采煤方法设计.ppt

3
适用于瓦斯含量高的矿井
工作面布置五条巷道，通风方式为三进两回，
靠进工作面的一条铺设输送机运煤，另
一条辅助运输兼作辅助运输兼进风，其
余均进风和备用，上侧平巷一般作回风
3
用；掘进及回采期间进风容易，工作面
快速推进时能防止瓦斯聚集
工作面布置六条巷道，通风方式为三进三回，
工作面通风容易，单巷风阻低且能保证
qb--昼夜产煤一吨所需风量，m3/min；
B--循环进尺，m；
P--煤层生产率，即单位面积出煤量，P=M•γ×10-1，t/m3；
γ--煤的容重，kN/m3；
n--昼夜循环数。
9.2.1.2 技术因素
当地质条件一时，工作面设备是影响长度的主要因素。采时，由 于支护、放顶工作量大，推进速度慢，可使工作面长度短些；高档普 采时，机组割煤，工作面可适当加长；综采实现了全部工序机械化， 为充分发挥设备效能，工作面长度可再加大，在工作面设备中输送机 在很大程度上限制着工作面长度。国产刮板输送机大都按150~200m 的铺设长度设计，所以工作面长度在 150~180m左右。
9.1.3 煤层群或厚煤层分层采煤
煤层群或厚煤层分层开采时，区段平段的布置方式见表9-2。
方式
单 巷 式
下 侧 双 巷 双 巷 式 上 侧 双 巷
表9-1 综合机械化工作面回采巷道布置方式
2 1
2 1
图示
优缺点及适用条件
巷道掘进工程量省，掘进率低，维护量
wk.baidu.com
小，系统简单，管理方便，可实现无煤
柱布置，提高煤炭回收率，防止煤层自
工作面瓦斯排放巷，常布置在工作面回
1
风巷一侧的顶煤中
3
表9-1 （续）
方式
双 巷 式
两 侧 双 巷
2 1
三
进
2
两
1
回
多
巷
式
三
进
2
三
1
回
图示
优缺点及适用条件
工作面布置四条巷道，通风方式为两进两回，
双巷布置有利于煤层起伏较大的工作面
排水、巷道掘进及工作面的回风等情况；
该方式巷道掘进率高，维护工作量大。
t1
式中:L--工作面长度，m；
L1--工作面端部采煤机斜切刀长度，m； vc--采煤机割煤时牵引速度，m/min； vk--采煤机反向空牵引或清浮煤、割煤时的牵引速度，m/min； t1--采煤机反向操作及进刀所需时间，min。
工作面瓦斯涌出量决定着通风能力。低瓦斯矿井一般不受限制，但高瓦斯矿井， 通风能力则是限制工作面长度的重要因素。工作面长度按下式验算。
L 60vMlminC f qb BPn
式中:v--工作面允许的最大风速，4m/s； M--采高，m；
lmin--工作面最小控顶距，m；
Cf--风流收缩系数，可取0.9~0.95；
煤层倾角大 于15°，由 于无下行风， 也适用于开 采瓦斯大的 煤层
水
平
1
与2 倾
斜
混内 合错 式与
外
错
1 2
煤炭可自溜，材料可水平运送 煤炭可自溜，材料需要提升
布置方式较 多，根据具 体的地质条 件，分阶段 集中平巷的 使用以及其 他有关问题 通盘考虑选 取
倾 斜 与 重 迭
图注
2
1
1－区段运输平巷；2－区段回风平巷
工作面有足够的风量，特别适用于瓦斯
含量高的矿井，且工作面平巷多采用连
3
续采煤机掘进时
图注
1－工作面运输平巷；2－工作面回风平巷；3－开切眼
方式
重 迭 式
内 错 式 倾 斜 式 外 错 式
表9-2 煤层群或厚煤层分层开采时区段平巷布置方式
图示
2
1
1 2
优缺点
适用条件
优点：当开采厚煤层时，下分层巷道沿 假顶掘井，方向易掌握，顶压较小，维护 条件好；各分层工作面长度基本相同，有 利于采区（盘区）均衡生产
1 2
缺点：下分层巷道处于固定支承压力范围 处，维护困难；在下分层工作面的上、下 出口处没有人工假顶；采煤和支护均较复 杂；；煤柱尺寸较大
表9-2 （续）
1
水
平
2
式
优点：各分层工作面长度基本保持不变；； 避免污风下行；减少辅助运输环节，运输及行 人方便
缺点：运送煤炭的联络煤门或石门内需要铺 设输送机，增加运输环节
缺点：对上分层巷道处的假顶铺设质量 要求严格，否则下分层巷道不好掘进和维 护；分层间采用垂直眼联系时，掘进和运 料不方便
近水平煤 层或倾角 小于10° 的缓倾斜 煤层
优点：巷道维护条件好；下分层巷道在 假顶下掘进易于掌握方向
缺点：分阶段煤柱较大，特别是当分层 数目多时
近水平煤 层或倾角 小于15° 的缓倾斜 煤层
燃发火；运输巷靠近工作面一侧材料、
3
设备运输不便；适用于综采、综放或大
采高面采煤工作面
工作面一侧布置双巷，通风方式为两进
一回，靠工作面一侧为胶带输送机运输
巷，外侧可布置泵站，移动站等电气设
备；适用于大断面回采巷道维护较困难
3
时
工作面一侧布置双巷，通风方式为一进
两回，工作面运输巷兼作进风巷，紧靠
2
工作面回风巷为辅助运输巷，另一条为
9.1.2 综合机械化采煤
综采（放）工作面或大采高综采工作面的回采巷道布置方式，根据 矿井采煤、掘进的机械化程度，煤层巷道的维护条件，煤层瓦斯涌出量 的大小以及工作面安全的需要，工作面回采巷道布置有单巷、双巷和多巷 等三种方式，见表9-1。
多条巷道布置方式多用于高瓦斯的矿井或工作面，具体的巷道布置 方式还有二进三回，四巷布置等方式，选择时可根据具体条件设置回采 巷道的数目及其承担的运输、进（回）风或辅助备用等用途。
9.2 采煤工艺设计
9.2.1 采煤工作面长度设计
9.2.1.1 地质因素
煤层地质条件是影响工作面长度的重要因素之一。凡在工作面长度方向有较大 的地质变化（如断层、褶曲、煤层厚度、倾角等）应以此为界限划分工作面。
当有下列情况时，工作面长度不宜过长：采用单体支柱，采高大于2.5m；煤层 倾角大于25°时；工作面顶板破碎难以维护时。
9 采煤方法设计
9.1 回采巷道布置
回采巷道的布置方式与回采工作面使用采煤工艺、煤层的倾角、厚度、 层数、层间距等因素有关，一般地可按以下几种方式进行分别设计。
9.1.1 薄及中厚煤层炮采、普通机械化采煤
2 4
1 3
2'
图9-1 薄及中厚煤层煤采、普采时回采巷道的布置方式 1－工作面运输平巷；2（2’）－工作面回风平巷；3－联络巷；4－煤层底板等高线
9.2.1.3 经济因素
从经济角度考虑，工作面存在一个产量和效率最高、效益最好的长度。 根据工作面产量和长度的应用数学分析法，给出经济上的最佳长度。
单向割煤，往返进一刀所需时间tL为：
tL

(L
L1
)(
1 vc

1 vk
) t1
双向割煤，往返进两刀所需时间tL为：
tL

(L
L1
)
1 vc