【采矿课件】09近水平及采区车场.doc

第九章 近水平煤层准备方式的选择 因倾角小，布置方式与缓斜、倾斜有差异9.1 倾斜长壁采煤系统的巷道布置一、条带式布置有关参数前面已经讲过，不重复，看书，重点是学习看图。1、单一煤层的布置（图6-1）可以有单工作面布置，也可以有双工作面布置。1）、掘进准备：两条大巷可以在同一标高，可以在不同标高，回风巷高一些。2）、生产系统2、单一厚煤层的布置有集中巷，叫集中斜巷。（由局部到整体）图6-2。1）、准备过程2）、生产系统。3、多煤层联合布置（黑皮采煤学）（图6-2加）1）、掘进准备2）、生产系统二、条带式布置的特点1、优点：取消了采区（盘区）上、下山巷道，工作长度稳定，基本不变。掘进工程量少，生产系统简单。2、注意问题：工作面回采巷道不是平巷，是沿煤层的倾斜巷道。由于巷道长度可能很长，用绞车提升运料较困难，多采用单轨吊车、齿轨和卡轨车。3、关于仰斜开采和俯斜开采1）、仰斜开采：工作面压力小，有利于排水，煤壁受压，易破煤，装煤效果好。但煤壁易片帮，瓦斯易积累。所以，当煤质较硬，顶板淋水较大时，可多采用。图6-3、6-5、6-6、6-7。2）、俯斜开采：与仰斜相对应，当煤层厚度大，煤质松软或瓦斯较大时采用。图6-3、6-5、6-63）、当开采倾角很小时，顶板较好，可采用仰、俯结合的形式，即大巷上方用俯斜，大巷下方用仰斜。4、关于单面和对拉工作面走向长壁有下行风、向上运输等问题。倾斜长壁没有，因此，优先考虑对拉面。5、无煤柱开采，同走向长壁时相同；6、进回风大巷不在一起时的条带开采1）、沿空留巷；（图6-4a）2）、保留煤柱。（图6-4b）7、适用条件：1）、12。2）、采取一定措施后，=1217。3）、瓦斯、水较小；4）、斜交断层区域；当倾角较大时，开采时，需要一定的措施。三、带区式布置（书上13.4）1、布置形式 图11-15。1）、准备；2）、生产系统；2、布置特点：煤巷多，以煤巷换立眼、运料斜巷。3、条带数：大于46个，可以达到1012个（3000m以内）。4、发展前景：近水平煤层多采用。书上介绍的少，是一种新方式，可多采用。（图11-16一个实际应用例子）四、条带式与带区式布置的比较1、系统（相当于走向长壁的单面上山采区）2、工程量（煤巷换岩巷）3、选择（经济比较）9.2 盘区式布置（书上13.3）一、上（下）山盘区1、单层准备盘区上下山沿煤层布置（薄及中厚煤层），上下山间距1520m，两侧各2030m煤柱。对于厚煤层，上山可能在底板岩石中。如果大巷在煤层中，则与图4-1极相似。如果在岩石中，则与图11-10中，去掉顶煤层后相似。2、上（下）山盘区集中上（下）山联合布置图1110。1）、错误：图中错误：7与2，2上7下；剖面缺20；缺回风巷辅巷标，注22；8在22之上；16标的地方不对；16与4的接口，在剖面上没有。无23。2）、准备3）、生产系统4）、其它：可用对拉面、电机车进区段集中巷。二、石门盘区集中平巷联合准备1）、准备（图11-11）2）、生产系统。三、上山盘区与石门盘区的选择石门盘区比上山盘区优越，有条件尽可能选用。6。1、优点：1）、上山的运输变成水平运输，给使用电机车创造了条件，甚至可以使电机车进入岩石集中巷道；图11-13。简化了系统，减少了环节，运输不受长度限制，能力较大；2）、有盘区石门时，有留煤眼和区段煤仓，对煤流的缓冲作用很大，有利于煤炭的运输工作；3）、岩石巷道维护工作量小，费用低，可以进行无煤柱开采，减少煤炭损失。2、 缺点：沿巷掘进工程量大，掘进速度慢，倾角大时，上部的联络巷工程量会增加很大。图11-14，就是针对倾角较大时采用石门与上山混合方式，使上部的联系巷道缩短。第十章 采区车场的形式及选择以及其它简介：采区车场：采区上（下）山与区段平巷（或区段集中平巷）、阶段大巷与上（下）山的连接处的一组巷道和硐室称采区车场。重要作用：转载、过渡、改变运输方式的转换。车场组成：甩车道、存车线、联络道、硐室（煤仓、绞车房、变电所等）。根据在采区内不同的位置分为上、中、下三种车场。图14-1。10.1 上部车场（书上14.2）上部车场：采区上山与回风大巷或回风石门、工作面回风平巷联系的一组巷道，根据联系方式不同，可分为平车场、甩车场、转盘车场。一、平车场图5-1、11-4的上部车场都是。根据矿车运行是否改变方向，分为顺向和逆向平车场两种。图14-13。图14-17为双轨平车场。1、顺向平车场单轨：过卷距离，一般1015m；=n+；n：一钩矿车数；：矿车长；：富裕长度，2m。双轨：=n+；：对称道岔长。（单开道岔长） 2、逆向平车场=n+；：单开道岔长度。：安装防跑器，可取2m。图14-18（图14-13已经画出）二、转盘车场图14-15，采用较少。三、甩车场图4-1就是。图14-14。特点：调车容易，方便，能力大，但绞车房在回风水平之上，回风有下行，若是第一水平，可能在风化带内（或上水平采空区）。10.2 采区中部车场形式及选择采区中部车场一般情况下都是甩车场，当轨道上山为无极绳运输时，采用平车场。甩车场有多种形式：按提升方式可分为双钩提升和单钩提升（单道、双道）；按甩车方向，有单向甩车和双向甩车两种；按甩入地点为绕道、石门、平巷式。一、绕道式在单一薄及中厚煤层中，上山布置在煤层中，为避免轨道平巷与运输上山直接相交，采用绕道式。可分为单向（双钩）（图14-19）和双向（单钩）（图14-20）。二、石门式图14-21三、平巷式同上部车场形式，直接甩入平巷。10.3 采区下部车场形式及选择包括装车站、材料车场。装车站有大巷、石门、绕道式，材料车场有顶板绕道、底板绕道式。一、大巷装车大巷装车站分为通过式和尽头式。在井田边界的采区用尽头式，其他用通过式。图14-26。大巷装车站的长度：1、通过式2、尽头式式中，车场线路长度；空车存车长度，5；机车长度；一列车矿车数；每一个矿车长度；35制动、安全距离，m；重车线存车长度，；煤仓溜煤闸门至渡线道岔长度，渡线道岔长度；单开道岔长度；二、石门装车当采区石门较长时，可以采用石门式装车站。若只有一个装车点，用尽头式；多个装车点，用通过式，线路布置见图14-33。装车站的长度：1、尽头式（图14-33a） 2、若有两个装车点，用图14-33b的形式， 三、绕道装车为不影响大巷的车辆行驶，或采区车场的形式需要环形式，则将装车站布置在绕道中，一般就一个装车点。10.4 采区硐室主要包括采区煤仓、采区绞车房、采区变电所。一、采区煤仓分为井巷式和机械式，井巷式多用。1、井巷式1）、形式：垂直式、倾斜式，图14-37。我国多用垂直式（）。垂直式分为自由降落式、中心螺旋溜槽式、周边螺旋溜槽式。2）、参数：断面为圆形，直径25m，高（长）2030m，D：=1：3.5。主要考虑煤仓的大小和有效容积，图14-36。倾斜式，图14-61， B、h大于2m，长2030m。3）、煤仓容量与采区生产能力、装车站通过能力、大巷运输能力有关。一般50吨500吨。见表14-10，也可计算，式14-63、14-64、14-65。新规范：上（下）山运输设备小时能力的一半。2、机械式水平煤仓有列车式、运输机与巷道结合而成的底部移动式、给煤机与钢制框架形成的静储式、运输机或装煤机与巷道组合成巷道式等等。图14-39、14-40、14-41、14-42、14-43、14-44。（按照图的内容进行讲解）。二、采区绞车房1、位置：固岩稳定、无淋水、矿压小、易维护的地点。绞车房应与相邻的巷道应有不小于10m的岩柱。2、绞车房的通道两个，前面有钢丝绳道，后面或侧面，有风道。3、尺寸，图14-45，表1411，高度34.5m。4、断面及支护：半圆拱形，铝喷，混凝土砌筑。三、采区变电所1）、位置：选择在维护条件好的地点，在采区用电负荷中心，上山附近。2）、形式： 3）、尺寸：与设备数、设备尺寸、设备间距有关。一般宽3.6m，高2.53.5m。4）、支护：不可燃材料，尽量采用喷支护。10.5 新型辅助运输方式传统的方法采用绞车或多段提升，顺槽地段有起伏用小绞车，或人抵、肩扛手段。目前，由于科学技术的发展，机械设备吨位越来越大，传统方法已不适应，应采用新型辅助运输设备及运输方式。一、单轨吊车1、基本特征特殊的工字钢为轨道，设在巷道顶板支护材料上，单轨吊车轨卡在轨上，驱动车体。同时，还有承载、制动装置，见图14-46、14-47（单轨吊车轨道的联接方式）。1）、对巷道的要求：底板可以起伏，可连续运输，爬坡能力强，对巷道断面大小、支护稳定性、支架有严格要求。2）、轨道悬吊：（1）、直接悬吊于巷道支架顶梁上。（2）、在两架棚子之间设纵梁作为悬吊梁。（3）、料石砌璇巷道，应该预埋悬吊横梁。（4）、在巷道顶板上打锚杆悬吊。要求锚杆锚固力不小于150kN3）、牵引动力：钢丝绳绞车，柴油机车，蓄电池机车三种。（1）、钢丝绳绞车：坡度小于1825，运距10002000m，载重69吨。采用组合梁时，载重1214吨，主要用在采区上下山中。（2）、柴油机车牵引：坡度小于38，距离不受限制，但有废气、噪音问题。（3）蓄电池机车牵引：需充电，自重大，坡度38，无距离要求。2、轨道与单轨吊转载1）、大巷用单轨吊，不用转载。采区下部可设一简易车场。2）、大巷用普通轨道（地轨），采用图14-49、14-50的方式。3、单轨吊运行所需断面断面较大，在转载处更大1）、仅有辅助运输设备的轨道运输巷，巷道最小高度H,图14-51，H式中，吊轨顶面至巷道棚梁吊挂点的距离，约300吊轨轨高，1140E型轨轨高155；单轨吊车本身高度，一般11001300；运输物件底或单轨吊车底至巷道底面的安全高度，一般斜巷时取400500，平巷时取200300。 当需要运送综采支架时：H由于重载运输所需复合梁的 高度，一般取200；液压支架最小高度。另外需要有富裕量，在巷道服务期间，巷道有变形、下沉。3）、巷道有其它运输设备时，为充分利用空间，让单轨吊在运输机之上，图14-51c，H单轨吊底距运输机顶间安全距离，400mm；运输机高度；4）、宽度：由于运行时摆动，宽度较大。，为巷道在高度为1.8米处的宽度；巷道一侧不行人时机车与巷道支架的距离，锚喷砌璇为350mm，混凝土和金属支架为450mm。列车装货时的最大宽度；行人一侧机车距巷道支架的距离，950mm。两列车安全距离，500mm。当巷道有其它运输设备时，宽度按图14-51c、14-51d取值。单轨吊载重量受到限制，要求支架弦度大。英国在70年代开始不用单轨吊。用地轨车（普通的、特殊的：长轨车、齿轨车）二、卡轨车1、基本特征：除了行走的垂直轮外，在车架两侧下部装有防止车轮脱轨的平水滑轮，卡在槽钢轨道的槽内或普通轨道的轨腰处。图14-52。1）、优点：（1）、安全可靠，弯道半径小；（2）、巷道交叉点工程量小，机械化程度高。（3）、不受巷道支护条件的影响，不增加巷道支架负载，承重量大（为单轨吊三倍）；（4）、钢丝绳牵引爬坡能力强，达45。2）、要求：巷道无较大的底鼓。3）、缺点：检修和维护工作量大。4）、牵引动力：钢丝绳和柴油机钢丝绳运用于弯道少的单点重载运输，如采区上下山。5）、轨道：槽钢，标准长度1m、3m、6m、，用连接销联接，弯道用法兰盘。6）、道床：由锚杆将轨道与底板固定，不需碎石。7）、轨距：最大900，最小353。图14-53。2、车场及转载点的布置特点：由于无转载环节，简单，可进行多点直达运输。1）、下部车场内设一条供调度牵引的复线。2）、中、上部车场设一个单开道岔及曲线弯道即可进入区段巷。图14-57、14-54、14-55。3）、钢绳牵引属无极牵引，下部车场有绞车房，绞车房较小。4）、若大巷用普通机车，而上山用卡轨车时，需设置转载站。图14-55，有材料换装站，图14-56，重量小于6吨时，用吊车；大的用气动牵引装置平移。三、齿轨机车1、基本特征：普通钢轨中间加装一根顺长的牙条作为齿轨。机车上有一、二套驱动齿轮，可在的坡上运行。对轨道要求高，机车自重大，造价是一般机车的2倍多。当，轨道可用普通轨，不用齿轨。当，铺设齿轮，齿条有3cm厚45#碳钢。当时，需设护轨在齿轨两侧，以防掉道。通常采用金属轨枕，并用锚杆将轨枕锚在底板上。图14-59。1、车场的布置特点类似自牵引卡轨车形式，下部车场设一段长约20m的调车储车线，上山、区段巷都可直接进入。2、 断面：与传统运输设备要求相同。四、无轨胶轮运输车和轨道胶套轮机车1、 基本特征1）、无轨胶轮车又称自行矿车。重载，空载。柴油机、蓄电池做动力，效率高，费用低，但断面大。图14-60，宽度大于5m，无车场和有关硐室。2）、轨道胶套轮机车，是在机车钢轮上套上胶质套圈，无需改装普通轨，用蓄电池作动力。无轨胶轮车是比较好的掘进运输设备。2、 断面无轨车速一般530，车身较长，有时还需和拖车铰接，由于无轨限制，与两帮距离间隙应大，行人一侧留12m，另一侧0.5m，两辆车间0.5m，采区巷道可适当缩小，人行道一侧0.81.0m，另一侧0.30.5m；弯道处，。机车转弯外半径，机车转弯内半径。五、选择与应用1、 设备：目前，国产设备如表14-12（可查有关资料）。按空间分：架空式、落地式；按牵引方式分：机车牵引、钢丝绳绞车牵引；按牵引动力：液压马达，内燃机，电动机；按运行方式：有轨、无轨。2、 选择：底鼓：用单轨吊；重载，用落地式；钢丝绳牵引：多用于采区上下山；柴油机车：多用于多点直达运输，倾角较小。当赋存浅，采用斜井或平硐开拓的矿井，可考虑井上、下一条龙无轨运输方式。单轨吊和长轨车，适应性较强。齿轨车用于倾角变化较小，需重载运输的大型矿井。胶套轮机车，用于采区巷道准备时的辅助运输，瓦斯小、涌水量小的矿井。10.6采区参数（书上13.3）一、采区倾斜长度影响因素1、在讲课中的4.2中（书上是18.1中），合理水平垂高的确定就需考虑阶段斜长，所涉及的内容就是采区倾斜长度（区段数目、区段斜长辅助运输问题）。2、区段斜长、区段数目（35个）。二、采区走向长度需要合理，短了不好，太长同样不会有较好的经济效果。考虑以下因素：1、地质因素：主要是地质构造问题。如断层、褶曲、倾角和煤厚急剧变化带为界。当顶底板条件好，自燃性小，可长一些，否则可短。太短时，可考虑单翼采区。2、技术因素：区段巷道的运输、掘进、供电限制了长度1）、刮板运输机：8001000m，一翼需35台串联。2）、胶带：10002000m，一翼一台足矣！3）、单巷掘进：一翼1000m（而实际最高可达3000m）4）、供电：660v，一翼700m；有移动变电站时，一翼1000m以上。3、 经济因素与水平高度确定相类似，同样存在随长度增加而减少或增加的费用。1）、随长度增加而减少的费用：采区工程掘进费，机电设备安装费。2）、随长度增加而增加的费用：区段平巷维护费、煤炭运输费。3）、随长度变化而不变的费用：区段平巷掘进费。4、根据以上各种因素的影响，考虑我国生产管理水平及将来发展的状况，走向长度按下述情况确定：1）、双翼采区，综采2000m；普采10001500m；2）、单翼采区，综采1000m；普采600800m；3）、跨上山采区，综采1200m；而对于倾斜长壁，推进长度10001500m（盘区上山长在1500m以内）。当采用新型设备时，可达到3000m。三、采区生产能力与工作面数及单产有关1、工作面单产 年推进长度，后面，讲义中11.2中有。2、生产面数及采区出煤能力1）、采区出煤能力：掘进出煤系数，可取1.1左右（一般1.051.06)。工作面之间的影响系数：，；，；，；2）、面