第十章单一走向长壁采煤法采煤系统

对于瓦斯含量很大的矿井，要对 工作面和采空区瓦斯进行抽放， 此时可采用回风巷双巷布置。
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10.2 采煤系统分析
单巷布置：
由于巷道断面较大，
不利于巷道掘进和
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维护，要求平巷采
2
1
用强度较高的支护
材料，如梯形金属
2
35 41
支架或U型钢拱可缩 性支架，条件适宜，
可采用锚杆支护。
缺点 — 上、下采面交接处难维护。 适用：非综采工作面；顶板中等稳定以上；瓦斯少。
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10.2 采煤系统分析
10.2.5 工作面回采顺序
后退式、前进式、往复式、旋转式 ➢ 采面后退式：
由采区边界附近向采区运煤上山方向推进回采顺序。 适用：我国广泛应用
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10.1 示例
➢ 通风系统
（1）采煤工作面：采区运输石门1—下部 车场3—轨道上山4—中部车场7—分成两翼至 平巷8—联络巷11—运输巷9—工作面—回风巷 10：右翼：采区回风石门2；左翼：车场绕道 6—采区回风石门2
（2）掘进工作面：轨道上山4—中部车场 7’—两翼送到平巷8’—在平巷内由局部通风机 送到工作面—运输巷9’—运输上山5—采区回 风石门
➢ 一般综采工作面区段平巷布置
综采工作面特点
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10.2 采煤系统分析
(1) 设备多，重量大。如采煤机 8 12 t；支架17 t 左 右。 (2) 设备功率大，有液压系统，供电系统及其附属设备，液压泵站， 移 动变电站，转载机等。 (3) 设备安装、拆卸及运输费工耗时。 (4) 采面产量高。
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10.2 采煤系统分析
10.2.6 区段间无煤柱护巷
采用区段无煤柱护巷，使区段平巷沿采空区布置，可避免和消弱支承 压力的影响，改善巷道维护状况，减少煤损。
➢ 沿空留巷
前进式沿空留巷 采面前进式回采， 沿采空区留出平巷。
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10.2 采煤系统分析
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14 2 10
6
A9
11 8 7
13 9'
11 8'
7' 1
5
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12
3
5
10.1 示例
➢ 运煤系统 工作面—运输平巷9—运输上山5— 采区煤仓—采区运输石门
注：工作面、运输平巷采用刮板输送机。
➢ 运料排矸系统
（1）物料自下部车场3—轨道上山4—上部 车场6—回风平巷10—采煤工作面。
不小于1000m。
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10.2 采煤系统分析
10.2.2 区段平巷的坡度和方向
在实际工作中为了便于排水和有利于矿车运输，平巷都是按照一定坡度 (0.5%~1.0%)布置和掘进的。
➢ 普通机械化采煤的区段平巷布置
区段回风平巷：采用矿车、平板车运输；要求巷道基本水平、 保持一定流水坡度、允许巷道有一定弯曲；巷道沿煤层按腰线掘 进。
➢压气和安全用水系统
➢巷道类型
回采巷道：直接为回采工作面服务——开切眼和区段平巷：运输巷（输送机巷、机 巷）回风巷（轨道巷、风巷、轨巷）； 准备巷道：为各区段服务——上山巷道：运煤上山（运输上山、输送机上山），轨 道上山以及通风行人上山； 采区上、中、下部车场 — 联结采区上山与区段平巷，作为运输转载用的准备巷道； 安装机械电气设备用的硐室：绞车房、变电所、煤仓等； 附属于上述各类巷道的联络巷。
后退式沿空留巷：
先掘区段平巷到 采区边界，采面后 退回采，沿采空区 留出平巷，为下区 段服务。
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10.2 采煤系统分析
往复式沿空留巷：
沿空留巷适用： 缓斜和倾斜，厚2m以下的薄及中厚煤层。
沿空留巷比较困难，使用的比例有下降的趋势。
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煤矿开采学
Coal Mining Science
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第十章 单一走向长壁采煤法采煤系统
10.1 示例 10.2 采煤系统分析 10.3 单一走向长壁采煤法的应用
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10.1 示例
➢ 单一走向长壁采煤法适用条件 缓斜、倾斜薄及中厚煤层，缓斜3.5~5.0m厚煤层
单一煤层采区巷道布置
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10.1 示例
➢ 采准工作顺序
（1）采区运输石门1—采区下部车场3— 轨道上山4和运输上山5—采区上部车场6 与采区回风石门2—回风平巷10
（2）中部车场7—回风平巷8和运输平巷 9—联络巷11—开切眼
（3）采区煤仓12、变电所13和绞车房14
注1：8和9倾斜间距一般8~15m；回风巷8超前运 输巷100~150m；上山间距20m；联络巷间距 80~100m；随着第一区段的回采，应及时开掘第 二区段的中部车场7’、回风平巷8’、运输平巷9’ 和开切平眼。 注2：先采第一区段、再采第二区段，从上向下 的顺序开采称为区段下行式开采顺序。
7' 1
5
4
12
9
3
14 6
4
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89 7'
3
4,5 8' 9'
12 1
10 2
1-采区运输石门； 2-采区回风石门； 3-采区下部车场； 4-轨道上山； 5-运输上山； 6-上部车场； 7,7’-中部车场； 8,8’,10-区段回风平巷； 9,9’-区段运输平巷； 11-联络巷； 12-采区煤仓； 13-采区变电所； 14-绞车房。
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10.2 采煤系统分析
沿空掘巷时回采面接替顺序
区段跳采接替：在采 空区上覆岩层尚未垮落稳 定之前不能进行沿空掘巷。
优点：区段跳采接替 方便；巷道掘进量少；
缺点：生产分散； “孤岛”采煤矿压显现强 烈；在深部煤层开采时易 出现冲击地压
适用：采区区段数目 多。
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10.2 采煤系统分析
➢ 采面前进式：
采面由采区上山附近向采区边界方向回采，区段平巷无需预先掘 进， 只需随工作面推进在采空区中留出既所谓沿空留巷。
问题：少掘巷；采出率高；要求 支护技术和手段好；要防漏风； 留巷困难。 适用：地质构造简单时使用。采 用较少
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10.2 采煤系统分析
➢ 采面往复式回采：
上采面前进式，沿空留巷；下采面后退式，沿空留巷，前两种方式的结合两种 方式的优缺点。
优点：缩短搬家距离；采出率高；少掘巷道。 适用：在采区边界布置有边界上山时应用更为有利。
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10.2 采煤系统分析
➢ 旋转往复式回采： 使综采面旋转180，与往复式回采相结合，实现工作面不搬迁而连续回 采，沿空留巷。 优点：采面不搬家；少掘巷； 缺点：煤损大；回采技术复杂；转折点难维护，设备折损严重。 适用：应用较少。
(5) 巷道断面尺寸大。
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10.2 采煤系统分析
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10.2 采煤系统分析
2
1
4
双巷布置：巷道断面较小， 缺点：需要进行移置和从新拆接电 缆和油管等工作，给生产、维修带 来不便。如：配电点和泵站所用的 电缆和油管由一个联络巷到另一个 联络巷。
适用：区段数目少；矿 压大，不宜跳采时，
缺点：增加了平巷及联 络巷的工程量
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10.2 采煤系统分析
➢ 沿空掘巷 定义：沿着已采工作面的采空区边缘掘进区段平巷。利用采空区边缘压
力较小，沿着上覆岩层已垮落稳定的采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘巷。
(a)
(b)
2~3m
优点：虽没有减少区段平巷的数目，但是不留或少留煤柱，减少煤 损，减少联络巷，减少巷道维修工程量，甚至不用维修，对巷道支护 要求也不严格。
10.2.4 单工作面与双工作面布置
➢ 双工作面布置-对拉工作面 对拉采面生产系统
150m 120m
2
5m
1
3
1—中间运输平巷 2—上轨道平巷 3—下轨道平巷
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10.2 采煤系统分析
（1） 运煤：上采面下运,下采面上运:下工作面应短一些,根据煤层倾 角和工作面输送机的能力而定
➢ 示例基本开采条件 该采区开采一层煤，为薄或中厚煤层，煤层埋藏平稳，地质
构造简单，瓦斯涌出量小，采区沿倾斜划分为三个区段，普通 机械化采煤，采区走向长度1200m。
单一煤层采区巷道布置如图10.1所示。
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10.1 示例
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A
9
11 8 7
13 9'
11 8'
（2）区段回风巷8，8’和运输巷9，9’所需 的物料，自轨道上山4经中部车场7，7’送入 。
（3）掘进巷道所出的煤和矸石从各平巷运 出，经轨道上山运至下部车场 注：轨距600mm；矿车、平板车运输。
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13 9'
11 8'
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10.2 采煤系统分析
10.2.1 区段的参数
区段参数包括：区段斜长和区段走向长度 ➢区段斜长 采煤工作面长度、区段煤柱宽度及区段上下两平巷宽度之和为区段斜长。
采煤工作面长度：一般为120~180m；薄煤层较短，综采不小于 150m
区段煤柱：一般8~15m；薄煤层取下限 区段平巷：普采2.5~3.0m；综采4.0~4.5m ➢区段走向长度：采区走向长度 区段走向长度为采煤工作面连续推进长度，普采不小于500m，综采
区段运输平巷：采用刮板输送机运输；要求巷道直，允许有一定 坡度；巷道沿煤层按中线掘进。
➢ 综合机械化采煤的区段平巷布置
要求上下两平巷做到直线且互相平行
参见图10.2。
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10.2 采煤系统分析
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1-区段运输平巷； 2(2’)-区段回风(轨道)平巷； 3-联络巷； 4-煤层底板等高线
(a)炮采、普通机械化采煤 (b)综合机械化采 图10.2 区段平巷的坡度及方向
11
10.2 采煤系统分析
10.2.3区段平巷的单巷布置和双巷布置
➢ 普通机械化采煤 双巷布置：区段轨道平巷超前区段运输平巷，沿腰线掘进。 优点：探明煤层变化情况，辅助运输、排水，有利于掘进 通风和安全,由上区段工作面立即转到下区段工作面，可减少轨 道巷的维护时间。 缺点：下区段轨道平巷维护比较困难，增加联络巷掘进费。 单巷布置：瓦斯含量不大，煤层埋藏稳定，涌水量不大，注意： 加强掘进通风，减少风筒漏风。
区
段1
3
(a)
2
1
3
4
4
2
5
5
2区段回采，4区段正在煤体中 掘进上下两平巷，1、3、5区段 将采用沿空掘巷，回采顺序为 2-4-1-3-5
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10.2 采煤系统分析
区段依次接替： 区段平巷双巷布置，
留煤柱20 30m（为了 护巷）wenku.baidu.com回收部分煤柱。 沿空掘巷的目的：
工作面通风，运料仍
利用轨道巷，在轨道巷 近工作面处设风帘挡风。
（2） 通风： （1）1 — 进风，2、3 — 回风，下采面下行风； （2）2、3 — 进风，1 — 回风，上采面下行风； (3)串联掺新，3、1 — 进风，2 — 回风。 上、下采面错距： 一般5m ，木垛维护。 优、缺点及适用： 优点 — 减少平巷掘进量和维护量；采出率高；占用设备少；生产集 中； 管理方便。
（3）采区绞车房和变电所由轨道上山直接 供给。
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A
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风帘
风窗 风桥 风墙 风门
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10.1 示例
➢供电系统
（1）高压电缆：由井底中央变电所—大巷—采区运输石门—下部车场—运输上山—采 区变电所
（2）低压电缆：采区变电所—各工作面配电点、输送机和绞车房用电点
由于综采时要求工作面等长布置，下区段轨道巷也要沿中线布置， 仅可对区段运输巷的积水起到疏导作用，有时候需要护巷，一般大 多数采用单巷布置。
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10.2 采煤系统分析
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2
1
2
35 41
3 2
1
在低瓦斯、煤层倾角小于10°、 允许采用下行风的条件下，可采 用将配电点和变电站布置在区段 上部平巷中，称为分巷布置法， 区段上部平巷进风，区段运输巷 回风。但注意：对瓦斯和煤尘的 管理。
１－转载机，２－胶带运输机，３－变电站， ４－泵站，５－配电站。
b-设备分巷布置，c－电 气设备设在区段运输巷
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10.2 采煤系统分析
一条半巷布置 上区段机巷掘出，下区段风巷掘一半
优点：同双巷布置，利于接替，一半长巷道易维护。
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10.2 采煤系统分析