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本书以煤矿地下开采内容为主，兼顾非煤固体矿床开采和露天开采，系统阐述了以煤炭为主的固体矿床开采技术、工艺、理论和方法。概括了我国煤矿生产和建设中的最新成果、标准、经验及开采技术。煤矿地下开采内容包括采煤工艺、回采巷道布置、准备方式、井田开拓、矿井开采设计及特殊开采方法。非煤固体矿床开采内容包括矿床划分和开拓、采矿工艺和方法。露天开采内容包括采场要素、工艺系统、开拓运输、境界及生产能力。 本书主要用做煤炭普通高等院校采矿工程专业学生教材，也可供矿山企业、科研院所和设计部门从事固体矿床开采的工程技术人员参考。

本书为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,由中国矿业大学、中国矿业大学(北京)、山东科技大学、湖南科技大学、安徽理工大学、河南理工大学、西安科技大学、辽宁工程技术大学、太原理工大学、黑龙江科技大学等高校合作编写而成。

本书为采矿工程专业的主干课程教材,以煤矿井工开采内容为主编写。为适应教学内容和课程体系的划分,其中涉及的开采装备、矿山压力及其控制、采矿系统工程的内容直接引用相关研究结论,其详细内容不再编入本书而由相应的课程进行单独教学。为进一步反映国内外近年来采矿技术的发展现状,本教材力图向读者介绍一些先进成熟的技术成果;同时为拓宽专业方向和知识面,本教材亦编入了非煤固体矿床开采和露天开采的内容。

《采矿学》按120学时编写,其中煤矿井工开采的一般部分占80学时,煤矿特殊开采占20学时,非煤固体矿床开采占10学时,露天开采占10学时。各院校使用时,可根据教学大纲进行适当调整。

本教材是在采矿学教材(普通高等教育“十一五”国家级规划教材)的基础上编写而成的,作者衷心感谢前人对采矿工程专业主干课程教材建设做出的贡献。受作者水平和时间所限,本教材不足之处在所难免,恳请读者给予更多关注、批评、指正和帮助。

编 者

二○一三年十二月

前 言……………………………………………………………………………………… 编者

绪 论…………………………………………………………………………………………… 1

第一章 煤矿开采的基本概念………………………………………………………………… 7

第一节 煤田开发的概念………………………………………………………………… 7

第二节 井田的划分…………………………………………………………………… 10

第三节 矿井生产的概念和开采顺序………………………………………………… 13

第四节 采煤方法分类………………………………………………………………… 20

复习思考题……………………………………………………………………………… 25

第一编 采煤方法

第二章 长壁垮落采煤法的采煤工艺……………………………………………………… 29

第一节 采煤工艺类型………………………………………………………………… 29

第二节 滚筒采煤机工作面采煤工艺………………………………………………… 36

第三节 采场支护和采空区处理……………………………………………………… 41

第四节 薄煤层工作面机采工艺的特点……………………………………………… 51

第五节 煤层倾角加大后机采工艺的特点…………………………………………… 56

第六节 大采高一次采全厚综采工艺的特点………………………………………… 60

复习思考题……………………………………………………………………………… 61

第三章 长壁工作面的工艺参数、管理和设计……………………………………………… 62

第一节 采煤工作面的主要技术参数………………………………………………… 62

第二节 采煤工作面的循环作业……………………………………………………… 67

第三节 综采工作面的主要设备配套………………………………………………… 72

第四节 特殊条件下采煤的技术措施………………………………………………… 75

第五节 采煤工艺的选择、应用和发展………………………………………………… 86

第六节 采煤工艺的应用示例………………………………………………………… 88

复习思考题……………………………………………………………………………… 96

第四章 单一走向长壁采煤法……………………………………………………………… 97

第一节 采区巷道布置和生产系统…………………………………………………… 97

第二节 回采巷道布置分析…………………………………………………………… 100

复习思考题……………………………………………………………………………… 112

第五章 倾斜长壁采煤法…………………………………………………………………… 113

第一节 倾斜长壁采煤法的带区巷道布置和生产系统……………………………… 113

第二节 带区参数和巷道布置分析…………………………………………………… 114

第三节 倾斜长壁采煤法的工艺特点………………………………………………… 117

第四节 倾斜长壁采煤法的评价和适用条件………………………………………… 119

复习思考题……………………………………………………………………………… 119

第六章 厚煤层倾斜分层长壁下行垮落采煤法…………………………………………… 120

第一节 分层分采的采区巷道布置和生产系统……………………………………… 120

第二节 倾斜分层下行垮落采煤法的工艺特点和应用……………………………… 123

复习思考题……………………………………………………………………………… 125

第七章 长壁放顶煤采煤法………………………………………………………………… 127

第一节 放顶煤采煤法的分类………………………………………………………… 127

第二节 长壁综放工作面的顶煤冒放性、放出规律和矿压显现规律……………… 132

第三节 长壁放顶煤工作面的工艺参数和工艺过程………………………………… 136

第四节 放顶煤采煤法的评价和适用条件…………………………………………… 143

复习思考题……………………………………………………………………………… 145

第八章 急(倾)斜煤层采煤法……………………………………………………………… 146

第一节 急(倾)斜煤层开采概述……………………………………………………… 146

第二节 俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法……………………………………… 149

第三节 伪倾斜柔性掩护支架采煤法………………………………………………… 151

第四节 水平分段放顶煤采煤法……………………………………………………… 158

第五节 水平、圆弧过渡工作面综采长壁放顶煤采煤法…………………………… 162

复习思考题……………………………………………………………………………… 164

第九章 柱式体系采煤法…………………………………………………………………… 165

第一节 房式采煤法…………………………………………………………………… 165

第二节 房柱式采煤法………………………………………………………………… 169

第三节 房柱式与长壁工作面配合的采煤法………………………………………… 172

第四节 高度机械化的柱式体系采煤法评价和适用条件…………………………… 173

复习思考题……………………………………………………………………………… 174

第十章 采煤方法的选择和发展…………………………………………………………… 175

第一节 选择采煤方法的原则和影响因素…………………………………………… 175

第二节 采煤方法的发展方向………………………………………………………… 177

复习思考题……………………………………………………………………………… 178

第二编 准备方式

第十一章 准备方式的类型………………………………………………………………… 181

第一节 准备方式的分类……………………………………………………………… 181

第二节 采区式准备方式……………………………………………………………… 183

第三节 盘区式准备方式……………………………………………………………… 189

第四节 带区式准备方式……………………………………………………………… 194

复习思考题……………………………………………………………………………… 198

第十二章 准备巷道布置和参数分析……………………………………………………… 199

第一节 采区上下山布置……………………………………………………………… 199

第二节 区段(分带)集中巷和瓦斯抽放(采)巷布置………………………………… 203

第三节 采(盘)区参数及其对生产系统的要求……………………………………… 207

第四节 准备方式的改革和发展……………………………………………………… 213

第五节 采区(带区或盘区)的设计程序和内容……………………………………… 214

复习思考题……………………………………………………………………………… 217

第十三章 采区车场………………………………………………………………………… 218

第一节 轨道线路设计基础…………………………………………………………… 218

第二节 采区上部车场………………………………………………………………… 226

第三节 采区中部车场………………………………………………………………… 228

第四节 采区下部车场………………………………………………………………… 234

第五节 新型辅助运输方式和车场…………………………………………………… 243

第六节 采区硐室……………………………………………………………………… 252

复习思考题……………………………………………………………………………… 257

第三编 井田开拓

第十四章 井田开拓的基本概念…………………………………………………………… 261

第一节 煤田划分为井田……………………………………………………………… 261

第二节 矿井资源/储量、设计生产能力和服务年限………………………………… 263

第三节 井田开拓的内容和开拓方式分类…………………………………………… 273

复习思考题……………………………………………………………………………… 274

第十五章 井田开拓方式…………………………………………………………………… 275

第一节 立井开拓……………………………………………………………………… 275

第二节 斜井开拓……………………………………………………………………… 280

第三节 平硐开拓……………………………………………………………………… 288

第四节 井筒(硐)形式的分析和应用………………………………………………… 291

第五节 综合开拓……………………………………………………………………… 294

第六节 多井筒(硐)分区域开拓……………………………………………………… 299

第七节 井筒(硐)位置………………………………………………………………… 302

第八节 井筒和工业场地保护煤柱的留设…………………………………………… 308

复习思考题……………………………………………………………………………… 312

第十六章 井田开拓的基本问题…………………………………………………………… 313

第一节 开采水平划分………………………………………………………………… 313

第二节 开采水平的大巷布置………………………………………………………… 320

第三节 井田开拓的特征、参数和发展……………………………………………… 334

复习思考题……………………………………………………………………………… 336

第十七章 井底车场………………………………………………………………………… 337

第一节 井底车场的构成……………………………………………………………… 337

第二节 井底车场的形式和选择……………………………………………………… 341

复习思考题……………………………………………………………………………… 351

第十八章 矿井的采掘接替、开拓延深和技术改造……………………………………… 352

第一节 矿井的采掘关系……………………………………………………………… 352

第二节 矿井的开拓延深……………………………………………………………… 358

第三节 矿井的技术改造和改扩建…………………………………………………… 363

复习思考题……………………………………………………………………………… 367

第十九章 矿井开采设计…………………………………………………………………… 368

第一节 矿井开采设计的程序和内容………………………………………………… 368

第二节 矿井开采设计方法…………………………………………………………… 373

第三节 新建矿井开拓设计方案比较示例…………………………………………… 380

复习思考题……………………………………………………………………………… 390