第三章开拓巷道布置

第三章开拓巷道布置第一节井筒数目及位置§3.2开采水平的划分及上、下山开采水平的多少，主要取决于井田内煤层的斜长和阶段尽寸的大小。一个水平开采的矿井叫单水平开采，两个及其以上，为多水平开采。阶段按标高划分，上下标高一定，阶段垂高便确定了，而水平垂高是指该水平开采范围的垂高，只采一个阶段时，水平垂高就是阶段垂高。两个阶段时，即上下山开采时，水平垂高为两个阶段的垂高。当采用辅助水平、下山开采、辅助大巷时，可能开采的高度很高。对于近水平煤层，不划分阶段，将煤层分组。划分水平，再分成盘区或带区。一、合理的水平垂高（针对非近水平煤层而言）应以合理的阶段斜长为前提，并使开采水平有合理的服务年限，利于水平采区接替。1、具有合理的阶段斜长阶段斜长，若分带，则为条带的推进长度，若分区，为采区上山长度。从运输、行人方面考虑。1）、煤的运输对于缓倾斜和倾斜煤层，用自溜运煤或皮带运煤，对斜长的限制不大，1500～1800m以内，目前的皮带运输，长度可以提高到2500m甚至达到3000m；用刮板运输机时，太长了，运输机台数多，系统可靠性差，中小型矿井用矿车运煤时，应在600m以内。对于急倾斜煤层，溜煤高度不能太长，低于70～120m。2）、辅助提升：这是限制斜长的主要因素。应采用一段提升最好。一般采用绞车提升。1.6m绞车，600m长；2.0m，900m长。利用单轨吊车设备，齿轨车，卡轨车进行辅助提升，可使辅助提升长度加大到1000～3000m。用胶轮车和套胶轮轨道车时，长度不受限制。3）、行人条件：对斜长限制不严重，放在次要位置考虑，当长度长时，采用猴车运人。2、具有合理的区段数考虑合适的区段斜长，应为其整数倍来划分为采区。缓倾斜3～5个区段，倾斜、急倾斜不少于2个，区段太少，不利于工作面接替。3、利于采区的正常接替矿井正常生产期间，应使采区接替正常。矿井有增产采区、减产采区、正常生产区、准备采区。保证矿井产量均衡。生产采区的生产时间应大于准备区的准备时间。这需要采区有一定的储量，当走向长度确定后，倾斜长度的增加会使采区储量增加。这样，分滩到每一米运输大巷、采区石门、上山、采区硐室这一类巷道上的煤量也会增加。4、保证开采水平有足够的服务年限开拓一个水平需掘进许多巷道，工程量大，准备时间长，为保证矿井有一个较稳定的生产期，水平服务年限必须大于延深水平时间（3～5a）与两水平过渡时间(2～3a)之和，至少8a以上。我国有关矿井水平服务年限的规定见下表：矿井井型及水平设计服务年限井型水平设计服务年限(a)缓倾斜煤层倾斜煤层急倾斜煤层大型井20～4020～3015～20中型井15～2015～2012～15小型井各省自定各省自定各省自定5、经济上有利的水平高度（根据与水平高度有关的费用，随高度增加而减少的费用、随高度增加而增加的费用、与高度变化无关的费用绘出图）H1～H2为经济有利高度。根据多年的实际经验，较为合理的水平垂高见下表。（仅作为参考，因为有许多条件达到了300～400m）近水平煤层，在煤区内划分成条带或盘区，盘区的斜长（上山）＜2500m，下山＜1000m，条带斜长可达到2000m，阶段高度确定后，可考虑下山开采的应用。井型开采缓倾斜开采倾斜煤开采急倾斜煤层的矿井(m)层的矿井(m)煤层的矿井(m)大中型矿井100～250100～250100～150小型矿井60～10080～12080～120二、下山开采的应用1、存在的问题可以节省一个水平的布置巷道，能充分利用原有的井巷和设施，节省开拓工程量和基建投资，可延长水平的服务年限，推迟矿井下一水平延深的期限，煤炭无反向运输。但下山开采存在以下几方面的问题1）、运输：向上运输，无法自溜。要求有较大的运输能力；2）、排水：每个采区都需设排水设施，不集中，耗电大。3）、通风：新、污风相邻，易漏风，且风流路线长，阴力大。4）、掘进：下山掘进困难，装岩、排水跑车架。2、适用条件有下列条件，可以避开其缺点，能够采用。1）、＜16°，瓦斯小，涌量小。2）、深部境界不一致，单设一个水平有困难，则最终阶段用下山开采。3）、当开采强度增大，水平储量不够，水平接续紧张，采用在局部地段用下山开采。俗称剃头。3、注意事项1）、上、下山划分的采区尽可能划分一致，利用维护的上山采区巷道回风（风路长），也可利用大巷辅巷回风（当皮带运输，有辅巷运辅助工作）。2）、剃头时，可利用下山通到下一水平，准备下一水平巷道，加快水平的准备。三、辅助水平的应用具有开采水平的性质，但不够。（不担负提煤至地面任务的水平）1、特点：设置阶段大巷，负责运输、通风、排水，但无井底车场。阶段大巷是局部的，不贯穿整个井田。2、适用的情况1）、水平垂高过大。辅助水平应用的几个实例平硐开拓，但上部煤太多（图18-2），使水平高度过大，采区上山太长，局部设有辅助水平，平硐在开始时，无须开到最里面，即深部的位置，可以加快矿井建设；煤层浅部深浅不一，局部水平垂高过大，斜长过长。2）、多水平上下山开采。用辅助水平解决通风、排水问题。（图18-3）－600，－1050两个水平开采。－600以上，水平高度过大，在－450设辅助水平（局部，图），由集中上山解决－450以上的采区开采（图）－600～－850之间，用下山开采。－850设辅助水平，负责－600～－850之间下山开采时的进风、排水、排矸，无正规井底车场，只有辅助运输的简易车场，付井只到－850，主井在－600。第二水平布置在－1050，用斜井延深主井，付井也是斜井，但由－850延深至－1050，－850～－1050范围由－1050开采上山，－1050以下用下山开采。这样两个水平开采约一般4个水平开采的深度。3）、急倾斜一般不采用辅助水平。4）、近水平煤层，若煤层间距较大，单独设水平不合理时，设辅助水平。用暗井或溜井联系主水平（上图说明）。四、合理划分开采水平综合考虑前面的三个问题，即水平高度、下山开采、辅助水平。应适应井田地质及开采技术的特点。第三节开采水平大巷的布置大巷俗称矿井的动脉。合理的大巷布置应有利于矿井建设、矿井生产。大巷也是开采水平布置的关键。首先应了解大巷是干什么的。一、对大巷布置的要求1、大巷运输方式与设备1）、矿车运输架线电机车有7吨、10吨、14吨，蓄电池机车有8吨、10吨、矿车有1、1.5、3吨固定式，3吨、5吨底卸式、7吨侧卸式，还有设备车、材料车、人车。同样有非标准矿车。轨距有600、900的，1、1.5吨固定式、3吨底卸式，用600mm轨距。能统一解决煤炭运输和辅助运输问题，便于不同煤种煤层的分采分运，能适应两翼生产不均衡的变化，不受巷道弯曲程度的限制，便于长距离运输，要求巷道断面大，弯道多时运行速度慢。2）、皮带运输生产能力大，易实现自动化，对巷道坡度及变形量没有严格要求，但要求巷道要直，两翼生产不均衡时，要求设备能力大，需要铺设轨道解决辅助运输问题(皮带主要用于运煤)。有时，需要开辅助大巷，辅助运输占运煤量的20%左右。2、运输设施对大巷的要求1）、皮带运输：大巷要直，允许有坡度（＜17°）。2）、矿车运输：大巷要平，可以有流水坡度（3‰～5‰），可弯曲，有曲线半径。3、根据井田面积或运输距离选择运输设备一般情况下，井田面积小于10KM2，用皮带，运距小于2km，用皮带。当井田面积大于30KM2，用矿车，运距大于5km，用矿车。中间情况，需比较。4、大巷的运输设备(表3-1)5、大巷的断面及支护断面应满足运输、通风、行人、设管线敷设的要求。大巷采用双轨、单轨、皮带，有30%的富余能力。二、大巷布置方式（有分层大巷、集中大巷、分组集中大巷。）1、分煤层大巷：每一个煤层布置一条煤层大巷。利用一条主石门与各大巷联系起来。1）、布置：（绘图说明）2）、优点：初期工程量小，反向运输少，出煤快。3）、缺点：总工程量大，煤柱多，维护困难，轨道、管线占用多，生产分散，管理复杂。4）、适用条件：煤层间距大，集中布置有困难。21m2m1m1m2III—I121—分煤层大巷；2—主石门2、集中大巷1）、布置：多个煤层用一条大巷，在最下层煤底板岩石中或煤中（较硬、较薄）。（绘图说明）2）、优点：总工程量少，易维护，生产集中，能力大。3）、缺点：初期工程量较多，煤层间距大时，石门工程量大，反向运输量大。4）、适用条件：煤层间距小的矿井。3、分组集中大巷m3m1m1m2m3III—I12121—集中大巷；2—采区石门113222m1m2m3m3m1III—I231—主石门；2—分组集中大巷；3—采区石门1）、布置：划分煤组，每组一条集中大巷。各组大巷用一条主石门联系。（绘图说明）2）、优点：生产采区多，能力大；3）、缺点：初期工程量大。4）、适用条件：煤层数多，能分组。5）、分组原则：（1）、煤层间距近的分为一组（间距在全井田范围有可能不一致，如被断层断开，可能相距甚远）。（2）、煤质相同一组，瓦斯涌出量相差太大的分开，有突出、突水危险的分开。6）、同采组数：不多于2个。4、几种布置方式的比较、应用间距是分组的主要依据，当间距＜50m的煤层，可划为一组（一般的30m）。当间距大于70m时，分开，在50(30)～70m之间，要进行比较。另外，在煤层间距较小但煤层数多，煤层总的间距大，为开采时能够尽快出煤，有采用集中布置的条件，也可以采用分组集中布置，加快矿井出煤。三、运输大巷位置的选择主要是在煤层内，还是底板岩石内及距煤层的间距大小。1、煤层大巷1）、优点：（1）掘进易、速度快、投资少；（2）可探明煤层状况；（3）出煤快、见效快，对环境保护有利。2）、缺点：（1）、维护困难，费用大，受采动影响严重；（2）、大巷的坡度和方向不易保证；（3）、煤柱损失大，上下两侧各需留40～50m，易发火。3）、适用条件：中、小型矿井，采用分层大巷布置。特殊情况，如底板附近有含水层或岩石软；煤无自燃发火危险且较硬的条件下。2、岩石大巷优缺点与煤层大巷相对应。多数矿井采用。其位置应避开支承压力的影响。h=15～30m，考虑采区用岩石上山，集中平巷，采区煤仓诸因素一般h=30m以上。四、矿井总回风巷的布置主要是第一水平总回风巷的布置（以后各水平则利用前一水平运输大巷）。有三种方式：1、布置在最下层煤层中。最下层煤为薄及中厚煤层，煤质较硬，围岩稳定。2、布置在底板岩石中。同运输大巷相似，距煤层15～20m。3、与运输大巷在一个层位，两者也可高差10～15m。条带式开采时用。4、若回风大巷距地面较近，有时需在煤层中留防水煤柱。5、在急倾斜煤层中，回风大巷要考虑煤层地板的滑动问题。第四节井底车场井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和提升2个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉。因此，井底车场设计是否合理，直接影响着矿井的安全和生产。井底车场由运输巷道和硐室两大部分组成。一、井底车场调车方式及线路布置（1）、调车方式1、顶推调车2、专用设备调车3、甩车调车（自滚式）4、顶推拉调车材料车运行方向空车运行方向；重车运行方向；№1№2№3201415171619（2）线路布置长度：1、井空、重车线长：大型井，1.5～2.0列，中小型，1.0～1.5列。2、付井空、重车线长：大型井：1.0～1.5列，中小型0.5～1.0列。而付井提矸时，一般应大于1.0列，小型井按0.5列。3、材料车线：大型，10个矿车以上，一般为15～20个。中小型为5～10个。4、调车线：一整列车长（矿车加上机车长）二、井底车场硐室布置1、翻车机硐室2、井底煤仓3、中央变电所和水泵房4、水仓5、井下电机车库与井下机车修理间6、井下调度室7、井下等候室8、井下防火门硐室9、消防材料库10、井下爆破材料库三、井底车场形式及其选择由于