采礦學第四章-單一走向長壁采煤方法

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