第九章近水平煤层准备方式的选择分析

第九章近水平煤层准备方式的选择分析及上下山布置参数

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9-1。2、多煤层联合布置图9-2。3、单一厚煤层的布置有集中巷，叫集中斜巷。（由局部到整体）图9-3。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9-4。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9-5。3）、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。图9-6。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）、保留煤柱；（图9-6a）2）、沿空留巷。（图9-6b）7、适用条件：1）、ɑ≦12°。2）、采取一定措施后，ɑ=12°～17°。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1、布置形式图9-7。2、布置特点：煤巷多，以煤巷换立眼、运料斜巷。3、条带数：大于4～6个，可以达到10～12个（3000m以内）。4、发展前景：近水平煤层多采用。是一种新方式，岩巷少，符合绿色开采发展方向，可多采用。图9-8为一个实际应用的例子。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煤层上山采区）2、带区工程量（煤巷换岩巷）3、选择（经济比较）§9.2盘区准备方式近水平煤层—

的煤层。近水平煤层开采，井田常划为盘区，用：倾斜长壁采煤法、走向长壁采煤法开采。一、盘区分类1、按开采煤层数目分：单一煤层盘区、联合布置盘区2、按盘区主要巷道位置分：上山盘区、下山盘区、石门盘区二、盘区巷道布置特点1、区段划分为规则矩形，区段巷道沿中线掘进（直）2、区段间开采顺序可不受限制，可以跳采3、轨道上下山可用无极绳绞车运输三、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15～20m，两侧各20～30m煤柱。如果大巷在煤层中，则与图8-7极相似。对于厚煤层，上山可能在底板岩石中，若分层开采，则采用联合布置方式。2、集中上（下）山联合布置走向长壁采煤法，图9-9。四、石门盘区定义：石门盘区—自水平运输大巷开掘石门作为盘区主要巷道时，该盘区称石门盘区。图9-10。

五、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，如ɑ≦6时尽可能选用。1、与上下山盘区比较的优点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9-11。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、与上下山盘区比较的缺点：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。六、改进型的石门盘区

1、

采用对拉采面的石门盘区。

六、改进型的石门盘区2、机车直接进区段集中平巷的石门盘区。当小时，煤层稳定时用。

六、改进型的石门盘区3、石门盘区与上山混合联合布置，煤层变化大时。§9.3

准备方式分类

一、准备方式

准备巷道—为准备采区、盘区或带区而掘进的主要巷道。1、准备方式—准备巷道的布置方式准备巷道：采区、盘区上下山采区、盘区或带区车场、硐室（绞车房、变电所、煤仓）区段或分带集中巷。2、选择准备方式的基本原则

通过技术、经济分析确定：

1）合理集中生产，使采准巷道系统有合理的生产能力和增产潜力。2）巷道系统简化，减少巷道掘进及维护工程量。3）生产系统完善，功能齐全，为机械化和自动化创造条件。4）煤损少，安全好。1、按煤层赋存条件分为

—

采区式、盘区式及带区式。2、按开采方式分上山开采、下山开采和上下山开采。（1）采区上山采区—开采水平（标高）之上的采区。下山采区

—

开采水平（标高）之下的采区。（

16）

（2）盘区上、下山盘区开采—近水平煤层（

）的大巷一般布置于井田中部。上山盘区—按煤层倾斜趋向，开采水平之上的盘区下山盘区—按煤层倾斜趋向，开采水平之下的盘区石门盘区（石门作为盘区的主要运输巷道）二、准备方式分类（3）带区上山带区—开采水平大巷以上的带区。下山带区

—

开采水平大巷以下的带区。

3、按区内巷道布置及开采部署分

单翼、双翼采区或盘区均有单翼和双翼采区或盘区的主要巷道（上山、下山或石门）布置于采区或盘区一翼为单翼。采区或盘区的主要巷道（上山、下山或石门）布置于采区或盘区中部为双翼。

跨多上山采区或跨多石门盘区特点：1）上山一般布置于煤层底板岩石中；2）上山间距：1000m（一部胶带机长度）；3）回采工作面连续跨多个上山回采

—

用于地质构造简单的地段。4）初期工程量大，占用设备多。适用：地质条件简单，如，范各庄矿。4、按煤层群开采时的联系

u

单层准备u

联合准备单层准备—各煤层独立布置准备巷道及生产系统。联合准备

—

几个煤层共用一套准备巷道及生产系统。

联合准备

：集中上山（共用上山）和区段集中平巷（共用区段平巷）共用上山，不共用区段平巷

总结上述4种分类，汇总成图§9.4

采（盘）区上山、下山的布置一、位置的选择1、走向方向：中间或边界。（1）、中间：运、轨都在中间，叫双翼采区。如果有一个边界通风上山，也叫双翼采区。（2）、边界：运轨都在边界（或一侧），叫单翼上山。主要原因是由于自然条件限制，或采区走向长度太短，用两翼开采时推进长度太小而选用的。边界上山分为前上山和后上山两种。上山靠近井筒（工业广场），叫后上山；否则叫前上山。（哪一个好？）。2、层位可选择在煤层底板，煤层顶板，煤层中，煤层群中的煤层间以及穿层。（1）、煤层上山a、优点：掘进易，费用低，速度快，探煤（瓦斯、水、自燃情况）。b、缺点：采动影响大，维护难，图8-36，相对于岩石上山采用无煤柱开采情况下，煤损大，自燃严重。（END）

c、适用：i）、单一薄及中厚煤层，服务年限短。（图8-7）ii）、只有两个分层的单一厚煤层，煤中硬，顶底板较稳定；iii）、联合布置时，最下层是维护条件好的薄及中厚煤层图8-12。Iv）、为部分煤层服务或维护时间短的专用通风、运煤上山（图8-13中8运输（运煤）上山，图8-14中8（通风上山），图8-15煤层进风眼8等）。（2）、岩石上山维护容易，掘进费用高，联络巷工程量大，服务年限长时采用。（3）、层位与坡度a、层位：一般在最底层煤中或最底层的底板岩石中，距煤层的法线距离为10～15m（有时有集中巷时为20m）。特殊情况，如底板有含水量大的含水层，瓦斯突出层，可布置在顶层（煤）岩中。（END）b、坡度：适应运输设备，有时，为适应设备，需穿层或伪斜（急倾斜）。皮带：ɑ＜16°；刮板，

ɑ＜25°；自溜，ɑ=30°～35°（铸石），ɑ=20°（搪瓷）；串车，10°＜ɑ＜20°；单轨吊35°以下；无极绳ɑ＜10°。2、上山数目及其相对位置1）、数目：至少两条。进、回风；运煤、料；特殊可增加上山。其条件是：（1）、生产能力大（2）、生产能力较大，而瓦斯大，特别是下山采区（通风、排水）。（3）、大生产能力的普采区，经常有上下区段同采（专用回风）。（4）、探煤。用于辅助工作。2）、类型：图8-37。（END）

3）、上山间相互位置关系与上山数目、煤层数、地质条件、开采技术有关。层位可以在同一层面，如两煤，两岩，也可不在同一层面，相差3～5m，运低轨高。但煤、岩有时不可能在同一层面。4）、边界上山：（1）、CH4大，用Z、Y、H型通风时。（2）、往复式开采，或为加大推进长度，连续跨上山。3、采区上（下）山的运输1）、能力：应大于同时生产工作面生产能力之和；机采时，按工作面设备能力计算；炮采时，按采区日产量乘1.5系数，每班运5～6小时。（以后会讲到生产能力配套问题）2）、设备的选择：按能力和倾角而定。3）、辅助运输：串车，无极绳、单轨吊、卡、齿轨车，轨距与大巷相同。（END）

§9.5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，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（3～5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：800～1000m，一翼需3～5台串联。2）、胶带：1000～2000m，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。

（END）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1000～1500m；2）、单翼采区，综采＞1000m；普采600～800m；3）、跨上山采区，综采＞1200m；而对于倾斜长壁，推进长度1000～1500m（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（END）

:年推进长度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1.05～1.06)——工作面之间的影响系数：

时，

2）、面数

综采面，宜一区一个，不大于二个；普采面，宜一区二个，不大于三个；炮采在2～3个，不大于4个。3）、生产能力：综采，60～100万t/a，好的矿井可以达到100～200万t/a，最多可以达到200～1000万t/a（高产高效）。普采45～80万t/a，好的达到100万t/a；炮采10～60万t/a。3、配套能力1）、与上下山运输设备配套

2）、通风能力配套——巷道净断面，——允许最大风速，——日产一吨煤所需风量，（相对瓦斯涌出量）——风量备用系数（产量及瓦斯涌出的不均衡性）3）、满足接替要求——可采储量；——新区准备时间

四、采区回采率及采区煤柱尺寸1、采区回采率（设计中设所设计的回采率是计算所得，应大于规定的）回采率=开采损失：包括区段损失、采区边界煤柱损失、工作面落煤损失之和。2、煤柱尺寸1）、大巷和上下山保护煤柱：大巷的属于暂时煤柱，其尺寸40~80m，仅做参考。2）、区段煤柱：薄及中厚煤层，8～15m，厚煤层15～20m；3）、采区边界：人为境界20m；4）、断层煤柱：属永久煤柱，与断层落差有关，见下表（此数仅供参考，单位m）断层落差大于2001