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第3章 矿井系统与工程设计
两节内容
3.1 矿井开拓与井巷布置
3.2 矿井生产与采选方法
3.1 矿井开拓与井巷布置
两目内容，每年分值1-2分，单选题为主。
3.1.1 矿井开拓方式与通风方式考点一、矿井的开拓方式
矿井开拓方式是矿井井筒形式、开采水平数目、运输大巷布置方式总称。
矿井开拓的主要内容包括：6点，了解即可
矿井开拓方式按井筒形式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓等四类；
按开采水平数目可分为单水平开拓和多水平开拓两类；按运输大巷布置方式可分为上山式、下山式及上下山混
合式三类
1）立井开拓方式
立井开拓是指主、副井均为立井，主要开拓方式。根据矿层斜长或垂高、矿层倾角、开采层数目及层距离等条
件不同，立井开拓可分为单水平开拓和多水平开拓两类
（1）立井单水平开拓：一般适用于矿层倾角小于12°，地质构造简单，矿层埋藏较深的矿井。
（2）立井多水平开拓： 当井田内矿层垂直方向范围大时，可采用两个或多个水平来开采整个井田，能较合理
的兼顾浅部和深部的开采。
立井开拓的适应性强，一般对冲积层厚、水文地质条件复杂的矿井，多水平开采急斜以及煤层赋存深的矿井，
一般应采用立井开拓。
2）斜井开拓方式
斜井开拓是指主副井筒均采用斜井的井田开拓方式。按斜井与井田内划分方式的不同，分为集中斜井和片盘斜
井两大类采用斜井开拓时，一般开掘的井筒数目较多。新建矿井一般在井田走向中部开凿一对斜井作为主井和副井，新
建特大型或大型矿井，根据需要可以开掘两个副斜井。
斜井井筒的倾角由井巷布置和提升设备的要求确定，如采用普通胶带运输斜井倾角一般不超过16°。
斜井井筒的方向根据矿井地形、矿层赋存状况等有沿层、穿层和反斜三类。在井田内矿层赋存不深、表土层无
流沙层、水文地质条件简单、开采缓倾斜和中倾斜矿层条件下，采用斜井开拓具有较好的技术经济效果。
3）平硐开拓方式
根据平硐与矿层走向的相对位置不同，分为垂直走向平硐开拓、走向平硐开拓。
为排水方便，平硐必须有3‰～5‰的流水坡度。
4）综合开拓方式
指采用立井、斜井、平硐等任何两种或以上的开拓方式
综合开拓可分为斜井-立井、平硐-立井、平硐-斜井三种基本类型。
主斜井-副立井是大型矿井比较理想的开拓方式，可用于开拓赋存不深、近水平矿层的矿井，或井田斜长大、下部矿层深的矿井。
主立井-副斜井开拓方式简单、经济，只适用于井田斜长不大，能以一个水平开采的小型矿井。
考点二、矿井通风方式
矿井通风系统是通风方式、通风方法和通风网络的总称。
矿井通风方式根据入排风井布置方式可分为中央式、对角式、混合式、分区式。
矿井通风方法按主要通风机的安装位置不同分为抽出式、压入式及混合式三种。
通风网络是风流在矿井中分岔、汇合的路线结构形式，串联、并联和角联是通风网络中各分支的基本联接形
式。
1）矿井生产的通风方式
根据井筒的布置方法不同，矿井生产期间的通风方式有：中央式、对角式、混合式和分区域通风。
（1）中央式通风： 入风井和排风井均布置在矿体（井田）的中央，根据入排风井沿倾斜方向相对位置不同，
又分为中央并列式和中央边界式（中央分列式）。
中央并列式通风通风构筑物集中，减少风井施工的工作量，系统形成快；但风路长度、风压或风阻随工作面位
置变化大，易漏风。
工业广场不设风井的中央并列式，适用于建井初期、小型矿井或风量要求不高的矿井；设有风井的中央并列式
通风可以满足大型矿井的风流要求。
中央边界式排风井布置在井田上部边界走向中部，其优缺点及适用条件介于中央并列式和对角式之间，适于井
田走向长度较大、煤层赋存不深、倾角不大的矿井。
（2）对角式通风： 入排风分别位于井田的两翼。
入风井位于井田中央，排风井位于井田两翼（沿倾斜方向的浅部），称为两翼对角式。
入排风井分别位于井田的两翼称为单翼对角式。
入风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个不深的小排风井，无总回风巷，称为分区对角式。
两翼对角式通风的风路长度、风压或风阻变化小，漏风量少，通风系统简单、可靠；
但一般排风井数目较多，占用通风设备多，形成通风系统的工程量较大，时间较长，工业场地分散。
多用于通风要求很严格的矿井，如有害气体涌出量大，矿体（煤层）易自燃的矿井，有害气体有突出危险的矿井；还用于井田或矿体面积大的矿井，特别是井田或矿体走向长度大的矿井。
（3）混合式通风：指通风方式由以上多种方式混合。入排风井的数量较多，系统复杂，通风能力大，布置灵
活。
（4）区域通风： 在井田的每一个生产区域开凿入排风井，分别构成独立的通风系统。
优点：互不影响，便于风量调节；安全出口多，抗灾能力强；进回风路线短，通风阻力小。
缺点：风井和通风机数量较多，场地分散，管理复杂。
适于井田走向长、产量大、需要风量大，有瓦斯突出的矿井可采用这种通风方式。
2）井巷施工通风方式
井巷施工时的通风方式可分为压入式、抽出式、混合式三种，其中以混合式通风效果最佳。
3）其他通风方式
按风流动力来源不同，可分为自然通风和机械通风两种。
根据其安装位置和服务范围分主要通风机、局部通风机和辅助通风机。辅助通风机：指为解决矿井通风系统某
一分区通风阻力过大，主要通风机不能供给足够风量而安设的通风机。
习题演练
在平硐开拓方式中，为排水方便，平硐必须有（ ）的流水坡度。
A.2‰～4‰
B.2‰～5‰
C.3‰～4‰
D.3‰～5‰
答案：D
解析： 地下涌水由各采区巷道流入平硐水沟中，自行流出地面。为排水方便，平硐必须有3‰～5‰的流水坡
度。
