第十章 准备巷道布置及参数分析1.ppt

煤矿开采学CoalMiningScience 下篇 准备方式和采煤方法 系统 2 2020 2 4 2 本篇目录 第九章采区准备方式和走向长壁采煤方法 含课本7 2 8 5 第十章采区巷道布置分析及采区参数选择 课本11 1 第十二章盘区准备方式和采煤方法第十三章带区准备方式和倾斜长壁采煤方法 含课本7 3 8 5 第十四章急倾斜煤层准备方式和采煤方法 课本14 15 第十五章放顶煤采煤方法 课本8 4 扩充 第十六章柱式采煤方法 课本7 4 扩充 第十七章采煤方法的选择 补充 3 第十章采区巷道布置分析及采区参数选择 引言采区巷道有哪些 巷道布置 巷道布置的参数有哪些 概念 巷道在空间上的位置关系 如距离 倾角 方位角 层位等 和时间上的先后布置顺序 参数 数目 距离 倾角 形式 准备巷道布置 上下山 采 盘 区石门 区段集中平巷 采区车场 回采巷道布置 描述采区特征的参数有哪些 4 第十章准备巷道布置及参数分析 第一节采区上山布置第二节区段平巷布置及回采工作面布置第二节区段集中平巷的布置及层间联系方式第四节采区车场和硐室第五节采区参数 5 第一节采区上山布置 一 概述二 上山数目三 上山位置四 上山布置类型五 上山运输 6 第一节采区上山布置 一 概述采区上山概念 采区范围内联系矿井开拓巷道和回采巷道的主要倾斜巷道 为采区运煤 通风 辅助运输 行人 排水等提供通道 分类运输上山 轨道上山 专用通风上山 其它专用上山 岩石上山 煤层上山 穿层上山 中央上山 边界上山 单层上山 联合上山 也称为集中上山 7 二 采区上山数目1 采区上山至少两条运输上山 运煤 回风 轨道上山 辅运 进风 第一节采区上山布置 8 二 采区上山数目2 增加上山数目的条件煤层群和分层开采采用联合布置的采区 必须设置一条专用回风巷 高瓦斯矿井 突出危险矿井 易自燃煤层的采区 必须设置至少一条专用回风巷 生产能力大 瓦斯涌出量大采区 下山采区 常出现上 下区段同采的采区 运上 轨上 均布置于底板岩层中 需探明煤层情况 提前掘进煤层内的采区上山 第一节采区上山布置 9 第一节采区上山布置 三 上山位置 一 上山的层位和倾角岩层 煤层 穿层 二 走向上的位置边界上山 中央上山 三 上山间的相对位置水平间距 高差 10 第一节采区上山布置 一 上山层位单一布置岩层中 煤层中 煤层群联合布置煤组上部 中部或下部 岩层中 煤层中 11 1煤层上山1 煤层上山特点掘进速度快 费用低 联络巷道工程量少 生产系统简单 超前探煤 受采动影响较大 需留煤柱保护 上山围岩是煤和软岩 维护条件较差 上山与平巷的层面交叉 多开绕道工程 第一节采区上山布置 一 上山层位 12 上山2顶底板移近速度曲线图 1327 1326 13 2 改善煤层上山维护状况的技术措施避免两侧采面同时接近上山 煤柱越宽 采动影响越小 一般薄及中厚煤层上山一侧留20 30m煤柱 厚煤层留30 40m煤柱 采用可缩性金属支架或锚网支护 第一节采区上山布置 一 上山层位 14 3 煤层上山适用条件单一薄及中厚煤层采区 服务年限短 开采两个分层的单一厚煤层采区 煤及围岩稳定 煤层群联合布置采区 下部有维护条件较好的薄及中厚煤层 服务时间短的专用通风或运煤上山 第一节采区上山布置 一 上山层位 15 2岩石上山1 岩石上山布置岩性要求 布置于煤层底板稳定的岩层中 避免构造破坏 层间距要求 h 距煤层10 20m 第一节采区上山布置 一 上山层位 16 2 岩石上山特点巷道维护费用低 不受煤层倾角影响 可定向按坡度取直掘进 能合理处理上山与平巷的相交工程 绕道工程量小 煤损少 煤柱尺寸小 跨上山开采 生产系统可靠 通风条件好 易封闭采空区 对防治自然发火有利 巷道掘进困难 岩石工程量大 联络巷工程量大 第一节采区上山布置 17 3 岩石上山适用条件煤层底板岩层较稳定 无承压水 单一厚煤层 3个分层 或近距煤层群联合布置 采区服务年限 3a以上 第一节采区上山布置 18 3 上山倾角及穿层上山一般与煤层倾角一致 当煤层倾角有变化时 力求使上山保持固定坡度 为满足运输要求 岩石上山可穿层布置当15 20 时 运上 调为15 胶带机 20 30 时 运上 调为30 煤自溜 第一节采区上山布置 一 上山层位 19 一 上山层位联合布置采区 一般将上 下 山布置于底板岩层或下部稳定的煤层中 主要原因 能适应煤层下行开采顺序 提高采出率 煤损少 采区生产系统可靠 易维护 第一节采区上山布置 20 一 上山层位特殊条件下 将上山置于煤层群的中部或上部 可能原因 下部煤层底板接近富含水层 或底板岩石松软 且很厚 不易维护 单独设置的为分组煤层服务的专用上山 第一节采区上山布置 21 二 上山沿采区走向的位置一组上山 边界上山 上山布置在采区走向的边界 单翼采区 中央上山 上山布置在采区中部 双翼采区 多组上山 除在中部设置一组上山外 在采区边界再设置1 2条边界上山 用途 1 区段采用Z型或Y型通风方式时 采区边界需设一条回风上山 2 当工作面采用往复式开采时 一般要求采区一翼掘两条上山 3 当采用跨上山开采时 通常需要在采区一翼形成生产系统 跨采采区 第一节采区上山布置 22 第一节采区上山布置 双翼采区 单翼采区 跨多上山采区 二 上山沿采区走向的位置 23 三 上山间的相对位置1 上山间的水平距离两岩上山 20 25m三岩上山 10 15m双煤上山 20 25m过大 联巷长度变大 工程量大 费用高 过小 不利于巷道安全 不便于采区硐室和中部车场的布置 第一节采区上山布置 24 三 上山间的相对位置2 上山间的垂直距离同一层位 不同层位 轨上高3 5m 便于运输 运上高3 5m 便于流水 运上沿底板 轨上沿顶板 便于处理同一煤层中区段平巷与上山的交叉关系 第一节采区上山布置 25 第一节采区上山布置 三 上山间的相对位置 上山布置在同一层位 26 第一节采区上山布置 四 采区上山布置类型1 双煤上山布置特点双上山置于薄及中厚稳定煤层中 走向间距20 25m 两侧煤柱30m左右 适用单一薄及中厚煤层 单一厚煤层 稳定 整层开采 27 四 采区上山布置类型2 一煤一岩上山布置特点轨上沿煤层顶板布置 运上沿底板岩层布置 错距 运上距煤层10 12m运上 轨上走向距20m 适用A小 服务年限短 煤层赋存复杂的采区 第一节采区上山布置 1 28 四 采区上山布置类型3 双岩上山布置特点两条上山置于底板岩层中轨上距煤层8 10m运上距煤层12 14m走向间距 20 25m适用开采单一厚煤层采区 第一节采区上山布置 29 四 采区上山布置类型4 两岩一煤上山布置特点走向间距 1 3和3 210 15m层位上 1距煤层8 10m 2距煤层12 14m 3 沿煤顶掘进顺序 3先掘 超前勘探 为1和2取直定向 3用于通风行人 适用开采煤层数目多 厚度大 储量丰富的采区 瓦斯高 水大的采区 第一节采区上山布置 30 四 采区上山布置类型5 三岩上山布置特点三岩上山均置于底板岩层中 走向间距 10 15m层位上 1和3同层位2低2 4m适用煤层多 储量丰富 瓦斯大的采区 煤层群 下层煤不稳定或厚度大 第一节采区上山布置 31 四 采区上山布置类型6 三煤上山布置特点三岩上山均置于煤层中 走向间距 10 15m层位上 1和2下层煤3上层煤适用煤层群 下层为稳定性好的薄及中厚煤层 稳定的厚煤层开采 需要专用回风巷时 第一节采区上山布置 32 五 采区上 下 山运输1 任务采区上 下 山担负采区的煤 矸 物料等运输任务 也作为通风 行人 敷设管线的通道 2 运煤上山主要任务 运煤 视上 下 山倾角和产量 选运输设备 1 上山设备能力 大于同时生产的工作面产量之和 机采 按采面设备能力计算 炮采 Q 采区日产量 1 5 n 每日生产班数 5 6 t h 第一节采区上山布置 33 2 近水平 缓倾和倾斜煤层运输上山中的运输设备 1 胶带输送机吊挂式落地式 第一节采区上山布置 34 第一节采区上山布置 胶带输送机特点及使用条件能力大 运输可靠 费用低 350 2500t h运距长 一般一部胶带输送机运距可达300 500m 功率大的可达1000m 适用 上山 向下运煤 6 下山 向上运煤 8 新型胶带机 适于 25 左右 胶带运输及运输能力 35 2 自溜运输松散煤炭的自然安息角 35 煤层或上山倾角 3 时 均采用自溜 对2 的煤层 将上山置于底板岩层中 增大上山角度 30 3 实现自溜 搪瓷溜槽 可自溜 考虑磨损后摩擦系数增大 30 铸石溜槽 铁板溜槽 砼溜槽等 30 35 第一节采区上山布置 36 第一节采区上山布置 3 刮板输送机适用 采区上山长度较小 采区能力不大 37 4 矿车运输采用绞车或无极绳牵引矿车运输适用生产能力小的采区矿车进采区 采区煤仓口装煤 矿车进区段 在采面下口装煤 运输不连续 间断式 影响生产 第一节采区上山布置 38 第一节采区上山布置 绞车滚筒直径与绳长 39 第一节采区上山布置 小结 上山数目 2或3 上山层位 煤层 岩石 和倾角 考虑运输方式 上山走向位置 边界 中央 跨采 上山相对位置 同层 错层 上山布置类型 下一步要解决的问题 上山和平巷 大巷 的联系 采区车场 40 第二节区段平巷布置及回采工作面布置 一 概述二 区段平巷的用途和布置要求三 宽煤柱区段平巷的布置方式四 区段无煤柱护巷五 采煤工作面布置形式六 采煤工作面回采顺序七 采场通风方式与回采巷道布置八 厚煤层倾斜分层开采时的回采巷道布置 41 一 概述 区段平巷属回采巷道 是直接为采煤工作面服务的巷道 必须布置在煤层中 且与采煤工作面直接相连 区段平巷数目 每个区段至少有两条区段平巷 它包括区段运输平巷 巷道铺设运输机 担负运煤任务 和区段轨道平巷 一般铺设轨道 担负辅助运输任务 同时每个区段至少有一条进风巷道和一条回风巷道 通常情况下 区段运输平巷进风 位于区段的下部 俗称下顺槽 区段轨道平巷回风 也称区段回风平巷 位于区段的上部 俗称上顺槽 42 一 概述 区段巷道布置概念是指区段运输平巷 本区段 和相邻区段轨道平巷 下区段 在时间上的先后顺序和空间上的相互关系 区段巷道布置分类根据区段平巷数目和掘进顺序 可以分为单巷布置 双巷布置和多巷布置 根据相邻区段平巷间煤柱的宽度 可以分为留煤柱布置和无煤柱布置 其中无煤柱布置方式又分为沿空掘巷和沿空留巷两种 根据相邻两个采煤工作面是否同时布置区段平巷 共用一条区段平巷 分为单工作面布置和双工作面布置 43 一 概述 区段平巷受工作面开采的影响大 即受支承压力影响大 巷道维护比较困难 此外 区段平巷服务年限较短 因此 在布置区段平巷时 应该选择适宜位置 使区段平巷处于回采后固定支承压力较小的地点 以减少维修工作量 保证巷道畅通无阻 同时区段巷道的布置要保证采煤工作煤炭生产不受干扰 也要尽量减少煤炭损失 44 二 区段平巷的用途和布置要求 巷道布置的内容 巷道用途 数量 位置和巷道之间的时空关系1 区段回风平巷 轨巷 1 用途 轨道运输 回风 行人 2 要求 与采面上出口相连 必须沿煤层掘进 断面要符合运输 通风 行人 安全等要求 45 二 区段平巷的用途和布置要求 1 区段回风平巷轨道要求 i 坡度i 3 5 有时6 10 以利于矿车运输 流水 ii 能适应弯道 1t矿车 R 6m 1 5t矿车 R 9m iii 轨距与全矿一致 3 施工措施轨道要求巷道按腰线沿煤层走向掘进 46 二 区段平巷的用途和布置要求 2 区段运输平巷 机巷 1 用途 铺输送机 运煤或物料 行人 2 要求 与采面下出口相连 必须沿煤层掘进 位置 断面利于装运煤 方向要求直或分段取直 利于运煤 链板输送机每部长200m 允许弯度值 3 弯曲段长度要等于或大于15m 运输机要求 能适应上下坡度变化 胶带机 17 向下 15 断面符合运输 通风 行人安全等要求 47 二 区段平巷的用途和布置要求 2 区段运输平巷 机巷 3 施工措施既要沿煤层掘进 又要求直 巷道必定不平 方案一 挂中线掘进 方案二 分段挂中线取直 定向取直或分段取直 挂中线掘进 48 3 区段平巷布置的坡度和方向1 双直线布置2 折线 弧线布置3 多折线布置4 普采 炮采区段平巷布置5 综采区段平巷布置 二 区段平巷的用途和布置要求 49 1 双直线布置方式 二 区段平巷的用途和布置要求 50 2 折线 弧线布置 3 多折线布置 二 区段平巷的用途和布置要求 51 定向取直与分段取直 二 区段平巷的用途和布置要求 52 方案一 A B C D E直线 挂中线掘进 i 上下起伏变化大 C E点最低 达1 0m ii 低点积水 泵排水 方案二 A F G H 分段挂中线取直 i 坡度缓和 相差 0 5m ii 低点积水 泵排出 iii 折点少 占用设备少 每段宜用一台输送机 53 二 区段平巷的用途和布置要求 5 普采 炮采的轨巷和机巷布置普采 炮采 轨巷按腰线沿走向掘进 机巷按中线分段取直 要求 双巷 上区段机巷 下区段轨巷 一次掘出 且轨巷超前机巷 i 超前探清煤层沿走向的变化情况 确定机巷转折点 为机巷定向取直 保证施工质量 ii 机巷低洼处泄水 通过联络巷泄水 54 6 综采的轨巷和机巷布置 1 综采工作面特点设备多 重量大 如采煤机8 165t 支架16 70t左右 设备功率大 有液压系统 供电系统及其附属设备 液压泵站 移动变电站 转载机等 设备安装 拆卸及运输费工耗时 采面产量高 巷道断面尺寸大 二 区段平巷的用途和布置要求 55 2 综采区段平巷特点 机巷 铺输送机 设备列车 铺轨 断面大 一般S 12m2 风巷 铺轨 以设备最大外廓尺寸定 S 10m2 3 综采区段平巷布置A 机巷 风巷定向取直 平行布置 保持采面等长 B 机巷 风巷分段定向取直 平行布置 保持采面等长 施工技术 沿中线定向取直或分段取直 二 区段平巷的用途和布置要求 56 三 区段平巷布置方式 1 双巷布置2 单巷布置3 多巷布置 57 三 区段平巷布置方式 1 双巷布置上区段机巷与下区段风巷统一布置双巷同时一次掘出 轨巷超前 58 优点 1 掘进通风容易 2 安全好 进出掘进面有两个出口 对回采也有避灾出口 3 可超前勘探煤层变化 利于为机巷定向 4 泄水方便 5 易送物料到机巷 安装维修 6 为上 下采面及时接替创造条件 缺点 1 下区段风巷受采动影响 维护时间长且困难 2 若设备放在下区段风巷内 需重新移置电路和油管等 3 增加联络巷和通风密闭费用 4 损失区段煤柱 1 双巷布置 三 区段平巷布置方式 59 例 高沼矿设瓦斯尾巷的双巷布置 高沼气矿井 双巷布置设瓦斯排放尾巷 排放采空区瓦斯的区段平巷双巷布置方式 三 区段平巷布置方式 60 2 单巷布置 设备在机巷 要求机巷大断面 设备在上巷 可用于低沼矿井 分巷布置法 低瓦斯矿井 10 时 下行风 三 区段平巷布置方式 61 3 多巷布置 在国内外一些开采条件较好的 采用连续采煤机掘进回采巷道的特大型矿井中 为充分发挥连续采煤机的优势 同时满足高产条件下的通风与安全要求 区段平巷采用多巷布置 在区段的上下两侧各布置2 3条区段平巷 形成多巷进风 多巷回风的采场通风系统 回采巷道间留设保护煤柱 辅助运输多采用无轨胶轮车 这种方式巷道掘进速度快 便于采掘接替 长距离巷道掘进问题可解决 同时机械化程度高 但是煤柱损失大 三 区段平巷布置方式 62 3 多巷布置 三 区段平巷布置方式 1 运输进风平巷 2 运料进风平巷 3 进风平巷 4 5 回风平巷 6 7 撤架通道 8 瓦斯尾巷 63 4 一条半巷布置 上区段机巷掘出 下区段风巷掘一半优点 同双巷布置 利于接替 一半长巷道易维护 三 区段平巷布置方式 64 5 高产高效综采工作面区段平巷布置特点 1 巷道布置 坡度及方向等 同综采 2 巷道支护 锚网支护 适应产量高 推进快的要求 3 加大工作面连续推进长度 设中切眼 三 区段平巷布置方式 65 A 中切眼 在采面推进方向走向中部开掘的 连通机巷 风巷且与开切眼长度相近的联络巷 B 中切眼位置 根据采面连续推进长度及设备性能 避开应力集中区 选择围岩稳定 无淋水的地段 与区段平巷交角为85 为宜 例 中切眼 断面 10m2 支护 锚网支护平煤六矿 锚杆间距0 7m 锚杆长1 8m 冷拔钢丝网 14 钢丝 网孔40 40mm 3 中切眼 5 高产高效综采工作面区段平巷布置特点 三 区段平巷布置方式 66 C 中切眼作用 解决掘进期间局部通风问题如 JBT局部通风机或JBD622局部通风机 有效供风长度700m 利用中切眼 缩短了供风距离 减少了风筒占用量 降低了风阻 提高通风效率 解决长距离掘进供电问题综合掘进机容量300kW以上 低压供电困难 设中切眼后 可将移动变电站放在中切眼附近 高压供电 增加安全避灾通道 加快了巷道掘进速度 风巷煤可通过中切眼从机巷一起运出 材料由风巷运进方便 3 中切眼 三 区段平巷布置方式 67 D 通过中切眼方法 采面通过中切眼前 提前30 50m 动压影响之外 加强支护或替换支护 保持采面与中切眼交角为85o拆出风门 设临时风帘 加强中切眼顶板管理 3 中切眼 三 区段平巷布置方式 68 四 区段无煤柱护巷 1 沿空留巷2 沿空掘巷 69 四 区段无煤柱护巷 1 沿空留巷 巷帮充填 工作面采煤后沿采空区边缘维护原回采巷道 1 前进式沿空留巷 采面前进式回采 沿采空区留出平巷 2 后退式沿空留巷 先掘区段平巷到采区边界 采面后退回采 沿采空区留出平巷 为下区段服务 适用条件 多用于开采缓斜 倾斜薄及中厚煤层 2 5m 70 巷旁支护的几种类型 a 木垛 b 密集支柱 c 矸石带 d 混凝土墙 71 2 沿空掘巷 特点 沿上覆岩层稳定的采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘巷 四 区段无煤柱护巷 沿空掘巷适用条件 多用于开采缓斜 倾斜中厚煤层和厚煤层 目前应用较广泛 72 沿空掘巷时回采面接替顺序 1 区段跳采接替方便 巷道掘进量少 生产分散 孤岛 采煤矿压显现强烈 适用 采区区段数目多 四 区段无煤柱护巷 73 四 区段无煤柱护巷 2 沿空掘巷区段顺序接替 单面保持采区产量 74 2 沿空掘巷区段顺序接替 双巷布置时 区段平巷双巷布置 留煤柱20 30m 回收部分煤柱 适用 区段数目少 矿压大 不宜跳采时 增加了平巷及联络巷的工程量 四 区段无煤柱护巷 75 五 采煤工作面布置形式 对拉工作面 1 对拉采面生产系统运煤 上采面下运下采面上运通风 1 进风 2 3 回风 下采面下行风 2 3 进风 1 回风 上采面下行风 串联掺新 3 1 进风 2 回风 1 中间运输平巷 2 上轨道平巷 3 下轨道平巷 采面布置形式 单工作面 对拉工作面 76 五 采煤工作面布置形式布置 2 上 下采面错距 一般5m 木垛维护 3 优 缺点及适用 优点 减少平巷掘进量和维护量 采出率高 生产集中 占用设备少 管理方便 缺点 上 下采面交接处难维护 适用 非综采工作面 倾角小于15 顶板中等稳定以上 瓦斯涌出量小 对拉工作面 77 六 采煤工作面回采顺序 1 采面后退式由采区边界附近向采区上山方向推进采煤 适用 我国广泛应用 采煤面回采顺序 后退式 前进式 往复式 旋转式 78 采面由采区上山附近向采区边界方向回采 区段平巷不需要掘出 在采空区内留出即可 即沿空留巷 优点 少掘巷 采出率高 要求支护技术和手段好 问题 要防漏风 留巷困难 适用 地质够杂简单时采用 总体上少用 2 采面前进式 六 采煤工作面回采顺序 79 3 采面往复式特点 上采面前进式 沿空留巷 下采面后退式 沿空留巷 优点 缩短搬家距离 采出率高 少掘巷道 适用 综采面应用较多 边界上山时应用 六 采煤工作面回采顺序 80 4 往复旋转式综采面旋转180 往复回采 沿空留巷 优点 采面不搬家 少掘巷 缺点 煤损大 回采技术复杂 转折点难维护 设备折损严重 适用 少 六 采煤工作面回采顺序 81 七 采场通风方式与回采巷道布置 1 工作面通风的要求 符合安全规程 防止上隅角瓦斯积聚 防漏风 通风系统简单 进回风巷断面和数目足够 82 七 采场通风方式与回采巷道布置 2 采场通风方式 83 2 通风方式 1 U型通风通风系统简单 漏风少 风流线路长 变化大 适用 瓦斯不太大 我国常用 瓦斯大 设瓦斯尾巷 U L通风 七 采场通风方式与回采巷道布置 84 U L型通风方式 高沼气矿井 双巷布置设瓦斯排放尾巷 排放采空区瓦斯的区段平巷双巷布置方式 七 采场通风方式与回采巷道布置 85 七 采场通风方式与回采巷道布置 例 高沼矿设瓦斯尾巷的双巷布置 86 2 通风方式 2 Z型通风顺流通风方式 风路短 通风效果比U型好 结合沿空留巷和边界回风上山 七 采场通风方式与回采巷道布置 87 2 通风方式 3 Y型通风稀释风流中的瓦斯 要求 有边界上山回风 偏Y型通风 改2进风 七 采场通风方式与回采巷道布置 88 七 采场通风方式与回采巷道布置 89 4 H型通风系统复杂 稀释瓦斯 5 W型通风对拉工作面 七 采场通风方式与回采巷道布置 90 八 厚煤层倾斜分层开采时分层平巷的布置 1 区段分层平巷的布置 I层间 宽煤柱1 倾斜式布置内错式外错式2 水平式3 垂直式 91 八 厚煤层倾斜分层开采时分层平巷的布置 1 区段分层平巷的布置 I层间 宽煤柱1 倾斜式布置 这种布置方式中各分层平巷是按25 35 角呈斜坡式布置 一般适用于倾角小于15 20 的煤层 利于从分层运输平巷向下溜煤 分为内错式和外错式 内错式 将下分层平巷置于上分层平巷内侧 即处于上分层采空区下方 形成正梯形的区段煤柱 各分层平巷内错半个至一个巷道宽度 优点 下分层处于上分层应力降低区 比较容易维护 沿假顶掘进 方向容易掌握 缺点 区段煤柱越到下面越大 工作面越短 92 八 厚煤层倾斜分层开采时分层平巷的布置 外错式 将下分层平巷置于上分层平巷外侧 处于上分层煤柱的下面 形成倒梯形的区段煤柱 缺点 下分层巷道处于固定支承压力范围内 维护困难 并且在下分层工作面的上下出口处没有人工假顶 采煤和支护均较困难 这种方式上部分分层的区段煤柱尺寸大 而愈到下部分层 工作面长度则愈长 故这种分层外错式布置采用较少 93 八 厚煤层倾斜分层开采时分层平巷的布置 2 水平式布置 各分层平巷布置在同一水平高度上 区段煤柱呈平行四边形 优点 对于材料运输 行人和通风都比教方便 分层运输平巷处于上分层采空区下面 压力小 易于维护 缺点 分层回风平巷正好处于区段煤柱下 受到固定支承压力的作用 维护比较困难 适应性 对于区段煤柱尺寸 应注意使上下区段分层平巷间的垂距不小于5m 因此一般用于倾角大于20 25 的煤层 否则区段煤柱太大 94 八 厚煤层倾斜分层开采时分层平巷的布置 3 垂直式布置 各分层平巷铅垂方向呈重叠式布置 区段煤柱呈尽是矩形 优点 可减少区段煤柱尺寸 分层平巷受支承压力的影响也较小 易于维护 同时 下分层平巷沿上分层平巷铺设的假顶掘进 容易掌握方向 适应性 这种布置方式在煤城倾角小于8 10 特别是在近水平厚煤层条件下 95 八 厚煤层倾斜分层开采时分层平巷的布置 2 区段分层平巷布置 II无煤柱护巷上下区段分层平巷间一般都留有护巷煤柱 起到隔离采空区的作用 但厚煤层中留煤柱 不仅煤损大 且留下自然发火的隐患 无煤柱护巷 区段间不留煤柱 采用沿空掘巷或沿空留巷 沿着上区段采空区边缘掘进下区段的分层平巷 或保留上区段的运输巷用做下区段的分层回风巷 沿空留巷缺点 受上下区段分层工作面的多次采动影响 维护十分困难 成分较高 适用 薄和中厚煤层 厚煤层的上分层 96 八 厚煤层倾斜分层开采时分层平巷的布置 沿空掘巷一般是恢复上区段的溜煤斜巷 各分层再依次沿空掘巷 当溜煤斜巷难以恢复时 则按下区段分层回风巷的位置另掘新的联络巷 适用 顶板中等稳定及以下的缓斜煤层 97 八 厚煤层倾斜分层开采时分层平巷的布置 3 区段分层平巷布置 III坡度和方向分层回风平巷 超前掘进时 挂腰线沿走向掘进 定向取直 每一段 一次掘进时 挂腰线沿走向掘进 分段取直 定向取直 分层运输平巷 超前掘进 定向取直 每一段 一次掘进 分段或定向取直 98 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 条件 单一厚煤层分层开采采区 区段集中 分层集中 煤层群联合准备采区 区段集中 煤层群集中 共用上山及区段集中平巷 大联合 问题 区段集中平巷的布置 数目 位置 形式 区段集中平巷和上山的联系 区段集中平巷和回采平巷的联系 99 区段集中巷 煤层群联合布置采区 在煤组下煤层中 或岩层中 布置的为区段内各煤层生产服务的平巷 或为一个区段的几个煤层或几个分层服务的巷道 区段集中运输平巷 集中机巷 集中出煤 区段集中轨道平巷 集中轨巷 运送材料 设备等 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 100 布置区段集中平巷的目的1 减少各煤层区段平巷的维护时间 降低维护费 2 布置能力大的集中运输系统 减少设备占用数量 3 各煤层同采 合理集中生产 区段集中平巷布置方式1 机轨分煤岩巷布置2 机轨双岩巷布置3 机轨合一巷布置4 机轨双煤巷布置 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 101 一 机轨分煤岩巷布置1 布置特点运输集中平巷布置于煤层底板岩层内 轨道集中平巷布置于煤层内 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 102 2 区段集中平巷与采区集中上山的联系方式主要根据运输需要确定 并与区段集中平巷和区段各煤层超前平巷的联系方式同时考虑和选定 1 运输集中平巷与运输上山 溜煤眼 溜煤眼较长可设煤仓 2 运输集中平巷与轨道上山 石门 斜巷 3 轨道集中平巷与轨道上山联系 石门 斜巷 甩车场 4 轨道集中平巷与回风上山联系 石门 斜巷 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 103 一 机轨分煤岩巷布置3 区段集中平巷与工作面超前平巷的联系方式石门 煤层倾角大于15 20 斜巷 煤层倾角小 15 层间距离大 立眼 煤炭运输 溜煤眼 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 104 石门联系方式 1 运输上山 2 轨道上山 3 回风上山 4 区段运输集中平巷 5 区段轨道集中平巷 6 甩车道 7 区段轨道石门 8 区段回风石门 9 区段溜煤眼 10 层间溜煤眼 11 层间运输石门 12 层间轨道石门 或斜巷 13 区段 或分层 运输平巷 14 区段 或分层 回风平巷 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 105 石门联系方式施工方便 利用石门布置中部车场 辅运环节少 行人方便 当 很小时 石门较长 工程量大 运煤占设备多 适用 的煤层 层间距10 15m 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 106 斜巷联系方式 1 运输上山 2 轨道上山 3 回风上山 4 区段运输集中平巷 5 区段轨道集中平巷 6 甩车道 7 区段轨道斜巷 8 区段回风斜巷 9 区段溜煤眼 10 层间溜煤眼 11 层间运输或斜巷 12 层间轨道或斜巷 13 区段 或分层 运输平巷 14 区段 或分层 回风平巷 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 107 斜巷联系方式 平面 1 运输上山 2 轨道上山 3 回风上山 4 运输集中平巷 5 轨道集中平巷 6 中部甩车场7 区段轨道斜巷 8 区段回风斜巷 9 区段溜煤眼 11 层间运输联络斜巷 12 层间轨道联络斜巷 13 上区段分层超前运输平巷 14 下区段分层超前回风 轨道 平巷 3 4 5 11 12 13 14 6 7 8 9 11 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 108 斜巷联系方式斜巷20 施工条件较差 辅运和行人不便 设绞车 溜眼 30 煤自溜 少占设备 适用 15 层间距10 15m 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 109 立眼联系 近水平煤层 1 运输上山 2 轨道上山 3 回风上山 4 机轨合一巷 5 区段轨道石门 6 区段回风石门 7 区段溜煤眼 8 溜煤眼 9 轨道斜巷 10 区段 或分层 运输平巷 11 区段 或分层 回风平巷 12 联络巷 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 110 4 机轨分煤岩布置优缺点1 运输集中平巷沿岩层布置易定向取直或分段取直 满足输送机要求 岩层中易维护 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 111 2 轨道集中平巷沿煤层布置探煤层走向的变化 为集中机巷定向 采掘互不干扰 利于接替 轨道集中平巷回风 可实现上 下区段同采 易于掘进 涌水量大时 做泄水巷 受多次采动影响 维护困难 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 112 二 机轨双岩巷布置1 布置特点双岩巷相同标高布置 平行布置于同水平底板岩层中 掘进联系方便 1 运输上山 2 轨道上山 3 回风上山 4 区段运输集中平巷 5 区段轨道集中平巷 6 区段石门 7 区段轨道石门 8 区段回风石门 9 区段溜煤眼 10 溜煤眼 11 层间运输石门 12 层间轨道石门 13 区段 或分层 运输平巷 14 区段 或分层 回风平巷 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 113 双岩巷不同标高布置 布置于不同水平的底板岩层中 主 辅运干扰小 1 运输上山 2 轨道上山 3 回风上山 4 区段运输集中平巷 5 区段轨道集中平巷 6 区段石门 7 区段轨道石门 8 区段回风石门 9 区段溜煤眼 10 溜煤眼 11 层间运输石门 12 层间轨道石门 13 区段 或分层 运输平巷 14 区段 或分层 回风平巷 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 114 2 联系方式双岩巷相同标高布置各煤层运输超前平巷13 石门11 层间溜煤眼10 运输集中平巷3 区段溜煤眼9 运输上山1各煤层超前轨道平巷14 石门12 轨道集中平巷4 石门7 轨道上山2 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 115 双岩巷不同标高布置各煤层运输超前平巷13 石门11 运输集中平巷4 溜煤眼9 运输上山1各煤层超前轨道平巷14 石门12 轨道集中平巷4 平石门7 轨道上山2 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 116 3 机轨双岩巷布置优缺点巷道压力小 维护费用低 利于上 下区段同采 分层同采 岩石工程量大 掘进费用高 准备时间长 4 机轨双岩集中巷布置适用煤层数多 生产时间长 煤巷难以维护 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 117 三 机轨合一巷布置1 布置特点胶带机和轨道布置在同一大断面岩巷内 1 运输上山 2 轨道上山 3 回风上山 4 机轨合一巷 5 区段石门 6 区段轨道石门 7 区段回风石门 8 区段溜煤眼 9 层间溜煤眼 10 层间运输石门 11 层间轨道石门 12 区段 或分层 运输平巷 13 区段 或分层 回风平巷 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 118 合一巷内布置机轨合一巷的轨道置于远离煤层一侧 轨上通过中部车场直接与3相连 不穿越输送机 但采用石门与各分层平巷联系时 则需穿输送机 抬高输送机 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 119 轨道置于靠近煤层一侧时 中部车场通达集中巷的轨道则需穿越输送机 并抬高输送机 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 120 近水平煤层机轨合一巷布置机轨合一集中巷置于底板岩层中采用立眼与斜巷联系方式立眼 溜煤 斜巷 辅运 轨道布置在外侧 靠近煤层底板 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 121 2 机轨合一巷布置分析少一条岩巷 减少了工程量 易维护 设备集中 易管理 断面大 施工定向困难 中部车场轨道与输送机交叉 交叉点施工复杂 上 下区段不能同采 通风难解决 3 适用 煤层多 生产能力大的采区 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 122 四 机轨双煤巷布置1 布置特点运输集中巷和轨道集中巷均布置于下部薄及中厚煤层中 1 运输上山 2 轨道上山 3 回风上山 4 区段运输集中平巷 5 区段轨道集中平巷 6 区段石门 7 区段轨道石门 8 区段回风石门 9 区段溜煤眼 10 层间运输石门 11 层间轨道石门 12 区段 或分层 运输平巷 13 区段 或分层 回风平巷 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 123 2 机轨双煤巷布置分析岩巷工程量小 掘进速度快 准备时间短 利于上 下区段同采 受采动影响大 维护工程量大 3 机轨双煤巷布置适用煤层多 下部有薄及中厚煤层 围岩稳定 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 124 小结区段集中平巷的使用条件分层或煤层群开采 联合准备 煤巷难支护 同采 区段集中平巷布置类型及其与上山的联系方式煤层多 下部有薄及中厚煤层 围岩稳定 层间联系方式石门 斜巷 立眼下一步的问题区段平巷的布置 采煤系统 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 125 思考题煤层群集中上山开采时 上山和区段平巷之间的联系 煤层群采用集中平巷联合准备时 区段集中平巷布置有几种方式 煤层群联合准备时 层间的联系方式有哪几种 如何选择 第三节区段集中平巷的布置及层间联系方式 126 2020 2 4 126 第四节采区车场和硐室 一 采区车场采区车场是采区上 下 山与区段平巷或阶段运输大巷连接处一组巷道和硐室的总称 是采区巷道的组成部分 用途 实现运输方式改变 车辆存储过渡 转载等 组成 甩车道 绕道 联络巷及煤仓 绞车房 信号硐室等 根据所处的位置 分为上部 中部和下部车场 127 127 图14 5大巷装车站采区下部车场a 顶板绕道 b 底板绕道1 运输上山 2 轨道上山 3 采区煤仓 4 大巷 5 人行道 6 材料车道 7 绕道 1 下部车场是采区和阶段运输大巷连接的枢纽 最常用的是绕道式车场 第四节采区车场和硐室 128 128 第四节采区车场和硐室 2 中部车场在煤层中布置上山时 多采用单向斜甩绕道式车场 在岩层中布置上山时 多采用石门式车场 图14 3单向斜甩绕道式车场1 运输上山 2 轨道上山 3 区段轨道平巷 4 甩车道 5 绕道 129 129 第五节采区车场和硐室 2 中部车场在岩层中布置上山时 多采用石门式车场 5 联络巷 6 甩车道 7 区段溜煤眼 图14 4石门式中部车场 a 双石门 b 单石门 1 运输上山 2 轨道上山 3 区段运输平巷 4 区段轨道平巷 8 区段运输石门 或联络斜巷 9 区段轨道石门 10 采区变电所 130 2020 2 4 130 第四节采区车场和硐室 一 采区车场3 上部车场上部车场是采区上山和区段回风巷之间的联络巷道 并担负运输 通风和行人的任务 基本形式 甩车场和平车场 131 第四节采区车场和硐室 图14 1双向甩车场1 绞车房 2 轨道上山 3 阶段回风大巷 4 区段回风平巷 5 甩车道 图14 2平车场1 运输上山 2 轨道上山 3 绞车房 4 联络石门 5 绞车房回风巷 6 平车场 7 总回风道 8 岔巷 132 第四节采区车场和硐室 二 采区硐室1 采区煤仓采区煤仓是连接运输上山和运输大巷或运输石门或绕道 具备一定容量 能够实现煤炭储存和放出的硐室 或者是指将采区的煤暂时储存并转运到大巷运输设备上的机械设备 前者是指井巷式煤仓 后者是指机械式煤仓 133 第四节采区车场和硐室 二 采区硐室2 采区绞车房1 绞车房的位置绞车房应选择在围岩稳定 矿压小的地点 应避开不良的地质构造 含水层及煤与瓦斯突出地区 2 绞车房的通道绞车房必须要有两个安全出口 即钢丝绳通道 简称绳道 和通风通道 简称风道 风道应该安设调节风窗 134 第四节采区车场和硐室 二 采区硐室3 采区变电所采区变电所是采区供电的枢纽 由于低压输电的电压降较大 故合理确定采区变电所的位置及尺寸是保证采区正常生产 减少工程费用的重要措施 采区变电所应设在岩层稳定 矿压小 无淋水及通风良好的地点 并位于采区用电负荷中心 一般设在采区上山附近 当前 为适应机械化开采工作面电气设备总容量大幅度增加及采区尺寸相应扩大的需要 有的采用移动变电所 其位置一般在机巷下的轨巷 下区段的回风巷 中当工作面推进100 200m时变电所移动一次 这样的变电所称为移动式变电所 135 一 采区倾斜长度二 采区走向长度三 采区生产能力四 采区采出率及采区煤柱尺寸 第五节采区参数 136 一 采区倾斜长度概念 采区倾斜方向的长度 区段斜长之和 采区斜长 阶段斜长 1 区段斜长区段斜长 采煤工作面长度 上下区段平巷宽度 护巷煤柱宽度护巷煤柱宽度依据矿山压力大小和所采取的护巷方法确定 一般0 15m 厚煤层有煤柱护巷时可达20m 第五节采区参数 137 表10 1采煤工作面长度的选取 第五节采区参数 1 区段斜长 138 2 区段数目合理的区段数目 要保证采区正常生产和接替 在保证工作面长度合理的前提下 划分区段 需要调整工作面 区段 长度 使得区段数目为整数 采区斜长还要考虑煤的运输 辅助提升和行人条件 我国矿井采区的实际斜长600 1000m 盘区可达1500m 第五节采区参数 139 二 采区走向长度采区走向长度 采面连续推进长度 采区间煤柱尺寸主要影响因素 煤层地质条件 开采机械化水平 采准巷道布置和技术经济效果随着科技进步 采面单产和采区生产能力提高 矿井生产合理集中 采区尺寸日趋扩大 第五节采区参数 140 二 采区走向长度 第五节采区参数 141 影响采区走向长度的主要因素 一 地质因素以较大的地质构造作为采区边界 如断层 褶曲以及煤层倾角或厚度急剧变化处 三下 压煤 必须留煤柱处 采区以此为界 煤层顶底板岩性如果松软破碎时 区段平巷支护困难 可适当缩短采区走向长度 煤的自然发火期对采区走向长度有影响 第五节采区参数 142 二 技术因素区段巷道的掘进 维护 运输 供电等因素 1 掘进 掘进受局部通风机通风影响 单巷掘进一般不超过1000m 有的可达1500m 第五节采区参数 143 2 运输刮板机多台串联事故多 费用高 一般不超过5台 采区一翼为500 600m 双翼采区走向长度为1000 1200m 胶带机带宽800mm 500m左右 带宽1000mm 800 1000m左右 双翼采区的走向长度1000 2000m 甚至更大 第五节采区参数 144 3 供电380V供电 采区一翼长可达400m左右 660V供电 采区一翼长可达700m 1000m 移动变电站 1140V供电 可达1000m以上 采区走向长度不受限制 4 设备检修时间一年左右 倒面周期 第五节采区参数 145 三 经济因素经济合理的采区走向长度 吨煤费用最低 随采区走向长度增加吨煤费用减少石门 上山掘进费 切眼掘进 设备安装费随采区走向长度增加吨煤费用增加区段巷道维护费 运输费采区走向长度与吨煤费用无关区段巷道掘进费 第五节采区参数 146 目前的采区走向长度缓斜煤层不受地质条件限制的普采 炮采双翼采区一般1000 1500m不受地质条件限制的综采双翼采区一般2000 2400m急斜煤层 双翼采区走向长1000m左右单翼采区走向长500m左右 第五节采区参数 147 加大采区走向尺寸的好处1 相对减少上 下 山 车场及硐室的掘进工程量 2 减少采区边界煤柱 上 下 山煤柱损失 3 增大采区储量和服务年限 利于接替 4 利于采区和矿井合理集中生产 提高采区生产能力 5 减少采面搬家次数 第五节采区参数 148 三 采区生产能力采区生产能力 采区内同时生产的采煤工作面和掘进工作面产量之和 单位一般是万t a 1 采煤工作面生产能力A0 万t a A0 L V0 M C0 10000式中 L 采煤工作面长度 m V0 采面年进度 m a 综采 1000 1200m 普采 600m 炮采 400 500m M 采高 m 煤的密度 t m3 C0 采面采出率 薄煤层为97 中厚煤层为95 厚煤层为93 第五节采区参数 149 采面生产能力综采 平均87万t aM 2m 一般80 100万t a普采 平均45 60万t a炮采 平均30 60万t a急倾斜炮采 5 10万t a 第五节采区参数 150 2 采区同采工作面数目缓倾斜煤层综采一般1个采面生产 普采一般1 2个采面同采 急斜煤层 炮采2 3个采面同采 第五节采区参数 151 2 采区同采工作面数目 第五节采区参数 152 2 采区同采工作面数目 第五节采区参数 煤矿安全规程 对采区内同采工作面数目有严格的要求 规程 第四十八条