准备巷道布置及参数详解课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十二章 准备巷道布置及参数分析,第一节,采区上山布置,一、上山位置,l,单一煤层布置,岩层中，煤层中,l,煤层群联合布置,煤组上部、中部或下部,岩层中，煤层中,（,一）煤层上山,沿煤层布置。（要求不破坏顶板的完整性）,1、,煤层上山特点,l,掘进速度快，联络巷工程少，费用低；,l,超前探煤作用；当,变化时，坡度对输送机不利；,l,需留煤柱保护；,l,上山围岩是煤和软岩；维护条件差；,l,上山与平巷的层面交叉，多开绕道工程；,l,受采动影响,（二）岩石上山,1、,岩石上山布置：,岩性要求： 布置于煤层底板稳定的岩层中，避免构造破坏,层间距要求（,h）,距煤层10,20,m,（二）岩石上山,2、,岩石上山特点,1）实例,张庄矿，开采,M=5 m，,煤层上山：维护费67.2元/,a.m，,煤柱宽100,m;,岩石上山:维护费2.0元/,a.m，,不留煤柱.,（二）岩石上山,2)优点：,l,维护费用低；,l,煤损少。可跨上山采，加大采面连续推进长度；,l,生产系统可靠，通风条件好，易封闭采空区，防自燃有利；,l,不受煤层倾角影响，可定向按坡度取直掘进,l,能合理处理上山与平巷的平面或立面相交工程，绕道工程量小。,（二）岩石上山（,rock rise ）,3）缺点：,l,岩石工程量大；,3、岩石上山,适用条件：,l,单一厚煤层（,3个分层），或近距煤层群联合布置；,l,采区服务年限,3年以上；,l,煤层底板岩层较稳定，无承压水。,留煤柱上山绞车房变形,（二）上山的倾角（坡度）,一般与煤层倾角一致；,当,有变化时，力求使上山保持固定坡度；,为满足运输要求，岩石上山可穿层布置：,当 15,20,时，“运上”调为15,，胶带机；,20,30,时，“运上”调为,30,，煤自溜。,三、采区上山数目及布置类型,（一）,上山数目,采区上山至少两条,轨道上山进风、辅运,运输上山运煤，回风,（二）上山布置类型,(1) 双煤上山,布置特点：,双上山置于下部薄及中厚稳定煤层中；,走向间距20,25,m，,两侧煤柱30,m,适用：,下部有薄及稳定的中厚煤层。,单一薄及中厚煤层。,(2) 一煤一岩上山,布置特点：,轨上沿煤层顶板布置；,运上沿底板岩层布置。,上山错距： 运上距煤层10,12,m,运上、轨上走向距20,m,适用：,A,小、服务年限短的采区。（,t, 3,时，均采用自溜；,搪瓷溜槽：,，可自溜。,铁板溜槽等，,=30,。,矿车运输,绞车或无极绳牵引矿车运输,生产能力小的采区 ：,矿车进采区采区煤仓口装煤；,矿车进采区在采面下口装煤。,A,小；运输不连续（间断式）、影响生产。,适用：轨道,600,mm、900mm，,与全矿大巷轨距一致。,矿车：,1,t,、,1.5t,绞车：视上山倾角、长度、生产任务等选用。,绞车,滚筒直径与绳长,滚筒直径（,m）,绳长（,m）,1.2,600,1.6,800,2.0,1000,2.5,1200,第二节 煤层群区段集中平巷的布置及层间联系方式,区段集中巷,区段集中运输平巷（集中机巷）：集中出煤,区段集中轨道平巷（集中轨巷）：运送物料等,布置区段集中平巷的目的,减少各层区段平巷的维护时间，降低维护费；,布置能力大的集中运输系统，减少设备占有数；,各层同采，合理集中生产。,一、区段集中平巷的布置方式,（一）机轨分煤岩布置,1、布置特点：,运输集中平巷置于煤层底板岩石内,轨道集中平巷置于煤层内,机轨分煤岩布置,石门联系方式 斜巷联系方式,1,运输上山；,2,轨道上山；,3,运输集中平巷；,4,轨道集中平巷；,5,层间运输联络石门,(,或斜巷,),；,6,层间轨道联络石门,(,或斜巷,),；,7,上区段分层超前运输平巷；,8,下区段分层超前回风,(,轨道,),平巷,9,层间溜煤眼；,10,区段轨道石门,(,或斜巷,),；,11,区段溜煤眼；,12,中部甩车场,机轨分煤岩布置,1,运输上山；,2,轨道上山；,3,运输集中平巷；,4,轨道集中平巷；,5,层间运输联络石门,(,或斜巷,),；,6,层间轨道联络石门,(,或斜巷,),；,7,上区段分层超前运输平巷；,8,下区段分层超前回风,(,轨道,),平巷,9,层间溜煤眼；,10,区段轨道石门,(,或斜巷,),；,11,区段溜煤眼；,12,中部甩车场,2、区段集中平巷与工作面超前平巷,斜巷联系,溜眼,30,，煤自溜，少占设备；,斜巷20,，施工条件差；辅运和行人不便（设绞车）,适用：,15,；层间距10,15,m。,机轨分煤岩布置,机轨分煤岩布置,施工方便；利用石门布置中部车场，辅运环节少；行人方便。,当,很小时，石门长，工程量大；运煤占设备多。,适用：,的煤层；层间距,10,15,m,。,区段集中平巷与工作面超前平巷,石门联系,3、,区段集中平巷与采区集中上山的联系方式,一般考虑：,运输方式；,（1）集中“轨上”与集中“轨巷”联系 石门、斜巷,（2）,集中机巷 溜煤眼 集中“运上”。,4、机轨分煤岩布置优缺点,集中机巷沿岩层布置：,易定向取直或分段取直，满足输送机要求；,本区段运煤，下区段回风，服务时间长，岩层中易维护；,实现各层同采，上下区段同采。,4、机轨分煤岩布置优缺点,集中轨巷沿煤层布置：,探煤层走向的变化，为集中机巷定向；,采掘互不干扰，利于接替，便于在上分层采空区后反向掘进下分层的超前机巷,易于掘进；,受多次采动影响，维护困难；,泄水。,5、机轨分煤岩布置适用,煤层多，,A,大；层间距,10,15,m,。,（二）机轨双岩巷布置,1、布置特点,双岩巷相同标高布置,3,集中机巷,， 4,集中轨巷,平行布置于同水平底板岩层中，掘进联系方便。,（淮南实例）,2联系方式,759 311 1,86,4,12,2,1,运输上山,2,轨道上山,3,运输集中平巷,4,轨道集中平巷；,5,层间运输联络石门,6,层间轨道联络石门,7,上区段分层超前运输平巷,8,下区段分层超前回风,(,轨道,),平巷,9,层间溜煤眼,10,区段轨道石门,11,区段溜煤眼,12,中部甩车场,机轨双岩巷布置,双岩巷不同标高布置：,3,集中机巷，4 集中轨巷,布置于不同水平的底板岩层中 主、辅运干扰小,3,、,机轨双岩巷布置优缺点,利于上、下区段同采，分层同采，,A,大；,岩石工程量大，准备时间长,4、机轨双岩集中巷布置适用,煤层数多，生产时间长，煤巷难以维护。,（三）机轨合一巷布置,1、布置特点：,胶带机和轨道布置在同一大断面岩巷内；,1）布置方式,l,机轨合一巷的轨道置于远离煤层一侧，轨上通过中部车场直接与3相连，不穿越输送机；平石门与各分层平巷联系则需穿输送机，抬高输送机。,少一条岩巷，减少了工程量,易维护,设备集中，易管理,断面大，施工定向困难,中部车场轨道与输送机交叉，交叉点施工复杂,上、下区段不能同采、通风难解决。,3、适用：,煤层多，,A,大的采区。,2、机轨合一巷分析,（四）机轨双煤巷布置,1、布置特点,运输集中巷和轨道集中巷均置于下部薄及中厚煤层中。,2、机轨双煤巷布置分析,岩巷工程量小，掘进速度快，缩短准备时间；,利于上、下区段回采，分层回采，,A,大；,受采动影响大，维护工程量大。,3、机轨双煤巷布置适用,：煤层多，下部有薄及中厚煤层、围岩稳定。,第三节,采区（盘区）参数,一、采区倾斜长度,采区斜长在开拓部署时已定，大致为定值,1、区段斜长,1）回采工作面斜长影响因素：,（1）,受地质条件、技术条件（设备）、通风能力等因素影响；,（,2,）当前开采技术条件，工作面长度为,80250,m,。,l,巷,=3,4.5,m,l,柱,=0 ,20,m,l,区,=,l,采,+2,l,巷,+,l,柱,区段斜长,2、区段数目,在保证,l,采,合理的前提下，划分区段。,采区斜长,n =,区段斜长,l,区,必须调整：,n,为整数；,要充分考虑断层；,使采区大部分地区都处于工作面合理长度范围内。,缓斜煤层,n = 4,5（,个）,倾、急斜层,n,2,3,（,个）,二、采区生产能力,采区生产能力-,采区内同时生产的采煤工作面和掘进工作面产量之和，单位一般是万吨/年,1、采面生产能力,A,0,（,万,t / a,）,A,0,= L,V,0,m,c,0,式中,L,采面长，,m,；,V,0,采面年进度，,m/a；,综采：,1000,1200,m;,普采：,600,m;,炮采：,400,m ,采高，,m；,容重，,t/m,3,；,c,0,采面采出率,采区生产能力,采区生产能力,c,0,采面采出率,薄煤层 0.97,中厚煤层 0.95,厚煤层 0.93,2、,采区同采工作面数目,缓倾斜煤层： 综采 一般1 采面；,普采 1,2个采面同采。,急斜煤层炮采： 2,3个采面同采。,3、采区生产能力,A,B,（,万,t/a,）：,式中：,n ,同采工作面数，个；,K,1,采区掘进出煤系数，,K,1,=1.1；,K,2,采面之间出煤影响系数，,当,n = 2,时，,K,2,= 0.95; n = 3,时,K,2,= 0.90,采区生产能力,一般综采：,80,100,万吨,/,年,大功率综采：,200,300,万吨,/,年,普采：,45,60,万吨,/,年,炮采：,30,45,万吨,/,年,三、采区走向长度,问题及主要影响因素,采区走向长度 = 采面连续推进长度 + 采区间煤柱尺寸,随科技进步，采面单产和采区生产能力提高，矿井生产合理集中，采区尺寸日趋扩大。,加大采区走向尺寸的好处,加大采区走向尺寸的好处,相对减少上（下）山、车场及硐室的掘进工程量；,减少采区边界煤柱、上（下）山煤柱损失；,增大采区储量和服务年限，利于接替；,利于采区和矿井合理集中生产，提高采区,A；,减少采面搬家次数。,确定采区走向长度主要影响因素,（一）地质因素,断层、倾角和厚度变化大处、变薄带处,“,三下”压煤、必须留煤柱处，采区以此为界；,煤层顶底板岩性 松软 支护、维护困难;,煤的自燃发火期短 区段一翼较短。,（,二）技术因素,区段巷道的掘进、维护、运输、供电等因素。,掘进,掘进受局扇通风影响,单巷掘进1000,m,运输,i、,刮板机,多台串联事故多，费用高，一般不超过5台,采区一翼为400500,m,双翼采区走向长度为8001000,m,ii,、,胶带机,宽800,mm：500 m,宽1000,mm：800,1000 m,不限制采区走向长度,采区走向长度主要影响因素,区段巷道维护技术,煤巷维护困难：随采面推进，受采动影响，多次维修,采区走向长度主要影响因素,采区走向长度主要影响因素,支护技术,U,型钢拱形棚、工字钢梯形棚、锚杆,锚网支护可加大巷道长度,平六矿、,J,5 -6,煤，,M=3.5 m，,区段巷长,2430,m,。,采区走向长度主要影响因素,供电：,i、380v,供电，采区一翼长可达400,m,；,ii、660v,供电，采区一翼长可达700,m,1000 m；,iii、,移动变电站，1140,v,供电，可达1000,m,以上，采区走向长度不受限制。,采区走向长度主要影响因素,设备检修时间,原煤炭部规定一年左右为倒面周期。,即：,综采设备连续推进时间,+,检修倒面时间,= 1,年,。,（二）经济因素,经济合理的采区走向长度,经济上合理 吨煤费用最低。,采区走向长度增加吨煤费用减少,石门、上山掘进费、切眼掘进、设备按装费,采区走向长度增加吨煤费用增加,区段巷道维护费,采区走向长度与吨煤费用无关,区段巷道掘进费,吨煤费用,采区走向长度,缓斜煤层：,不受地质条件限制的普采、炮采双翼采区： 一般 1000,1500,m,不受地质条件限制的综采双翼采区：,一般 2000（1600）,2430,m,大柳塔推进4000,6000,m,急斜煤层：,双翼采区走向长1000,m,单翼采区走向长500,m,采区走向长度,采区边界划分,(1),采区间垂直划分，其境界线与煤层倾斜线一致。,(2),利用自然条件作为采区的边界，尽量使采区有合理的走向长度。,大的断层、煤层变薄带、局部不可采、或火成岩侵入煤层形成较厚的岩墙，或是地面有河流、湖泊、铁路、建筑物，需要留设安全煤柱。,采区边界划分,(3),上下煤层,(,组,),的采区划分应一致。,(4),多水平开采的矿井，要求上下水平的采区石门，采区上山相互对应，即采区划分一致。,(5),暂不能开采的块段，如某些临时煤柱、待迁村庄压煤等可暂不划分采区，作为呆滞煤量。,缓斜煤层：,不受地质条件限制的普采、炮采双翼采区： 一般 1000,1500,m,不受地质条件限制的综采双翼采区：,一般 2000（1600）,2430,m,大柳塔推进4000,6000,m,急斜煤层：,双翼采区走向长1000,m,单翼采区走向长500,m,采区走向长度,四、采区采出率,采区工业储量,-,开采损失,采区采出率,=,100%,采区工业储量,开采损失：,（1）采面落煤损失：3,7%,（2）区段煤柱、上山煤柱、采区边界煤柱等,采区采出率,煤层 国家规定的采区采出率,厚煤层 0.75,中厚煤层 0.80,薄煤层 0.85,工作面采出率,工作面实际出煤量,工作面采出率= ,100%,工作面实际储量,煤层 国家规定的,工作面,采出率,厚煤层 0.93,中厚煤层 0.95,薄煤层 0.97,五、采区煤柱尺寸,经验法,1、,上（下）山煤柱,岩石上（下）山可不留煤柱（跨上、下山开采）,煤层上（下）山本层中的煤柱：,煤层 煤柱沿走向一侧宽度（,m）,薄及中厚 20,厚煤层 30,40,采区煤柱尺寸,2、区段煤柱,煤层,区段煤柱宽度（,m,）,薄及中厚,8,15,厚煤层,15,20,原则上区段巷道应沿空掘巷,3,5,3、运输大巷及总回风巷保护煤柱,大巷布置在底板岩石中，其上可不留煤柱（跨大巷开采）,大巷布置在煤层中，本层中一侧的煤柱：,煤层,一侧的煤柱,宽度（,m）,近水平 40,缓斜,25,40,倾斜,15,25,急斜,10,15,采区边界煤柱,4、采区边界煤柱：一般,10,m,5、断层煤柱,断层落差 断层一侧煤柱宽度（,m）,落差很大（,10,m） 30,落差大 （,5,m） 10,15,落差很小（,3,m）,不留煤柱,第四节,煤层群开采顺序,煤层间、厚煤层,分层,间及煤组间先采标高高的煤层、分层或煤组，后采标高低的煤层、分层或煤组称为,下行式开采顺序,，反之，则称为,上行式开采顺序,。,一、缓斜及倾斜煤层群开采顺序,（一）下行式开采顺序,1、下行式开采顺序：,有利于下层煤的开采和巷道维护。,上层煤开采时应尽量不留或少留煤柱。,2、同区段内上、下层采面同采超前关系,L,min,= M,ctg,+,（,2025,）,+ b,，（,m,）,当上、下层间距较小，上、下采面应保持合理的超前关系，其最小距离,L,式中：,M ,层间距，,m；,岩石移动角，（坚硬岩石为60,75,，软弱岩石为45,）。,b ,上煤层采面最大控顶距，,m。,再生顶板假顶，上下分层采面滞后时间至少,4,6,个月,第五节 开采准备系统的改革及发展方向,1、多样化,国有重点煤矿主要采用采区式、盘区式和带区式准备。,采区式仍然是我国主要的准备方式。,盘区式准备方式呈下降趋势,我国煤矿开采准备系统的改革及发展方向,2、大型化,采(盘、带)区尺寸增大，可采储量增多，生产能力增大。,我国煤矿开采准备系统的改革及发展方向,综采采区仍以集中上山联合准备为主，上山大多布置在底板岩石中，实现跨上山开采，取消上山煤柱。,集中平巷(分带斜巷)的联合准备在综采采区已日趋减少。,我国煤矿开采准备系统的改革及发展方向,3、高产高效生产集中化,矿井产量增加，同采工作面数减少，开拓系统简化与集中。,高产高效矿井由12面达产。,我国煤矿开采准备系统的改革及发展方向,4、单层化和全煤巷化,在单一煤层中，进行集中开拓、集中准备、集中回采.,采用全煤巷布置、大幅度或全部取消岩石巷道，最大限度利用综掘设备,改善辅助运输系统,我国煤矿开采准备系统的改革及发展方向,我国煤矿开采准备系统的改革及发展方向,思考题,区段集中巷分煤岩布置特点及适用条件。,煤层上山、岩石上山布置特点及适用条件。,如何选择采区上山的层位及坡度。,煤层上山与煤层区段平巷在维护方面有哪些特点？,确定采区走向长度的主要因素？,如何确定采区生产能力？,采区采出率及其规定？,