第十章 單一走向長壁采煤法采煤系統(tǒng).ppt

1、煤礦開采學 Coal Mining Science,資源與環(huán)境工程學院,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,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用,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,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3.55.0m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)，地質構造簡單，瓦斯涌出量小，采區(qū)沿傾斜劃分為三個區(qū)段，普通機械化采煤，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,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.1 示例,1-采區(qū)

2、運輸石門；2-采區(qū)回風石門；3-采區(qū)下部車場；4-軌道上山；5-運輸上山；6-上部車場；7,7-中部車場；8,8,10-區(qū)段回風平巷；9,9-區(qū)段運輸平巷；11-聯(lián)絡巷；12-采區(qū)煤倉；13-采區(qū)變電所；14-絞車房。,單一煤層采區(qū)巷道布置,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.1 示例,采準工作順序 （1）采區(qū)運輸石門1采區(qū)下部車場3軌道上山4和運輸上山5采區(qū)上部車場6與采區(qū)回風石門2回風平巷10 （2）中部車場7回風平巷8和運輸平巷9聯(lián)絡巷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815m；回風巷8超前運輸巷100150m；上山間距20m；聯(lián)絡巷間距8

3、0100m；隨著第一區(qū)段的回采，應及時開掘第二區(qū)段的中部車場7、回風平巷8、運輸平巷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。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.1 示例,運煤系統(tǒng) 工作面運輸平巷9運輸上山5采區(qū)煤倉采區(qū)運輸石門 注：工作面、運輸平巷采用刮板輸送機。 運料排矸系統(tǒng) （1）物料自下部車場3軌道上山4上部車場6回風平巷10采煤工作面。 （2）區(qū)段回風巷8，8和運輸巷9，9所需的物料，自軌道上山4經中部車場7，7送入 。 （3）掘進巷道所出的煤和矸石從各平巷運出，經軌道上山運至下部車場 注：軌距600mm；礦車、平板車運輸。,山東

4、科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.1 示例,通風系統(tǒng) （1）采煤工作面：采區(qū)運輸石門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)絡巷11運輸巷9工作面回風巷10：右翼：采區(qū)回風石門2；左翼：車場繞道6采區(qū)回風石門2 （2）掘進工作面：軌道上山4中部車場7兩翼送到平巷8在平巷內由局部通風機送到工作面運輸巷9運輸上山5采區(qū)回風石門 （3）采區(qū)絞車房和變電所由軌道上山直接供給。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,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)運輸石門下部車場運輸上山采區(qū)變電所 （2）低壓電纜：采區(qū)變電所各工作面配電點、輸送機和絞車房用電點 壓氣和安全用水系統(tǒng)

5、巷道類型 回采巷道：直接為回采工作面服務開切眼和區(qū)段平巷：運輸巷（輸送機巷、機巷）回風巷（軌道巷、風巷、軌巷）； 準備巷道：為各區(qū)段服務上山巷道：運煤上山（運輸上山、輸送機上山），軌道上山以及通風行人上山； 采區(qū)上、中、下部車場 聯(lián)結采區(qū)上山與區(qū)段平巷，作為運輸轉載用的準備巷道； 安裝機械電氣設備用的硐室：絞車房、變電所、煤倉等； 附屬于上述各類巷道的聯(lián)絡巷。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,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120180m；薄煤層較短，綜采不小于15

6、0m 區(qū)段煤柱：一般815m；薄煤層取下限 區(qū)段平巷：普采2.53.0m；綜采4.04.5m 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)推進長度，普采不小于500m，綜采不小于1000m。,10.2 采煤系統(tǒng)分析,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2.2 區(qū)段平巷的坡度和方向 在實際工作中為了便于排水和有利于礦車運輸，平巷都是按照一定坡度(0.5%1.0%)布置和掘進的。 普通機械化采煤的區(qū)段平巷布置 區(qū)段回風平巷：采用礦車、平板車運輸；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。 區(qū)段運輸平巷：采用刮板輸送機運輸；要求巷道直，允許有一定坡

7、度；巷道沿煤層按中線掘進。 綜合機械化采煤的區(qū)段平巷布置 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,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,(a)炮采、普通機械化采煤 (b)綜合機械化采 圖10.2 區(qū)段平巷的坡度及方向,1-區(qū)段運輸平巷； 2(2)-區(qū)段回風(軌道)平巷； 3-聯(lián)絡巷； 4-煤層底板等高線,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,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 普通機械化采煤 雙巷布置：區(qū)段軌道平巷超前區(qū)段運輸平巷，沿腰線掘進。 優(yōu)點：探明煤層變化情況，輔助運輸、排水，有利于掘進 通風和安全,由上區(qū)段

8、工作面立即轉到下區(qū)段工作面，可減少軌 道巷的維護時間。 缺點：下區(qū)段軌道平巷維護比較困難，增加聯(lián)絡巷掘進費。 單巷布置：瓦斯含量不大，煤層埋藏穩(wěn)定，涌水量不大，注意：加強掘進通風，減少風筒漏風。 一般綜采工作面區(qū)段平巷布置 綜采工作面特點,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,(1) 設備多，重量大。如采煤機 8 12 t；支架17 t 左 右。 (2) 設備功率大，有液壓系統(tǒng)，供電系統(tǒng)及其附屬設備，液壓泵站， 移動變電站，轉載機等。 (3) 設備安裝、拆卸及運輸費工耗時。 (4) 采面產量高。 (5) 巷道斷面尺寸大。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析

9、,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,雙巷布置：巷道斷面較小， 缺點：需要進行移置和從新拆接電纜和油管等工作，給生產、維修帶來不便。如：配電點和泵站所用的電纜和油管由一個聯(lián)絡巷到另一個聯(lián)絡巷。,由于綜采時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)段運輸巷的積水起到疏導作用，有時候需要護巷，一般大多數(shù)采用單巷布置。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,在低瓦斯、煤層傾角小于10、允許采用下行風的條件下，可采用將配電點和變電站布置在區(qū)段上部平巷中，稱為分巷布置法，區(qū)段上部平巷進風，區(qū)段運輸巷回風。但注意：對瓦斯和煤塵的管理。,對于瓦斯含量很大的

10、礦井，要對工作面和采空區(qū)瓦斯進行抽放，此時可采用回風巷雙巷布置。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,單巷布置： 由于巷道斷面較大，不利于巷道掘進和維護，要求平巷采用強度較高的支護材料，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。,b-設備分巷布置，c電氣設備設在區(qū)段運輸巷,轉載機，膠帶運輸機，變電站，泵站，配電站。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,一條半巷布置 上區(qū)段機巷掘出，下區(qū)段風巷掘一半 優(yōu)點：同雙巷布置，利于接替，一半長巷道易維護。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,10.2.4 單工作面與雙工作面布

11、置 雙工作面布置-對拉工作面 對拉采面生產系統(tǒng),1中間運輸平巷 2上軌道平巷 3下軌道平巷,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,（1） 運煤：上采面下運,下采面上運:下工作面應短一些,根據煤層傾 角和工作面輸送機的能力而定 （2） 通風： （1）1 進風，2、3 回風，下采面下行風； （2）2、3 進風，1 回風，上采面下行風； (3)串聯(lián)摻新，3、1 進風，2 回風。 上、下采面錯距： 一般5m ，木垛維護。 優(yōu)、缺點及適用： 優(yōu)點 減少平巷掘進量和維護量；采出率高；占用設備少；生產集 中；管理方便。 缺點 上、下采面交接處難維護。 適用：非綜采工作面；頂板中等穩(wěn)定以上；

12、瓦斯少。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,10.2.5 工作面回采順序 后退式、前進式、往復式、旋轉式 采面后退式： 由采區(qū)邊界附近向采區(qū)運煤上山方向推進回采順序。 適用：我國廣泛應用,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,采面前進式： 采面由采區(qū)上山附近向采區(qū)邊界方向回采，區(qū)段平巷無需預先掘 進，只需隨工作面推進在采空區(qū)中留出既所謂沿空留巷。,問題：少掘巷；采出率高；要求支護技術和手段好；要防漏風；留巷困難。 適用：地質構造簡單時使用。采用較少,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,采面往復式回采： 上采面前進式，沿空留巷；下采面后

13、退式，沿空留巷，前兩種方式的結合兩種方式的優(yōu)缺點。 優(yōu)點：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應用更為有利。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,旋轉往復式回采： 使綜采面旋轉180，與往復式回采相結合，實現(xiàn)工作面不搬遷而連續(xù)回采，沿空留巷。 優(yōu)點：采面不搬家；少掘巷； 缺點：煤損大；回采技術復雜；轉折點難維護，設備折損嚴重。 適用：應用較少。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,10.2.6 區(qū)段間無煤柱護巷 采用區(qū)段無煤柱護巷，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，改善巷道維護狀況，減少煤損。 沿空留巷

14、前進式沿空留巷 采面前進式回采， 沿采空區(qū)留出平巷。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,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。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,往復式沿空留巷：,沿空留巷適用： 緩斜和傾斜，厚2m以下的薄及中厚煤層。 沿空留巷比較困難，使用的比例有下降的趨勢。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,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：雖沒有減少區(qū)段平巷的數(shù)目，

15、但是不留或少留煤柱，減少煤損，減少聯(lián)絡巷，減少巷道維修工程量，甚至不用維修，對巷道支護要求也不嚴格。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,沿空掘巷時回采面接替順序,區(qū)段跳采接替：在采空區(qū)上覆巖層尚未垮落穩(wěn)定之前不能進行沿空掘巷。 優(yōu)點：區(qū)段跳采接替方便；巷道掘進量少； 缺點：生產分散；“孤島”采煤礦壓顯現(xiàn)強烈；在深部煤層開采時易出現(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)段正在煤體中掘進上下兩平巷，1、3、5區(qū)段將采用沿空掘巷，回采順序為2-4-1-3-5,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,區(qū)段依次接替： 區(qū)段平巷雙巷布置，留煤柱20 30m

16、（為了護巷），回收部分煤柱。 沿空掘巷的目的： 工作面通風，運料仍利用軌道巷，在軌道巷近工作面處設風簾擋風。 適用：區(qū)段數(shù)目少；礦壓大，不宜跳采時， 缺點：增加了平巷及聯(lián)絡巷的工程量,下區(qū)段工作面回采時，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)絡巷與區(qū)段軌道巷相通。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,10.2.7 采場通風方式與回采巷道布置 工作面通風的要求,工作面有足夠風量，符合安全規(guī)程，防止上隅角瓦斯聚積； 沿空留巷時的巷旁應采取防漏風措施； 風流應盡量單向順流，少折返逆流，系統(tǒng)簡單，風路短。 進風巷應有足夠的斷面和數(shù)目。,山東科技大學資源與環(huán)境工

17、程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,通風方式 U型通風,特點:通風系統(tǒng)簡單，漏風少，風流線路長，變化大。 適用：瓦斯不太大；瓦斯大，設瓦斯尾巷，即為 U+ L通風,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,Z型通風,順流通風方式（進風流與回風流的方向相同），風路，通風效果比U型好,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,Y型通風,當工作面產量大和瓦斯涌出量大時，可以稀釋風流中的瓦斯。上下平巷均進新鮮風流有利于上下平巷安裝機電設備， 要求：設有邊界回風上山，當無邊界上山、區(qū)段回風巷設在上平巷進風巷的上部時，偏Y型通風。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,H型通風 系統(tǒng)復雜，增加了風量，稀釋瓦斯,采用較少。,W型通風 對拉工作面,有利于滿足上下工作面同采，實現(xiàn)集中生產的要求。,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,采區(qū)煤層傾角較小，一翼走向長為8001000m，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)段平巷沿斷層折線定向、分段取直平行布置。,10.2.8 受構造影響時區(qū)段平巷的布置,山東科技大學資源與環(huán)境工程學院,10.2 采煤系統(tǒng)分析,優(yōu)點：增加綜采工作面連續(xù)推進長度、減少綜采搬遷次數(shù)，減少邊角煤的損失