中国矿业大学-采矿学课件 (15)

1、第十七章第十七章 准备巷道布置及参数分析准备巷道布置及参数分析Layout and parameter of preparation roadway in district第一节第一节 采区上山布置采区上山布置layout of district rise一、上山位置一、上山位置l l 单一煤层布置单一煤层布置岩层中，煤层中岩层中，煤层中l l 煤层群联合布置煤层群联合布置煤组上部、中部和下部煤组上部、中部和下部岩层中，煤层中岩层中，煤层中（一）煤层上山（一）煤层上山（ rise in coal ） 沿煤层布置。（要求不破坏顶板的完整性）沿煤层布置。（要求不破坏顶板的完整性） 1、 煤层上山特

2、点煤层上山特点l l 掘进速度快，联络巷工程少，费用低；掘进速度快，联络巷工程少，费用低；l l 超前探煤作用；当超前探煤作用；当 变化时，坡度对输送机变化时，坡度对输送机不利；不利；l l 需留煤柱保护；需留煤柱保护；l l 上山围岩是煤和软岩；维护条件差；上山围岩是煤和软岩；维护条件差；l l 上山与平巷的层面交叉，多开绕道工程；上山与平巷的层面交叉，多开绕道工程；l l 受采动影响受采动影响（一）煤层上山（一）煤层上山（coal rise ） 2、 改善维护状况的技术措施：改善维护状况的技术措施：l l 避免两侧采面同时接近上山。避免两侧采面同时接近上山。l l 煤柱越宽，采动影响越小。

3、煤柱越宽，采动影响越小。 薄薄30 m 厚厚30 40 ml l 采用可缩性支护。采用可缩性支护。（一）煤层上山（一）煤层上山（ rise in in coal ） 3、 适用条件适用条件l l 单单薄及中厚煤层采区，服务年限短；薄及中厚煤层采区，服务年限短；l l 采两个分层的单一厚煤层采区采两个分层的单一厚煤层采区(一次一次采全高或放顶煤采全高或放顶煤)，煤及围岩稳定，煤及围岩稳定l l 煤层群联合布置采区，下部有维护条煤层群联合布置采区，下部有维护条件较好的薄及中厚煤层。件较好的薄及中厚煤层。服务时间短的专用通风或运煤上山。服务时间短的专用通风或运煤上山。 （二）岩石上山（二）岩石上山（

4、rock rise ） 1、 岩石上山布置：岩石上山布置：q 岩性要求岩性要求 布置于煤层底板稳定的岩布置于煤层底板稳定的岩层中，避免构造破坏层中，避免构造破坏q 层间距要求（层间距要求（h） 距煤层距煤层10 20 m范各庄矿：页岩范各庄矿：页岩 12 m；新庄孜矿：砂页岩新庄孜矿：砂页岩 6 8 m；平四矿：平四矿： 砂页岩砂页岩 15 m （二）岩石上山（二）岩石上山（rock rise ） 2、 岩石上山特点岩石上山特点1）实例）实例张庄矿，开采张庄矿，开采M=5 m，煤层上山：维护费煤层上山：维护费67.2元元/a.m，煤柱宽煤柱宽100 m;岩石上山岩石上山:维护费维护费2.0元元

5、/a.m，不留煤柱不留煤柱.在此条件下在此条件下,采区服务年限采区服务年限 3年时，岩石上山年时，岩石上山合理合理.范各庄矿范各庄矿:开采开采7层煤层煤, M=14.3 m，采区服务采区服务t 5a，岩石上山合理岩石上山合理.（二）岩石上山（二）岩石上山（rock rise ）2)优点：优点：l l 维护费用低；维护费用低；l l 煤损少。可跨上山采，加大采面连续推进煤损少。可跨上山采，加大采面连续推进长度；长度；l l 生产系统可靠，通风条件好，易封闭采空生产系统可靠，通风条件好，易封闭采空区，防自燃有利；区，防自燃有利；l l 不受煤层倾角影响，可定向按坡度取直掘不受煤层倾角影响，可定向按

6、坡度取直掘进进l l 能合理处理上山与平巷的平面或立面相交能合理处理上山与平巷的平面或立面相交工程，绕道工程量小。工程，绕道工程量小。（二）岩石上山（二）岩石上山（rock rise ）3）缺点：）缺点：l l 岩石工程量大；岩石工程量大；l l 需岩石施工能力强的队伍。需岩石施工能力强的队伍。 3、岩石上山、岩石上山适用条件：适用条件：l l 单一厚煤层（单一厚煤层（ 3个分层），或近距煤层群个分层），或近距煤层群联合布置；联合布置；l l 采区服务年限采区服务年限 3年以上；年以上；l l 岩石施工能力强；岩石施工能力强；l l 煤层底板岩层较稳定，无承压水。煤层底板岩层较稳定，无承压水。

7、二、上山的层位与坡度二、上山的层位与坡度（一）层位（一）层位联合布置采区。联合布置采区。一般将上（下）山置于下部稳定的煤层或一般将上（下）山置于下部稳定的煤层或底板岩石中。底板岩石中。主要原因为：主要原因为：v 能适应煤层下行开采顺序；能适应煤层下行开采顺序；v 提高采出率，煤损少；提高采出率，煤损少；v 采区生产系统可靠，易维护。采区生产系统可靠，易维护。 二、上山的层位与坡度二、上山的层位与坡度特殊条件下，将上山置于煤层群的中部特殊条件下，将上山置于煤层群的中部或上部。或上部。可能的原因为：可能的原因为：v下部煤层底板接近富含水层，或底板下部煤层底板接近富含水层，或底板岩石松软，且很厚，不

8、易维护。岩石松软，且很厚，不易维护。如：华北奥陶纪灰岩，承压水。峰峰局，如：华北奥陶纪灰岩，承压水。峰峰局，焦作局焦作局49m3/t水等水等v 煤层赋存适于人为或自然分组，单独煤层赋存适于人为或自然分组，单独设置为分组煤层服务的专用上山。设置为分组煤层服务的专用上山。（二）上山的倾角（坡度）（二）上山的倾角（坡度）v 一般与煤层倾角一致；一般与煤层倾角一致；v 当当 有变化时，力求使上山保持固定坡度；有变化时，力求使上山保持固定坡度；为满足运输要求，岩石上山可穿层布置：为满足运输要求，岩石上山可穿层布置：当当 1520 时，时，“运上运上”调为调为15 ，胶带机；，胶带机； 2030 时，时，

9、“运上运上”调为调为30 ，煤自溜。，煤自溜。 三、采区上山数目及布置类型三、采区上山数目及布置类型 （一）（一） 上山数目上山数目 1、 采区上山至少两条采区上山至少两条 轨道上山轨道上山进风、辅运进风、辅运 运输上山运输上山运煤，回风运煤，回风 2、在下述条件下增加上山数目、在下述条件下增加上山数目A大的联合布置采区；大的联合布置采区；A大，瓦斯涌出量大和水大的采区（下山采大，瓦斯涌出量大和水大的采区（下山采区）；区）；A大，常出现上、下区段同采的采区。增设通大，常出现上、下区段同采的采区。增设通风上山。风上山。 “运上运上”、“轨上轨上”均置于底板岩石中，需均置于底板岩石中，需探明煤层情

10、况，提前掘进煤层内的采区上山。探明煤层情况，提前掘进煤层内的采区上山。采用特采技术（如水砂充填）需设充填管道采用特采技术（如水砂充填）需设充填管道或泄水的采区。或泄水的采区。 （二）上山布置类型（二）上山布置类型 (1) 双煤上山双煤上山布置特点：布置特点：双上山置于下部薄及双上山置于下部薄及中厚稳定煤层中；中厚稳定煤层中；走向间距走向间距20 25m，两侧煤柱两侧煤柱30 m 2025m21适用：适用： 下部有薄及稳定的中厚煤层。下部有薄及稳定的中厚煤层。 单一薄及中厚煤层。单一薄及中厚煤层。(2) 一煤一岩上山一煤一岩上山布置特点：布置特点：轨上沿煤层顶板布置；轨上沿煤层顶板布置；运上沿底

11、板岩层布置。运上沿底板岩层布置。上山错距：上山错距： 运上距煤层运上距煤层10 12 m 运上、轨上走向距运上、轨上走向距20 m 适用：适用：A小、服小、服务年限短的采区。务年限短的采区。（t 5a）2(a)20m1012m(3) 双岩上山双岩上山Fig、171、b示。示。布置特点布置特点:两条上山置于底板岩石两条上山置于底板岩石中中 轨上距煤层轨上距煤层8 10 m运上距煤层运上距煤层12 14 m走向间距：走向间距：20 25 m适用适用： 开采单一厚煤层开采单一厚煤层采区；采区；煤层群最下一层为厚煤煤层群最下一层为厚煤层；层； CH4小的联合布置小的联合布置采区普遍采用。采区普遍采用。

12、 2025m810m1(b)1214m2(4) 双岩一煤上山双岩一煤上山布置特点：布置特点： 走向间距走向间距 1-3 和和 3-2 10 15 m层 位 上 ：层 位 上 ： 1 距 煤 层距 煤 层 8 1 0 m ， 2 距 煤 层距 煤 层 12 14 m ， 3沿煤顶沿煤顶(d)1015m810m11015m1214m23此种方式：此种方式：3先掘，超前勘探，为先掘，超前勘探，为1和和2 取直定向；取直定向；3用于通风行人。用于通风行人。(4) 双岩一煤上山双岩一煤上山适用：适用：开采煤层数目多，开采煤层数目多，厚度大，储量丰富厚度大，储量丰富的采区。的采区。瓦斯、水大的采区。瓦斯、

13、水大的采区。(d)1015m810m11015m1214m23（5）三岩上山）三岩上山布置特点：布置特点：三岩上山均置于底板岩层三岩上山均置于底板岩层中；中；走向间距：走向间距：10 15m层位上：层位上： 1 和和 3 同层位同层位2低低2 4m适用：适用：煤层多，储量丰富，瓦斯大、水大的煤层多，储量丰富，瓦斯大、水大的采区。采区。21015m1015m810m311214m（三）（三） 设采区边界上山设采区边界上山在采区边界设在采区边界设1 2条边界上山。条边界上山。瓦斯大，采用瓦斯大，采用Z、Y型通风时，两条需设回型通风时，两条需设回风边界上山。风边界上山。往复式开采，不沿空留巷，区段煤

14、柱护巷往复式开采，不沿空留巷，区段煤柱护巷的往复式开采，要求采区一翼开掘两条上的往复式开采，要求采区一翼开掘两条上山。山。四、采区上（下）山运输四、采区上（下）山运输（rise haulage in district）1、 任务：采区上（下）山担负采区的煤、矸、物料任务：采区上（下）山担负采区的煤、矸、物料等运输；通风行人、管线的通道。等运输；通风行人、管线的通道。 2、 运煤上山：运煤上山： conveyer rise 主要任务：运煤。主要任务：运煤。视上（下）山倾角和产量，选运输设备视上（下）山倾角和产量，选运输设备 1）上山设备能力：大于同时生产的工作面产量之）上山设备能力：大于同时生产

15、的工作面产量之和。和。一般：一般： 普采普采按采面设备能力计算；按采面设备能力计算； 炮采炮采Q(采区日产量）采区日产量） 1.5/n （5 6），），t/h；2、 运煤上山运煤上山 2） 近水平、缓倾和倾斜煤层运输上近水平、缓倾和倾斜煤层运输上山中的运输设备类型山中的运输设备类型胶带输送机胶带输送机吊挂式吊挂式落地式落地式胶带输送机能力大：胶带输送机能力大： 胶带输送机运输能力胶带输送机运输能力 带宽（带宽（mm）能力（能力（t/h）80035010006301200700 100014002500胶带输送机胶带输送机运输可靠，费用低。运输可靠，费用低。运距长。一般一部胶带输送机运距可运距长

16、。一般一部胶带输送机运距可达达300-500 m。功率大的可达功率大的可达500-1000 m。适用：适用： 上山（向下运煤）上山（向下运煤）； 下山（向上运煤）下山（向上运煤）7 新型胶带机：适于新型胶带机：适于 =28。刮板输送机刮板输送机型号型号 下链式下链式回空链条在溜槽下面；回空链条在溜槽下面； 上链式上链式回空链条在溜槽上面。回空链条在溜槽上面。平八矿：上链式刮板机：平八矿：上链式刮板机：电机：电机：15 44kW； 长：长：150 300m。适应角度；适应角度；向下运可达向下运可达18 28 。阻力小，耗电低，能力大，事故少，易维护。阻力小，耗电低，能力大，事故少，易维护。下链式

17、刮板机：适用下链式刮板机：适用，原则防滑装置。，原则防滑装置。刮板机：刮板机：适用范围大；运费略高于胶带机；运适用范围大；运费略高于胶带机；运输可靠。输可靠。 自溜运输自溜运输松煤的自然安息角：松煤的自然安息角： 35 i、 煤层或上山的煤层或上山的 3时，均采用时，均采用自溜；自溜；ii、对对2的煤层，将上山置于底板岩的煤层，将上山置于底板岩石中，增大上山角度，石中，增大上山角度， =（30 3）、）、实现自溜；实现自溜；搪瓷溜槽：搪瓷溜槽： ，可自溜。，可自溜。铸石溜槽：铁板溜槽，砼溜槽等，铸石溜槽：铁板溜槽，砼溜槽等， =30。 矿车运输矿车运输绞车或无极绳牵引矿车运输绞车或无极绳牵引矿

18、车运输生产能力小的采区生产能力小的采区 ： 矿车进采区矿车进采区采区煤仓口装煤；采区煤仓口装煤； 矿车进采区矿车进采区在采面下口装煤。在采面下口装煤。A小；运输不连续（间断式）、影响生产。小；运输不连续（间断式）、影响生产。适用：轨道适用：轨道 600 600mmmm，900mm900mm与全矿大巷巷道与全矿大巷巷道轨距一致。轨距一致。 矿车：矿车：1 1t t、1.5t1.5t、3.0t3.0t、5.0t5.0t绞车：视上山绞车：视上山 、长度、生产任务等选用。、长度、生产任务等选用。 绞车绞车滚筒直径与绳长滚筒直径与绳长滚筒直径（滚筒直径（m）绳长（绳长（m）1.2600 1.6800 2

19、.01000 2.51200 第二节第二节 煤层群区段集中平巷的布置及层煤层群区段集中平巷的布置及层间联系方式间联系方式（district sublevel gathering entry） 区段集中巷区段集中巷 煤层群联合布置采区，在煤层煤层群联合布置采区，在煤层或煤组下煤层（或岩石中）布置为区段内各煤或煤组下煤层（或岩石中）布置为区段内各煤层生产服务的巷道层生产服务的巷道或为一个区段的几个煤层或几个分层服务的平或为一个区段的几个煤层或几个分层服务的平巷。巷。区段集中运输平巷（集中机巷）：集中出煤。区段集中运输平巷（集中机巷）：集中出煤。区段集中轨道平巷（集中轨巷）：运送物料等。区段集中轨道

20、平巷（集中轨巷）：运送物料等。 布置区段集中平巷的目的布置区段集中平巷的目的 减少分层区段平巷的维护时间，降低减少分层区段平巷的维护时间，降低维护费；维护费；布置能力大的集中运输系统，减少设布置能力大的集中运输系统，减少设备占有数；备占有数；分层同采，合理集中生产。分层同采，合理集中生产。一、区段集中平巷的布置方式一、区段集中平巷的布置方式 （一）机轨分煤岩布置（一）机轨分煤岩布置 1、布置特点：、布置特点：q运输集中平巷置于煤层底板岩石内；运输集中平巷置于煤层底板岩石内；q轨道集中平巷置于煤层内。轨道集中平巷置于煤层内。2、区段集中平巷与工作面超前平巷联、区段集中平巷与工作面超前平巷联系方式

21、系方式 91312111013131311451839102014127822119176132211598718541410厚煤层分层同采一煤一岩集中巷布置厚煤层分层同采一煤一岩集中巷布置q区段集中平巷与工作面区段集中平巷与工作面超前平巷超前平巷斜巷联系斜巷联系溜眼溜眼30 ，煤自溜，少，煤自溜，少占设备；占设备；斜巷斜巷20，施工条件差；，施工条件差；辅运和行人不便（设绞车）辅运和行人不便（设绞车）适用：适用：15 ；层间距；层间距10 15m。机轨分煤岩布置机轨分煤岩布置351212111210468712341012117568机轨分煤岩布置机轨分煤岩布置876451039112112

22、施工方便；利用石门布置中部车场，辅运环节少；施工方便；利用石门布置中部车场，辅运环节少；行人方便。行人方便。当当 很小时，石门长，工程量大；运煤占设备多。很小时，石门长，工程量大；运煤占设备多。适用：适用： 的煤层；层间距的煤层；层间距10 15m。 区段集中平巷与工作面超前平巷区段集中平巷与工作面超前平巷石门联系石门联系q区段集中平巷与工作面超前平巷区段集中平巷与工作面超前平巷立眼联系立眼联系(近水平煤层近水平煤层) )。 近水平煤层机轨合一巷及其联系方式图13-467123(a)11125(b)6535673、区段集中平巷与采区区段集中平巷与采区集中上山的联系方式集中上山的联系方式一般考虑

23、：一般考虑： 运输方式；运输方式；（1） 集中集中“轨上轨上”与与集中集中“轨巷轨巷”联系联系 石石门、斜巷门、斜巷 （2） 集中机巷集中机巷 溜煤溜煤眼眼 集中集中“运上运上”。3512121112104687123410121175684、机轨分煤岩布置优缺点分析、机轨分煤岩布置优缺点分析集中机巷沿岩层布置：集中机巷沿岩层布置：q易定向取直或分段取直，满足输送易定向取直或分段取直，满足输送机要求；机要求；q本区段运煤，下区段回风、运送物本区段运煤，下区段回风、运送物料，服务时间长，岩层中易维护；料，服务时间长，岩层中易维护；q实现分层同采，上下区段同采。实现分层同采，上下区段同采。 5、

24、机轨分煤岩布置适用机轨分煤岩布置适用q煤层多，煤层多，A大；层间距大；层间距10 15m。 4、机轨分煤岩布置优缺点分析、机轨分煤岩布置优缺点分析集中轨巷沿煤层布置：集中轨巷沿煤层布置：q探煤层走向的变化，为集中机巷定向；探煤层走向的变化，为集中机巷定向；q采掘互不干扰，利于接替，便于在上分层采掘互不干扰，利于接替，便于在上分层采空区后反向掘进下分层的超前机巷采空区后反向掘进下分层的超前机巷q泄水；泄水；q易于掘进；易于掘进；q受多次采动影响，维护困难。受多次采动影响，维护困难。 （二）机轨双岩巷布置（二）机轨双岩巷布置 1 1、布置特点、布置特点双岩巷相同标高布置双岩巷相同标高布置3 3 集

25、中机巷集中机巷 ， 4 4 集中轨巷集中轨巷平行布置于同水平底板岩层中，掘进联系方便。平行布置于同水平底板岩层中，掘进联系方便。925874101311126（淮南实例）（淮南实例） 2 2、联系方式、联系方式各分煤层超前平巷各分煤层超前平巷平石门平石门3平石门和溜煤眼平石门和溜煤眼运输上山运输上山1各分煤层超前平巷各分煤层超前平巷4 平石门平石门 轨道上山轨道上山 2 925874101311126机轨双岩巷布置机轨双岩巷布置双岩巷不同标高布置：双岩巷不同标高布置：3 集中机巷，集中机巷，4 集中轨巷集中轨巷布置于不同水平的底板岩层中布置于不同水平的底板岩层中 主、辅运主、辅运干扰小干扰小2

26、7581212461031112 2、联系方式、联系方式各分煤层超前平巷各分煤层超前平巷平石门平石门3 平石平石门门溜煤眼溜煤眼运输上山运输上山1各分煤层超前平巷各分煤层超前平巷平石门平石门4 平石平石门门轨道上山轨道上山 227581212461031113、机轨双岩巷布置优缺点分析：机轨双岩巷布置优缺点分析： 利于上、下区段同采，分层同采，利于上、下区段同采，分层同采，A大；大；岩石工程量大，准备时间长；岩石工程量大，准备时间长；14、机轨双岩巷布置适用、机轨双岩巷布置适用煤层数多，生产时间长，煤巷难以维护。煤层数多，生产时间长，煤巷难以维护。 （三）机轨合一巷布置（三）机轨合一巷布置 1

27、 1、布置特点：、布置特点：胶带机和轨道布置在同一大断面岩巷内；胶带机和轨道布置在同一大断面岩巷内； 871112653121 1）布置方式）布置方式l l 机轨合一巷的轨道置于远离煤层一侧，机轨合一巷的轨道置于远离煤层一侧，轨上通过中部车场直接与轨上通过中部车场直接与3相连，不穿越输相连，不穿越输送机；但采用平石门与各分层平巷联系时，送机；但采用平石门与各分层平巷联系时，则需穿输送机，抬高输送机。则需穿输送机，抬高输送机。1 1）布置方式）布置方式l l 轨道置于靠近煤层一侧时，中部轨道置于靠近煤层一侧时，中部车场通达集中巷的轨道则需穿越输送车场通达集中巷的轨道则需穿越输送机，并抬高输送机。

28、机，并抬高输送机。2 2、机轨合一巷分析：、机轨合一巷分析：少一条岩巷，省工程量；少一条岩巷，省工程量；易维护；易维护；设备集中，易管理；设备集中，易管理；断面大，施工定向困难；断面大，施工定向困难；中部车场轨道与输送机交叉，交叉点施工复中部车场轨道与输送机交叉，交叉点施工复杂；杂；上、下区段不能同采、通风难解决。上、下区段不能同采、通风难解决。3、适用：、适用：煤层多，煤层多，A大的采区。当前，应用大的采区。当前，应用较少。较少。近水平煤层机轨合一巷布置近水平煤层机轨合一巷布置机轨合一集中巷置于机轨合一集中巷置于底板岩层中底板岩层中 采用立眼与斜巷联系采用立眼与斜巷联系方式方式 立眼立眼溜煤

29、，斜巷溜煤，斜巷辅运。辅运。 轨道布置在外侧轨道布置在外侧(b)65356767123(a)11125（四）机轨双煤巷布置（四）机轨双煤巷布置 1 1、布置特点、布置特点 运输集中巷和轨道集中巷均置于下部运输集中巷和轨道集中巷均置于下部薄及中厚煤层中。薄及中厚煤层中。6871254113212 2、机轨双煤巷布置分析、机轨双煤巷布置分析 岩巷工程量小，掘进速度快，缩短准备岩巷工程量小，掘进速度快，缩短准备时间；时间；利于上、下区段回采，分层回采，利于上、下区段回采，分层回采，A大；大；受采动影响大，维护量大。受采动影响大，维护量大。3 3、机轨双煤巷布置适用、机轨双煤巷布置适用：煤层多，下：煤

30、层多，下部有薄及中厚煤层、围岩稳定。部有薄及中厚煤层、围岩稳定。 第三节第三节 采区（盘区）参数采区（盘区）参数（parameters in district） 一、采区倾斜长度一、采区倾斜长度 采区斜长在开拓部署时已定，大致为定采区斜长在开拓部署时已定，大致为定值值 1 1、区段斜长、区段斜长 1 1）回采工作面斜长影响因素：）回采工作面斜长影响因素：（1） 受地质条件、技术条件（设备）、通受地质条件、技术条件（设备）、通风能力等因素影响；风能力等因素影响； （2）当前开采技术条件，工作面长度为）当前开采技术条件，工作面长度为80-250m。 l巷巷=3 4.5m, l柱柱=0 20ml 区

31、区= l采采+2 l巷巷+ l柱柱2 2、区段数目、区段数目n 合理的合理的n 保证采区正常生产和接替。保证采区正常生产和接替。在保证在保证l采采合理的前提下，划分区段。合理的前提下，划分区段。 采区斜长采区斜长 n = 区段斜长区段斜长l区区 必须调整：必须调整：n为整数；为整数；要充分考虑断层；要充分考虑断层；使采区大部分地区都处于工作面合理长度范使采区大部分地区都处于工作面合理长度范围内。围内。当前，缓斜煤层当前，缓斜煤层 n = 4 5（个）个） 倾、急斜层：倾、急斜层： n 2 3（个）个） 二、采区生产能力二、采区生产能力（district productive capacity）

32、 采区生产能力采区生产能力-采区内同时生产的采煤工作面采区内同时生产的采煤工作面和掘进工作面产量之和，单位一般是万吨和掘进工作面产量之和，单位一般是万吨/年年1 1、采面生产能力、采面生产能力A0（万万t / a）A A0 0 = L= L V V0 0 m m c c0 0式中：式中：L L 采面长，采面长，m m； V V0 0采面年进度，采面年进度，m/am/a；综采：综采：1000 1000 1200 1200m; m; 普采：普采： 600 600m;m;炮采：炮采：400 400 500 500m m m 采高，采高，m； 容重，容重，t/m3；c0 0 采面采出率采面采出率 c0

33、 0 采面采出率采面采出率 薄煤层薄煤层0.97 中厚煤层中厚煤层0.95 厚煤层厚煤层0.93当前：采面生产能力当前：采面生产能力 综采：综采： 平均平均 87万万t /a M 2m，一般一般80 100万万t /a普采：普采：平均平均 25 30万万t /a 炮采：炮采： 平均平均 10 20万万t /a 急倾斜炮采急倾斜炮采5 10万万t /a 2、采区同采工作面数目采区同采工作面数目 缓倾斜煤层：缓倾斜煤层： 综采综采 1 2个采面同采；个采面同采； 普采普采 1 2个采面同采。个采面同采。急斜煤层炮采：急斜煤层炮采： 2 3个采面同采。个采面同采。3 3、采区生产能力、采区生产能力A

34、B（万万t/a）：）： nioiBAkkA121式中：式中：n 同采工作面数，个；同采工作面数，个； K1 采区掘进出煤系数，采区掘进出煤系数，K1=1.1； K2 采面之间出煤影响系数，采面之间出煤影响系数， 当当n = 2时，时， K2 = 0.95; n = 3时时, K2 = 0.90AB的环节能力验算：的环节能力验算：1 1）上山运输能力：）上山运输能力： 3000AAnBKT式中：式中：An 小时设备能力，小时设备能力，t / h； k 产量不均衡系数，产量不均衡系数，K=1.2 1.3; T 日出煤时间，日出煤时间，h； 0 运输设备正常工作系数，运输设备正常工作系数， 0 =

35、0.7 0.9。 2 2）采区通风能力）采区通风能力 风量和风速限制风量和风速限制cAcsvB16024300式中：式中：s 巷道净断面，巷道净断面，m2； v 巷道允许最大风速，巷道允许最大风速，m/s； c 日日1t煤的供风量，煤的供风量，m3/min/t； c1 风量备用系数，风量备用系数，c1 = 1.2。分子分子 一年的风量一年的风量分母分母 产一吨煤的风量产一吨煤的风量 3）保证采区正常接替保证采区正常接替TAnBZ式中：式中：Z 采区可采储量，采区可采储量，t； Tn 新采区准备时间，新采区准备时间，a。每年生产的能力要小于准备出来的能力每年生产的能力要小于准备出来的能力 4 4

36、）采区车场通过能力一般不受限制。）采区车场通过能力一般不受限制。5 5）备用采面）备用采面 综采综采 只备采面，不备设备、人员；只备采面，不备设备、人员； 普采普采 备采面，不备人员，备设备。备采面，不备人员，备设备。采区生产能力采区生产能力一般综采：一般综采：8080 100 100万吨万吨/ /年年大功率综采：大功率综采：200200 300 300万吨万吨/ /年年普采：普采：4545 60 60万吨万吨/ /年年炮采：炮采：30 30 45 45万吨万吨/ /年年 三、采区走向长度三、采区走向长度（strike length） 问题及主要影响因素问题及主要影响因素采区走向长度采区走向长

37、度 = 采面连续推进长度采面连续推进长度 + 采区间煤柱尺寸采区间煤柱尺寸随科技进步，采面单产和采区生产能随科技进步，采面单产和采区生产能力提高，矿井生产合理集中，采区尺力提高，矿井生产合理集中，采区尺寸日趋扩大。寸日趋扩大。加大采区走向尺寸的好处：加大采区走向尺寸的好处：相对减少上（下）山、车场及硐室的相对减少上（下）山、车场及硐室的掘进工程量；掘进工程量；减少采区边界煤柱、上（下）山煤柱减少采区边界煤柱、上（下）山煤柱损失；损失；增大采区储量和服务年限，利于接替；增大采区储量和服务年限，利于接替；利于采区和矿井合理集中生产，提高采利于采区和矿井合理集中生产，提高采区区A；减少采面搬家次数。

38、减少采面搬家次数。确定采区走向长度主要影响因素确定采区走向长度主要影响因素 （一）地质因素（一）地质因素l l 断层、倾角和厚度变化大处、变薄带处断层、倾角和厚度变化大处、变薄带处范各庄矿北翼采区为急斜煤层，专设计为范各庄矿北翼采区为急斜煤层，专设计为14721472采区。采区。其他采区为缓倾斜煤层采区。其他采区为缓倾斜煤层采区。 “ “三下三下”开采、必须留煤柱处，采区以此为开采、必须留煤柱处，采区以此为界；界；煤层顶底板岩性煤层顶底板岩性 松软松软 支护、维护困支护、维护困难；难；煤的自燃期长短煤的自燃期长短 短短 区段一翼较短。区段一翼较短。 （二）技术因素二）技术因素 区段巷道的掘进、

39、维护、运输、供电等区段巷道的掘进、维护、运输、供电等因素。因素。 掘进掘进i、联合掘进机掘进联合掘进机掘进 ii、炮掘炮掘 配以：刮板机、胶带机、局扇配以：刮板机、胶带机、局扇单孔掘进：单孔掘进：1000 m 当前，掘进技术受局扇通风影响。当前，掘进技术受局扇通风影响。 运输运输 i、刮板机刮板机 多台串联、事故多，费用高，不超多台串联、事故多，费用高，不超过过5台为宜。台为宜。采区一翼为采区一翼为400500m，双翼采区走向长度为双翼采区走向长度为8001000m采区走向长度主要影响因素采区走向长度主要影响因素采区走向长度主要影响因素采区走向长度主要影响因素ii、胶带机胶带机 宽宽800 m

40、m：500 m 宽宽1000 mm：800 1000 m 不受限制。不受限制。采区一翼长可达采区一翼长可达500m1000 m，双翼采区走向长度为双翼采区走向长度为10002000m区段巷维护技术区段巷维护技术 煤巷维护困难：随采面推进，受采动影煤巷维护困难：随采面推进，受采动影响，多次维修；响，多次维修； 巷道布置：巷道布置：双巷、一条半、单巷、双巷、一条半、单巷、沿空留巷、沿空掘巷、区段间有集中巷沿空留巷、沿空掘巷、区段间有集中巷（联合布置）（联合布置） 区段集中巷可改善回采巷道维护状区段集中巷可改善回采巷道维护状况，缩短维护时间，可加大采区走向长况，缩短维护时间，可加大采区走向长度度采区

41、走向长度主要影响因素采区走向长度主要影响因素支护技术：支护技术： U型钢棚、工字钢梯形棚、锚杆型钢棚、工字钢梯形棚、锚杆 锚、网支护可加大巷道长度。锚、网支护可加大巷道长度。 平六矿、平六矿、J J5 -65 -6煤，煤，M=3.5 m M=3.5 m 区段区段巷长巷长2430 2430 m m。不是限制采区走向长的不是限制采区走向长的决定因素。决定因素。 采区走向长度主要影响因素采区走向长度主要影响因素供电：供电：i、380v供电，采区一翼长可达供电，采区一翼长可达400 m ；ii、660v供电，采区一翼长可达供电，采区一翼长可达700 m 1000 m；iii、移动变电站，移动变电站，1

42、140 v供电，可达供电，可达1000m以上，采区走向长度不受限制。以上，采区走向长度不受限制。 采区走向长度主要影响因素采区走向长度主要影响因素设备检修时间设备检修时间液压支架检修期：液压支架检修期：原煤炭部规定一年左右为倒面周期。原煤炭部规定一年左右为倒面周期。即：即：综采设备连续推进时间综采设备连续推进时间 + 检修倒面时检修倒面时间间 = 1年年 。 （二）经济因素（二）经济因素 经济合理的采区走向长度经济合理的采区走向长度经济上合理经济上合理 吨煤费用最低。吨煤费用最低。采区走向长度增加吨煤费用减少采区走向长度增加吨煤费用减少石门、上山掘进费、切眼掘进、设备按装石门、上山掘进费、切眼

43、掘进、设备按装费费采区走向长度增加吨煤费用增加采区走向长度增加吨煤费用增加区段巷道维护费区段巷道维护费采区走向长度与吨煤费用无关采区走向长度与吨煤费用无关区段巷道掘进费区段巷道掘进费 吨煤费用与采区走向长度关系吨煤费用与采区走向长度关系OY2431X准则准则：技术上先进可行，经济上合理：技术上先进可行，经济上合理 吨煤费用吨煤费用最低。最低。缓斜煤层：缓斜煤层：不受地质条件限制的普采、炮采双翼采区：不受地质条件限制的普采、炮采双翼采区：一般一般 1000 1500m 不受地质条件限制的综采双翼采区：一般不受地质条件限制的综采双翼采区：一般 1600 24300m 大柳塔推进大柳塔推进4000

44、6000m急斜煤层：急斜煤层： 双翼采区走向长双翼采区走向长1000 m 单翼采区走向长单翼采区走向长500 m 采区斜长采区斜长采区斜长采区斜长 = 阶段斜长阶段斜长近水平煤层，近水平煤层， 5 8 时，采区斜时，采区斜长长1000 1500m。 以上，采区斜长约以上，采区斜长约800 1000m。四、采区采出率四、采区采出率 采区工业储量采区工业储量 - 开采损失开采损失 采区采出率采区采出率= 100% 采区工业储量采区工业储量开采损失：开采损失： （1） 采面落煤损失：采面落煤损失：3 7% （2 2）区段煤柱、上山煤柱、采区边界煤柱）区段煤柱、上山煤柱、采区边界煤柱等等 采区采出率采

45、区采出率煤层煤层 国家规定的采区采出率国家规定的采区采出率厚煤层厚煤层 0.75中厚煤层中厚煤层 0.8薄煤层薄煤层 0.8工作面采出率工作面采出率 工作面实际出煤量工作面实际出煤量 工作面采出率工作面采出率= 100% 工作面实际储量工作面实际储量 煤层煤层 国家规定的国家规定的工作面工作面采出率采出率厚煤层厚煤层 0.93中厚煤层中厚煤层 0.95薄煤层薄煤层 0.97提高采出率途径：提高采出率途径：减小煤柱损失；减小煤柱损失；尽量回收煤柱；尽量回收煤柱；合理加大采区尺寸；合理加大采区尺寸；减少工作面损失。减少工作面损失。五、采区煤柱尺寸五、采区煤柱尺寸 经验法经验法 1、 上（下）山煤柱

46、上（下）山煤柱 岩石上（下）山可不留煤柱（跨上、下山开岩石上（下）山可不留煤柱（跨上、下山开采）采）煤层上（下）山本层中的煤柱：煤层上（下）山本层中的煤柱：煤层煤层 煤柱沿走向一侧宽度（煤柱沿走向一侧宽度（m）薄及中厚薄及中厚 20厚煤层厚煤层 30 40采区煤柱尺寸采区煤柱尺寸2 2、区段煤柱、区段煤柱煤层煤层 区段煤柱宽度（区段煤柱宽度（m m）薄及中厚薄及中厚 8 8 15 15厚煤层厚煤层 1515 2020原则上区段巷道应沿空掘巷原则上区段巷道应沿空掘巷 3 3 5 5m m 3 3、运输大巷及总回风巷保护煤柱、运输大巷及总回风巷保护煤柱 大巷布置在底板岩石中，其上可不留煤大巷布置在

47、底板岩石中，其上可不留煤柱（跨大巷开采）柱（跨大巷开采）大巷布置在煤层中本层中一侧的煤柱：大巷布置在煤层中本层中一侧的煤柱：煤层煤层 一侧的煤柱一侧的煤柱宽度（宽度（m）近水平近水平 40缓斜缓斜 25 40倾斜倾斜 15 25 急斜急斜 10 15 问题：开采水平大巷煤柱如何留？问题：开采水平大巷煤柱如何留？4 4、采区边界煤柱、采区边界煤柱：一般：一般10m 5 5、断层煤柱、断层煤柱 断层落差断层落差 断层一侧煤柱断层一侧煤柱宽度（宽度（m）落差很大（落差很大（ 10m） 30 落差大（落差大（ 5m） 10 15 落差很小（落差很小（ 3m） 不留煤柱不留煤柱六、煤仓容量六、煤仓容量煤

48、仓容量取决于采区煤仓容量取决于采区A，装车站通过装车站通过能力、大巷运输能力等。能力、大巷运输能力等。采区煤仓容量的确定原则采区煤仓容量的确定原则保证采区保证采区正常生产正常生产 煤仓与采区煤仓与采区A关系关系表表 煤仓与采区煤仓与采区A关系关系 采区采区A（万万ta）30以下以下30 4545 6060煤仓容量（煤仓容量（t）50 100100 150150 250 500煤仓容量煤仓容量（一）按采煤机连续作业割一刀煤的产量（一）按采煤机连续作业割一刀煤的产量 Q Q0 L .M.B. .C0. Kt n （t）式中：式中：Q Q0 0 防漏风留煤量防漏风留煤量5 5 10 10 t t；L

49、 L采面长，采面长，m m；B B进刀深度，进刀深度，m m；M M采高，采高，m m； 煤的容重，煤的容重，t/mt/m3 3; ;C C0 0采面采出率，；采面采出率，；K Kt t同采工作面系数：同采工作面系数：综采综采K Kt t=1=1，普采普采K Kt t=1+0.25n=1+0.25nn n采区内同采工作面数。采区内同采工作面数。 煤仓容量煤仓容量(二二)按大巷列车间隔时间内采区高峰产量按大巷列车间隔时间内采区高峰产量 Q = Q0 + Qh. ti. ad （ t）式中：式中：Qh采区高峰生产能力，采区高峰生产能力，t / h ，Qh一般为一般为(1.5 2.0)Ap ;ti

50、列 车 进 入 装 车 站 的 间 隔 时 间 ，列 车 进 入 装 车 站 的 间 隔 时 间 ，20 30min；ad不均衡系数，机采取不均衡系数，机采取1.15 1.2，炮采，炮采取取1.5。（三）按采区高峰生产延续时间（三）按采区高峰生产延续时间 为保连续生产，用于为保连续生产，用于QhQt情况情况 Q = Q0 + (Qh-Qt)thcad （t）式中：式中：Qt采区车站通过能力，采区车站通过能力，t / h 。（Qt=1.3Qp） thc 采区高峰生产延续时间，机采为采区高峰生产延续时间，机采为1 1.5h。 炮采要取炮采要取1.5 2h煤仓容量煤仓容量当上（下）山及大巷均采用胶带机运输时，当上（下）山及大巷均采用胶带机运输时，采区煤仓容量采区煤仓容量 Q（1 2）Qh思考题思考题 机轨分煤岩布置特点及适用条件。机轨分煤岩布置特点及适用条件。 煤层上山、岩石上山布置特点及适用条件