單一走向長壁采煤法采煤系統(tǒng)

1、煤礦開采學(xué) Coal Mining Science,資源與環(huán)境工程學(xué)院,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,第十章 單一走向長壁采煤法采煤系統(tǒng),10.1 示例10.2 采煤系統(tǒng)分析10.3 單一走向長壁采煤法的應(yīng)用,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,單一走向長壁采煤法適用條件 緩斜、傾斜薄及中厚煤層，緩斜3.5~5.0m厚煤層示例基本開采條件 該采區(qū)開采一層煤，為薄或中厚煤層，煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)

2、構(gòu)造簡單，瓦斯涌出量小，采區(qū)沿傾斜劃分為三個(gè)區(qū)段，普通機(jī)械化采煤，采區(qū)走向長度1200m。 單一煤層采區(qū)巷道布置如圖10.1所示。,10.1 示例,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.1 示例,1-采區(qū)運(yùn)輸石門；2-采區(qū)回風(fēng)石門；3-采區(qū)下部車場；4-軌道上山；5-運(yùn)輸上山；6-上部車場；7,7’-中部車場；8,8’,10-區(qū)段回風(fēng)平巷；9,9’-區(qū)段運(yùn)輸平巷；11-聯(lián)絡(luò)巷；12-采區(qū)煤倉；13-采區(qū)變

3、電所；14-絞車房。,單一煤層采區(qū)巷道布置,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.1 示例,采準(zhǔn)工作順序 （1）采區(qū)運(yùn)輸石門1—采區(qū)下部車場3—軌道上山4和運(yùn)輸上山5—采區(qū)上部車場6與采區(qū)回風(fēng)石門2—回風(fēng)平巷10 （2）中部車場7—回風(fēng)平巷8和運(yùn)輸平巷9—聯(lián)絡(luò)巷11—開切眼 （3）采區(qū)煤倉12、變電所13和絞車房14注1：8和9傾斜間距一般8~15m；回風(fēng)巷8超前運(yùn)輸巷100~150m；上山間距20m；聯(lián)絡(luò)巷間距8

4、0~100m；隨著第一區(qū)段的回采，應(yīng)及時(shí)開掘第二區(qū)段的中部車場7’、回風(fēng)平巷8’、運(yùn)輸平巷9’和開切平眼。注2：先采第一區(qū)段、再采第二區(qū)段，從上向下的順序開采稱為區(qū)段下行式開采順序。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.1 示例,運(yùn)煤系統(tǒng) 工作面—運(yùn)輸平巷9—運(yùn)輸上山5—采區(qū)煤倉—采區(qū)運(yùn)輸石門 注：工作面、運(yùn)輸平巷采用刮板輸送機(jī)。運(yùn)料排矸系統(tǒng) （1）物料自下部車場3—軌道上山4—上部車場6—回風(fēng)平巷10—采煤

5、工作面。 （2）區(qū)段回風(fēng)巷8，8’和運(yùn)輸巷9，9’所需的物料，自軌道上山4經(jīng)中部車場7，7’送入 。 （3）掘進(jìn)巷道所出的煤和矸石從各平巷運(yùn)出，經(jīng)軌道上山運(yùn)至下部車場注：軌距600mm；礦車、平板車運(yùn)輸。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.1 示例,通風(fēng)系統(tǒng) （1）采煤工作面：采區(qū)運(yùn)輸石門1—下部車場3—軌道上山4—中部車場7—分成兩翼至平巷8—聯(lián)絡(luò)巷11—運(yùn)輸巷9—工作面—回風(fēng)巷10：右翼：采區(qū)回風(fēng)石

6、門2；左翼：車場繞道6—采區(qū)回風(fēng)石門2 （2）掘進(jìn)工作面：軌道上山4—中部車場7’—兩翼送到平巷8’—在平巷內(nèi)由局部通風(fēng)機(jī)送到工作面—運(yùn)輸巷9’—運(yùn)輸上山5—采區(qū)回風(fēng)石門 （3）采區(qū)絞車房和變電所由軌道上山直接供給。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.1 示例,供電系統(tǒng) （1）高壓電纜：由井底中央變電所—大巷—采區(qū)運(yùn)輸石門—下部車場—運(yùn)輸上山—采區(qū)變電所 （2）低壓電纜：采區(qū)變電所—各工作面配電點(diǎn)

7、、輸送機(jī)和絞車房用電點(diǎn)壓氣和安全用水系統(tǒng)巷道類型回采巷道：直接為回采工作面服務(wù)——開切眼和區(qū)段平巷：運(yùn)輸巷（輸送機(jī)巷、機(jī)巷）回風(fēng)巷（軌道巷、風(fēng)巷、軌巷）；準(zhǔn)備巷道：為各區(qū)段服務(wù)——上山巷道：運(yùn)煤上山（運(yùn)輸上山、輸送機(jī)上山），軌道上山以及通風(fēng)行人上山；采區(qū)上、中、下部車場 — 聯(lián)結(jié)采區(qū)上山與區(qū)段平巷，作為運(yùn)輸轉(zhuǎn)載用的準(zhǔn)備巷道； 安裝機(jī)械電氣設(shè)備用的硐室：絞車房、變電所、煤倉等；附屬于上述各類巷道的聯(lián)絡(luò)巷。,山東科技大學(xué)資源

8、與環(huán)境工程學(xué)院,10.2.1 區(qū)段的參數(shù)區(qū)段參數(shù)包括：區(qū)段斜長和區(qū)段走向長度區(qū)段斜長采煤工作面長度、區(qū)段煤柱寬度及區(qū)段上下兩平巷寬度之和為區(qū)段斜長。采煤工作面長度：一般為120~180m；薄煤層較短，綜采不小于150m區(qū)段煤柱：一般8~15m；薄煤層取下限區(qū)段平巷：普采2.5~3.0m；綜采4.0~4.5m區(qū)段走向長度：采區(qū)走向長度區(qū)段走向長度為采煤工作面連續(xù)推進(jìn)長度，普采不小于500m，綜采不小于1000m。,10.2

9、 采煤系統(tǒng)分析,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2.2 區(qū)段平巷的坡度和方向在實(shí)際工作中為了便于排水和有利于礦車運(yùn)輸，平巷都是按照一定坡度(0.5%~1.0%)布置和掘進(jìn)的。普通機(jī)械化采煤的區(qū)段平巷布置 區(qū)段回風(fēng)平巷：采用礦車、平板車運(yùn)輸；要求巷道基本水平、 保持一定流水坡度、允許巷道有一定彎曲；巷道沿煤層按腰線掘進(jìn)。區(qū)段運(yùn)輸平巷：采用刮板輸送機(jī)運(yùn)輸；要求巷道直，允許有一定坡度；巷道沿煤層按中線掘進(jìn)。綜合機(jī)械化采煤的區(qū)段

10、平巷布置要求上下兩平巷做到直線且互相平行參見圖10.2。,10.2 采煤系統(tǒng)分析,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,,(a)炮采、普通機(jī)械化采煤 (b)綜合機(jī)械化采 圖10.2 區(qū)段平巷的坡度及方向,1-區(qū)段運(yùn)輸平巷；2(2’)-區(qū)段回風(fēng)(軌道)平巷；3-聯(lián)絡(luò)巷；4-煤層底板等高線,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,10.2.3區(qū)段平巷的單巷布置和雙巷布置普通

11、機(jī)械化采煤雙巷布置：區(qū)段軌道平巷超前區(qū)段運(yùn)輸平巷，沿腰線掘進(jìn)。 優(yōu)點(diǎn)：探明煤層變化情況，輔助運(yùn)輸、排水，有利于掘進(jìn) 通風(fēng)和安全,由上區(qū)段工作面立即轉(zhuǎn)到下區(qū)段工作面，可減少軌 道巷的維護(hù)時(shí)間。 缺點(diǎn)：下區(qū)段軌道平巷維護(hù)比較困難，增加聯(lián)絡(luò)巷掘進(jìn)費(fèi)。單巷布置：瓦斯含量不大，煤層埋藏穩(wěn)定，涌水量不大，注意：加強(qiáng)掘進(jìn)通風(fēng)，減少風(fēng)筒漏風(fēng)。一般綜采工作面區(qū)段平巷布置綜采工作面

12、特點(diǎn),山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,(1) 設(shè)備多，重量大。如采煤機(jī) 8 ? 12 t；支架17 t 左 右。 (2) 設(shè)備功率大，有液壓系統(tǒng)，供電系統(tǒng)及其附屬設(shè)備，液壓泵站， 移動(dòng)變電站，轉(zhuǎn)載機(jī)等。 (3) 設(shè)備安裝、拆卸及運(yùn)輸費(fèi)工耗時(shí)。 (4) 采面產(chǎn)量高。 (5) 巷道斷面尺寸大。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析

13、,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,雙巷布置：巷道斷面較小，缺點(diǎn)：需要進(jìn)行移置和從新拆接電纜和油管等工作，給生產(chǎn)、維修帶來不便。如：配電點(diǎn)和泵站所用的電纜和油管由一個(gè)聯(lián)絡(luò)巷到另一個(gè)聯(lián)絡(luò)巷。,由于綜采時(shí)要求工作面等長布置，下區(qū)段軌道巷也要沿中線布置，僅可對區(qū)段運(yùn)輸巷的積水起到疏導(dǎo)作用，有時(shí)候需要護(hù)巷，一般大多數(shù)采用單巷布置。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,,在低瓦斯、煤層傾角小于10

14、76;、允許采用下行風(fēng)的條件下，可采用將配電點(diǎn)和變電站布置在區(qū)段上部平巷中，稱為分巷布置法，區(qū)段上部平巷進(jìn)風(fēng)，區(qū)段運(yùn)輸巷回風(fēng)。但注意：對瓦斯和煤塵的管理。,對于瓦斯含量很大的礦井，要對工作面和采空區(qū)瓦斯進(jìn)行抽放，此時(shí)可采用回風(fēng)巷雙巷布置。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,單巷布置：由于巷道斷面較大，不利于巷道掘進(jìn)和維護(hù)，要求平巷采用強(qiáng)度較高的支護(hù)材料，如梯形金屬支架或U型鋼拱可縮性支架，條件適宜，可采用錨桿支護(hù)

15、。,b-設(shè)備分巷布置，c－電氣設(shè)備設(shè)在區(qū)段運(yùn)輸巷,１－轉(zhuǎn)載機(jī)，２－膠帶運(yùn)輸機(jī)，３－變電站，４－泵站，５－配電站。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,一條半巷布置 上區(qū)段機(jī)巷掘出，下區(qū)段風(fēng)巷掘一半 優(yōu)點(diǎn)：同雙巷布置，利于接替，一半長巷道易維護(hù)。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,10.2.4 單工作面與雙工作面布置雙工作面布置-對拉

16、工作面對拉采面生產(chǎn)系統(tǒng),1—中間運(yùn)輸平巷 2—上軌道平巷 3—下軌道平巷,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,（1） 運(yùn)煤：上采面下運(yùn),下采面上運(yùn):下工作面應(yīng)短一些,根據(jù)煤層傾 角和工作面輸送機(jī)的能力而定 （2） 通風(fēng)： （1）1 — 進(jìn)風(fēng)，2、3 — 回風(fēng)，下采面下行風(fēng)； （2）2、3 — 進(jìn)風(fēng)，1 — 回風(fēng)，上采面下行風(fēng)； (3)串聯(lián)摻新

17、，3、1 — 進(jìn)風(fēng)，2 — 回風(fēng)。上、下采面錯(cuò)距： 一般5m ，木垛維護(hù)。優(yōu)、缺點(diǎn)及適用： 優(yōu)點(diǎn) — 減少平巷掘進(jìn)量和維護(hù)量；采出率高；占用設(shè)備少；生產(chǎn)集 中；管理方便。 缺點(diǎn) — 上、下采面交接處難維護(hù)。 適用：非綜采工作面；頂板中等穩(wěn)定以上；瓦斯少。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,10.2.5 工作面回采順序 后退式、前進(jìn)式、往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式

18、采面后退式： 由采區(qū)邊界附近向采區(qū)運(yùn)煤上山方向推進(jìn)回采順序。 適用：我國廣泛應(yīng)用,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,采面前進(jìn)式： 采面由采區(qū)上山附近向采區(qū)邊界方向回采，區(qū)段平巷無需預(yù)先掘 進(jìn)，只需隨工作面推進(jìn)在采空區(qū)中留出既所謂沿空留巷。,問題：少掘巷；采出率高；要求支護(hù)技術(shù)和手段好；要防漏風(fēng)；留巷困難。適用：地質(zhì)構(gòu)

19、造簡單時(shí)使用。采用較少,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,采面往復(fù)式回采： 上采面前進(jìn)式，沿空留巷；下采面后退式，沿空留巷，前兩種方式的結(jié)合兩種方式的優(yōu)缺點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：縮短搬家距離；采出率高；少掘巷道。 適用：在采區(qū)邊界布置有邊界上山時(shí)應(yīng)用更為有利。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,旋轉(zhuǎn)往復(fù)式回采：

20、 使綜采面旋轉(zhuǎn)180?，與往復(fù)式回采相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工作面不搬遷而連續(xù)回采，沿空留巷。 優(yōu)點(diǎn)：采面不搬家；少掘巷； 缺點(diǎn)：煤損大；回采技術(shù)復(fù)雜；轉(zhuǎn)折點(diǎn)難維護(hù)，設(shè)備折損嚴(yán)重。 適用：應(yīng)用較少。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,10.2.6 區(qū)段間無煤柱護(hù)巷 采用區(qū)段無煤柱護(hù)巷，使區(qū)段平巷沿采空區(qū)布置，可避免和消弱支承壓力的影響，改善巷道維護(hù)狀況，減少煤損。沿

21、空留巷前進(jìn)式沿空留巷 采面前進(jìn)式回采， 沿采空區(qū)留出平巷。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,后退式沿空留巷：,先掘區(qū)段平巷到采區(qū)邊界，采面后退回采，沿采空區(qū)留出平巷，為下區(qū)段服務(wù)。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,往復(fù)式沿空留巷：,沿空留巷適用： 緩斜和傾斜，厚2m以下的薄及中厚煤層。沿空留巷比較困

22、難，使用的比例有下降的趨勢。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,沿空掘巷 定義：沿著已采工作面的采空區(qū)邊緣掘進(jìn)區(qū)段平巷。利用采空區(qū)邊緣壓力較小，沿著上覆巖層已垮落穩(wěn)定的采空區(qū)邊緣或僅留很窄的煤柱掘巷。,優(yōu)點(diǎn)：雖沒有減少區(qū)段平巷的數(shù)目，但是不留或少留煤柱，減少煤損，減少聯(lián)絡(luò)巷，減少巷道維修工程量，甚至不用維修，對巷道支護(hù)要求也不嚴(yán)格。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,沿空掘巷時(shí)回

23、采面接替順序,區(qū)段跳采接替：在采空區(qū)上覆巖層尚未垮落穩(wěn)定之前不能進(jìn)行沿空掘巷。 優(yōu)點(diǎn)：區(qū)段跳采接替方便；巷道掘進(jìn)量少； 缺點(diǎn)：生產(chǎn)分散；“孤島”采煤礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)烈；在深部煤層開采時(shí)易出現(xiàn)沖擊地壓 適用：采區(qū)區(qū)段數(shù)目多。,2區(qū)段回采，4區(qū)段正在煤體中掘進(jìn)上下兩平巷，1、3、5區(qū)段將采用沿空掘巷，回采順序?yàn)?-4-1-3-5,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,區(qū)段依次接替： 區(qū)段平

24、巷雙巷布置，留煤柱20? 30m（為了護(hù)巷），回收部分煤柱。沿空掘巷的目的： 工作面通風(fēng)，運(yùn)料仍利用軌道巷，在軌道巷近工作面處設(shè)風(fēng)簾擋風(fēng)。適用：區(qū)段數(shù)目少；礦壓大，不宜跳采時(shí)，缺點(diǎn)：增加了平巷及聯(lián)絡(luò)巷的工程量,下區(qū)段工作面回采時(shí)，在區(qū)段煤柱上部超前采煤工作面沿采空區(qū)掘巷，并隔一定距離通過聯(lián)絡(luò)巷與區(qū)段軌道巷相通。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,10.2.7 采場通風(fēng)方式與回采巷道布置工作面通風(fēng)的要

25、求,工作面有足夠風(fēng)量，符合安全規(guī)程，防止上隅角瓦斯聚積；沿空留巷時(shí)的巷旁應(yīng)采取防漏風(fēng)措施；風(fēng)流應(yīng)盡量單向順流，少折返逆流，系統(tǒng)簡單，風(fēng)路短。進(jìn)風(fēng)巷應(yīng)有足夠的斷面和數(shù)目。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,通風(fēng)方式U型通風(fēng),特點(diǎn):通風(fēng)系統(tǒng)簡單，漏風(fēng)少，風(fēng)流線路長，變化大。 適用：瓦斯不太大；瓦斯大，設(shè)瓦斯尾巷，即為 U+ L通風(fēng),山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,Z型通風(fēng),順流通風(fēng)方

26、式（進(jìn)風(fēng)流與回風(fēng)流的方向相同），風(fēng)路，通風(fēng)效果比U型好,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,Y型通風(fēng),當(dāng)工作面產(chǎn)量大和瓦斯涌出量大時(shí)，可以稀釋風(fēng)流中的瓦斯。上下平巷均進(jìn)新鮮風(fēng)流有利于上下平巷安裝機(jī)電設(shè)備，要求：設(shè)有邊界回風(fēng)上山，當(dāng)無邊界上山、區(qū)段回風(fēng)巷設(shè)在上平巷進(jìn)風(fēng)巷的上部時(shí)，偏Y型通風(fēng)。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,H型通風(fēng) 系統(tǒng)復(fù)雜，增加了風(fēng)量，稀釋瓦斯,采用較少。,W型

27、通風(fēng) 對拉工作面,有利于滿足上下工作面同采，實(shí)現(xiàn)集中生產(chǎn)的要求。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,采區(qū)煤層傾角較小，一翼走向長為800～1000m，有多條斷層將采區(qū)切割成不規(guī)則自然塊段，采用單一走向長壁采煤法。為減少斷層的影響，利用斷層切割的自然塊段劃分區(qū)段，區(qū)段平巷沿?cái)鄬诱劬€定向、分段取直平行布置。,10.2.8 受構(gòu)造影響時(shí)區(qū)段平巷的布置,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,

28、優(yōu)點(diǎn)：增加綜采工作面連續(xù)推進(jìn)長度、減少綜采搬遷次數(shù)，減少邊角煤的損失、增加采區(qū)的可采儲量、而且可以擴(kuò)大綜采的適用范圍，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。,山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,10.3 單一走向長壁采煤法的應(yīng)用,單一走向長壁采煤法是我國采煤法是應(yīng)用最廣泛的一種,這種采煤方法主要適用于頂板易于垮落的緩斜,傾斜薄及中厚煤層,近年來其應(yīng)用范圍有增大的趨勢. 從單一走向長壁采煤法的產(chǎn)量比重來看,近幾年來略成下降的趨勢.1980年產(chǎn)量比