第十章 单一走向长壁采煤法采煤系统.ppt

煤矿开采学CoalMiningScience,山东科技大学资源与环境工程学院,第十章单一走向长壁采煤法采煤系统,10.1示例10.2采煤系统分析10.3单一走向长壁采煤法的应用,山东科技大学资源与环境工程学院,单一走向长壁采煤法适用条件缓斜、倾斜薄及中厚煤层，缓斜3.55.0m厚煤层示例基本开采条件该采区开采一层煤，为薄或中厚煤层，煤层埋藏平稳，地质构造简单，瓦斯涌出量小，采区沿倾斜划分为三个区段，普通机械化采煤，采区走向长度1200m。单一煤层采区巷道布置如图10.1所示。,10.1示例,山东科技大学资源与环境工程学院,10.1示例,1-采区运输石门；2-采区回风石门；3-采区下部车场；4-轨道上山；5-运输上山；6-上部车场；7,7-中部车场；8,8,10-区段回风平巷；9,9-区段运输平巷；11-联络巷；12-采区煤仓；13-采区变电所；14-绞车房。,单一煤层采区巷道布置,山东科技大学资源与环境工程学院,10.1示例,采准工作顺序（1）采区运输石门1采区下部车场3轨道上山4和运输上山5采区上部车场6与采区回风石门2回风平巷10（2）中部车场7回风平巷8和运输平巷9联络巷11开切眼（3）采区煤仓12、变电所13和绞车房14注1：8和9倾斜间距一般815m；回风巷8超前运输巷100150m；上山间距20m；联络巷间距80100m；随着第一区段的回采，应及时开掘第二区段的中部车场7、回风平巷8、运输平巷9和开切平眼。注2：先采第一区段、再采第二区段，从上向下的顺序开采称为区段下行式开采顺序。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.1示例,运煤系统工作面运输平巷9运输上山5采区煤仓采区运输石门注：工作面、运输平巷采用刮板输送机。运料排矸系统（1）物料自下部车场3轨道上山4上部车场6回风平巷10采煤工作面。（2）区段回风巷8，8和运输巷9，9所需的物料，自轨道上山4经中部车场7，7送入。（3）掘进巷道所出的煤和矸石从各平巷运出，经轨道上山运至下部车场注：轨距600mm；矿车、平板车运输。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.1示例,通风系统（1）采煤工作面：采区运输石门1下部车场3轨道上山4中部车场7分成两翼至平巷8联络巷11运输巷9工作面回风巷10：右翼：采区回风石门2；左翼：车场绕道6采区回风石门2（2）掘进工作面：轨道上山4中部车场7两翼送到平巷8在平巷内由局部通风机送到工作面运输巷9运输上山5采区回风石门（3）采区绞车房和变电所由轨道上山直接供给。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.1示例,供电系统（1）高压电缆：由井底中央变电所大巷采区运输石门下部车场运输上山采区变电所（2）低压电缆：采区变电所各工作面配电点、输送机和绞车房用电点压气和安全用水系统巷道类型回采巷道：直接为回采工作面服务开切眼和区段平巷：运输巷（输送机巷、机巷）回风巷（轨道巷、风巷、轨巷）；准备巷道：为各区段服务上山巷道：运煤上山（运输上山、输送机上山），轨道上山以及通风行人上山；采区上、中、下部车场联结采区上山与区段平巷，作为运输转载用的准备巷道；安装机械电气设备用的硐室：绞车房、变电所、煤仓等；附属于上述各类巷道的联络巷。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2.1区段的参数区段参数包括：区段斜长和区段走向长度区段斜长采煤工作面长度、区段煤柱宽度及区段上下两平巷宽度之和为区段斜长。采煤工作面长度：一般为120180m；薄煤层较短，综采不小于150m区段煤柱：一般815m；薄煤层取下限区段平巷：普采2.53.0m；综采4.04.5m区段走向长度：采区走向长度区段走向长度为采煤工作面连续推进长度，普采不小于500m，综采不小于1000m。,10.2采煤系统分析,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2.2区段平巷的坡度和方向在实际工作中为了便于排水和有利于矿车运输，平巷都是按照一定坡度(0.5%1.0%)布置和掘进的。普通机械化采煤的区段平巷布置区段回风平巷：采用矿车、平板车运输；要求巷道基本水平、保持一定流水坡度、允许巷道有一定弯曲；巷道沿煤层按腰线掘进。区段运输平巷：采用刮板输送机运输；要求巷道直，允许有一定坡度；巷道沿煤层按中线掘进。综合机械化采煤的区段平巷布置要求上下两平巷做到直线且互相平行参见图10.2。,10.2采煤系统分析,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,(a)炮采、普通机械化采煤(b)综合机械化采图10.2区段平巷的坡度及方向,1-区段运输平巷；2(2)-区段回风(轨道)平巷；3-联络巷；4-煤层底板等高线,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,10.2.3区段平巷的单巷布置和双巷布置普通机械化采煤双巷布置：区段轨道平巷超前区段运输平巷，沿腰线掘进。优点：探明煤层变化情况，辅助运输、排水，有利于掘进通风和安全,由上区段工作面立即转到下区段工作面，可减少轨道巷的维护时间。缺点：下区段轨道平巷维护比较困难，增加联络巷掘进费。单巷布置：瓦斯含量不大，煤层埋藏稳定，涌水量不大，注意：加强掘进通风，减少风筒漏风。一般综采工作面区段平巷布置综采工作面特点,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,(1)设备多，重量大。如采煤机812t；支架17t左右。(2)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。(3)设备安装、拆卸及运输费工耗时。(4)采面产量高。(5)巷道断面尺寸大。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,双巷布置：巷道断面较小，缺点：需要进行移置和从新拆接电缆和油管等工作，给生产、维修带来不便。如：配电点和泵站所用的电缆和油管由一个联络巷到另一个联络巷。,由于综采时要求工作面等长布置，下区段轨道巷也要沿中线布置，仅可对区段运输巷的积水起到疏导作用，有时候需要护巷，一般大多数采用单巷布置。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,在低瓦斯、煤层倾角小于10、允许采用下行风的条件下，可采用将配电点和变电站布置在区段上部平巷中，称为分巷布置法，区段上部平巷进风，区段运输巷回风。但注意：对瓦斯和煤尘的管理。,对于瓦斯含量很大的矿井，要对工作面和采空区瓦斯进行抽放，此时可采用回风巷双巷布置。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,单巷布置：由于巷道断面较大，不利于巷道掘进和维护，要求平巷采用强度较高的支护材料，如梯形金属支架或U型钢拱可缩性支架，条件适宜，可采用锚杆支护。,b-设备分巷布置，c电气设备设在区段运输巷,转载机，胶带运输机，变电站，泵站，配电站。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,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。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,10.2.4单工作面与双工作面布置双工作面布置-对拉工作面对拉采面生产系统,1中间运输平巷2上轨道平巷3下轨道平巷,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,（1）运煤：上采面下运,下采面上运:下工作面应短一些,根据煤层倾角和工作面输送机的能力而定（2）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；顶板中等稳定以上；瓦斯少。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,10.2.5工作面回采顺序后退式、前进式、往复式、旋转式采面后退式：由采区边界附近向采区运煤上山方向推进回采顺序。适用：我国广泛应用,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,采面前进式：采面由采区上山附近向采区边界方向回采，区段平巷无需预先掘进，只需随工作面推进在采空区中留出既所谓沿空留巷。,问题：少掘巷；采出率高；要求支护技术和手段好；要防漏风；留巷困难。适用：地质构造简单时使用。采用较少,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,采面往复式回采：上采面前进式，沿空留巷；下采面后退式，沿空留巷，前两种方式的结合两种方式的优缺点。优点：缩短搬家距离；采出率高；少掘巷道。适用：在采区边界布置有边界上山时应用更为有利。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,旋转往复式回采：使综采面旋转180，与往复式回采相结合，实现工作面不搬迁而连续回采，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：应用较少。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,10.2.6区段间无煤柱护巷采用区段无煤柱护巷，使区段平巷沿采空区布置，可避免和消弱支承压力的影响，改善巷道维护状况，减少煤损。沿空留巷前进式沿空留巷采面前进式回采，沿采空区留出平巷。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,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。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,往复式沿空留巷：,沿空留巷适用：缓斜和倾斜，厚2m以下的薄及中厚煤层。沿空留巷比较困难，使用的比例有下降的趋势。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,沿空掘巷定义：沿着已采工作面的采空区边缘掘进区段平巷。利用采空区边缘压力较小，沿着上覆岩层已垮落稳定的采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘巷。,优点：虽没有减少区段平巷的数目，但是不留或少留煤柱，减少煤损，减少联络巷，减少巷道维修工程量，甚至不用维修，对巷道支护要求也不严格。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,沿空掘巷时回采面接替顺序,区段跳采接替：在采空区上覆岩层尚未垮落稳定之前不能进行沿空掘巷。优点：区段跳采接替方便；巷道掘进量少；缺点：生产分散；“孤岛”采煤矿压显现强烈；在深部煤层开采时易出现冲击地压适用：采区区段数目多。,2区段回采，4区段正在煤体中掘进上下两平巷，1、3、5区段将采用沿空掘巷，回采顺序为2-4-1-3-5,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,区段依次接替：区段平巷双巷布置，留煤柱2030m（为了护巷），回收部分煤柱。沿空掘巷的目的：工作面通风，运料仍利用轨道巷，在轨道巷近工作面处设风帘挡风。适用：区段数目少；矿压大，不宜跳采时，缺点：增加了平巷及联络巷的工程量,下区段工作面回采时，在区段煤柱上部超前采煤工作面沿采空区掘巷，并隔一定距离通过联络巷与区段轨道巷相通。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,10.2.7采场通风方式与回采巷道布置工作面通风的要求,工作面有足够风量，符合安全规程，防止上隅角瓦斯聚积；沿空留巷时的巷旁应采取防漏风措施；风流应尽量单向顺流，少折返逆流，系统简单，风路短。进风巷应有足够的断面和数目。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,通风方式U型通风,特点:通风系统简单，漏风少，风流线路长，变化大。适用：瓦斯不太大；瓦斯大，设瓦斯尾巷，即为U+L通风,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,Z型通风,顺流通风方式（进风流与回风流的方向相同），风路，通风效果比U型好,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,Y型通风,当工作面产量大和瓦斯涌出量大时，可以稀释风流中的瓦斯。上下平巷均进新鲜风流有利于上下平巷安装机电设备，要求：设有边界回风上山，当无边界上山、区段回风巷设在上平巷进风巷的上部时，偏Y型通风。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,H型通风系统复杂，增加了风量，稀释瓦斯,采用较少。,W型通风对拉工作面,有利于满足上下工作面同采，实现集中生产的要求。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,采区煤层倾角较小，一翼走向长为8001000m，有多条断层将采区切割成不规则自然块段，采用单一走向长壁采煤法。为减少断层的影响，利用断层切割的自然块段划分区段，区段平巷沿断层折线定向、分段取直平行布置。,10.2.8受构造影响时区段平巷的布置,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2采煤系统分析,优点：增加综采工作面连续推进长度、减少综采搬迁次数，减少边角煤的损失、增加采区的可采储