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文檔簡介

采礦學電子教案中國礦業(yè)大學主講:屠世浩教授第一節(jié)采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)第二節(jié)回采巷道布置分析第四章單一走向長壁采煤法單一走向長壁采煤法:指的是一次將整層煤采完,主要用于近水平、緩(傾)斜和中斜薄及中厚煤層。20世紀80年代以來,由于采用了新型綜采裝備,我國多處煤礦對3.5~6.0m厚的近水平和緩(傾)斜煤層成功地實現(xiàn)了一次采全厚開采。第一節(jié)采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)

一、采區(qū)巷道布置二、主要生產(chǎn)系統(tǒng)三、采區(qū)內巷道類型四、區(qū)段參數(shù)一、采區(qū)巷道布置1、適用條件近水平、緩(傾)斜和中斜煤層;薄、中厚及厚煤層;地質構造簡單,瓦斯涌出量小。2、巷道布置及其特點

(1)巷道名稱(2)巷道布置特點上山、區(qū)段平巷、聯(lián)絡巷沿煤層布置;車場及硐室布置于巖層中。(3)按用途及服務方法分類開拓巷道準備巷道回采巷道3、巷道掘進順序原則:

(1)巷道掘進盡快構成通風系統(tǒng)(2)盡量采用平行作業(yè)(3)用雙巷布置與掘進的辦法,向采區(qū)兩翼邊界同時開掘第一區(qū)段工作面的運輸平巷和第二區(qū)段工作面的回風平巷,回風平巷超前運輸平巷約100~150m掘進,兩巷道間每隔100m左右用聯(lián)絡巷連通,沿傾斜方向兩巷道間的煤柱寬度一般為8~20m。采較小、煤層較硬和較薄時取小值,反之取大值。二、主要生產(chǎn)系統(tǒng)運煤系統(tǒng)通風系統(tǒng)運料排矸系統(tǒng)供電系統(tǒng)壓氣和供水系統(tǒng)掘進出矸掘進通風三、采區(qū)內巷道類型回采巷道:直接為回采工作面服務上山巷道:為各區(qū)段、整個采區(qū)服務采區(qū)上、中、下部車場:聯(lián)結上山與區(qū)段平巷硐室:絞車房、變電所、煤倉等聯(lián)絡巷:附屬于上述各類巷道四、區(qū)段參數(shù)區(qū)段參數(shù)包括區(qū)段走向長度和區(qū)段傾斜長度1、區(qū)段走向長度區(qū)段走向長=采區(qū)走向長普采>500m綜采>1000m

技術發(fā)展趨勢:加大2、區(qū)段傾斜長度

區(qū)段斜長:L區(qū)

=L采+2L巷+L柱

區(qū)段煤柱寬度:在雙巷布置與掘進的情況下一般為8~25m,在無煤柱護巷的情況下為0~5m。區(qū)段巷道的寬度一般為2.5~5.0m,炮采工作面和普采工作面一般為2.5~3.5m,綜采工作面一般為3.5~5.0m。我國煤礦長壁工作面長度一般為120~220m。炮采工作面長度一般小于普采和綜采工作面長度,綜采工作面長度不宜小于150m。近幾年,我國一部分高產(chǎn)高效工作面長度超過了200m,有的達到300多m。第二節(jié)回采巷道布置分析一、區(qū)段平巷二、區(qū)段平巷布置與掘進方式三、雙工作面布置四、采煤工作面回采順序五、采場通風方式與回采巷道布置六、地質構造對區(qū)段平巷布置的影響一、區(qū)段平巷1、普采或炮采區(qū)段平巷布置1)區(qū)段回風平巷(軌巷):(1)功用:軌道運輸、回風、行人。(2)要求:與采面上出口相連,必須沿煤層掘進;斷面要符合運輸、通風、行人、安全等要求。軌道要求:①坡度i=35‰

,有時610‰,以利于

礦車運輸、流水;②能適應彎道:1t礦車,R>6m,

>1.5t礦車,R>9m。③軌距與全礦一致。(3)施工措施:軌道要求巷道按腰線沿煤層走向掘進。兩端安絞車時也可以按中線掘進,分段取直。

2)區(qū)段運輸平巷(機巷)(1)功用:鋪輸送機,運煤或物料,行人。(2)要求:與采面下出口相連,必須沿煤層掘進。位置、斷面利于裝運煤。方向要求直或分段取直,利于運煤。如采用刮板輸送機運煤,輸送機每部長200m±,允許彎度值<3o;如采用轉載機+膠帶輸送機運煤,則要求取直。運輸機要求:能適應上下坡度變化膠帶機要求:向上≯17

o

向下≯15

o

斷面符合運輸、通風、行人安全等要求;既要沿煤層掘進,又要求直,巷道必定不平;方案一:掛中線掘進;方案二:分段掛中線取直。方案一:A—B—C—D—E直線,掛中線掘進。a.上下起伏變化大,C、E點最低,達1.0m;b.低點積水;泵排水;方案二:A—F—G—H,分段掛中線取直。a.坡度緩和,相差(0.5m);b.低點積水,用水泵排出;c.折點少,占用設備少,每段宜用一臺輸送機。(3)施工措施:定向取直或分段取直,掛中線掘進。普采、炮采——軌巷按腰線施工;機巷按中線分段取直。如采用雙巷布置方式,要求:雙巷(上區(qū)段機巷、下區(qū)段軌巷)一次掘出,且軌巷超前機巷:①超前探清煤層沿走向的變化情況,確定機巷轉折點,為機巷定向取直,保證施工質量;②機巷低洼處泄水(通過聯(lián)絡巷泄水)。2、綜采工作面區(qū)段平巷布置1)一般綜采工作面機巷、風巷布置機巷:鋪輸送機、設備列車—鋪軌,斷面大,一般S大于12m2

風巷:鋪軌,以設備最大外廓尺寸定,一般大于10m2。要求:

(1)機巷、風巷定向取直、平行布置,保持采面等長;(2)機巷、風巷分段定向取直、平行布置,保持采面等長;(3)施工技術:沿中線定向取直或分段取直。2)特殊推進長度大的綜采面設中切眼布置

中切眼作用:

(1)解決掘進期間局部通風問題。利用中切眼,縮短了供風距離,降低了風阻,提高通風效率;

(2)解決長距離掘進供電問題。綜合掘進機容量300kW以上,低壓供電困難;設中切眼后,可將移動變電站放在中切眼附近,高壓供電;

(3)增加安全避災通道;

(4)加快了巷道掘進速度:風巷煤可通過中切眼從機巷一起運出,材料由風巷運進方便。

中切眼——在采面推進方向走向中部開掘、連通機巷、風巷的聯(lián)絡巷。中切眼位置——根據(jù)采面連續(xù)推進長度及設備性能,避開應力集中區(qū),選擇圍巖穩(wěn)定、無淋水的地段。與區(qū)段平巷交角為85O左右為宜。通過中切眼方法

:(1)采面通過中切眼前,提前3050m(動壓影響之外)加強支護或替換支護。(2)拆除風門,設臨時風簾。(3)加強中切眼頂板管理。

二、區(qū)段平巷布置與掘進方式1、雙巷布置與掘進上區(qū)段機巷與下區(qū)段風巷統(tǒng)一布置。雙巷同時一次掘出,軌巷超前。雙巷布置的優(yōu)點:(1)掘進通風容易;(2)安全好——進出掘進面有兩個出口,對回采也有避災出口;(3)可超前勘探煤層變化,利于為機巷定向;(4)泄水方便;(5)易送物料到機巷(安裝維修);(6)為上、下采面及時接替創(chuàng)造條件。

雙巷布置缺點:(1)下區(qū)段風巷受采動影響,維護時間長且困難;(2)若設備放在下區(qū)段風巷內,需重新移置電路和油管等;(3)損失區(qū)段煤柱。高沼礦設瓦斯尾巷的雙巷布置;

高瓦斯礦:雙巷布置設瓦斯尾巷。

2、一條半巷布置

上區(qū)段機巷掘出,下區(qū)段風巷掘一半。

優(yōu)點:同雙巷布置,利于接替,一半長巷道易維護。

3、單巷布置(上圖)分巷布置,

10o時,下行風,設備在上巷,可用于低瓦斯礦井。(下圖)設備在機巷,要求機巷大斷面。沿空掘巷

(1)特點:沿上覆巖層穩(wěn)定的采空區(qū)邊緣或僅留很窄的煤柱掘巷。(2)沿空掘巷時回采面接替順序。優(yōu)點:區(qū)段跳采接替方便;巷道掘進量少。缺點:生產(chǎn)分散;“孤島”采煤礦壓顯現(xiàn)強烈;適用:采區(qū)區(qū)段數(shù)目多。單面保持采區(qū)產(chǎn)量,區(qū)段順序接替。區(qū)段平巷雙巷布置,留煤柱2030m,回收部分煤柱。適用:區(qū)段數(shù)目少;礦壓大,不宜跳采時,增加了平巷及聯(lián)絡巷的工程量。4、沿空留巷(1)沿空留巷(巷旁充填):工作面采煤后沿采空區(qū)邊緣維護原回采巷道(2)前進式沿空留巷:采面前進式回采,沿采空區(qū)留出平巷。(3)后退式沿空留巷:先掘區(qū)段平巷到采區(qū)邊界,采面后退回采,沿采空區(qū)留出平巷,為下區(qū)段服務。(4)往復式沿空留巷:沿空留巷適用,沿空留巷比較困難,使用的比例有下降的趨勢。5、多巷布置1—運輸進風平巷2—運料進風平巷3—進風平巷4,5—回風平巷6,7—撤架通道8—瓦斯尾巷三、雙工作面布置對拉工作面1、對拉采面生產(chǎn)系統(tǒng)1)運煤:上采面下運下采面上運2)通風:(1)1-進風,2、3-回風,下采面下行風;(2)2、3-進風,1-回風,上采面下行風;(3)串聯(lián)摻新,3、1-進風,2-回風。2、上、下采面錯距:一般5m,木垛維護。3、優(yōu)、缺點及適用:

優(yōu)點—減少平巷掘進量和維護量;采出率高;占用設備少;生產(chǎn)集中;管理方便。

缺點—上、下采面交接處難維護。

適用—非綜采工作面;頂板中等穩(wěn)定以上;瓦斯少。四、采煤工作面回采順序1、工作面后退式由采區(qū)邊界附近向采區(qū)上山方向推進采煤。適用:我國廣泛應用2、工作面前進式采面由采區(qū)上山附近向采區(qū)邊界方向回采,區(qū)段平巷沿空留巷。優(yōu)點:少掘巷;采出率高;問題:支護困難、防漏風。使用較少。3、工作面往復式:

上采面前進式,沿空留巷;下采面后退式,沿空留巷。

優(yōu)點:縮短搬家距離;采出率高;少掘巷道。

使用較少。

4、工作面往復旋轉式:使綜采面旋轉180,往復回采,需沿空留巷。優(yōu)點:采面不搬家;少掘巷;缺點:煤損大;回采技術復雜;轉折點難維護,設備折損嚴重。五、采場通風方式與回采巷道布置1、工作面通風的要求:符合安全規(guī)程,防止上隅角瓦斯聚積;防漏風;通風系統(tǒng)簡單;風巷斷面足夠。上隅角2、通風方式U型通風:

通風系統(tǒng)簡單,漏風少,風流線路長,變化大。適用:瓦斯不太大,我國常用;瓦斯大,設瓦斯尾巷通風、排放采空區(qū)瓦斯

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