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煤矿开采学讲义单一走向长壁采煤法 10-17 第十章 单一走向长壁采煤法 第一节 示例 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（35m） 开采方法 整层开采（一次采全高开采） 地质构造 简单，瓦斯涌出量小 一、巷道名称及作用 二、巷道布置及特点 1、按服务范围及其用途对巷道进行分类 1开拓巷道 为全矿井或一个开采水平服务的巷道。 采区运输石门；采区回风石门。（值得探讨） 2准备巷道 为采区、一个以上区段服务的运输、通风巷道。 轨道上山；运输上山；采区上、中、下部车场；采区变电所；绞车房等采区硐室 3回采巷道 形成采煤工作面及为其服务的巷道。 开切眼；区段回风平巷；区段运输平巷。 2、巷道布置特点 1上山、区段平巷、联络巷 沿煤层布置； 2车场及硐室布置于岩层中。 3、巷道掘进顺序 1原则 （a）巷道掘进尽快构成通风系统 （b）尽量采用平行作业 2动画演示掘进顺序 三、采区生产系统 （1）运煤系统（动画） 采煤工作面内铺设可弯曲刮板输送机，区段运输平巷9内铺设桥式转载机和带式输送机，在运输上山内铺设带式输送机或刮板输送机。 其运煤路线为工作面运出的煤炭 →区段运输平巷9→运输上山5→采区煤仓上12→采区运输石门1装车外运。 （2）运料排矸系统 运料排矸采用600mm轨距的矿车和平板车。 a、运料系统 物料→采区运输石门1→采区下部车场3→轨道上山4→采区上部车场 6→采区回风平巷10→采煤工作面。 物料→采区运输石门1→采区下部车场3→轨道上山4→采区中部车场7, 7＇→区段回风平巷8,8和运输平巷9,9。 b、掘进出矸 掘进巷道时所出的煤和矸石→采区中部车场7, 7＇→轨道上山4→采区下部车场3→采区运输石门1→运出采区。 （3）通风系统 A、采面通风 新风→采区运输石门1→采区下部车场3→轨道上山4→采区中部车场7→区段回风平巷8→联络眼11→区段运输平巷9→采煤工作面→污风→区段回风平巷10→采区回风石门2排出采区。 B、掘进通风 新风→采区运输石门1→采区下部车场3→轨道上山4→采区中部车场7＇→区段回风平巷8＇→局部通风机→掘进工作面→污风→联络巷11→区段运输平巷9＇→运输上山5→采区回风石门2排出采区。 C、硐室通风 采区绞车房和变电所需要的新风由轨道上山直接供给。采区绞车房的回风经联络小巷处的调节风窗回入采区回风石门； 变电所的回风经输送机上山进入回风石门； 采区煤仓不通风。 为使风流能按上述路线流通,在相应地点需设置相应的通风设施。 D、常用通风设施 风帘 风窗 风桥 风墙 单向风门 双向风门 （4）供电系统 高压电缆→井底中央变电所→运输大巷→采区运输石门1→采区下部车场3→运输上山5→采区变电所13→降压后到各用电地点。 （5）压气 掘进岩巷时所用的压缩空气由地面（有的将空压机房设在井底车场附近）压气机房, 通过专用管路送至各用气地点。 （6）供水系统 采掘工作面、平巷以及上山输送机转载点所需的防尘喷雾用水,由地面或井下储水池通过专用管路送至各用水地点。 四、构成采区生产系统的主要巷道 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。 联络巷附属于上述各类巷道的联络巷。 第二节 采煤系统分析 一、采区上（下）山坡度 1、运输上（下）山和自溜上山 坡度小于15的上（下）山，可铺设带式或刮板输送机； 15～25 的上（下）山，可铺设刮板输送机； 坡度超过25的上山，可采用搪瓷或铸石溜槽溜煤；自溜上山的自溜坡度30～35 2、轨道上下山 采用串车提升时，要求上山坡度应小于25； 采用循环绞车提升坡度不大于10 ； 上下坡度在6～25之间，可采用单滚筒绞车辅助提升。 二、区段参数 1、区段斜长L区 L采 2L巷 L柱 我国 兖州 美国 L采 普采120 200m，综采 150 m 300 m 普采246 m，综采335 m L柱 015 m； L巷 普采2.5 3.0m，综采4 4.5 m 2、区段走向长 区段走向长 采区走向长 采区一翼走向长度（工作面连续推进长度）普采 500 m，综采 1000 m 技术发展趋势加大 三、区段平巷的坡度和方向 1、坡度一般按0.30.5或0.51.0坡度布置，利于流水和矿车运输。 2、方向 （1）双直线布置 特点巷道在水平方向成直线，在垂直方向上随煤层起伏。 优点利于安装刮板机、皮带机；保持工作面长度基本不变。 缺点局部地段积水需专门水泵排出；不利于矿车运输。 施工按中线施工。 （2）双弧线式布置 特点巷道在垂直方向上近似水平，在水平方向上随等高线弯曲。 优点利于排水及矿车运输，利于探煤。 缺点工作面长度变化大，不利于安装皮带及刮板机运输。 施工按腰线施工。 （3）折线-弧线布置 特点将巷道按用途分别按直线、弧线布置（a），或分段按直线布置b。 优点分别发挥直线、弧线布置的优点，克服其缺点。 缺点巷道布置及施工、管理复杂，特别是转折点不易确定。 3、区段回风平巷的布置 （1）功用轨道运输、回风、行人。 （2）方向轨道要求巷道按腰线沿煤层走向掘进，一般按弧线布置。两端安绞车时也可以按中线掘进，分段取直。 4、区段运输平巷 （1）功用铺输送机，运煤或物料，行人。 （2）方向 矿车运输与区段回风平巷相同。 刮板机、皮带机运输方向要求直线布置或分段取直布置，直线段距离与运输设备长度相适应，利于运煤。 刮板输送机每部长200m左右，允许弯度值3，弯曲段长度要等于或大于15m。 皮带机要求能适应上下坡度变化，向上≯ 17，向下 ≯ 15。 （3）施工方案挂中线掘进、分段挂中线取直、运直回弧同时掘进。 方案一A B C D E直线，挂中线掘进。 优点折点少，占用设备少。 缺点上下起伏变化大，积水需水泵排出。 方案二A F G H，分段挂中线取直。 优点坡度缓和，起伏不大； 缺点折点多，占用设备多；每段用一台输送机，系统可靠性差，影响运输能力。积水需水泵排出。 方案三运输平巷分段取直、回风平巷弧线布置，同时掘进。 优点运输平巷分段取直，利于安装刮板机或皮带机运输；回风平巷超前探煤，并排出运输平巷积水。利于掘进通风。 缺点回风平巷维护费高；增加联络巷费用（掘进、密闭费）。 5、采煤工艺对区段平巷方向的要求 （1）炮采 区段运输平巷采用矿车运输时，与区段回风平巷一样按弧线布置，即采用双弧线布置。 区段运输平巷采用刮板机或皮带机运输时，按前述的方案三布置。 （2）普采 一般按前述的方案三布置 （3）综采 要求工作面等长，因此，一般采用双直线布置或双折线布置，且两巷应平行。 四、区段平巷的单双巷布置方式 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 （1）双巷布置的优点 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； 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。 高沼矿设瓦斯尾巷的双巷布置 （2）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、单巷布置（分巷布置） （a）设备在上巷 （b）设备在机巷 （a）分巷布置，a10时，下行风，设备在上巷，可用于低沼矿井 （b）设备在机巷，要求机巷大断面。 五、单工作面和双工作面布置 对拉工作面 1.中间运输平巷，2.上轨道平巷，3.下轨道平巷 ★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。 ★上、下采面错距一般5m，木垛维护。 ★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；倾角15以下；顶板中等稳定以上；瓦斯少。 六、工作面回采顺序 1、采面后退式 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 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。 优点少掘巷；采出率高；问题要求支护技术和手段好；要防漏风；留巷困难。 适用少用。 3、采面往复式 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。 4、往复旋转式 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。 七、区段无煤柱护巷 使区段平巷沿采空区布置,可避开或削弱固定支撑压力的影响,能改善巷道的维护状态,减少煤炭损失提高技术经济效益 区段无煤柱护有两种方式沿空留巷和沿空掘巷。 1、沿空留巷 1）、前进式沿空留巷（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。 巷旁支护的几种形式a－木垛；b－密集支柱；c－矸石带 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。 其优点是可克服前进式回采时前方煤层赋存情况不了介和留巷影响工作面端头采煤等缺点；缺点是增加了平巷的掘进工程量。 3）应用 中倾斜以下，厚2m以下的薄及中厚煤层。沿空留巷比较困难，使用的比例有下降趋势。 2、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。 由于空区边缘的上覆岩层已垮落稳定，压力小，因此巷道容易维护。另外，这种方法不留或少留煤柱，可减少损失，也可减少巷道的掘进工程量。 （2）位置沿空掘巷有完全沿空掘巷和留窄小煤柱沿空掘巷两种。 采用完全沿空掘巷时，采空区的矸石窜入比较严重，从而影响正常工作，这时，就采用留2-3米的窄小煤柱。一般情况下，以完全沿空掘巷为好。 （3）时间沿空掘巷必须在顶板岩石活动稳定后进行，否则，就会受到移动支撑压力的影响。这时，巷道的掘进与工作面的回采应间隔一段时间。一般，这一间隔时间不少于3个月，通常为4-6个月，个别8-10个月。 （4）沿空掘巷时采煤工作面接替方式区段跳采接替和区段依次接替。 a区段跳采接替 优点区段接替方便；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。 跳采接替单翼 跳采接替（双翼） a区段依次接替 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。 区段依次接替沿空掘巷 （5）措施防止采空区矸石进入巷道和顶板冒顶，可采取以下措施 a.尽量减少掘进时的空顶面积； b.适当缩小放炮进度，并减少炮眼个数和装药量；； c.巷道支架要适当加密； e.完全沿空掘巷时，下帮棚腿不要撤掉，并钉上荆芭或木板，用来挡矸。 （6）应用由于沿空掘巷的巷道压力叫小，对支护要求不严格，应用广泛。 八、采场通风方式和回采巷道布置 1、采场通风应满足的原则和要求 （1）符合安全规程，防止上隅角瓦斯聚积； （2）防漏风； （3）通风系统简单； （4）风巷断面足够。 2、通风方式 （1）U型通风 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 （2）Z型通风 顺流通风方式，风路短，通风效果比U型好 （3）Y型通风 要求有边界上山回风。 偏Y型通风，无边界上山，但用上区段进风巷辅助进风。 （4）H型通风系统复杂，稀释瓦斯 （5）W型通风对拉工作面通风 九、受构造影响时区段平巷的布置 习题 1、说明区段平巷单巷布置及双巷布置的特点。 2、说明采煤工作面回采顺序的几种方式。 3、说明采场通风的几种方式及适用条件。 4、说明区段回风平巷及运输平巷在方向上的布置特点。 5、简述区段无煤柱护巷的方式。