第十章 单一走向长壁采煤法采煤系统.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,山东科技大学资源与环境工程学院,*,Coal Mining Science,煤矿开采学,Coal Mining Science,资源与环境工程学院,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,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,3.55.0m,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,山东科技大学资源与环境工程学院,10.1,示例,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,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,815m,；回风巷,8,超前运输巷,100150m,；上山间距,20m,；联络巷间距,80100m,；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。,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。,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。,风帘 风窗 风桥 风墙 风门,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。,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,120180m,；薄煤层较短，综采不小于,150m,区段煤柱：一般,815m,；薄煤层取下限,区段平巷：普采,2.53.0m,；综采,4.04.5m,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,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,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,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,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 8,12,t；,支架17,t,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,。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2,采煤系统分析,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2,采煤系统分析,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。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2,采煤系统分析,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。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2,采煤系统分析,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,转载机，胶带运输机，变电站，泵站，配电站。,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。,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,1,中间运输平巷 2,上轨道平巷 3,下轨道平巷,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5,m，,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。,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,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,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。,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。,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。,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。,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2,m,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。,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。,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。,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,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,2-4-1-3-5,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2,采煤系统分析,区段依次接替：,区段平巷双巷布置，留煤柱20,30,m,（为了护巷），回收部分煤柱。,沿空掘巷的目的：,工作面通风，运料仍利用轨道巷，在轨道巷近工作面处设风帘挡风。,适用：区段数目少；矿压大，不宜跳采时，,缺点：增加了平巷及联络巷的工程量,下区段工作面回采时，在区段煤柱上部超前采煤工作面沿采空区掘巷，并隔一定距离通过联络巷与区段轨道巷相通。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2,采煤系统分析,10.2.7,采场通风方式与回采巷道布置,工作面通风的要求,工作面有足够风量，符合安全规程，防止上隅角瓦斯聚积；,沿空留巷时的巷旁应采取防漏风措施；,风流应尽量单向顺流，少折返逆流，系统简单，风路短。,进风巷应有足够的断面和数目,。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2,采煤系统分析,通风方式,U,型通风,特点,:,通风系统简单，漏风少，风流线路长，变化大。,适用：瓦斯不太大；瓦斯大，设瓦斯尾巷，即为,U+L,通风,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2,采煤系统分析,Z,型通风,顺流通风方式（进风流与回风流的方向相同），风路，通风效果比,U,型好,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2,采煤系统分析,Y,型通风,当工作面产量大和瓦斯涌出量大时，可以稀释风流中的瓦斯。上下平巷均进新鲜风流有利于上下平巷安装机电设备，,要求：设有边界回风上山，当无边界上山、区段回风巷设在上平巷进风巷的上部时，偏,Y,型通风。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2,采煤系统分析,H,型通风,系统复杂，增加了风量，稀释瓦斯,采用较少。,W,型通风,对拉工作面,有利于满足上下工作面同采，实现集中生产的要求。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2,采煤系统分析,采区煤层倾角较小，一翼走向长为,800,1000m,，有多条断层将采区切割成不规则自然块段，采用单一走向长壁采煤法。,为减少断层的影响，利用断层切割的自然块段划分区段，区段平巷沿断层折线定向、分段取直平行布置。,10.2.8,受构造影响时区段平巷的布置,山东科技大学资源与环境工程学院,10.2,采煤系统分析,优点：增加综采工作面连续推进长度、减少综采搬迁次数，减少边角煤的损失、增加采区的可采储量、而且可以扩大综采的适用范围，提高技术经济效益。,山东科技大学资源与环境工程学院,10.3,单一走向长壁采煤法的应用,单一走向长壁采煤法是我国采煤法是应用最广泛的一种,这种采煤方法主要适用于顶板易于垮落的缓斜,倾斜薄及中厚煤层,近年来其应用范围有增大的趋势,.,从单一走向长壁采煤法的产量比重来看,近几年来略成下降的趋势,.1980,年产量比重为,47.11%,比目前多出三个百分点,.,这是由于近几年在倾角小于,12,条件下大力推广倾斜长壁采煤法的结果,.,由于国有重点煤矿倾角小于,12,煤层的产量比重达,57.32%,因此今后走向长壁采煤法的产量比重将会继续下降。,