煤炭班 张高凯 关于运输大巷布置方案的比较.doc

关于运输大巷布置方案的比较摘 要：阐述了运输大巷不同的运输方式、布置方式和布置位置的特点及适用性，并分别进行对比分析得出了单层煤层大巷布置方案的优越性及其发展方向，是实现高产高效工作面的重要保障。关键词：运输大巷；布置；比较引言运输大巷是为整个开采水平或一个阶段运输服务的水平巷道。运输大巷一般沿煤层走向布置。它不仅是整个开采水平的煤炭、材料设备和人员的运输通道，而且还用于矿井的通风、排水、敷设各种管线等。对大巷的基本要求是便于运输、利于掘进和维护、满足矿井通风安全的需要。1 运输大巷的运输方式和设备的比较 目前，我国各类井型矿井的运输大巷一般采用两种运输方式：矿车运输和胶带输送机运输。1.1 矿车运输采用矿车运输时，按井型不同分别采用1t、3t固定车箱式矿车和3t、5t底卸式矿车2种类型设备；用电机车牵引，轨距600mm、900mm两种，按矿井的瓦斯的等级不同，分别采用架线式电机车（低瓦斯矿井）和蓄电池电机车（高瓦斯矿井）。大巷采用矿车运输时，有以下优点：矿车运煤可同时解决煤炭、矸石、物料、人员的运输问题；机动性较强，可随着运距和运量的变化随时增减列车数，适应两翼生产的不均衡性； 能满足不同煤种的煤层分采分运的要求；对巷道直线度要求不高，能适应长距离运输；运输过程中产生的煤层较少。缺点是，矿车运输是不可连续运输，井型越大，列车的调度工作越紧张，运输能力受到限制。 1.2 胶带输送机运输采用胶带输送机运煤时，主要使用钢丝芯胶带输送机和钢丝绳牵引胶带输送机两种类型设备。大巷采用这种运输方式优点如下：实现了连续化运输，运量大；操作简单，易实现自动化；装卸载设备少，卸载均匀。缺点是：不能满足不同煤种分采分运要求；对巷道直线度要求较高；需另开一条辅助运输大巷，以解决辅助运输问题，通常采用电机车牵引矿车、材料车和乘人车分别运送矸石、材料和人员。也可采用单轨吊车、卡轨车等新型的辅助运输设备。因此该运输方式主要适用于运量大、运距短、煤种单一、装载点少、大巷比较直的的矿井。目前，在特大型矿井中，大巷采用胶带机运输是实现高产高效工作面的重要措施。2 运输大巷布置方式的比较开采水平布置的核心问题是运输大巷的布置。根据煤层的数目和层间距的大小，有三种基本形式：分层大巷布置、集中大巷布置、分组集中大巷布置。2.1 分层布置的特点及适用条件分层大巷布置是自井底车场开掘主要石门后，分层煤设置运输大巷，运输大巷只为一个煤层服务。如图11所示图11 分层大巷布置示意图1主石门；2m1煤层运输大巷；3m2煤层运输大巷；4m1煤层回风大巷；5m2煤层回风大巷；6m1煤层采区上山；7m2煤层采区上山；8主回风石门井田内有层间距较大的两层可采煤层m1和m2,在m1和m2煤层分别开掘运输大巷，以主石门和井底车场相连。这种布置方式的特点是在各可采煤层中都布置大巷，相应地在各煤层单层准备采区。就每一个采区来说，工程量较小，各分煤层大巷之间只开一条主石门，石门工程量不大。由于建井时可首先进行上部煤层的开拓和准备，初期工程量较少，沿煤层掘进大巷，施工技术和装备均较简单，初期投资较少，建井速度较快。这种布置方式的缺点：每个煤层均布置大巷，总的开拓工程量较大，相应的轨道、管线的占用量也较多；各煤层布置采区、总的采区数目多，生产采区比较分散，因而井下运输、装载也分散，占用辅助生产人员多，生产管理也不方便。该布置方式一般适用于井田走向短，煤层数目少，煤层间距大、高度集中化生产(一矿一面或一矿两面)的矿井。2.2 集中布置的特点及适用条件集中大巷布置是在开采近距离煤层群时，只开掘一条水平集中运输大巷，为井田内所有煤层服务，各煤层以采区石门与集中大巷联系。如图12所示，图12 集中大巷布置示意图1主井；2副井；3井底车场；4主石门；5集中运输大巷；6采区石门；7集中回风大巷；8回风井各煤层采出的煤经采区石门、集中大巷、主石门、到达井底车场。这种方式的特点：开采水平内只布置一条集中运输大巷，故总的大巷开拓工程量、占用的轨道管线均较少；大巷一般布置在煤组底板岩层或最下部较坚硬的薄及中厚煤层中，维护较易；生产区域比较集中，有利于提高井下运输效率；由于以采区石门贯穿各煤层，可同时进行若干个煤层的准备和回采，开采顺序较为灵活，开采强度较大。这种布置方式的主要问题是矿井投产前要掘主石门、集中运输大巷、采区石门，才能进行上部煤层的准备与回采，缺点是：初期建井工程量大、建井期较长；采区石门工程量较大。这种布置方式主要适用于井田走向长度大、煤层层数多、层间距不大、储量丰富、服务年限长的矿井。22.3 分组集中布置的特点及适用条件这种布置方式兼有前两种方式的部分特点。优点是：总的巷道工程量较少，生产比较集中，大巷易维护。缺点是石门总长度较长。适用于可采煤层数较多，层间大小不等的矿井。如图13所示图13 分组集中大巷布置示意图1主井；2副井；3井底车场；4主石门；5A煤组集中运输大巷；6B煤组集中运输大巷；7采区石门；8回风大巷；9回风井；10回风石门2.4 分层运输大巷的应用上述三种大巷布置方式的适用范围随着采矿新技术的发展而变化。我国在20世纪50年代以单层运输大巷为主。后来，逐步发展成为集中或分组集中运输大巷，并取得了较好的经济效果，但这两种布置方式层间联络巷多，岩石工程量大，巷道系统复杂，生产环节多。随着采掘运技术的发展和先进的设备的应用，巷道掘进的速度大大提高，使得巷道的维护时间显著缩短，因而单层运输大巷的应用范围有增加的趋势。33 运输大巷布置位置的选择 确定运输大巷的具体位置是与选择运输大巷的布置方式密切相关的。根据运输大巷布置位置不同分为:煤层大巷和岩石大巷。3.1 煤层大巷大巷设在煤层中优点：掘进施工容易，掘进速度快，有利于采用综合机械化掘进，便于进一步探明煤层赋存情况。其缺点:巷道维护困难,维护费用高；当煤层起伏、褶曲较多时，则巷道的弯曲转折多；须在煤层大巷两侧留设30m-40m的煤柱，资源损失大，不利于防、灭火。煤层大巷的适用条件：单独开拓的薄及中厚煤层。煤层赋存不稳定、地质构造复杂的小矿井。井田走向长度不大或煤组中距其他煤层较远的单个薄或中厚煤层，储量有限，服务年限不长。煤系基底有近距离富含水层，不宜布置底板岩层大巷，而该煤层又有较坚硬的顶板，有设置大巷的条件。煤组底部有煤质坚硬、围岩稳固、无自然发火危险的薄及中厚煤层，经过技术经济比较，可在该煤层中布置运输大巷。3.2 岩石大巷大巷布置在岩石中优点如下：能适应地质构造变化，便于保持一定的方向和坡度，可在较长距离内直线布置，弯曲转折少，利于提高列车运行速度和大巷通过能力；巷道维护条件好,维护费用低,可少留或不留煤柱，有利于防火灾及安全生产；岩石大巷布置比较灵活，有利于设置采区煤仓。其缺点是；岩石掘进工程量较大、掘进速度慢，井下和地面矸石运输、处理系统复杂，对环境影响大。选择岩石大巷的位置主要考虑两方面因素；一是大巷至煤层距离；二是大巷所在岩层的岩性。为了避开开采形成的支承压力的不利的影响，大巷应与煤层保持一定距离。根据我国经验，按围岩性质、煤层赋存的深度、管理顶板的方法不同，岩石大巷距煤层的距离一般为10m30m。同时还要认真选择岩石大巷所处岩层的岩性，应选择稳定；较厚且坚硬的岩层，如砂岩、石灰岩、砂质页岩等，避免在岩性松软、吸水膨胀、易于风化、强含水的岩层中的布置大巷。对于急倾斜煤层还要注意使大巷避免其下部开采时底板滑动的影响，应将巷道布置在底板滑动线外，并要留出适当的安全岩柱，其宽度可取10m20m。3.3 煤层大巷的应用建国以来，我国煤矿矿井开拓巷道的布置经历了多次重大变革，大巷布置方式由单层布置发展到集中布置；大巷层位选择由最初的煤层大巷转向岩石大巷。目前，又有向煤层大巷发展的趋势。因为采用煤层大巷能更好地为建设现代化大型矿井实现高产高效工作面创造条件。由于掘进装备和掘进技术的进步，提高了掘进速度，扩大了巷道的断面，而高产高效工作面具有推进速度快和产量大的特点，它要求直接为采煤服务的所有巷道，必须实现掘进时速度快、断面大、维护条件好等上述条件。所以说，采用可缩性高强度U型钢支护的煤层大巷布置，恰恰能满足这种需要。因此，在开采条件适宜的矿井，大巷布置采用单层煤层大巷布置，运输方式采用胶带机，辅助运输采用新型的设备（单轨吊车、卡轨车等）可取得较好的经济效果。这也是今后煤矿的生产建设发展方向。结论合理的布置大巷方案，不但要求在技术上切实可行，而且应在经济上合理。近年来，随着一矿一面高产高效矿井的出现，在单一煤层中进行集中开拓、集中准备、集中采煤及开采水平内采用全煤巷布置的方式，正在改变着目前一直沿用的开采布局，这将是未来煤矿生产建