第十二章準備巷道布置及參數分析

第一節

采區上山布置一、上山位置l

單一煤層布置巖層中，煤層中l

煤層群聯合布置煤組上部、中部和下部巖層中，煤層中上山位置的選擇（一）煤層上山沿煤層布置。（要求不破壞頂板的完整性）1、

煤層上山特點l

掘進速度快，聯絡巷工程少，費用低；l

超前探煤作用；當變化時，坡度對輸送機不利；l

需留煤柱保護；l

上山圍巖是煤和軟巖；維護條件差；l

上山與平巷的層面交叉，多開繞道工程；l

受采動影響2、

改善維護狀況的技術措施：l

避免兩側采面同時接近上山。l

煤柱越寬，采動影響越小。薄—30m

厚—3040ml

采用可縮性支架或錨網支護。3、

適用條件1）單—薄及中厚煤層采區，服務年限短；2）淺部開采只有兩個分層的單一厚煤層采區(一次采全高或放頂煤)，煤及圍巖穩定；3）煤層群聯合布置采區，下部有維護條件較好的薄及中厚煤層；4）為部分煤層服務，時間短的專用通風或運煤上山。

（二）巖石上山1、

巖石上山布置：

巖性要求布置于煤層底板穩定的巖層中，避免構造破壞層間距要求（h）

距煤層1530m范各莊礦：頁巖12m；新莊孜礦：砂頁巖68m；平四礦：

砂頁巖15m2、優缺點：①維護費用低；②煤損少；可跨上山采，加大采面連續推進長度；③生產系統可靠，通風條件好，易封閉采空區，防自燃有利；④不受煤層傾角影響，可定向按坡度取直掘進；⑤能合理處理上山與平巷的平面或立面相交工程，繞道工程量小。3、缺點：①巖石工程量大，掘進費用高；②掘進速度慢，準備時間長；③聯絡巷工程量大。

3、巖石上山適用條件：①單一厚煤層（3個分層），或近距煤層群聯合布置；②采區服務年限3年以上；③煤層底板巖層較穩定，無承壓水。二、上山的層位與坡度（一）層位聯合布置采區。1、一般將上（下）山置于下部穩定的煤層或底板巖石中。主要原因為：

能適應煤層下行開采順序；

煤損少；采區生產系統可靠，易維護。二、上山的層位與坡度2、特殊條件下，將上山置于煤層群的中部或上部。可能的原因為：下部煤層底板接近富含水層，或底板巖石松軟，且很厚，不易維護。如：華北奧陶紀灰巖，承壓水。峰峰局，焦作局49m3/t水等

煤層賦存適于人為或自然分組，單獨設置為分組煤層服務的專用上山。（二）上山的傾角（坡度）1、一般與煤層傾角一致；2、當有變化時，力求使上山保持固定坡度；為滿足運輸要求，巖石上山可穿層布置：當1520時，“運上”調為15，膠帶機；2030

時，“運上”調為30，煤自溜。

三、采區上山數目及相對位置（一）上山數目1、采區上山至少兩條軌道上山—進風、輔運運輸上山—運煤，回風《煤礦安全規程》第一百一十三條規定：高瓦斯礦井、有煤與瓦斯突出危險的礦井、易自燃的采區，必須設置至少一條專用回風巷；低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯合布置的采區，必須設置一條專用回風巷；采區進、回風巷必須貫穿整個采區，嚴禁一段為進風巷，一段為回風巷。2、在下述條件下增加上山數目①A大的厚煤層采區或聯合布置采區；②A大，瓦斯涌出量大的采區，特別是下山采區；③A大，常出現上、下區段同采的采區。④

“運上”、“軌上”均置于底板巖石中，需探明煤層情況，或為提前掘進其它采區巷道的采區⑤采用特采技術（如水砂充填）需設充填管道或泄水的采區。（二）上山布置類型

1、雙煤上山布置特點：雙上山置于下部薄及中厚穩定煤層中；走向間距2025m，兩側煤柱30m適用：下部有薄及穩定的中厚煤層。單一薄及中厚煤層。2、一煤一巖上山布置特點：軌上沿煤層頂板布置；運上沿底板巖層布置。上山錯距：運上距煤層1012m運上、軌上走向距20m。適用：A小、瓦斯不大，服務年限短的采區。（t5a）13、雙巖上山布置特點:兩條上山置于底板巖石中軌上距煤層810m運上距煤層1214m走向間距：2025m。適用：開采單一厚煤層采區；煤層群最下一層為厚煤層；CH4小的聯合布置采區普遍采用。

4、雙巖一煤上山布置特點：

走向間距1-3和3-21015m層位上：1距煤層810m，2距煤層1214m，3—沿煤頂此種方式：3—先掘，超前勘探，為1和2取直定向；3用于通風行人。適用：開采煤層數目多，厚度大，儲量豐富的采區。瓦斯、水大的采區。5、三巖上山布置特點：三巖上山均置于底板巖層中；走向間距：1015m層位上：1和3同層位2低24m適用：煤層多，儲量豐富，瓦斯大、水大的采區。（三）設采區邊界上山在采區邊界設12條邊界上山，主要用于：1、瓦斯大，采用Z、Y型通風時，邊界需設回風邊界上山。2、往復式開采，不沿空留巷，區段煤柱護巷的往復式開采，要求采區一翼開掘兩條上山。3、工作面跨過上山開采后，需要在采區一翼形成生產系統；4、為滿足上下區段工作面沿空掘巷的時間要求；5、在較好的地質條件和開采技術條件下，為增加工作面連續推進長度，一個采區可布置多組上山，實現工作面跨上山開采。如圖12-2四、采區上（下）山運輸1、運煤上山1）上山設備能力：大于同時生產的工作面產量之和。一般：綜采、普采—按采面設備能力計算；炮采—Q(采區日產量）1.5以及每班按56h計算；2）近水平、緩傾和傾斜煤層運輸上山中的運輸設備類型視上（下）山傾角和產量，選運輸設備①膠帶輸送機吊掛式落地式膠帶輸送機能力大：膠帶輸送機運輸能力

帶寬（mm）能力（t/h）80035010006301200700100014002500運輸可靠，費用低。運距長。一般一部膠帶輸送機運距可達300-500m。功率大的可達500-1000m。適用：上山（向下運煤）6；下山（向上運煤）8

。新型膠帶機：適于=25。②刮板輸送機型號下鏈式—回空鏈條在溜槽下面；上鏈式—回空鏈條在溜槽上面。上鏈式刮板機：電機：1544kW；長：150300m。適應角度；向下運可達1828。與一般刮板輸送機比較其優點是：阻力小，耗電低，能力大，事故少，易維護。下鏈式刮板機：適用，原則防滑裝置。刮板機：適用范圍大；運費略高于膠帶機；運輸可靠。

③自溜運輸松煤的自然安息角：35i、煤層或上山的>30時，均采用自溜；ii、對2的煤層，當上山置于底板巖層中，增大上山角度=303實現自溜；搪瓷溜槽：>30，可自溜。鑄石溜槽、鐵板溜槽，砼溜槽：=30~35。可用支柱或木板將其隔為兩部分，一半用于運煤，一半用于行人、通風、處理事故。可靠性和安全性差，在中斜和急斜煤層應用較多。④礦車運輸絞車或無極繩牽引礦車運輸礦車進采區—在采面下口裝煤。A小；運輸不連續（間斷式）、影響生產。礦車：1t、1.5t、、3.0t、5.0t絞車：視上山、長度、生產任務等選用。適用：采區生產能力小、煤層傾角不大的采區。

絞車滾筒直徑與繩長滾筒直徑（m）繩長（m）1.26001.68002.010002.512002、輔助運輸采區輔助運輸一般采用絞車牽引礦車的運輸方式。新型輔助運輸方式有齒軌車、卡軌車、單軌吊、無軌膠輪車等運輸方式。第二節區段集中平巷的布置及層間聯系區段集中巷—為一個區段內的幾個煤層或幾個分層服務的平巷。區段集中運輸平巷（集中機巷）：集中出煤。區段集中軌道平巷（集中軌巷）：運送物料等。

布置區段集中平巷的作用①分層同采，采區增產潛力大，可合理集中生產。②減少分層區段平巷的維護時間和長度，降低維護費；③布置可靠地能力大的集中運輸系統，減少設備占有數；④改善采掘接替關系。一、機軌分煤巖布置1、布置特點：1）運輸集中平巷置于煤層底板巖石內；2）軌道集中平巷置于煤層內。2、區段集中平巷與工作面超前平巷聯系方式根據煤層傾角和區段平巷的主要用途分為石門、斜巷和立眼。1）區段集中平巷與工作面超前平巷石門聯系施工方便；利用石門布置中部車場，輔運環節少；行人方便。當很小時，石門長，工程量大；運煤占設備多。適用：

的煤層；層間距1015m。

溜眼30，斜巷20。煤自溜，少占設備；施工條件差；輔運和行人不便（設絞車）適用：15；層間距較大煤層。2）區段集中平巷與工作面超前平巷斜巷聯系3）區段集中平巷與工作面超前平巷立眼聯系(近水平煤層)3、區段集中平巷與采區集中上山的聯系方式一般考慮：運輸方式；（1）集中“軌上”與集中“軌巷”聯系—石門、斜巷（2）集中機巷—溜煤眼—集中“運上”。4、機軌分煤巖布置優缺點分析優點：1）掘進速度快；區段準備時間短；2）軌道集中平巷探煤，為機巷定向；3）軌巷可為機巷泄水；4）機巷服務時間長，巖層中易維護；5）實現分層同采，上下區段同采。4、機軌分煤巖布置優缺點分析缺點：1）集中軌巷受多次采動影響，維護困難；2）可能引起自燃。5、

機軌分煤巖布置適用煤層多，A大；層間距1015m。

二、機軌雙巖巷布置

1、雙巖巷相同標高布置特點平行布置于同水平底板巖層中，掘進聯系方便。3—

集中機巷，4—

集中軌巷聯系方式各分煤層超前運輸平巷—平石門和溜眼—3—平石門和溜煤眼—運輸上山1。各分煤層超前軌道平巷—

平石門

—4—

平石門

—

軌道上山2。2、雙巖巷不同標高布置特點：布置于不同水平的底板巖層中—主、輔運干擾小3—集中機巷，4—集中軌巷聯系方式各分煤層超前運輸平巷—石門—3—石門和溜煤眼—運輸上山1。各分煤層超前軌道平巷—石門—4—石門—軌道上山2。3、機軌雙巖巷布置優缺點分析：

1）優點：易維護；2）缺點：巖石工程量大，掘進費用高，準備時間長；4、機軌雙巖巷布置適用煤層數多，煤層厚度大，生產時間長，煤巷難以維護。三、機軌合一巷布置1、機軌合一巷布置特點：

膠帶機和軌道布置在同一大斷面巖巷內；

1）布置方式問題l

機軌合一巷的軌道置于遠離煤層一側，軌上通過中部車場直接與3相連，不穿越輸送機；但采用平石門與各分層平巷聯系時，則需穿輸送機，抬高輸送機。1）布置方式問題l

軌道置于靠近煤層一側時，中部車場通達集中巷的軌道則需穿越輸送機，并抬高輸送機。2、機軌合一巷道布置優缺點分析：1）優點①少一條巷道，掘進主維護工程量省；②易維護；③設備集中，可充分利用巷道斷面，便于設備的安裝拆卸。2）缺點①斷面大，施工定向困難，進度慢；②機軌合一集中巷與采區上山連接處（中部車場），以及與煤層超前平巷的聯絡巷連接處，存在軌道與輸送機交叉，交叉點施工復雜；③上、下區段不能同采、通風難解決。3、適用：煤層多或煤層厚度大，生產時間長，煤巷難以維護的采區。當前，應用較少。近水平煤層機軌合一巷布置機軌合一集中巷置于底板巖層中

采用立眼與斜巷聯系方式

立眼—溜煤，斜巷—輔運。

軌道布置在外側四、機軌雙煤巷布置

1、布置特點

運輸集中巷和軌道集中巷均置于下部薄及中厚煤層中。2、機軌雙煤巷布置優缺點分析

優點：1）巖石工程量小，掘進速度快，費用低，縮短采區準備時間；2）利于上下區段同采，A大；缺點：受采動影響大，維護量大，嚴重時影響生產。3、適用：下部有薄及中厚煤層、圍巖穩定。

第三節

采區（盤區）參數一、采區傾斜長度

采區斜長在開拓部署時已定，大致為定值

1、區段斜長

回采工作面斜長影響因素：1）受地質條件、技術條件（設備）、通風能力等因素影響；

2）當前開采技術條件，工作面長度為80-250m。

l巷=2.55.0m,l柱=020m

l區=l采+2l巷+l柱2、區段數目n

合理的n—保證采區正常生產和接替。在保證l采合理的前提下，劃分區段。

l區必須調整：n為整數；要充分考慮斷層；使采區大部分地區都處于工作面合理長度范圍內。當前，緩斜煤層

n=45（個）

傾、急斜層：

n23（個）

采區斜長采區斜長=階段斜長近水平煤層，

58時，采區斜長1000（下山1200）1500m。

以上，采區斜長約6001000m。采用新型運輸設備開采時，上山部分斜長一般為1000~1500m，下山部分斜長一般為700~1200m。二、采區走向長度采區走向長度=采面連續推進長度+采區間煤柱尺寸隨科技進步，采面單產和采區生產能力提高，礦井生產合理集中，采區尺寸日趨擴大。（一）加大采區走向尺寸的好處1、相對減少上（下）山、車場及硐室的掘進工程量；2、減少采區邊界煤柱、上（下）山煤柱損失；3、增大采區儲量和服務年限，利于接替；4、減少采面搬家次數。5、有利于保持必須的工作面錯距，增加采區生產能力；6、利于采區和礦井合理集中生產。（二）確定采區走向長度主要影響因素

1、地質因素1）斷層、傾角和厚度變化大處、變薄帶處2）“三下”開采、必須留煤柱處，采區以此為界；3）煤層頂底板巖性松軟，支護、維護困難；4）煤的自燃期長短—短——區段一翼較短。2、技術因素

區段巷道的掘進、維護、運輸、供電等因素。

1）掘進配以：刮板機、膠帶機、局扇當前，掘進技術受局扇通風影響。

單孔掘進：一翼1000m，有的已達1500m。工作面加中切眼后，一翼可達2000m以上。（1）刮板機多臺串聯、事故多，費用高，不超過5臺為宜。采區一翼為400~500m，雙翼采區走向長度為800~1000m。（2）膠帶機

寬800mm：500m，寬1000mm：8001000m，不受限制。采區一翼長可達500m~1000m，雙翼采區走向長度為1500~2400m，或更長。2）運輸3）供電：（1）380v供電，采區一翼長可達400m；（2）660v供電，采區一翼長可達700m1000m；3）移動變電站，1140或3300v供電，可達1000m以上，采區走向長度不受限制。4）設備檢修時間液壓支架檢修期：原煤炭部規定一年左右為倒面周期。即：綜采設備連續推進時間+檢修倒面時間=1年。

3、經濟因素

經濟合理的采區走向長度，噸煤費用最低。1）采區走向長度增加噸煤費用減少：石門、上山掘進費、切眼掘進、設備按裝費2）采區走向長度增加噸煤費用增加區段巷道維護費和運輸費3）采區走向長度與噸煤費用無關區段巷道掘進費。噸煤費用與采區走向長度關系準則：技術上先進可行，經濟上合理—噸煤費用最低。緩斜煤層：不受地質條件限制的普采、炮采雙翼采區：一般10001500m不受地質條件限制的綜采雙翼采區：一般16002430m

大柳塔推進40006000m急斜煤層：雙翼采區走向長1000m單翼采區走向長500m（三）采區走向長度的確定1、地質條件復雜的礦井，采區也應有較大的尺寸，充分發揮設備設施的效用。2、對頂板破碎，巷道維護困難，地質構造復雜，或自燃發火期短以及裝備水平低的小礦，采區走向長度應適當縮短。3、不受條件限制，應按技術上和經濟上合理的采區走向長度確定。4、有條件應在井筒附近劃分中央采區。5、開采煤層群時，上下煤層采區劃分一致。6、多水平開采，上下水平采區劃分盡量一致。三、采區生產能力采區生產能力-采區內同時生產的采煤工作面和掘進工作面產量之和，單位一般是萬噸/年1、采面生產能力Am（萬t/a）Am

=LV

m

cm式中：L—

采面長，m；V—采面年進度，m/a；綜采：10001200m;普采：

700m;炮采：400500m

m—采高，m；—容重，t/m3；cm

—

采面采出率，薄煤層0.97，中厚煤層0.95，厚煤層0.93當前：采面生產能力綜采：平均100萬t/a,M2m，一般80100萬t/a普采:平均2530萬t/a

炮采:平均1020萬t/a

急傾斜炮采510萬t/a

2、采區同采工作面數目

緩傾斜煤層：

綜采—1個采面同采；普采—12個采面同采。急斜煤層炮采：23個采面同采。3、采區生產能力AB（萬t/a）：

式中：n—同采工作面數，個；

K1—采區掘進出煤系數，K1=1.1；K2—采面之間出煤影響系數，當n=2時，K2=0.95;n=3時,K2=0.90AB的環節能力驗算：1）上山運輸能力：

式中：An—小時設備能力，t/h；k—產量不均衡系數，K=1.21.3;T—日出煤時間，h；

0—

運輸設備正常工作系數，0=0.70.9。

2）采區通風能力

風量和風速限制式中：s—巷道凈斷面，m2；v—巷道允許最大風速，m/s；c—日1t煤的供風量，m3/min/t；c1—風量備用系數，c1=1.2。分子——一年的風量分母——產一噸煤的風量

3）保證采區正常接替式中：Z—采區可采儲量，t；Tn

—

新采區準備時間，a。每年生產的能力要小于準備出來的能力

4）采區車場通過能力一般不受限制。四、采區采出率及煤柱尺寸

（一）采區采出率

開采損失：1）采面落煤損失：37%2）區段煤柱、上山煤柱、采區邊界煤柱等

3）面內損失采區采出率煤層國家規定的采區采出率厚煤層≮0.75中厚煤層≮0.80薄煤層≮0.85工作面采出率工作面實際出煤量

工作面采出率=———————————100%

工作面實際儲量

煤層國家規定的工作面采出率厚煤層≮0.93中厚煤層≮0.95薄煤層≮0.97提高采出率途徑：1）減小煤柱損失；2）盡量回收煤柱；3）合理加大采區尺寸；4）減少工作面損失。（二）采區煤柱尺寸1、按支承壓力影響程度留設的煤柱經驗法1）

上（下）山煤柱巖石上（下）山可不留煤柱（跨上、下山開采）煤層上（下）山本層中的煤柱：（采深200~500m)煤層沿走向一側寬度（m）兩上山間（m）薄及中厚2020厚煤層304020~252）區段煤柱采深200~500m：煤層區段煤柱寬度（m）薄及中厚815厚煤層1520深井要加大區段煤柱尺寸或采用沿空掘巷。原則上區段巷道應沿空掘巷35m

3）運輸大巷及總回風巷保護煤柱

大巷布置在底板巖石中，其上可不留煤柱（跨大巷開采）大巷布置在煤層中本層中一側的煤柱：煤層一側的煤柱寬度（m）近水平>40緩斜2540傾斜1525急斜1015

2、隔離煤柱1）采區邊界煤柱：一般10m

2)斷層煤柱

斷層落差斷層一側煤柱寬度（m）落差很大（10m）30落差大（5m）1015落差很小（3m）不留煤柱3、按巖層移動影響程度留設的煤柱六、采區煤倉容量1、按采煤機連續作業割一刀煤的產量計算Q=Q0+LMBrC0Ktn式中：Q—采區煤倉容量，t； Q0—防煤倉漏風的煤量，取5~10t； L—工作面度，m； M—采高，m； r—煤的密度，t/m3； B—截深，m； C0—工作面采出率； Kt—同時生產工作面系數； 綜采Kt=1，普采Kt=1+0.25n n—采區內同采工作面數。2、按運輸大巷列車間隔時間內采區高峰產量計算Q=Q0+Qhtiad式中：Qh—采區高峰生產能力，t/h；ti—列車進入采區的間隔時間，一般取20~30min；ad—不均衡系數，機采取1.15，炮采取1.5。3、按采區高峰生產延續時間計算Q=Q0+(Qh-Qt)thead式中：Qt—采區裝車站通過能力，t/h；the—采區高峰生產延續時間。機采取0.5~1.5h，炮采取1.5~2.0h。當上山和大巷都采用膠帶輸送機運煤時，采區煤倉的容量最小可按0.5h采區高峰產量確定。思考題1、機軌分煤巖布置特點及適用條件。2、煤層上山、巖石上山布置特點及適用條件。3、如何選擇采區上山的層位及坡度。4、煤層上山與煤層區段平巷在維護方面有哪些特點？5、確定采區走向長度的主要因素？6、如何確定采區生產能力？7、采區采出率及其規定？第四節準備方式改革及發展方向一、準備方式多樣化采區式盤區式帶區式分段式二、采（盤、帶）區大型化

采（盤、帶）區尺寸加大儲量加大生產能力加大等采區尺寸與能力炮采、普采雙翼采區走向長應大于1000～1200m綜采采區走向長一般在2000m有的在3000m以上分帶斜長有的達2000～