准备方式几个主要问题(19-20-)

内容回顾准备方式分类：准备巷道；煤层赋存条件分类；开采方式；区内巷道布置及开采部署；按煤层群开采时的联系；采区式准备方式：煤层群单层采区准备方式；煤层群采区联合布置准备方式；煤层群分组集中采区联合准备方式；盘区式准备方式：按开采煤层数目分；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；带区式准备方式：相邻两分带带区多分带带区（五）准备方式分类

课程内容一、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；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；三、采区上（下）山运输四、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；五、采区车场、煤仓和装车站上部车场、中部车场、下部车场；六、采区生产能力七、采区采出率八、采区煤柱尺寸九、煤层群开采顺序第四节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。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25°~35°角成倾斜式布置，一般适合于倾斜角小于15°~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。第四节准备方式中的几个主要问题图10—6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10—7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10—8所示。图10—7分层平巷水平式布置图10—8分层平巷重叠式布置

1—上区段工作面的运输平巷；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准备方式中的几个主要问题(一）采区上山布置1、上山位置l

单一煤层布置岩层中，煤层中l

煤层群联合布置煤组上部、中部或下部岩层中，煤层中二、准备巷道的布置2、沿煤层布置。（要求不破坏顶板的完整性）

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

上山围岩是煤和软岩；维护条件差；l

上山与平巷的层面交叉，多开绕道工程；l

受采动影响3、

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10

20m4、

岩石上山特点1）实例张庄矿，开采M=5m，煤层上山：维护费67.2元/a.m，煤柱宽100m;岩石上山:维护费2.0元/a.m，不留煤柱.2)优点：l维护费用低；l煤损少。可跨上山采，加大采面连续推进长度；l生产系统可靠，通风条件好，易封闭采空区，防自燃有利；l

不受煤层倾角影响，可定向按坡度取直掘进l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。3）缺点：l

岩石工程量大；3、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

煤层底板岩层较稳定，无承压水。留煤柱上山绞车房变形（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15

20

时，“运上”调为15

，胶带机；20

30

时，“运上”调为30

，煤自溜。

（三）

上山数目1、

采区上山至少两条轨道上山—进风、辅运

运输上山—运煤，回风

2、增加上山数目的条件A大的联合布置采区；A大，瓦斯涌出量大和水大的采区（下山采区）；A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。

（四）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20

25m，两侧煤柱30m

，连接不便，增加绕道。适用：下部有薄及稳定的中厚煤层。单一薄及中厚煤层。(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10

12m

运上、轨上走向距20m

适用：A小、服务年限短的采区。（t

5a）(3)双岩上山Fig、17—1、b示。布置特点:两条上山置于底板岩石中轨上距煤层8

10m运上距煤层12

14m走向间距：20

25m连接区段平巷不交叉。适用：开采单一厚煤层采区；煤层群最下一层为厚煤层；CH4小的联合布置采区普遍采用。

(4)

双岩一煤上山布置特点：

走向间距1-3和3-210

15m层位上：1距煤层8

10m，2距煤层12

14m，3—沿煤顶此种方式：3—先掘，超前勘探，为1和2取直定向；3用于通风行人。(4)

双岩一煤上山适用：开采煤层数目多，厚度大，储量丰富的采区。瓦斯、水大的采区。（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：10

15m层位上：1和3同层位2低2

4m适用：煤层多，储量丰富，瓦斯大、水大的采区。图10—9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1、

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。2、

运煤上山主要任务：运煤视上（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。2、

运煤上山2）近水平、缓倾和倾斜煤层运输上山中的运输设备胶带输送机吊挂式落地式

胶带输送机运输可靠，费用低。运距长。一般一部胶带输送机运距可达300-500m。功率大的可达500-1000m。适用：上山（向下运煤）

；下山（向上运煤）

7

新型胶带机：适于

=28

。

铸石溜槽上链式刮板输送机铸石溜槽上链式刮板输送机下链式—回空链条在溜槽下面；上链式—回空链条在溜槽上面。铸石溜槽上链式刮板机电机：15

44kW；长度：150

300m。适应角度；向下运可达18

28

。阻力小，耗电低，能力大，事故少，易维护。下链式刮板机：适用

，采区上山长度较小，采区能力不大。运费略高于胶带机；运输可靠。

自溜运输松煤的自然安息角：35

i、 煤层或上山倾角

>3

时，均采用自溜；搪瓷溜槽：

>

，可自溜。铁板溜槽等，

=30

。

矿车运输绞车或无极绳牵引矿车运输生产能力小的采区：矿车进采区—采区煤仓口装煤；矿车进采区—在采面下口装煤。A小；运输不连续（间断式）、影响生产。适用：轨道600mm、900mm，与全矿大巷轨距一致。

矿车：1t、1.5t绞车：视上山倾角、长度、生产任务等选用。

绞车滚筒直径与绳长滚筒直径（m）绳长（m）1.2600

1.6800

2.01000

2.51200

一、采区倾斜长度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、采区（盘区）参数一般情况下，双翼采区的走向长度为800m~1000m，对于综采工作面，有条件的应尽量跨越上山（下山或石门）回采，其采区走向长度一般为1000m~1500m，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1500m~3000m，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。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。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>1.3长壁开采70120100140120150>3.5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10—1工作面最短长度(参考)四、区段斜长

1）回采工作面斜长影响因素：（1）

受地质条件、技术条件（设备）、通风能力等因素影响；（2）当前开采技术条件，工作面长度为80～250m。

l巷=3

4.5m,l柱=020ml区=l采+2l巷+l柱区段斜长五、区段数目

在保证l采合理的前提下，划分区段。采区斜长

n=

区段斜长l区必须调整：n为整数；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围内。缓斜煤层

n=4

5（个）倾、急斜层n

2

3（个）

六、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和掘进工作面产量之和，单位一般是万吨/年1、采面生产能力A0（万t/a）A0

=L

V0

m

c0式中L—

采面长，m；

V0—采面年进度，m/a；综采：1000

1200m;普采：

600m;炮采：

400

m—采高，m；

—容重，t/m3；c0

—

采面采出率

采区生产能力采区生产能力

c0

—

采面采出率薄煤层0.97中厚煤层0.95厚煤层0.93

2、采区同采工作面数目缓倾斜煤层：

综采—一般1采面；普采—1

2个采面同采。急斜煤层炮采：2

3个采面同采。3、采区生产能力AB（万t/a）：

式中：n—同采工作面数，个；

K1—采区掘进出煤系数，K1=1.1；K2—采面之间出煤影响系数，当n=2时，K2=0.95;n=3时,K2=0.90采区生产能力一般综采：80

100万吨/年大功率综采：200

300万吨/年普采：45

60万吨/年炮采：30

45万吨/年

七、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

采区采出率煤层国家规定的采区采出率厚煤层≮0.75中厚煤层≮0.80薄煤层≮0.85工作面采出率工作面实际出煤量

工作面采出率=———————————

100%

工作面实际储量

煤层国家规定的工作面采出率厚煤层≮0.93中厚煤层≮0.95薄煤层≮0.97八、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：煤层煤柱沿走向一侧宽度（m）薄及中厚20厚煤层30

40采区煤柱尺寸2、区段煤柱煤层

区段煤柱宽度（m）薄及中厚8

15厚煤层15

20原则上区段巷道应沿空掘巷3

5

3、运输大巷及总回风巷保护煤柱

大巷布置在底板岩石中，其上可不留煤柱（跨大巷开采）大巷布置在煤层中，本层中一侧的煤柱：煤层一侧的煤柱宽度（m）近水平≥40缓斜25

40倾斜15

25急斜10

15

采区边界煤柱4、采区边界煤柱：一般10m

5、断层煤柱

断层落差断层一侧煤柱宽度（m）

落差很大（

10m）30