准备方式几个主要问题(19-20-)

1、内容回顾p准备方式分类：准备方式分类：准备巷道；准备巷道；煤层赋存条件分类；煤层赋存条件分类；开采方式；开采方式；区内巷道布置及开采部署；区内巷道布置及开采部署；按煤层群开采时的联系；按煤层群开采时的联系；p采区式准备方式：采区式准备方式：煤层群单层采区准备方式煤层群单层采区准备方式 ；煤层群采区联合布置准备方煤层群采区联合布置准备方式式 ；煤层群分组集中采区联合准备方式煤层群分组集中采区联合准备方式 ；p盘区式准备方式：盘区式准备方式：按开采煤层数目分；按开采煤层数目分；按盘区主要巷道位置分；按盘区主要巷道位置分；石门盘区与上山盘区的比较与选择；石门盘区与上山盘区的比较与选择；p带区式准备方

2、式：带区式准备方式：相邻两分带带区相邻两分带带区多分带带区多分带带区（五）准备方式分类（五）准备方式分类 相邻分带带区下山带区跨多石门盘区单翼双翼跨多上(下)山采区多分带带区单翼双翼准备方式上山带区带区式下山盘区上山盘区石门盘区 盘区式上山采区下山采区采区式布置联合布置准备盘区盘区单层准备采区采区课程内容p一、回采巷道的布置: 单煤层区段平巷; 分层平巷布置:倾斜式、 水平式、重叠式和混合式；p二、准备巷道的布置： 采区上山布置； 上山倾角； 上山数目； 上山类型布置；p三、采区上（下）山运输p四、采区（盘区）参数 采区倾斜长度； 采区走向长度； 区段斜长； 区段数目；p五、采区车场、煤仓和装

3、车站 上部车场、中部车场、下部车 场；p六、采区生产能力p七、采区采出率p八、采区煤柱尺寸 p九、 煤层群开采顺序第四节第四节 准备方式中的几个主要问题准备方式中的几个主要问题一、回采巷道布置（一）单煤层区段平巷 每一个采煤工作面必须具有两条平巷，工作面下段布置运输平巷，上段布置轨道平巷（回风平巷）。运输平巷尽量分段取直，以折线布置。除第一区段煤层回风平巷必然单巷布置外，其他各区段煤层平巷，可单巷布置，也可双巷布置。第四节第四节 准备方式中的几个主要问题准备方式中的几个主要问题当煤层起伏较大，采区一翼走向长度较长，采区接替紧张时，宜采用双巷布置一次掘出的方式。采用单巷布置时，随着采煤工作面不断

4、后退采煤，运输平巷不逐段报废，而在采煤工作面后方用巷旁支护，把巷道维护起来用作为下区段的回风平巷。从生产实践中，双巷布置比单巷布置方便，故多为双巷布置。但当煤层埋藏平稳，顶底板条件较好，特别是薄煤层采用巷旁支护维护巷道不成问题时，可考虑采用单巷布置。 第四节第四节 准备方式中的几个主要问题准备方式中的几个主要问题（二）分层平巷布置厚煤层分层开采时，各分层平巷相距很近，相互有联系。从各分层平巷的相互关系来说，基本上有以下几种基本类型：倾斜式、水平式、重叠式和混合式倾斜式、水平式、重叠式和混合式。1倾斜式布置：内错式与外错式 这种方式的各分层平巷是按2535角成倾斜式布置，一般适合于倾斜角小于15

5、20的煤层。 内错式布置就是下分层巷道位于上分层巷道的内侧，位于上分层采空区下面。 外错式布置下分层巷道位于上分层巷道的外侧，位于分层煤柱下面。第四节第四节 准备方式中的几个主要问题准备方式中的几个主要问题图106 分层平巷倾斜式布置a内错式布置；b外错式布置1-上区段工作面的运输平巷；2下区段工作面的回风平巷第四节第四节 准备方式中的几个主要问题准备方式中的几个主要问题2水平式布置当煤层倾角大于20时，通常采用水平式布置，如图107所示。3重叠式（垂直式）布置各分层平巷沿铅垂线呈重叠式布置，如图108所示。 图107 分层平巷水平式布置 图108 分层平巷重叠式布置 1上区段工作面的运输平巷

6、； 1上区段工作面的运输平巷； 2下区段工作面的回风平巷； 2下区段工作面的回风平巷第三节第三节 准备方式中的几个主要问题准备方式中的几个主要问题(一）采区上山布置一）采区上山布置1、上山位置、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、中部或下部煤组上部、中部或下部岩层中，煤层中岩层中，煤层中二、准备巷道的布置二、准备巷道的布置2、 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） 煤层上山特点煤层上山特点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

7、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3、 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 m4、 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

8、：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/a.m，不留煤柱不留煤柱.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，加大采面连续推进长煤损少。可跨上山采，加大采面连续推进长度；度；l l生产系统可靠，通风条件好，易封闭采空区，生产系统可靠，通风条件好，易封闭采空区，防自燃有利；防自燃有利；l l 不受煤层倾角影响，可定向按坡度取直掘进不受煤层倾角影响，可定向按坡度取直掘进l l能合理处理上山与平巷的平面或立面相交工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。程，绕道工程量小。3）缺点：）缺点：l l 岩石

9、工程量大；岩石工程量大；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），或近距煤层群联个分层），或近距煤层群联合布置；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 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。留留煤煤柱柱上上山山绞绞车车房房变变形形绞车房轨道下山运输下山通 东 区 轨 道 大 巷35m1214工作面(19841985)2215工作面(19881989)(19891990)2216工作面2217工作面(19901991)上1217 工作面(19891992)60m140m(19851987)1215工作

10、面140m100m（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，“运上运上”调为调为30 ，煤自溜。，煤自溜。 （三）（三） 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、增加上山数目的条件、增加上山数目的条件A大的联合布置采

11、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。 （四）上山布置类型（四）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中双上山置于下部薄及中厚稳定煤层中；厚稳定煤

12、层中；走向间距走向间距20 25m，两侧两侧煤柱煤柱30 m ，连接不便，连接不便，增加绕道。增加绕道。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。2025m21(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

13、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连接区段平巷不交叉。连接区段平巷不交叉。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。 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 10m，2距煤层距煤层 12 14 m ， 3沿煤顶沿

14、煤顶此种方式：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。(d)1015m810m11015m1214m23(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、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

15、斯大、水大的煤层多，储量丰富，瓦斯大、水大的采区。采区。21015m1015m810m311214m图109 采区上山的位置1-轨道上山；2运输上山；3通风、行人上山三、采区上（下）山运输三、采区上（下）山运输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和。）上山设备能力：大于同时生产的工作面产量之和。2、 运煤上山运煤上山 2）

16、近水平、缓倾和倾斜煤层运输上山中）近水平、缓倾和倾斜煤层运输上山中的运输设备的运输设备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达运距长。一般一部胶带输送机运距可达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。 铸石溜槽上链式刮板铸石溜槽上链式刮板输送机输送机铸石溜槽上链式刮板铸石溜槽上链式刮板输送机输送机 下链式下链式回空链条在溜槽下面；回空链条在溜槽

17、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。铸石溜槽上链式刮板机铸石溜槽上链式刮板机电机：电机：15 44kW；长度：长度：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。下链式刮板机：下链式刮板机：适用适用，采区上山长度较小，采区能力不，采区上山长度较小，采区能力不大。大。运费略高于胶带机；运输可靠。运费略高于胶带机；运输可靠。 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、 煤层或上山倾角煤层或上山倾角 3时，均采用时，均采用自溜；自溜；搪瓷溜槽：搪瓷溜

18、槽： ，可自溜。，可自溜。铁板溜槽等，铁板溜槽等， =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600600mmmm、900mm900mm，与全矿大巷轨距一与全矿大巷轨距一致。致。 矿车：矿车：1 1t t、1.5t1.5t绞车：视上山倾角、长度、生产任务等选用。绞车：视上山倾角、长度、生产任务等选用。 绞车绞车滚筒直径与绳长滚筒

19、直径与绳长滚筒直径（滚筒直径（m）绳长（绳长（m）1.2600 1.6800 2.01000 2.51200 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，大致为定值采区斜长在开拓部署时已定，大致为定值二、采区走向长度 地质因素 技术因素 经济因素曲线1表示随采区走向长度增大而减少的费用；曲线2表示随采区走向长度增大而增加的费用；曲线3表示与采区走向长度变化无关的费用、曲线1、曲线2与曲线3的相加用曲线4来表示。从曲线4可以求出生产每吨煤总费用最低的采区定向长度位。 四、四、 采区（盘区）参数采区（盘区）参数一般情况下，双翼采区的走向长度为800m1000m，对于综采工作面，有条件

20、的应尽量跨越上山（下山或石门）回采，其采区走向长度一般为1000m1500m，当不能跨越上山（下山或石门）回采时，其采区走向长度一般为1500m3000m，对于底板松软、巷道维护困难、地质构造复杂或自然发火期短的煤层，以及装备水平低的小矿，采区走向长度可适当缩短。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1543

21、2610879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、车场及硐室的掘进工相对减少上（下）山、车场及硐室的掘进工程量；程量；减少采区边界煤柱、上（下）山煤柱损失；减少采区边界煤柱、上（下）山煤柱损失；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，提高采区利于采区和矿井合理集中生产，提高采区A；减少采面搬家次数。减少采面搬家次数。三、工作面长度工作面长度合理与否，要看它能否促进工作面高产、稳产。一般说，加大工作面长度可获得较高的产量，能提高劳动生产率，降低吨煤成本。同时，较长的工作面，可以减少区段数目，因而减少区段平巷掘进工

22、作量和护巷煤柱损失。但是，工作面过长，将降低工作面推进速度，降低循环率，不利与高产、稳产及降低成本。煤 层采煤方法工作面长度（m）倾斜厚度（米）炮采机采综采缓斜和倾斜1.3长壁开采701201001401201503.5厚煤层倾斜分层开采100120150急斜-台阶开采与掩护支架开采5040-表101 工作面最短长度(参考)四、区段斜长四、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）、通风受地质条件、技术条件（设备）、通风能力等因素影响；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80250m

23、。 l巷巷=3 4.5m, l柱柱=0 20ml 区区= l采采+2 l巷巷+ l柱柱区段斜长区段斜长五、区段数目五、区段数目 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。缓斜煤层缓斜煤层 n = 4 5（个）个）倾、急斜层倾、急斜层n 2 3（个）个） 六、采区生产能力六、采区生产能力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

24、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： 400400 m 采高，采高，m； 容重，容重，t/m3；c0 0 采面采出率采面采出率 采采区区生生产产能能力力采区生产能力采区生产能力 c0 0 采面采出率采面采出率 薄煤层薄煤层 0.97 中厚

25、煤层中厚煤层 0.95 厚煤层厚煤层 0.93 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 一般一般1 采面；采面； 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AB（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 = 0.90采区生产能力采区生产能

26、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 七、采区采出率七、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、采区边界煤柱等）区段煤柱、上山煤柱、采区边界煤柱等 采区采出率采区采出率煤层煤层 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

27、层 0.75中厚煤层中厚煤层 0.80薄煤层薄煤层 0.85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 0.97八、采区煤柱尺寸八、采区煤柱尺寸 经验法经验法1、 上（下）山煤柱上（下）山煤柱岩石上（下）山可不留煤柱（跨上、下山开采）岩石上（下）山可不留煤柱（跨上、下山开采）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

28、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 15 15 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 5 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 采区边界煤柱采区边界煤柱4 4、采区边界煤柱：一般、采区边界煤柱：一般10m 5 5、断层煤柱、断层煤柱 断层落差断层落差 断层一侧煤柱宽度（断层一