第十章单一走向长壁采煤法采煤系统

煤矿开采学CoalMiningScience资源与环境工程学院CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院第十章单一走向长壁采煤法采煤系统10.1示例10.2采煤系统分析10.3单一走向长壁采煤法的应用CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院单一走向长壁采煤法适用条件缓斜、倾斜薄及中厚煤层，缓斜3.5~5.0m厚煤层示例基本开采条件该采区开采一层煤，为薄或中厚煤层，煤层埋藏平稳，地质构造简单，瓦斯涌出量小，采区沿倾斜划分为三个区段，普通机械化采煤，采区走向长度1200m。单一煤层采区巷道布置如图10.1所示。10.1示例CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.1示例102146781123987493412141067891251113A'9'9''8'7114,5'1-采区运输石门；2-采区回风石门；3-采区下部车场；4-轨道上山；5-运输上山；6-上部车场；7,7’-中部车场；8,8’,10-区段回风平巷；9,9’-区段运输平巷；11-联络巷；12-采区煤仓；13-采区变电所；14-绞车房。单一煤层采区巷道布置CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.1示例采准工作顺序（1）采区运输石门1—采区下部车场3—轨道上山4和运输上山5—采区上部车场6与采区回风石门2—回风平巷10（2）中部车场7—回风平巷8和运输平巷9—联络巷11—开切眼（3）采区煤仓12、变电所13和绞车房14注1：8和9倾斜间距一般8~15m；回风巷8超前运输巷100~150m；上山间距20m；联络巷间距80~100m；随着第一区段的回采，应及时开掘第二区段的中部车场7’、回风平巷8’、运输平巷9’和开切平眼。注2：先采第一区段、再采第二区段，从上向下的顺序开采称为区段下行式开采顺序。3412141067891251113A9''8711'CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.1示例运煤系统工作面—运输平巷9—运输上山5—采区煤仓—采区运输石门注：工作面、运输平巷采用刮板输送机。运料排矸系统（1）物料自下部车场3—轨道上山4—上部车场6—回风平巷10—采煤工作面。（2）区段回风巷8，8’和运输巷9，9’所需的物料，自轨道上山4经中部车场7，7’送入。（3）掘进巷道所出的煤和矸石从各平巷运出，经轨道上山运至下部车场注：轨距600mm；矿车、平板车运输。3412141067891251113A9''8711'CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.1示例通风系统（1）采煤工作面：采区运输石门1—下部车场3—轨道上山4—中部车场7—分成两翼至平巷8—联络巷11—运输巷9—工作面—回风巷10：右翼：采区回风石门2；左翼：车场绕道6—采区回风石门2（2）掘进工作面：轨道上山4—中部车场7’—两翼送到平巷8’—在平巷内由局部通风机送到工作面—运输巷9’—运输上山5—采区回风石门（3）采区绞车房和变电所由轨道上山直接供给。3412141067891251113A9''8711'][风帘风窗风桥风墙风门CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.1示例供电系统（1）高压电缆：由井底中央变电所—大巷—采区运输石门—下部车场—运输上山—采区变电所（2）低压电缆：采区变电所—各工作面配电点、输送机和绞车房用电点压气和安全用水系统巷道类型回采巷道：直接为回采工作面服务——开切眼和区段平巷：运输巷（输送机巷、机巷）回风巷（轨道巷、风巷、轨巷）；准备巷道：为各区段服务——上山巷道：运煤上山（运输上山、输送机上山），轨道上山以及通风行人上山；采区上、中、下部车场—联结采区上山与区段平巷，作为运输转载用的准备巷道；安装机械电气设备用的硐室：绞车房、变电所、煤仓等；附属于上述各类巷道的联络巷。CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2.1区段的参数区段参数包括：区段斜长和区段走向长度区段斜长采煤工作面长度、区段煤柱宽度及区段上下两平巷宽度之和为区段斜长。采煤工作面长度：一般为120~180m；薄煤层较短，综采不小于150m区段煤柱：一般8~15m；薄煤层取下限区段平巷：普采2.5~3.0m；综采4.0~4.5m区段走向长度：采区走向长度区段走向长度为采煤工作面连续推进长度，普采不小于500m，综采不小于1000m。10.2采煤系统分析CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2.2区段平巷的坡度和方向在实际工作中为了便于排水和有利于矿车运输，平巷都是按照一定坡度(0.5%~1.0%)布置和掘进的。普通机械化采煤的区段平巷布置区段回风平巷：采用矿车、平板车运输；要求巷道基本水平、保持一定流水坡度、允许巷道有一定弯曲；巷道沿煤层按腰线掘进。区段运输平巷：采用刮板输送机运输；要求巷道直，允许有一定坡度；巷道沿煤层按中线掘进。综合机械化采煤的区段平巷布置要求上下两平巷做到直线且互相平行参见图10.2。10.2采煤系统分析CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析(a)炮采、普通机械化采煤(b)综合机械化采图10.2区段平巷的坡度及方向1-区段运输平巷；2(2’)-区段回风(轨道)平巷；3-联络巷；4-煤层底板等高线CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析10.2.3区段平巷的单巷布置和双巷布置普通机械化采煤双巷布置：区段轨道平巷超前区段运输平巷，沿腰线掘进。优点：探明煤层变化情况，辅助运输、排水，有利于掘进通风和安全,由上区段工作面立即转到下区段工作面，可减少轨道巷的维护时间。缺点：下区段轨道平巷维护比较困难，增加联络巷掘进费。单巷布置：瓦斯含量不大，煤层埋藏稳定，涌水量不大，注意：加强掘进通风，减少风筒漏风。一般综采工作面区段平巷布置综采工作面特点CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析(1)设备多，重量大。如采煤机812t；支架17t左右。(2)设备功率大，有液压系统，供电系统及其附属设备，液压泵站，移动变电站，转载机等。(3)设备安装、拆卸及运输费工耗时。(4)采面产量高。(5)巷道断面尺寸大。CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析124双巷布置：巷道断面较小，缺点：需要进行移置和从新拆接电缆和油管等工作，给生产、维修带来不便。如：配电点和泵站所用的电缆和油管由一个联络巷到另一个联络巷。由于综采时要求工作面等长布置，下区段轨道巷也要沿中线布置，仅可对区段运输巷的积水起到疏导作用，有时候需要护巷，一般大多数采用单巷布置。CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析1235413542321在低瓦斯、煤层倾角小于10°、允许采用下行风的条件下，可采用将配电点和变电站布置在区段上部平巷中，称为分巷布置法，区段上部平巷进风，区段运输巷回风。但注意：对瓦斯和煤尘的管理。对于瓦斯含量很大的矿井，要对工作面和采空区瓦斯进行抽放，此时可采用回风巷双巷布置。CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析1235413542单巷布置：由于巷道断面较大，不利于巷道掘进和维护，要求平巷采用强度较高的支护材料，如梯形金属支架或U型钢拱可缩性支架，条件适宜，可采用锚杆支护。b-设备分巷布置，c－电气设备设在区段运输巷１－转载机，２－胶带运输机，３－变电站，４－泵站，５－配电站。CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析一条半巷布置上区段机巷掘出，下区段风巷掘一半优点：同双巷布置，利于接替，一半长巷道易维护。CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析10.2.4单工作面与双工作面布置双工作面布置-对拉工作面对拉采面生产系统2135m150m120m1—中间运输平巷2—上轨道平巷3—下轨道平巷CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析（1）运煤：上采面下运,下采面上运:下工作面应短一些,根据煤层倾角和工作面输送机的能力而定（2）通风：（1）1—进风，2、3—回风，下采面下行风；（2）2、3—进风，1—回风，上采面下行风；(3)串联掺新，3、1—进风，2—回风。上、下采面错距：一般5m，木垛维护。优、缺点及适用：优点—减少平巷掘进量和维护量；采出率高；占用设备少；生产集中；管理方便。缺点—上、下采面交接处难维护。适用：非综采工作面；顶板中等稳定以上；瓦斯少。CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析10.2.5工作面回采顺序后退式、前进式、往复式、旋转式采面后退式：由采区边界附近向采区运煤上山方向推进回采顺序。适用：我国广泛应用CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析采面前进式：采面由采区上山附近向采区边界方向回采，区段平巷无需预先掘进，只需随工作面推进在采空区中留出既所谓沿空留巷。问题：少掘巷；采出率高；要求支护技术和手段好；要防漏风；留巷困难。适用：地质构造简单时使用。采用较少CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析采面往复式回采：上采面前进式，沿空留巷；下采面后退式，沿空留巷，前两种方式的结合两种方式的优缺点。优点：缩短搬家距离；采出率高；少掘巷道。适用：在采区边界布置有边界上山时应用更为有利。CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析旋转往复式回采：使综采面旋转180，与往复式回采相结合，实现工作面不搬迁而连续回采，沿空留巷。优点：采面不搬家；少掘巷；缺点：煤损大；回采技术复杂；转折点难维护，设备折损严重。适用：应用较少。CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析10.2.6区段间无煤柱护巷采用区段无煤柱护巷，使区段平巷沿采空区布置，可避免和消弱支承压力的影响，改善巷道维护状况，减少煤损。沿空留巷前进式沿空留巷采面前进式回采，沿采空区留出平巷。CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析后退式沿空留巷：先掘区段平巷到采区边界，采面后退回采，沿采空区留出平巷，为下区段服务。CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析往复式沿空留巷：沿空留巷适用：缓斜和倾斜，厚2m以下的薄及中厚煤层。沿空留巷比较困难，使用的比例有下降的趋势。CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析沿空掘巷定义：沿着已采工作面的采空区边缘掘进区段平巷。利用采空区边缘压力较小，沿着上覆岩层已垮落稳定的采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘巷。(b)2~3m(a)优点：虽没有减少区段平巷的数目，但是不留或少留煤柱，减少煤损，减少联络巷，减少巷道维修工程量，甚至不用维修，对巷道支护要求也不严格。CoalMiningScience山东科技大学资源与环境工程学院10.2采煤系统分析沿空掘巷时回采面接替顺序(a)区段1234512345区段跳采接替：在采空区上覆岩层尚未垮落稳定之前不能进行沿空掘巷。优点：区段跳采接替方便；巷道掘进量少；缺点：生产分散；“孤岛”采煤矿压显现强烈；在深部煤层开采时易出现冲击地压适用：采区区段数目多。2区段回采，4区段正在煤体中掘进上下两平巷，1、3、5区段将采用沿空掘巷，回采顺序为2-4-1