准备巷道布置及参数分析详解课件

1、准备巷道布置及参数分析详解准备巷道布置及参数分析详解第一节 采区上山布置layout of district rise一、采区上山位置煤层上山开采单一薄或中厚煤层，煤层中硬以上。煤层群联合布置时，下部有合适的薄或中厚煤层维护时间短，专用回风或运煤。岩石上山煤层顶板岩石上山（用于底板有承压水时）煤层底板岩石上山2022/9/92第一节 采区上山布置2022/9/64（一）煤层上山（ rise in coal ） 1、 煤层上山特点l 掘进速度快，联络巷工程少，费用低；l 超前探煤作用；（当变化时，坡度对输送机不利；）l 需留煤柱保护；l 维护条件差；l 上山与平巷的层面交叉，多开绕道工程；l 受

2、采动影响2、改善维护状况的技术措施避免两侧采面同时接近上山。煤柱越宽，采动影响越小。 薄30 m， 厚3040 m。采用可缩性支护。2022/9/93（一）煤层上山（ rise in coal ） 1、 煤层（二）岩石上山（rock rise ）1、岩石上山布置：岩性要求 布置于煤层底板稳定的岩层中，避免构造破坏层间距要求（h） 距煤层1020 m范各庄矿：页岩 12 m；新庄孜矿：砂页岩 68 m；平四矿： 砂页岩 15 m 2、优点：维护费用低；煤损少。可跨上山采，加大采面连续推进长度；生产系统可靠，通风条件好，易封闭采空区，防自燃有利；不受煤层倾角影响，可定向按坡度取直掘进能合理处理上山

3、与平巷的平面或立面相交工程，绕道工程量小。2022/9/94（二）岩石上山（rock rise ）1、岩石上山布置：20（二）岩石上山（rock rise ）3、缺点：l 岩石工程量大；l 需岩石施工能力强的队伍。4、岩石上山适用条件：l 单一厚煤层（3个分层），或近距煤层群联合布置；l 采区服务年限3年以上；l 岩石施工能力强；2022/9/95（二）岩石上山（rock rise ）3、缺点：2022/9二、上山的层位与坡度（一）层位联合布置采区。一般将上（下）山置于下部稳定的煤层或底板岩石中。主要原因为： 能适应煤层下行开采顺序； 提高采出率，煤损少； 采区生产系统可靠，易维护。 特殊条件

4、下，将上山置于煤层群的中部或上部。可能的原因为：下部煤层底板接近富含水层，或底板岩石松软，且很厚，不易维护。如：华北奥陶纪灰岩，承压水。峰峰局，焦作局49m3/t水等 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。2022/9/96二、上山的层位与坡度（一）层位2022/9/68（二）上山的倾角（坡度） 一般与煤层倾角一致； 当有变化时，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：当 1520时，“运上”调为15，胶带机； 2030 时，“运上”调为30，煤自溜。 2022/9/97（二）上山的倾角（坡度） 一般与煤层倾角一致；202三、采区上山数目及布置类型（

5、一）上山数目 1、采区上山至少2条 轨道上山进风、辅运 运输上山运煤，回风 2、在下述条件下增加上山数目生产能力大的联合布置采区；生产能力大，瓦斯涌出量大和水大的采区（下山采区）；生产能力大，常出现上、下区段同采的采区。增设通风上山。 “运上”、“轨上”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。采用特采技术（如水砂充填）需设充填管道或泄水的采区。 2022/9/98三、采区上山数目及布置类型（一）上山数目2022/9/610（二）上山布置类型 (1) 双煤上山布置特点：双上山置于下部薄及中厚稳定煤层中；走向间距2025m，两侧煤柱30 m适用： 下部有薄及稳定的中厚煤层。 单

6、一薄及中厚煤层。2022/9/99（二）上山布置类型 (1) 双煤上山适用： 下部有薄及稳定(2) 一煤一岩上山布置特点：轨上沿煤层顶板布置；运上沿底板岩层布置。上山错距：运上距煤层1012 m 运上、轨上走向距20 m适用：A小、服务年限短的采区。（t5a）2022/9/910(2) 一煤一岩上山布置特点：适用：A小、服务年限短的采区。(3) 双岩上山布置特点:两条上山置于底板岩石中 轨上距煤层810 m运上距煤层1214 m走向间距：2025 m适用：开采单一厚煤层；煤层群最下一层为厚煤层；CH4小的联合布置采区。 2022/9/911(3) 双岩上山布置特点:适用：2022/9/613(

7、4) 双岩一煤上山布置特点： 走向间距 1015 m层位：1距煤层 810m，2距煤层 1214 m ，3沿煤顶.此种方式：回风上山3先掘，超前勘探，为1和2 取直定向；适用：开采煤层数目多，厚度大，储量丰富的采区。瓦斯、水大的采区。2022/9/912(4) 双岩一煤上山布置特点： 此种方式：回风上山3先（5）三岩上山布置特点：三岩上山均置于底板岩层中；走向间距：1015m适用：煤层多，储量丰富，瓦斯大、水大的采区。2022/9/913（5）三岩上山布置特点：适用：煤层多，储量丰富，瓦斯大、水大四、采区上（下）山运输（rise haulage in district）1、任务：采区上（下）山

8、担负采区的煤、矸、物料等运输；通风行人、管线的通道。2、运煤上山： 运煤。视上（下）山倾角和产量，选运输设备要求上山设备能力大于同时生产的工作面产量之和。2022/9/914四、采区上（下）山运输（rise haulage in d2、 运煤上山近水平、缓倾和倾斜煤层运输上山中的运输设备类型胶带输送机：吊挂式落地式 2022/9/9152、 运煤上山近水平、缓倾和倾斜煤层运输上山中的运输设备类胶带输送机运输能力 带宽（mm）能力（t/h）80035010006301200700100014002500胶带输送机能力大、运距长、运输可靠、费用低。适用：常用角度；新型特殊胶带机：适于=28。202

9、2/9/916胶带输送机运输能力 带宽（mm）能力（t/h）8003501刮板输送机一般长度：150300m。适应角度：向下运可达1828。阻力小，耗电低，能力大，事故少，易维护。适用范围大；运费略高于胶带机；运输可靠。 2022/9/917刮板输送机一般长度：150300m。适应角度：向下运可达1 自溜运输松煤的自然安息角： 35i、 3时，均采用自溜；ii、对2的煤层，将上山置于底板岩石中，增大上山角度，=（303）、实现自溜；搪瓷溜槽： ，可自溜。铸石溜槽：铁板溜槽，砼溜槽等，=30。 2022/9/918 自溜运输松煤的自然安息角： 352022/9/62矿车运输绞车或无极绳牵引矿车运

10、输运输能力小；运输不连续（间断式）、影响生产。适用：轨道 600mm，900mm与全矿大巷巷道轨距一致。 矿车：1t、1.5t、3.0t、5.0t2022/9/919矿车运输绞车或无极绳牵引矿车运输2022/9/6212022/9/9202022/9/622绞车滚筒直径与绳长滚筒直径（m）绳长（m）1.26001.68002.010002.512002022/9/921绞车滚筒直径与绳长滚筒直径（m）绳长（m）1.26001.第二节 煤层群区段集中平巷的布置及层间联系方式（district sublevel gathering entry） 区段集中巷 煤层群联合布置采区，布置在煤层或煤组下煤

11、层（或岩石）中，为区段内各煤层生产服务的巷道。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。 2022/9/922第二节 煤层群区段集中平巷的布置及层间联系方式（distr一、区段集中平巷的布置方式 （一）机轨分煤岩布置 1、布置特点：运输集中平巷置于煤层底板岩石内；轨道集中平巷置于煤层内。斜巷联系斜巷联系斜巷联系斜巷联系2022/9/923一、区段集中平巷的布置方式 （一）机轨分煤岩布置 斜巷联系斜机轨分煤岩布置施工方便；利用石门布置中部车场，辅运环节少；行人方便。当很小时，石门长，工程量大；运煤占设备多。适用： 的煤层；层间距1015m。 斜巷联系202

12、2/9/924机轨分煤岩布置施工方便；利用石门布置中部车场，辅运环节少；行3、区段集中平巷与采区集中上山的联系方式（1）集中“轨上”与集中“轨巷”联系 石门、斜巷（2）集中机巷集中“运上”：溜煤眼 2022/9/9253、区段集中平巷与采区集中上山的联系方式（1）集中“轨上”4、机轨分煤岩布置优缺点分析集中机巷沿岩层布置：易定向取直或分段取直，满足输送机要求；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；实现分层同采，上下区段同采。 集中轨巷沿煤层布置：探煤层走向的变化，为集中机巷定向；易于掘进；受多次采动影响，维护困难。 2022/9/9264、机轨分煤岩布置优缺点分析集中机巷

13、沿岩层布置：集中轨巷沿煤（二）机轨双岩巷布置 1、布置特点：双岩巷相同标高布置平行布置于同水平底板岩层中，掘进联系方便。（淮南实例） 3 集中机巷 ， 4 集中轨巷2022/9/927（二）机轨双岩巷布置 1、布置特点：（淮南实例） 3 集机轨双岩巷布置双岩巷不同标高布置：布置于不同水平的底板岩层中，主、辅运干扰小。3 集中机巷，4 集中轨巷2022/9/928机轨双岩巷布置双岩巷不同标高布置：3 集中机巷，4 集中2、联系方式各分煤层超前平巷石门3石门和溜煤眼运输上山1各分煤层超前平巷4 石门 轨道上山 2 3 集中机巷，4 集中轨巷2022/9/9292、联系方式各分煤层超前平巷石门3石门

14、和溜煤眼运输上2、联系方式各分煤层超前平巷石门3石门和溜煤眼运输上山1各分煤层超前平巷4 石门 轨道上山 2 3 集中机巷，4 集中轨巷2022/9/9302、联系方式各分煤层超前平巷石门3石门和溜煤眼运输上（三）机轨合一巷布置 1、布置特点：胶带机和轨道布置在同一大断面岩巷内； 2022/9/931（三）机轨合一巷布置 1、布置特点：2022/9/6332、机轨合一巷分析：少一条岩巷，省工程量；易维护；设备集中，易管理；断面大，施工定向困难；中部车场轨道与输送机交叉，交叉点施工复杂；上、下区段不能同采、通风难解决。3、适用：煤层多，A大的采区。当前，应用较少。2022/9/9322、机轨合一

15、巷分析：2022/9/634（四）机轨双煤巷布置 1、布置特点 运输集中巷和轨道集中巷均置于下部薄及中厚煤层中。岩巷工程量小，掘进速度快，缩短准备时间；受采动影响大，维护量大。适用：煤层多，下部有薄及中厚煤层、围岩稳定。 2022/9/933（四）机轨双煤巷布置 1、布置特点 岩巷工程量小，掘进速度快第三节 采区（盘区）参数（parameters in district） 一、采区倾斜长度 采区斜长在开拓部署时已定，大致为定值。为什么？采区斜长 = 阶段斜长近水平煤层， 5 8 时，采区斜长1000 1500m。 以上，采区斜长约800 1000m。2022/9/934第三节 采区（盘区）参数

16、（parameters i第三节 采区（盘区）参数（parameters in district） 1、区段斜长 1、区段斜长一般是多少？2、区段斜长和什么有关系？2022/9/935第三节 采区（盘区）参数（parameters i回采工作面斜长影响因素：受地质条件、技术条件（设备）、通风能力等因素影响；当前开采技术条件，工作面长度为80-400m。 区段数目：合理的区段数目，是保证采区正常生产和接替的前提。一个采区内，各区段的斜长应尽量相等，但往往不一定相等。为什么？缓斜煤层： n = 4 5（个）倾、急斜层： n 2 3（个） 2022/9/936回采工作面斜长影响因素：缓斜煤层： n

17、= 4 5（个）二、采区生产能力（district productive capacity） 采区生产能力：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：万t/a，Mt/a1、采面生产能力A0（万t / a） A0 = LV0 m c0式中：L 采面长，m；V0采面年推进度，m/a；m 采高，m； 容重，t/m3；c0 采面采出率 （0.97、0.95、0.93）2022/9/937二、采区生产能力（district productive 煤矿安全规程第48条：一个采区内同一煤层的一翼最多只能布置1个回采工作面和2个掘进工作面同时作业。一个采区内同一煤层双翼开采或多煤层开采的，该采区最

18、多只能布置2个回采工作面和4个掘进工作面同时作业。严禁在采煤工作面范围内再布置另一个采煤工作面同时作业。不再有分层同采的问题！ 2、采区同采工作面数目2022/9/938煤矿安全规程第48条：一个采区内同一煤层的一翼最多只能布三、采区走向长度（strike length） 采区走向长度 = 采面连续推进长度 + 采区间煤柱尺寸随科技进步，采面单产和采区生产能力提高，矿井生产合理集中，采区尺寸日趋扩大。相对减少上（下）山、车场及硐室的掘进工程量；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；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。加大采区走向尺寸的好处

19、:2022/9/939三、采区走向长度（strike length） 采区走向长度确定采区走向长度主要影响因素 （一）地质因素断层、倾角和厚度变化大处“三下”开采、必须留煤柱处，采区以此为界；煤层顶底板岩性: 支护与维护困难时，走向长度宜短；煤的自燃性：自燃发火期短者，长度宜短，以减小推进时间。 2022/9/940确定采区走向长度主要影响因素 （一）地质因素2022/9/6确定采区走向长度主要影响因素 （二）技术因素区段巷道的掘进、维护、运输、搬家、供电等因素。 掘进：掘进时间、掘进通风能力维护：维护时间与难易程度运输：主要指设备，若多台串联、事故多，费用高。搬家：倒面周期一般不超过1年。供

20、电：380v供电，采区一翼长可达400 m；ii、660v供电，采区一翼长可达700 m1000 m；移动变电站，1140 v供电，可达1000m以上，采区走向长度不受限制。2022/9/941确定采区走向长度主要影响因素 （二）技术因素2022/9/6确定采区走向长度主要影响因素 （三）经济因素采区走向长度增加 石门、上山、切眼掘进费、设备安装费减少区段巷道维护费增加。区段巷道掘进费一般变化不大。吨煤费用与采区走向长度关系2022/9/942确定采区走向长度主要影响因素 （三）经济因素吨煤费用与采区走缓斜煤层：不受地质条件限制的普采、炮采双翼采区：一般 1000 1500m不受地质条件限制的

21、综采双翼采区：一般 1600 2400m 大柳塔推进4000 6000m急斜煤层： 双翼采区走向长1000 m 单翼采区走向长500 m 2022/9/943缓斜煤层：2022/9/645四、采区采出率 采区工业储量 - 开采损失 采区采出率= 100% 采区工业储量开采损失： （1）采面落煤损失：3 7% （2）区段煤柱、上山煤柱、采区边界煤柱等 煤层 国家规定的采区采出率厚煤层 0.75中厚煤层 0.8薄煤层 0.82022/9/944四、采区采出率 采区工业储量 - 开采损工作面采出率 工作面实际出煤量 工作面采出率= 100% 工作面实际可采储量 煤层 国家规定的工作面采出率厚煤层 0

22、.93中厚煤层 0.95薄煤层 0.972022/9/945工作面采出率 工作面实际出煤量 提高采出率途径减小煤柱损失；尽量回收煤柱；合理加大采区尺寸；减少工作面损失。2022/9/946提高采出率途径减小煤柱损失；2022/9/648五、采区煤柱尺寸 经验法1、上（下）山煤柱岩石上（下）山可不留煤柱（跨上、下山开采）煤层上（下）山本层中的煤柱：薄及中厚煤层 单侧煤柱 20m厚煤层 单侧煤柱30 40m2、区段煤柱薄及中厚煤层 8 15m厚煤层 1520m 2022/9/947五、采区煤柱尺寸 经验法2、区段煤柱2022/9/6493、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

23、留煤柱（跨大巷开采）大巷布置在煤层中时，一侧的煤柱：近水平煤层 40m缓斜煤层 2540m倾斜煤层 1525m急斜煤层 1015 m4、采区边界煤柱：一般10m5、断层煤柱 落差很大（ 10m）单侧煤柱 30m 落差大（ 5m） 单侧煤柱 10 15落差很小（ 3m） 可不留煤柱2022/9/9483、运输大巷及总回风巷保护煤柱 4、采区边界煤柱：一般10m六、采区煤仓容量煤仓容量取决于采区生产能力，装车站通过能力、大巷运输能力等。采区煤仓容量的确定原则保证采区正常生产 采区A（万ta）30以下30 4545 6060煤仓容量（t）50 100100 150150 250500煤仓与采区生产能

24、力关系2022/9/949六、采区煤仓容量煤仓容量取决于采区生产能力，装车站通过能力、煤仓容量（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：Q0 防漏风留煤量5 10 t；（煤仓不允许放空）L采面长，m；B进刀深度，m；M采高，m；煤的容重，t/m3;C0采面采出率，；Kt同采工作面系数：综采Kt=1，普采Kt=1+0.25nn采区内同采工作面数。2022/9/950煤仓容量（一）按采煤机连续作业割一刀煤的产量 2022/9/煤仓容量(二)按大巷列车间隔时间内采区高峰产量 Q = Q0 + Qh. ti. ad （ t）式中：Qh采区高峰生产能力，t / h ，一般为(1.52.0)Ap ;ti列车进入装车站的间隔时间，2030min；ad不均衡系数，机采取1.151.2，炮采取1.5。当上（下）山及大巷均采用胶带机运输时，采区煤仓容量 Q（12）Qh，或不设采区煤仓。2022/9/951煤仓容量(二)按大巷列车间隔时间内采区高峰产量 当上（下）山第四节 煤层群开采顺序 一、中倾斜以下煤层的开采顺序（一）下行式开采顺序 1、下行式开采顺序：先采上煤组或煤层，后采下煤组或煤层。2、上、下层采面超前