本書以煤礦地下開采內(nèi)容為主，兼顧非煤固體礦床開采和露天開采，系統(tǒng)闡述了以煤炭為主的固體礦床開采技術(shù)、工藝、理論和方法。概括了我國煤礦生產(chǎn)和建設(shè)中的最新成果、標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗及開采技術(shù)。煤礦地下開采內(nèi)容包括采煤工藝、回采巷道布置、準(zhǔn)備方式、井田開拓、礦井開采設(shè)計及特殊開采方法。非煤固體礦床開采內(nèi)容包括礦床劃分和開拓、采礦工藝和方法。露天開采內(nèi)容包括采場要素、工藝系統(tǒng)、開拓運(yùn)輸、境界及生產(chǎn)能力。 本書主要用做煤炭普通高等院校采礦工程專業(yè)學(xué)生教材，也可供礦山企業(yè)、科研院所和設(shè)計部門從事固體礦床開采的工程技術(shù)人員參考。

本書為“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材,由中國礦業(yè)大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)(北京)、山東科技大學(xué)、湖南科技大學(xué)、安徽理工大學(xué)、河南理工大學(xué)、西安科技大學(xué)、遼寧工程技術(shù)大學(xué)、太原理工大學(xué)、黑龍江科技大學(xué)等高校合作編寫而成。

本書為采礦工程專業(yè)的主干課程教材,以煤礦井工開采內(nèi)容為主編寫。為適應(yīng)教學(xué)內(nèi)容和課程體系的劃分,其中涉及的開采裝備、礦山壓力及其控制、采礦系統(tǒng)工程的內(nèi)容直接引用相關(guān)研究結(jié)論,其詳細(xì)內(nèi)容不再編入本書而由相應(yīng)的課程進(jìn)行單獨教學(xué)。為進(jìn)一步反映國內(nèi)外近年來采礦技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,本教材力圖向讀者介紹一些先進(jìn)成熟的技術(shù)成果;同時為拓寬專業(yè)方向和知識面,本教材亦編入了非煤固體礦床開采和露天開采的內(nèi)容。

《采礦學(xué)》按120學(xué)時編寫,其中煤礦井工開采的一般部分占80學(xué)時,煤礦特殊開采占20學(xué)時,非煤固體礦床開采占10學(xué)時,露天開采占10學(xué)時。各院校使用時,可根據(jù)教學(xué)大綱進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

本教材是在采礦學(xué)教材(普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材)的基礎(chǔ)上編寫而成的,作者衷心感謝前人對采礦工程專業(yè)主干課程教材建設(shè)做出的貢獻(xiàn)。受作者水平和時間所限,本教材不足之處在所難免,懇請讀者給予更多關(guān)注、批評、指正和幫助。

編 者

二○一三年十二月

前 言……………………………………………………………………………………… 編者

緒 論…………………………………………………………………………………………… 1

第一章 煤礦開采的基本概念………………………………………………………………… 7

第一節(jié) 煤田開發(fā)的概念………………………………………………………………… 7

第二節(jié) 井田的劃分…………………………………………………………………… 10

第三節(jié) 礦井生產(chǎn)的概念和開采順序………………………………………………… 13

第四節(jié) 采煤方法分類………………………………………………………………… 20

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 25

第一編 采煤方法

第二章 長壁垮落采煤法的采煤工藝……………………………………………………… 29

第一節(jié) 采煤工藝類型………………………………………………………………… 29

第二節(jié) 滾筒采煤機(jī)工作面采煤工藝………………………………………………… 36

第三節(jié) 采場支護(hù)和采空區(qū)處理……………………………………………………… 41

第四節(jié) 薄煤層工作面機(jī)采工藝的特點……………………………………………… 51

第五節(jié) 煤層傾角加大后機(jī)采工藝的特點…………………………………………… 56

第六節(jié) 大采高一次采全厚綜采工藝的特點………………………………………… 60

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 61

第三章 長壁工作面的工藝參數(shù)、管理和設(shè)計……………………………………………… 62

第一節(jié) 采煤工作面的主要技術(shù)參數(shù)………………………………………………… 62

第二節(jié) 采煤工作面的循環(huán)作業(yè)……………………………………………………… 67

第三節(jié) 綜采工作面的主要設(shè)備配套………………………………………………… 72

第四節(jié) 特殊條件下采煤的技術(shù)措施………………………………………………… 75

第五節(jié) 采煤工藝的選擇、應(yīng)用和發(fā)展………………………………………………… 86

第六節(jié) 采煤工藝的應(yīng)用示例………………………………………………………… 88

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 96

第四章 單一走向長壁采煤法……………………………………………………………… 97

第一節(jié) 采區(qū)巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)…………………………………………………… 97

第二節(jié) 回采巷道布置分析…………………………………………………………… 100

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 112

第五章 傾斜長壁采煤法…………………………………………………………………… 113

第一節(jié) 傾斜長壁采煤法的帶區(qū)巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)……………………………… 113

第二節(jié) 帶區(qū)參數(shù)和巷道布置分析…………………………………………………… 114

第三節(jié) 傾斜長壁采煤法的工藝特點………………………………………………… 117

第四節(jié) 傾斜長壁采煤法的評價和適用條件………………………………………… 119

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 119

第六章 厚煤層傾斜分層長壁下行垮落采煤法…………………………………………… 120

第一節(jié) 分層分采的采區(qū)巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)……………………………………… 120

第二節(jié) 傾斜分層下行垮落采煤法的工藝特點和應(yīng)用……………………………… 123

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 125

第七章 長壁放頂煤采煤法………………………………………………………………… 127

第一節(jié) 放頂煤采煤法的分類………………………………………………………… 127

第二節(jié) 長壁綜放工作面的頂煤冒放性、放出規(guī)律和礦壓顯現(xiàn)規(guī)律……………… 132

第三節(jié) 長壁放頂煤工作面的工藝參數(shù)和工藝過程………………………………… 136

第四節(jié) 放頂煤采煤法的評價和適用條件…………………………………………… 143

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 145

第八章 急(傾)斜煤層采煤法……………………………………………………………… 146

第一節(jié) 急(傾)斜煤層開采概述……………………………………………………… 146

第二節(jié) 俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法……………………………………… 149

第三節(jié) 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法………………………………………………… 151

第四節(jié) 水平分段放頂煤采煤法……………………………………………………… 158

第五節(jié) 水平、圓弧過渡工作面綜采長壁放頂煤采煤法…………………………… 162

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 164

第九章 柱式體系采煤法…………………………………………………………………… 165

第一節(jié) 房式采煤法…………………………………………………………………… 165

第二節(jié) 房柱式采煤法………………………………………………………………… 169

第三節(jié) 房柱式與長壁工作面配合的采煤法………………………………………… 172

第四節(jié) 高度機(jī)械化的柱式體系采煤法評價和適用條件…………………………… 173

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 174

第十章 采煤方法的選擇和發(fā)展…………………………………………………………… 175

第一節(jié) 選擇采煤方法的原則和影響因素…………………………………………… 175

第二節(jié) 采煤方法的發(fā)展方向………………………………………………………… 177

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 178

第二編 準(zhǔn)備方式

第十一章 準(zhǔn)備方式的類型………………………………………………………………… 181

第一節(jié) 準(zhǔn)備方式的分類……………………………………………………………… 181

第二節(jié) 采區(qū)式準(zhǔn)備方式……………………………………………………………… 183

第三節(jié) 盤區(qū)式準(zhǔn)備方式……………………………………………………………… 189

第四節(jié) 帶區(qū)式準(zhǔn)備方式……………………………………………………………… 194

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 198

第十二章 準(zhǔn)備巷道布置和參數(shù)分析……………………………………………………… 199

第一節(jié) 采區(qū)上下山布置……………………………………………………………… 199

第二節(jié) 區(qū)段(分帶)集中巷和瓦斯抽放(采)巷布置………………………………… 203

第三節(jié) 采(盤)區(qū)參數(shù)及其對生產(chǎn)系統(tǒng)的要求……………………………………… 207

第四節(jié) 準(zhǔn)備方式的改革和發(fā)展……………………………………………………… 213

第五節(jié) 采區(qū)(帶區(qū)或盤區(qū))的設(shè)計程序和內(nèi)容……………………………………… 214

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 217

第十三章 采區(qū)車場………………………………………………………………………… 218

第一節(jié) 軌道線路設(shè)計基礎(chǔ)…………………………………………………………… 218

第二節(jié) 采區(qū)上部車場………………………………………………………………… 226

第三節(jié) 采區(qū)中部車場………………………………………………………………… 228

第四節(jié) 采區(qū)下部車場………………………………………………………………… 234

第五節(jié) 新型輔助運(yùn)輸方式和車場…………………………………………………… 243

第六節(jié) 采區(qū)硐室……………………………………………………………………… 252

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 257

第三編 井田開拓

第十四章 井田開拓的基本概念…………………………………………………………… 261

第一節(jié) 煤田劃分為井田……………………………………………………………… 261

第二節(jié) 礦井資源/儲量、設(shè)計生產(chǎn)能力和服務(wù)年限………………………………… 263

第三節(jié) 井田開拓的內(nèi)容和開拓方式分類…………………………………………… 273

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 274

第十五章 井田開拓方式…………………………………………………………………… 275

第一節(jié) 立井開拓……………………………………………………………………… 275

第二節(jié) 斜井開拓……………………………………………………………………… 280

第三節(jié) 平硐開拓……………………………………………………………………… 288

第四節(jié) 井筒(硐)形式的分析和應(yīng)用………………………………………………… 291

第五節(jié) 綜合開拓……………………………………………………………………… 294

第六節(jié) 多井筒(硐)分區(qū)域開拓……………………………………………………… 299

第七節(jié) 井筒(硐)位置………………………………………………………………… 302

第八節(jié) 井筒和工業(yè)場地保護(hù)煤柱的留設(shè)…………………………………………… 308

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 312

第十六章 井田開拓的基本問題…………………………………………………………… 313

第一節(jié) 開采水平劃分………………………………………………………………… 313

第二節(jié) 開采水平的大巷布置………………………………………………………… 320

第三節(jié) 井田開拓的特征、參數(shù)和發(fā)展……………………………………………… 334

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 336

第十七章 井底車場………………………………………………………………………… 337

第一節(jié) 井底車場的構(gòu)成……………………………………………………………… 337

第二節(jié) 井底車場的形式和選擇……………………………………………………… 341

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 351

第十八章 礦井的采掘接替、開拓延深和技術(shù)改造……………………………………… 352

第一節(jié) 礦井的采掘關(guān)系……………………………………………………………… 352

第二節(jié) 礦井的開拓延深……………………………………………………………… 358

第三節(jié) 礦井的技術(shù)改造和改擴(kuò)建…………………………………………………… 363

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 367

第十九章 礦井開采設(shè)計…………………………………………………………………… 368

第一節(jié) 礦井開采設(shè)計的程序和內(nèi)容………………………………………………… 368

第二節(jié) 礦井開采設(shè)計方法…………………………………………………………… 373

第三節(jié) 新建礦井開拓設(shè)計方案比較示例…………………………………………… 380

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 390