采矿通论 第九章

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第 9章
缓倾斜、 缓倾斜、倾斜薄及中厚煤层
长壁采煤法采区巷道布置
第一节 单一煤层走向长壁采煤 法采区巷道布置
一、巷道布置及分类
• 1.分类 1.分类 • 双面采区和单面采区 • 单一煤层走向长壁采煤法的采区巷道布置可分为 双面采区和单面采区。所谓双面采区是指在采区走向 长度较大时,将采区上(下)山布置在采区中间,为 采区两翼的回采工作面服务。 • 看图(看图P211--13-1)
(3)通风系统 回采工作面所需的新鲜风流,从采区运输石门1进入采区下部 车场3,经轨道上山4、中部车场7进行分流,再分别经平巷8、联 络眼11、区段运输平巷9到达工作面。清洗工作面后的乏风,经 区段回风平巷10,右翼直接进入采区回风石门2;左翼须经上部 车场6后进入采区回风石门2,再排入矿井总回风道。 掘进工作面所需的新鲜风流,由采区轨道上山至中部车场7‘分 两翼由局扇送至平巷8‘和9‘掘进工作面,乏风则经平巷8‘、联络眼 11、运输平巷9’、排入运煤上山5送入采区回风石门2排出采区。 采区绞车房和变电所所需新风均由轨道上山直接供给。
采用巷道的联合布置,是采区巷道布置的一项重大改革。 采用巷道的联合布置,是采区巷道布置的一项重大改革。实 践证明,采区巷道联合布置与单层布置相比,具有以下优点: 践证明,采区巷道联合布置与单层布置相比,具有以下优点: 减少了采区上( 山和采区车场及峒室的数量, 1 ) 减少了采区上 ( 下 )山和采区车场及峒室的数量 , 降低了掘 进和维护费用。 进和维护费用。 2 ) 增加了采区数量,采区的服务年限相对增长,缓和采区接替 增加了采区数量, 采区的服务年限相对增长, 和提高采区生产能力,减少矿井同时生产数目, 和提高采区生产能力,减少矿井同时生产数目,有利于实现集中 生产。 生产。 能采用能力大、效率高、性能可靠的机械设备, 3 ) 能采用能力大 、 效率高 、 性能可靠的机械设备, 有利于提高 机械化水平,对保证采区正常地安全生产有利。 机械化水平,对保证采区正常地安全生产有利。 减少了巷道的保护煤柱,降低了煤炭损失, 4 ) 减少了巷道的保护煤柱 , 降低了煤炭损失 , 有利于提高采区 回采率。 回采率。
• (二)采区巷道联合布置的特点 • 1.共用采区上山的位置 • 2. 煤层间的联系方式 • 3. 煤层群的开采顺序
第三节 近水平煤层盘曲巷道布置
一、近水平煤层开采的特点 二、近水平煤层盘曲巷道布置
第四节 倾斜长壁采煤法巷道布置
倾斜长壁采煤法: 倾斜长壁采煤法 : 在开采倾角较小的缓倾 斜煤层和近水平煤层时,将回采工作面沿走向布 置,沿煤层倾斜方向向上或向下推进采煤的方法。 特点:运输和通风巷道均是沿倾斜方向布置, 特点: 取消了采区(或盘曲)上下山,而不同于走向长 壁采法的一种新型采煤方法。
第二节
煤层群采区巷道联合布置
• (一)煤层群采区巷道布置及生产系统
• 1、分层布置 • 通常情况下,在地下赋存有多个煤层,若在每个煤 层中各布置采区上山、采区峒室、区段平巷、建立彼此 独立的采区生产系统,实行单独开采各煤层,则称为分 层布置。 • 2、采区巷道联合布置 • 如果多个煤层相距较近,利用一套采区上(下)山, 开采两个以上距离较近的煤层,使采区内各煤层的有关 巷道统一布置,建立共用的生产系统,称为采区巷道联 合布置。
二、采区内的生产系统
采区内的生产系统主要包括:运煤系统、运料及排矸系统、 通风系统、供电系统。根据图13-1所示将各生产系统分述如下: (1)运煤系统 工作面的煤炭经区段运输平巷和采区运输上山进入采区煤 仓,然后在采区下部车场装车外运至井底车场。 (2)运料及排矸系统 采区下、中、上部车场、轨道上山及各区段的回风平巷内 均铺设有轨道、并与大巷接轨。采区和工作面所使用的材料和 设备均沿轨道运输线路用材料车运往各个地点。掘进时所出的 煤和矸石,利用矿车按与运料相反的方向运出采区。
采区工业储量- 100% 采区工业储量-开采损失 ×100% 采区工业储量
提高采区回采率的办法: 提高采区回采率的办法: 应力求减少煤柱损失,首先 首先合理确定煤柱 首先 尺寸,或采取措施推广无煤柱护巷;其次 其次,在 其次 必须留设煤柱时,尽量提高煤柱的回收率;再 再 就是适当加大采区尺寸,降低采区隔离煤柱及 上下山煤柱所占比例。
长壁采煤法采区的主要参数:采区倾斜长度、 采区倾斜长度、 采区倾斜长度 采区走向长度、采区生产能力、采区回采率和采 采区走向长度、采区生产能力、 区巷道煤柱尺寸。 区巷道煤柱尺寸。
一、采区倾斜长度 (1)采区斜长的确定: 采区斜长的确定: 通常在矿井开拓确定阶段高度时考虑。 通常在矿井开拓确定阶段高度时考虑。在阶段高度已 定的情况下,采区斜长已基本上是定值。 定的情况下,采区斜长已基本上是定值。但因煤层倾角 的变化,各采区斜长可能有所不同。 的变化,各采区斜长可能有所不同。
区段斜长=工作面长度宽度+区段平巷宽度+ 区段斜长=工作面长度宽度+区段平巷宽度+护巷煤柱宽度 区段平巷宽度一般取2 区段平巷宽度一般取2~3m 根据矿山压力的大小和所取的护巷方法取0 15m。 根据矿山压力的大小和所取的护巷方法取0~15m。
二、采区走向长度
采区走向长度是确定采区范围的一项重要参数,需要根据采区 的煤层地质条件、开采机械化水平、采区巷道布置方式和技术经 济效果等因素加以确定。 加大采区长度的优点: 加大采区长度的优点: 能充分发挥机械的效能,减少工作面搬家次数, ( 1 ) 能充分发挥机械的效能 , 减少工作面搬家次数, 提高劳动 生长率; 生长率; 采区数目减少,可相对减少采区上下山、 ( 2 ) 采区数目减少 , 可相对减少采区上下山 、 车场和硐室的掘 进工作量,降低掘进费用; 进工作量,降低掘进费用; 减少采区上下山煤柱和采区边界煤柱的损失, (3)减少采区上下山煤柱和采区边界煤柱的损失,提高采区回采 率; (4)有利于采区和矿井的合理集中生产。 有利于采区和矿井的合理集中生产。
3、倾斜长壁工作面的推进方向,根据具体Βιβλιοθήκη Baidu情况,可仰斜向上推进,也可俯斜向下推进。 煤层顶板淋水较大或采空区注浆防火时,仰斜 开采有利于疏干工作面,保证工作面良好的工 作环境;或煤层厚度较大、煤质松软,或瓦斯 含量较大时,仰斜开采有利于减少工作面瓦斯 含量或减少煤壁片帮程度。
存在问题: 存在问题: (1)长距离的倾斜巷道,使巷道掘进、辅助运输 及行人比较困难; (2)目前生产设备,不能完全适应倾斜长壁工作 面的要求; (3)大巷装车点较多,尤其当工作面单产低,同 采工作面个数较多时更加突出; (4)有时在生产中存在污风下行的问题。
在许多矿井中, 在许多矿井中 , 往往存在若干煤层相距远近 不等。在这种情况下,应根据煤层间距, 不等。在这种情况下,应根据煤层间距,将间距 较近的几层煤化成一组, 较近的几层煤化成一组,实行分组联合布置共用 巷道。这种根据煤层远近将其划分若干个分组, 巷道。这种根据煤层远近将其划分若干个分组, 在每个分组范围所包括的几个煤层内设置共用巷 开采组内各煤层, 道,开采组内各煤层,这样的采区联合布置方式 称为分组联合布置。 称为分组联合布置。
第二节
煤层群采区 巷道联合布置
一、煤层群采区巷道联合布置的实质及特点
(一)煤层群采区巷道布置及生产系统
(二)采区巷道联合布置的特点 1.共用采区上山的位置 2. 煤层间的联系方式 3. 煤层群的开采顺序
二、采区联合布置的类型
根据开采煤层数目的多少、层间距离大小、地质构造、 顶低板岩石性质、煤层厚度、采区储量、采区生产能力 联合布置和分 等因素,采区巷道联合布置的方式有集中联合布置 分 联合布置 组联合布置两种。 组联合布置 矿井内全部可才煤层的采区巷道联合布置方式称为 集中联合布置。集中联合布置方式具体又可分为共用采 集中联合布置 区上(下)山的联合布置和共用采区上(下)山同时共 用区段平巷的联合布置方式。
(2)采区划分为区段 在采区内, 在采区内 , 通常要把采区划分为若干各区段进行回 划分区段时要根据煤层赋存条件、地质构造、 采,划分区段时要根据煤层赋存条件、地质构造、沼气 涌出量等地质因素,以及机械设备类型、 涌出量等地质因素,以及机械设备类型、技术管理水平 等技术经济因素综合加以考虑, 等技术经济因素综合加以考虑,确定合理的区段斜长和 区段数目。 区段数目。 (3)区段的斜长
(5)确定合理的采区生产能力考虑因素 采区地质条件、煤层生产能力、机械化程度和 采区内工作面接替关系等。
五、 采区回采率和采区煤柱 (一)采区回采率 采区回采率是反映采区巷道布置效果的主要参数, 它是指采区工业储量中,设计或实际采出的那一部分储 量,约占工业储量的比例,以百分数表示:
采区回采率(%)= 采区回采率(%)=
四、倾斜长壁采煤法的适用条件
根据目前的设备条件,主要适用于 (1)倾角在12度以下的煤层; (2)在对工作面设备采取一些措施后,可应用与 12度~17度的煤层; (3)对于倾斜和斜交断层较多的区域,能大致划 分成较规则条带的情况下,可考虑采用倾斜长壁 采煤法或伪斜长壁采煤法;
第五节 采区主要参数
(4)供电系统 高压电缆由井中央变电所,经大巷、采区运输石门、 下部车场、采区运输上山至采区变电所,降压后的低电 压,由低电压电缆分别引向回采和掘进工作面附近的配 电点,以及上山运输机、绞车等用电地点。
三、单面采区巷道布置(如图P212) 单面采区巷道布置(如图P212) P212
双面采区与单面采区相比,具有同一区段内可两 翼工作面相向同时回采,有利于集中生产;采区走向长 度可达1500~2000m,因而减少了阶段内的采区数目, 即减少了上山运输设备的安装、拆卸工作,也减少了采 区上山和车场的开掘费用,可提高劳动生产率;由于阶 段内采区数目减少,从而减少了采区上山和采区边界的 煤柱损失,有利于提高采区回采率;阶段运输平巷内生 产和装载工作比较集中,管理方便等有点。 双面采区的主要缺点是通风系统和采区中部车场较复 杂,采区内存在一翼反向运输,采区上(下)上受两侧 采动影响,以及要求地质条件较简单等。
(二)采区煤柱尺寸
采区煤柱是保持巷道处于良好状态的需要,采区煤柱 尺寸与煤层赋存状态、煤体强度、矿山压力和巷道服务 年限等因素有关 区段运输平巷与轨道平巷间留设区段煤柱时,薄及 薄及 中厚煤层不小于8~15m,厚煤层 厚煤层不小于15~20m;为了 中厚煤层 厚煤层 隔离采区,防止发生火灾、水害和瓦斯涌出的影响,在 采区边界留设的采区隔离煤柱,一般宽为10m左右。 一般宽为10m左右 一般宽为10
三、采区生产能力
(1)采区生产能力 是指单位时间内采区所能生产煤炭的数量。一般以 采区日产量(t)或年产量(t/a)来表示。是采区内同 时生产回采工作面和掘进工作面的总和 (2)采区生产能力是一项综合性指标 是工作面生产能力、平巷、上山运输能力,采区煤仓、 采区车场的通过能力相配合的结果 相配合的结果。 相配合的结果
(3)加大采区生产能力的优点 可以充分发挥采区主要巷道和设备效能,缩短巷道 维护时间,减少辅助生产环节,降低吨煤费用和提高效 率。对于生产矿井加大采区生产能力,可以减少同时生 产的采区数目,使矿井的生产和管理集中,相对减少了 巷道的维护量和辅助人员,降低生产成本。 (4)提高采区生产能力的主要措施 1)采区巷道联合布置 2)提高回采工作面单产 3)适当增加采区内同采工作面数目 4)提高采区车场通过能力
一、单一煤层倾斜长壁采煤法巷道布置
例:13-9所示 1、巷道掘进顺序 2、生产系统 (1)运煤系统(2)运料系统 (3)通风系统
二、倾斜长壁开采煤层群的巷道布置
看图P13-10
三、倾斜长壁采煤法巷道布置特点
1、取消了采区上下山,减少了采区车场等巷 道和硐室,简化了巷道布置系统,减少了巷道掘 进工程量,降低了巷道掘进费、维护费和运输费、 减少了煤柱损失。 2、运输和通风巷道沿煤层倾斜直线开掘,可 保证回采工作面长度基本不变,有利于综合机械 化采煤。
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