第七章 缓斜、倾斜煤层走向长壁.ppt

1、第七章 缓斜、倾斜煤层走向长壁采煤法采煤系统,【学习要求】 通过学习，掌握单一薄及中厚煤层走向长壁采煤法的采煤系统；熟悉厚煤层倾斜分层走向长壁采煤法采煤系统、煤层群走向长壁采煤法采煤系统；掌握采区车场组成、形式及用途。,第一节 概 述, 采(盘)区的准备巷道布置方式称为采区准备方式。 采区准备的几种形式 一、按采区开采方式划分 上山采(盘)区准备、下山采(盘)区准备； 二、按采区上（下）山的布置位置划分 单翼采区、双翼采区、跨多上山采区准备； 三、按煤层群开采时的联系方式划分 单层准备、联合准备。,采区准备的几种形式（a）双翼采区；（b）前上山单翼采区；(c) 后上山单翼采区；（d）跨多上山采

2、区,准备方式,采区式,盘区式,带区式,下山采区,上山盘区,上山采区,下山盘区,石门盘区,下山带区,上山带区,单翼采区,双翼采区,跨多上(下)山采区,单翼盘区,双翼盘区,跨多石门 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,第二节 单一薄及中厚煤层 走向长壁采煤法采煤系统,一、单一煤层走向长壁采煤法适用条件 1、近水平、缓倾斜、倾斜煤层 2、薄、中厚及厚煤层（3.55m） 3、地质构造简单，瓦斯涌出量小 （一）巷道布置及特点 某一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，

3、工作面采煤工艺为 综合机械化采煤。,1、巷道名称及作用,2、按服务范围及其用途对巷道进行分类,为全矿井或一个开采水 平服务的巷道。,采区运输石门；采区回风石门。,(2)准备巷道：,为采区、一个以上区段服务的运输、通风巷道。,轨道上山；运输上山； 采区上、中、下部车场； 采区变电所；绞车房等采区硐室,(3)回采巷道：,形成采煤工作面及为其服务的巷道。,开切眼；区段回风平巷；区段运输平巷。,(1)开拓巷道：,（二）巷道掘进,1、掘进原则 （1）巷道掘进尽快构 成通风系统 （2）尽量采用平行作业 （3）上山、区段平巷、 联络巷布置在煤层中 （4）车场、石门、硐室 布置在岩层中 2、 掘进顺序（演示）

4、,二、单一薄及中厚煤层走向长壁煤法采区生产系统,（一）运煤系统（演示） 采煤工作面内铺设可弯曲刮板输送机，区段运输平巷9内铺设 桥式转载机和带式输送机，在运输上山内铺设带式输送机或刮板 输送机。 其运煤路线为：工作面运出的煤炭 区段运输平巷9 运输上山5采区煤仓上12采区运输石门1装车外运。 （二）运料排矸系统 运料排矸采用600mm轨距的矿车和平板车。 1、运料系统（演示） 物料采区运输石门1采区下部车场3轨道上山4 采区上部车场6采区回风平巷10采煤工作面。 物料采区运输石门1采区下部车场3轨道上山4 采区中部车场7, 7区段回风平巷8,8和运输平巷9,9,2、排矸系统（演示） 掘进巷道时

5、所出的煤和矸石采区中部车场7,7 轨道上山4采区下部车场3采区运输石门1运出采区。 （三）通风系统 1、采煤工作面通风 （演示） 新风采区运输石门1采区下部车场3轨道上山 4采区中部车场7区段回风平巷8联络眼11区段 运输平巷9采煤工作面污风区段回风平巷10 采区回风石门2排出采区。 2、掘进工作面通风（演示） 新风采区运输石门1采区下部车场3轨道上山4 采区中部车场7区段回风平巷8局部通风机 掘进工作面污风联络巷11区段运输平巷9运 输上山5采区回风石门2排出采区。,3、硐室通风,采区绞车房和变电所需要的新风由轨道上山直接供给。 采区绞车房的回风经联络小巷处的调节风窗回入采区回风石门； 变电

6、所的回风经输送机上山进入回风石门；采区煤仓不通风。 为使风流能按上述路线流通,在相应地点需设置风门。,（四）水、电、气供给系统,1、供电系统,高压电缆井底 中央变电所运输大 巷采区运输石门1 采区下部车场3 运输上山5 采区变电所13 降压后到各用电地点。,2、压气系统,掘进岩巷时所用的压缩 空气由地面（有的将空压 机房设在井底车场附近） 压气机房, 通过专用管路 送至各用气地点。 3、供水系统 采掘工作面、平巷以及 上山输送机转载点所需的 防尘喷雾用水,由地面(或 井下)储水池通过专用管 路送至各用水地点。,三、采煤系统分析,（一）采区上（下）山坡度 (二）区段参数 （三）区段平巷的坡度和方

7、向 （四）区段平巷的布置方式 （五）区段无煤柱护巷 （六）采煤工作面布置形式 （七）采煤工作面回采顺序,1、运输上（下）山和自溜上山 坡度小于15的上（下）山，可铺设带式或刮板输送机； 1525 的上（下）山，可铺设刮板输送机； 坡度超过25的上山，可采用搪瓷或铸石溜槽溜煤； 自溜上山的自溜坡度3035 2、轨道上下山 采用串车提升时，要求上山坡度应小于25； 采用循环绞车提升坡度不大于10； 上下坡度在625之间，可采用单滚筒绞车辅助提升。,（一）采区上（下）山坡度,（二）区段参数,1、区段斜长：L区 = L采+ 2L巷+ L柱 2、区段走向长： 1）爆破采煤不小于400米; 2）普通机械化

8、采煤不小于500米; 3）综合机械化采煤不小于1000米.,1、双直线布置方式,（三）区段平巷的坡度和方向,2-1、折线-弧线布置方式,2-2、折线布置方式,3、双弧线式布置方式,（四）区段平巷布置方式,1、双巷布置： 上区段机巷与下区段风巷统一布置，双巷同时一次掘， 轨巷超前,双巷布置的优点： 1）掘进通风容易； 2）安全，进出掘进面有两个出口，对回采也有避灾出口； 3）可超前勘探煤层变化，利于为机巷定向； 4）泄水方便； 5）易送物料到机巷（安装维修）； 6）为上、下采面及时接替创造条件 。 双巷布置缺点： （1）下区段风巷受采动影响，维护时间长且困难； （2）若设备放在下区段风巷内，需重

9、新移置电路和油管等。 （3）损失区段煤柱,例：高沼矿设瓦斯尾巷的双巷布置,排放采空区瓦斯的区段平巷双巷布置方式,2、单巷布置, 10o 时，可下行风，设备在上巷，用于低沼矿井。 设备在机巷，要求机巷大断面。,3、一般综采工作面区段平巷布置,1）综采工作面特点 设备多，重量大。如采煤机8-12t；支架15-20t左右。 设备功率大，有液压系统，供电系统及其附属设备，液压泵站，移动变电站，转载机等。 设备安装、拆卸及运输费工耗时。 采面产量高。 巷道断面尺寸大。 2）机巷：铺输送机 、设备列车 铺轨 ，断面大， 一般S 12m2 3）风巷：铺轨。以设备最大外廓尺寸定，S 10m2。 A、机巷、风巷

10、定向取直、平行布置，保持采面等长； B、机巷、风巷分段定向取直、平行布置，保持采面等长； C、施工技术：沿中线定向取直或分段取直。,4、高产高效综采工作面区段平巷布置特点,1）巷道布置（坡度及方向等）：同普采、综采。 2）巷道支护 锚网支护，适应产量高、推进快的要求。 3）加大工作面连续推进长度 设中切眼。,A、中切眼 在采面推进方向走向中部开掘的、连通机巷、风巷且与开切眼长度相近的联络巷。 B、中切眼位置 根据采面连续推进长度及设备性能，避开应力集中区，选择围岩稳定、无淋水的地段。与区段平巷交角为85度为宜。,C、中切眼作用： 解决掘进期间局部通风问题 如：JBT局部通风机或JBD622局部

11、通风机，有效供风长度700m 。利用中切眼，缩短了供风距离，减少了风筒占用量，降低了风阻，提高通风效率。 解决长距离掘进供电问题 综合掘进机容量300kW以上，低压供电困难；设中切眼后，可将移动变电站放在中切眼附近，高压供电。 增加安全避灾通道 加快了巷道掘进速度 风巷煤可通过中切眼从机巷一起运出，材料由风巷运进方便。,D、通过中切眼方法,采面通过中切眼前，提前30 50m（动压影响之外）加强支 护或替换支护。 保持采面与中切眼交角为85o 加强中切眼顶板管理。,（五）区段无煤柱护巷,1、 沿空留巷（巷帮充填） 工作面采煤后沿采空区边缘 维护原回采巷道 1)前进式沿空留巷 采面前进式回采，沿采

12、空 区留出平巷。 2）后退式沿空留巷 先掘区段平巷到采区边 界，采面后退回采，沿采空区 留出平巷，为下区段服务。,巷旁支护的几种类型,a木垛；b密集支柱；c矸石带,2、沿空掘巷,特点：沿上覆岩层稳定的采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘巷。,沿空掘巷适用条件：多用于开采缓斜、倾斜中厚煤层和厚煤层，目前应用较广泛。,（六）采煤工作面布置形式布置,对拉工作面 1、对拉采面生产系统 运煤：上采面下运 下采面上运 通风： （1）1 进风， 2、3 回风， 下采面下行风； （2）2、3 进风， 1 回风， 上采面下行风； （3)串联掺新，3、1 进风，2 回风。,2、上、下采面错距： 一般5m ，木垛维护。 3

13、、优、缺点及适用： 优点 减少平巷掘进量和维护量； 采出率高； 占用设备少； 生产集中； 管理方便。 缺点 上、下采面交接处难维护。 适用：非综采工作面； 顶板中等稳定以上； 瓦斯涌出量小。,（七）采煤工作面回采顺序,1、采面后退式 由采区边界附近向采区 上山方向推进采煤。 广泛应用。 2、采面前进式 采面由采区上山附近向 采区边界方向回采，区段平 巷沿空留巷。 特点：少掘巷；采出率高； 要求支护技术和手 段好；要防漏风； 留巷困难,上采面前进式，沿空留巷；下采面后退式，沿空留巷。 优点：缩短搬家距离；采出率高；少掘巷道。 鸡西、阳泉、开滦均有用。,3、采面往复式,使综采面旋转180，往复回采

14、，沿空留巷。 优点：采面不搬家；少掘巷； 缺点：煤损大；回采技术复杂；转折点难维护， 设备折损严重。,4、往复旋转式,第三节 厚煤层倾斜分层走向长壁采煤法采煤系统,一、分层同采的采区巷道布置 技术发展趋势：(目前这种方法已很少使用） （1）多采用分层分采 （2）综采放顶煤 （3)综采大采高支架一次采全高 （一）采区巷道布置 （二）采区巷道掘进顺序 （三）采区生产系统 1.运煤系统 2.通风系统 3.材料运输系统 4.排矸及掘进出煤系统,厚煤层倾斜分层走向长壁下行跨落采煤法分层同采巷道布置,二、分层分采的采区巷道布置 分层分采的采区巷道布置，没有公用的区段集中平巷，每 一分层的区段平巷都是单独准

15、备的。上分层采完后采空区跨落 基本稳定之后，才在第二分层层位沿着上分层铺设好的假顶下 掘出第二分层的区段平巷。 三、采煤系统分析 （一）采煤方法主要参数 1厚煤层倾斜分层厚度 普采、炮采分层厚度一般为2米左右；综采一般为35米。 2工作面长度 要考虑铺网工序和在网下作业带来的影响。一般同区段下分 层工作面长度小于上分层长度。 3分层同采上下分层工作面之间的错距 错距的大小主要取决于上分层采后顶板垮落及其稳定情况。,（二）采区上（下）山的布置 一般将采区上（下）山布置在距煤层底板以下1015m岩层 中。当煤层厚度不大，采深较浅，顶底板岩层稳定，煤质较 硬，自然发火危险较小，或底板有含水较大的岩层

16、，布置岩巷 有困难时，才考虑布置在煤层中。 （三）区段集中平巷的布置 分层同采厚煤层时，需要布置区段集中平巷。包括：区段 运输集中平巷和区段轨道集中平巷。 1区段运输集中平巷的布置 一般布置在煤层底板岩层中，所在位置应避开底板岩层中 应力升高区，巷道布置在压力传递影响角以外。 2区段轨道集中平巷的布置 一般尽量沿煤层顶板布置。,（四）区段分层平巷的布置 厚煤层倾斜分层开采时，各区段分层平巷的相互位置对 于巷道的使用和维护状况影响较大。根据煤层倾角的大小和 分层数，各分层平巷的相互位置主要有以下三种基本布置形 式。 1水平式布置 2倾斜式布置-内错式和外错式 3垂直式布置,1水平式布置 各分层工

17、作面运输平巷和回风平巷分别布置在同一标高上，区段煤柱呈平行四边形。 各分层之间用水平巷道联系，各分层工作面长度基本一致。,2倾斜式布置 使下分层工作面运输平巷和回风平巷置于上分层平巷的内侧 处于上分层采空区下方，形成正梯形的区段煤柱。各分层内错 半个到一个巷道宽度。 分内错式和外错式两种。,3垂直式布置 各分层工作面运输平巷和回风平巷呈垂直重叠布置。 各分层之间用垂直巷道联系，各分层工作面长度一致。,石门式联系方式 斜巷联系方式 立眼联系方式,（五）分层平巷和区段集中平巷之间的联系方式,第四节 煤层群走向长壁采煤法采煤系统,一、煤层群单层开采 适用条件：层间距较大 布置方式、生产系统与单一煤层

18、走向长壁采煤法基本相同。,1、运输大巷；2、回风大巷、 3、采区运输石门；4、采区回风石 门；5、运输上山；6、轨道上山；7、采区煤仓；8、区段运输平巷； 9、区段回风平巷,二、多煤层联合开采 （一）采区集中上（下）山联合布置 该采区上层煤为中厚煤层，下层煤为薄煤层，两层煤间距15m，煤层倾角15，煤层顶底板岩层中等稳定，地质构造简单，瓦斯涌出量不大。采区双翼走向长度1000m，倾斜长度600m，划分为三个阶段。 1、采区生产系统 1）运煤系统 2）通风系统 3）运料排矸系统 2、优缺点 巷道布置简单，工程量小。巷道维护时间长，维护费用， 占用设备多，设备搬家频繁。,采区集中上（下）山联合布置

19、,采区集中上（下）山联合布置,1、运输大巷；2、采区石门；3、运输上山；4、轨道上山；5、上层煤共段运输平巷；6、上层煤区段回风平巷；7、下层煤区段运输平巷；8、下层煤区段回风平巷；9、区段石门；10、溜煤眼；11、采区下部车场；12、采区煤仓；13、绞车房；14、采区变电所；15、采区风井,（二）集中上（下）山，上层煤无区段集中平巷、下层煤有集中平巷的联合布置 1、条件，上层煤为中厚煤，采用单一走向长壁采煤法，利用集中上山通过区段石门在本层煤布置区段平巷。下层煤为厚煤层，采用倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法，利用运输集中平巷和联络斜巷同下层煤各分层平巷联系。两层煤共用一组上山，但不共用区段集中

20、平巷。 2、生产系统 运煤系统、通风系统、运料排矸系统 3、巷道布置优缺点 优点：生产较集中，可布置多个采煤工作面同时生产，采区生产能力大。各煤层平巷超前掘进，随采随掘，缩短了采煤工作面准备时间，巷道维护工程量小。占用设备少。 缺点：岩巷工程量大，通风、运输、运料、排矸等系统复杂，生产和准备之间相互干扰大，采区上山、区段集中巷和联络巷等要承受多次采动影响，维护长度大，维护时间长。维护费用高。,采区集中上山下层煤区集中平巷联合布置,1、运输大巷；2、回风大巷；3、采区下部车场；4、运输上山；5、轨道上山；6、中部车场；7、上部车场；8、采区回风石门；9、区段运输石门；10、区段轨道石门；11、上

21、层煤区段运输平巷；12、上层煤区段回风平巷；13、下层煤区段运输集中平巷；14、溜煤眼；15、采区煤仓；16、联络斜巷；17、回风石门,三、煤层群分组集中采区联合布置 在煤层层数较多情况下，可按层间距大小将煤层群分成若干组，每个组内采用集中联合布置方式，而在组与组之间，由于组间距较大则不宜联合开采。可从水平大巷通过采区石门贯穿各个煤层组，在各组煤层分别布置一组采区上山。,煤层群分组集中采区联合布置,1、运输大巷；2、回风大巷；3、采区运输石门；4、采区回风石门、5、运输上山； 6、轨道上山；7、采区煤仓；8、区段平巷；9、区段运输石门；10、区段轨道石门；11、溜煤眼,四、联合布置采区巷道分析

22、 （一）采区上（下）山的数目和位置 1采区上（下）山数目确定 联合布置采区的特点主要是各煤层共用一组集中上（下 ）山。一般情况下，至少需要两条集中上（下）山，其中一 条上（下）山铺设输送机，用来运煤、回风（或进风）以及 敷设管线，另一条上（下）山铺设轨道用来运料、排矸及进 （回）风等。但有时需布置三条上（下）山。,(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左右。 适用： 下部有薄及稳定的中厚煤层。,2采区上（下）山位置确定,(2) 一煤一岩上山 布置特点： 运上沿底板岩层布置； 轨上沿煤层顶板布置。,(3) 双岩上山 布置特点: 两条

23、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,(4)双岩一煤上山布置特点： 走向间距： 1015 m 层位间距： 810m、 1214 m。,（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 层位间距： 24m,（二）区段集中平巷的布置 区段集中平巷 煤层群联合布置采区，在煤层或煤组下煤层（或岩石中）布置为区段内各煤层生产服务的巷道，或为一个区段的几个煤层或几个分层服务的平巷。 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。 布置区段集中平巷的目的 减少分层区段平巷的维护时间，降低维护费； 布置能力大的集中运输系统，减少设备占有数； 分层同采，合理集中生产。,1、机轨分煤岩布置,2、机轨双岩巷布置,3、机轨合