第十三章采 ( 盘 ) 区准备巷道布置及参数分析

※ 煤层群区段集中平巷的布置及层间联系方式 ※ 采（盘）区上下上布置 ※ 采区参数第十三章采(盘)区准备巷道布置及参数分析

※ 引言 ※ 机轨分煤岩布置 ※ 机轨双岩巷布置 ※ 机轨合一巷布置 ※ 机轨双煤巷布置第一节煤层群区段集中平巷的布置及层间联系方式

引言  煤层群联合布置采区，在煤层或煤组下煤层（或岩石中）布置为区段内各煤层生产服务的巷道或为一个区段的几个煤层或几个分层服务的平巷 ——区段集中巷。  区段集中运输平巷（集中机巷） ——集中出煤。  区段集中轨道平巷（集中轨巷） ——运送物料等。  布置区段集中平巷的目的：减少分层区段平巷的维护时间，降低维护费；布置能力大的集中运输系统，减少设备占有数；分层同采，合理集中生产。

机轨分煤岩布置  布置方式： • 运输集中平巷置于煤层底板岩石内； • 轨道集中平巷置于煤层内。  优点： • 易定向取直或分段取直，满足输送机要求； • 本区段运煤，下区段回风、运送物料，服务时间长，岩层中易维护； • 实现分层同采，上下区段同采。  适用条件： • 煤层多，层间距1015m。

区段集中平巷与工作面超前平巷斜巷联系 溜眼30，煤自溜，少占设备；斜巷20，施工条件差；辅运和行人不便（设绞车）适用：15；层间距1015m。

区段集中平巷与工作面超前平巷石门联系 施工方便；利用石门布置中部车场，辅运环节少；行人方便。当很小时，石门长，工程量大；运煤占设备多。适用：的煤层；层间距1015m。

区段集中平巷与工作面超前平巷立眼联系

区段集中平巷与采区集中上山的联系 一般根据运输需要确定。 1. 集中“轨上”与集中“轨巷”联系— 石门、斜巷； 2. 集中机巷—溜煤眼 —集中“运上”。

机轨双岩巷布置  机轨双岩巷布置优缺点 • 利于上、下区段同采，分层同采，生产能力大； • 岩石工程量大，准备时间长。（淮南实例）  机轨双岩巷布置适用 • 煤层数多，生产时间长，煤巷难以维护。

双岩巷不同标高布置  布置方式  联系方式各分煤层超前平巷—平石门—3— 平石门—溜煤眼—运输上山1；各分煤层超前平巷—平石门—4— 平石门—轨道上山 2

双岩巷相同标高布置  布置方式  联系方式各分煤层超前平巷—平石门—3—平石门和溜煤眼—运输上山1；各分煤层超前平巷—4 — 平石门—— 轨道上山2

机轨合一巷布置  机轨合一巷布置胶带机和轨道布置在同一大断面岩巷内。  机轨合一巷优缺点少一条岩巷，省工程量，易维护；设备集中，易管理；断面大，施工定向困难；中部车场轨道与输送机交叉，交叉点施工复杂；上、下区段不能同采、通风难解决。  适用条件煤层多，产量大的采区。当前应用较少。

机轨双煤巷布置  机轨双煤巷布置运输集中巷和轨道集中巷均置于下部薄及中厚煤层中。适用条件：煤层多，产量大的采区。当前应用较少。 •  机轨合一巷优缺点 • 岩巷工程量小，掘进速度快，缩短准备时间； • 利于上、下区段回采，分层回采； • 受采动影响大，维护量大。

※ 采区上山数目及其相对位置 ※ 采区上（下）山的运输 ※ 采区上山的位置选择第二节采（盘）区上下山布置

采区上山的位置选择 煤层上山  煤层上山特点掘进速度快，联络巷工程少，费用低；超前探煤作用；当变化时，坡度对输送机不利；需留煤柱保护；上山围岩是煤和软岩；维护条件差；上山与平巷的层面交叉，多开绕道工程；受采动影响  改善维护状况的技术措施：避免两侧采面同时接近上山；煤柱越宽，采动影响越小；薄—30 m厚—3040 m；采用可缩性支护。  适用条件单一薄及中厚煤层采区，服务年限短；采两个分层的单一厚煤层采区，煤及围岩稳定；煤层群联合布置采区，下部有维护条件较好的薄及中厚煤层；服务时间短的专用通风或运煤上山。

岩石上山  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1020 m。  岩石上山优点和缺点：维护费用低；煤损少。可跨上山采，加大采面连续推进长度；生产系统可靠，通风条件好，易封闭采空区，防自燃有利；不受煤层倾角影响，可定向按坡度取直掘进；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。岩石工程量大；  岩石上山适用条件单一厚煤层（3个分层），或近距煤层群联合布置；采区服务年限3年以上；岩石施工能力强；煤层底板岩层较稳定，无承压水。

上山的层位与坡度 •  层位 • 对于联合布置采区，一般将上（下）山置于下部稳定的煤层或底板岩石中，主要原因为：能适应煤层下行开采顺序；提高采出率，煤损少；采区生产系统可靠，易维护。 • 特殊条件下，将上山置于煤层群的中部或上部，可能的原因为：下部煤层底板接近富含水层，或底板岩石松软，且很厚，不易维护。  上山的倾角（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 1520时，“运输上山”调为15，胶带机； 2030时， “运输上山”调为30，煤自溜。

采区上山数目及相对位置 上山数目  采区上山至少两条：轨道上山—进风、辅助运输；运输上山—运煤，回风。 •  在下述条件下增加上山数目 • 生产能力大的厚煤层采区，或煤层群集中联合准备的采区； • 生产能力大，瓦斯涌出量大和水大的采区（下山采区）； • 生产能力大，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。

上山布置类型 •  双煤上山 • 双上山置于下部薄及中厚稳定煤层中； • 走向间距2025m，两侧煤柱30 m。适用：下部有薄及稳定的中厚煤层；单一薄及中厚煤层。 •  一煤一岩上山 • 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1012 m运上、轨上走向距20 m。适用：生产能力小、服务年限短的采区。（t5a）

 双岩上山 • 两条上山置于底板岩石中轨道上山距煤层810 m；（图b） • 运输上山距煤层1214 m；走向间距：2025 m。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。 • 双岩一煤上山 • 走向间距1-3和 3-2为1015 m • 层位上：1距煤层810m，2距煤层1214 m ，3—沿煤顶(图d)

 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。（图d） •  三岩上山 • 三岩上山均置于底板岩层中； • 走向间距：1015m； • 层位上1 和 3同层位，2低24m。适用：煤层多，储量丰富，瓦斯大、水大的采区。

采区边界上山 • 在采区边界设12条边界上山； • 瓦斯大，采用Z、Y型通风时，两条需设回风边界上山； • 往复式开采，不沿空留巷，区段煤柱护巷的往复式开采，要求采区一翼开掘两条上山。

采区上（下）山运输 采区上（下）山任务  采区上（下）山担负采区的煤、矸、物料等运输；通风行人、管线的通道。近水平、缓倾和倾斜煤层运输上山中的运输设备类型  胶带输送机优点：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；新型胶带机：适于=28。适用：上山（向下运煤）；下山（向上运煤）7

 刮板输送机 • 型号：下链式；上链式。 • 适应角度：向下运可达1828。 • 阻力小，耗电低，能力大，事故少，易维护；下链式刮板机：适用，原则防滑装置；适用范围大；运费略高于胶带机，运输可靠。 • 自溜运输 • 煤层或上山的> 3时，均采用自溜； • 对2的煤层，将上山置于底板岩石中，增大上山角度，=（303）、实现自溜； • 搪瓷溜槽：> ，可自溜； • 铸石溜槽：铁板溜槽，砼溜槽等，=30。

滚筒直径（m） 绳长（m） 1.2 600 1.6 800 2.0 1000 2.5 1200 •  绞车或无极绳牵引矿车运输 • 生产能力小；运输不连续（间断式）、影响生产； • 适用：轨道600mm，900mm与全矿大巷巷道轨距一致； • 矿车：1t、1.5t、、3.0t、5.0t； • 绞车：视上山、长度、生产任务等选用。绞车滚筒直径与绳长

※ 采区倾斜长度 ※ 采区走向长度 ※ 采区生产能力 ※ 采区采出率及采区煤柱尺寸第三节采区（盘区）参数

采区倾斜长度 • 采区倾斜长度在采区斜长在开拓部署时已定，大致为定值； • 区段斜长：工作面长度＋上下区段平巷宽度＋护巷煤柱宽度； • 回采工作面斜长影响因素： • 受地质条件、技术条件（设备）、通风能力等因素影响； • 当前开采技术条件，工作面长度为80-250m。 • 区段数目在保证采区斜长合理的前提下划分区段，n=采区斜长/区段斜长，合理的n 是保证采区正常生产和接替的基础。当前，缓斜煤层 n = 4 ～5(个)；倾、急斜层 n ＝2 ～ 3(个)。 l 区= l采+2 l巷+ l柱 l巷=3  4.5m, l柱=0  20m

采区走向长度 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； • 有利于采区和矿井合理集中生产，提高采区生产能力； • 减少采面搬家次数。确定采区走向长度主要影响因素 • 地质因素； • 技术因素；采区走向长度主要影响因素 • 运输；供电；经济因素

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/年采面生产能力A0（万t / a） A0 = LV0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  500m ；m ：采高，m； ：容重，t/m3；c0：采面采出率，薄煤层0.97，中厚煤层0.95 ，厚煤层0.93。采区同采工作面数目缓倾斜煤层：综采 — 1  2个采面同采；普采 — 1  2个采面同采。急斜煤层炮采： 2  3个采面同采。

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 AB的环节能力验算： • 上山运输能力式中：An — 小时设备能力，t / h； k — 产量不均衡系数，K=1.2  1.3; T — 日出煤时间，h；0 — 运输设备正常工作系数，0 = 0.7  0.9。

采区通风能力 式中：s — 巷道净断面，m2；v — 巷道允许最大风速，m/s；c — 日1t煤的供风量，m3/min/t；c1 — 风量备用系数，c1 = 1.2。 • 保证采区正常接替式中：Z — 采区可采储量，t； Tn — 新采区准备时间，a。每年生产的能力要小于准备出来的能力

采区采出率及采区煤柱尺寸 采区采出率采区采出率= (采区工业储量 - 开采损失)/采区工业储量×100% 煤层国家规定的采区采出率厚煤层 ≮0.75 中厚煤层 ≮0.8 薄煤层 ≮0.8 工作面采出率工作面采出率=工作面实际出煤量/工作面实际储量×100% 煤层国家规定的工作面采出率厚煤层 ≮0.93 中厚煤层 ≮0.95 薄煤层 ≮0.97

提高采出率途径： • 减小煤柱损失； • 尽量回收煤柱； • 合理加大采区尺寸； • 减少工作面损失。采区煤柱尺寸 • 上（下）山煤柱 • 岩石上（下）山可不留煤柱（跨上、下山开采），煤层上(下)山本层中的煤柱： • 煤层煤柱沿走向一侧宽度（m） • 薄及中厚 20 • 厚煤层 30 40 • 采区边界煤柱：一般10m

区段煤柱 • 煤层区段煤柱宽度（m） • 薄及中厚 8 15 • 厚煤层 1520 • 原则上区段巷道应沿空掘巷 3  5m • 运输大巷及总回风巷保护煤柱 • 大巷布置在底板岩石中，其上可不留煤柱（跨大巷开采） • 大巷布置在煤层中本层中一侧的煤柱： • 煤层一侧的煤柱宽度（m） • 近水平 >40 • 缓斜 2540 • 倾斜 1525 • 急斜 1015

断层煤柱 • 断层落差断层一侧煤柱宽度（m） • 落差很大（10m） 30 • 落差大（5m） 10  15 • 落差很小（3m）不留煤柱

第十三章 采 ( 盘 ) 区准备巷道布置及参数分析