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1、内容回顾,准备方式分类： 准备巷道； 煤层赋存条件分类； 开采方式； 区内巷道布置及开采部署； 按煤层群开采时的联系； 采区式准备方式： 煤层群单层采区准备方式 ； 煤层群采区联合布置准备方式 ；,煤层群分组集中采区联合准备方式 ； 盘区式准备方式： 按开采煤层数目分； 按盘区主要巷道位置分； 石门盘区与上山盘区的比较与选择； 带区式准备方式： 相邻两分带带区 多分带带区,（五）准备方式分类,课程内容,一、回采巷道的布置: 单煤层区段平巷; 分层平巷布置:倾斜式、 水平式、重叠式和混合式； 二、准备巷道的布置： 采区上山布置； 上山倾角； 上山数目； 上山类型布置； 三、采区上（下）山运输,四
2、、采区（盘区）参数 采区倾斜长度； 采区走向长度； 区段斜长； 区段数目； 五、采区车场、煤仓和装车站 上部车场、中部车场、下部车 场； 六、采区生产能力 七、采区采出率 八、采区煤柱尺寸 九、 煤层群开采顺序,第四节 准备方式中的几个主要问题,一、回采巷道布置 （一）单煤层区段平巷 每一个采煤工作面必须具有两条平巷，工作面下段布置运输平巷，上段布置轨道平巷（回风平巷）。运输平巷尽量分段取直，以折线布置。除第一区段煤层回风平巷必然单巷布置外，其他各区段煤层平巷，可单巷布置，也可双巷布置。,第四节 准备方式中的几个主要问题,当煤层起伏较大，采区一翼走向长度较长，采区接替紧张时，宜采用双巷布置一次
3、掘出的方式。 采用单巷布置时，随着采煤工作面不断后退采煤，运输平巷不逐段报废，而在采煤工作面后方用巷旁支护，把巷道维护起来用作为下区段的回风平巷。 从生产实践中，双巷布置比单巷布置方便，故多为双巷布置。但当煤层埋藏平稳，顶底板条件较好，特别是薄煤层采用巷旁支护维护巷道不成问题时，可考虑采用单巷布置。,第四节 准备方式中的几个主要问题,（二）分层平巷布置 厚煤层分层开采时，各分层平巷相距很近，相互有联系。从各分层平巷的相互关系来说，基本上有以下几种基本类型：倾斜式、水平式、重叠式和混合式。 1倾斜式布置：内错式与外错式 这种方式的各分层平巷是按2535角成倾斜式布置，一般适合于倾斜角小于1520
4、的煤层。 内错式布置就是下分层巷道位于上分层巷道的内侧，位于上分层采空区下面。 外错式布置下分层巷道位于上分层巷道的外侧，位于分层煤柱下面。,第四节 准备方式中的几个主要问题,图106 分层平巷倾斜式布置 a内错式布置；b外错式布置 1-上区段工作面的运输平巷；2下区段工作面的回风平巷,第四节 准备方式中的几个主要问题,2水平式布置 当煤层倾角大于20时，通常采用水平式布置，如图107所示。 3重叠式（垂直式）布置 各分层平巷沿铅垂线呈重叠式布置，如图108所示。,图107 分层平巷水平式布置 图108 分层平巷重叠式布置 1上区段工作面的运输平巷； 1上区段工作面的运输平巷； 2下区段工作面
5、的回风平巷； 2下区段工作面的回风平巷,第三节 准备方式中的几个主要问题,(一）采区上山布置 1、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,二、准备巷道的布置,2、 沿煤层布置。（要求不破坏顶板的完整性） 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,3、 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1020 m,4
6、、 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.,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。,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
7、（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 1520时，“运上”调为15，胶带机； 2030 时，“运上”调为30，煤自溜。,（三） 上山数目 1、 采区上山至少两条 轨道上山进风、辅运 运输上山运煤，回风,2、增加上山数目的条件 A大的联合布置采区； A大，瓦斯涌出量大和水大的采区（下山采区）； A大，常出现上、下区段同采的采区。增设通风上山。 “运上”、“轨上”均置于底板岩石中，需探明煤层情况，提前掘进煤层内的采区上山。 采用特采技术（如水砂充填）需设充填管道或泄水的采区。,（四）上山布置类型,(1) 双煤上山 布置特点：
8、 双上山置于下部薄及中厚稳定煤层中； 走向间距2025m，两侧煤柱30 m，连接不便，增加绕道。,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1012 m 运上、轨上走向距20 m,适用：A小、服务年限短的采区。（t5a）,(3) 双岩上山,Fig、171、b示。 布置特点: 两条上山置于底板岩石中 轨上距煤层810 m 运上距煤层1214 m 走向间距：2025 m 连接区段平巷不交叉。,适用： 开采单一厚煤层采区； 煤层群最下一层为厚煤层； CH4小的联合布置采区普遍采用。,(4
9、) 双岩一煤上山,布置特点： 走向间距 1-3 和 3-2 1015 m 层位上： 1距煤层 810m， 2距煤层 1214 m ， 3沿煤顶,此种方式： 3先掘，超前勘探，为1和2 取直定向； 3用于通风行人。,(4) 双岩一煤上山,适用： 开采煤层数目多，厚度大，储量丰富的采区。 瓦斯、水大的采区。,（5）三岩上山,布置特点： 三岩上山均置于底板岩层中； 走向间距：1015m 层位上： 1 和 3 同层位 2低24m,适用：煤层多，储量丰富，瓦斯大、水大的采区。,图109 采区上山的位置 1-轨道上山；2运输上山；3通风、行人上山,三、采区上（下）山运输,1、 任务：采区上（下）山担负采区
10、的煤、矸、物料等运输；通风行人、管线的通道。 2、 运煤上山 主要任务：运煤 视上（下）山倾角和产量，选运输设备 1）上山设备能力：大于同时生产的工作面产量之和。,2、 运煤上山,2）近水平、缓倾和倾斜煤层运输上山中的运输设备 胶带输送机 吊挂式 落地式,胶带输送机,运输可靠，费用低。 运距长。一般一部胶带输送机运距可达300-500 m。 功率大的可达500-1000 m。 适用： 上山（向下运煤）； 下山（向上运煤）7 新型胶带机：适于=28。,铸石溜槽上链式刮板输送机,铸石溜槽上链式刮板输送机,下链式回空链条在溜槽下面； 上链式回空链条在溜槽上面。,铸石溜槽上链式刮板机,电机：1544k
11、W； 长度：150300m。 适应角度；向下运可达1828。 阻力小，耗电低，能力大，事故少，易维护。 下链式刮板机： 适用，采区上山长度较小，采区能力不大。运费略高于胶带机；运输可靠。,自溜运输,松煤的自然安息角： 35 i、 煤层或上山倾角 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600mm、900mm，与全矿大巷轨距一致。 矿车：1t、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
12、绳长,一、采区倾斜长度 采区斜长在开拓部署时已定，大致为定值 二、采区走向长度 地质因素 技术因素 经济因素,曲线1表示随采区走向长度增大而减少的费用；曲线2表示随 采区走向长度增大而增加的费用；曲线3表示与采区走向长度变化无关的费用、曲线1、曲线2与曲线3的相加用曲线4来表示。 从曲线4可以求出生产每吨煤总费用最低的采区定向长度位。,四、 采区（盘区）参数,一般情况下，双翼采区的走向长度为800m1000m，对于综采工作面，有条件的应尽量跨越上山（下山或石门）回采，其采区走向长度一般为1000m1500m，当不能跨越上山（下山或石门）回采时，其采区走向长度一般为1500m3000m，对于底板
13、松软、巷道维护困难、地质构造复杂或自然发火期短的煤层，以及装备水平低的小矿，采区走向长度可适当缩短。,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。,三、工作面长度 工作面长度合理与否，要看它能否促进工作面高产、稳产。一般说，加大工作面长度可获得较高的产量，能提
14、高劳动生产率，降低吨煤成本。同时，较长的工作面，可以减少区段数目，因而减少区段平巷掘进工作量和护巷煤柱损失。但是，工作面过长，将降低工作面推进速度，降低循环率，不利与高产、稳产及降低成本。,表101 工作面最短长度(参考),四、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 80250m。,l巷=3 4.5m, l柱=0 20m,l 区= l采+2 l巷+ l柱,区段斜长,五、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
15、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）,六、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A0（万t / a） A0 = LV0 m c0 式中 L 采面长，m； V0采面年进度，m/a； 综采：1000 1200m; 普采： 600m; 炮采： 400 m 采高，m； 容重，t/m3； c0 采面采出率,采区生产能力,采区生产能力,c0 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AB（万t/a）：,式中：n 同采工作面数，个； K1 采区掘进出煤系数，K1=1.1； K2 采面之间出煤影响系数， 当n = 2时， K2 = 0.95; n = 3时, K2 = 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,七、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
