采煤方法之第四章单一走向长壁采煤法采煤系统

第二篇采煤方法第四章单一走向长壁采煤法采煤系统第一节示例第二节采煤系统分析第三节单一走向长壁采煤法的应用一、单一走向长壁采煤法采区巷道布置（一）巷道布置及特点某一采区开采一层中厚煤层，煤层埋藏稳定，顶底板岩层稳定，地质构造简单，瓦斯涌出量小。采区走向长度2000m，倾斜长度600m，采区沿倾斜划分为3个区段，工作面采煤工艺为综合机械化采煤。1、巷道名称及作用一、单一走向长壁采煤法采区巷道布置2、按服务范围及其用途对巷道进行分类为全矿井或一个开采水平服务的巷道。采区运输石门；采区回风石门。(2)准备巷道：为采区、一个以上区段服务的运输、通风巷道。轨道上山；运输上山；采区上、中、下部车场；采区变电所；绞车房等采区硐室(3)回采巷道：形成采煤工作面及为其服务的巷道。开切眼；区段回风平巷；区段运输平巷。(1)开拓巷道：（二）巷道掘进1、原则（1）巷道掘进尽快构成通风系统（2）尽量采用平行作业采区巷道掘进3、巷道布置特点（1）上山、区段平巷、联络巷——布置在煤层中（2）车场、石门、硐室——布置在岩层中（二）巷道掘进1、原则（1）巷道掘进要尽快构成通风系统（2）尽量采用平行作业（二）巷道掘进2、掘进顺序从运输大巷掘进采区下部运输石门1，从回风大巷掘进采区上部回风石门2。在采区运输石门1接近煤层处,开掘采区下部车场3，由下部车场向上,沿煤层分别开掘轨道上山4和运输上山5,两条上山相距20m,至采区上部边界后,以采区上部车场6与采区回风石门2联通,形成通风系统。此后,为了准备出第一区段的采煤工作面,在上山附近第一区段下部掘中部车场7,（二）巷道掘进2、掘进顺序并用双巷掘进的方法掘进两翼的第二区段回风平巷8和第一区段的运输平巷9。其倾斜间距一般8-15m(薄煤层取下限),即为区段煤柱(上区段采后,以维护下区段回风平巷)。回风平巷8超前运输平巷9约100-150m掘进,沿走向每隔80-100m掘联络巷11沟通两巷,8和9掘到采区边界后再掘出开切眼。与此同时,在采区上部边界，从上部车场6向两翼开掘第一区段的回风平巷10。在掘进上述各巷道的过程中,还要开掘采区煤仓12、变电所13和绞车房14。（二）巷道掘进2、掘进顺序当上述巷道和硐室的规格质量经验收合格后．再安装所需要的机电设备,形成一个完整的采区生产系统,便可交工投产。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＇和开切眼，准备出第二区段的采煤工作面,以保证工作面的正常生产接替。同理,在第二区段回采时,准备出第三区段的有关巷道。这种先采第一区段下行式开采顺序。二、单一走向长壁采煤法采区生产系统（一）运煤系统采煤工作面内铺设可弯曲刮板输送机，区段运输平巷9内铺设桥式转载机和带式输送机，在运输上山内铺设带式输送机或刮板输送机。其运煤路线为：工作面运出的煤炭——区段运输平巷9——运输上山5——采区煤仓上12——采区运输石门1—装车外运。（二）运料排矸系统运料排矸采用600mm轨距的矿车和平板车。1、运料系统物料——采区运输石门1——采区下部车场3——轨道上山4——采区上部车场6——采区回风平巷10——采煤工作面。物料——采区运输石门1——采区下部车场3——轨道上山4——采区中部车场7,7＇——区段回风平巷8,8´和运输平巷9,9´。二、单一走向长壁采煤法采区生产系统二、单一走向长壁采煤法采区生产系统2、排矸系统掘进巷道时所出的煤和矸石——采区中部车场7,7＇——轨道上山4——采区下部车场3——采区运输石门1——运出采区。（三）通风系统新风——采区运输石门1——采区下部车场3——轨道上山4——采区中部车场7——区段回风平巷8——联络眼11——区段运输平巷9——采煤工作面——污风——区段回风平巷10——采区回风石门2排出采区。1、采煤工作面通风（三）通风系统2、掘进工作面通风新风——采区运输石门1——采区下部车场3——轨道上山4——采区中部车场7＇——区段回风平巷8＇——局部通风机——掘进工作面——污风——联络巷11——区段运输平巷9＇——运输上山5——采区回风石门2排出采区。（三）通风系统3、硐室通风采区绞车房和变电所需要的新风由轨道上山直接供给。采区绞车房的回风经联络小巷处的调节风窗回入采区回风石门；变电所的回风经输送机上山进入回风石门；采区煤仓不通风。为使风流能按上述路线流通,在相应地点需设置风门。（四）动力供给系统1、供电系统高压电缆——井底中央变电所——运输大巷——采区运输石门1——采区下部车场3——运输上山5——采区变电所13——降压后到各用电地点。动力供给系统2、压气系统掘进岩巷时所用的压缩空气由地面（有的将空压机房设在井底车场附近）压气机房,通过专用管路送至各用气地点。（五）供水系统采掘工作面、平巷以及上山输送机转载点所需的防尘喷雾用水,由地面(或井下)储水池通过专用管路送至各用水地点。三、采煤系统分析采煤系统——回采巷道的掘进与回采工作在时间上配合及在空间上的相互关系。（一）采区上（下）山坡度(二）区段参数（三）区段平巷的坡度和方向（四）区段平巷的布置方式（五）区段无煤柱护巷（六）采煤工作面布置形式（七）采煤工作面回采顺序1、运输上（下）山和自溜上山坡度小于15°的上（下）山，可铺设带式或刮板输送机；15～25°的上（下）山，可铺设刮板输送机；坡度超过25°的上山，可采用搪瓷或铸石溜槽溜煤；自溜上山的自溜坡度30～35°2、轨道上下山采用串车提升时，要求上山坡度应小于25°；采用循环绞车提升坡度不大于10°；上下坡度在6～25°之间，可采用单滚筒绞车辅助提升。（一）采区上（下）山坡度（二）区段参数1、区段斜长：L区=L采+2L巷+L柱2、区段走向长：1）爆破采煤不小于400米;2）普通机械化采煤不小于500米;3）综合机械化采煤不小于1000米.1、区段斜长我国兖州美国（综采）L采120200m300m246m，335m综采150mL柱0~15m；普采综采L巷2.53.0m44.5m（二）区段参数区段走向长=采区走向长普采500m综采1000m技术发展趋势：加大区段长度国内：3000m（采区一翼）1011A97681422、区段走向长（二）区段参数1、双直线布置2、折线-弧线布置3、双弧线式布置（三）区段平巷的坡度和方向510152025ⅠⅠ5101520251、双直线布置方式(a)4'2321(b)4'2122-1、折线-弧线布置方式2-2、折线-弧线布置方式1000+1.000-1.5-1.0-0.5+0.5+1.0+1.5+0.5-0.5-1.0-1.5+1.5+1.0+0.5-0.5-1.0-1.50BAABA+1.5300200m500400GDCCFA-F-G-HDA-B-C-D-EEEHGFH3、双弧线式布置方式（四）区段平巷布置方式1、双巷布置：上区段机巷与下区段风巷统一布置双巷同时一次掘出，轨巷超前双巷布置的优点：1）掘进通风容易；2）安全好—进出掘进面有两个出口，对回采也有避灾出口；241双巷布置的优点：3）可超前勘探煤层变化，利于为机巷定向；4）泄水方便；5）易送物料到机巷（安装维修）；6）为上、下采面及时接替创造条件。双巷布置缺点：（1）下区段风巷受采动影响，维护时间长且困难；（2）若设备放在下区段风巷内，需重新移置电路和油管等。（3）损失区段煤柱例：高沼矿设瓦斯尾巷的双巷布置高沼气矿井，双巷布置设瓦斯排放尾巷。排放采空区瓦斯的区段平巷双巷布置方式瓦斯尾巷回风平巷运输平巷2、单巷布置分巷布置，10o时，下行风，设备在上巷，可用于低沼矿井。设备在机巷，要求机巷大断面。2345132451（四）区段平巷布置方式3、一般综采工作面区段平巷布置1）综采工作面特点设备多，重量大。如采煤机812t；支架17t左右。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。设备安装、拆卸及运输费工耗时。采面产量高。巷道断面尺寸大。区段平巷布置方式2）机巷：铺输送机、设备列车—铺轨，断面大，一般S12m23）风巷：铺轨。以设备最大外廓尺寸定，S10m2。A、机巷、风巷定向取直、平行布置，保持采面等长；B、机巷、风巷分段定向取直、平行布置，保持采面等长；C、施工技术：沿中线定向取直或分段取直。4、高产高效综采工作面区段平巷布置特点1）巷道布置（坡度及方向等）：同普采、综采。2）巷道支护—锚网支护，适应产量高、推进快的要求。3）加大工作面连续推进长度—设中切眼。85°（四）区段平巷布置方式A、中切眼—在采面推进方向走向中部开掘的、连通机巷、风巷且与开切眼长度相近的联络巷。B、中切眼位置——根据采面连续推进长度及设备性能，避开应力集中区，选择围岩稳定、无淋水的地段。与区段平巷交角为85O为宜。例：中切眼：断面—10m2；支护—锚网支护平煤六矿：煤巷锚杆间距0.7m，锚杆长1.8m，冷拔钢丝网，14#钢丝，网孔40*40mm中切眼C、中切眼作用：解决掘进期间局部通风问题如：JBT局部通风机或JBD622局部通风机，有效供风长度700m。利用中切眼，缩短了供风距离，减少了风筒占用量，降低了风阻，提高通风效率。解决长距离掘进供电问题综合掘进机容量300kW以上，低压供电困难；设中切眼后，可将移动变电站放在中切眼附近，高压供电增加安全避灾通道加快了巷道掘进速度：风巷煤可通过中切眼从机巷一起运出，材料由风巷运进方便D、通过中切眼方法采面通过中切眼前，提前3050m（动压影响之外）加强支护或替换支护。保持采面与中切眼交角为85o拆出风门，设临时风帘。加强中切眼顶板管理。（五）采煤工作面布置形式布置对拉工作面1、对拉采面生产系统运煤：上采面下运下采面上运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。120m3150m5m121—中间运输平巷2—上轨道平巷3—下轨道平巷（五）采煤工作面布置形式布置2、上、下采面错距：一般5m，木垛维护。3、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、下采面接处难维护。适用：非综采工作面；顶板中等稳定以上；瓦斯涌出量小。（六）采煤工作面回采顺序1、采面后退式：如图示，由采区边界附近向采区上山方向推进采煤。适用：我国广泛应用如图示，采面由采区上山附近向采区边界方向回采，区段平巷沿空留巷。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：少用。2、采面前进式上采面前进式，沿空留巷；下采面后退式，沿空留巷。优点：缩短搬家距离；采出率高；少掘巷道。适用：鸡西、阳泉、开滦均有用。3、采面往复式如图示：使综采面旋转180，往复回采，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：少。4、往复旋转式（七）区段无煤柱护巷1、沿空留巷（巷帮充填）：工作面采煤后沿采空区边缘维护原回采巷道1）前进式沿空留巷：采面前进式回采，沿采空区留出平巷。2）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。巷旁支护的几种类型(a)(b)II(c)4-6mI-Ia－木垛；b－密集支柱；c－矸石带2、沿空掘巷特点：沿上覆岩层稳定的采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘巷。(a)2~3m(b)（七）区段无煤柱护巷沿空掘巷适用条件：多用于开采缓斜、倾斜中厚煤层和厚煤层，目前应用较广泛。（八）工作面通风方式U型Z型Y型H型W型（九）单一煤层走向长壁采煤法适用条件1、近水平、缓倾斜、倾斜煤层2、薄、中厚及厚煤层（3.5～5m）3、地质构造简单，瓦斯涌出量小