04单一走向长壁采煤法.doc

煤矿开采学讲义：单一走向长壁采煤法 10-19第十章 单一走向长壁采煤法第一节 示例煤层倾角条件：近水平、缓斜、倾斜煤层 煤层厚度条件：薄、中厚及厚煤层（35m）开采方法： 整层开采（一次采全高开采） 地质构造： 简单，瓦斯涌出量小一、巷道名称及作用A放大二、巷道布置及特点1、巷道布置特点(1)上山、区段平巷、联络巷 沿煤层布置；(2)车场及硐室布置于岩层中。2、巷道掘进顺序(1)原则：（a）巷道掘进尽快构成通风系统（b）尽量采用平行作业(2)动画演示：掘进顺序 三、采区生产系统（1）运煤系统（动画）采煤工作面内铺设可弯曲刮板输送机，区段运输平巷9内铺设桥式转载机和带式输送机，在运输上山内铺设带式输送机或刮板输送机。其运煤路线为：工作面运出的煤炭 区段运输平巷9运输上山5采区煤仓上12采区运输石门1装车外运。（2）运料排矸系统 运料排矸采用600mm轨距的矿车和平板车。a、运料系统 物料采区运输石门1采区下部车场3轨道上山4采区上部车场 6采区回风平巷10采煤工作面。 物料采区运输石门1采区下部车场3轨道上山4采区中部车场7, 7区段回风平巷8,8和运输平巷9,9。b、掘进出矸掘进巷道时所出的煤和矸石采区中部车场7, 7轨道上山4采区下部车场3采区运输石门1运出采区。（3）通风系统 A、采面通风新风采区运输石门1采区下部车场3轨道上山4采区中部车场7区段回风平巷8联络眼11区段运输平巷9采煤工作面污风区段回风平巷10采区回风石门2排出采区。B、掘进通风新风采区运输石门1采区下部车场3轨道上山4采区中部车场7区段回风平巷8局部通风机掘进工作面污风联络巷11区段运输平巷9运输上山5采区回风石门2排出采区。C、硐室通风采区绞车房和变电所需要的新风由轨道上山直接供给。采区绞车房的回风经联络小巷处的调节风窗回入采区回风石门；变电所的回风经输送机上山进入回风石门；采区煤仓不通风。为使风流能按上述路线流通,在相应地点需设置相应的通风设施。 D、常用通风设施风帘 风窗 风桥 风墙 单向风门 双向风门（4）供电系统高压电缆井底中央变电所运输大巷采区运输石门1采区下部车场3运输上山5采区变电所13降压后到各用电地点。 （5）压气掘进岩巷时所用的压缩空气由地面（有的将空压机房设在井底车场附近）压气机房, 通过专用管路送至各用气地点。（6）供水系统采掘工作面、平巷以及上山输送机转载点所需的防尘喷雾用水,由地面(或井下)储水池通过专用管路送至各用水地点。四、构成采区生产系统的主要巷道回采巷道：直接为回采工作面服务，开切眼、工作面两巷；准备巷道上山巷道：为各区段服务；采区上、中、下部车场：联结上山与区段平巷；硐室：绞车房、变电所、煤仓等。联络巷：附属于上述各类巷道的联络巷。习题：1、绘图说明单一走向长壁采煤法的巷道布置、掘进顺序和生产系统，并指出哪些巷道属回采巷道，哪些属准备巷道。第二节 采煤系统分析一、采区上（下）山坡度1、运输上（下）山和自溜上山坡度小于15的上（下）山，可铺设普通带式输送机或刮板输送机；1525 的上（下）山，可铺设刮板输送机或大倾角带式输送机；坡度超过25的上山，可采用搪瓷或铸石溜槽溜煤；自溜上山的自溜坡度3035 2、轨道上下山采用串车提升时，要求上山坡度应小于25；小于10时，矿车下放困难，应有措施。采用循环绞车（无极绳）提升坡度不大于10；上下山坡度在625之间，可采用单滚筒绞车辅助提升。二、区段参数1、区段斜长：L区 = L采+ 2L巷+ L柱 我国兖州美国L采普采120 200m，综采 150 m300 m普采246 m，综采335 mL柱015 m；L巷普采2.5 3.0m，综采4 4.5 m2、区段走向长 区段走向长 = 采区走向长 采区一翼走向长度（工作面连续推进长度）：普采 500 m，综采 1000 m 技术发展趋势：加大三、区段平巷的坡度和方向（一）坡度：一般按0.51.0%坡度布置，利于流水和矿车运输。（二）方向及施工方案1、区段回风平巷的布置（1）功用：轨道运输、回风、行人。（2）方向：一般按弧线布置。（3）施工方案：按弧线布置时，挂腰线沿煤层走向掘进。按直线布置时，参考运输平巷。2、区段运输平巷（1）功用：铺输送机，运煤或物料，行人。 （2）方向： 矿车运输：与区段回风平巷相同。刮板机、皮带机运输：方向要求直线布置或分段取直布置，直线段距离与运输设备长度相适应，利于运煤。刮板输送机每部长200m左右，允许弯度值3，弯曲段长度要等于或大于15m。皮带机要求：能适应上下坡度变化，向上 17，向下 15。（3）施工方案：挂中线掘进、分段挂中线取直。方案一：A B C D E直线，挂中线掘进。优点：折点少，占用设备少。缺点：上下起伏变化大，积水需水泵排出。方案二：A F G H，分段挂中线取直。优点：坡度缓和，起伏不大；缺点：折点多，占用设备多；每段用一台输送机，系统可靠性差，影响运输能力。积水需水泵排出。方案三：运输平巷分段取直、回风平巷弧线布置，同时掘进。优点：运输平巷分段取直，利于安装刮板机或皮带机运输；回风平巷超前探煤，并排出运输平巷积水。利于掘进通风。缺点：回风平巷维护费高；增加联络巷费用（掘进、密闭费）。3、区段平巷的布置方式（1）双直线布置特点：巷道在水平方向成直线，在垂直方向上随煤层起伏。优点：利于安装刮板机、皮带机；保持工作面长度基本不变。缺点：局部地段积水需专门水泵排出；不利于矿车运输。施工：按中线施工。（2）双弧线式布置特点：巷道在垂直方向上近似水平，在水平方向上随等高线弯曲。优点：利于排水及矿车运输，利于探煤。缺点：工作面长度变化大，不利于安装皮带及刮板机运输。施工：按腰线施工。（3）折线-弧线布置 特点：将巷道按用途分别按直线、弧线布置（a），或分段按直线布置(b)。优点：分别发挥直线、弧线布置的优点，克服其缺点。缺点：巷道布置及施工、管理复杂，特别是转折点不易确定。（三）采煤工艺对区段平巷方向的要求1、炮采区段运输平巷采用矿车运输时，与区段回风平巷一样按弧线布置，即采用双弧线布置。区段运输平巷采用刮板机或皮带机运输时，按前述的方案三布置。2、普采一般按前述的方案三布置3、综采要求工作面等长，因此，一般采用双直线布置或双折线布置，且两巷应平行。四、区段平巷的单双巷布置方式 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（1）双巷布置的优点：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。高沼矿设瓦斯尾巷的双巷布置（2）双巷布置缺点： 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）损失区段煤柱。2、单巷布置（a）设备在上巷（分巷布置） （b）设备在机巷（a）分巷布置，a10时，下行风，设备在上巷，不能用于高瓦斯矿井。（b）设备在机巷，要求机巷大断面（高瓦斯矿井）。五、单工作面和双工作面布置对拉工作面1.中间运输平巷，2.上轨道平巷，3.下轨道平巷运煤：上采面下运，下采面上运 通风：（1）1进风，2、3回风，下采面下行风；（2）2、3进风，1 回风，上采面下行风；（3）串联掺新，3、1进风，2 回风。上、下采面错距：一般5m，木垛维护。优、缺点及适用：优点：减少平巷掘进量和维护量；采出率高；占用设备少；生产集中；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15以下；顶板中等稳定以上；瓦斯少。六、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2、采面前进式采面由采区上山附近向采区边界方向回采，区段平巷沿空留巷。优点：少掘巷；采出率高；问题：要求支护技术和手段好；要防漏风；留巷困难。适用：少用。3、采面往复式上采面前进式，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：鸡西、阳泉、开滦均有用。4、往复旋转式使综采面旋转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。七、区段无煤柱护巷使区段平巷沿采空区布置,可避开或削弱固定支撑压力的影响,能改善巷道的维护状态,减少煤炭损失提高技术经济效益区段无煤柱护有两种方式：沿空留巷和沿空掘巷。1、沿空留巷1）、前进式沿空留巷（巷帮充填）：工作面采煤后沿采空区边缘维护原回采巷道前进式沿空留巷：采面前进式回采，沿采空区留出平巷。巷旁支护的几种形式：a木垛；b密集支柱；c矸石带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。其优点是可克服前进式回采时前方煤层赋存情况不了介和留巷影响工作面端头采煤等缺点；缺点是增加了平巷的掘进工程量。3）应用中倾斜以下，厚2m以下的薄及中厚煤层。沿空留巷比较困难，使用的比例有下降趋势。2、沿空掘巷（1）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。由于空区边缘的上覆岩层已垮落稳定，压力小，因此巷道容易维护。另外，这种方法不留或少留煤柱，可减少损失，也可减少巷道的掘进工程量。（2）位置：沿空掘巷有完全沿空掘巷和留窄小煤柱沿空掘巷两种。采用完全沿空掘巷时，采空区的矸石窜入比较严重，从而影响正常工作，这时，就采用留2-3米的窄小煤柱。一般情况下，以完全沿空掘巷为好。（3）时间：沿空掘巷必须在顶板岩石活动稳定后进行，否则，就会受到移动支撑压力的影响。这时，巷道的掘进与工作面的回采应间隔一段时间。一般，这一间隔时间不少于3个月，通常为4-6个月，个别8-10个月。（4）沿空掘巷时采煤工作面接替方式：区段跳采接替和区段依次接替。 (a)区段跳采接替优点：区段接替方便；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。 跳采接替(单翼) 跳采接替（双翼） (a)区段依次接替区段平巷双巷布置，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。区段依次接替沿空掘巷（5）措施：防止采空区矸石进入巷道和顶板冒顶，可采取以下措施：a.尽量减少掘进时的空顶面积；b.适当缩小放炮进度，并减少炮眼个数和装药量；c.巷道支架要适当加密；e.完全沿空掘巷时，下帮棚腿不要撤掉，并钉上荆芭或木板，用来挡矸。（6）应用：由于沿空掘巷的巷道压力叫小，对支护要求不严格，应用广泛。八、采场通风方式和回采巷道布置1、采场通风应满足的原则和要求（1）符合安全规程，防止上隅角瓦斯聚积；（2）防漏风；（3）通风系统简单；（4）风巷断面足够。 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 （2）Z型通风顺流通风方式，风路短，通风效果比U型好 （3）Y型通风要求：有边界