采矿学(2)-4大巷布置方式

4、大巷布置方式
一、缓斜及其以上煤层的大巷布置方式
这类大巷布置有3种基本方式，即单层布置、分组布置和集中布置。

1．单层布置(分煤层大巷与主要石门布置)
单层布置的特点是在开采水平内，在各可采煤层中，或在煤层底板岩层中都布置大巷，各煤层单独布置采区，各煤层之间用主要石门联系。

由于各煤层单独布置采区，就每个采区而言，准备工程量较小，各分煤层大巷之间只开一条主要石门，石门的开拓工程量一般不大；由于建井时首先在上部煤层进行开拓准备，初期工程量较少；如果各分煤层大巷是沿煤层掘进，则施工速度较快，初期投资较少。

其缺点是，每个煤层均布置大巷，总的开拓工程量大和维护工程量大；大巷沿煤层布置，维护困难，维护费用高，煤柱损失大。

因此，在建国初期，煤层巷道支护技术不高时，它适用于煤层间距大，井田走向长度和服务年限短的中小型矿井。

2．集中布置(集中大巷与采区石门布置)
集中布置的特点是在开采水平内只布置一条或一对集中大巷，用采区石门联系各煤层。

这种布置方式的大巷工程量较少；大巷一般布置在煤组底板岩层或最下部煤与岩石坚固的煤层中，维护容易；生产区域比较集中，有利于提高井下运输效率；由于以采区石门联系各煤层，可同时进行若干个煤层的准备和回采，开采顺序较灵活，开采强度，较大。

其缺点是矿井投产前要开掘主要石门、集中运输大巷和采区石门，煤系地层厚度大时，初期建井工程量较大，建井工期较长；每一采区都要开掘采区石门，煤层间距大时，采区石门总长度大。

故这种布置方式适用于井田走向长度大，服务年限长，煤层数目较多，层间距不大的矿井。

3．分组布置(分组集中大巷与主要石门布置)
分组布置的特点是将煤层划分为若干分组，每个分组开掘十条集中大巷，分组内用采区石门联系，分组集中大巷之间用主要石门或分区石门联系。

这种布置方式总的巷道工程量较少；生产比较集中，大巷容易维护。

其缺点是总的石门长度较长。

因此，它适用于可采煤层数较多，层间距大小不等的矿井。

特别是由于井筒布置要
求，当井底车场落在煤层组的上部或中间时，采用分组布置，初期工程量少，建井工期短。

兴安矿第一水平的标高+90m。

矿井设计能力为150万t／a，一水平井底车场落在5号煤层底板，采用分煤层大巷与主要石门布置。

初期大巷大都布置在煤层内，巷道不直，运输不便，并且难以维护，有的大巷不得不提前报废，不能为二水平服务。

因此，在后石门区逐步改为岩层大巷分组布置。

兴安矿第二水平标高一lOOmo矿井进行第一次改扩建，设计能力210万t ／ao二水平井底车场落在7号煤层底板，煤层共划分为3组，大巷分别布置在各煤组的底板岩层内，采用分组布置方式。

鉴于在一水平采用分煤层大巷与主要石门布置时，初期进入煤系的石门只有一条，该矿属高瓦斯矿井，产量大，要求通风量大，石门净断面达16mz，当时施工困难。

因此，二水平设计改为分区石门，井田沿走向每800m划分为一个分区，
五龙矿一365m水平的主要运输大巷每翼、有2～3条，由于大巷围岩压力大，大都是小断面单轨大巷，架线机车牵引3t固定式矿车运输。

其具体布置是，西翼按孙家湾层、中间层、太平上层3个煤层群共用一组(2条)大巷进行开拓，其中一条大巷布置在孙家湾层群三盘二煤层底板岩层内，另一条大巷布置在太平上层群的顶板岩层内，两条大巷以采区石门联系，并在采区石门内煤仓下口装车。

东翼按孙家湾层群、中间层群共用一组(2条)大巷进行开拓，而太平上层群与太平下层群用另一条大巷开拓，因此，两组大巷在东翼共3条，即孙家湾层顶板岩石大巷、中间层底板岩石大巷和太平下层底板岩石大巷。

同样，大巷之间以采区石门联系，并在采区石门内煤仓下口装车。

采用这种布置方式时，每个采区都经环形线路与井底车场联系。

为了便于行车调度，各分组大巷和采区石门都是单向行车，东西两翼各自形成闭合环形，这样可提高线路的通过能力。

这种布置方式需要掘进较多的分组运输大巷，采区石门也较长，总的环形线路也较长，煤组间距越大，采区石门总长度越长，因此，只有在类似条件下，煤组间距较近时，才可以取得较好的技术经济效果、斜煤层大巷布置特点。

开采急斜煤层的矿井，一般采用多水平开拓，其大巷布置方式与前述内容相同，不同之处是大巷具体位置的确定。

通常上水平运输大巷作为下水平
回风大巷时，应保证该大巷在下水平开采时不受采动影响。

因为当煤层倾角大于60~时，煤层采动后不仅顶板岩层要垮落，而且底板岩层也要向下滑动，为了使大巷不受底板岩层移动的影响，应将大巷布置在底板岩层移动影响线以外，并留有适当尺寸的安全岩柱。

一般岩柱宽取10--20m。

例如徐州矿务局权台矿水平大巷距煤层法线距离为25m，天府南矿为25m。

回风大巷布置。

在通常情况下，上水平运输大巷作为下水平回风大巷，因此，回风大巷采用与运输大巷相同的布置方式。

但是，对于矿井第一水平回风大巷布置尚有不同之处：
(1)全井田回风大巷的标高宜一致，当井田上部边界煤层露头深度不一，开采高度不同，使境界标高相差较大时，回风大巷可按不同标高分段布置，但分段数不宜过多；
(2)当井田上部为含水丰富的厚冲积层覆盖时，要在井田上部留设防水煤柱，回风大巷可设在防水煤柱内；
(3)当煤层埋藏较浅，冲积层不厚或不含水时，可采用采区多风井通风，或几个采区共用一个小风井通风，此时可以不设或只设一段回风大巷；
(4)对于多水平同时生产的矿井，为使上水平的进风与下水平回风互不干扰，此时要在上水平布置一条与运输大巷平行的下水平回风大巷，它可利用分组集中运输大巷、运输大巷的配风巷，或另掘一条专用回风道。

一般来说，上述几种大巷布置方式有其各自的优缺点和适用条件，具体选择大巷布置方式要依据矿井开采条件进行技术经济分析后确定。

从经济有利考虑，煤层间距大小是重要因素，在一定的矿井开采条件下，无论采用单层布置、分组布置、集中布置或环形大巷布置，应使大巷、主石门、采区石门的掘进费用、维护费用与运输费用之和最小。

从技术角度考虑，当井田内各煤层的煤种或煤质差别较大，需要分采分运，才能保证原煤质量时；当井田内各煤层瓦斯含量差别很大，有的煤层有煤与瓦斯突出危险，需要开采解放层或采取其它防治措施时；或有的煤层有突然涌水危险，需要做专门的防水工程时，应根据具体条件采用单层布置或分组布置。

二、近水平煤层大巷布置方式
近水平煤层，由于煤层倾角平缓，井田形状多不规则，可按不同方向、不同数目和位置布置大巷。

因此，近水平煤层大巷布置方式多种多样。

近水平煤层回风巷布置特点：
(1)开采近水平煤层高瓦斯矿井，为避免下行风，一般回风大巷应布置在上部煤层或顶板岩层中；
(2)如果可采煤层数较多，或煤层总厚度较大，而层间距大于20m，为减少煤柱损失，可使回风大巷与集中运输大巷重叠布置；
(3)回风大巷也可与集中运输大巷平行布置，大巷间距应大于30m，一般应使回风大巷标高略高于运输大巷；
(4)当采用煤层大巷多巷并列布置时，两条回风大巷一般布置在外侧，进风大巷位于中间。

三、大巷功能类型
（一）轨道运输大巷
我国各类矿井的运输大巷一般采用矿车轨道运输和胶带输送机运输两种。

根据1995年不完全统计资料，大巷采用矿车运输的392个矿，采用胶带输送机运输的57个矿。

采用矿车轨道运输时，按井型不同，分别采用It、3t固定车箱式矿车和3t、5t底卸式和侧底卸式矿车，用10t、14t架线机车牵引，轨距分别为600mm和900mm两种。

井田走向长度短的小型矿井也有采用无极绳运输。

大巷采用矿车运煤的优点：
(1)矿车运煤可同时统一解决煤炭、矸石、物料和人员的运输问题；
(2)运输能力大，机动性强，随着运距和运量的变化可以增加列车数；
(3)能满足不同煤种煤炭的分采分运要求；
(4)对巷道弯曲要求不高，适应长距离运输；
(5)吨公里运输费比较低。

我国各类生产矿井中，轨道矿车运输大巷仍占大多数，也积累了丰富经验。

为适应生产发展，提高大巷运输能力，70年代以来，在生产矿井的改扩建和新井设计
中，以3t、5t底卸式矿车取代lt、3t固定车箱式矿车，取得了明显效果。

山西晋城矿务局凤凰山矿在70年代首先使用底卸式矿车运输，取得了成功经验。

王台铺矿大巷使用3t底卸式矿车运输，矿井生产能力达到360万t／a，西山矿务局官地矿地使用3t底卸式矿车运输，矿井年产量曾达到413万t，这说明大巷使用底卸式或侧底卸式矿车运输能满足大型和特大型矿井生产要求。

但是矿车轨道运输仍是不连续运输，井型越大，列车的调度派车工作越紧张，其运输能力受到限制。

因此，近年来大巷采用胶带输送机运输得到很大发展。

（二）胶带输送机大巷
我国煤矿主要使用DX系列钢绳芯胶带输送机和GD系列钢丝绳牵引胶带输送机两种。

DX系列按胶带宽度不同分为800、1000、1200、1400、)600、1800、2000mm 共7种规格，其中带宽1600mm以上最高带速达5m／s。

GD系列胶带宽度有800、1000、1200mm共3种规格，带速有1．6、2．0、2．5、3．5m／s，此种胶带机在运煤同时还可以向两个方向运送人员。

采用胶带输送机运煤一般要求另开一条辅助运输大巷。

普通胶带输送机很少在大巷中使用。

胶带输送机运煤的优点：
(1)实现大巷连续化运输，运输能力大；
(2)操作简单，比较容易-实现自动化；
(3)装卸载设备少，卸载均匀。

但是胶带输送机大巷限制风速较低，不适应按不同煤种分采分运要求的矿井，要求大巷直。

因此，对于运量大、运距较短、煤种单一、装载点少、大巷比较直的矿井，适于采用胶带输送机运输。

目前，在特大型矿井中，大巷采用胶带输送机运输是实现高产高效工作面的重要措施。

（三）、辅助运输大巷
轨道运输大巷都兼作辅助运输。

电机车牵引矿车、材料车和乘人车分别运送矸石、材料和人员。

胶带输送机大巷的辅助运输，是在辅助运输大巷内用多台无极绳绞车或小绞车运送矸石和物料，其缺点是运输环节多，用工量大，安全性差，效率低。

80年代我国逐步研制新型辅助运输设备，如单轨吊车、卡轨车和齿轨车等。

投入使用后取得良好效果。

依据国内外经验，大巷辅助运输应与全矿井辅助运输形成
统一运输系统。

目前，我国矿井辅助运输系统可分为两类，一类是多种设备接力式运输系统，即大巷内采用机车牵引普通矿车或材料车，采区内：使用单机吊车或卡轨车，在采区入口处设换装转载设备。

另一类是单一设备连续式运输系统，即在条件适宜的矿井，采用一种新型辅助运输设备，运送材料、设备和人员的列车，由地表或井底车场经大巷、采区直达作业地点，无中间转载环节。

我国兖州矿务局南屯矿、开滦矿务局唐山矿等是采用多种设备接力式辅助运输；潞安矿务局漳村矿采用柴油机车牵引单轨吊车从地面经副斜井直达采煤工作面。

目前，我国煤矿除使用上述新型辅助运输设备外，还继续研制和生产无轨胶轮车、胶套轮车等多种设备。

因此，努力发展新型辅助运输设备，是建设现代化矿井的重要内容。

（四）回风大巷
矿井专用回风大巷内除必要的通风设施外，无其它设备，也不铺轨。

（五）专门用途大巷
在开采水平除布置为运输、通风服务的大巷外，有时因开采条件不同或采煤方法需要而设置专门用途大巷。

属于这类大巷的有：
(1)为预防矿井突然涌水而设置排水大巷，例如焦作矿务局演马庄矿在开采水平共布置3条大巷，为运输、通风和排水服务；
(2)采用水砂充填采煤法的矿井，在开采水平设置集中流水道，例如抚顺矿务局老虎台矿、龙凤矿等采区充填水进入集中流水道后再流入井底排泥仓；
(3)因抽放瓦斯需要而设置的预排瓦斯大巷。

抚顺矿务局老虎台矿、胜利矿在开采水平共布置阶段运输大巷、集中流水道和集中运输道3条大巷，集中运输道既作为采区正常生产时的运煤道，亦作为采区准备前预先抽排瓦斯的巷道。

四川中梁山南、北矿为有煤与瓦斯突出矿井，在开采水平布置两条大巷，运输大巷布置在煤系底板茅口灰岩中，不支护；另有小茅口巷，小茅口巷的作用是作运输大巷掘进时的配风巷，为揭穿石门时形成独立通风系统。

另外在小茅口巷中布置瓦斯抽放钻场、敷设抽放管路，进行瓦斯预抽放。