采煤概论教案7.docx
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采煤概论教案7
第十章准备方式
井田开拓工作结束后,即可转入开采的准备阶段,掘进为采煤服务的准备巷道。
准备巷道包括采(盘)区上(下)山,区段石门或斜巷、采(盘)区车场,煤层群开采时区段集中平巷等。
准备巷道的布置方式称准备方式。
第一节上(下)山采区式准备方式
通常把采区分为:
上山采区与下山采区,单翼采区与双翼采区,单层布置采区与联合布置采区等不同类型。
一、单层布置上山的采区准备方式
图10—1所示为缓倾斜及倾斜薄及中厚煤层单层布置上山的采区准备方式。
1.巷道掘进顺序
2.生产系统
图10—1单层布置上山采区准备方式
1--运输大巷;2—回风大巷;3--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—联络眼;12—采取煤仓;13--采区变电所14—绞车房;15—行人联络眼
二、联合布置上山采区准备方式
(一)共用采区上山的一种联合准备方式
两个薄及中厚煤层m1和m2共用采区上山的一种联合准备方式如图10—2所示。
1.巷道掘进顺序
2.生产系统
图10—2共用采区上山的采区巷道联合布置
1—阶段运输大巷;2—阶段回风大巷;3—共用运输上山;4—共用轨道上山;5--m1层区段运输平巷;6--区段溜煤眼;7--m1层区段轨道平巷;8—区段石门;9--m2层区段运输平巷;10--m2层区段轨道平巷;11—采区煤仓;12—大巷车场
采区轨道上山兼用于进风,运输上山兼用于回风。
。
(二)共用采区上山和共用区段平巷巷道联合布置
两个薄及中厚和厚煤层m1和m2共用采区上山和共用区段平巷的一种联合准备方式如图10—3所示。
1.巷道掘进顺序
2.生产系统
第二节盘区式与条带式准备方式
我国通常把5~8°以下的煤层叫做近水平煤层。
由于近水平煤层倾角小,因而在准备方式上与缓倾斜和倾斜煤层相比,有相似之处,又有一些不同的特点。
盘区式准备方式,按盘区与运输大巷相对位置的不同,有上山盘区与下山盘区之分;按盘区的主要准备巷道的型式,还可分为上、下山盘区与石门盘区。
条带式的准备方式,按条带开采煤层的数目分,有单层布置条带与联合布置条带。
一、上(下)山盘区准备方式
图10—4上山盘区联合布置准备方式
1--岩石运输大巷;2—总回风巷;3--盘区材料上山;4--盘区轨道上山;5—盘区运煤上山;6--下部车场;7--进风斜巷;8--回风斜巷;9--煤仓;10--m1层区段进风平巷层;11--区段运输平巷12--m2层区段进风平巷层;13--m2层区段运输平巷;14--区段材料斜巷;15--区段溜煤眼;16—甩车场;17--无极绳绞车房;18—无极绳尾轮;19—盘区材料斜巷绞车房;20--绞车房回风巷;21—下层煤回风眼
二、条带式准备方式
图10—5条带式准备方式
1—运输大巷;2--回风大巷;3—材料大巷;4—煤仓;5—行人进风斜巷;
6—工作面运输巷;7--工作面回风巷
图10—5所示为条带式准备方式。
条带式内开采三层薄及中厚近距煤层,运输大巷1布置在煤层群底板岩石中,回风大巷2布置在最下煤层中。
采煤巷道采用分层布置和对拉工作面布置。
条带准备方式中工作面按推进方向,分为仰斜开采和俯斜开采两种。
条带式准备方式的采煤工作面可以按单工作面布置,也可以成对的按对拉工作面布置。
条带式准备方式适用于下列条件:
倾角为12°以下的薄及中厚煤层,走向断层不发育,沼气涌出量和涌水量大的煤层。
第三节准备方式中的几个主要问题
一、回采巷道的布置
(一)单煤层区(分)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)。
当煤层倾角较大时,轨道平巷多沿煤层顶板挂腰线掘进,以利于排水。
运输平巷尽量分段取直,以折线布置。
便于铺设输送机。
对于煤层倾角较小的近水平煤层,区段煤层平巷一般都是沿煤层顶板挂中线掘进,沿走向方向做直线切割布置。
不论煤层倾角大小,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。
区段煤层平巷采用双巷布置时,按其轨道平巷掘进次序的先后,基本上分为两种方式。
(二)分层平巷布置
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
又有内错式与外错式之分。
图10—6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
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4—7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4—8所示。
图10—7分层平巷水平式布置图10—8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—下区段工作面的回风平巷;2—下区段工作面的回风平巷
二、上(下)山
上(下)山是准备方式中重要的运输、通风巷道,而且服务时间较长。
因此,应按经济合理的要求,合理确定上山的数目、位置和布置方式。
(一)上山条数的确定
在一般情况下,采区布置两条上(下)山(一条运输上山、一条轨道上山),就能满足采取运输、通风和行人的需要。
随着生产的发展,常常需要增加上山数目,例如:
1.生产能力很大的特厚煤层采区和联合布置采区。
2.产量较大,沼气涌出量也很大的采区,特别是下山采区。
3.产量较大,经常出现上下区段同时生产,需要简化通风系统的采区。
4.运输上山和轨道上山均布置在底板岩石中,需要探清煤层情况,或为提前掘进其他采区巷道的采区。
(二)上山布置的方式
1.两条煤层上山 2.一岩一煤上山 3.两条岩石上山 4.两岩一煤上山 5.三条岩石上山
三、采区生产能力
采区生产能力是采区内采煤工作面和掘进工作面产量之和,依单位时间内所生产的煤量计算,一般以采区日产量(t/日)或年产量(万t/年)表示。
一般情况下,采区生产能力是根据采煤工作面的产量和个数来决定的。
四、采区走向长度
合理的采区走向长度,对于提高矿井及采区生产技术经济指标,保证采区高产稳产具有密切联系。
随着采区生产能力的增加,采区走向长度需相应增加,否则采区服务年限过短。
机械化开采及工作面推进速度加快,同时将给工作面机械设备的搬迁带来困难,因此,必须加大采区走向长度,充分发挥机械效能,减少工作面搬迁次数,减少辅助工时,提高劳动生产率。
五、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。
七、采区车场、煤仓和装车站
采区车场是采区上(下)山与区段平巷或阶段运输大巷连接处一组巷道和硐室的总称,是采区巷道的组成部分。
根据所处的位置,可分为上部、中部和下部车场。
一)上部车场
上部车场是采区上山和区段回风巷之间的联络巷道。
并担负运输、通风和行人的任务。
其基本形式有两种:
甩车场和平车场。
图10—10双面甩车场图10—11平车场
1—绞车房;2—轨道上山;3—阶段回风大巷;1—运输上山;2—轨道上山;3—绞车房;4—联络石门
4—区段回风平巷;5—甩车道5—绞车房回风巷;6—平车场;7—总回风道;8—岔巷
二、中部车场
三、下部车场
下部车场是采区车场中最重要的部分,是采区和阶段运输大巷连接的枢纽,最常用的是绕道式车场。
图10—13a顶板绕道式车场,图10—13b为底板绕道式车场。
这种车场的特点是:
装车站设在阶段运输大巷内;轨道上山的绕道从大巷的顶板饶向大巷。
图10—12单向斜甩绕道式车场
1—运输上山;2—轨道上山;3—区段轨道平巷;4—甩车道;5—绕道
图10—12单向斜甩绕道式车场图10—13大巷装车站采区下部车场
1—运输上山;2—轨道上山;3—区段轨道平巷;a—顶板绕道;b—底板绕道
4—甩车道;5—绕道1—运输上山;2—轨道上山;3—采区煤仓;4—大巷
5—人行道;6—材料车道;7—绕道
这种车场有长的石门和绕道,可存放大量的矸石车和材料车,机动灵活性大,不影响阶段运输平巷的运输。
图10—14为装车站设在环行绕道内的采区下部车场。
这种车场多布置在稳定的底板岩层中。
图10—14绕道式装车站采区下部车场
1—运输上山;2—轨道上山;3—采区煤仓;4—大巷;5—人行道;6—材料车道;
2—7—顶板绕道;8—采区石门;9—底板绕道装车站储车线
这种车场通过能力大,但车场工程量较大,适用于大型采区。
四、采区采出率
采区工业储量—开采损失
采区采出率=——————————————100%(10-1)
采区工业储量
采区开采损失主要指采区内各种煤柱损失及工作面回采中的落煤损失。
为了提高采区采出率,在采区巷道布置上应积极采取措施,少留煤柱或不留煤柱,并尽量减少落煤损失。
工作面采出率可用下式表示:
工作面实际采出煤量
工作面采出率=——————————————(10一2)
工作面煤炭实际储量
国家对采区和工作面采出率规定了控制指标。
采区采出率:
厚煤层不低于0.75,中厚煤层不低于0.8,薄煤层不低于0.85;工作面采出率:
厚煤层分层工作面不低于0.93,中厚煤层不低于0.95,薄煤层不低于0.97。
五、采区煤柱尺寸
确定保护煤柱合理尺寸,取决于煤层所承受的压力大小和煤柱本身的强度。
(1)采区上山(下山)煤柱沿走向一侧宽度
薄及中厚煤层20m
厚煤层30~40m
(2)区段一侧煤柱宽度
薄及中厚煤层8~15m
厚煤层15~20m
(3)主要运输大巷,总回风巷沿煤层布置,上下每一侧煤柱宽度
近水平煤层不小于40m
缓斜煤层25~40m
倾斜煤层15~25m
急斜煤层10~15m
(4)相邻采区之间隔离煤柱宽度一般为10m.
(5)断层煤柱尺寸应根据断层落差,含水性等具体情况而定。
落差大含水量丰富的断层一侧留设30~50m煤柱;落差小的一侧可留10~15m煤柱;再小可以不留煤柱。
思考题
1.什么叫双翼采区?
什么叫单翼采区?
2.上山采区式准备方式的优点、缺点和适用条件是什么?
3.采区上山的布置方式有哪几种?
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