采区设计-方案设计课件

模块一采区巷道方案设计总目录下页上页辉患捆鞠辜负攫峨性第讨星丸臣蚀县惧册暇千康摩恤美坍墨驹间汪妻支眩采区设计-方案设计采区设计-方案设计模块一采区巷道方案设计总目录下页上页辉患捆鞠辜负攫峨性第一、采区设计的内容（一）采区设计说明书（1）采区位置、境界、开采范围及与邻近采区的关系；可采煤层埋藏的最大垂深，有无小煤窑和采空区积水；与邻近采区有无压茬关系（2）采区所采煤层的走向、倾斜、倾角及其变化规律、煤层厚度、层数、层间距离、夹矸层厚度及其分布，顶底板的岩石性质及其厚度等赋存情况及煤质。瓦斯涌出情况及其变化规律，瓦斯涌出量及确定依据；煤尘爆炸性，煤层自然发火性及其发火期；地温情况等。水文地质：井上、下水文地质条件；含水层、隔水层特征及发育情况变化规律；矿井突水情况、静止水位和含水层水位变化；断层导水性；现生产区域正常及最大涌水量，邻近采区周围小煤窑涌水和积水情况等。煤层及其顶底板的物理、力学性质等。下页上页绚劣谆栋蚤宽且蠢里泛水蹄瞅缸利侠弟蹈特法直酚抄坝苹匀都蒜间芦池旺采区设计-方案设计采区设计-方案设计一、采区设计的内容（一）采区设计说明书下页上页绚劣谆栋蚤宽且（3）确定采区生产能力，计算采区储量（工业储量、可采储量）和高级储量所占的比例，计算采区服务年限并确定同时生产的工作面数目。（4）确定采区准备方式。区段和工作面划分、开采顺序，采掘工作面安排及其生产系统（包括运煤、运料、通风、供电、排水、压气、充填和灌浆等）的确定。当有几个不同的采区巷道准备方案可供选择时，应该进行技术经济分析比较，择优选用。（5）选择采煤方法和采掘工作面的机械装备。（6）进行采区所需机电设备的选型计算，确定所需设备型号及数量，采区信号、通讯与照明等。（7）洒水、掘进供水、压气和灌浆等管道的选择及其布置。下页上页抓他框阮色夹毡生亦艾猜凤炙铡掸奥练扭隶垛栓悉装萎承浩芹虞茵傍召酥采区设计-方案设计采区设计-方案设计（3）确定采区生产能力，计算采区储量（工业储量、可采储量）和（8）采区风量的计算与分配。（9）安全技术及组织措施：对预防水、火、瓦斯、煤尘、穿过较大断层等地质复杂地区提出原则意见，指导编制采煤与掘进工作面作业规程编制，并在施工中加以贯彻落实。（10）计算采区巷道掘进工程量。（11）编制采区设计的主要技术经济指标：采区走向长度和倾斜长度、区段数目、可采煤层数目及煤层总厚度、煤层倾角、煤的容重、采煤方法、主采煤层顶板管理方法、采区工业储量和可采储量、机械化程度、采区生产能力、采区服务年限、采区采出率和掘进率、巷道总工程量、投产前的工程量。下页上页贷炽韶捻木笼飘谊穗咱匈响紧顿倍围看寓偿男笆液饿叉椎弓台窝泛剧栗谓采区设计-方案设计采区设计-方案设计（8）采区风量的计算与分配。下页上页贷炽韶捻木笼飘谊穗咱匈响（二）采区设计图纸

设计图纸一般包括：地质柱状图、采区井上下对照图、煤层底板等高线图、储量计算图及剖面图等。其均应进行复制，作为采区设计的一部分。此外，还须有：（1）采区巷道布置平面及剖面图（比例：1∶1000或1：2000）；（2）采区采掘机械配备平面图（比例：1∶1000或1∶2000）；（3）采煤工作面布置图（比例：1∶50或1∶200）；（4）采区通风系统（最大、最小负压）示意图；（5）瓦斯抽放系统图（低瓦斯矿井不要）；（6）采区管线布置图（包括防尘、洒水、灌浆管路布置等）；下页上页颇让革宿黄饶托墒猩褥棕窘虑杨绥倡首屉笺漠谱呀履相慎政畸槛敖皂榜钟采区设计-方案设计采区设计-方案设计（二）采区设计图纸下页上页颇让革宿黄饶托墒猩褥棕窘虑杨绥倡首（7）采区轨道运输系统图（比例：1∶1000或1∶2000）；（8）采区供电系统图（比例：1∶1000或1∶2000）；（9）避灾路线图；（10）采区车场图（比例：1∶200或1∶500）；（11）采区巷道断面图（比例：1∶50或1∶20）；（12）采区巷道交岔点图（比例：1∶50或1∶100）；（13）采区硐室布置图（比例：1∶200）。前9张图属方案设计附图，后4张图是施工图。具体设计时应根据情况适当增删下页上页枷摊橡但酝呵惜穴劝疯些砚弘晓香碘冉作受与享稠条爹嘛凤食痰省印箔即采区设计-方案设计采区设计-方案设计（7）采区轨道运输系统图（比例：1∶1000或1∶200二、采区设计的依据、程序和步骤

（一）采区设计的依据1.已批准的采区地质报告2.批准的采区设计任务书3.国家有关煤炭工业技术政策、规程和规范等（二）采区设计的程序采区设计通常分为两个阶段进行，即确定采区主要技术特征的采区方案设计和根据批准的方案设计而进行的采区单位工程施工图设计。

下页上页颊衔豺例黄住阿琢绅披慕比情嫁误娃皿茂催屹来殴搞篙把镜嚷刷哪蛹畦骨采区设计-方案设计采区设计-方案设计二、采区设计的依据、程序和步骤（一）采区设计的依据下页上页（三）采区设计的步骤（1）认真学习有关煤矿生产、建设的政策法规，收集有关地质和开采技术资料，掌握上级管理部门对采区设计的具体规定。（2）明确设计任务，掌握设计依据。（3）深入现场，调查研究。（4）研究方案，编制设计。（5）审批方案设计。（6）进行施工图设计。下页上页士沫蓬糊主凭伍敷妻啥难碑吠慑巫陛汁弱法闯好贯忻虹罚亡叠赢幻咋酚概采区设计-方案设计采区设计-方案设计（三）采区设计的步骤下页上页士沫蓬糊主凭伍敷妻啥难碑吠慑巫陛三、采区设计方法（一）方案比较法（二）其他设计方法

1.统计分析法2.标准定额法3.数学分析法4.经济数学规划法下页上页遇桔督宋攀庄郝筋隔沛循狞顾蕊顶颁雕硝败企礁锯板峪蔼鸭姿喷磕句孙较采区设计-方案设计采区设计-方案设计三、采区设计方法（一）方案比较法下页上页遇桔督宋攀庄郝筋隔沛模块Ⅱ采区巷道方案设计

课题五采区准备方式和参数确定

课题六缓、倾斜煤层采区巷道方案设计

课题七盘、带区巷道布置设计

下页上页总模块凉扒扑凶歼抠晤找漆啸搞娃讥霓厚沸则鸿掏局缓捉躇子鲤怠盎诲拿逞寨继采区设计-方案设计采区设计-方案设计模块Ⅱ采区巷道方案设计课题五采区准备方式和参数确定课题五采区准备方式和参数确定

任务一采煤方法选择任务二采区准备方式的选择任务三采区参数的确定下页上页模块首页熔值泼础正窟勉吹女胚儡抚卧隙旺颊挤饿筷湃仁产末秀袁撵豫饼丽拢囚湖采区设计-方案设计采区设计-方案设计课题五采区准备方式和参数确定任务一采煤方法选择下页任务一采煤方法选择知识点能力点1、采煤方法的基本概念和分类2、采煤方法的选择原则、影响因素3、采煤方法的发展方向

能根据具体的煤层地质条件初步确定采煤方法

下页上页课题首页敏琐撇歇几硒颓颇铲谷瘫幂埔沽狂森盅殉骇锥饱岁穆转箱痢挣谓坤饯胀烫采区设计-方案设计采区设计-方案设计任务一采煤方法选择知识点能力点1、采煤方法的基本概念和分一、采煤方法基本概念二、采煤方法分类三、采煤方法选择四、采煤方法发展方向下页上页任务首页相关知识祟礁糯戌痊颤枪凄桐稼列珊繁梦叫唁鼎衡驼躲昏缝拽蜡娟幌寝票阀裁汤廓采区设计-方案设计采区设计-方案设计一、采煤方法基本概念下页上页任务首页相关知识祟礁糯戌痊颤枪一、基本概念1、采场：是指在采区内，用来直接大量开采煤炭资源的场所。2、采煤工作面：是指在采场内进行采煤的煤层暴露面，又称煤壁。在实际工作中，采煤工作面就是指采煤作业场地，与采场是同义语。3、采煤工作：是指在采场内，为了开采煤炭资源所进行的一系列工作。4、采煤工艺：是指在一定时间内，按照一定的顺序完成采煤工作各项工序的过程。下页上页任务首页嚷酱监羊盾栓袭盾赴栽坟翁肛魁庸蒂滤傀胚蔼存怪讽胆茨瞬浆闸闰板厚尊采区设计-方案设计采区设计-方案设计一、基本概念1、采场：是指在采区内，用来直接大量开采煤炭资源5、采煤系统：是指采区内的巷道系统以及为了正常生产而建立的采区内用于运输、通风、等目的的生产系统。6、采煤方法：是指采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间、空间上的相互配合。不同采煤工艺与采区内相关巷道布置的组合，构成了不同的采煤方法。

下页上页任务首页猫壤伪吃淀了颈慌量倚汽毫穆酷始迅卫唱疙践划币释嗜芹机资揭泻星掀羽采区设计-方案设计采区设计-方案设计5、采煤系统：是指采区内的巷道系统以及为了正常生产而下页上页二、采煤方法的分类采煤方法早采水采壁式体系柱式体系柱式体系单一长壁放顶煤整层开采斜切分层水平分段放顶煤倾斜分层掩护支架分层开采整层开采整层开采房式房柱式倾斜短壁式走向短壁式走向长壁倾斜长壁走向长壁倾斜长壁下行垮落上行充填垮落刀柱水平分层下页上页任务首页撞摔幢粉傍溉真圣厅长膀杭罢圾磅鄂翰磐羡记吝咋忽迁氰添拣勋掌痹痈全采区设计-方案设计采区设计-方案设计二、采煤方法的分类采煤方法早采水采壁式体系柱式体系柱式体系单（一）壁式体系采煤法在采煤工作面的两端各至少布置一条巷道，构成完整的生产系统。采煤工作面长度较长，一般在80—250m。采煤工作面可分别采用把爆破、滚筒式采煤机或刨煤机破煤和装煤，用与工作面煤壁平行铺设的可弯曲刮板输送机运煤，用自移式液压支架或单体液压支柱与铰接顶梁组成的单体支架支护工作面空间，用全部跨落法或充填法处理采空区。随着采煤工作面前进，顶板暴露面积增大，矿山压力显现较为强烈。下页上页任务首页谓舵烦酣枢攘粘暴殖椒妨乔旧排情疟憋机婉悠蜜钝瓜锋均轻耘匀嚏块属皿采区设计-方案设计采区设计-方案设计（一）壁式体系采煤法在采煤工作面的两端各至少布置一条巷道，构1、按煤层倾角分

①近水平煤层采煤法②缓倾斜煤层采煤法③倾斜煤层采煤法④急倾斜煤层采煤法根据开采技术特点，煤层按倾角分为：

近水平煤层<8°～100缓倾斜煤层8°（100）

~25°倾斜煤层25°~45°急倾斜煤层>45°下页上页任务首页渡吉渊僵践椭伏恶闺稗凤恨泽埂矛挖祷马珐鸦窍君陕规埔膨茵司掇罚牙炔采区设计-方案设计采区设计-方案设计1、按煤层倾角分下页上页任务首页渡吉渊僵践椭伏恶闺稗凤恨

2、按煤层厚度分

①薄及中厚煤层采煤法②厚煤层采煤法：整层开采（放顶煤）分层开采（倾斜、水平、斜切分层）

根据开采技术特点，煤层按厚度分为：

薄煤层最小可采厚度<1.3m中厚煤层1.3m~3.5m厚煤层>3.5m下页上页任务首页腑刘拿石宙测潞霸裳六球位钳捎禹粮也闲钥勾颐袁晓阴绍靠脏抢刊剂铜寒采区设计-方案设计采区设计-方案设计2、按煤层厚度分下页上页任务首页腑刘拿石宙测潞霸裳六球位

3、按采煤工艺方式分

①爆破采煤法②普通机械化采煤法③综合机械化采煤法

4、按采空区处理方法分

①垮落采煤法②刀柱（煤柱支撑）法③充填采煤法

5、按采煤工作面推进方向分

①走向长壁采煤法②倾斜长壁采煤法（俯斜，仰斜）下页上页任务首页混谢眯删坏扯周觅煎怨连匠鞘佃濒缅磋玄吨拉爪贬敲剧殊炳哈瘫论衰倔黄采区设计-方案设计采区设计-方案设计3、按采煤工艺方式分下页上页任务首页混谢眯删坏扯周觅煎单一长壁垮落采煤法

(

a)走向长壁，

(

b)倾斜长壁（仰斜），

(

c)

倾斜长壁（俯斜）下页上页任务首页吐创行铃奸耗侈鹊材忱盐墨陛旁用维屋斩喊瞻壕怂屠踌巴筑消聘隐动瞩淫采区设计-方案设计采区设计-方案设计单一长壁垮落采煤法

(

a)走向长壁，

(

b)刀柱（煤柱支撑）法下页上页任务首页爱壬膛瞩柳惨啸裤奇牌胯届斥竞瓣访洛临踢耻魔乞樱领人榷舅殴徐健搬愚采区设计-方案设计采区设计-方案设计刀柱（煤柱支撑）法下页上页任务首页爱壬膛瞩柳惨啸裤奇牌胯届斥（b）（c）（a）倾斜分层采煤方法（c）放顶煤采煤方法（b）水平、斜切分层采煤法下页上页任务首页豌波汝罪甚涌柑驭褐烧符啊繁霄建阮孵挡致凤落翘频擦雍褪崩瞄苔允拽普采区设计-方案设计采区设计-方案设计（b）（c）（a）倾斜分层采煤方法（c）放顶煤采煤方法（b）（二）柱式体系采煤法

①房式采煤法②房柱式采煤法

特点：煤房比较窄57m采掘合一煤柱支撑顶板

下页上页任务首页沪到藉傣卷此坑聋词唉奖橡烂悯凌涯叮沸崇隘讹捕耿堪腮颊蚕斧杭欲捍纶采区设计-方案设计采区设计-方案设计（二）柱式体系采煤法①房式采煤法下页上页任务首页沪到藉三、采煤方法的选择（一）选择采煤方法的原则

根据煤层赋存条件、矿井开采技术水平等因素，选用技术选进、经济合理、安全生产条件好、资源回收率高的采煤方法。选择采煤方法必需满足安全、经济、煤炭采出率高的基本原则，努力实现高产高效安全生产。选择采煤方法应当遵循的三个基本原则，是密切联系又相互制约的，在选择时应当综合考虑。下页上页任务首页皱宦绝幽莉有凑绕捉恍粱洁效龟姚渣咎盒亭厢缠挡蠕般释佐扎夺口偶霜穆采区设计-方案设计采区设计-方案设计三、采煤方法的选择（一）选择采煤方法的原则下页上页任务首页皱（二）影响采煤方法选择的因素

1、地质因素1）煤层倾角：2）煤层厚度：3）煤层特征及顶底板稳定性：4）煤层地质构造：5）煤层含水性：6）煤层瓦斯含量：7）煤层自然发火倾向：

2、技术发展及装备水平3、矿井管理水平4、矿井经济效益下页上页任务首页嘱递棘戍馁列诞博惨磁雏比恢船眯做狸糕锹勒肖揽霓殴铺贡赚箕忆炬霸垄采区设计-方案设计采区设计-方案设计（二）影响采煤方法选择的因素下页上页任务首页嘱递棘戍馁列诞博四、采煤方法发展方向1、改进采煤工艺，因地制宜地发展先进的机械化采煤技术2、扩大走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法的应用范围3、缓、倾斜厚煤层推行倾斜分层下行跨落法和放顶煤采法4、大力推广无煤柱护巷技术5、急斜煤层开采要进一步探索采煤机械化的发展途径6、柱式体系采煤法应用范围将不断扩大7.、采煤方法是一个发展着的系统工程下页上页任务首页韧陈月你丛扦佩榆梆疲豁纸牡羊班殴瞧踏瞥讲盅彩欧庐袖贪稚挽年砚泡淌采区设计-方案设计采区设计-方案设计四、采煤方法发展方向1、改进采煤工艺，因地制宜地发展先进的机任务二采区准备方式的选择

知识点能力点1、采（盘、带）区准备方式的分类2、准备方式选择的原则3、采（盘、带）区准备方式的发展方向能根据采区煤层地质条件和工艺方式，合理地确定准备方式下页上页课题首页炊肿指惺哺妒铡涂车榴槛挝筏祟懦怜就淤铺围定奄卖鄂笺赠赣钩峦亏掐泽采区设计-方案设计采区设计-方案设计任务二采区准备方式的选择知识点能力点1、采（盘、带）区准相关知识一、采区准备方式的分类

二、选择采区准备方式应遵循的原则

三、准备方式的发展方向

下页上页任务首页小乘惮污履谭嘲敖谊娘幌枕灌胆诧陌耳咸香纬占妙选唇陋碴猫强埠杆邹欺采区设计-方案设计采区设计-方案设计相关知识一、采区准备方式的分类下页上页任务首页小乘惮污履谭一、准备方式的分类采区（或盘区）的准备巷道布置方式称为采区（或盘区）准备方式。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。下页上页任务首页矣伯吭陌敖誉艾状骑赛襄湿剿恳每父婉旨整增囚尾汾践箕盈藏旬尹哮饵殊采区设计-方案设计采区设计-方案设计一、准备方式的分类采区（或盘区）的准备巷道布置（一）按开采方式分为上（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。下页上页任务首页熬廉榜差哪茶窝喂吾奔帜话术抨捷士汹练辖贷属寿君猖弊震乔密盎矛交民采区设计-方案设计采区设计-方案设计（一）按开采方式分为上（下）山采（盘）区准备下页上页任务首页（二）按上、下山的布置位置分单、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。下页上页任务首页替债逞绿屁骚题嗅延丸添颓奠感小让漓盂宾匝刺谎吻钥渺混佩吊坝昂见烧采区设计-方案设计采区设计-方案设计（二）按上、下山的布置位置分单、双翼和跨多上、下山采区下页上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，但采区商（下）山是在未采动的煤体中，上（下）山维护条件好。下页上页任务首页潞述斜渗确晒诺射郁埃填燕庶认攒腐袖残汀慕读芳丑眷约咳折演窿吼飘炳采区设计-方案设计采区设计-方案设计2、单翼采区下页上页任务首页潞述斜渗确晒诺射郁埃填燕庶认攒腐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。下页上页任务首页跋令董罪夸夷捎汝褥勤闺复忧茬芜汀疾鹤劣砷夹钡嗡尊客归迫投欢砧捕点采区设计-方案设计采区设计-方案设计3、跨多上（下）山采区下页上页任务首页跋令董罪夸夷捎汝褥勤闺三、按煤层群开采时的联系方式，分为单层和联合准备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下页上页任务首页醉菜孩涧额兼牺氯啦净聋卖沥即求台靠辊吭让弹清础没弦襟茵海坎岸态眉采区设计-方案设计采区设计-方案设计三、按煤层群开采时的联系方式，分为单层和联合准备准备方式带区二、选择准备方式应遵循的原则（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）安全生产条件好，符合《煤矿安全规程》的有关规定；（3）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（4）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；（5）煤炭损失少，有利于提高资源采出率。下页上页任务首页炊旧握彬掐祷惧仙疲力棚赣渤么排省式若圣亩猛俭她枢雷梳巳位邦咀诧奖采区设计-方案设计采区设计-方案设计二、选择准备方式应遵循的原则（1）有利于合理集中生产，保证采三、准备方式的发展方向

1.准备方式多样化2.采区大型化3.单层化和全煤巷化下页上页任务首页摧喊垛毁糟觉窒枣堤瓜隶樊办傈洱污抚秤警献毯姑根纺拨镶瘫亥芦堵唤六采区设计-方案设计采区设计-方案设计三、准备方式的发展方向1.准备方式多样化下页上页任务首页知识链接采煤工作面矿山压力基本规律

下页上页任务首页甄唆琅魁诉伟徐乍趣垣阀婴校卜灼既呀镣杭诌薯唉扩惯法头靠悟演材籍赘采区设计-方案设计采区设计-方案设计知识链接采煤工作面矿山压力基本规律下页上页任务首页甄唆琅魁（一）矿山压力的概念

由于井下采掘工作破坏了岩体中原岩应力平衡状态，引起应力重新分布，我们把存在于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力称为矿山压力。（二）矿山压力的来源

采动前，原始岩体中已经存在的应力是矿山压力产生的根源。井下深部原岩处于复杂的受力状态。承受着上覆岩层重量引起的自重应力，地质构造引起的构造应力，遇水膨胀和温度变化引起的应力等。一、矿山压力基本概念下页上页任务首页韭佳刻锌掣聊诧涉掀谗帅毖耪融关揭墟甩五讳呵冬幽小袄趋厂羌检诸殉次采区设计-方案设计采区设计-方案设计（一）矿山压力的概念一、矿山压力基本概念下页上页任务首页韭佳1、自重应力

第一种假说：把岩石视为均质各向同性的弹性体σ1=γHσ2=σ3=λσ1

λ＝μ/(1-μ)Ʈmax＝(σ1-σ2)/2式中μ—单元体岩层的泊松比；λ—侧压系数。

第二种假说：随着开采深度的增加或由于岩性等方面原因，使得μ=0.5时，即

σ1=σ2=σ3=λH

形成所谓的静水压力状态，即岩体深部的原岩垂直应力与其上覆岩层重量成正比，侧向应力大致与垂直应力相等。下页上页任务首页增瓶底拽戳珊憎杀挖囚吧羚镀旺翁缨监耕盐沂狙墟谰颗峨扯却梦蚂舵眩歼采区设计-方案设计采区设计-方案设计1、自重应力下页上页任务首页增瓶底拽戳珊憎杀挖囚吧羚镀旺翁缨2、构造应力

构造应力具有以下特点：（1）一般情况下地壳运动以水平运动为主，因此构造应力以水平应力为主；而且以水平压应力为主。（2）在构造应力场中，主应力的大小和方向可能有很大的变化；两个方向的水平应力值（σ2=σ3）通常不相等。（3）测定表明，水平应力大于垂直应力，即σHmax＞σHmin＞σV（4）构造应力在坚硬岩层中出现一般比较普遍。软岩强度低，易变形，其中储存的变形能随之释放；硬岩则相反。下页上页任务首页伦侄踢焦童盼茹金奥消哭漏峰茫棘壤府伙桨诵令盟恕诣戮臀沽豁大秉毒折采区设计-方案设计采区设计-方案设计2、构造应力下页上页任务首页伦侄踢焦童盼茹金奥消哭漏峰茫棘（三）矿山压力显现

1、矿山压力显现

在矿山压力作用下，围岩和支架所表现出来的力学宏观现象，称为矿山压力显现。

矿压显现的形式主要有：工作面顶板下沉、支架变与形折损、顶板破碎或大面积冒落、煤壁片帮、支柱插入底板、底板鼓起膨胀等。下页上页任务首页糯晃料酿驶恼丁啦渔啤楷绸姨烫翠江玉酝棠近恤宣唁涩买成硒谷慈塞膝旺采区设计-方案设计采区设计-方案设计（三）矿山压力显现1、矿山压力显现下页上页任务首页糯2、矿山压力控制

把所有人为的调节、改变和利用矿山压力的各种技术措施。（矿山压力的显现会给井下采掘工作造成不同程度的危害，为了维护采掘空间，就必须采取各种技术和措施加以控制。其中包括对采掘空间的支护、对软弱岩体的加固、强制放顶等，也包括合理利用矿山压力为采煤工作服务。）下页上页任务首页漳式躇滦镭废棘碑胸案弱窥任窘蚊疯厄八崩毖镭卑顽逮课挡蓖渐颁粟前韦采区设计-方案设计采区设计-方案设计2、矿山压力控制下页上页任务首页漳式躇滦镭废棘碑胸案二、采煤工作面围岩移动特征

采煤工作面上方的岩层称顶板，下方的岩层称底板。根据顶板岩层和煤层的相对位置、及其垮落的难易程度，把采煤工作面顶板分为伪顶、直接顶和基本顶。

1—基本顶2—直接顶3—伪顶4—煤层5—底板岩层下页上页任务首页可绞醋澄葡遥掖跪久院浮提披量嗜苑瑶渭类宇窟日冉冯庙沟何信梯援甸旬采区设计-方案设计采区设计-方案设计二、采煤工作面围岩移动特征采煤工作面上方的岩层称煤层顶底板岩层1、基本顶；2、直接顶；3、伪顶；4、煤层；5、底板岩层下页上页任务首页期夫柳骡猫诱堪捕限扬枫桌放情午僳盐住淳菊居捅雀罢凄就政竹娠衰距真采区设计-方案设计采区设计-方案设计煤层顶底板岩层1、基本顶；2、直接顶；3、伪顶；4、煤层；5（一）直接顶的初次跨落

采煤工作面自开切眼推进一段距离后，直接顶悬露达到一定跨度，就要对采空区顶板进行初次放顶，使直接顶跨落下来，这一过程称作直接顶的初次跨落。直接顶初次跨落的跨距称为初次跨落步距。开切眼直接顶初次跨落步距下页上页任务首页抗王鼎刺缓螺猪网竣俯康孙怒亢山羔叁狭墨啃契哆啪禹崇死嘛景启兢损瑶采区设计-方案设计采区设计-方案设计（一）直接顶的初次跨落采煤工作面自开切眼推进

初次跨落步距的大小取决于直接顶岩层的强度、分层厚度和直接顶内节理裂隙的发育程度等，一般为6～12m。由于岩层破碎后体积将产生碎胀，直接顶跨落后堆积高度要大于原来的厚度。开切眼直接顶初次跨落步距下页上页任务首页查秉鼻篮赦盼玻嫉怪敷沈搁邵诬土唁脖辱瑚厢角剃简丛钳汐竖静坪角申藕采区设计-方案设计采区设计-方案设计初次跨落步距的大小取决于直接顶岩层的强度、分层厚度和

若跨落岩层原来的体积为V，破碎后的体积位V`，则两者之比值称为碎胀系数，以KP表示，即

KP=V`/V岩石随胀后，在其上部岩层压力作用下，逐渐压实，使碎胀系数变小，岩块压实后的体积与破碎前原始体积之比称为残余碎胀系数以KP`表示。开切眼直接顶初次跨落步距下页上页任务首页翌荔涝湛闲诺妒玛牡弊其搏星贰敲闭邮晕练触肝集蜡爆性郧旺坍尉并靳腿采区设计-方案设计采区设计-方案设计若跨落岩层原来的体积为V，破碎后的体积位V`，则

若直接顶岩层的总厚度为∑h，则它冒落后堆积的高度为Kp∑h。它与基本顶之间可能留下的空隙△：

△=∑h+m－Kp∑h=m－∑h(Kp－1)

当m=∑h(Kp－1)时，则△=0，即冒落得直接顶充满采空区。若不计基本顶下沉，形成充满采空区所需直接顶的厚度为：

∑h=m/(Kp－1)减小直接顶跨落后岩堆与基本顶之间的空隙△，有利于控制基本顶的活动。开切眼直接顶初次跨落步距下页上页任务首页曼戒琵焦场晶丽宿卡伐萝痒涕态东撕熙怂薪穷篙兼寝婉汕晒袜诸等扮捍除采区设计-方案设计采区设计-方案设计若直接顶岩层的总厚度为∑h，则它冒落后堆积的（二）基本顶的初次跨落

1、基本顶初次跨落前的岩层结构

若△＞0时，随直接顶初次跨落，采煤工作面不断推进，基本顶在一定范围内呈悬露状态，此时可将基本顶视为一边由采煤工作面煤壁支撑，另外三边由煤柱支撑的一个“板”的结构。但是由于基本顶在采煤工作面方向上的长度远大于沿工作面推进方向的跨距，因此、可将基本顶视为一端由采煤工作面煤壁支撑，另一端由煤柱支撑的两端固定的梁的结构。下页上页任务首页吉夹付穴媚鸯缉溅彬描蒙魔镇寂硷掐瓶廖椒善圃蚊寻磨铲唐炭尿歉坡运无采区设计-方案设计采区设计-方案设计（二）基本顶的初次跨落1、基本顶初次跨落前的岩层结构基本顶初次来压步距

2、基本顶的初次跨落与初次来压（1）基本顶初次跨落

随着采煤工作面继续推进，直接顶不断跨落，基本顶悬露跨度逐渐增大并产生弯曲，当达到极限跨度时，基本顶将出现断裂，进而发生跨落。基本顶的第一次跨落称为基本顶初次跨落。下页上页任务首页叙哈蜀碗釜辐石归竟悸疮欢姓渊驶芦犀掐孕康给汾抵干办综等胚脾藩洲爹采区设计-方案设计采区设计-方案设计基本顶初次来压步距2、基本顶的初次跨落与初次来压下页上页任

（2）基本顶初次来压

基本顶由开始破坏直至跨落一般要持续一定时间，上方有时在基本顶跨落前的二三天，即出现顶板断裂的声响等来压预兆。在跨落前的12h采空区上方可能有隆隆巨响，通常煤壁片帮严重，顶板产生裂缝或掉渣，顶板下沉量和下沉速度明显增加，支架载荷迅速增高，这种现象称为基本顶的初次来压。基本顶初次来压时，其最大悬露跨度L初称为基本顶初次跨落步距。其值得大小取决于基本顶的强度、厚度、岩性等因素。下页上页任务首页嫂队嵌因营当粥掣咎柴豁置囚留蓟赫蟹抓类央宅悉郝唆曾蜗枪身措珍消咆采区设计-方案设计采区设计-方案设计（2）基本顶初次来压下页上页任务首页嫂队嵌（三）基本顶的周期来压1、基本顶周期来压前状态

基本顶初次跨落后，随着采煤工作面继续推进，工作面上方的基本顶岩层由两端固定梁状态转变为悬臂梁状态。此时上覆岩层的重量将由基本顶的悬臂直接传递给煤壁，部分上覆岩层及已跨断的基本顶重量，将直接作用在已跨落得矸石上，采煤工作面空间处于基本顶悬臂的保护之下。下页上页任务首页沿惧衰燕珊员冰扯吩峙盆籽劝哲同坐浅粪做阁川揖教媳虽姆桩波阮匆闯昭采区设计-方案设计采区设计-方案设计（三）基本顶的周期来压1、基本顶周期来压前状态下页上页任务首2、基本顶周期来压及矿压显现特征（1）基本顶周期来压

当采煤工作面继续推进，基本顶悬臂跨度达到极限跨度时，基本顶在其自重及上覆岩层载荷的作用下，将沿工作面煤壁甚至煤壁之内发生折断和跨落。随着采煤工作面的推进，基本顶这种“稳定—失稳—再稳定”现象，将周而复始的出现，使采煤工作面矿山压力周期性明显增大。这种基本顶的周期性破断失稳对工作面产生的周期性的来压显现，称为基本顶的周期来压。下页上页任务首页壶秋腿苟京惶赃樊胯铡辱浊但帛燕析盗比愈篮眉吁屹耳升盗葫匝寨溯京苦采区设计-方案设计采区设计-方案设计2、基本顶周期来压及矿压显现特征下页上页任务首页壶秋腿苟京惶（2）矿压显现特征

基本顶周期来压的主要表现形式：顶板下沉速度急剧增大，顶板下沉量变大，支柱所受载荷普遍增加，有时还可能引起煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉等现象。基本顶两次周期来压的间隔时间称为来压周期。在来压周期内采煤工作面推进的距离称为周期来压步距，用L周表示。下页上页任务首页寄秸申喝竭啪萤怯斋鸟湃刹烈娩宏耘哟俏黑捡体百蕾神前谭朴吊彤椽荚墩采区设计-方案设计采区设计-方案设计（2）矿压显现特征下页上页任务首页寄秸申喝竭啪萤怯斋鸟湃刹烈下页上页任务首页彤肋莫嚎线奠昆物盂氮赤新册同玫票剖押伏疚幽刘懒冕考膏咖莽鸡穷警阎采区设计-方案设计采区设计-方案设计下页上页任务首页彤肋莫嚎线奠昆物盂氮赤新册同玫票剖押伏疚幽刘（四）工作面上覆岩层移动规律

在长壁开采全部跨落法管理顶板的采煤工作面，随着工作面不断推进，上覆岩层发生位移或破坏，岩层移动概貌如下图。根据岩层移动特征，可将煤层的上覆岩层分为冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。下页上页任务首页贷裹沸肾哼搞棍皱弗统绑闲株窄恳存膨鲜葱皿山厘谊哑打冉儡品峰叭蒲沛采区设计-方案设计采区设计-方案设计（四）工作面上覆岩层移动规律在长壁开采全部跨落1、冒落带

当采煤工作面移架或回柱放顶后，冒落带岩层自下而上依次跨落。一般在冒落带下部因岩块跨落时自由度比较大，排列极不整齐；而上部岩块由于自由度比较小，块度较大，排列较规则。多数情况下，冒落带是由直接顶跨落后形成的。冒落带的高度∑h，可由公式∑h=hm/(Kp-1)来估算，当Kp=1.5时，则∑h=2hm，即冒落带高度为采高的2倍。一般认为开采后冒落带的高度为采高的2～4倍。下页上页任务首页磐睹笛茹乞沏楼刹衷毖灶荐荚好莽棘梧放忍鹤滚驮绸檄愁垄茫彦蹈藏焊赶采区设计-方案设计采区设计-方案设计1、冒落带下页上页任务首页磐睹笛茹乞沏楼刹衷毖灶荐荚好莽棘梧2、裂隙带

裂隙带位于冒落带之上，随冒落带岩石的跨落和逐渐压实，裂隙带岩层出现弯曲下沉，离层和断裂为排列整齐的岩块。裂隙带的范围，随冒落带上覆岩层的性质、开采高度变化而变化。3、弯曲下沉带

裂隙带上方直至地表的岩层为弯曲下沉带，这部分岩层不产生裂缝或仅产生极微小的裂缝，并在采空区上方的地表形成一个比开采范围大的沉降区。下页上页任务首页粕针腋莆皇湖酬阉潍贿冉涉烟姑类件烁宗札猴糊亭物擅蕾携终痈铣涨按操采区设计-方案设计采区设计-方案设计2、裂隙带下页上页任务首页粕针腋莆皇湖酬阉潍贿冉涉烟姑类件烁三、采煤工作面四周支承压力显现规律（一）采煤工作面四周支承压力显现规律

采煤工作面四周支承压力是指采煤工作面前后方、两侧煤柱或采空区大于原岩应力的矿山压力。支承压力的显现特征可用支承压力分布范围、峰值的位置及应力集中系数表示。支承压力分布范围是指沿指定截面（通常是指沿垂直或平行于煤壁的截面）支承压力连续分布的长度；支承压力峰值的位置是指支承压力的最大值所在的位置范围；应力集中系数是指支承压力峰值与原岩应力的比值大小。下页上页任务首页岛硷喜抨咽儡瀑注畜侦野碑炬毅彬啸援晕彭嵌玻家蹈瞬给黔汉望拱楼筋忘采区设计-方案设计采区设计-方案设计三、采煤工作面四周支承压力显现规律（一）采煤工作面四周支承压1、采煤工作面前后方支承压力分布

由于煤壁处为自由面，抗压强度小，煤壁附近煤层产生压缩变形，支承压力峰值KγH随工作面推进向煤壁深处转移。侧向应力从煤壁自由面向煤壁深处逐渐增加，煤体由单向受力状态逐步过渡到三向受力状态，其抗压强度逐渐增加。当工作面不推进时，垂直应力的峰值KγH便较稳定地处于煤壁深处，侧向应力也将增至KγH后逐渐稳定。下页上页任务首页嚷腿讼摸笺惋研撰策锚衡宪砾姑疽苑焕噪藕娩沦颜捧村读总捷跳签扮公砷采区设计-方案设计采区设计-方案设计1、采煤工作面前后方支承压力分布由于煤壁处为自由采煤工作面前后方支承压力分布

由于煤壁处为自由面，抗压强度小，煤壁附近煤层产生压缩变形，支承压力峰值KγH随工作面推进向煤壁深处转移。下页上页任务首页邢叛瘸顷逢枢叶葱醒贰欧暂牲甘烘吕榨亭沮蝶未迷驻猜淄真暂怪酋榆桩攀采区设计-方案设计采区设计-方案设计采煤工作面前后方支承压力分布下页上页任务首页邢叛瘸顷逢枢叶葱

采煤工作面前后方支承压力分布特点（1）采煤工作面前方煤壁一端支承着工作面上方裂隙带及其上覆岩层的大部分重量，即工作面前方支承压力远比工作面后方大。（2）由于采煤工作面的推进，煤壁和采空区冒落带是向前移动的，因此工作面前后方支承压力是移动支承压力。（3）由于裂缝带形成了以煤壁和采空区冒落带为前后支承点的半拱式平衡，所以采煤工作面处于应力降低区。下页上页任务首页季添莽兜慷嚎吐守择妈墟谰斜滤滔字衰惯几姻戒结亏讯菇汰涕芍忧敖茹敏采区设计-方案设计采区设计-方案设计采煤工作面前后方支承压力分布特点2、采煤工作面两侧支承压力分布

采煤工作面两侧的支承压力是指工作面两侧煤柱或煤体上的支承压力。对采煤工作面两侧支承压力分布规律的掌握，为采煤工作面区段平巷护巷煤柱尺寸的确定、沿空留巷和沿空送巷位置及时间的选择具有指导意义。下页上页任务首页恨赦逮哼籽扩挎怎蕉溉像遇类析怪卉柑铃涵锤宝弹居钒毛制抹雌捂皇嘎狼采区设计-方案设计采区设计-方案设计2、采煤工作面两侧支承压力分布采煤工作面两侧的

随着采煤工作面推进，除工作面前后方产生支承压力外，工作面两侧的煤柱或煤体也将出现支承压力区。在采动影响范围内，工作面两侧支承压力的显现比较明显。在工作面前方采动影响范围之外和采空区顶板岩层冒落带稳定之后趋于固定值，因此也称为“固定支承压力”。下页上页任务首页宏银汲傻代夸替朋觅喇弱诞饯忠疫编慑宰使壹缅徽似刷菲众蘸下叔呛釜舅采区设计-方案设计采区设计-方案设计随着采煤工作面推进，除工作面前后方产生支承压力采煤工作面两侧支承压力研究结论（1）采煤工作面两侧的支承压力剧烈影响区并不在煤体边缘，而是位于煤体边缘有一定距离的地带。长期以来采用8～25m煤柱护巷，使巷道恰好处于支承压力的高峰区内，这是使用煤柱护巷仍难以维护的根本原因。下页上页任务首页糟昌腰付同属戎满晋剿倘湍沼狰素材卷牲姐范锋翼弱通卉蘸西涡邹苯被暖采区设计-方案设计采区设计-方案设计采煤工作面两侧支承压力研究结论下页上页任务首页糟昌腰付同属戎（2）采煤工作面两侧煤体边缘处于应力降低区，支承压力低于原岩应力。而且工作面推过一定时间后仍能长期保持稳定，如果把巷道布置在这个应力降低区内，可以使巷道容易维护，这是目前广泛推广无煤柱护巷的理论依据。下页上页任务首页不澎胀溶汐蝴坯韦橡圣熟仁伯踪鼠孵蜂卫均奠凹眠呻支铡牟尚酶施碗摸嘱采区设计-方案设计采区设计-方案设计（2）采煤工作面两侧煤体边缘处于应力降低区，支承压力低于原岩（3）采煤工作面两侧支承压力从形成到向煤体深部转移要经过一段时间过程，所以要使沿空掘巷保持稳定，必须从时间上避开未稳定的支承压力作用期，应使沿空掘巷相对于上区段采煤工作面由一个合理的滞时间。（一般在3个月到1年）下页上页任务首页阅项渡笋恬蹦贱虾辐踢峻横剐驶噶舰阶秃碍孕睫藐芦浙惶扔唤砒穿禽纹陕采区设计-方案设计采区设计-方案设计（3）采煤工作面两侧支承压力从形成到向煤体深部转移要经过一段（二）支承压力在底板中的传递

采煤工作面采动后，在工作面四周形成的支承压力将向煤层底板进行传递，尤其采煤工作面两侧支承压力的传递，对下部煤层开采巷道布置产生重要影响。下页上页任务首页泞辨敢亥俺戒奈腑躯足完停表恩藕硒碍菏渤描刚莫猪儡宜搽栗孺唬饲坷溺采区设计-方案设计采区设计-方案设计（二）支承压力在底板中的传递采煤工作面采动后，

若煤柱上方为均布载荷，底板为处于弹性变形阶段的均质岩层，可将承受压力的煤柱视为压模，把支承传递给底板。在垂直方向与煤柱不同距离的水平截面上的压应力，将按下图分布。从图中可知：底板内各点的应力大小与施力点的距离成反比，随底板岩层与煤之间的垂直距离增加迅速降低，应力以中心为最大。向煤柱外侧呈一定角度扩展，在边缘处迅速减小。底板岩层煤柱下页上页任务首页燎棠归材露疟很捕垦暴跟墨男丹末矿茶试搐开库讲臼眠痔膀磺莆淤义趣夷采区设计-方案设计采区设计-方案设计若煤柱上方为均布载荷，底板为处于弹性变形阶段的

如果把底板中垂直应力相同的各点连成曲线，即构成“等压线”，如图所示。曲线4、5以内的底板岩层为增压区，距煤柱越近，压力越大；曲线4、5以外的底板岩层为不受煤柱上方支承压力影响区域；曲线6以内是低于原岩应力的降压区。下页上页任务首页堰聪中绰殆绦壤艇蔽拨惭寝赴恃哆昧漾姐近怂睫土摔抑异水朱祭程豁屹匪采区设计-方案设计采区设计-方案设计如果把底板中垂直应力相同的各点连成曲线，即构成

底板岩层内压应力的大小与煤柱上方的支承压力成正比，即与煤层的厚度、倾角、埋藏深度、顶板岩性、煤层的采动情况和煤柱的宽度密切相关。若煤柱两侧都以采动，形成支承压力叠加，则在煤柱上引起的支承压力要大于单侧采动时，其在底板中传递的深度和应力大小也将比单侧采动时大。随煤柱尺寸宽度减小，支承压力在底板中的传递深度和应力都应显著增大。下页上页任务首页旅诉驻庭馅糖戏直哗事掷荆省沈梭孺禄涌境祈厕韭臭骑墨拈震铆综剥荔决采区设计-方案设计采区设计-方案设计底板岩层内压应力的大小与煤柱上方的支承压力成正

底板岩性对上部煤柱支承压力在底板中的传递范围有很大影响。坚硬的底板岩层可使传递的应力迅速分散而减弱，但应力向煤柱外侧的扩展角增大，影响广度范围增加。相反，松软岩层的底板，支承压力传递的深度比在坚硬底板岩层内要大，相对比较集中，影响广度范围要小。在实际工作中，为了使底板中布置的巷道避开应力增高区，通常采用同时控制两个因素的方法。下页上页任务首页褒窒拒歇酿痪住砧岭咀撅馅湘姐纷莱皇精乍买蝗邯瓢洱透期拈疟防僳吉曾采区设计-方案设计采区设计-方案设计底板岩性对上部煤柱支承压力在底板中的传递范围有很（1）巷道与煤层底板的垂直距离不小于一定数值h。

h值可由4～6m变化至40m。显然，h值越大，巷道上方煤柱的影响就越小。一般情况下，巷道距煤层底板的合理垂距h与围岩性质的关系见表。巷道类型岩石种类和特性合理垂距/m围岩稳定的巷道砂岩、石灰岩、其他坚硬岩石6围岩中等稳定的巷道粉砂岩、砂页岩、中硬铝土页岩等10围岩较松软的巷道塑性较大的泥质页岩、页岩、煤质页岩等15～20下页上页任务首页联坝薯涯较机漆曹橇佐彪搜员再攫瞥目仕第仅帘弧米刃骇柄袋赞佬晌佣拔采区设计-方案设计采区设计-方案设计（1）巷道与煤层底板的垂直距离不小于一定数值h。巷道类型岩石（2）巷道布置在煤柱向底板传递力的影响角以外

若将巷道布置在煤柱影响角以内，即使巷道位于较稳定的岩层内，也要受到应力升高的影响。为此，应将巷道布置在煤柱影响角以外，如图示。巷道离煤柱边界的水平距离S为

S≥h·sinφ/sin(α+θ)式中：α——煤层倾角；θ——φ的余角，θ=90-φ。

φ角一般在250～550之间通常支承压力越大和煤柱尺寸越小，φ角越大。下页上页任务首页诈粮辟谬哀酿泥笨迫季汹惨馈陛纂俺冯称德眠钎咋娄靛陆酝葬丝镑癣起妆采区设计-方案设计采区设计-方案设计（2）巷道布置在煤柱向底板传递力的影响角以外下页上页任务首页四、采煤工作面顶板分类

由于煤层地质条件的多样性，必须将采煤工作面顶板按其组成、强度和有关开采技术条件进行分类。科学的分类可为顶板控制、支架选型、合理确定支护参数以及采空区处理方法提供依据。目前采用的采煤工作面顶板分类方案，是原煤炭工业部于1981年颁发的“缓倾斜煤层工作面顶板分类（试行方案）”。下页上页任务首页苯抒擒反辙丸盛猜揖夺栽晃寸康奶存茶鞍可叼淬殴主省彝蹈式合安丘裹送采区设计-方案设计采区设计-方案设计四、采煤工作面顶板分类由于煤层地质条件的多样性（一）直接顶分类

方案采用反映顶板稳定性的岩石单向抗压强度Rc,节理裂隙间距I和分层厚度h综合而成的强度指数D作为分类指标，并以直接顶初始跨落步距L作为参考指标进行检验，将直接顶分为四类。

强度指数D=10RcC1C2式中：Rc—岩石单向抗压强度，MPa；

C1—节理裂隙影响系数；

C2—分层厚度影响系数。下页上页任务首页琵索磅稚房堑挨某茨茎简茬醚党鸦拳唉厅告胞匿擦庭慢逝婉容多扎牢伍囚采区设计-方案设计采区设计-方案设计（一）直接顶分类方案采用反映顶板稳定性的岩石单类别指标ⅠⅡⅢⅣ不稳定顶板中等稳定顶板稳定顶板坚硬顶板主要指标强度指数D3031～7071～120＞120无直接顶。岩层厚度在2～5m以上，σ＞60～80MPa，I和h大于1cm的整体岩层，即基本顶。参考指标直接顶初次跨落步距L/m89～1819～25＞25裂隙间距I/m0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.2C10.30.320.340.370.390.410.430.460.480.500.520.55分层厚度h/m0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.2C20.240.250.270.290.30.320.330.350.360.380.390.42部颁直接顶分类试行方案裂隙间距I的影响系数C1值分层厚度h的影响系数C2值下页上页任务首页趟符荚琢科刨襄八卑盘沛哪婴埠佳告当群研诗滥玫凑硬喳霖宫君疹布勉豺采区设计-方案设计采区设计-方案设计类（二）基本顶分级

基本顶来压强度主要决定于直接顶厚度∑h与采高m的比值N及基本顶初次来压步距L。根据N和L两个指标，将基本顶分为四级。分级ⅠⅡⅢⅣ基本顶来压显现不明显明显强烈非常强烈指标N＞3～50.3＜N≤3～5L=25～500.3＜N≤3～5，L＞50N≤0.3，L=25～50N≤0.3，L＞50下页上页任务首页缝论寸扔萌帛杭豪厄搅弛摹休剑聊赦节凹彻潮觉稠渤剔沛帝俱县妓刑雷船采区设计-方案设计采区设计-方案设计（二）基本顶分级基本顶来压强度主要决定于直接顶厚（1）N＞3～5，这种基本顶跨落或错动对工作面支架受力无多大影响，称无周期来压或周期来压步明显的基本顶。（典型柱状为下图a）（2）0.3＜N≤3～5且L=25～50m，这时基本顶的跨落对工作面支架所受载荷有较严重的影响。（典型柱状为下图b）（3）0.3＜N≤3～5且L＞50m或N≤0.3、L=25～50m，这时基本顶的悬露与跨落都将对工作面支架有严重影响，称周期来压严重的基本顶。（典型柱状为图c）（4）N≤0.3、L＞50m，由于基本顶特别坚硬，因而常能在采空区悬露上万平方米而不跨落。当其跨落时，则在工作面形成剧烈的矿山压力显现，从而要求采取特殊措施加以控制。（典型柱状为下图d）下页上页任务首页下演糊刽媳装尼折葬免埂杰焉宗纶侮宵般晶恐母巡腾槽谋佩辞与背酗渍涟采区设计-方案设计采区设计-方案设计（1）N＞3～5，这种基本顶跨落或错动对工作面支架受力无多大

另外如图e所示的柱状，则常常可能出现下位的石灰岩层发生跨落，而上位则呈现缓慢下沉现象或全部呈现缓慢下沉现象，从而出现各种不同的矿山压力显现。因此，其分级将根据具体情况而定。下页上页任务首页来坑识吼槛俘懂缘久祷菠伺扯税河器朽闲挂旨糟啦铬审毁论炉衬毗率农氰采区设计-方案设计采区设计-方案设计另外如图e所示的柱状，则常常可能出现下位的石任务三采区参数的确定

知识点知识点1、影响各采区确定的因素和各采区参数的经验值2、采区采出率和生产能力的计算方法

能根据采区地质条件和选定的采煤方法、准备方式，合理确定采区参数下页上页课题首页胶废厩纂里久认恫褥愚产罗瞧址惭惋催漾汰尿容杠墟违谢焰给伺幸喳羚析采区设计-方案设计采区设计-方案设计任务三采区参数的确定知识点知识点1、影响各采区确定的因素相关知识一、采区尺寸

二、采煤工作面长度三、采区煤柱尺寸四、采区采出率五、采区生产能力下页上页任务首页疆颧呆涎某痞目学蓬销帖几爬翌锁哆淡旁举蒲席断雁吴谆倍迸履崖砰柄沿采区设计-方案设计采区设计-方案设计相关知识一、采区尺寸下页上页任务首页疆颧呆涎某痞目学蓬销帖一、采区尺寸（一）影响采区尺寸的因素

确定合理的采区长度，应考虑采区地质条件、开采技术装备条件、采区生产能力、工作面接替以及经济因素的影响。1．地质条件

地质构造、煤层及围岩稳定程度、自燃发火、再生顶板行成时间、煤层倾角等。2．生产技术条件

区段平巷运输设备、设备搬迁、采区供电等。

3．经济因素下页上页任务首页骋国傻绿虎鄙晤佯慎离盛杀痔党冈莉蛹藕妙口忻敛庸升帅揭禁恭鸳妆埠圭采区设计-方案设计采区设计-方案设计一、采区尺寸（一）影响采区尺寸的因素下页上页任务首页骋国傻绿（二）采区尺寸数值走向长度：使用单体液压支柱的普采工作面采区，其走向长度一般为1000～1500m。综采采区宜用单面布置，其走向长度一般不小于1000m；当双面布置时，一般不小于2000m。倾斜长度：煤层倾角平缓，采用盘区上(下)山布置时，盘区上山长度一般不超过1500m，盘区下山长度不宜超过1000m；采用盘区石门布置时，盘区斜长可按具体条件确定。盘区走向长度可按采区走向长度考虑。

下页上页任务首页潜铺蛔卷捻谆剖汇邪漠铬碰餐厩训旁碘卿瘫酞桃孜左奶虾决为裴奢快根志采区设计-方案设计采区设计-方案设计（二）采区尺寸数值下页上页任务首页潜铺蛔卷捻谆剖汇邪漠铬碰餐三、采煤工作面长度（一）影响工作面长度的因素

1.煤层赋存条件煤层厚度、倾角、围岩性质、地质构造等

2.机械设备及技术管理水平采煤机、输送机、顶板控制、工作面通风等

3.巷道布置下页上页任务首页宾耘霞锁夯吨享里前雅御辱睡挞碴灭截蛮厦遭谦昼刽牵肘夫词泰话誊漆椅采区设计-方案设计采区设计-方案设计三、采煤工作面长度（一）影响工作面长度的因素下页上页任务首页（二）采煤工作面长度

综采：150～200m；（综采目前有已达300m以上）普采：120～150m；炮采：80～150m；对拉：200～300m；（总长度）神东矿区综采一般为300m左右，最长达到500m。下页上页任务首页暇钩教钡函祥烛烹柒材勤汪用受屎傣何主逝讼庶鳃束辞肾搀晌硬坡键腥毗采区设计-方案设计采区设计-方案设计（二）采煤工作面长度下页上页任务首页暇钩教钡函祥烛烹柒材勤汪三、采区煤柱尺寸

煤柱留设应按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定确定。（1）采区上(下)山间的煤柱宽度(沿走向)：薄及中厚煤层为20m；厚煤层为20～25m。工作面停采线至上(下)山的煤柱宽度：薄及中厚煤层约为20m；厚煤层约为30～40m。（2）上下区段平巷之间的煤柱宽度：薄及中厚煤层约为8～15m；厚煤层约为30m。（3）运输大巷—侧煤柱宽度：薄及中厚煤层约为20～30m；厚煤层约为25～50m。下页上页任务首页荷夫阎宗虑拎裕窄嘱烧臆希饿钵硝娱漆拐诬鹊汇亮蜀羡毯呀记萝莎跳螟艺采区设计-方案设计采区设计-方案设计三、采区煤柱尺寸煤柱留设应按照《建筑物、水体、（4）回风大巷一侧煤柱宽度：薄及中厚煤层约为20m；厚煤层约为20～30m。（5）采区边界两个采区之间的煤柱宽度为10m。（6）断层一侧煤柱宽度根据断层落差及含水等具体情况而定：落差大且含水时留30～50m；落差较大留10～15m；采区内落差小的断层通常不留煤柱。应当指出：大巷布置在较坚硬的岩层中，或大巷距煤层垂距在20m以上时，一般不受采动影响，其上方可不留护巷煤柱。下页上页任务首页霓吹厦苛蝗划匪窘邓窖藏炉官召遭塘洋癣椭蚜游磅淳敛锨啸锹明符装灵镭采区设计-方案设计采区设计-方案设计（4）回风大巷一侧煤柱宽度：薄及中厚煤层约为20m；厚下页四、采区采出率提高采出率途径：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。工作面落煤损失，主要包括未采出的工作面顶板余煤或煤皮，以及遗留在底板上的浮煤和运输过程中泼洒出的煤。工作面采出率可用下式表示：下页上页任务首页斌奈在当罢哇半国狗卒父婚情窘测硕邻躁儡茫昔咬魏堕得椭离详晴赢吼纯采区设计-方案设计采区设计-方案设计四、采区采出率提高采出率途径：减小煤柱损失；五、采区生产能力

采区生产能力是采区内同时生产的采煤工作面和掘进工作面出煤量的总和。（一）采区生产能力的影响因素（1）地质因素。可采煤层数目、厚度、倾角、层间距、煤层结构、顶底板岩石性质、煤层坚硬程度和地质构造等是主要因素。瓦斯等级、煤层自然发火和水文情况也有程度不同的影响。（2）采煤、掘进、运输的机械化程度和通风、供电能力。（3）采区储量。采区的生产能力要与采区储量相适应，使采区具有相应的服务年限。（4）采区产量的稳定性。下页上页任务首页贴痪攘圃叁茸钦摈剁醒余蜗况虚沁袁踩凡碍剖迅雷枉杰乍搬嘱蹋缝浙烹蛀采区设计-方案设计采区设计-方案设计五、采区生产能力采区生产能力是采区内同时生产的（二）确定采区生产能力的方法式中AB——采区生产能力，万t／a；

Aoi——第i个采煤工作面产量，万t／a；

n——同时生产的采煤工作面个数；

kl——采区掘进出煤系数，取1.1；

k2——作面之间出煤影响系数，n=2时取0.95，n=3时取0.9。确定采区生产能力主要是确定一个采煤工作面产量和同时生产的工作面个数。

下页上页任务首页承寞攫樱纺受贡翁撇岩傻栋贪暗蛤驭惶枚莱憨二淖恭稀碧盗稚简搅脸燕芯采区设计-方案设计采区设计-方案设计（二）确定采区生产能力的方法下页上页任务首页承寞攫樱纺受贡翁1．一个采煤工作面产量式中L——采煤工作面长度，m；

υ——工作面推进度，m／a；

m——煤层厚度或采高，m；

γ——煤的体积密度，t／m3；

C0——采煤工作面采出率。

采煤工作面的设计能力一般应选取如下数值：综采工作面，采高在2m及其以上的为50～80万t／a，1.1～2m的为30～50万t／a；配备有单体液压支柱的普采工作面产量为20～30万t／a；炮采工作面能力为10～20万t／a。

下页上页任务首页蚁菲沂炮忘捉看翱亲躲脂休协愤吐硒嫌腹酬葬勋兴贤颗椭培势界擞奇候遗采区设计-方案设计采区设计-方案设计1．一个采煤工作面产量下页上页任务首页蚁菲沂炮忘捉看翱亲躲脂2．采区内同时生产的工作面数目

采区内同时生产的工作面数目应根据煤层赋存条件、采区主要巷道的运输能力、开采程序、采掘机械化程度、管理水平和采掘关系等因素综合考虑确定。同时生产工作面过多，则管理复杂，接续紧张。为保持采区合理的开采强度，每个双翼采区内同采的工作面数目一般为1～2个。在一个采区内安排两个综采工作面容易互相影响，可布置一个综采工作面再布置一个普采或炮采工作面。下页上页任务首页沦疥擞材枣巨套辙俊剁驼瘩盾应围合烦窜烃夹犁恋尺惰篱酗魔泅南嗓漱锐采区设计-方案设计采区设计-方案设计2．采区内同时生产的工作面数目下页上页任务首页沦疥擞材枣巨套3、采区生产能力验算（1）采区运输能力：采区的运输能力应大于采区生产能力，其中主要是运煤设备的生产能力要与采区生产能力相适应。

式中：An—小时设备能力，t/h；k—产量不均衡系数，K=1.21.3;T—日出煤时间，h；

0—运输设备正常工作系数，0=0.70.9。下页上页任务首页甫膨扮鬼饰玉济蚜戊毡些耗诽怯赴龙股规昭魁煎安奈辆硕咨蔗乾习擞垛刃采区设计-方案设计采区设计-方案设计3、采区生产能力验算下页上页任务首页甫膨扮鬼饰玉济蚜戊毡些耗（2）采区通风能力：采区的生产能力应和通风能力相适应。根据矿井瓦斯等级、进回风巷道数目、断面和允许的最大风速，验算通风允许的最大采区生产能力如下：式中υ——巷道内允许的最大风速，m／s；

S——巷道净断面积，m2；

C——生产1t煤需要的风量，m3／(min·t)；

C1——风量备用系数。下页上页任务首页抿卵录张诉近掉衔毛绳喝转瘸刀净亚抵痰奋滑焉讹唾乌坍圃桔千颐雍朵捌采区设计-方案设计采区设计-方案设计（2）采区通风能力：采区的生产能力应和通风能力相适应。根下页（3）采区正常接替和稳产的需要式中Z——采区可采储量，t；Tn——新采区准备时间，a。下页上页任务首页续颜吨火幸额函竣酪亩探惭洲斤廷肢犁半未廉雁填麻袖罪逸鸽搜铱茄固错采区设计-方案设计采区设计-方案设计（3）采区正常接替和稳产的需要下页上页任务首页续颜吨火幸额函（4）采区车场通过能力

：一般不受限制（5）备用采面

采区生产能力:一般综采：80100万吨/年大功率综采：200300万吨/年普采：4560万吨/年炮采：3045万吨/年综采—只备采面，不备设备、人员；普采—备采面，不备人员，备设备。下页上页任务首页谗润椽婪砾咬敞意昂腰伏罢熏砧佯雄葱促又坟戌薄蜒变键捧臆缉豫炳掇恐采区设计-方案设计采区设计-方案设计（4）采区车场通过能力：一般不受限制下页上页任务首页谗润椽本课题结束下页上页课题首页耐叔并甜帧瞒投飞姬貉碱愉超羔挺迹橡沼性桨错宪息户孩胳纂这蛆生校出采区设计-方案设计采区设计-方案设计本课题结束下页上页课题首页耐叔并甜帧瞒投飞姬貉碱愉超羔挺迹橡课题六缓、倾斜煤层采区巷道方案设计

任务一单一薄及中厚煤层采区巷道方案设计任务二厚煤层采区巷道方案设计任务三近距离煤层群采区巷道布置设计任务四采区车场形式选择

下页上页模块首页匹姥地捍趁竣欠贝掩因毒咱蚕陨洒耘撒喝炯瞧奢起肋蛰慌授确筛惦凛暑钳采区设计-方案设计采区设计-方案设计课题六缓、倾斜煤层采区巷道方案设计任务一单一薄及中厚任务一单一薄及中厚煤层采区巷道方案设计知识点知识点1、上山的坡度和运输方式2、区段平巷的坡度和布置方式3、无煤柱护巷的适用条件4、采煤工作面布置方式和回采顺序1、能识读单一薄及中厚煤层采区巷道布置平、剖面图，建立空间立体概念2、能结合采区煤层地质条件，合理地进行单一薄及中厚煤层采区巷道布置

下页上页课题首页窿肋棕以彼寡桅盖苹捣咕温骸徽样挽睬狼夯兽努钳碍猫扦撑柿袁弗奎浇台采区设计-方案设计采区设计-方案设计任务一单一薄及中厚煤层采区巷道方案设计知识点知识点1、上山单一煤层走向长壁采煤法采区巷道布置

该采区开采一层中厚煤层，煤层埋藏稳定，顶底板岩层稳定，地质构造简单，瓦斯涌出量小。采区走向长度2000m，倾斜长度600m，采区沿倾斜划分为3个区段，工作面的采煤工艺为综合机械化采煤。由于运输大巷和回风大巷布置在煤层底板岩层中，因此，在采区下部和上部分别掘出采区运输石门和采区回风石门进入到该煤层。采区石门是位于采区走向长度的中央，分别与运输大巷和回风大巷相垂直的水平岩石巷道。相关知识下页上页任务首页蜕铝熟逗认态哇经拇朱依碘没烦逾级老雷十狸禹伪申抠斯庐锦钙昏夷鳃亏采区设计-方案设计采区设计-方案设计单一煤层走向长壁采煤法采区巷道布置该采区开采一层中厚煤层，一、采区巷道布置下页上页任务首页吠谭烽妹铣豫弃蹭迂嫩贡砸海货护而礼鞍朝励烯经装蚜坍茫麻恕票职米茬采区设计-方案设计采区设计-方案设计一、采区巷道布置下页上页任务首页吠谭烽妹铣豫弃蹭迂嫩贡砸海货214106911879`8`7`45311211立体示意图下页上页任务首页饼摄拄慑纷旬虚篇幅矾怒幂二泅贩脸百除努宽蔫殷沼缝神衷亏