采矿学(第9章单一长壁采煤法)

第九章单一长壁采煤法煤层倾角条件：近水平、缓斜、倾斜煤层煤层厚度条件：薄、中厚及厚煤层（35m）开采方法：整层开采（一次采全高开采）工作面推进方向：走向—走向长壁，倾向—倾斜长壁第一节走向长壁采煤法lonwallminingmethodonthestrikeofsingleseam一、单一走向长壁采煤法采区巷道布置及生产系统（一）条件：近水平、缓斜、倾斜煤层薄、中厚及厚煤层（35m）地质构造简单，瓦斯涌出量小。（二）巷道布置及特点layoutofroadwaysaswellasfeature1、巷道名称：102146781123987493412141067891251113A'9'9''8'7114,5'2、按用途及服务范围分类：开拓巷道准备巷道回采巷道3、巷道布置特点：上山、区段平巷、联络巷—沿煤层布置；车场及硐室布置于岩层中。3412141067891251113A9''8711'（三）巷道掘进顺序Drivageorder⒈原则：1)巷道掘进尽快构成通风系统Roadwaysaredrivedassoonaspossiblemake–upventilationsystem2)尽量采用平行作业（Adoptparalleloperation）3412141067891251113A9''8711'上山间距20m左右区段煤柱815m下区段回风平巷超前本区段运输平巷100150m联络巷间距80100m3412141067891251113A9''8711'（四）主要生产系统1、运煤系统：2、运料排矸系统:3、通风系统：4、供电系统：从运上输入5、压风及安全用水：（管路经运上）][风帘风窗风桥风墙风门3412141067891251113A9''8711'（五）构成采区生产系统的巷道类型（或采区巷道布置的基本规律）•回采巷道—直接为回采工作面服务横向（沿走向）；•上山巷道—为各区段服务,纵向（沿倾斜）；•采区上、中、下部车场—联结上山与区段平巷纵—横相联；•硐室：绞车房、变电所、煤仓等。•附属于上述各类巷道的联络巷。二、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）区段参数：区段斜长：L区=L采+2L巷+L柱区段走向长：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区段走向长区段走向长=采区走向长普采500m综采1000m技术发展趋势：加大国内：2430m（采区一翼）214106789A11（二）区段平巷的布置巷道布置的内容：巷道用途、数量、位置和巷道之间的时空关系1、普采或炮采区段平巷布置1）区段回风平巷（轨巷）：tracksubentry（1）功用：轨道运输、回风、行人。（2）要求：与采面上出口相连，必须沿煤层掘进；断面要符合运输、通风、行人、安全等要求；1）区段回风平巷轨道要求：i、坡度i=35%0，有时610%0，以利于矿车运输、流水；ii、能适应弯道。1t矿车，R6m，1.5t矿车，R9miii、轨距与全矿一致（3）施工措施：（working）轨道要求巷道按腰线沿煤层走向掘进。两端安绞车时也可以按中线掘进，分段取值。2）区段运输平巷（机巷）（conveyersubentry）（1）功用：铺输送机，运煤或物料，行人。（2）要求：•与采面下出口相连，必须沿煤层掘进。•位置、断面利于装运煤。•方向要求直或分段取直，利于运煤。链板输送机每部长200m，允许弯度值3o，弯曲段长度要等于或大于15m;区段运输平巷（机巷）运输机要求:能适应上下坡度变化胶带机向上≯17o向下≯15o•断面符合运输、通风、行人安全等要求既要沿煤层掘进，又要求直，巷道必定不平方案一：挂中线掘进。方案二：分段挂中线取直+1.5+1.0+0.5-0.5-1.0-1.5-1.5-1.0-0.5+0.5+1.0+1.5A-B-C-D-EDA-F-G-HFAGHECB0100200300400500mAABCDEHFG00+1.5+1.0+0.5-0.5-1.0-1.50方案一：A—B—C—D—E直线，挂中线掘进。（i）、上下起伏变化大，C、E点最低，达1.0m;（ii）、低点积水；泵排水；方案二：A—F—G—H，分段挂中线取直。（i）、坡度缓和，相差(0.5m)；（ii）、低点积水，——泵排出；（iii）、折点少，占用设备少，每段宜用一台输送机。+1.5+1.0+0.5-0.5-1.0-1.5ABCDEHFG01243(a)2'普采、炮采的轨巷和机巷（3）施工措施：定向取直或分段取直，挂中线掘进。由以上知：普采、炮采—轨巷按腰线施工；机巷按中线分段取直要求：双巷（上区段机巷、下区段轨巷）一次掘出，且轨巷超前机巷：i、超前探清煤层沿走向的变化情况，确定机巷转折点，为机巷定向取直，保证施工质量；ii、机巷低洼处泄水（通过联络巷泄水）2、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。2）一般综采工作面机巷、风巷布置机巷：铺输送机、设备列车—铺轨断面大，一般S12m2风巷：铺轨。以设备最大外廓尺寸定，S10m2。（1）机巷、风巷定向取直、平行布置，保持采面等长；（2）机巷、风巷分段定向取直、平行布置，保持采面等长；（3）施工技术：沿中线定向取直或分段取直。4212(b)'3、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°（1）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。（2）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。85°（3）中切眼断面及支护断面—10m2；支护—锚网支护平六矿：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（4）中切眼作用：解决掘进期间局部通风问题如：JBT局扇或JBD622局扇，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。中切眼作用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（5）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。4、最下区段机巷如何布置？（三）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；124区段平巷双巷布置双巷布置的优点：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2、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。3、单巷布置Fig.9—4（b）示，分巷布置，10o时，下行风，设备在上巷，可用于低沼矿井。Fig.9—4（c）示，设备在机巷，要求机巷大断面。12354135424、高沼矿设瓦斯尾巷的双巷布置高沼矿：Fig.9—5示，双巷布置设瓦斯尾巷。321（四）单工作面与双工作面布置Fig.9—6示，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。2135m150m120m1—中间运输平巷2—上轨道平巷3—下轨道平巷对拉工作面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。2135m150m120m（五）工作面回采顺序1、采面后退式：Fig.9—7（a）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2、采面前进式：Fig.9—7（b）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。工作面回采顺序工作面回采顺序3、采面往复式：Fig.9—7（c）示。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。工作面回采顺序4、往复旋转式：Fig.9—7（d）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。（六）区段间无煤柱开采的回采巷道布置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。沿空留巷3）往复式沿空留巷：Fig.9—7（c）示4）沿空留巷适用：中倾斜以下，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。沿空掘巷1)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。(b)2~3m(a)2)沿空掘巷时回采面接替顺序(1)区段跳采接替方便；巷道掘进量少；生产分散；“孤岛”采煤矿压显现强烈；适用：采区区段数目多。(a)区段1234512345单面保持采区产量，区段顺序接替（2）沿空掘巷区段顺序接替区段平巷双巷布置，留煤柱2030m，回收部分煤柱。适用：区段数目少；矿压大，不宜跳采时，增加了平巷及联络巷的工程量1122（七）采场通风方式与回采巷道布置1、工作面通风的要求:符合安全规程，防止上隅角瓦斯聚积；防漏风；通风系统简单；风巷断面足够。上隅角2、通风方式U型通风Fig.9—9（a）通风系统简单，漏风少，风流线路长，变化大。适用：瓦斯不太大，我国常用；瓦斯大，设瓦斯尾巷，U+L通风通风方式Z型通风Fig.9—9（b）顺流通风方式，风路短，通风效果比U型好通风方式Y型通风Fig.9—9（c）示，稀释风流中的瓦斯。要求：有边界上山回风。偏Y型通风，Fig.9—5，改2进风通风方式H型通风Fig.9—9（d）示，系统复杂，稀释瓦斯W型通风Fig.9—9（e）示，对拉工作面（八）地质构造影响时区段平巷布置断层构造，Fig.9—10示，权台矿综采面布置之一陷落柱Fig.9—11示，范各庄矿F12F10F8F1第二节倾斜长壁采煤法longwallminingtothediportotherise倾斜长壁采煤法回采工作面沿煤层走向布置，沿倾斜（仰斜或俯斜）推进采煤。或长壁工作面沿倾斜推进的采煤方法。该法采煤量占总产量的12%以上一、单一倾斜长壁采煤法采煤系统（一）巷道布置特点：1、巷道名称：Fig.9—1251256743II176243IIcm06012、巷道布置特点：1）水平运输大巷和回风大巷均沿煤层走向置于阶段同一侧。2）分带运输斜巷和回风斜巷（stripinclineddrift）均沿煤层倾斜方向掘进，并垂直或斜交于平运输大巷3）采面沿煤层走向布置，对拉采面（doubleface），面长200m，斜长1000m176243IIcm0601（二）掘进顺序：1、