第九章近水平煤層準(zhǔn)備方式的選擇分析

第九章近水平煤層準(zhǔn)備方式的選擇分析及上下山布置參數(shù)

因傾角小，布置方式與緩斜、傾斜有差異

§9.1傾斜長(zhǎng)壁采煤系統(tǒng)的巷道布置

一、條帶式布置有關(guān)參數(shù)前面已經(jīng)講過，不重復(fù)，看書，重點(diǎn)是學(xué)習(xí)看圖。1、單一煤層的布置圖9-1。2、多煤層聯(lián)合布置圖9-2。3、單一厚煤層的布置有集中巷，叫集中斜巷。（由局部到整體）圖9-3。二、條帶式布置的特點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)：取消了采區(qū)（盤區(qū)）上、下山巷道，工作長(zhǎng)度穩(wěn)定，基本不變。掘進(jìn)工程量少，生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單。2、注意問題：工作面回采巷道不是平巷，是沿煤層的傾斜巷道。由于巷道長(zhǎng)度可能很長(zhǎng)，用絞車提升運(yùn)料較困難，多采用單軌吊車、齒軌和卡軌車。3、關(guān)于仰斜開采和俯斜開采1）、仰斜開采：工作面壓力小，有利于排水，煤壁受壓，易破煤，裝煤效果好。但煤壁易片幫，瓦斯易積累。所以，當(dāng)煤質(zhì)較硬，頂板淋水較大時(shí)，可多采用。圖9-4。2）、俯斜開采：與仰斜相對(duì)應(yīng)，當(dāng)煤層厚度大，煤質(zhì)松軟或瓦斯較大時(shí)采用。圖9-5。3）、當(dāng)開采傾角很小時(shí)，頂板較好，可采用仰、俯結(jié)合的形式，即大巷上方用俯斜，大巷下方用仰斜。圖9-6。4、關(guān)于單面和對(duì)拉工作面走向長(zhǎng)壁有下行風(fēng)、向上運(yùn)輸?shù)葐栴}。傾斜長(zhǎng)壁沒有，因此，優(yōu)先考慮對(duì)拉面。5、無煤柱開采，同走向長(zhǎng)壁時(shí)相同；6、進(jìn)回風(fēng)大巷不在一起時(shí)的條帶開采1）、保留煤柱；（圖9-6a）2）、沿空留巷。（圖9-6b）7、適用條件：1）、ɑ≦12°。2）、采取一定措施后，ɑ=12°～17°。3）、瓦斯、水較??；4）、斜交斷層區(qū)域；當(dāng)傾角較大時(shí)，開采時(shí)，需要一定的措施。三、帶區(qū)式布置1、布置形式圖9-7。2、布置特點(diǎn)：煤巷多，以煤巷換立眼、運(yùn)料斜巷。3、條帶數(shù)：大于4～6個(gè)，可以達(dá)到10～12個(gè)（3000m以內(nèi)）。4、發(fā)展前景：近水平煤層多采用。是一種新方式，巖巷少，符合綠色開采發(fā)展方向，可多采用。圖9-8為一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的例子。四、條帶式與帶區(qū)式布置的比較1、系統(tǒng)（相當(dāng)于走向長(zhǎng)壁的單面煤層上山采區(qū)）2、帶區(qū)工程量（煤巷換巖巷）3、選擇（經(jīng)濟(jì)比較）§9.2盤區(qū)準(zhǔn)備方式近水平煤層—

的煤層。近水平煤層開采，井田常劃為盤區(qū)，用：傾斜長(zhǎng)壁采煤法、走向長(zhǎng)壁采煤法開采。一、盤區(qū)分類1、按開采煤層數(shù)目分：?jiǎn)我幻簩颖P區(qū)、聯(lián)合布置盤區(qū)2、按盤區(qū)主要巷道位置分：上山盤區(qū)、下山盤區(qū)、石門盤區(qū)二、盤區(qū)巷道布置特點(diǎn)1、區(qū)段劃分為規(guī)則矩形，區(qū)段巷道沿中線掘進(jìn)（直）2、區(qū)段間開采順序可不受限制，可以跳采3、軌道上下山可用無極繩絞車運(yùn)輸三、上（下）山盤區(qū)

1、單層準(zhǔn)備盤區(qū)上下山沿煤層布置（薄及中厚煤層），上下山間距15～20m，兩側(cè)各20～30m煤柱。如果大巷在煤層中，則與圖8-7極相似。對(duì)于厚煤層，上山可能在底板巖石中，若分層開采，則采用聯(lián)合布置方式。2、集中上（下）山聯(lián)合布置走向長(zhǎng)壁采煤法，圖9-9。四、石門盤區(qū)定義：石門盤區(qū)—自水平運(yùn)輸大巷開掘石門作為盤區(qū)主要巷道時(shí)，該盤區(qū)稱石門盤區(qū)。圖9-10。

五、上山盤區(qū)與石門盤區(qū)的選擇

石門盤區(qū)比上山盤區(qū)優(yōu)越，有條件，如ɑ≦6時(shí)盡可能選用。1、與上下山盤區(qū)比較的優(yōu)點(diǎn)1）、上山的運(yùn)輸變成水平運(yùn)輸，給使用電機(jī)車創(chuàng)造了條件，甚至可以使電機(jī)車進(jìn)入巖石集中巷道；圖9-11。簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，減少了環(huán)節(jié)，運(yùn)輸不受長(zhǎng)度限制，能力較大；2）、有盤區(qū)石門時(shí)，有留煤眼和區(qū)段煤倉，對(duì)煤流的緩沖作用很大，有利于煤炭的運(yùn)輸工作；3）、巖石巷道維護(hù)工作量小，費(fèi)用低，可以進(jìn)行無煤柱開采，減少煤炭損失。2、與上下山盤區(qū)比較的缺點(diǎn)：沿巷掘進(jìn)工程量大，掘進(jìn)速度慢，傾角大時(shí)，上部的聯(lián)絡(luò)巷工程量會(huì)增加很大。六、改進(jìn)型的石門盤區(qū)

1、

采用對(duì)拉采面的石門盤區(qū)。

六、改進(jìn)型的石門盤區(qū)2、機(jī)車直接進(jìn)區(qū)段集中平巷的石門盤區(qū)。當(dāng)小時(shí)，煤層穩(wěn)定時(shí)用。

六、改進(jìn)型的石門盤區(qū)3、石門盤區(qū)與上山混合聯(lián)合布置，煤層變化大時(shí)?！?.3

準(zhǔn)備方式分類

一、準(zhǔn)備方式

準(zhǔn)備巷道—為準(zhǔn)備采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)而掘進(jìn)的主要巷道。1、準(zhǔn)備方式—準(zhǔn)備巷道的布置方式準(zhǔn)備巷道：采區(qū)、盤區(qū)上下山采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)車場(chǎng)、硐室（絞車房、變電所、煤倉）區(qū)段或分帶集中巷。2、選擇準(zhǔn)備方式的基本原則

通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析確定：

1）合理集中生產(chǎn)，使采準(zhǔn)巷道系統(tǒng)有合理的生產(chǎn)能力和增產(chǎn)潛力。2）巷道系統(tǒng)簡(jiǎn)化，減少巷道掘進(jìn)及維護(hù)工程量。3）生產(chǎn)系統(tǒng)完善，功能齊全，為機(jī)械化和自動(dòng)化創(chuàng)造條件。4）煤損少，安全好。1、按煤層賦存條件分為

—

采區(qū)式、盤區(qū)式及帶區(qū)式。2、按開采方式分上山開采、下山開采和上下山開采。（1）采區(qū)上山采區(qū)—開采水平（標(biāo)高）之上的采區(qū)。下山采區(qū)

—

開采水平（標(biāo)高）之下的采區(qū)。（

16）

（2）盤區(qū)上、下山盤區(qū)開采—近水平煤層（

）的大巷一般布置于井田中部。上山盤區(qū)—按煤層傾斜趨向，開采水平之上的盤區(qū)下山盤區(qū)—按煤層傾斜趨向，開采水平之下的盤區(qū)石門盤區(qū)（石門作為盤區(qū)的主要運(yùn)輸巷道）二、準(zhǔn)備方式分類（3）帶區(qū)上山帶區(qū)—開采水平大巷以上的帶區(qū)。下山帶區(qū)

—

開采水平大巷以下的帶區(qū)。

3、按區(qū)內(nèi)巷道布置及開采部署分

單翼、雙翼采區(qū)或盤區(qū)均有單翼和雙翼采區(qū)或盤區(qū)的主要巷道（上山、下山或石門）布置于采區(qū)或盤區(qū)一翼為單翼。采區(qū)或盤區(qū)的主要巷道（上山、下山或石門）布置于采區(qū)或盤區(qū)中部為雙翼。

跨多上山采區(qū)或跨多石門盤區(qū)特點(diǎn)：1）上山一般布置于煤層底板巖石中；2）上山間距：1000m（一部膠帶機(jī)長(zhǎng)度）；3）回采工作面連續(xù)跨多個(gè)上山回采

—

用于地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單的地段。4）初期工程量大，占用設(shè)備多。適用：地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，如，范各莊礦。4、按煤層群開采時(shí)的聯(lián)系

u

單層準(zhǔn)備u

聯(lián)合準(zhǔn)備單層準(zhǔn)備—各煤層獨(dú)立布置準(zhǔn)備巷道及生產(chǎn)系統(tǒng)。聯(lián)合準(zhǔn)備

—

幾個(gè)煤層共用一套準(zhǔn)備巷道及生產(chǎn)系統(tǒng)。

聯(lián)合準(zhǔn)備

：集中上山（共用上山）和區(qū)段集中平巷（共用區(qū)段平巷）共用上山，不共用區(qū)段平巷

總結(jié)上述4種分類，匯總成圖§9.4

采（盤）區(qū)上山、下山的布置一、位置的選擇1、走向方向：中間或邊界。（1）、中間：運(yùn)、軌都在中間，叫雙翼采區(qū)。如果有一個(gè)邊界通風(fēng)上山，也叫雙翼采區(qū)。（2）、邊界：運(yùn)軌都在邊界（或一側(cè)），叫單翼上山。主要原因是由于自然條件限制，或采區(qū)走向長(zhǎng)度太短，用兩翼開采時(shí)推進(jìn)長(zhǎng)度太小而選用的。邊界上山分為前上山和后上山兩種。上山靠近井筒（工業(yè)廣場(chǎng)），叫后上山；否則叫前上山。（哪一個(gè)好？）。2、層位可選擇在煤層底板，煤層頂板，煤層中，煤層群中的煤層間以及穿層。（1）、煤層上山a、優(yōu)點(diǎn)：掘進(jìn)易，費(fèi)用低，速度快，探煤（瓦斯、水、自燃情況）。b、缺點(diǎn)：采動(dòng)影響大，維護(hù)難，圖8-36，相對(duì)于巖石上山采用無煤柱開采情況下，煤損大，自燃嚴(yán)重。（END）

c、適用：i）、單一薄及中厚煤層，服務(wù)年限短。（圖8-7）ii）、只有兩個(gè)分層的單一厚煤層，煤中硬，頂?shù)装遢^穩(wěn)定；iii）、聯(lián)合布置時(shí)，最下層是維護(hù)條件好的薄及中厚煤層圖8-12。Iv）、為部分煤層服務(wù)或維護(hù)時(shí)間短的專用通風(fēng)、運(yùn)煤上山（圖8-13中8運(yùn)輸（運(yùn)煤）上山，圖8-14中8（通風(fēng)上山），圖8-15煤層進(jìn)風(fēng)眼8等）。（2）、巖石上山維護(hù)容易，掘進(jìn)費(fèi)用高，聯(lián)絡(luò)巷工程量大，服務(wù)年限長(zhǎng)時(shí)采用。（3）、層位與坡度a、層位：一般在最底層煤中或最底層的底板巖石中，距煤層的法線距離為10～15m（有時(shí)有集中巷時(shí)為20m）。特殊情況，如底板有含水量大的含水層，瓦斯突出層，可布置在頂層（煤）巖中。（END）b、坡度：適應(yīng)運(yùn)輸設(shè)備，有時(shí)，為適應(yīng)設(shè)備，需穿層或偽斜（急傾斜）。皮帶：ɑ＜16°；刮板，

ɑ＜25°；自溜，ɑ=30°～35°（鑄石），ɑ=20°（搪瓷）；串車，10°＜ɑ＜20°；單軌吊35°以下；無極繩ɑ＜10°。2、上山數(shù)目及其相對(duì)位置1）、數(shù)目：至少兩條。進(jìn)、回風(fēng)；運(yùn)煤、料；特殊可增加上山。其條件是：（1）、生產(chǎn)能力大（2）、生產(chǎn)能力較大，而瓦斯大，特別是下山采區(qū)（通風(fēng)、排水）。（3）、大生產(chǎn)能力的普采區(qū)，經(jīng)常有上下區(qū)段同采（專用回風(fēng)）。（4）、探煤。用于輔助工作。2）、類型：圖8-37。（END）

3）、上山間相互位置關(guān)系與上山數(shù)目、煤層數(shù)、地質(zhì)條件、開采技術(shù)有關(guān)。層位可以在同一層面，如兩煤，兩巖，也可不在同一層面，相差3～5m，運(yùn)低軌高。但煤、巖有時(shí)不可能在同一層面。4）、邊界上山：（1）、CH4大，用Z、Y、H型通風(fēng)時(shí)。（2）、往復(fù)式開采，或?yàn)榧哟笸七M(jìn)長(zhǎng)度，連續(xù)跨上山。3、采區(qū)上（下）山的運(yùn)輸1）、能力：應(yīng)大于同時(shí)生產(chǎn)工作面生產(chǎn)能力之和；機(jī)采時(shí)，按工作面設(shè)備能力計(jì)算；炮采時(shí)，按采區(qū)日產(chǎn)量乘1.5系數(shù)，每班運(yùn)5～6小時(shí)。（以后會(huì)講到生產(chǎn)能力配套問題）2）、設(shè)備的選擇：按能力和傾角而定。3）、輔助運(yùn)輸：串車，無極繩、單軌吊、卡、齒軌車，軌距與大巷相同。（END）

§9.5采區(qū)參數(shù)（書上§13.3）一、采區(qū)傾斜長(zhǎng)度

影響因素1、在講課中的§4.2中，合理水平垂高的確定就需考慮階段斜長(zhǎng)，所涉及的內(nèi)容就是采區(qū)傾斜長(zhǎng)度（區(qū)段數(shù)目、區(qū)段斜長(zhǎng)輔助運(yùn)輸問題）。2、區(qū)段斜長(zhǎng)、區(qū)段數(shù)目（3～5個(gè)）。二、采區(qū)走向長(zhǎng)度

需要合理，短了不好，太長(zhǎng)同樣不會(huì)有較好的經(jīng)濟(jì)效果?？紤]以下因素：1、地質(zhì)因素：主要是地質(zhì)構(gòu)造問題。如斷層、褶曲、傾角和煤厚急劇變化帶為界。當(dāng)頂?shù)装鍡l件好，自燃性小，可長(zhǎng)一些，否則可短。太短時(shí)，可考慮單翼采區(qū)。2、技術(shù)因素：區(qū)段巷道的運(yùn)輸、掘進(jìn)、供電限制了長(zhǎng)度1）、刮板運(yùn)輸機(jī)：800～1000m，一翼需3～5臺(tái)串聯(lián)。2）、膠帶：1000～2000m，一翼一臺(tái)足矣！3）、單巷掘進(jìn)：一翼1000m（而實(shí)際最高可達(dá)3000m）4）、供電：660v，一翼700m；有移動(dòng)變電站時(shí)，一翼1000m以上。

（END）3、經(jīng)濟(jì)因素與水平高度確定相類似，同樣存在隨長(zhǎng)度增加而減少或增加的費(fèi)用。1）、隨長(zhǎng)度增加而減少的費(fèi)用：采區(qū)工程掘進(jìn)費(fèi)，機(jī)電設(shè)備安裝費(fèi)。2）、隨長(zhǎng)度增加而增加的費(fèi)用：區(qū)段平巷維護(hù)費(fèi)、煤炭運(yùn)輸費(fèi)。3）、隨長(zhǎng)度變化而不變的費(fèi)用：區(qū)段平巷掘進(jìn)費(fèi)。4、根據(jù)以上各種因素的影響，考慮我國生產(chǎn)管理水平及將來發(fā)展的狀況，走向長(zhǎng)度按下述情況確定：1）、雙翼采區(qū)，綜采＞2000m；普采1000～1500m；2）、單翼采區(qū)，綜采＞1000m；普采600～800m；3）、跨上山采區(qū)，綜采＞1200m；而對(duì)于傾斜長(zhǎng)壁，推進(jìn)長(zhǎng)度1000～1500m（盤區(qū)上山長(zhǎng)在1500m以內(nèi)）。當(dāng)采用新型設(shè)備時(shí)，可達(dá)到3000m。三、采區(qū)生產(chǎn)能力與工作面數(shù)及單產(chǎn)有關(guān)1、工作面單產(chǎn)（END）

:年推進(jìn)長(zhǎng)度2、生產(chǎn)面數(shù)及采區(qū)出煤能力1）、采區(qū)出煤能力：

——掘進(jìn)出煤系數(shù)，可取1.1左右（一般1.05～1.06)——工作面之間的影響系數(shù)：

時(shí)，

2）、面數(shù)

綜采面，宜一區(qū)一個(gè)，不大于二個(gè)；普采面，宜一區(qū)二個(gè)，不大于三個(gè)；炮采在2～3個(gè)，不大于4個(gè)。3）、生產(chǎn)能力：綜采，60～100萬t/a，好的礦井可以達(dá)到100～200萬t/a，最多可以達(dá)到200～1000萬t/a（高產(chǎn)高效）。普采45～80萬t/a，好的達(dá)到100萬t/a；炮采10～60萬t/a。3、配套能力1）、與上下山運(yùn)輸設(shè)備配套

2）、通風(fēng)能力配套——巷道凈斷面，——允許最大風(fēng)速，——日產(chǎn)一噸煤所需風(fēng)量，（相對(duì)瓦斯涌出量）——風(fēng)量備用系數(shù)（產(chǎn)量及瓦斯涌出的不均衡性）3）、滿足接替要求——可采儲(chǔ)量；——新區(qū)準(zhǔn)備時(shí)間

四、采區(qū)回采率及采區(qū)煤柱尺寸1、采區(qū)回采率（設(shè)計(jì)中設(shè)所設(shè)計(jì)的回采率是計(jì)算所得，應(yīng)大于規(guī)定的）回采率=開采損失：包括區(qū)段損失、采區(qū)邊界煤柱損失、工作面落煤損失之和。2、煤柱尺寸1）、大巷和上下山保護(hù)煤柱：大巷的屬于暫時(shí)煤柱，其尺寸40~80m，僅做參考。2）、區(qū)段煤柱：薄及中厚煤層，8～15m，厚煤層15～20m；3）、采區(qū)邊界：人為境界20m；4）、斷層煤柱：屬永久煤柱，與斷層落差有關(guān)，見下表（此數(shù)僅供參考，單位m）斷層落差大于2001