽根据不同的分类标准分为低位沼泽、高位沼泽、中位沼泽；滨海泥炭沼泽、三角洲平原泥炭沼泽、红树林泥炭沼泽；草本泥炭沼泽、木本泥炭沼泽；淡水沼泽、半咸水沼泽、咸水沼泽等。,（一）成煤的五大条件(2)堆积条件或环境条件 堆积方式（原地生成、异地生成）、形成泥炭的植物群落（高等植物、低等植物）、沉积环境（浅沼的、湖沼的、微咸水的、咸水的、富含钙质的）和养分供给（富养分的、贫养分的）、PH值、细菌活动性、硫的供给、泥炭的温度、氧化还原电位等因素决定了煤层原始特征。,（一）成煤的五大条件(3)温度和压力条件 温度和压力决定于埋藏深度 成煤应有一定的埋藏深度 煤化程度是煤受热温度和持续时间的函数。温度越高，变质作用的速度越快。(4)时间条件 漫长的地质年代宙、代、纪、世、期一般需要几千万到几亿年的时间。(5)地质条件 地壳运动,（一）成煤的五大条件总之，煤是地球上储量最多的化石燃料，也是最主要的固体燃料。煤由远古时代的植物经过复杂的生物化学、物理化学和地球化学作用转变而成。人们在煤层及其附近发现大保存完好的古代植物化石；在煤层中可以发现炭化了的树干：在煤层顶部岩石中可以发现植物根、茎、叶的遗迹：把煤切成薄片，置显微镜下可以看到植物细胞的残留痕迹。这些现象都说明成煤原始物质是植物。植物残骸堆积埋藏、演变成煤的过程非常复杂。,（二）成煤作用过程 植物泥炭（腐泥）褐煤烟煤（长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤）无烟煤 三个作用阶段：泥炭化作用（腐泥化作用）：植物泥炭（腐泥）煤化作用（成岩作用）：泥炭褐煤；变质作用：褐煤烟煤、无烟煤,（二）成煤作用过程 煤形成过程中有三个因素起了重要作用。细菌：在细菌作用下，残骸的表层部分由于接触空气，经腐解变质，蛋白质和纤维素生成CO2和H2O等气体和液体产物，深埋地下。在缺氧或无氧条件下，厌氧菌将木质素等转变为腐殖酸和沥青等，后者再经多种不同步骤转化为煤。温度：随着地层的下沉和沉积层的加厚明显升高，使成煤过程的变质作用得以进行。压力：压力是变质作用的必要条件之一，压力与温度相关联，温度高时，压力也大。,（三）我国的主要聚煤期新生代 新近纪古近纪 中生代 晚侏罗纪早白垩纪 早、中侏罗纪 晚三叠世 晚古生代 晚二叠世 晚石炭世早二叠世 早石炭世 早古生代 早寒武世,（四）中国煤炭分类中国煤的分类依据表示煤化程度的干燥无灰基挥发分(Vdaf)、表示煤的工艺性能的粘结性指标（粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度b），将煤分为褐煤HM、烟煤YM长焰煤CY、不粘煤BN、弱粘煤RN、1/2中粘煤1/2ZN、气煤QM、气肥煤QF、1/3焦煤1/3JM、肥煤FM、焦煤JK、瘦煤SM、贫瘦煤PS、贫煤PM和无烟煤WY三大类。,（五）煤的组成煤的元素组成：C、H、O、N、S、P 6种 煤中的矿物质：按来源分为：原生矿物质（成煤植物本身）次生矿物质（成煤过程混入）外来矿物质（采煤过程混入）,（五）煤的组成煤的元素组成：煤的化学成分主要是碳和氢，还含有少量氧、氮、硫、磷等6种。O煤中氧的存在形式除含氧官能团外，还有醚键和杂环。S几乎所有煤中都含有硫，即使陕西神木的出口优质煤仍含0.280.45%的硫，南方某些煤藏中含硫量高达10%。这就意味着每燃烧1吨这类煤，将会产生近200kgSO2，SO2是形成酸雨的重要成分。我国大部分地区煤藏中的硫，主要以黄铁矿形式存在，有的煤矿在开采煤炭的同时，也开采黄铁矿。,（五）煤的组成N煤中的氮主要来源于植物有机体，含量一般在12之间。煤燃烧时，所含的氮几乎全部转变为NO和NO2,通常表示为NOx，统称氮氧化物，是大气污染的重要成分之一。P我国西南地区的煤以含磷为特点，有的煤矿层中夹有磷矿层，因此所采的煤含有较多杂质磷，燃烧中会产生磷的氧化物，是西南地区酸雨危害严重的原因之一。灰分燃煤对大气环境危害最大的成分烟尘，主要由煤中的灰分转化而来。煤中的灰分主要是一些不能燃烧的矿物性杂质，含有钙、镁、铁、铅、硅和微量或痕量砷、钡、铍、铅、汞、锌等矿物杂质，也含有放射性元素。,（六）煤的结构模型 为研究煤的化学结构，人们用各种先进的分析方法和手段进行了大量分析测试，在所测结构参数的基础上推演出来煤的化学结构模型。迄今为止煤化学界公认为比较正确和合理的煤化学结构模型如下：,（六）煤的结构模型 它基本反映了煤化学结构研究的新进展，可以解释煤的热解，加氢、氧化、酸解聚和水解等许多化学反应。煤的主体是三维空间的高分子化合物。煤的组成并非是均一单体的聚合物，而是由许多结构相似的结构单元通过桥键联结而成（图中箭头处为键能较低即不稳定的桥键）。煤的结构单元以缩合芳香环为核心，缩合环的数目随煤化程度的增加而增加，C为70-83%时，平均环数为2；C为83-90%时，平均环数35；C 90%时，环数目急增，C95%时，环数目40。煤中碳元素芳香化程度：烟煤80，无烟煤接近100。,二、煤的储存情况,中国煤炭资源丰富，截至2002年年底，全国共有煤炭资源的矿区6019个，查明煤炭资源储量为10201亿吨，其中煤炭基础储量3341亿吨(煤炭储量为1886亿吨)，煤炭资源量为6872亿吨。按照中国探明可直接利用的煤炭储量1886亿吨计算，我国人均探明煤炭储量145吨，按人均年消费煤炭1.45吨，即全国年产19亿吨煤炭匡算，可以保证开采上百年。另外，包括3341亿吨基础储量和6872亿吨资源量共计10201亿吨的资源，可以留待后人勘探开发。另外，中国炼焦用煤储量为649亿吨，还有基础储量1244亿吨、资源量1477亿吨；2003年中国生产焦炭1.78亿吨，出口量占世界贸易量的56.4%。按照近期中国焦炭的生产能力，已经探明的炼焦用煤储量，可以保证开采200年左右。,（一）煤炭的分布情况 我国煤炭储量主要分布在华北、西北地区，集中在昆仑山秦岭大别山以北的北方地区，以山西、陕西、内蒙古等省区的储量最为丰富。晋陕蒙(西)地区(简称“三西”地区)集中了中国煤炭资源的60%，另外还有近9%集中于川、云、贵、渝地区。山西省是资源储量最多的省份，占全国总储量的30%。与资源分布相对应的，是煤炭生产也集中于这些地区。在漫长的地质演变过程中，煤田受到多种地质因素的作用；由于成煤年代、成煤原始物质、还原程度及成因类型上的差异，再加上各种变质作用并存，致使中国煤炭品种多样化，从低变及程度的褐煤到高变质程度的无烟煤都有储存。,（二）我国煤炭资源赋存特征（一）受水资源制约，可供开采的煤炭保有资源量减少。我国淡水资源贫乏，人均占有量仅为世界平均值的14，并且分布不均衡。有水的地方煤少，有煤的地方水少，水资源与煤炭资源赋存情况成反向分布。因此，水资源是21世纪制约煤炭工业发展的重要因素之一。（二）据统计，国有大中型煤炭企业中大同、阳泉、西山等34个已投入生产的矿区水资源严重不足，为特别困难地区。严重缺水的原因有两个：供水系统工程滞后或水资源短缺，或两方面兼而有之。（三）石炭二迭纪煤田下部煤层受到底部岩溶水的威胁，仅河北、山东、安徽及渭北等地，矿井占用储量384.5亿吨，而受水威胁的煤炭储量高达149.7亿吨，占39。,（二）我国煤炭资源赋存特征（四）煤炭种类齐全，但分布不均衡，高硫煤利用难度大。我国煤炭资源主要分布在新疆、内蒙古、山西、陕西、贵州、宁夏等省（区），六省（区）共计占煤炭资源总量的87，而我国东部的煤炭资源仅占3.3；保有储量相差很大，最多的是山西省，为2500亿吨，最少的是西藏自治区，只有0.9亿吨。由此可以得出结论：我国煤炭储量分布极不均衡，北多南少，西多东少。我国煤炭资源赋存规律以及各种自然地理条件特点，导致煤炭丰富地区的资源因交通、技术、需求和环境等因素限制，造成一部分煤炭资源没有实际使用价值。,（二）我国煤炭资源赋存特征（五）我国大于2的高硫煤约占煤炭资源总量的20，用有效供给能力的标准去衡量，必须扣除这部分资源量。目前，减少因燃煤形成的二氧化硫已成为环保工作的重点。据测算，每烧1吨高硫煤，一般要产生20公斤至30公斤二氧化硫，至少要花50元的治污费用。即含硫量每增加0.1，烧1吨煤造成的经济损失，高估值为10.73元，低估值为4.71元。（六）由于煤的回采率低，超前开采，导致我国炼焦用煤紧张；用煤转化率低、产品能耗大；小煤窑开采技术水平低，煤炭资源浪费严重，以及煤田自燃等因素，这部分煤炭资源的损失难以估量。,三、煤炭能源的战略地位,（一）能源情况对比我国煤炭资源相对丰富，目前普查探明的煤炭储量约45万亿吨，精查探明的储量约1万亿吨，其中可使用的煤炭储量为约2千亿吨，就目前的煤炭消耗水平而言，可使用80100年。相比于石油与天然气，虽然后两者对环境的污染要轻，但是对其消费却受到大的资源制约。目前我国探明的可使用石油储量仅够使用20到30年，天然气探明的储量更少。因此，煤炭工业是我国重要的基础产业。,（一）能源情况对比据统计，我国煤炭储量占世界煤炭储量的19.2%；石油储量占世界石油储量的1.4%；天然气储量占世界天然气储量的1.24%。并且，相应的储产比都远低于世界的平均值。这些数据表明，至少在今后20年内煤炭仍将是我国能源的最重要的组成部分，并且能源的节约应是我国的基本国策之一。,（二）煤炭生产产量与消费结构 长期以来，煤炭在我国一次能源生产和消费构成中均占2/3以上。煤炭作为二次产业的主要能源和工业原料，在我国国民经济发展中的地位是十分重要的。尽管近年来煤炭在多元化能源结构中的比重有所下降，但有储量高、分布广、开发廉价、造成的污染相对容易控制等特点，它仍是国民经济发展的能源主体产业，见图1。从世界能源消费构成上看，煤炭也占有举足轻重的地位（图2）。,（二）煤炭生产产量与消费结构 我国煤炭产量的年增长率平均为4.9%；我国一次能源消耗量的年增长率平均为4.7%。二十多年来我国国民生产总值年平均增长率为9.6%。由此可见，煤炭产量的平均年增长率与国民生产总值年平均增长率的比值为0.49：1，一次能源消耗量的年平均增长率与国民生产总值年平均增长率的比值为0.47：l，也就是说我国GDP每增加1.0%，一次能源消耗增加0.47%（一次能源需求弹性系数），煤炭消耗增加0.49%（煤炭需求弹性系数）。另外，我国煤炭进口量呈显著递增的趋势，也是推动我国煤炭发展的一个重要市场环境因素之一。,（三）总体分析 在中国可持续能源发展战略研究报告中，20多位院士一致认为，到2010年煤炭在一次性能源生产和消费中将占60左右；到2050年，煤炭所占比例不会低于50。可以预见，煤炭工业在国民经济中的基础地位，将是长期的和稳固的，具有不可替代性。目前世界已探明能源储量和可开采的年限，分别是石油储量10195亿桶，可供开采40余年，高成本油田也只能开采240年；煤炭埋藏量10316亿吨，可开采230年。200多年后，煤、油将被开采殆尽！,（三）总体分析 我国人均常规能源可采储量远低于世界平均水平，2000年人均石油剩余可采储量只有2.6吨，人均煤炭剩余可采储量90吨，分别为世界平均值的11.1%和55.4%。我国缺油、少气、富煤。在全国已探明石化能源储量中，石油和天然气仅占6%，其余94均为煤炭。我国资源赋存的特点，决定了解决中国的能源问题必须以煤为主。煤炭1000米以浅保有储量约1万亿吨，其中探明可采储量1145亿吨。按目前的生产和消费水平，可以开采使用100年以上。而石油可采储量只有38亿吨，可采年限仅20年；天然气总资源量为38万亿立方米，探明剩余可采储量可开采37年。,（三）总体分析 中国是仅次于澳大利亚的世界第二大煤炭出口国。煤炭行业2002年出口8384万吨，收入25.3亿美元；2003年煤炭出口量达到9400万吨，同比增长9%，占煤炭总产量5.57%。但是，2004年煤炭出口配额比去年实际出口量减少了15%，只有8000万吨。退税率从13%调降至5%预计影响全行业利润约16亿人民币。至于上市公司方面，兖州煤业受影响很大，其煤炭产量的35出口，出口量占全国的15%，可影响公司业务收入3.2亿元，占4%。其他如山西焦化、西山煤电出口比例不高，受影响较小。,（三）总体分析 煤炭价格扭曲增加了国家财政负担。较低的煤炭价格使煤矿收益率低下，国家不得不投入巨资支持煤炭工业。据统计，19852003年中央财政动用512多亿元资金补贴煤矿亏损。1998年以来，中央和地方财政出资600多亿元用于国有煤矿关闭破产；通过转移支付弥补国有煤矿养老金缺口，累计已经达到588亿元；出资59亿多元用于煤矿安全技术改造；20032004年中央财政出资近70亿元用于煤矿采煤沉陷区治理，预计今后国家还要拿出更多的资金支持煤矿采煤沉陷区治理，给国家财政造成了沉重负担。,（三）总体分析 总之，近年来，全球经济持续增长，能源消耗大度增加，伴随着石油资源的枯竭，世界石油产量将逐年下降，石油及天然气价格大幅上涨，世界主要能源消费大国针对能源可能出现的紧缺局面，纷纷制定了本国的能源发展战略，以有效地保障本国的能源安全。为解决未来的能源问题，专家提出，必须调整能源政策，重视与保障煤炭工业的健康稳定发展。目前很多国家纷纷以进口煤替代当地煤炭，国际煤价价格逐步攀升，随着煤价的大幅上涨，世界煤炭产量也较快增长，行业景气度持续上升。例如：2000年全球煤炭生产总量为41.9亿吨，2007年全球煤炭生产总量为60亿吨。,四、煤炭基地及煤矿分布情况,（一）煤炭基地大型煤炭基地不是传统意义上煤炭生产基地，而是在建设过程中把生产结构调整、煤炭与下游产业融合、发展循环经济和制度创新相结合，建成新型能源基地。大型煤炭基地包括神东、陕北、黄陇（华亭）、晋北、晋中、晋东、鲁西、两淮、冀中、河南、云贵、蒙东（东北）、宁东13个大型煤炭基地。“十一五”期间，全国新开工大中型煤矿主要分布在大型煤炭基地内，重点建设10个千万吨级现代化露天煤矿和10个千万吨级安全高效矿井。2010年，大型煤炭基地产量达到22.4亿吨。,（一）煤炭基地我国神东、晋北、晋东、蒙东（东北）、云贵、河南、鲁西、晋中、两淮、黄陇、冀中、宁东和陕北等13个基地，含98个矿区，分布在全国14个省（区），规划总面积28.71万平方公里，含煤面积20.45万平方公里。截至2004年末，保有资源储量8477.31亿吨，约占全国保有资源储量的85%，其中已利用生产矿井和在建矿井2058.61亿吨，占基地保有储量的24.3%。大型煤炭基地煤质优良，煤类齐全。其中，动力用煤6102.7亿吨，占72%，炼焦用煤1361.2亿吨，占16.1%，无烟煤1013.4亿吨，占11.9%。,（一）煤炭基地我国中西部大型煤炭基地煤炭资源潜力巨大，东部煤炭基地资源潜力小，后备资源紧缺。神东、云贵、晋中基地预测资源量均超过千亿吨，其次是陕北751.17亿吨、晋东532.79亿吨、宁东377.70亿吨，其余7个基地均小于300亿吨。有报告认为，大型煤炭基地水资源总体短缺，加大水资源勘查力度势在必行。13个大型煤炭基地规划总需水量每日296万立方米，现有日供水能力152万立方米，日缺水144万立方米。除云贵、两淮基地水资源丰富以外，其余11个基地均缺水。到2020年，日需水约700万立方米，日缺水约330万立方米。,（一）煤炭基地对13个煤炭基地环境容量进行了初步评估，环境容量小的是晋北、晋中、神东、陕北煤炭4个基地，环境容量较小的是晋东、两淮、蒙东（东北）、河南、鲁西、宁东、冀中、黄陇煤炭基地，环境容量大的只有云贵煤炭基地。,五、煤炭开采方式,煤炭开采有两种主要方法：一种是露天开采；一种是矿井开采或称井工开采。那些埋藏很浅的煤层可进行露天开采。利用大型的挖掘机和装岩机开凿搬走覆盖着的泥土、岩石，然后将露出来的煤层开采出来。至于那些埋藏很深的煤层，就的进行矿井开采。我国煤炭主要是靠矿井开采的方法获得的。从地面开掘井筒，深入到有煤层的地方，矿工通过井筒来到地下工作。还有一种开采方式煤的地下气化。目前处于试验研究阶段。,（一）露天开采（1）露天开采的优缺点(a)矿山生产规模大 山西平朔安太堡露天矿年产原煤15Mt。黑岱沟、霍林河、元宝山和伊敏河露天煤矿计划规模为512Mt/a。国外已有规模达50Mt/a的露天煤矿，年剥离量可达1亿到3亿m3。(b)劳动效率高 1996年霍林河南露天煤矿原煤全员效率达19t/工；平朔安太堡露天煤矿全员效率36.6t/工。(c)生产成本低 露天开采成本的高低与所选择的工艺、煤岩运距、开采单位煤量所需剥离的土岩数量等有关。但与地采相比是低的。世界露天采煤成本约为地下开采采煤成本的二分之一。(d)资源采出率高 一般可达90以上，还可对伴生矿产综合开发。,（一）露天开采（1）露天开采的优缺点(e)作业空间不受限制 露天矿由于开采后形成的是敞露空间，可以选用大型或特大型的设备，因而开采强度较大。(f)木材、电力消耗少。(g)建设速度快，产量有保证，生产安全，劳动条件较好。(h)占用土地多，污染环境 露大开采后的复田作业需花费相当数量的时间与资金。(i)受气候影响大 严寒、风雪、酷暑、暴雨等会影响生产。(j)对矿床赋存条件要求严格 露天开采范围受到经济条件限制，因此覆盖层太厚或埋藏较深的煤层尚不能用露天开采法。,（一）露天开采（2）采场要素及开采工艺分类 1.台阶在开采过程中，露天矿往往被划分为若干具有一定高度的水平分层，这种分层被称为“台阶”。台阶要素包括：台阶上部水平面，即上盘、下盘；朝向采空区的倾斜面，即坡面和台阶高度h，台阶坡面角等。,图1 矿场划分为台阶,（一）露天开采（2）采场要素及开采工艺分类 2.露天矿场要素（a）露天开采境界（b）边帮（c）边帮角,图2 台阶要素图 1上盘;2下盘;3坡面;4台阶坡顶线;5台阶坡底线,（一）露天开采（2）采场要素及开采工艺分类 3.开拓与开采要素出入沟：建立采场与地表运输通道的露天沟道。开段沟：开掘某标高采掘工作面的沟道。开采程序：采场内土岩的剥离和采煤工程，在空间和时间上合理配合的发展顺序。,图3 露天采场构成要素,非工作帮AG、BF,工作边帮角,最终边帮角、,(3)露天开采的主要工艺过程,露天开采工艺方法，根据采掘、运输、排土三个主要生产环节所采用的开采机械设备的工作特点，可以划分为三种类型：间断式开采工艺、连续式开采工艺、半连续式开采工艺。下面重点介绍我国露天煤矿采用较多的间断作业工艺方式。,(3)露天开采的主要工艺过程,一、煤岩预先破碎 露天矿广泛采用的预先松碎方法是穿孔爆破。即选用合适的穿孔设备，按一定规格打出孔眼。再进行装药爆破，爆破后使煤岩松散成一定规格的块度，便于采装。(一)穿孔 穿孔用穿孔机完成，穿孔机有冲击式和回转式两类 1、钢绳冲击式钻机 2、潜孔钻机 3、牙轮钻机,图4 冲击式穿孔机工作原理图 1钻具;2钢绳;3天轮;4压轮;5后绳轮;6卷筒;7主动齿轮;8冲击轮;9连杆;10桅架,图5 KQ-200型潜孔钻机示意图,图6 KY-310型牙轮钻机,(3)露天开采的主要工艺过程,(二)爆破爆破工作是将煤岩从整体中分离下来，并按一定块度和工程要求堆积成一定的几何形体。爆破用炸药主要应用以硝酸铵为主加适量可燃剂组成的干爆炸剂和以硝酸铵水溶液为主加敏化剂等组成的含水炸药。如铵梯炸药、铵油炸药和铵沥蜡炸药。起爆方法可分为电起爆和非电起爆两类。电起爆有电雷管和起爆器两种，非电起爆有火力起爆和导爆索起爆。,二、采装工作采装工作就是将软岩或预先松碎了的煤岩，通过机械设备采挖并装入运输设备中，或倒卸在指定地点。广泛得到应用的间断式采装设备有：单斗挖掘机、前装机和铲运机等几种形式。(一)单斗挖掘机单斗挖掘机按其工作装置可分如下几种：正铲、反铲、刨土铲、拉铲和抓斗铲。（如图7）1.正铲1)正铲的组成2.液压铲(二)前装机该机将采装、短距离运输、排弃和辅助作业集于一个设备。它灵活机动，运行速度高，爬坡作业性能好，维护费用低。前装机多是轮胎式的，运输距离一般不超过150 m。,图7 各种工作装置的单斗铲挖掘机示意图 a正铲;b反铲;c刨土铲;d拉铲;e抓斗铲,三、运输1.铁路运输铁路运输适宜长距离、较大运量、采场尺寸也较大的矿山。2.公路运输公路运输主要设备是自卸汽车，它具有较高的机动灵活性，爬坡能力比铁路列车大，曲线半径小，建设速度快，基建投资低等均是其优点。3联合运输除铁道、汽车运输外，还有箕斗运输、斜坡卷扬串车运输、重力运输（溜井）等。,四、排土露天开采为了采煤而必须剥离的土岩，经运输设备运至一定地点排弃，这个排弃的场所称排土场。排土场可选择在开采范围以外称外排土场，也可利用已开采的空间进行排弃，称为内排土场。(一)排土场位置选择位置选择首先应考虑近距离排土，少占或不占农田，尽可能减少对环境的污染。为此，在近水平和缓斜煤层条件下，从开采设计上应尽可能采用采场内采空区排土；在倾斜与急斜煤层条件下，可利用分区开采实现内排，或将剥离物排至已采尽的采空区，这些均为内排土。内排时，采掘工作面和排土工作面间应留一定的安全距离。(二)排土设备及排弃方式1铁道运输2汽车运输,（二）井工开采,图1 片盘斜井开拓1主井；2副井；3片盘车场；4-阶段运输平巷；5辅巷；6阶段回风平巷；7-采煤工作面；8联络眼,1.开拓方式(1)斜井开拓,1.开拓方式(1)斜井开拓,图2 斜井单水平分区式开拓1主井；2副井；3井底车场；4阶段运输平巷；5阶段辅巷；6采区运输上山；7-采区轨道上山；8、15区段运输平巷；9、16区段回风平巷；10、17采煤工作面；11-阶段回风平巷；12-回风井；13采区运输下山；14采区轨道下山；18专用回风上山；19采区煤仓；20井底煤仓；21行人进风上山；22回风联络巷,1.开拓方式(2)立井开拓,图3 立井单水平上、下山开拓示意图1立井井筒；2井底车场；3运输大巷；4采区上山；5区段平巷；6采区风井；7采煤工作面；8地面工业场地；9下山采区采煤工作面；10采区下山；11下山采区车场及水仓,1.开拓方式(2)立井开拓,图4 立井多水平分区式开拓示意图(a)立井多水平分区式开拓立体示意图；(b)立井多水平分区式开拓剖面示意图1主井；2副井；3井底车插；4阶段运输大巷；5阶段回风大巷；6采区运输上山；7采区轨道上山；8采区煤仓；9区段集中运输平巷；10联络巷道；11区段超前运输平巷；12区段超前回风平巷；13中央边界风井；I、第一、二水平，J1、J2、J3第一、二、三阶段,(b),a 走向平硐 b垂直平硐 1主平硐 2盘区上山图5 平硐开拓示意图,图6 阶梯平硐,1.开拓方式(3)平硐开拓,根据井硐的三种基本形式，组合后理论上有六种综合开拓方式，即立井斜井、斜井立井、平硐立井、立井平硐、平硐斜井和斜井平硐开拓方式。,立井-斜井综合开拓,斜井立井综合开拓1主斜井；2-分区域辅助立井；3底板岩石胶带输送机大巷；4联络斜巷；5阶段胶带输送机及运料运人大巷；6大煤仓,1.开拓方式(4)综合开拓,平硐立井综合开拓1平硐；2立井；3暗斜井；4回风平硐；5回风小井,平硐斜井综合开拓1主平硐；2副斜井；3阶段运输大巷；4阶段辅巷,1.开拓方式(4)综合开拓,矿井综合开拓示意图1平硐；2斜井；3立井；4井底车场；5石门；6主要运输大巷；7煤层大巷；8上山巷道；9下山巷道；10区段回风巷；11风井；2区段运输巷；13采煤工作面,2.采煤方法 采煤方法种类较多，大体上归纳为长壁式采煤法和柱(短壁)式采煤法两大体系。前者的特点简单地说是采煤工作面长度较大，通常在100m200m之间；柱式采煤法工作面的长度只有10m左右，很少超过20m。这两种体系的采煤方法在巷道布置、运输方式和采煤工艺上都有很大区别，采煤机械设备也不相同。在世界各国，除美国和澳大利亚以柱式采煤法为主外，其他主要产煤国家都以长壁采煤法为主。我国也主要采用长壁式采煤法。,四、排土,房式采煤法1采区上山道；2采区人行道；3区段运输平巷；4区段回风平巷；5煤房；6联络巷；7煤柱,长壁工作面布置和推进方向(a)走向长壁，工作面沿倾斜布置，沿走向推进；(b)仰斜长壁，工作面沿走向布置，沿倾斜向上推进；(c)俯斜长度，工作面沿走向布置，沿倾斜向下推进；(d)伪倾斜长壁，工作面沿伪倾斜布置，沿走向推进,单一走向长壁采煤巷道布置立体示意图1输送机上山；2轨道上山；3阶段运输大巷；4阶段回风大巷；5副巷；6区段回风平巷；7区段运输平巷；8二区段回风平巷；9、10绕道；11绞车房；12采区煤仓；13采煤工作面,滚筒机组采煤工作面布置1输送机；2电机部；3牵引部；4截割机部；5摇臂；6滚筒；7挡煤板；8螺旋叶；9牵引绳；10液压千斤顶；11柱子,综采工作面的布置1采煤机；2输送机；3未移动的自移支架；4移架千斤顶；5已移动的自移支架,倾斜长壁采煤法立体示意图1、2立井；3井底车场；4阶段运输大巷；5工作面；6煤仓；7煤柱；8运输斜巷；9行人、进风斜巷；10行人、回风斜巷；11回风大巷,预采顶分层顶煤采煤法,预采中分层顶煤采煤法,整层开采顶煤采煤法,分段放顶煤采煤法,（三）煤炭气化开采新技术 煤炭地下气化是在地下气化炉的条件下进行的。是将煤层里的气化通道进气孔一端的气化穴煤炭点燃，由进气孔鼓入空气、氧气和水蒸气等气化剂，由辅助孔鼓入氢气。地下煤炭便进行有控制的燃烧，经过对煤的热及化学作用，按温度和化学反应的不同，在地下气化通道内形成氧气带、还原带和干馏干燥带，由此生成的粗煤气经过出气孔产出，后经分离、净化等处理，最后成为很好的燃料和化工原料。,（三）煤炭气化开采新技术 煤炭地下气化过程集建井、采煤、气化工艺合二为一，将传统的物理采煤方法转变为无人无设备的化学采煤方法，省去了传统的采煤机械设备和地面气化炉笨重复杂设施。其生产煤气具有安全性好、投资少、见效快、污染少、效益高等显著优点，深受世界各国的重视，被誉为第二代采煤方法。目前山东、山西、内蒙古等地都在引入煤炭地下气化技术，以使剩余的煤炭资源得到充分利用。,