综采放顶煤工作面巷道布置方式分析

1、第卷第期年月煤炭科学技术 .综采放顶煤工作面巷道布置方式分析章之燕( 开滦(集团)有限责任公司唐山矿业分公司河北唐山 中国煤炭学会岩石力学专业委员会北京)摘要:结合我国特厚及厚煤层的开采特征对我国综放工作面巷道布置方式进行了总结目前我国综放工作面巷道布置方式主要有在工作面布置条巷道或多条巷道两大类并分析了矿井地质条件、瓦斯赋存条件、采煤设备对巷道布置方式的影响结合唐山煤矿综放工作面不同的巷道布置方式详细指出了不同巷道布置方式对矿井不同条件的适应性关键词:综放开采巷道布置方式高瓦斯矿井特厚煤层中图分类号:文献标志码:文章编号:()(.):.:.引言我国放顶煤开采技术经过多年的研究和实践已经成为一

2、种投资低、产量高、效益好且适合于特厚及厚煤层开采的采煤方法近些年特厚煤层综放开采技术在复杂地质条件得到了突破解决了采出率较低的问题但随着开采能力的不断加大瓦斯易超限、大型设备对巷道断面要求越来越大等问题制约了综放开采技术的发展和大型设备的采用特厚及厚煤层综放工作面巷道布置方式是综放开采的关键技术之一随着对综放开采技术、工艺的不断认识以及受瓦斯、设备问题的影响工作面巷道的布置方式不断发生变化目前广泛采用的综放工作面巷道布置方式大致可分为两大类:综放工作面采用条巷道的布置方式综放工作面采用多条巷道的布置方式基于此笔者对综放开采工作面巷道的布置方式进行研究以期达到特厚及厚煤层工作面安全高效生产的目的

3、综放工作面巷道主要布置方式 工作面布置条巷道综放工作面条巷道布置方式有种:工作面回风巷、运输巷均沿煤层底板布置工作面回风巷沿底板布置工作面运输巷沿煤层顶板布置在高瓦斯矿井工作面回风巷配合布置高位瓦斯钻场)工作面巷道均沿煤层底板布置在工作面两侧各布置条巷道条为工作面运输巷兼作进风巷另条为工作面回风巷兼作运料巷收稿日期:责任编辑:杨正凯:./.作者简介:章之燕()男河北张家口人教授级高级工程师现任开滦集团公司唐山矿业分公司副总工程师引用格式:章之燕.综采放顶煤工作面巷道布置方式分析.煤炭科学技术():.():章之燕:综采放顶煤工作面巷道布置方式分析年第期条巷道均沿煤层底板布置采用托顶煤掘进相邻工作

4、面巷道之间留设的小煤柱避开应力高峰区这种巷道布置方式一般用于煤层瓦斯含量较低的矿井其主要优点是掘进工程量小、万吨掘进率低、巷道维护量小、生产系统简单在煤体普氏系数适宜采场压力较小时可以适当减小煤柱宽度提高煤炭采出率(图)好的近水平煤层该布置方式的缺点为首采工作面的万吨掘进率高、相对掘进成本高条运输巷之间要留设的煤柱采区采出率较低)条进风巷、条回风巷布置方式如图所示条进风巷为带式输送机运输巷主要用于运输工作面煤炭同时布置相关的机械设备条回风巷:条作为正常的轨道巷使用用于工作面的正常回风、运料、行人一般沿煤层底板布置另条作图巷道沿煤层底板布置方式示意方式的主要优点是掘进工程量小)工作面条巷道沿不同

5、层位布置、万吨掘进率低该布置、巷道维护量小、生产系统简单、工作面阶段煤柱损失小有利于提高煤炭采出率防止煤层自燃布置方式主要分为种或沿煤层顶板布置:运输巷沿煤层底板布置工作面回风巷沿某一层位所示一般适用于煤层厚度大于如图煤层工作面的回风巷沿煤层底板布置的近水平运输巷沿某一层位或沿煤层顶板布置如图所示一般适用于煤层厚度大于或煤层倾角大于°的煤层回风巷和运输巷不在个层位工作面开切眼按设计角度旋转掘进至设计层位图巷道布置方式示意 条进风巷工作面布置条巷布置有、条回风巷条巷道种:条进风巷、条回风巷示)当综放工作面设计能力较大条进风巷、条回风巷布置方式如图、设备多、设备尺寸所大、通风量较大时如果

6、采用条巷道的布置则要求工作面运输巷断面很大煤层底板或某一层位布置导致巷道施工但是由于运输巷一般沿、支护和维护都较为困难一般采用条进风巷的布置方式将条大断面巷道变为条小断面巷道:主运输巷和辅助运输巷分别用于运输煤炭和设备但这种布置方式一般只适用于瓦斯较少且煤层赋存条件较图条进风巷、条回风巷布置方式为专用的瓦斯抽采巷使用一般沿煤层的顶板布置采用内错式距回风巷专用瓦斯巷和回风巷每隔左右采用斜眼或立眼联通且专用瓦斯抽采巷与工作面外部的专用回风巷联接该方法解决了工作面采空区上隅角瓦斯超限问题有利于放顶煤工作面的瓦斯抽采但专用瓦斯巷的管理较为严格在回风时要配一定的风流稀释瓦斯浓度专用瓦斯巷和回风巷间需开挖

7、联络巷导致万吨掘进率高该布置方式一般用于高瓦斯矿井和采区图条进风巷、条回风巷布置方式 工作面布置条巷道面运输在工作面的两侧各布置、安装、运料、行人、通条巷道风、瓦斯以满足工作抽采等要求沿顶板布置这种布置也可沿煤层底板布置条专用回风巷条巷道也可全部沿条巷道煤层底板布置布置方式如图所示巷道间每隔一定距离采用联络巷联接这种布置从系统上看较为合理但是巷道的万吨掘进率较高一般适用于地质条件较好的缓倾斜和近水平煤层的大型矿井高产能工作面工作面走向长度一般不小于倾斜长度一般不小于设备均选用大型设备工作面的各系统机械化程度相当高辅助运输一般采用的是胶轮车或防爆柴油车等运输安装采用专用搬家倒面叉车等设备工作面的

8、回采和搬家倒面快一般情况下可完成工作面搬家倒面图工作面条巷道布置方式 板某一层位布置具有代表性由于回风巷沿煤层底板布置工作面巷道布置在不同层位的特点因此主要对该布置方、运输巷沿煤层底式进行描述巷道的布置是在满足工作面运输、安年第期煤炭科学技术第卷装、进料、行人、通风、抽采瓦斯等各系统的要求基础特点是解决了综放开采造成的区段煤柱和工作面端头过渡支架不能放顶煤的问题减少了煤炭损失同时也解决了工作面沿煤层底板掘进容易底掘巷支护、巷道维护困难等问题在大倾角煤层上将运输巷沿煤层顶板或某一层位布置主要大于以上随工作面回采顶板易冒落采用高位钻孔能很好地将瓦斯从岩层的层理节理中抽采出来的煤层 唐山煤矿工作面布

9、置条巷道适用条件工作面条巷道布置时条巷道分别为进风巷、回风巷、瓦斯专回巷其中进风巷和回风巷沿煤层底板布置瓦斯专回巷沿煤层顶板布置瓦斯专回巷与回风巷每隔采用立眼联通通过立眼向瓦斯专回巷配一定的风流稀释瓦斯浓度在造成顶板瓦斯积聚和浮煤自然发火的问题以及沿开采时当运输巷采用沿某一稳定层位布置时工作面开切眼需按一定旋转角度掘进当煤层普氏系数较小时旋转掘进有一定难度该布置方式可防止支架发生滑倒及采煤机下滑实例分析 唐山煤矿工作面布置条巷道适用条件里工作面位于开滦集团唐山煤矿)工作面条巷道均沿煤层底板布置水平岳胥采区煤层煤层厚度 赋存为 盆状 中间低四周高煤层标高为煤层倾角平均 °°平

10、均煤层沉积°不稳定结构较复杂呈块状结构且易碎区内断层较多绝对瓦斯涌出量为 输巷、回风巷均沿煤层底板掘进开切眼沿煤层底板/工作面运联通运输巷和回风巷在回风巷位置按上山°倾角向煤层顶板施工瓦斯抽采钻场长的巷道作为高位瓦斯钻场至煤层顶板后做联通保证通风该布置方式一般适用于煤层赋存巷道后部用立眼结构较复杂且沉积不稳定顶板随工作面回采顶板易冒落采用高位钻孔易于抽采瓦斯的煤层)工作面条巷道分别沿煤层顶底板布置区煤层沉积较稳定工作面位于开滦集团唐山煤矿普氏系数较大煤层倾角水平岳胥采°°层局部有厚度平均°厚度 的夹石平均岩性为黑色炭质 煤泥岩层理节理较为发育绝

11、对瓦斯涌出量为 板布置/开切眼由运输巷沿顶板按一定角度旋转掘运输巷沿煤层顶板布置回风巷沿煤层底进至煤层底板至煤层底板后与回风巷贯通工作面在回风巷采用高位瓦斯抽采钻孔抽采工作面采空区瓦斯瓦斯抽采钻场在回风巷水平掘进至煤层顶板后布置钻场该布置方式一般适用于赋存结构较复杂沉积稳定层理较好普氏系数较高的煤层且从运输巷旋转施工时能托住煤层顶板岩性为炭质泥岩也适用于岩层层理节理裂隙发育煤层厚度回采过程中在瓦斯专回巷铺设条瓦斯抽采管路抽采工作面采空区上部的瓦斯在立眼前打一个密闭封闭立眼前方的巷道支护材料要求比较严格密闭前的巷道必须在封闭前采用木支护替出防止开采压力造成铁器断裂发生火花层接近向斜轴部工作面位于

12、唐山煤矿引起瓦斯事故倾角°°变化较大水平铁一区工作面地 处于 号、号煤层分合区边缘地段煤层厚度 煤层夹矸厚煤层倾角°°平均°绝对瓦斯涌出量为平均 工作面运煤/、进风工作面运输巷沿煤层底板布置、行人回风巷布置在煤层底板用于用于工作面回风、运料、行人瓦斯专回巷沿煤层底板布置用于抽采瓦斯、回风该布置方式一般适用于煤层赋存结构较为简单直接顶随工作面回采不易冒落采用高位钻孔抽采效果不理想的煤层结语术在煤层赋存和瓦斯赋存等复杂地质条件的应用随着综放开采技术的不断完善促进了综放技为安全高效工作面建设提供了良好的条件在煤层赋存和瓦斯赋存比较复杂的工作面一般均采用条巷道布置利用条巷