煤矿开采学第二篇准备方式及采区设计第十一章：准备方式的类型及其选择

第十一章准备方式的类型及其选择第二篇准备方式及采区设计.第一节准备方式的概念及分类

采区（或盘区）的准备巷道布置方式称为采区（或盘区）准备方式。正确合理的准备方式应遵循以下几项原则：（1）有利于合理集中生产，保证采（盘）区有合理的生产能力和增产潜力；（2）保证有完整的生产系统，有利于充分发挥机电设备的效能，为采用新技术、发展综合机械化和自动化创造条件（3）力求技术先进、经济合理，尽量简化巷道系统，减少巷道掘进和维护工作量，减少设备占用率和生产成本费用，便于采（盘）区和工作面的正常接替；（4）煤炭损失少，有利于提高资源采出率；（5）安全生产条件好，符合《煤矿安全规程》的有关规定。一、基本概念.二、准备方式的分类

采（盘）区准备方式的种类很多，按照采区（或盘区）开采方式、上（下）山位置和煤层间的联系方式，对采区（或盘区）准备方式作如下分类。（一）按煤层赋存条件：

采区式、盘区式与带区式准备.（二）按开采方式：

上（下）山采（盘）区准备

在煤层倾角小于160的情况下，可利用水平大巷分别开采上山采区和下山采区。

上山采区是指位于开采水平标高以上的采区。

下山采区是指位于开采水平标高以下的采区，。在煤层倾角大于160时，下山采区在采煤、掘进、运输、通风、排水等方面就有一定的困难。因此，一个开采水平往往只开采上山采区。.（三）按上、下山的布置：

单、双翼和跨多上、下山采区

1、双翼采区特点：采区上（下）山布置在采区走向的中央，采区上（下）山的两翼分别布置采煤工作面进行开采。与单翼采区相比较，双翼采区相对减少了采区上（下）山、车场、硐室等巷道的掘进工程量，减少了采区运输等设备数量，采区生产能力大，生产比较集中。.

2、单翼采区特点：将采区上（下）山布置在采区一侧的边界，形成单翼开采。上（下）山布置在采区靠近井田边界一侧的，为前上（下）山单翼采区；上（下）山布置在采区靠近井筒一侧的，为后上（下）山单翼采区。前上（下）山开采时，煤炭运输有折返现象，增加了运输工作量，但采区上（下）山是在未采动的煤体中，上（下）山维护条件好。.3、跨多上（下）山采区特点：沿煤层走向每隔一段距离（一台带式输送机长度），在煤层底板岩层中布置一组上（下）山，采煤工作面跨几组上（下）山连续推进，相当于由多个单翼采区组成的大采区的准备方式，减少了工作面搬迁次数。一般应用于地质构造简单的综采或综放工艺条件。.

（四）按煤层群开采时的联系：单层准备和联合准备单层准备：各煤层独立布置自己的准备巷道，生产系统互相独立。联合准备：几个煤层组成一个统一的采准系统。又可分为集中上山联合布置和集中平巷联合布置两种基本形式，一般情况下后者包含了前者。综上所述，准备方式分类如下图所示：.准备方式带区式下山采区上山采区上山盘区下山盘区石门盘区下山带区上山带区跨多石门盘区单翼盘区双翼采区单翼采区跨多上（下）山采区双翼盘区多分带带区相邻分带带区联合布置准备单层布置准备盘区式采区式.三、准备方式的发展方向1.准备方式多样化2.采区大型化3.单层化和全煤巷化.第二节采区式准备1—运输大巷；2—回风大巷；3—采区运输石门；4—采区回风石门；5—运输上山；6—轨道上山；7—采区煤仓；8—区段运输平巷；9—区段回风平巷

一、煤层群单层准备方式

一对上山只为一层煤服务，采区石门贯穿的各煤层均独立布置采区上山、装车站和车场。.二、采区多煤层联合准备方式（一）集中上山采区巷道联合布置1、采区巷道布置如下图所示，该采区开采两个煤层，上层煤为中厚煤层，下层煤为薄煤层，两层煤之间相距15m，煤层倾角15°,煤层顶底板岩层中等稳定，地质构造简单，瓦斯涌出量较小。采区双翼走向长度1000m，倾斜长度600m，划分为三个区段。由于下层煤顶底板岩层比较稳定，可将采区运输上山和轨道上山布置在下层煤中，两条上山相距20m左右，上层煤和下层煤之间用区段石门及溜煤眼联系。

.1—运输大巷；2—采区石门；3—运输上山；4—轨道上山；5—上层煤区段运输平巷；6、6′—上层煤区段回风平巷7—下层煤区段运输平巷；8、8′—下层煤区段回风平巷9、9′—区段石门；10—溜煤眼；11—采区下部车场；12—采区煤仓；13—绞车房；14—采区变电所；15—采区风井.2、采区生产系统运煤系统.通风系统.运料排矸系统.供电供水系统.3、巷道布置的优缺点及适用条件优点：巷道布置简单，生产系统简单，工程量较小。缺点：各煤层的区段平巷需要全长一次掘出，巷道维护时间长，维护费用高，而且各煤层的区段运输平巷都要沿巷道全长铺设输送机，占用设备台数多，设备搬迁频繁，如果煤层走向变化较大，则不利于输送机的铺设和运行。适用：适合于煤层层数少，煤层层间距较大的煤层群，且又多为薄或中厚煤层，或者是在厚煤层分层分采，由于采煤机械化程度高，工作面单产高，采区内同时开采的工作面数目只有1～2个的开采技术条件下。

三、煤层群分组集中采区联合准备方式

（参见厚煤层分层同采）.四、缓斜、倾斜煤层采区准备方式的选择采区准备方式的选择主要取决于层间距及技术装备条件。普通机械化采煤条件下，当层间距较小（小于20-30米），各煤层可采用共用集中上山的联合布置；当层间距进一步减小（如10-15米）时，可进一步采用共用区段集中平巷的联合准备方式。.五、联合准备的主要优缺点优点：1、采区内同采工作面个数多，有利于矿井集中生产。2、可比单一煤层布置减少一组至几组上山。3、可提高采出率，降低煤炭损失。4、集中上山及平巷布置在岩层中，可按设计施工，保证巷道质量，便于高效能设备的采用、安装和运转。缺点：岩石巷道的掘进工程量大，准备新采区的时间较长，巷道之间的联系和生产系统比较复杂，并且要求具有较高的生产管理水平。六、急倾斜煤层采区式准备的特点.第三节盘区式准备（一）盘区集中上（下）山联合布置如图所示为煤层群联合布置的上山盘区。盘区内开采两层煤，均为中厚煤层，层间距10～15m，煤层之间为砂质页岩和砂岩互层，煤层倾角5°左右，地质构造简单，瓦斯涌出量不大。.

1、巷道布置及掘进顺序1—岩石运输大巷；2—总回风巷；3—盘区材料斜巷；4—盘区轨道上山；5—盘区运输上山；6—下部车场；7—进风斜巷；8—回风斜巷；9—盘区煤仓；10—m1煤层区段进风平巷；11—m1煤层区段运输平巷；12—m2煤层区段进风平巷；13—m2煤层区段运输平巷；14—区段材料斜巷；15—区段溜煤眼；16—甩车道；17—无极绳绞车房；18—无极绳尾轮硐室；19—盘区材料斜巷绞车房；20—绞车房回风巷；21—下层煤回风眼

.2、主要生产系统.（二）石门盘区石门盘区：自水平运输大巷开掘石门来代替盘区运输上山，该盘区称石门盘区。条件：煤层厚度（m）层间距（m）M1

0.9M2

4.43.3M3

4.52.6=，低瓦斯矿井，盘区走向2200m，

倾斜长8001000m，走向长壁采煤法。.1、巷道布置及掘进顺序1—岩石运输大巷；2—盘区回风大巷；3—盘区石门；4—盘区轨道上山；5—m1煤层采煤工作面；6—区段岩石运输集中平巷；7—区段岩石轨道集中平巷；8—区段煤仓；9—进风斜巷；10—进风行人斜巷；11—回风运料斜巷；12—溜煤眼；13—m1煤层超前运输平巷；14—m1煤层超前回风平巷；15—m2煤层上分层超前运输平巷；16—m2煤层上分层超前回风平巷；17—材料道；18—盘区石门尽头回风斜巷；19—车场绕道；20—绞车房；21—变电所.巷道布置特点1）运输大巷1置于距m3煤层约20m的底板岩石中（运输水平）回风大巷2置于距m3约10m的底板岩石中（回风水平）。.2）盘区石门3置于距m3的底板岩石中，与1同一水平。（相当于“运上”，机车可进入3直接装煤）轨上4置于距m3约10m的底板岩石中。3）区段集中机巷6和集中轨巷7置于距m3约810m的底板岩层中。.4）Ⅰ区段6作为Ⅱ区段的集中轨巷。各煤层（或分层）区段平巷均超前（两个溜煤眼及斜巷间距）回采工作面掘进。.2、主要生产系统.（三）石门盘区与上（下）山盘区的比较及选择1、石门盘区的优缺点优点：由于盘区石门内可采用电机车运输，减少了盘区和大巷之间的运输环节，运输能力大，有利于提高盘区生产能力和合理集中生产。盘区石门位于煤层底板岩石中，巷道维护条件好。各煤层工作面采出的煤炭，通过区段煤仓在石门内装车外运，区段煤仓可起到缓冲和调节运输作用，有利于工作面连续生产。缺点：石门和溜煤眼的岩石掘进工程量大，准备时间长；当煤层倾斜长度大，倾角也大时，石门盘区煤仓的高度也随之增大。.2、上（下）山盘区的优缺点

其基本上与盘区石门相反。该布置方式具有工程量较小，不受大巷运输方式限制等，为了改善盘区上（下）山的维护条件，可采用岩石上（下）盘区布置方式，在上（下）山内铺设带式输送机，同时加大盘区煤仓容量，以便提高盘区生产能力。.3、石门与上（下）山盘区的选择通常在近水平煤层、埋藏稳定、地质构造简单、煤层储量丰富、技术装备水平高、有一定的岩石巷道施工力量、盘区生产能力较大的大中型矿井，适宜采用石门盘区的布置方式。对煤层储量丰富，技术装备水平较高，盘区生产能力较大的矿井，采用石门盘区布置从技术上及经济分析均不合理时，可采用盘区岩石上（下）山布置方式。盘区生产能力低，技术装备水平不高的小型矿井，一般采用盘区煤层上（下）山的布置方式。.4、盘区石门和盘区上（下）山混合布置若盘区倾斜长度大，煤层倾角大，或在盘区有较大落差的走向断层，使煤层上升或下降时，整个盘区均采用石门布置，将会形成部分煤仓垂高过大，造成技术经济上极不合理的情况，可采用盘区石门和盘区上（下）山混合布置方式。

与单层布置相比较，盘区联合布置具有生产集中、减少巷道掘进工程量、改善巷道维护条件、提高煤炭资源采出率和有利于提高机械化水平等优点，条件适宜时，应采用联合布置方式。.第三节带区式准备

采煤工作面沿煤层走向布置，沿煤层倾斜向上或向下推进的采煤方法称为倾斜长壁采煤法。工作面自下而上推进采煤的为仰斜开采，工作面自下而上推进采煤的为俯斜开采。采区、盘区和带区的区别就在于回采巷道布置的不同。

按带区准备巷道服务的范围不同有两种形式：

相邻分带的带区准备

特点：由相邻分带组成一个采准系统，同采或不同采，合用一个带区煤仓。各煤层可单独布置或集中斜巷联合布置。

多分带的带区准备

特点：将阶段或井田按地质构造等因素，划分为一定范围的区域，在该区域内布置多个分带，一般在4-6个或以上，并组成一个统一的采准系统。.单层准备（一）单一薄及中厚煤层倾斜长壁采煤法的巷道布置

1.巷道布置及掘进顺序

工作面沿煤层走向布置，工作面两侧的斜巷沿煤层倾斜布置，并分别与运输大巷和回风大巷连接。下图为双工作面（也称对拉工作面）布置形式，利用三条工作面斜巷开采两个分带，两个工作面共用一条运输斜巷。.1—水平运输大巷；2—水平回风大巷；3—采煤工作面；4—工作面运输斜巷；5—工作面回风斜巷；6—煤仓；7—进风行人斜巷.2.生产系统运煤系统运料系统.通风系统.

联合准备（二）煤层群倾斜长壁采煤法巷道布置倾斜长壁采煤法开采煤层群时，同样有单层布置和联合布置两种方式。对于层间距较大的煤层群，可在各个煤层中布置带区（或分带）分别独立开采，其巷道布置、生产系统与单一煤层倾斜长壁采煤法基本相同。对于近距离煤层群，一般采用多煤层联合布置的开采方式。1.巷道布置及掘进顺序

运输大巷和回风大巷，布置在煤层群最下一层薄