采矿学-第四章单一走向长壁采煤法采煤系统

A
F G
H
0
100
200
பைடு நூலகம்
300
400
500 m
+ 1 .5 + 1 .0 + 0 .5 0 -0 .5 -1 .0 -1 .5
F C A B D G
H E
方案一：A — B — C — D — E直线，挂中线掘进。 （i）、上下起伏变化大，C、E点最低，达 1.2m; （ii）、低点积水；泵排水； 方案二：A —F— G — H，分段挂中线取直。 （i）、坡度缓和，相差 ( 0.5m)； （ii）、低点积水，—— 泵排出； （iii）、折点少，占用设备少，每段宜用一台输送机。
第二节回采巷道布置分析
一、区段平巷的功能与装备 1、运输平巷 1）功能：运煤，进风，行人。 2）装备： ①综采面采用可伸缩胶带输送机与转载机； ②普采工作面多采用可伸缩胶带输送机与转载机， 产量小时，可采用多部刮板输送机串联运输。
③炮采工作面：采用多部刮板输送机串联运输。
3）要求：
①运输平巷与采面下出口相连，必须沿煤 层掘进。 ②方向要求直或分段取直，利于运煤。 链板输送机每部长200m，允许弯度值<3°， 弯曲段 长度要等于或大于15m; 运输机要求: 能适应上下坡度变化 胶带机 向上≯ 17 o 向下 ≯ 15 o
14
2 10
6
A
9
11 7
8
1）缓倾斜综采，一翼走向长度和倾斜分带斜长 不宜少于工作面一年的连续推进长度; 2）普通机械化采煤一翼走向长度不小于600米; 3）煤层赋存条件差及装备水平低，采区走向长 度可适当缩短。 国内：6280 m（连续推进长度）
2、区段斜长
区段斜长：L区 = L面+ 2L巷+ L柱 我国 兖州 美国（综采） L采 120 220m 300 m 246 m，335 m 综采 > 150 m，普采120 150m，炮采80 150m 。 L柱 ：双巷为8~20m，无煤柱护巷0~5m； 普采 综采 L巷 2.5 3.5m 3.5 4.5 m
7' 1 5 4 12 3
11 8 '
当上述巷道和硐室的规格质量经验收合格后。 再安装所需要的机电设备，形成一个完整的采区 生产系统，便可交工投产。 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 切眼，准备出第二区段的采煤工作面,以保证工 作面的正常生产接替。同理,在第二区段回采时, 准备出第三区段的有关巷道。这种先采第一区段 下行式开采顺序。
（1）轨道要求 ：基本水平保持一定的流水坡 度，允许有一定的弯曲。 i、坡度i =3 5%0 ，有时6 10 %0 ，以利于 矿车运输、流水； ii、能适应弯道。1t矿车 ， R > 6 m ， >1.5t矿车 ， R > 9m iii、轨距与全矿一致 （2）施工措施：（working） 轨道要求巷道按腰线沿煤层走向掘进。 两端安绞车时也可以按中线掘进，分段取值。
三、构成采区生产系统的巷道类型
回采巷道— 直接为回采工作面服务 横 向（沿走向）； 上山巷道— 为各区段服务 ,纵向（沿倾 斜）； 采区上、中、下部车场 — 联结上山与 区段平巷，纵 — 横相联； 硐室：绞车房、变电所、煤仓等。 附属于上述各类巷道的联络巷。
四、区段参数：
1、区段走向长：
5、高沼矿设瓦斯尾巷的双巷布置
高沼矿：Fig.4 — 6示，双巷布置设瓦斯尾巷。
3
2
1
四、双工作面布置
• 双工作面布置 ：利用 三条区段平巷准备两个 回采工作面。 • 对拉工作面：中间平巷 出煤时,称对拉工作面。 • 顺拉工作面：中间平巷 和下平巷出煤时，称顺 拉工作面。
2
150m
5m
1
120m
采区变电所；绞车房等采区硐室
(3)回采巷道： 形成采煤工作面及为其服务的巷道。 开切眼；区段回风平巷；区段运输平巷。
3、巷道布置特点
（1）上山、区段 平巷、联络巷—— 布置在煤层中
（2）车场、石门、 硐室——布置在岩 层中
（三）巷道掘进顺序
14 2 10 6
⒈原则： 1) 巷道掘进尽快 构成通风系统。 2) 尽量采用平行 作业。
中切眼作用
解决长距离掘进供电问题 综合掘进机容量300kW以上，低压供电困难； 设中切眼后，可将移动变电站放在中切眼附 近，高压供电 增加安全避灾通道 加快了巷道掘进速度：风巷煤可通过中切眼 从机巷一起运出，材料由风巷运进方便
（5）通过中切眼方法
采面通过中切眼前，提前30 50m（动压 影响之外）加强支护或替换支护。 保持采面与中切眼交角为85o 拆出风门，设临时风帘。 加强中切眼顶板管理。 4、最下区段机巷如何布置？
2、区段回风平巷（轨巷）：
1）功能：运输物料、回风、行人。
2）装备：铺设轨道，矿车。
3）要求：
①与采面上出口相连，必须沿煤层掘进；
②断面要符合运输、通风、行人、安全等 要求；
二、区段平巷的坡度和方向
1、区段平巷按中线和按腰线施工的差异 如图4-3，区段平巷的坡度:一般0.3%~1.0%
1）区段回风平巷
2）区段运输平巷（机巷）
（1）区段运输平巷要求 ：要求直坡度可有一 定的变化。 （2）施工措施：定向取直或分段取直，挂中 线掘进。 既要沿煤层掘进，又要求直，巷道必定不平 。 方案一：挂中线掘进。 方案二：分段挂中线取直
2、采煤工艺对区段平巷的坡度和方向要求
1）普采、炮采的轨巷和机巷
普采、炮采 — 轨巷按腰线施工； 机巷按中线分段取直 要求：双巷（上区段机巷、下区段轨巷）一 次掘出，且轨巷超前机巷： i、超前探清煤层沿走向的变化情况，确定机 巷转折点，为机巷定向取直，保证施工质量； ii、机巷低洼处泄水（通过联络巷泄水）
3
1、对拉采面生产系统
运煤：上采面下运 下采面上运 •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。
2
150m
5m
1
120m
3
1—中间运输平巷 2—上轨道平巷 3—下轨道平巷
2
150m
二、
主要生产系统
14 2 10 6 A 9
1、运煤系统： 2、运料排矸系统: 3、通风系统： 4、供电系统： 5、压风及安全用水： （管路经运上）
11 7 13 9'
8
7' 1 4
11 5 12
8'
3
][ 掘进工作面通风：新风——采区运输石门1——采区下部车场3——轨道上 物料——采区运输石门1——采区下部车场3——轨道上山4——采区上部 采掘工作面、平巷以及上山输送机转载点所需的防尘喷雾用水,由地面(或 新风——采区运输石门1——采区下部车场3——轨道上山4——采区中部 其运煤路线为：工作面运出的煤炭 ——区段运输平巷9——运输上山5— 掘进岩巷时所用的压缩空气由地面（有的将空压机房设在井底车场附近） 高压电缆——井底中央变电所——运输大巷——采区运输石门1——采区 排矸系统：掘进巷道时所出的煤和矸石——采区中部车场7, 7＇——轨道 山4——采区中部车场7＇——区段回风平巷8＇——局部通风机——掘进 车场 6——采区回风平巷10——采煤工作面。 物料——采区运输石门 车场7——区段回风平巷8——联络眼11——区段运输平巷9——采煤工作 —采区煤仓上12——采区运输石门1—装车外运 井下)储水池通过专用管路送至各用水地点。 风帘 通过专用管路送至各用气地点。 风窗 风桥 风墙 风门 压气机房, 下部车场3——运输上山5——采区变电所13——降压后到各用电地点。 上山4——采区下部车场3——采区运输石门1——运出采区。 工作面——污风——联络巷11——区段运输平巷9＇——运输上山5——采 1——采区下部车场3——轨道上山4——采区中部车场7, 7＇——区段回 面——污风——区段回风平巷10——采区回风石门2排出采区。 区回风石门2排出采区。 风平巷8,8´和运输平巷9,9´。
A
9
11 7 13 9'
8
7' 1 4
11 5 12
8'
3
14
2 10
2、 掘进顺序
4 10 1 3 开切眼 9 5 7 8 6 2
6
A
9
11 7 13 9'
8
上山间距20m左右 区段煤柱8 15 m 下区段回风平巷超前本区段运输 平巷100 150m 联络巷间距80 100m 在掘进上述各巷道的过程中,还要开掘采区煤仓12、 变电所13和绞车房14。
第四章 单一走向长壁采煤法采煤系统
煤层倾角条件：近水平、缓斜、倾斜煤层 煤层厚度条件：薄、中厚及厚煤层（35m） 单一： 整层开采（一次采全高开采）
走向长壁采煤法：工作面推进方向为走向
第一节采区巷道布置及生产系统
一、单一走向长壁采煤法采区巷道布置 （一）条件：
某一采区开采一层中厚煤层，煤层埋藏稳定 ，顶底板岩层稳定，地质构造简单，瓦斯涌 出量小。采区走向长度1200m，倾斜长度 600m，采区沿倾斜划分为3个区段，工作面采 煤工艺为普通机械化采煤
5m
2、上、下采面错距： 3 一般5m ，木垛维护。 3、优、缺点及适用： ①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。 ②缺点 ： 上、下采面交接处难维护。 ③适用：对拉工作面用于非综采工作面；倾角小于 15度、顶板中等稳定以上；瓦斯少。 顺拉工作面用于倾角大于15度、顶板中等稳定以上； 瓦斯少，进入深部开采的工作面。
2、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。
3、单巷布置
1）分巷布置：将配电点
及变电站布置在区段上部
平巷中称分巷布置。 Fig. 4—4（b）示，分巷布 置， 10o 时，下行风， 可用于低沼矿井。
3
5
4
2
1
2）大断面单巷布置
Fig.9—4（c）示，设备在
85°
（3）中切眼断面及支护
断面 — 10m2；支护 — 锚网支护 平六矿：煤巷锚杆间距0.7m， 锚杆长1.8m， 冷拔钢丝网，14#钢丝，网孔40*40mm （4）中切眼作用： 解决掘进期间局部通风问题 如：JBT局扇或 JBD622局扇 ，有效供风长度 700m 利用中切眼，缩短了供风距离，减少了风 筒占用量，降低了风阻，提高通风效率。
（二）巷道布置及特点
1 、 巷 道 名 称
图4-1单一走向长壁采煤法上山采区巷道布置
2、按服务范围及其用途对巷道进行分类
(1)开拓巷道： 为全矿井或一个开采水 平服务的巷道。 采区运输石门；采区回风石门。 (2)准备巷道： 为 采 区 、 一 个 以 上 区 段 服务的运输、通风巷道。 轨道上山；运输上山； 采区上、中、下部车场；
三、区段平巷布置方式：
1、双巷布置：上区 段机巷与下区段风巷 统一布置 双巷同时一次掘出， 轨巷超前
2 1
4
优点：1）掘进通风容易； 2）安全好 — 进出掘进面有两个出口， 对回采也有避灾出口；
区段平巷双巷布置
双巷布置的优点： 3）可超前勘探煤层变化，利于为机巷定向； 4）泄水方便； 5）易送物料到机巷（安装维修）； 6）为上、下采面及时接替创造条件 。 双巷布置缺点： （1）下区段风巷受采动影响，维护时间长且困难； （2）若设备放在下区段风巷内，需重新移置电路和 油管等。 （3）损失区段煤柱
+ 1 .5 + 1 .0 + 0 .5 0 -0 .5 -1 .0 -1 .5
F C A B D G
H E
A -B -C -D -E
+ 1 .5 + 1 .0 + 0 .5 0 -0 .5 -1 .0 -1 .5
B
A
D
C A -F -G -H
E
+ 1 .5 + 1 .0 + 0 .5 0 -0 .5 -1 .0 -1 .5
2 3 5 4 1
机巷，要求机巷大断面。
4、高产高效综采工作面区段平巷布置特点 1）巷道布置（坡度及方向等）：同普采、综 采。 2）巷道支护 — 锚网支护，适应产量高、推 进快的要求。 3）加大工作面连续推进长度 — 设中切眼。
85°
（1）中切眼 — 在采面推进方向走向中部开 掘的、连通机巷、风巷且与开切眼长度相近 的联络巷。 （2）中切眼位置 —— 根据采面连续推进长 度及设备性能，避开应力集中区，选择围岩 稳定、无淋水的地段。 与区段平巷交角为85O为宜。
2、一般综采工作面机巷、风巷布置
机巷：铺输送机 、设备列车 — 铺轨 断面大，一般S > 12m2 风巷：铺轨。以设备最大外廓尺寸定，S > 10m2。 （1）机巷、风巷定向取直、平行布置，保持 采面等长； （2）机巷、风巷分段定向取直、平行布置， 保持采面等长； （3）施工技术：沿中线定向取直或分段取直。