近水平煤层准备方式的选择 .doc

第九章 近水平煤层准备方式的选择 因倾角小，布置方式与缓斜、倾斜有差异 9.1 倾斜长壁采煤系统的巷道布置 一、条带式布置 有关参数前面已经讲过，不重复，看书，重点是学习看图。 1、单一煤层的布置（图6-1） 可以有单工作面布置，也可以有双工作面布置。 1）、掘进准备两条大巷可以在同一标高，可以在不同标高，回风巷高一些。 2）、生产系统 2、单一厚煤层的布置 有集中巷，叫集中斜巷。（由局部到整体）图6-2。 1）、准备过程 2）、生产系统。 3、多煤层联合布置（黑皮采煤学）（图6-2加） 1）、掘进准备 2）、生产系统 二、条带式布置的特点 1、优点取消了采区（盘区）上、下山巷道，工作长度稳定，基本不变。掘进工程量少，生产系统简单。 2、注意问题工作面回采巷道不是平巷，是沿煤层的倾斜巷道。由于巷道长度可能很长，用绞车提升运料较困难，多采用单轨吊车、齿轨和卡轨车。 3、关于仰斜开采和俯斜开采 1）、仰斜开采工作面压力小，有利于排水，煤壁受压，易破煤，装煤效果好。但煤壁易片帮，瓦斯易积累。所以，当煤质较硬，顶板淋水较大时，可多采用。图6-3、6-5、6-6、6-7。 2）、俯斜开采与仰斜相对应，当煤层厚度大，煤质松软或瓦斯较大时采用。图6-3、6-5、6-6 3）、当开采倾角很小时，顶板较好，可采用仰、俯结合的形式，即大巷上方用俯斜，大巷下方用仰斜。 4、关于单面和对拉工作面 走向长壁有下行风、向上运输等问题。倾斜长壁没有，因此，优先考虑对拉面。 5、无煤柱开采，同走向长壁时相同； 6、进回风大巷不在一起时的条带开采 1）、沿空留巷；（图6-4a） 2）、保留煤柱。（图6-4b） 7、适用条件 1）、12。 2）、采取一定措施后，12～17。 3）、瓦斯、水较小； 4）、斜交断层区域； 当倾角较大时，开采时，需要一定的措施。 三、带区式布置（书上13.4） 1、布置形式 图11-15。 1）、准备； 2）、生产系统； 2、布置特点煤巷多，以煤巷换立眼、运料斜巷。 3、条带数大于4～6个，可以达到10～12个（3000m以内）。 4、发展前景近水平煤层多采用。书上介绍的少，是一种新方式，可多采用。（图11-16一个实际应用例子） 四、条带式与带区式布置的比较 1、系统（相当于走向长壁的单面上山采区） 2、工程量（煤巷换岩巷） 3、选择（经济比较） 9.2 盘区式布置（书上13.3） 一、上（下）山盘区 1、单层准备 盘区上下山沿煤层布置（薄及中厚煤层），上下山间距15～20m，两侧各20～30m煤柱。对于厚煤层，上山可能在底板岩石中。 如果大巷在煤层中，则与图4-1极相似。如果在岩石中，则与图11-10中， 去掉顶煤层后相似。 2、上（下）山盘区集中上（下）山联合布置 图1110。 1）、错误 图中错误①7与2，2上7下；②剖面缺20；③缺回风巷辅巷标，注22；④8在22之上；⑤16标的地方不对；⑥16与4的接口，在剖面上没有。⑦无23。 2）、准备 3）、生产系统 4）、其它可用对拉面、电机车进区段集中巷。 二、石门盘区集中平巷联合准备 1）、准备（图11-11） 2）、生产系统。 三、上山盘区与石门盘区的选择 石门盘区比上山盘区优越，有条件尽可能选用。6。 1、优点 1）、上山的运输变成水平运输，给使用电机车创造了条件，甚至可以使电机车进入岩石集中巷道；图11-13。简化了系统，减少了环节，运输不受长度限制，能力较大； 2）、有盘区石门时，有留煤眼和区段煤仓，对煤流的缓冲作用很大，有利于煤炭的运输工作； 3）、岩石巷道维护工作量小，费用低，可以进行无煤柱开采，减少煤炭损失。 2、 缺点沿巷掘进工程量大，掘进速度慢，倾角大时，上部的联络巷工程量会增加很大。 图11-14，就是针对倾角较大时采用石门与上山混合方式，使上部的联系巷道缩短。 第十章 采区车场的形式及选择以及其它 简介采区车场采区上（下）山与区段平巷（或区段集中平巷）、阶段大巷与上（下）山的连接处的一组巷道和硐室称采区车场。 重要作用转载、过渡、改变运输方式的转换。 车场组成甩车道、存车线、联络道、硐室（煤仓、绞车房、变电所等）。 根据在采区内不同的位置分为上、中、下三种车场。图14-1。 10.1 上部车场（书上14.2） 上部车场采区上山与 回风大巷或回风石门、工作 面回风平巷联系的一组巷道， 根据联系方式不同，可分为 平车场、甩车场、转盘车场。 一、平车场 图5-1、11-4的上部车 场都是。 根据矿车运行是否改变 方向，分为顺向和逆向平车 场两种。 图14-13。图14-17为双 轨平车场。 1、顺向平车场 单轨过卷距离， 一般10～15m； n； n一钩矿车数； 矿车长； 富裕长度，2m。 双轨 n； 对称道岔长。（单开道岔长） 2、逆向平车场 n； 单开道岔长度。安装防跑器，可取2m。 图14-18（图14-13已经画出） 二、转盘车场 图14-15，采用较少。 三、甩车场 图4-1就是。图14-14。 特点调车容易，方便，能力大，但绞车房在回风水平之上，回风有下行，若是第一水平，可能在风化带内（或上水平采空区）。 10.2 采区中部车场形式及选择 采区中部车场一般情况下都是甩车场，当轨道上山为无极绳运输时，采用平车场。 甩车场有多种形式 按提升方式可分为双钩提升和单钩提升（单道、双道）； 按甩车方向，有单向甩车和双向甩车两种； 按甩入地点为绕道、石门、平巷式。 一、绕道式 在单一薄及中厚煤层中，上山布置在煤层中，为避免轨道平巷与运输上山直接相交，采用绕道式。 可分为单向（双钩）（图14-19）和双向（单钩）（图14-20）。 二、石门式 图14-21 三、平巷式 同上部车场形式，直接甩入平巷。 10.3 采区下部车场形式及选择 包括装车站、材料车场。 装车站有大巷、石门、绕道式，材料车场有顶板绕道、底板绕道式。 一、大巷装车 大巷装车站分为通过式和尽头式。在井田边界的采区用尽头式，其他用通过式。图14-26。 大巷装车站的长度 1、通过式 2、尽头式 式中，车场线路长度；空车存车长度，～5； 机车长度；一列车矿车数；每一个矿车长度；3～5制动、安全距离，m；重车线存车长度，； 煤仓溜煤闸门至渡线道岔长度，，渡线道岔长度；单开道岔长度； 二、石门装车 当采区石门较长时，可以采用石门式装车站。若只有一个装车点，用尽头式；多个装车点，用通过式，线路布置见图14-33。 装车站的长度 1、尽头式（图14-33a） 2、若有两个装车点，用图14-33b的形式， 三、绕道装车 为不影响大巷的车辆行驶，或采区车场的形式需要环形式，则将装车站布置在绕道中，一般就一个装车点。 10.4 采区硐室 主要包括采区煤仓、采区绞车房、采区变电所。 一、采区煤仓 分为井巷式和机械式，井巷式多用。 1、井巷式 1）、形式垂直式、倾斜式，图14-37。我国多用垂直式（）。 垂直式分为自由降落式、中心螺旋溜槽式、周边螺旋溜槽式。 2）、参数断面为圆 形，直径2～5m，高 （长）20～30m， D13.5。主要考虑 煤仓的大小和有效容积，图14-36。 倾斜式，图14-61， B、h大于 2m，长20～30m。 3）、煤仓容量 与采区生产能力、装车站通 过能力、大巷运输能力有关。一 般50吨～500吨。见表14-10， 也可计算，式14-63、14-64、 14-65。 新规范上（下）山运输 设备小时能力的一半。 2、机械式水平煤仓 有列车式、运输机与巷道结合 而成的底部移动式、给煤机与钢制 框架形成的静储式、运输机或装煤 机与巷道组合成巷道式等等。图14-39、14-40、14-41、14-42、14-43、14-44。（按照图的内容进行讲解）。 二、采区绞车房 1、位置固岩稳定、无淋水、矿压小、易维护的地点。 绞车房应与相邻的巷道应有不小于10m的岩柱。 2、绞车房的通道两个，前面有钢丝绳道，后面或侧面，有风道。 3、尺寸，图14-45，表1411，高度3～4.5m。 4、断面及支护半圆拱形，铝喷，混凝土砌筑。 三、采区变电所 1）、位置选择在维护条件好的地点，在采区用电负荷中心，上山附近。 2）、形式 3）、尺寸与设备数、设备尺寸、设备间距有关。 一般宽3.6m，高2.5～3.5m。 4）、支护不可燃材料，尽量采用□喷支护。 10.5 新型辅助运输方式 传统的方法采用绞车或多段提升，顺槽地段有起伏用小绞车，或人抵、肩扛手段。目前，由于科学技术的发展，机械设备吨位越来越大，传统方法已不适应，应采用新型辅助运输设备及运输方式。 一、单轨吊车 1、基本特征 特殊的工字钢为轨道，设在巷道顶板支护材料上，单轨吊车轨卡在轨上，驱动车体。同时，还有承载、制动装置，见图14-46、14-47（单轨吊车轨道的联接方式）。 1）、对巷道的要求底板可以起伏，可连续运输，爬坡能力强，对巷道断面大小、支护稳定性、支架有严格要求。 2）、轨道悬吊 （1）、直接悬吊于巷道支架顶梁上。 （2）、在两架棚子之间设纵梁作为悬吊梁。 （3）、料石砌璇巷道，应该预埋悬吊横梁。 （4）、在巷道顶板上打锚杆悬吊。要求锚杆锚固力不小于150kN 3）、牵引动力钢丝绳绞车，柴油机车，蓄电池机车三种。 （1）、钢丝绳绞车坡度小于18～25，运距1000～2000m，载重6～9吨。采用组合梁时，载重12～14吨，主要用在采区上下山中。 （2）、柴油机车牵引坡度小于38，距离不受限制，但有废气、噪音问题。 （3）蓄电池机车牵引需充电，自重大，坡度38，无距离要求。 2、轨道与单轨吊转载 1）、大巷用单轨吊，不用转载。采区下部可设一简易车场。 2）、大巷用普通轨道（地轨），采用图14-49、14-50的方式。 3、单轨吊运行所需断面 断面较大，在转载处更大 1）、仅有辅助运输设备的轨道运输巷，巷道最小高度H,图14-51， H 式中，吊轨顶面至巷道棚梁吊挂点的距离，约300 吊轨轨高，1140E型轨轨高155； 单轨吊车本身高度，一般1100～1300； 运输物件底或单轨吊车底至巷道底面的安全高度，一般斜巷时取400～500，平巷时取200～300。 当需要运送综采支架时 H 由于重载运输所需复合梁的 高度，一般取200； 液压支架最小高度。 另外需要有富裕量，在巷道服务期间，巷道有变形、下沉。 3）、巷道有其它运输设备时，为充分利用空间，让单轨吊在运输机之上，图14-51c，H 单轨吊底距运输机顶间安全距离，400mm； 运输机高度； 4）、宽度由于运行时摆动，宽度较大。 ，为巷道在高度为1.8米处的宽度； 巷道一侧不行人时机车与巷道支架的距离，锚喷砌璇为350mm，混凝土和金属支架为450mm。 列车装货时的最大宽度； 行人一侧机车距巷道支架的距离，950mm。 两列车安全距离，500mm。 当巷道有其它运输设备时，宽度按图14-51c、14-51d取值。 单轨吊载重量受到限制，要求支架弦度大。英国在70年代开始不用单轨吊。用地轨车（普通的、特殊的长轨车、齿轨车） 二、卡轨车 1、基本特征除了行走的垂直轮外，在车架两侧下部装有防止车轮脱轨的平水滑轮，卡在槽钢轨道的槽内或普通轨道的轨腰处。图14-52。 1）、优点 （1）、安全可靠，弯道半径小； （2）、巷道交叉点工程量小，机械化程度高。 （3）、不受巷道支护条件的影响，不增加巷道支架负载，承重量大（为单轨吊三倍）； （4）、钢丝绳牵引爬坡能力强，达45。 2）、要求巷道无较大的底鼓。 3）、缺点检修和维护工作量大。 4）、牵引动力钢丝绳和柴油机 钢丝绳运用于弯道少的单点重载运输，如采区上下山。 5）、轨道槽钢，标准长度1m、3m、6m、，用连接销联接，弯道用法兰盘。 6）、道床由锚杆将轨道与底板固定，不需碎石。 7）、轨距最大900，最小353。图14-53。 2、车场及转载点的布置特点 由于无转载环节，简单，可进行多点直达运输。 1）、下部车场内设一条供调度牵引的复线。 2）、中、上部车场设一个单开道岔及曲线弯道即可进入区段巷。图14-57、14-54、14-55。 3）、钢绳牵引属无极牵引，下 部车场有绞车房，绞车房较小。 4）、若大巷用普通机车， 而上山用卡轨车时，需设置转 载站。图14-55，有材料换装 站，图14-56，重量小于6吨 时，用吊车；大的用气动牵引 装置平移。 三、齿轨机车 1、基本特征普通钢轨中间加装一根顺长的牙条作为齿轨。机车上有一、二套驱动齿轮，可在的坡上运行。对轨道要求高，机车自重大，造价是一般机车的2倍多。 当，轨道可用普通轨，不用齿轨。当，铺设齿轮，齿条有3cm厚45碳钢。 当 时，需设护轨在 齿轨两侧，以防 掉道。通常采用 金属轨枕，并用 锚杆将轨枕锚在 底板上。 图14-59。 1、车场的 布置特点 类似自牵 引卡轨车形式，下部车场设一段长约20m的调车储车线，上山、区段巷都可直接进入。 2、 断面与传统运输设备要求相同。 四、无轨胶轮运输车和轨道胶套轮机车 1、 基本特征 1）、无轨胶轮车又称 自行矿车。重载， 空载。柴油机、蓄 电池做动力，效率高，费 用低，但断面大。 图14-60，宽度大于5m， 无车场和有关硐室。 2）、轨道胶套轮机车， 是在机车钢轮上套上胶质 套圈，无需改装普通轨， ，用蓄电池作动力。 无轨胶轮车是比较好的 掘进运输设备。 2、 断面 无轨车速一般5～30， 车身较长，有时还需和拖车铰接，由于无轨限制，与两帮距离间隙应大，行人一侧留1～2m，另一侧0.5m，两辆车间0.5m，采区巷道可适当缩小，人行道一侧0.8～1.0m，另一侧0.3～0.5m；弯道处，。 机车转弯外半径，机车转弯内半径。 五、选择与应用 1、 设备目前，国产设备如表14-12（可查有关资料）。 按空间分架空式、落地式； 按牵引方式分机车牵引、钢丝绳绞车牵引； 按牵引动力液压马达，内燃机，电动机； 按运行方式有轨、无轨。 2、 选择 底鼓用单轨吊；重载，用落地式； 钢丝绳牵引多用于采区上下山； 柴油机车多用于多点直达运输，倾角较小。 当赋存浅，采用斜井或平硐开拓的矿井，可考虑井上、下一条龙无轨运输方式。 单轨吊和长轨车，适应性较强。 齿轨车用于倾角变化较小，需重载运输的大型矿井。胶套轮机车，用于采区巷道准备时的辅助运输，瓦斯小、涌水量小的矿井。 10.6采区参数（书上13.3） 一、采区倾斜长度 影响因素 1、在讲课中的4.2中（书上是18.1中），合理水平垂高的确定就需考虑阶段斜长，所涉及的内容就是采区倾斜长度（区段数目、区段斜长辅助运输问题）。 2、区段斜长、区段数目（3～5个）。 二、采区走向长度 需要合理，短了不好，太长同样不会有较好的经济效果。考虑以下因素 1、地质因素主要是地质构造问题。如断层、褶曲、倾角和煤厚急剧变化带为界。当顶底板条件好，自燃性小，可长一些，否则可短。太短时，可考虑单翼采区。 2、技术因素区段巷道的运输、掘进、供电限制了长度 1）、刮板运输机800～1000m，一翼需3～5台串联。 2）、胶带1000～2000m，一翼一台足矣 3）、单巷掘进一翼1000m（而实际最高可达3000m） 4）、供电660v，一翼700m；有移动变电站时，一翼1000m以上。 3、 经济因素 与水平高度确定相类似，同样存在随长度增加而减少或增加的费用。 1）、随长度增加而减少的费用采区工程掘进费，机电设备安装费。 2）、随长度增加而增加的费用区段平巷维护费、煤炭运输费。 3）、随长度变化而不变的费用区段平巷掘进费。 4、根据以上各种因素的影响，考虑我国生产管理水平及将来发展的状况，走向长度按下述情况确定 1）、双翼采区，综采〉2000m；普采1000～1500m； 2）、单翼采区，综采〉1000m；普采600～800m； 3）、跨上山采区，综采〉1200m； 而对于倾斜长壁，推进长度1000～1500m（盘区上山长在1500m以内）。当采用新型设备时，可达到3000m。 三、采区生产能力 与工作面数及单产有关 1、工作面单产 年推进长度，后面，讲义中11.2中有。 2、生产面数及采区出煤能力 1）、采区出煤能力 掘进出煤系数，可取1.1左右（一般1.05～1.06。 工作面之间的影响系数，；，；，； 2）、面数综采面，宜一区一个，不大于二个；普采面，宜一区二个，不大于三个；炮采在2～3个，不大于4个。 3）、生产能力综采，60～100万t/a，好的矿井可以达到100～200万t/a，最多可以达到200～1000万t/a（高产高效）。 普采45～80万t/a，好的达到100万t/a； 炮采10～60万t/a。 3、配套能力 1）、与上下山运输设备配套 设备小时能力，吨/小时；产量不均衡系数，1.2～1.3； 日工作出煤时间；运输设备正常工作系数；.07～.09。 2）、通风能力配套 巷道净断面，；允许最大风速，； 日产一吨煤所需风量，（相对瓦斯涌出量）； 风量备用系数（产量及瓦斯涌出的不均衡性） 3）、满足接替要求 可采储量；新区准备时间。 四、采区回采率及采区煤柱尺寸 1、 采区回采率 （设计中设所设计的回采率是计算所得，应大于规定的） 回采率 开采损失包括区段损失、采区边界煤柱损失、工作面落煤损失之和。 2、 煤柱尺寸 1）、大巷和上下山保护煤柱大巷的属于暂时煤柱，其尺寸见232页的表13-2，仅做参考。 2）、区段煤柱薄及中厚煤层，8～15，厚煤层15～20； 3）、采区边界人为境界20； 4）、断层煤柱属永久煤柱，与断层落差有关（此数仅供参考） 断层落差 大于200 100～200 30～100 小于30 一侧煤柱宽 50 30 15～20 10～15 10.7采区设计（书上第十五章） 一、编制采区设计的依据 1、已批准的采区地质报告 2、对设计采区的要求 二、程序 方案设计和施工图单项设计 三、步骤 1、学习文件、政策、方针。 2、明确任务、依据； 3、调查、研究； 4、研究方案 5、审批方案设计 6、施工图设计 四、设计的具体内容 1、 设计说明书 2、 图纸（这是我们做课程设计的设计大纲） 134