lwl第十三章采区准备巷道布置及参数分析.ppt

第一节第一节 煤层群区段集中平巷的布置及层间联系方式煤层群区段集中平巷的布置及层间联系方式区段集中巷 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集中平巷。区段集中运输平巷（集中机巷）：集中出煤。下区段轨巷区段集中轨道平巷（集中轨巷）：运送物料等。 第十三章 采（盘）区准备巷道布置及参数分析第一页，编辑于星期六：十三点 五分。下层稳定的煤层中（最佳方式）；煤层下方稳定岩层中；布置区段集中平巷的布置区段集中平巷的目的目的 减少分层区段平巷的维护时间，降低维护费（边采边掘）；布置能力大的集中运输系统，减少设备占有数（集中运输）；分层同采，合理集中生产（产量大）。布置区段集中平巷的布置区段集中平巷的位置位置 第二页，编辑于星期六：十三点 五分。区段集中平巷的布置四种方式（煤层赋存条件和生产需要）区段集中平巷的布置四种方式（煤层赋存条件和生产需要） 一、机轨分煤岩布置一、机轨分煤岩布置 1、布置特点：q运输集中平巷置于煤层底板岩石内；q轨道集中平巷置于煤层内。2、区段集中平巷与工作面超前平巷联系方式 ;第三页，编辑于星期六：十三点 五分。91312111013131311451839102014127822119176132211598718541410（1）厚煤层分层同采一煤一岩集中巷布置第四页，编辑于星期六：十三点 五分。1、区段集中平巷与工作面超前平巷斜巷联系优：溜眼30，煤自溜，少占设备；缺：斜巷20，施工条件差；辅运和行人不便（设绞车）适用：15；层间距1015m。（2）煤层群机轨分煤岩布置351212111210468712341012117568主要研究内容：集中巷与上山在联系方式。第五页，编辑于星期六：十三点 五分。876451039112112优：施工方便；利用石门布置中部车场，辅运环节少；行人方便。缺：当很小时，石门长，工程量大；运煤占设备多。适用： 的煤层；层间距1015m。 2、区段集中平巷与工作面超前平巷石门联系第六页，编辑于星期六：十三点 五分。3、区段集中平巷与工作面超前平巷立眼联系(近水平煤层)。 近水平煤层机轨合一巷及其联系方式图13-467123(a)11125(b)653567第七页，编辑于星期六：十三点 五分。（3）机轨分煤岩布置优缺点分析集中轨巷沿岩层布置：q易定向取直或分段取直，满足胶带输送机要求；q本区段运煤，下区段作为回风、运送物料，服务时间长，巷道重复利用，且岩层中易维护；q实现分层同采，上下区段同采。第八页，编辑于星期六：十三点 五分。集中轨巷沿煤层布置：q探煤层走向的变化，为集中运输巷定向；q采掘互不干扰，利于接替，便于在上分层采空区后反向掘进下分层的超前机巷;q顶板含水大，兼做泄水巷，不影响运煤；q易于掘进，掘进成本低；q受多次采动影响，维护困难。 （3）机轨分煤岩布置优缺点分析第九页，编辑于星期六：十三点 五分。二、机轨双岩巷布置二、机轨双岩巷布置 1、双岩巷相同标高布置特点 3 集中机巷 ， 4 集中轨巷平行布置于同水平煤层底板岩层中，掘进联系方便。925874101311126双岩巷相同标高布置 第十页，编辑于星期六：十三点 五分。平巷与集中巷道联系方式各分煤层超前运输平巷7平石门5 层间溜煤眼9 运输集中巷3平石门和溜煤眼运输上山1；各分煤层超前轨道平巷8平石门6 轨道集中巷4 平石门 轨道上山 2 ；925874101311126第十一页，编辑于星期六：十三点 五分。2、双岩巷不同标高布置： 3 集中机巷，4 集中轨巷布置于不同水平的底板岩层中主、辅运干扰小2758121246103111双岩巷不同标高布置 第十二页，编辑于星期六：十三点 五分。2758121246103111双岩巷不同标高布置 各分煤层超前运输平巷7平石门5运输集中巷3溜煤眼运输上山1（平石门-轨道上山2）；各分煤层超前轨道平巷8平石门6 轨道集中巷4 斜巷 轨道上山 2 ；平巷与集中巷道联系方式第十三页，编辑于星期六：十三点 五分。3、机轨双岩巷布置优缺点分析： 优点：1）巷道受压小，可以大量减小维护费用；2）集中巷和平巷联系比较方便；3）利于上、下区段同采，提高采区生产能力；缺点：岩石工程量大，掘进费用高，采区准备时间长；适用条件：煤层数多，生产时间长，煤巷难以维护。 同标高双巷优点：掘进及联系方便；不同标高双巷优点：区段运输与辅助运输互相干扰小；第十四页，编辑于星期六：十三点 五分。三、机轨合一巷布置三、机轨合一巷布置 1、布置特点：胶带机和轨道布置在同一大断面岩巷内； 87111265312第十五页，编辑于星期六：十三点 五分。机轨合一巷的轨道置于远离煤层一侧，轨上通过中部车场直接与3相连，不穿越输送机；第十六页，编辑于星期六：十三点 五分。轨道置于靠近煤层一侧时，中部车场通达集中巷的轨道则需穿越输送机，并抬高输送机。第十七页，编辑于星期六：十三点 五分。机轨合一巷优点：少一条岩巷，省工程量；易维护；设备集中，易管理；机轨合一巷缺点：断面大，施工定向困难；中部车场轨道与输送机交叉，交叉点施工复杂；上、下区段不能同采、通风难解决。适用条件：煤层多，产量大的采区。当前，应用较少。第十八页，编辑于星期六：十三点 五分。四、机轨双煤巷布置 1、布置特点 运输集中巷和轨道集中巷均置于下部薄及中厚煤层中。集中运输和轨道巷可作为下煤层在区段平巷687125411321第十九页，编辑于星期六：十三点 五分。第二节 （采盘）区上下山布置一、采区上山的位置选择单一煤层布置位置 岩层中，煤层中煤层群联合布置位置 煤组上部、中部和下部 岩层中，煤层中第二十页，编辑于星期六：十三点 五分。（一）煤层上山（一）煤层上山 沿煤层布置。（要求不破坏顶板的完整性）1、煤层上山特点1）掘进速度快，联络巷工程少，费用低；2）超前探煤作用；当变化时，坡度对输送机不利；3）需留煤柱保护；4）上山围岩是煤和软岩；维护条件差；5）上山与平巷的层面交叉，多开绕道工程；6）受采动影响；第二十一页，编辑于星期六：十三点 五分。2、改善厚煤层的维护状况的技术措施1）避免两翼工作面同时接近上山。（开采）2）上山煤柱越宽，受采动影响越小。（煤柱） 薄煤层30m；厚煤层3040m。3）采用可缩性金属或锚网支护。（支护）第二十二页，编辑于星期六：十三点 五分。（二）岩石上山（二）岩石上山1、岩石上山布置：q 位置：岩性要求布置于煤层底板稳定的岩层中，避免构造破坏；q 间距：层间距要求（h） 距煤层1020 m 范各庄矿：页岩 12 m； 新庄孜矿：砂页岩 68 m； 平四矿：砂页岩 15 m； 第二十三页，编辑于星期六：十三点 五分。2、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100 m;岩石上山：维护费2.0元/a.m，不留煤柱.在此条件下,采区服务年限3年时，岩石上山合理。范各庄矿:开采7层煤,M=14.3 m，采区服务t5a，岩石上山合理。第二十四页，编辑于星期六：十三点 五分。2) 2) 优点：优点：（1 1）维护费用低；（2）煤损少。可跨上山采，加大采面连续推进长度；（3）生产系统可靠，通风条件好，易封闭采空区，防自燃有利；（4）不受煤层倾角影响，可定向按坡度取直掘进（5）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。第二十五页，编辑于星期六：十三点 五分。3 3）缺点：）缺点：（1）岩石工程量大；（2）需岩石施工能力强的队伍。 3、岩石上山适用条件：（1）单一厚煤层（3个分层），或近距煤层群联合布置；（2）采区服务年限3年以上；（3）岩石施工能力强；（4）煤层底板岩层较稳定，无承压水。第二十六页，编辑于星期六：十三点 五分。（三）上山的层位与坡度（三）上山的层位与坡度（1 1）层位（与煤层的位置关系）层位（与煤层的位置关系）联合布置的采区联合布置的采区一般将上（下）山置于一般将上（下）山置于下部下部稳定的煤层稳定的煤层或底板岩石中。或底板岩石中。主要原因为：主要原因为：（1 1）能适应煤层下行开采顺序；）能适应煤层下行开采顺序；（2 2）减少煤柱损失，提高采出率；）减少煤柱损失，提高采出率；（3 3）采区生产系统可靠，巷道受矿山压力影响小，易维护）采区生产系统可靠，巷道受矿山压力影响小，易维护。 第二十七页，编辑于星期六：十三点 五分。特殊条件下，将上山置于煤层群的中部或上部。特殊条件下，将上山置于煤层群的中部或上部。可能的原因为可能的原因为：1）下部煤层底板接近富含水层，或底板岩石松软，且很厚，不易维护。如：华北奥陶纪灰岩，承压水。峰峰局，焦作局49m3/t水等2）煤层赋存适于人为或自然分组，单独设置为分组煤层服务的专用上山（煤层群分组）。第二十八页，编辑于星期六：十三点 五分。（2 2）上山的倾角（坡度）上山的倾角（坡度）1）一般与煤层倾角一致；2）当煤层有变化时，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：当煤层倾角1520时，“运上”调为15，胶带机；当煤层倾角2030时，“运上”调为30，煤自溜。 第二十九页，编辑于星期六：十三点 五分。二、采区上山数目及相对位置二、采区上山数目及相对位置（一）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 随着生产的发展，常常需要增加上山数目；第三十页，编辑于星期六：十三点 五分。2、在下述条件下增加上山数目1）生产能力大的厚煤层联合布置采区；2）生产能力大、瓦斯涌出量大和水大的采区（下山采区）-排水、排瓦斯；3）生产能力大，常出现上、下区段同采的采区。增设通风上山；4）“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；5）采用特采技术（如水砂充填）需设充填管道或泄水的采区第三十一页，编辑于星期六：十三点 五分。（二）上山布置类型（二）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2025m，两侧煤柱30 m；2025m21第三十二页，编辑于星期六：十三点 五分。(2) (2) 一煤一岩上山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1012 m；运上、轨上走向距20 m；2(a)20m1012m第三十三页，编辑于星期六：十三点 五分。(3) 双岩上山布置特点:两条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 m2025m810m1(b)1214m2第三十四页，编辑于星期六：十三点 五分。(4) 双岩一煤上山布置特点： 走向间距1-3和3-2：1015 m层位上：1距煤层810m，2距煤层1214 m，3沿煤顶；(d)1015m810m11015m1214m23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。第三十五页，编辑于星期六：十三点 五分。（5 5）三岩上山）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；层位上：1 和 3 同层位；2低24m；适用：煤层多，储量丰富，瓦斯大、水大的采区。21015m1015m810m311214m第三十六页，编辑于星期六：十三点 五分。三、采区上（下）山运输三、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：运煤1）上山设备运输能力：大于同时生产的工作面（采掘）产量之和。2）运输设备类型视上（下）山倾角和产量，选运输设备常用胶带输送机、刮板输送机、矿车；（1）吊挂式（2）落地式第三十七页，编辑于星期六：十三点 五分。胶带输送机运输能力 带宽（mm）能力（t/h）80035010006301200700100014002500第三十八页，编辑于星期六：十三点 五分。胶带输送机参数运输可靠，费用低。运距长。一般一部胶带输送机运距可达500-1000 m。适用：上山（向下运煤）； 下山（向上运煤）7；新型胶带机：适于=28。第三十九页，编辑于星期六：十三点 五分。第四十页，编辑于星期六：十三点 五分。第四十一页，编辑于星期六：十三点 五分。刮板输送机刮板输送机型号型号：下链式回空链条在溜槽下面； 上链式回空链条在溜槽上面。 长度：150300m。适应角度适应角度：向下运可达1828。 阻力小，耗电低，能力大，事故少，易维护。适用范围大：运费略高于胶带机；运输可靠。第四十二页，编辑于星期六：十三点 五分。第四十三页，编辑于星期六：十三点 五分。自溜运输自溜运输松煤的自然安息角：35i、煤层或上山的 3时，均采用自溜；ii、对2的煤层，将上山置于底板岩石中，增大上山角度，=（303）、实现自溜；搪瓷溜槽： ，可自溜。铸石溜槽：铁板溜槽，砼溜槽等，=30。 第四十四页，编辑于星期六：十三点 五分。矿车运输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。运输能力小；运输不连续（间断式）、影响生产。参数：轨道600mm，900mm与全矿大巷巷道轨距一致。 矿车：1t、1.5t、3.0t、5.0t绞车：视上山、长度、生产任务等选用。 第四十五页，编辑于星期六：十三点 五分。绞车滚筒直径与绳长滚筒直径（m）绳长（m）1.26001.68002.010002.51200第四十六页，编辑于星期六：十三点 五分。第三节第三节 采区参数采区参数一、采区倾斜长度一、采区倾斜长度采区斜长在开拓部署时已定，大致为定值;(采区划区段) 1、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；第四十七页，编辑于星期六：十三点 五分。（2）当前开采技术条件，工作面长度为80-250m。神东哈拉沟煤矿450米工作面； l巷=3 4.5m, l柱=0 20ml 区= l采+2 l巷+ l柱第四十八页，编辑于星期六：十三点 五分。2、区段数目n 合理的n 保证采区正常生产和接替。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） 第四十九页，编辑于星期六：十三点 五分。二、采区走向长度二、采区走向长度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。第五十页，编辑于星期六：十三点 五分。加大采区走向尺寸的优势：加大采区走向尺寸的优势：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。第五十一页，编辑于星期六：十三点 五分。确定采区走向长度主要影响因素确定采区走向长度主要影响因素 （一）地质因素（1）断层、倾角和厚度变化大处、变薄带处； “三下”开采、必须留保安煤柱处，采区以此为界；煤层顶底板岩性 松软 采区长 支护、维护困难；煤的自燃期 发火期短 采区短快速推进对防火有利。 第五十二页，编辑于星期六：十三点 五分。（二）技术因素（二）技术因素 区段巷道的掘进、维护、运输、供电等因素。 单巷掘进巷道，收通风长度影响，不能太长；双巷掘进，利用全矿井自然风压，巷道长；运输设备为刮板输送机，多台刮板串联运输，易出事故，费用高，巷道不可太长；运输为胶带输送机，可达2000-4000m；第五十三页，编辑于星期六：十三点 五分。供电：i、380v供电，采区一翼长可达400 m；ii、660v供电，采区一翼长可达700 m1000 m；iii、移动变电站，1140 v供电，可达1000m以上，采区走向长度不受限制。 第五十四页，编辑于星期六：十三点 五分。（二）经济因素（二）经济因素 经济合理的采区走向长度经济上合理 吨煤费用最低。采区走向长度增加吨煤费用减少减少：石门、上山掘进费、切眼掘进、设备按装费采区走向长度增加吨煤费用增加增加：区段巷道维护费采区走向长度与吨煤费用无关无关：区段巷道掘进费 第五十五页，编辑于星期六：十三点 五分。吨煤费用与采区走向长度关系OY2431X准则：技术上先进可行，经济上合理 吨煤费用最低。第五十六页，编辑于星期六：十三点 五分。三、采区生产能力三、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/年第五十七页，编辑于星期六：十三点 五分。1、采面生产能力A0（万t / a）A0 = LV0 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 500m m 采高，m； 容重，t/m3，1.3-1.5；c0 采面采出率 c0 采面采出率薄煤层0.97中厚煤层0.95厚煤层0.93第五十八页，编辑于星期六：十三点 五分。 2、采区同采工作面数目 缓倾斜煤层： 综采 1 2个采面同采； 普采 1 2个采面同采。急斜煤层炮采： 2 3个采面同采。第五十九页，编辑于星期六：十三点 五分。3 3、采区生产能力、采区生产能力A AB B（万（万t/at/a）：）： nioiBAkkA121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；第六十页，编辑于星期六：十三点 五分。AB的运输能力验算：的运输能力验算：3000AAnBKT式中：An 小时设备能力，t / h； k 产量不均衡系数，K=1.2 1.3; T 日出煤时间，h； 0 运输设备正常工作系数，0 = 0.7 0.9。 第六十一页，编辑于星期六：十三点 五分。AB的采区通风能力验算的采区通风能力验算 风量和风速限制风量和风速限制16024300ccvsAB式中：s 巷道净断面，m2； v 巷道允许最大风速，m/s； c 日1t煤的供风量，m3/min/t； c1 风量备用系数，c1 = 1.2。分子 一年的风量分母 产一吨煤的风量第六十二页，编辑于星期六：十三点 五分。 3）保证采区正常接替保证采区正常接替TAnBZ式中：Z 采区可采储量，t； Tn 新采区准备时间，a。新采区的准备时间小于采区剩余可采时间；每年生产的能力要小于准备出来的能力； 第六十三页，编辑于星期六：十三点 五分。四、采区采出率及采区煤柱尺寸四、采区采出率及采区煤柱尺寸 采区工业储量采区工业储量 - - 开采损失开采损失 采区采出率采区采出率= = 100% 100% 采区工业储量采区工业储量开采损失：开采损失： （1 1）采面落煤损失：）采面落煤损失：3 3 7% 7% （2 2）区段煤柱、上山煤柱、采区边界煤柱等）区段煤柱、上山煤柱、采区边界煤柱等 第六十四页，编辑于星期六：十三点 五分。采区采出率采区采出率煤层 国家规定的采区采出率厚煤层 0.75中厚煤层 0.8薄煤层 0.8第六十五页，编辑于星期六：十三点 五分。 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第六十六页，编辑于星期六：十三点 五分。提高采出率途径：提高采出率途径：减小煤柱损失；尽量回收煤柱；合理加大采区尺寸；减少工作面损失。第六十七页，编辑于星期六：十三点 五分。采区煤柱尺寸采区煤柱尺寸 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第六十八页，编辑于星期六：十三点 五分。采区煤柱尺寸采区煤柱尺寸2 2、区段煤柱、区段煤柱煤层煤层 区段煤柱宽度（区段煤柱宽度（m m）薄及中厚薄及中厚 8 8 15 15厚煤层厚煤层 1515 2020原则上区段巷道应沿空掘巷原则上区段巷道应沿空掘巷 3 3 5m 5m第六十九页，编辑于星期六：十三点 五分。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 2540倾斜 1525急斜 1015 第七十页，编辑于星期六：十三点 五分。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落差大（ 5m） 10 15落差很小（ 3m） 不留煤柱第七十一页，编辑于星期六：十三点 五分。六、煤仓容量六、煤仓容量煤仓容量取决于采区A，装车站通过能力、大巷运输能力等。采区煤仓容量的确定原则保证采区正常生产 ；采区A（万ta）30以下30 4545 6060煤仓容量（t）50 100100 150150 250 500表表1 1 煤仓与采区煤仓与采区A A关系关系 第七十二页，编辑于星期六：十三点 五分。