准备巷道包括采.docx

准备巷道包括采(盘)区上(下)山，区段石门或斜巷、采(盘)区车场，煤层群开采时区段集中平巷等。准备巷道的布置方式称准备方式。上山采区与下山采区，单翼采区与双翼采区，单层布置采区与联合布置采区等不同类型。在运输大巷的上侧布置采区巷道，采区内采出的煤下运至运输大巷的采区，称为上山采区；在运输大巷的下侧布置采区巷道，采区内采出的煤上运至运输大巷的采区，称为下山采区。采区上山布置在采区的中央，向两翼前进回采或由两翼边界后退回采的采区，称为双翼采区；如采区上山布置在采区的一侧边界附近，向另一侧前进回采或由边界向上山后退回采的采区，称单翼采区。一套上山为一个煤层效劳的采区，称单层布置采区；一套上山为几个煤层效劳的采区，称联合布置采区。、单层布置上山的采区准备方式 m1煤层采出的煤，经该层区段运输平巷5到区段溜煤眼6，然后由采区运输上山运往采区煤仓11，最后在大巷车场装车外运。 mz煤层的煤，经该层区段运输平巷，直接到采区运输上山。 工作面所需材料及设备，从采区轨道上山的下部车场，提到采区上部或中部车场，然后转运到区段轨道平巷10。其中m1煤层所需材料及设备，经轨道石门8，转到m1煤层轨道平巷7，采区内矸石的运输与此相反。 采区轨道上山兼用于进风，运输上山兼用于回风。m1煤层工作面所需的新鲜风流，由轨道上山4经区段石门8及m，煤层区段平巷7及5进入。污风经由m，煤层轨道回风平巷7与区段石门8，进入阶段回风大巷2。m2煤层工作面所需的新鲜风流，从轨道上山通过m2煤层区段平巷10及9进入。污风由轨道回风平巷10排至阶段回风大巷。 (二)共用采区上山与共用区段平巷的联合布置准备方式 两个薄、中厚或厚煤层m1与m2共用采区上山与共用区段平巷的一种联合准备方式如图10一3所示。 1巷道掘进顺序阶段运输大巷1与阶段回风大巷2、采区共用运输上山3、轨道上山4以及共用区段平巷5，均开掘在m2煤层底板岩层中。区段轨道平巷lO、11，用轨道石门12与区段共用区段平巷5相连。区段运输石门与溜煤眼，以及轨道石门，沿走向的间距为80100m。区段共用区段平巷5通过区段溜煤眼13与区段石门14，分别与运输上山与轨道上山连接。第一区段开采时，阶段回风大巷兼作该区段的轨道平巷。 采用共用区段平巷时，各层工作面下部的运输平巷及其上部的轨道平巷均不必在其开场回采前一次掘完，而是随工作面的推进，超前于采煤工作面一定的距离同时掘进(即实行“超前掘进，随采随掘)。 2生产系统 采煤工作面出来的煤炭，通过各煤层运输平巷(m，煤层须经运输石门)及溜煤眼，运到共用区段平巷；然后，经区段溜煤眼、采区运输上山运至采区煤仓15。材料、设备与矸石可通过采区轨道上山与车场，以及轨道运输巷(包括平巷与石门)运送。 新鲜风流从采区轨道上山、中部车场，经共用区段平巷，沿着与煤流相反的方向进入煤层采煤工作面。污风经各煤层回风平巷与回风石门到共用回风平巷，排出采区。第二节 盘区式与条带式准备方式 我国通常把8。以下的煤层叫做近水平煤层。由于近水平煤层倾角小，因而在准备方式上与缓倾斜与倾斜煤层相比，有相似之处，又有一些不同的特点。 盘区式准备方式按盘区与运输大巷相对位置的不同，有上山盘区与下山盘区之分；按盘区的主要准备巷道的型式，还可分为上、下山盘区与石门盘区。 条带式的准备方式按条带开采煤层的数目分，有单层布置条带与联合布置条带。 一、上(下)山盘区准备方式图10一4所示是上山盘区联合布置的准备方式，平面图中只画出上层煤的巷道布置。盘区内开采两个薄或中厚煤层m1与m2，其间距为1015m，地质构造简单，煤层平均倾角为5。8。盘区双翼开采，走向长度为1200m，斜长为1000m，盘区内划分假设干区段。运输大巷开在m2煤层底板岩石中，总回风巷、运煤上山布置在m2煤层中，轨道上山布置m1煤层中；区段平巷为双巷布置，盘区上山与区段平巷以溜煤眼与材料斜巷联系，运输大巷与轨道上山以盘区材料上山联系。m，煤层采煤工作面的煤经区段运输平巷11、区段溜煤眼15、盘区运煤上山5运入煤仓9，在下部车场6装入矿车经运输大巷1运出。m2煤层工作面的煤经区段运输平巷13运抵盘区运煤上山5，此后的运煤路线与m，煤层一样。 m，煤层所需材料经岩石运输大巷1、盘区材料上山3、甩车道16、轨道上山4，上部或中部车场、m1煤层进风平巷10送至m1煤层采煤工作面。m2煤层采煤工作面所需材料由m1煤层进风平巷10、区段材料斜巷14、m。煤层进风平巷12送入。 m1煤层采煤工作面所需新鲜空气从岩石运输大巷1、进风斜巷7、运煤上山5、m2煤层区段进风平巷12、材料斜巷14、m，煤层区段进风平巷10进入，清洗采煤工作面后污浊空气经m。煤层区段运输平巷11、盘区轨道上山4、回风斜巷8、总回风巷2排出采区；m：煤层采煤工作面所需新鲜空气从岩石运输大巷l、进风斜巷7、运煤上山5、m2煤层区段进风平巷12进入、清洗采煤工作面后，污浊空气经m2煤层区段运输平巷13、溜煤眼15进入盘区回风上山4，以后的路线与m，煤层污风流方向一样。 上山盘区单层布置准备方式，由于盘区的储量较小、产量不大、效劳年限短，一般设运输与轨道两条上山就能满足需要，盘区上山一般布置在煤层内。 二、条带式准备方式 图105所示为条带式准备方式。条带内开采3层薄或中厚近距煤层，运输大巷1布置在煤层群底板岩石中，回风大巷2布置在最下煤层中。回采巷道采用分层与对拉工作面布置。 采煤工作面的煤经工作面运输巷6运入煤仓4，在运输大巷1装车外运；材料从运输大巷1经材料斜巷3、工作面回风巷7进入采煤工作面；新鲜空气从运输大巷1经进风行人斜巷5、工作面运输巷6进入采煤工作面，清洗采煤工作面的污浊空气经工作面回风巷7、材料斜巷3进入回风大巷2排出。 条带式准备方式单层布置时，大巷一般布置在煤层中，因而回采巷道直接与大巷联系，其巷道布置较简单。采用联合布置时有分层布置与集中布置两种情况。集中布置是自运输大巷沿最下部的薄及中厚煤层或在煤层底板岩层中，开掘为各煤层共用的集中巷道，由集中巷道每隔一定距离开掘联络巷道联系。因而各煤层的回采巷道可以超前工作面掘出，便于维护。对于开采薄及中厚煤层群，此法一般只在煤层底板围岩较弱、长距离回采巷道在掘进及采煤期间维护工程量较大时采用。对于开采单一厚煤层时，由于在厚煤层中掘进与维护长距离的分层采煤巷道比拟困难，故一般采用集中布置。 值得注意的是工作面回采巷道不是平巷，而是沿煤层开掘的方向固定的倾斜巷道，其运输巷道通常是铺设带式输送机，运煤比拟方便；回风巷那么铺设轨道，但由于运输距离较长，倾斜度随煤层变化，运料与行人有一定困难，故适宜采用单轨吊车。 条带准备方式工作面按推进方向，分为仰斜开采与俯斜开采两种。当煤质较硬或顶板淋水较大时，宜采用仰斜开采；当煤层厚度大、煤质松软容易片帮，或瓦斯含量较大时，宜采用仰斜开采。此外，在选择采煤工作面推进方向时，还必须结合运输与回风大巷的位置，充分考虑工作面通风、运输巷道的运输与维护条件。一般来说，采煤工作面向大巷方向推进，对于工作面通风与巷道维护比拟有利。因此，在开采近水平薄及中厚煤层时，煤层顶板及其他地质条件没有特殊要求时，大巷上方的煤层往往采用俯斜开采，大巷下方的煤层采用仰斜开采。 条带式准备方式的采煤工作面可以按单侧工作面布置，也可以成对地按对拉工作面布置，如图105所示。由于工作面沿煤层走向呈水平状布置，工作面输送机效能不受煤炭运输方向的影响，同时工作面风流也不存在上行与下行的问题，通风状况良好。所以条带式准备方式的优点为：巷道布置简单，巷道掘进与维护费用低，建井工期短，投产快；运输系统简单，占用设备少，运输费用低；采煤工作面长度在整个采煤期间保持不变，为采用综采设备创造了良好的条件；煤炭损失少，采出率高；通风系统简单，通风设备少；对某些地质条件的适应性强。但是其缺点为：倾斜巷道掘进工程量大，效率低；倾斜巷道长，辅助运输比拟困难；当煤层沿倾斜起伏较大时，巷道积水不易解决；大巷装车站多。 因此，条带式准备方式适用于倾角为12。以下煤层。当对回采设备采取有效措施后，可应用于倾角12。17。的煤层。对于含断层较多的区域在能划分规那么分带的情况下，采用条带式准备方式较为有利。第三节 准备方式中的几个主要问题一、回采巷道的布置 (一)单煤层区(分)段平巷 每一个采煤工作面必须具有两条平巷，工作面下段布置运输平巷，上段布置轨道平巷(回风平巷)。当煤层倾角较大时，轨道平巷多沿煤层顶板挂腰线掘进，以利于排水。运输平巷尽量分段取直，以折线布置，以便于铺设输送机。对于煤层倾角较小的近水平煤层，区段煤层平巷一般都是沿煤层顶板挂中线掘进，沿走向方向做直线切割布置。不管煤层倾角大小，除第一区段煤层回风平巷必然单巷布置外，其他各区段煤层平巷，可单巷布置，也可双巷布置。 区段煤层平巷采用双巷布置时，按其轨道平巷掘进次序的先后，根本上分为两种方式。 图101是双巷布置的一种方式。上区段运输平巷与下区段回风平巷同时掘进(回风平巷超前掘进，为运输平巷导向)，每隔一段距离(100150m左右)，以联络巷贯穿。上下平巷之间，根据煤层与顶底板岩性不同，一般保存815m煤柱，该煤柱在下区段采煤时可回收一局部。 当煤层起伏较大，采区一翼走向长度较长，采区接替紧张时，宜采用双巷布置一次掘出的方式。 采用单巷布置时，随着采煤工作面不断后退采煤，运输平巷并不逐段报废，而在采煤工作面前方用巷旁支护，把巷道维护起来用作下区段的回风平巷。 从生产实践中，双巷布置比单巷布置方便，故多为双巷布置。但当煤层埋藏平稳，顶底板条件较好，特别是薄煤层采用巷旁支护维护巷道不成问题时，可考虑采用单巷布置。 (二)分层平巷 厚煤层分层开采时，各分层平巷相距很近，相互有联系。因此，在布置分层平巷时，要注意与其他分层平巷的配合，从各分层平巷的相互关系来说，根本上有以下几种根本类型： 1倾斜武布置 这种方式的各分层平巷是按25°35°角成倾斜式布置，一般适合于倾斜角小于15°20°的煤层，其中又有内错式与外错式之分。内错式布置就是下分层巷道位于上分层巷道的内侧，位于上分层采空区下面。各分层平巷内错宽度至少为一个或半个巷道宽度，如图106a所示。外错式布置下分层巷道位于上分层巷道的外侧，位于分层煤柱下面，如图106b所示。 2水平式布置 当煤层倾角大于20。时，通常采用水平式布置，如图107所示。 3重叠式(垂直式)布置 各分层平巷沿铅垂线呈重叠式布置，如图10一8所示。二、上(下)山的数目、位置与布置方式 上(下)山是准备方式中重要的运输、通风巷道，而且效劳时间较长。因此应按经济合理的要求，合理确定上山的数目、位置与布置方式。 (一)上山数目确实定 在一般情况下，采区布置两条上(下)山(一条运输上山、一条轨道上山)，就能满足采取运输、通风与行人的需要。随着生产的开展，常常需要增加上山数目，例如： (1)生产能力很大的特厚煤层采区与联合布置采区； (2)产量较大，瓦斯涌出量也很大的采区，特别是下山采区； (3)产量较大，经常出现上下区段同时生产，需要简化通风系统的采区； (4)运输上山与轨道上山均布置在底板岩石中，需要探清煤层情况，或为提前掘进其他采区巷道的采区。 (二)上山的位置与方式 上山的层位选择，要根据煤层与围岩的稳定情况、巷道维护状况、效劳期限、装备条件等技术因素，并通过掘进费、维护费及各项生产经营费的计算比拟以及煤柱损失率等指标的比照，才能最终确定其合理位置。一般可有以下几种布置方式。 1两条煤层上山 两条上山布置在底部同一薄煤层中，其走向间距一般取2025m。这种布置方式为两条上山分别与两翼区段平巷问的连接带来不便，皆处于同一层位，需增设绕道(顶绕或底绕)妥善处理上山、平巷间连接的相互穿插关系。两条上山布置在同一煤层中适用于单一薄及中厚煤层、煤层群最下一层为薄或中厚煤层或产量不大、效劳年限不长的采区。否那么应将一条上山布置在上部另一煤层中(图109a)。 2一岩一煤上山 当煤层群最下一层为维护条件较好的薄或中厚煤层时，可将轨道上山布置在该煤层中，如图109b所示。运输上山布置在底板岩石中(距煤层底板法线距离为1012m，与轨道上山走向间距为20m)。这种布置可减少一些岩石上山工作量，适用于产量不大、效劳年限不太长的采区。 3两条岩石上山 在煤层底板布置两条岩石上山如图109c所示。其走向间距为2025m，轨道上山至煤层底板法线距离为810m，运输上山为1214m，两上山层位差距为46m，使两条上山分别连接两翼的区段平巷不穿插。这种布置适用于煤层群最下一层为厚煤层或开采单一厚煤层的采区。 4两岩一煤上山 为了进一步弄清地质构造与煤层情况，在煤层中增设一条通风、行人上山，先掘煤层上山，为两条岩石上山导向。在生产中，煤层上山用作通风、行人。为减少维护费用，煤层上山可随着区段的开采逐渐报废。三条上山相互关系如图109d中所示，其走向间距可缩小。 5三条岩石上山 在底板岩石中布置三条上山，适用于开采煤层次数多、厚度大、储量丰富的采区，以及瓦斯大、通风系统复杂的采区。三条上山相互关系如图10一9e所示。 三、采区生产能力 采区生产能力是采区内采煤工作面与掘进工作面产量之与，依单位时间内所生产的煤量计算，一般以采区日产量(td)或年产量(万ta)表示。 采区生产能力不仅对采区巷道布置有极大影响，而且是采煤方法、生产技术等系统经济因素的集中反映，同时直接关系到矿井的生产技术水平。 近年来，由于采煤机械化水平不断提高，机采工作面平均月产可达2万t，最高可达10万t。大型联合布置的采区，一般年产为4560万t，有的高达百万吨以上。 高产、稳产工作面为采区集中生产创造了有利条件，集中生产联合布置的采区，又促进了高产稳产工作面的开展。采区集中、机械化生产在技术经济上具有很大的优越性。 当然，加大采区生产能力，实现采区集中、机械化生产是煤炭工业开展的方向，但是在确定采区生产能力时，要根据具体条件，作具体分析。 在煤层薄，层数少，煤层间距很大，地质构造复杂，断层、褶曲多，矿井瓦斯含量大，有煤及瓦斯突出危险等条件下，过分强调集中、采区联合布置、安排多工作面同时生产，就达不到预期效果，反而会陷于被动。 采区生产能力要与矿井生产能力相适应，同时还必须与采区储量相适应。 由于地质变化或技术条件限制，采区范围不能增大，采区储量有一定限制，而矿井又必须满足设计生产能力的要求，如果采区过分集中生产将会造成采区效劳年限过短，采区接替紧张。 采区生产能力是综合性的能力，是由各生产环节的生产能力组成的。在采区内，采煤机与输送机械必须配套。此外，工作面生产能力、平巷与上山运输能力、采区煤仓与采区车场通过能力，也必须互相适应。 一般情况下，采区生产能力是根据采煤工作面的产量与个数来决定的。 四、采区走向长度 合理的采区走向长度，对于提高矿井及采区生产技术经济指标，保证采区高产、稳产具有重要意义。 随着采区生产能力的增加，采区走向长度需相应增加，否那么采区效劳年限过短。 机械化开采及工作面推进速度加快，同时将给工作面机械设备的搬迁带来困难，因此必须加大采区走向长度，以充分发挥机械效能、减少工作面搬迁次数、减少辅助工时、提高劳动生产率。 但是，不分析具体条件，无限制地加大采区走向长度也是不合理的。 由于各矿井的地质条件、生产能力、机械化水平、设备更新情况、技术管理水平各不同，所以对于采区走向长度不能统一规定，必须根据具体条件，选择合理的采区走向长度。 一般情况下，双翼采区的走向长度为8001000m，对于综采工作面，有条件的应尽量跨越上山(下山或石门)回采，其采区走向长度一般为10001500m，当不能跨越上山(下山或石门)回采时，其采区走向长度一般为15003000m，对于底板松软、巷道维护困难、地质构造复杂或自然发火期短的煤层，以及装备水平低的小矿，采区走向长度可适当缩短。 五、工作面长度 工作面长度合理与否，要看它能否促进工作面高产、稳产。一般来说，加大工作面长度可获得较高的产量，能提高劳动生产率，降低吨煤本钱。同时，较长的工作面，可以减少区段数目，因而减少区段平巷掘进工作量与护巷煤柱损失。但是工作面过长，将降低工作面推进速度、降低循环率，不利于高产、稳产及降低本钱。 现根据采煤方法与煤层厚度所要求的工作面的最短长度，将我国某些大型矿井所采用的工作面长度列于表101中。表lO-1 工作面最短长度煤 层采煤方法工作面长度m倾斜厚度m炮采机采综采缓斜与倾斜长壁开采70120100140120150厚煤层倾斜分层开采100120150急斜台阶开采与掩护支架开采5040 六、采区车场、煤仓与装车站 采区车场是采区上(下)山与区段平巷或阶段运输大巷连接处一组巷道与硐室的总称，是采区巷道的组成局部。根据所处的位置，可分为上部、中部与下部车场。 采区车场的通过能力应与采区生产能力相适应，并且生产系统要简单、平安可靠、掘进量小、便于施工与维护。 ， 1上部车场 上部车场是采区上山与区(阶)段回风巷之间的联络巷道，并担负运输、通风与行人的任务。其根本形式有两种：甩车场与平车场。 图10一10所示为双向上部甩车场，它是采用绞车将矿车沿轨道上山提升到甩车道以上，经甩车道下甩到左右区段回风平巷。 图1011所示为平车场，它是将车场绞车房与回风巷布置在同一标高上，轨道上山的上端用水平轨道巷(即平车场)与区段回风巷或总回风巷贯穿。矿车或材料车经轨道上山提到平车场摘钩，然后沿岔巷进入总回风巷。 2中部车场 在煤层中布置上山时，多采用单向斜甩绕道式车场，如图10一12所示。 上山两翼工作面采出的煤，经区段运输平巷运到运输上山。材料、设备车由轨道上山经甩车道运到区段轨道平巷。 为防止区段轨道平巷与上山相交，两翼区段轨道平巷用绕道联系。3下部车场 下部车场是采区车场中最重要的局部，是采区与阶段运输大巷连接的枢纽，最常用的是绕道式车场。 图10一13a所示为阶段运输平巷作为装车站的顶板绕道式车场，图1013b所示为底板绕道式车场。这种车场的特点是装车站设在阶段运输大巷内，轨道上山的绕道从大巷的顶板绕向大巷。这种车场有较长的石门与绕道，可存放大量的矸石车与材料车，机动灵活性大，不影响阶段运输平巷的运输。 图1014所示为装车站设在环行绕道内的采区下部车场。这种车场多布置在稳定的底板岩层中。这种车场通过能力大，但车场工程量较大，适用于大型采区。 七、采区采出率 采区内留设的煤柱，有一局部可以回收，有的煤柱往往不能完全回收，致使煤炭资源损失。因此，采区实际采出的煤量低于实际储量。采区内采出的煤量与采区内工业储量的百分比称为采区采出率，其计算公式为工作面采出率采区工业储量开采损失/采区工业储量 采区开采损失主要指采区内各种煤柱损失及工作面回采中的落煤损失。为了提高采区采出率，在采区巷道布置上应积极采取措施，少留煤柱或不留煤柱，并尽量减少落煤损失。工作面落煤损失，主要包括未采出的工作面顶板余煤或煤皮，以及遗留在底板上的浮煤与运输过程中泼洒出的煤。工作面采出率可用下式表示：工作面采出率工作面实际采出煤量/工作面实际储量×% (102) 国家对采区与工作面采出率规定了控制指标。采区采出率：厚煤层不低于75，中厚煤层不低于80，薄煤层不低于85；工作面采出率：厚煤层分层工作面不低于93，中厚煤层不低于95，薄煤层不低于97。 八、采区煤柱尺寸 确定保护煤柱合理尺寸，取决于煤层所承受的压力大小与煤柱本身的强度。通常煤层埋藏深、厚度大、围岩软时煤柱承受的压力就大。煤柱强度取决于煤层的力学性质，煤柱尺寸，同时也与巷道支护情况及巷道维护时间有关。 到目前为止，虽然有许多计算煤柱尺寸的方法，但都不能全面与准确地反映所有因素对煤柱尺寸的影响。因此采区煤柱尺寸确实定必须通过具体矿井进展实际观测与总结大量现场实测资料解决。以下各种煤柱尺寸可供参考。 (1)采区上山(下山)煤柱沿走向一侧宽度： 薄及中厚煤层 20m 厚煤层 3040m (2)区段平巷一侧煤柱宽度： 薄及中厚煤层 815m 厚煤 1520m (3)主要运输大巷、总回风巷沿煤层布置，上下每一侧煤柱宽度： 近水平煤层 40m 缓斜煤 2540m 倾斜煤层 1525m 急斜煤层 1015m (4)相邻采区之间隔离煤柱宽度一般为10m。(5)断层煤柱尺寸应根据断层落差，含水性等具体情况而定。落差大、含水量丰富的断层一侧留设3050m煤柱；落差小的一侧可留1015m煤柱；再小可以不留煤柱第 18 页