第四章--采区巷道布置(第二版)(共27页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上第四章 采区巷道布置地下煤炭开采时，往往将开采水平沿走向划分为若干采区，作为矿井的基本生产单元。在采区范围内开掘一系列巷道，构成完整的采掘、运输、通风、供电和排水等生产系统，称为采区巷道布置。采区巷道布置根据煤层数目的多少分为：单一煤层巷道布置、煤层群分组联合布置；根据煤层倾角大小分为：采区（盘区）巷道布置、倾斜长壁开采巷道布置。采区巷道布置设计是矿井生产技术管理的重要工作之一，主要内容包括：上山位置、数目、相对位置确定；上部车场、中部车场和下部车场形式选择；岩石集中巷或底板瓦斯抽采巷道布置；联络巷道布置设计；采煤工作面运输顺槽、回风顺槽、切眼布置；采区煤仓、溜煤眼设

2、计；进、回风斜巷设计；顶板瓦斯抽采巷道或瓦斯排放巷布置设计等。采区巷道布置是否科学、合理，直接影响到矿井安全生产和经济效益。对采区巷道布置总的要求是；安全可靠，环节简单，运输、通风线路顺，巷道工程量省，设备占用少，车场线路布置和巷道断面有利于提高单产、单进水平，有利于机械化、自动化，巷道层位的选择有利于掘进和维护，在整个服务期限内维护费用低。但生产矿井采区巷道布置中普遍存在以下问题：1.岩石巷道位置不合理为采区服务的上下山、进风、回风大巷位于构造带附近或应力集中区，在巷道层位的选择时，没有充分考虑顶底板岩石性质，巷道位于整体岩性较差的层位中，施工和维护成本高。底板岩石巷道距离煤层的距离要么太近

3、、要么太远，没有综合考虑安全和效益的关系，导致与煤层相联的巷道工程增加，瓦斯抽采的穿层钻孔工程量增大。2.设计内容不全设计中图中没有水沟、管线吊挂位置，没有考虑施工时风筒吊挂尺寸、瓦斯抽采时钻机安装尺寸，没有考虑电缆和穿墙管的位置、数量，没有轨道和道岔铺设内容，没有巷道转弯曲线或曲线半径太小；没有考虑巷道中设备安装位置和安装尺寸需求，巷道施工完成后，无法安装设备。图纸中不标注巷道坡度和坡向，也不标注巷道方位角。3.巷道断面设计不合理巷道断面设计没有考虑服务期间巷道变形因素、设备与巷帮距离不够，行人安全间距不够，巷道高度、宽度不能满足设备布置和瓦斯抽采钻孔施工需要。采煤工作面上下顺槽断面设计时支

4、护方式单一，与巷道围岩的力学性能和服务时间不适应。生产期间巷道修复量大，边修巷道边生产，相互干扰。4.巷道十字相交巷道在同一平面十字相交，通风、运输、设备布置相互干扰。5.巷道连接不科学，不合理巷道连接复杂，联络巷设置过多，并设有角联巷道。巷道布置没有考虑通风需要，采取直角连接或锐角连接，甚至折返回风，绕圈通风。高瓦斯矿井、突出煤层采煤工作面上下顺槽之间布置联络巷，形成角联网络。由于联络巷位于煤层中，为防止联络巷中瓦斯积聚，必须在风门上方设置调节风窗。正是由于调节风窗的存在，当工作面发生瓦斯事故或火灾事故时，灾变风流会通过调节风窗造成风流逆转，导致事故扩大。由于联络巷道中设置有正向风门和反向风

5、门，如果风流调节不好，管理失控，可能造成风门之间瓦斯积聚，2007年安阳铜冶煤矿就发生过两风门之间瓦斯浓度超过4.5%的超限事故。所以，高瓦斯、突出矿井的采煤工作面上下顺槽之间不应施工联络巷。6.车场和联络巷布置不合理从轨道上山开口施工的中部车场和联络巷布置不合理，没有考虑轨道和道岔铺设需要，也没有考虑停车数量和通风设施安装需要；上部车场设计时，不考虑绞车安装和提升过卷距离。巷道转弯多，系统复杂、导致工程量增加，煤柱尺寸增大。图41中a所示为某高瓦斯矿井一个采煤工作面采用的通风系统，采煤工作面回风与变电所回风在同一直线上对口接触，并且回风顺槽与回风道直角相联。对这种通风系统在正常通风时，在B点

6、两路风流相互干扰，当发生瓦斯或火灾事故时，灾变风流不能顺利流入回风上山，极有可能经过变电所进入运输上山，造成事故扩大。应该将与回风顺槽相联的直角巷道封闭，重新开掘与回风道斜交的巷道，如图41b所示。(a) 对口通风系统 (b) 改造后的通风系统图41 不合理的巷道布置与改进根据以上存在的问题，本章将对采区巷道布置的原则和依据、采煤工作面合理长度、采区上山数量、位置、中部车场布置、突出煤层、非突出煤层巷道布置进行讨论，并根据上山与煤层的相对位置，提出中部车场布置模型，供生产矿井技术人员选择，以规范巷道布置设计，减少工程量。第一节 采区巷道布置原则和依据一、常用的基本概念采矿设计中经常用到的几个概

7、念如下：缓倾斜煤层：煤层倾角825；倾斜煤层；煤层倾角2545。近水平煤层：煤层倾角小于8；急倾斜煤层：煤层倾角大于45。薄煤层；煤层厚度小于1.3m；中厚煤层；煤层厚度1.33.5m；厚煤层；煤层厚度大于3.5m。二、概述采区是煤矿采掘活动集中的地段，采区巷道布置是否科学、合理，直接影响到矿井安全生产和经济效益。由于各个采区地质条件、煤层赋存、围岩性质及组成不同，矿井水文地质类型不同，煤层自燃发火倾向不同，矿井瓦斯等级不同，在采区巷道布置时就会有不同的要求，以实现矿井安全高效的要求。采区巷道布置必须首先保证矿井安全，在此前提下做到科学、合理，系统简单，环节少，设备占用少，用人少，经济效益高。

8、因此，采区巷道布置必须满足以下基本要求。1.安全可靠安全可靠的基本要求是：采掘布局合理，生产系统简化，采区实行分区通风；采、掘工作面通风独立，严禁突出煤层突出危险区域采掘工作面回风直接切断其他工作面唯一安全出口。当开采煤层有煤与瓦斯突出危险时，运输和轨道大巷、主要风巷、采区上山和下山（盘区大巷）等主要巷道布置在岩层或非突出煤层中；减少井巷揭穿突出煤层的次数；井巷揭穿突出煤层的地点应当避开地质构造破坏带；上（下）山巷道应布置在整体性好、厚度稳定、强度高的岩层或煤层中，避免与水和松软膨胀岩层直接接触；巷道避免布置在地质构造带，特别是向斜轴部，避开应力集中带；巷道轴线方向尽可能与构造应力方向平行。巷

9、道通过地质构造带时，巷道轴线应尽量垂直断层构造带或向、背斜构造。相邻巷道或硐室之间要有合理的岩柱宽度。有条件的矿井宜增加采区边界上山，实现分区掘进，分区采煤，杜绝串联风，改双向回采为单翼跨越上山连续推进，减少工作面搬家次数；设置综采安装巷，简化安装，工作面开采方向要综合考虑水和瓦斯管理因素，改善顶板管理条件。高瓦斯矿井、有煤与瓦斯突出危险的矿井的采区和开采容易自燃煤层的采区，或瓦斯矿井开采煤层群和分层开采联合布置的采区，均必须设置专用回风巷；采区进、回风巷严禁一段进风、一段回风。采区通风系统安全、稳定、可靠。突出矿井、高瓦斯矿井、低瓦斯矿井中的高瓦斯区域的采煤工作面，不得采用前进式采煤方法。采

10、区上、中、下部车场线路设计符合煤矿采区车场和硐室设计规范GB505342009的有关要求，与采煤工作面相通的联络巷布置要考虑风流方向，不能形成直角通风、折返通风、绕圈通风。由岩石集中巷通往采煤工作面的进、回风斜巷必须设置平面曲线和竖曲线，斜巷坡底要有信号硐室，底弯道和上平台要有足够的平巷段，便于车辆运行和停靠，斜巷上平台必须安装阻车器。2.合理集中生产合理集中生产包括采区合理集中和采煤工作面合理集中两个方面。采区合理集中采区合理集中就是在确定的矿井生产能力条件下，减少采区个数，以较少的采区实现全矿井生产能力。可以通过三个方面实现：合理加大采区尺寸，增加采区储量优化采区巷道布置，在地质条件许可时

11、，合理加大采区尺寸，以增加采区和工作面煤炭储量，延长采区服务年限。合理增加回采工作面推进长度和切眼长度，增加回采工作面储量对于缓倾斜、倾斜煤层采用走向长壁综合机械化采煤的，采区走向长度应不小于采煤工作面连续推进一年的长度，非突出厚及中厚煤层采煤工作面长度应不小于200m，薄煤层采煤工作面长度不小于100m。突出煤层采煤工作面的长度以瓦斯抽采钻孔能控制的长度为限，以免在工作面内部形成钻孔空白带。回采工作面的储量增加，有利于减少工作面安装、撤除次数，降低巷道掘进率。采煤工作面合理集中煤矿安全规程第四十八条规定：一个采区内同一煤层的一翼最多只能布置1个回采工作面和2个掘进工作面同时作业，双翼开采或多

12、煤层开采的采区最多只能布置2个回采工作面和4个掘进工作面同时作业。提高采煤工作面单产是工作面合理集中的前提，地质条件适宜的采煤工作面要优先选用综合机械化采煤，并综合考虑煤层厚度、硬度系数、顶底板、瓦斯条件和水文条件，合理确定煤层的开采厚度。厚度2.84.5m的 缓倾斜煤层，条件适宜的采用综采一次采全高，2.8m以上的煤层，如果不具备综采一次采全高的，应坚持分层开采，5.0m以上的缓倾斜煤层，可采用综采放顶煤工艺，以实现提高工作面单产，减少采煤工作面个数的目标。3.合理确定采区生产能力采区生产能力要根据煤层厚度、倾角、地质构造发育情况、顶底板岩性组成、煤层瓦斯涌出量、自燃发火状况、采用的采掘机械

13、化装备、工作面可推进长度和倾向长度合理确定。对于煤与瓦斯突出煤层或虽不具有突出危险但瓦斯含量高的煤层，采区生产能力受到瓦斯治理能力的限制。为提高采区生产能力，在采区巷道布置设计时，要积极推广岩巷掘进机械化，提高岩巷单进水平，为瓦斯治理提供施工场所，实现抽、掘、采正常接替。除了巷道路线布置考虑机械化采掘因素外，巷道断面、巷道坡度、上下车场存车线长度和提升设备选型都要综合考虑采区生产能力的需要。4.良好的经济效果采区巷道布置必须坚持安全与效益的统一，当所开采的煤层无自燃发火危险、无突出危险时，采区准备巷道层位的选择应体现煤巷为主，少布置岩巷的原则。凡煤层倾角及顶底板岩性条件适宜，采区上（下）山及分

14、阶段平巷均应布置在煤层中。对于有煤与瓦斯突出危险的煤层，要在突出危险区域预测和划分的基础上科学、合理布置巷道。在非突出区或虽有突出危险，但瓦斯含量不高、压力不大，并且在抽采钻孔施工过程中没有喷瓦斯或突出危险的煤层区域或范围，可以不布置煤层顶（底）板抽采巷，而采用顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突技术措施；对于钻孔施工过程中发生过突出或喷瓦斯的煤层，要坚定不移地布置煤层底板巷道，实施穿层钻孔抽采煤层瓦斯。 巷道布置要适应机械化作业要求，并做到巷道工程量少、系统简单、设备占用少，层位选择合理，巷道维护量小，回采率和生产效率高、生产成本低。5.生产系统完善、合理运输、通风、排水、排矸、行人、材料运输、

15、供电、压风、贮煤等系统完善，各生产系统要有利于机械作业，并尽可能为采用新技术、新装备创造条件。通风、运输系统合理、简单、安全可靠，巷道不平面相交，采掘风流独立，不存在锐角通风、直角通风、折返通风。具体运用时，采区巷道布置方式应根据煤层赋存条件、开采技术条件、采煤方法、采掘机械化装备水平、采区运输方式、采区设计生产能力、煤层瓦斯含量、煤层厚度、煤层硬度系数等因素综合确定。三、采区巷道布置设计依据1.地质资料为做到采区巷道布置科学、合理，首先要熟悉采区地质资料，知道采区内可采煤层的层数、倾角、层间距、各煤层的厚度、煤层硬度系数，还要知道各煤层顶底板岩性及厚度。煤的牌号、煤质及用途。瓦斯含量及分布规

16、律、瓦斯等级、煤与瓦斯突出危险性、自燃发火情况及发火期。地质构造、陷落柱和岩浆侵入煤体情况。煤层顶底板含水性、涌水量。地形图、煤层底板等高线图、勘探线剖面图、钻孔柱状图、水文地质图等。2.设计资料矿井生产能力、技术装备要求、开拓方式及开采计划图、通风方式、运输及回风水平位置、大巷运输方式、防水煤柱图、工业场地和风井煤柱图等。3.邻近矿井或条件类似矿井的生产情况采煤方法、采区巷道布置方式、瓦斯涌出量、工作面和采区生产能力，矿压测定资料，矿井揭露的地质资料。四、采区巷道布置类型我国开采的煤层中，缓斜、倾斜薄及中厚煤层占有相当大的比重，对于这类煤层的开采主要采用走向长壁采煤法，采区巷道布置有：单层布

17、置，采区联合布置，近水平煤层盘区布置几种。当煤层倾角小于12时推广使用倾斜长壁采煤法。1.采区单层布置在开采薄及中厚煤层时，将每个煤层单独开采，在煤层或底板岩石内布置一个完整的生产系统。采区内至少开掘两条上山：输送机上山，用于运煤、行人、进风；轨道上山，用于运料、下放、回风。对于生产能力大的采区、高瓦斯矿井的采区或有自然发火危险的采区，还要设置专用回风上山。从上山向两侧开掘区段平巷，在区段平巷末端开掘切割眼，形成回采工作面。采出的煤经区段运输平巷到输送机上山，由运输上山运至采区煤仓装车外运。新鲜空气由运输大巷经运输上山、区段巷道进入工作面；回风由区段回风平巷进入采区回风上山，进入回风系统。2.

18、采区联合布置为减少巷道工程量和实行集中生产，在开采近距离煤层群时，采用联合布置或分组联合布置方式，将几个煤层划为一组，在最下面的煤层或底板岩石中布置共用的上山和平巷，一般开三条上山，各煤层和底板巷道用石门和溜煤眼相联系，建立一个统一的生产系统。 采区联合布置减少了上山巷道的数目和巷道工程量，充分发挥运输设备的能力，节省设备和管线器材，提高生产能力，已广泛采用。3.近水平煤层盘区巷道布置近水平煤层的采区通常称盘区。盘区巷道布置的方式是：将井田划分为若干双翼布置的盘区，盘区走向长度约12002000m,倾斜长度20003000m。盘区布置方式简化了运输系统,提高了运输能力,改善了上山运输和巷道维护

19、条件,有利于实行均衡生产，但石门开掘工程量大，费用高，工期长,一般在煤层多,储量大的大型矿井中使用。4.倾斜长壁采煤法巷道巷道布置在煤层或底板岩石中布置运输大巷和回风大巷；倾斜方向再沿煤层内布置运输斜巷和回风斜巷，至采区边界后，掘开切割眼，形成回采工作面，沿煤层倾斜方向采用仰斜或俯斜方式采煤。5.回采巷道布置方式根据采煤工作面生产能力大小，采煤工作面回采巷道有单巷布置、双巷布置和多巷布置方式，一般应采用单巷布置。当煤层瓦斯含量大、采区涌水量大，煤层厚度大，要求工作面生产能力大，单巷布置不能满足要求时，可采用双巷布置或多巷布置，但应明确巷间煤柱的回收措施。回采工作面的上、下平巷，原则上应直线布置

20、，便于采用机械化运输。由于煤层倾角变化和厚度变化出现的巷道底板起伏和低洼积水，应在低洼处设置水仓和排水设备。当布置有底板抽采巷或岩石集中巷时，煤巷低洼处的积水应通过钻孔或放水立眼放入底板巷。为减少工作面支护设备的频繁增加和撤出，采煤工作面尽可能等长布置。缓倾斜、倾斜薄及中厚煤层、厚煤层分层开采，条件适宜时，回采巷道应采用无煤柱护巷工艺；厚度小于2.5m的煤层，可采用沿空留巷。沿空掘巷和沿空留巷应采取巷旁密闭或充填措施。采区巷道布置必须具备完整的运煤、运料、排矸、通风、供电、压气和安全用水等生产系统，除了区段运输平巷、区段回风平巷、开切眼,上山巷道外，还要有采区上、中、下部车场，绞车房、变电所等

21、采区硐室和附属于上述各类巷道的联络巷道。第二节 采煤工作面长度一、影响采煤工作面长度的因素工作面长度包括倾斜长度和走向长度。采区走向长度确定采区走向长度，需要考虑地质、生产技术条件和经济因素。采区走向长度受地质构造限制，较大的地质构造通常作为采区边界，煤层自然发火、瓦斯、水文等因素也限制采区走向长度。生产技术因素主要是区段巷道的运输、掘进和供电问题。当区段平巷或集中巷采用带式输送机运煤时，一台输送机可以铺设5001000m，所以，采区一翼长度可达6001100m（加一台转载机），双翼采区的走向长度可达12002200m。地质条件优越的矿井，可装备更大的运输设备，采区走向长度可达30006000

22、m。区段平巷单巷掘进时，走向长度超过1000m，将影响掘进通风。采区供电是影响走向长度的又一技术因素，采区走向太长，将使供电距离增加，如果供电距离超过1000m，则需要提高电压等级，或采用移动变电站供电系统。如果地质条件允许，采区走向长度应不小于工作面一年的推进长度，一般应大于1000m，以加大工作面推进长度。对于现有生产矿井，如果不受顶底板水害威胁，不需要留设防、隔水煤柱时，可以采用跨上山、跨石门、跨大巷的方式，打破采区界限，扩大采区范围、减少采区个数，在此基础上采用综合机械化采煤、掘进工艺，提高生产能力。倾斜长度在生产矿井，采区走向长度已经被限定，采区巷道布置时主要考虑倾斜长度。影响采煤工

23、作面倾斜长度的因素一是地质因素，二是技术因素、三是经济因素。1、地质因素地质构造。大的断层、褶皱、陷落柱都影响工作面长度，应成为工作面上下巷的边界。对于大的断层，工作面应尽量避开，以减轻开采过程中对生产的影响。煤层厚度。煤层薄，工作面运料、行人、操作不便，工作面不宜太长；采高大时，技术管理和操作难度加大，工作面不宜过长；顶板过于破碎或坚硬时，顶板管理复杂，工作面不宜过长。煤层厚度较大时，工作面长度应与采煤工艺、开采厚度、开采能力相适应。对于无突出危险的中厚煤层，当用炮采配合单体支柱支护时，工作面不宜太长，不超过150m；当用综合机械化开采时，工作面长度可适当加大到150220m；对于厚及特厚煤

24、层采用机械化放顶煤开采时，工作面生产能力主要由放顶煤决定，工作面可短些，一般不超过150m。倾角。当煤层倾角大于30时，运料行人很不方便，工作面滑落煤块和岩石容易砸伤人员和碰到支柱，工作面的刮板输送机也容易下滑，工作面长度不宜过长。围岩性质。顶板松软破碎的工作面，放顶时，矸石易串入工作空间影响作业，工作面越长，顶板暴露面积越大，采场压力越大，对安全和生产都不利，因此，顶板松软破碎时，工作面不宜过长。煤层瓦斯含量与突出危险性。对于煤层瓦斯含量高、透气性差，或具有突出危险时，开采前要采用大面积预抽煤层瓦斯的区域性防突技术措施，如果工作面过长，从工作面上下顺槽施工沿层钻孔抽采瓦斯时就可能存在钻孔空白

25、带，很难做到钻孔布置均匀、抽采达标，因此，工作面长度不宜过长，一般不宜超过150m。顶底板水文地质条件当煤层底板具有强含水层，采煤工作面承压开采，或顶板为薄基岩、具有含水、流砂层时，采煤工作面切眼长度过大，会导致底板或顶板破坏深度加大，承压水或顶板水涌入工作面，影响开采进度，甚至威胁人身安全。所以工作面倾斜长度不宜太长。2、技术因素采煤机。采煤机采煤比爆破落煤进度快、效率高、产量大。条件相同时，机采工作面长度大于炮采工作面。工作面越长，相对减少了辅助工作时间，同时也相应减少了采区区段数目和工作面搬家次数，节约了工程量。 输送机。工作面长度还受到输送机运输能力和铺设长度的影响，一般应选用功率大、

26、铺设长度较长的运输机，以避免由于设备原因限制工作面长度。3、经济因素合理的工作面长度应以生产成本最低、经济效益最好为目标。如果地质条件许可，工作面的推进长度和切眼都应加大，并配用与此相适应的采煤、运输机械、支护设备，以为工作面提高单产打好基础。因为工作面尺寸加大，增加了工作面煤炭储量，减少了工作面安装、撤出次数，同时又降低了巷道掘进数量，缓解了采掘接替紧张局面，有效降低了开采成本。目前大型矿井的采区倾斜长度一般为12001500m左右，甚至更长。黄陵一矿，综采工作面走向长度25003000m，工作面长235m，平均采高2.5m。党家河矿采煤工作面设计倾斜长度为260m,平均采高1.7m。安全高

27、效现代化矿井技术规范中规定；当煤层赋存条件稳定、构造简单、平均厚度3.65m、倾角不大于12、无煤与瓦斯突出时，工作面长度不小于300m，推进长度不小于3000m，工作面生产能力5.0Mt/a以上，服务年限1.0a以上。二、区段参数区段斜长：区段斜长=采煤工作面的长度区段煤柱宽度区段上下平巷宽度。区段数目：近水平、缓倾斜及倾斜煤层走向长壁开采时，采区沿倾斜划分为若干区段回采，区段数目越多，采区倾斜长度越大。当采区斜长不受地质条件限制时，区段数目主要取决于上、下山设备的提升和运输能力。随着采掘机械化程度的提高，采煤工作面推进度的加快，如果区段数目过少，则采区接替紧张，所以，区段数目一般不能少于5

28、个。目前，采区倾斜长度已经超过1500m。第三节 巷道布置方案采区巷道布置方案设计的关键是选择上山层位（把上山布置在煤层中还是岩石中）、确定上山数目和上山之间的相对位置，在此基础上科学、合理布置采区上、中、下部车场，进而确定采煤工作面的巷道布置方案。巷道布置要做到系统安全、可靠、环节简单、设备占用少，机械化、自动化程度高，用人少，生产成本低。对于生产矿井，更多的是采区中部车场和联络巷道和采煤工作面巷道布置设计，既要求系统独立、完善，又环节简单，不作多余巷道。采区巷道布置不仅要考虑煤层顶底板岩石性质和厚度组合、还要考虑煤层厚度和倾角、采区生产能力、煤层瓦斯含量高低、煤层有无自燃发火危险。同样厚度

29、、同样倾角的煤层，瓦斯等级不同时，巷道布置有不同的要求。一、采区上山布置1.采区上山的数目上山的数目取决于采区生产能力的和瓦斯涌出量的大小，对于采区生产能力较小的低瓦斯矿井，并且没有突出危险、无自燃发火危险的薄及中厚煤层，至少布置2条上山，即一条运输上山、一条轨道上山才能形成完整的生产系统。当煤层顶底板岩层完整、强度较高，煤层较硬时，应把两条上山布置在煤层中，如图42所示。当采区生产能力较大，所采煤层瓦斯涌出量大，或者煤层有自燃发火危险、或煤与瓦斯突出危险时，采区必须设置专用回风巷，所以采区上山至少为三条。 图42所示的巷道布置采用轨道上山进风、运输上山回风。由于两条上山都布置在煤层中，所以上

30、山与煤层相联的巷道要作成甩车场和绕道进入煤层顶板岩石中，以避免在同一层面内十字相交。为了避免煤层平巷与轨道上山平面十字相交，影响轨道上山提升，巷道布置设计时，在两巷相交处要形成一定高差（3m以上），使煤层平巷跨过轨道上山，两巷也可平面相交，但在相交处采用风桥跨越轨道上山。采区上、中部车场与上山巷道联系时，还要考虑回风顺畅。图42的巷道布置，无论是左边或右边回采工作面进、回风都避免了锐角通风。由于设置了与煤层平巷相同标高的顶板绕道，也方便了矿车运输材料的需要。从图42可知，两煤层上山布置时，如果用运输上山回风、轨道上山进风，存在的主要问题是漏风严重。为了防止风流短路，要在进风平巷中设置风门，进风

31、平巷采用胶带输送机或刮板输送机运煤时，风门下方必须开一个洞，让设备通过，这就造成大量漏风。如果改为运输上山进风、轨道上山回风，则漏风将大幅度减少。所以，当采用两煤层上山布置时，应用运输上山进风，轨道上山回风，见图43。结论：对于单一薄及中厚煤层低瓦斯矿井，当采区生产能力较小，并且没有煤层自燃发火危险时，可以采用2条煤层上山布置方式，并且采用轨道上山回风、运输上山进风。除此之外，必须布置三条上山。图42 薄及中厚煤层采区巷道布置方式（运输上山回风、轨道上山进风）图43 薄及中厚煤层煤层上山布置方式(运输上山进风、轨道上山回风)2.采区上山平面位置分析采区上山的平面位置，既要考虑矿山压力因素，又要

32、考虑巷道之间的联络需要。上山之间的间距从矿山压力角度分析：相邻巷道要有合理的间距，以使巷道间的相互影响不明显改变围岩的稳定性。巷道开掘以后，巷道周围岩体内的应力重新分布，形成一定范围的应力影响带。为了避免巷道之间的相互应力叠加，采区上山之间在平面上需要保持一定距离。当采用岩石上山时，其中心间距一般为2025m，若为煤层上山其中心间距应为2530m。上山间距过大，使上山之间联络巷长度增加，上山保护煤柱宽度增大，若间距过小，则不利于上山巷道的维护，也不利于上山之间联络巷和中部车场的布置。上山相对位置从巷道之间的联络考虑，采区上下山平面位置要以运输上山为中心，对于单一突出厚煤层（厚度大于3.5m），

33、采区上下山应当布置在岩层中，并设专用回风上山，因此，采区至少要布置三条岩石上下山。考虑到与煤层巷道的联系方便和瓦斯抽采钻孔施工方便，提高抽采效果的需要，多布置底板上（下）山。现以底板上（下）山为例进行分析。运输上山位于中间当运输上山位于三条上山的中间时，如图44，无论采煤工作面是单翼开采还是又翼开采运输顺槽中的溜煤眼上口都有风流通过，从轨道上山进入采煤工作面的联络巷道布置方便，因此，这种布置方式被普遍采用。运输上山位于采煤工作面一侧对于单翼开采的采区，如果运输上山位于工作面一侧，有利于车场和联络巷的布置，并可缩短运输平巷中胶带输送机的铺设长度，如图45所示。如果运输上山远离切眼侧，则会增加岩石

34、斜巷工程量和煤层巷道工程量，如图46所示。所以，只有当工作面单翼开采时，运输上山才能布置在工作面一侧。轨道上山的位置单翼开采时，运输上山位于回采工作面侧，轨道上山与回风上山相邻，轨道上山既可位于中间，也可远离工作面侧，既没有工程量的差别，也没有巷道联络上的不便，如图47。当双翼开采时，运输上山位于三条上山中间，轨道上山与回风上山位于运输上山两侧，如图44。图44 运输上山位于中间图45 运输上山位于工作面侧图46 运输上山远离切眼轨道上山靠近切眼图47 单翼开采时轨道上山与回风上山的平面位置关系比较在考平面位置时，除了考虑上述因素外，还要考虑地质构造和应力集中的影响。采区上山要避开地质构造带，

35、特别不能位于褶皱轴部等应力集中带，否则，巷道掘进过程中顶板管理将很困难，既影响掘进速度，又造成支护困难。3.采区上山的立面位置分析采区上山除了在平面上的位置有一定要求外，在立面上的相对位置也有一定要求。因为采区上山服务年限一般较长，所以，上山首先要选择岩体强度高、整体性好，厚度大的岩层中。在实际布置时，由于上山巷道的倾角与岩层倾角不一致，多为穿层布置，为了使上山巷道便于掘进和维护，设计前，应先作出上山地质剖面图，根据图中岩石性质决定上山巷道倾角，使大部分巷道位于整体岩性较好的层位中。上山之间在层位上也应保持一定高差，便于巷道之间的联络，通常回风上山高出轨道上山35m，也可位于同一高度。为了便于

36、运煤，可把运输上山直接与采煤工作面的运输平巷相接，但矿井生产过程中，由于运输环节多，任一环节出故障都会造成采煤工作面停止生产。为减轻故障影响，采煤工作面出来的煤，都应先进入平巷溜煤眼，然后再装入上山输送机，为增加溜煤眼储量，输送机上山设在比轨道上山层位低35m处，如图48所示。图48 三条上山在立面上的相对位置4.设置边界上山有的双翼采区除在采区中部布置一组上山外，还在采区两翼的边界设置12条边界上山，其主要作用是：当采区瓦斯涌出量大，采煤工作面采用Z型、Y型通风方式时，采区两翼边界上山可以作为边界回风巷用，通过边界回风上山安装瓦斯抽采管路抽采空区瓦斯，防止工作面回采过程中瓦斯超限；对于非突出

37、、无自燃发火危险的煤层，当采用区段煤柱护巷往复式开采时，可在采区边界设置二条边界上山，构成通风、运煤系统。设置边界上山还有以下好处，第一是可以运用边界上山安装采煤工作面，简化运输、提升环节，加快安装进度。第二是当采煤工作面推进一定距离后，可利用边界上山向采煤工作面推进方向掘进下一个工作面的煤层巷道，利于采掘接续。对于具有突出危险的煤层，可以利用边界上山实施抽采工程，提前预抽煤层瓦斯，还可实现瓦斯治理与采掘作业分区，减少相互干挠。对于涌水量较大的回采工作面，可以把工作面伪倾斜布置，使工作面小角度仰采，采空区积水通过边界上山排除，防止采空区水紧跟工作面，减少对回采的影响。边界上山的布置方式，增加了

38、岩巷工程量，设备占用多，利用率低。5.上山布置类型分析采区上山的位置选择要根据煤和围岩性质、巷道维护状况、服务年限、设备条件等因素，通过比较确定，通常有以下几种方式。一煤一岩上山布置对于低瓦斯矿井，当采区生产能力不大，服务年限不长时，无论是开采煤层群或单一煤层都可采用一煤一岩上山的布置方式，上山布置立面图如图49(a)，平面图见图410所示。 (a) （b） (c) (d)(e)图49 上山布置类型开采煤层群时，如果煤层群最下一层为巷道维护条件较好的薄及中厚煤层，可以把运输上山布置在此煤层中，轨道上山布置在煤层底板岩层中。这种布置方式可以减少一些岩石上山工程，适用于产量不高，服务年限不长的采区

39、。上山布置在煤层中，巷道施工速度快，成本低，但是由于煤体强度较差，时间稍长，巷道就会变形，需要经常维护，维护费用高，还影响正常生产；由于上山在煤层中，必然导致采煤工作面的水平运输巷和回风巷与两条上山十字相交，为避免此现象就必须在煤层水平巷道中设置风桥。对于生产能力较大的采区，一般用胶带输送机运送煤炭，在运输平巷中设置风桥后，由于风桥要高于煤层巷道顶板至少3m以上，胶带输送机不能水平铺设，给胶带输送机的铺设带来不便。为了便于胶带输送机铺设，应该把轨道上山布置在煤层底板岩层中，形成一岩一煤的上山布置方式。采用这种布置方式后，水平进风巷只与运输上山十字平面相交，不用在进风平巷中作风桥，输送机水平铺设

40、，但需要在进风平巷中设置阻挡风流的设施，以控制流入回风上山的风流。两条岩石上山对于矿井生产能力较小的单一厚煤层或者煤层群最下层是厚煤层的采区，应该把两条上山都布置在底板岩石中,如图49(b)。两条上山层位有一定差距，使其分别联接两翼的区段平巷，不交叉。岩石上山应布置于煤层底板稳定的、无承压水影响的岩层中，避免构造破坏。上山距离煤层底板在1015m。采用这种布置方式，煤炭损失少，可跨越上山开采，加大采煤工作面连续推进长度，生产系统可靠，通风条件好，易于封闭采空区，有利于防止自燃；上山不受煤层倾角影响，可定向按坡度取直掘进，能合理处理上山与平巷的相交，绕道工程量小。缺点是：岩石工程量大，掘进费用高

41、，掘进速度慢，准备时间长，联络巷工程量大。图410 近水平煤层一岩一煤的上山布置方式图411 没有突出危险时单一薄及中厚煤层3条上山布置3条岩石上山布置对于所采煤层，当有自燃发火危险、或有煤与瓦斯突出危险时，应采用3条上山布置，3条上山均位于煤层底板中，走向间距2025m，如图49（c），其中1条是专用回风上山。对于有突出危险的煤层，除了布置3条上山外，还要布置为抽采瓦斯的底板岩巷或顶板岩巷。图411的采区巷道布置适应于采区生产能力较大的单一薄及中厚煤层，对于有自然发火危险的煤层，瓦斯含量高的煤层都适用。3条上山均位于煤层底板岩层中，轨道上山和运输上山都作进风用，回风上山作为专用回风用。考虑到

42、轨道上山提升矿车，行人时不能提车，提车时不能行人，所以，从运输上山开一条行人巷道与上下联络石门相通，行人从运输上山进入采煤工作面，不经过轨道上山，这样做更为安全。每条联络石门都有通向回风上山的通风联络巷，形成独立通风系统，巷道相联处均以曲线连接，以便于轨道铺设，并做到风流顺，杜绝锐角通风和直角通风。同样是单一薄及中厚煤层，如果煤层有突出危险，则必须布置岩石底板抽采巷道，以作瓦斯抽采用，巷道布置方式变为图412所示。上山位于底板岩石中，增加了巷道施工成本、减慢了施工速度，但是改善了巷道维护条件，简化了上山与煤层巷道的联络方式，对于生产能力大的厚煤层采区，即是没有突出危险或自燃发火危险，也应该把上

43、山布置在底板岩石中。图412 有突出危险时单一薄及中厚煤层采区巷道布置两条煤层上山两条上山布置在煤层群底部同一薄煤层中，其走向间距2025m，如图49（d）。这种布置方式的好处是：掘进速度快，联络巷工程少，费用低；可超前探煤；缺点是：当煤层倾角变化时，巷道坡度的变化不利于铺设输送机；上山巷道需要留煤柱保护；如果上山围岩条件差或煤层松软，上山维护条件差；由于两条上山处于同一层位，为避免上山与平巷层面交叉，需要增设绕道工程。给上山分别与两翼区段平巷间的联系带来不便。这种布置方式适用于单一薄及中厚煤层或煤层群最下层为薄及中厚煤层，服务年限短的采区。采二个分层的单一厚煤层采区，如果围岩稳定，煤层具有中

44、硬以上强度，也可采用这种布置方式。为改善上山维护状况，要避免两侧采面同时接近上山，煤柱要有一定宽度（3040m）；巷道采用锚网喷支护或可缩性支护。两岩一煤上山为了进一步探明采区地质构造和煤层情况，可以在煤层中设置一条回风上山，先掘煤层上山，为两条岩石上山导向。上山之间的水平间距为2025m，岩石上山距离煤层底板1015m。两岩一煤的上山布置不适合于突出煤层和自燃发火的煤层。二、突出煤层采区巷道布置开采突出煤层时，首先要采取区域性的防突技术措施，彻底消除突出危险性后，才能以斜巷或石门进入煤层巷道掘进。当煤层巷道全部施工结束，形成采煤工作面后，还必须采取抽采煤层瓦斯措施，使采煤工作面范围的煤层全部

45、消除突出危险，并按照煤矿瓦斯抽采达标暂行规定抽采达标后才能开采。如果采区内有几个煤层，并且具有保护层开采条件时，要首先开采保护层，并优先选择上保护层，对于没有保护层开采的单一突出煤层，应布置岩石抽采巷道，利用岩石抽采巷道施工穿层钻孔抽采煤层瓦斯，实现区域消突。在上山布置时，为防止巷道施工过程中发生突出，上山巷道应布置在岩石中，还要布置专用回风上山，所以，至少有3条岩石上山。对于煤层厚度大，采区储量大，生产能力大的采区，为避免瓦斯治理和采掘接续的相互干挠，可布置4条岩石上山，即2条回风上山，1 条运输上山、1条轨道上山，2条回风上山分别位于采区两翼，靠近工作面侧。岩石上山多采用煤层底板巷的布置方

46、式，但对于煤层底板有强含水层时，也可布置煤层顶板岩石上山，以防止上山施工过程中揭露强含水层。1.上山布置在煤层底板中上山巷道布置除了首先选择好的整体性好、强度高的岩层外，突出煤层的上山布置在煤层底板时，上山巷道的顶板距离煤层底板的法向距离应不小于10m，以防止上山施工过程中揭露煤层，引发煤与瓦斯突出。三条上山之间在层位上还应考虑联络巷道施工方便，一般情况下，轨道上山与回风上山应在同一层位、同一高程，运输上山应低于轨道上山35m，便于溜煤眼的布置，也便于避免联络巷施工时平面相交。. 图413 突出煤层采区巷道布置在布置底板岩石巷道时，每一条煤层巷道下方要有相应的岩石巷道与之对应，并形成完整的通风

47、系统，实现全负压通风。采区车场先进入底板抽采巷或岩石集中巷，再利用岩石抽采巷施工穿层钻孔抽采煤层巷道上、下侧至少15m范围的煤层瓦斯，当所抽采条带煤层瓦斯储量低于8m3/t或瓦斯压力低于0.74MPa以后，方可掘进与煤层巷道相联系的进、回风斜巷，巷道布置如图413。图413的巷道布置方式，既可用于单一煤层，也可适用于煤层群的开采。采用这种巷道布置方式时，材料车经中部车场先进入底板抽采巷，然后通过小绞车提进煤层顺槽，采煤工作面的煤炭经胶带输送机直接溜入工作面溜煤眼。溜煤眼高度10m左右，直径通常为34m,可储存100 t以上煤炭。由于溜煤眼直接与胶带输送机相连接，底板巷中没有铺设胶带输送机，减少了工作面进风流中的煤尘，材料车的进入也很方便。图414 顶板上山布置时中部车场形式 图415 上山位于煤层顶板时突出煤层采区巷道布置2.上山布置在煤层顶板岩石中焦作矿区，主采煤层离强含水的石灰岩较近，上山无法布置在煤层底板岩层中，只能在煤层顶板岩层中布置上山巷道。因