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1、第七章 采煤工作面矿山压力基本规律第一节 概述第二节 单一薄及中厚煤层走向长壁采煤法采煤系统目的要求：1、了解单一薄及中厚煤层采区准备方式及选择的原则；2、掌握单一薄及中厚煤层走向长壁采煤法的适用条件；3、掌握单一薄及中厚煤层走向长壁采煤法采区巷道布置和采煤系统。重点、难点和突破的方法：重 点： 1 、单一薄及中厚煤层走向长壁采煤法的适用条件；2 、单一薄及中厚煤层走向长壁采煤法采区巷道布置和采煤系统。难 点： 单一薄及中厚煤层走向长壁采煤法采区巷道布置突破方法： 1、详细讲解；2、动画演示和工程实例分析教学内容和步骤（附后）第一节 概述采区准备方式采区（盘区）的准备巷道布置方式。一、按采区开
2、采方式分为上山采（盘）区；下山采（盘）区准备采取措煤层倾角小于 16°的情况下，可利用水平大巷分别开采上山采区和下山采区。 施下山采区应用范围可扩大到 25°左右）上山采区位于开采水平标高以上的采区。下山采区位于开采水平标高以下的采区。在煤层倾角大于 16°时，开采水平一般只开采上山采区。二、按采区上（下）山的位置分为单翼采区；双翼采区；跨多上山采区准备1、双翼采区准备方式。如图 7 1 （ a）所示特点：采区上山（或下山）布置在采区走向的中央，采区上（下山）的两翼分别布置在 采煤工作面进行开采。2、 单翼采区准备方式。如图 7 1（ b）、（ c）所示,心I 口
3、口口DIIJJ护13中舄右问(d>图7 1采区准备的几种形式（a）双翼采区；（b）前上山单翼采区；（c）后上山单翼采区；（d）跨多上山采区当采区受断层、保护煤柱等自然条件和开采条件的限制，采区走向长度较短时， 可将上（下）山布置在采区一侧的边界， 形成单翼开采。上（下）山一般布置在采区靠近井筒一侧。3、跨多上山采区准备方式。如图7 1 （d）所示特点：沿煤层走向每隔一段距离（一台带式输送机的长度），在煤层底板岩层中布置一组上（下）山，采煤工作面跨几组上（下）山连续推进，相当于由多个单翼采区组成的大采区的准备方式，减少了工作面的搬迁次数。三、按煤层群开采时的联系方式，分为单层准备和联合准备
4、选择适宜的采区准备方式，一般应遵循以下原则：（1）有利于合理集中生产，保证采（盘）区有合理的生产能力和增产能力;（2 ）安全生产条件好，符合规程规定；（3）保证有完整的生产系统； （4）力求技术先进、经济合理;（5）煤炭损失少，有利于提高资源采出率。上山采区准备方式米区式盘区式带区式下山米区广上山盘区下山盘区*石门盘区上山带区下山带区准备方式分类单层布置准备联合布置 准备第二节单一薄及中厚煤层走向长壁采煤法采煤系统、单一薄及中厚煤层走向长壁采煤法适用条件1、近水平、缓倾斜、倾斜煤层2、薄、中厚及厚煤层（3.55m）3、地质构造简单，瓦斯涌出量小二、单一薄及中厚煤层走向长壁采煤法采区巷道布置（一
5、）巷道布置及特点某一采区开采一层中厚煤层，煤层埋藏稳定，顶底板岩层稳定，地质构造简单，瓦斯涌出量小。采区走向长度 2000m,倾斜长度600m采区沿倾斜划分为 3个区段，工作面采煤工戈T6蜃回门 日一喂忸卜詡平坊 4轨追I:山5世権匕山Hft匡fflB年殆J- 7f -«K中部*Br r ID-EHHF =r巻v, ar 一述轻廷魅1r12-卑总煤住15-电更奁F包所14-it车悟 垢-H邺弟凯机禺7-3 一藩尿中厚握层走向快雅采煤医采区巷道布匙1、巷道名称（如图 7-3所示）2、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
6、石门。（2）准备巷道：为采区、或多个区段服务的运输、通风巷道。主意包括：轨道上山；运输上山；采区上、中、下部车场；采区变电所、煤仓、绞车房（3）回采巷道：形成采煤工作面及为其服务的巷道。包括：开切眼；区段回风平巷；区段运输平巷。3、单一薄及中厚煤层采区巷道布置特点（1）上山、区段平巷、联络巷一一布置在煤层中（2）车场、硐室布置在岩层中（二）巷道掘进采区巷道掘进1、原则（1）巷道掘进尽快构成通风系统（2）尽量采用平行作业2、掘进顺序从运输大巷掘进采区下部运输石门1,从回风大巷掘进采区 上部回风石门2。在采区运 输石门 1 接近煤层处 ,开掘采区下部车场 3。由下部车场向上 , 沿煤层分别开掘轨道
7、上山 4 和运输上山5,两条上山相距20m,至采区上部边界后，以采区上部车场 6与采区回风石门 2 联通,形成通风系统。此后 ,为了准备出第一区段的采煤工作面 ,在上山附近第一区段下部掘 中部车场 7,并用双巷掘进的方法掘进两翼的第二区段回风平巷 8 和第一区段的运输平巷 9。其倾斜间距一般8-15m（薄煤层取下限）,即为区段煤柱（上区段采后，以维护下区段回风平巷）。回风平巷8超前运输平巷9约100-150m掘进,沿走向每隔80-100m掘联络巷11沟通两 巷,8 和 9掘到采区边界后再掘出开切眼。与此同时 ,在采区上部边界从上部车场 6向两翼 开掘第一区段的回风平巷 10。在掘进上述各巷道的
8、过程中 ,还要开掘采区煤仓 12、变电所 13 和绞车房 14。当上述巷道和硐室的规格质量经验收合格后再安装所需要的机电设备, 形成一个完整的采区生产系统 , 便可交工投产。随着第一区段的回采 , 应及时开掘第二区段的中部车场7、回风平巷 8、运输平巷 9和开切眼， 准备出第二区段的采煤工作面 , 以保证工作面的正常生产接替。 同理 , 在第二区段 回采时 , 准备出第三区段的有关巷道。这种先采第一区段、再采第二区段,从上向下的开采顺序,称为区段下行式开采顺序。三、单一薄及中厚煤层走向长壁采煤法采区生产系统（一）运煤系统采区巷道系统 _运煤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
9、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。（二）运料排矸系统运料排矸采用600mm轨距的矿车和平板车。1 、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 1 0 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 '。2、排矸系统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。（三）
10、通风系统1、采煤工作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。2、掘进工作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。3、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 的调节风窗回人采区回风石门；变电所的回风经输送机上山进入回风石门；煤仓不通风。为使风流能按上述路线流通 , 在相应地点需设
11、置风门。（四）动力供给系统1、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采区变电所降压后到各用电地点。2、压气系统 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。（五）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、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 缓斜煤层一般采用输送机上（下）山，倾斜煤层可采用自溜上山。2、轨道上（下）山串车提升：上山坡度v 25°循环绞车（无极绳）运输：上
12、山坡度v10°上（下）山坡度在 6°25°之间,采用单滚筒绞车辅助提升（二）区段参数区段走向长度：即为采区的走向长度区段斜长：工作面长度、区段煤柱宽度和区段上下两条平巷的巷宽之和。综采工作面长度一般为150200m普采工作面长度一般为 120150m炮采工作面长度一般为80150m。缓斜、倾斜薄及中厚煤层，区段煤柱宽度一般在815m,厚煤层约为30m左右。目前主要使用无煤柱护巷技术煤柱小于3m。区段平巷的宽度，普采和炮采约为2.53.0m，综采约为4.04.5m。（三）区段平巷的坡度和方向1、双直线式布置：目前机械化开采主要采用。图7-5区段平巷坡度变化示意图2、
13、折线一弧线式布置：炮采工作面可采用3、 双弧线式布置：炮采工作面有采用图7-6区段平巷布置方式（a）折线弧线式布置；（b）折线底板等高线（四）区段平巷的布置方式1、平巷的双巷布置一一指上一区段运输平巷和下一区段回风平巷两巷同时掘进成巷的布置方式。2、平巷的单巷布置一一一条区段平巷单独掘进成巷的布置方式。（五）区段无煤柱护巷1、沿空留巷一一在采煤工作面采过之后，将区段平巷用专门的支护材料进行维护,作为下区段的平巷。沿空留巷的巷旁支护方法要求：（1）巷道支架要有足够的支护强度和适当的可缩量;（2）采煤工作面与巷道联接的端头处要加强支护；（3）巷道靠采空区一侧采取适宜的支护方法。图7 10巷旁支护的
14、几种类型2、沿空掘巷一一在上区段采煤工作面回采结束后，经过一段时间待采空区上覆岩层移动基本稳定后，沿上区段运输平巷采空冒落区边缘，掘进下区段工作面的区段回风平巷。間图7-11沿空掘巷的巷道位置（a）完全沿空掘巷（b）留窄小煤柱沿空掘巷沿空掘巷方法多用于开采缓斜 /倾斜中厚煤层和厚煤层。（六）采煤工作面布置形式一一单工作面和双工作面两种图7-12双工作面布置双工作面一一对拉工作面，就是利用三条区段平巷准备出两个工作面。双工作面优点：可以减少区段平巷的掘进量和相应的维护量，提高采出率；减少设备，生产集中，便于管理，提高效率。应用：炮采、普采，煤层倾角小于15。，顶板中等稳定以上，瓦斯含量不大的条件
15、。（七）采煤工作面回采顺序1、采面后退式：如图示，由采区边界附近向采区上山方向推进采煤。我国目前广泛应用后退同时式开采。(a)后退式(b)前进式2、采面前进式：如图示，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。优缺点分析：少掘巷道，提高采出率；要求支护技术和手段好；要防止漏风；留巷支护困难。适用：薄及中厚，赋存稳定，中硬以上煤层。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。应用：鸡西、阳泉、开滦均有采用。4、往复旋转式：如图示。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；
16、回采技术复杂；转折点难维护，设备折损严重。应用：鸡西曾使用进行开采。AJ_12J.1J_1f;1 （c）往复式第三节厚煤层倾斜分层走向长壁采煤法采煤系统第四节煤层群走向长壁采煤法采煤系统目的要求：1、了解煤层群走向长壁采煤法采煤系统；2、掌握厚煤层倾斜分层走向长壁采煤法采区巷道布置；3、掌握煤层群走向长壁采煤法采区巷道布置和开采顺序。重点、难点和突破的方法：重 点：1、煤层群走向长壁采煤法采区巷道布置；2、煤层群走向长壁采煤法采区巷道布置和开采顺序。难 点：厚煤层倾斜分层走向长壁采煤法采区巷道布置突破方法：1、详细讲解；2、工程实例分析。教学内容和步骤（附后）第三节厚煤层倾斜分层走向长壁采煤法
17、采煤系统一、分层同采的采区巷道布置（自阅）（目前这种方法已很少使用）技术发展趋势：（1）多采用分层分采（2）综采放顶煤开采厚煤层。（3）综米大米咼支架一次米全咼209图7- 14厚煤层倾斜分层走向长壁下行跨落采煤法分层同采巷道布置1运输大巷；2 回风大巷；3 采区下部车场；4运输上山；5轨道上山；6采区 上部车场；7甩车场；8 下区段回风石门；9 区段轨道集中平巷；10 区段运输集中平 巷；11 联络巷；12溜煤眼；13回风石门；14上分层运输平巷；15 上分层回风平巷； 16采区变电所；17 绞车房；18 区段溜煤眼；19 采区煤仓，20中分层运输平巷；21 中分层回风平巷；22 行人联络巷
18、二、分层分采的采区巷道布置分层分采的采区巷道布置， 没有共用的区段集中平巷， 每一分层的区段平巷都是单独准备的。分层平巷布置是在上分层采完后采空区跨落动压基本稳定，才在第二分层层位沿着上分层铺设好的假顶下掘出第二分层的区段平巷。厚煤层各分层采用联合开采的方式，其上（下）山一般布置在煤层底板岩层中，上（下）山通过采区车场及石门、斜巷或立眼与各分 层平巷联系。三、采煤系统分析（一）采煤方法主要参数1 厚煤层倾斜分层厚度普采、炮采分层厚度一般为 2m左右；综采一般为 3m左右。2工作面长度确定分层开采工作面长度时，要综合考虑单一长壁工作面长度的影响因素及铺网工序和 在网下作业带来的影响，一般同区段下
19、分层工作面长度小于上分层长度。（分层平巷采用内错布置）（二）采区上（下）山的布置开采厚煤层的采区上（下）山可布置在煤层底板岩层中，（也可布置在煤层中）一般将采区上（下）山布置在底板距煤层1015m岩层中。当煤层厚度不大，采深较浅，顶底板岩层稳定，煤质较硬，自然发火危险较小，或底板有含水较大的岩层，布置岩巷有困难时， 才考虑布置在煤层中。（三）区段集中平巷的布置分层同采厚煤层时， 需要布置区段集中平巷。 包括：区段运输集中平巷和区段轨道集中 平巷。（分层分采不设集中巷）1 区段运输集中平巷的布置一般布置在煤层底板岩层中，所在位置应避开底板岩层中应力升高区，巷道布置在压力传递影响角以外。2 区段轨
20、道集中平巷的布置一般尽量沿煤层顶板布置。（四）区段分层平巷的布置厚煤层倾斜分层开采时，各区段分层平巷的相互位置对于巷道的使用和维护状况影响较大。根据煤层倾角的大小和分层数，各分层平巷的相互位置主要有以下三种基本布 置形式。1 水平式布置图7-16分层平巷布置（a）水平式；（b）倾斜内错式；（c）倾斜外错式；（d）垂直式各分层工作面运输平巷和回风平巷分别布置在同一标高上，区段煤柱呈平行四边形, 如图 7- 16 （a）。各分层之间用水平巷道联系，各分层工作面长度基本一致。2 .倾斜式布置使下分层工作面运输平巷和回风平巷置于上分层平巷的内侧处于上分层采空区下方,形成正梯形的区段煤柱。各分层内错半个
21、到一个巷道宽度。分内错式和外错式两种。（五）分层平巷和区段集中平巷之间的联系方式区段集中平巷与分层平巷联系方式，主要根据煤层倾角、层间距离、分层平巷布置形式以及联络巷的用途和运输方式、掘进工程量的大小，采区巷道布置的合理性等因素来确定。（分层同采时才有）一般有石门、斜巷和立眼三种基本方式。图7-18斜巷联系方式1运输集中平巷；2 回风集中平3溜煤斜巷；4 运料斜巷；5分层运输平巷；6 溜煤眼般常采用石门联系，如图7-17。图7 - 17石门联系方式1 运输集中平巷；2 轨道集中平巷巷；3 区段运输石门；4 区段回风石门5分段运输平巷；6 溜煤眼当煤层倾角较大，分层工作面平巷为水平布置时,倾角小
22、于1520。，多采用斜巷联系方式，如图7-18。近水平厚煤层，多采用垂直式布置立眼联系方式，如图7-19。图7-19分层平巷与集中平巷的联系方式1区段运输集中平巷；2联络石门；3 运煤斜巷；4分层运输平巷；5分层回风平巷；6溜煤立眼，7行人、通风、运料联络斜巷（六）区段平巷的无煤柱护巷厚煤层倾斜分层下行垮落采煤法，在上、下区段平巷之间一般都留有护巷煤柱，起到隔离采空区的作用。但造成大量的煤炭资源损失，且留下自然发火的隐患，并且作用在区段煤柱上的支承压力大，使分层平巷不易维护。厚煤柱无煤柱护巷通常采用沿空掘巷的方法，即沿着上区段采空区边缘掘进下区段的分层平巷，或保留上区段的分层运输平巷用作下区段
23、的分层回风平巷。第四节煤层群走向长壁采煤法采煤系统一、煤层群单层开采煤层层间距较大的煤层群， 开采时在各个煤层中单独布置采区巷道，各层煤在开采上形成独立的采区生产系统，如下图示。二、多煤层联合开采（一）采区集中上（下）山联合布置图7-21（二）集中上（下）山，上层煤无区段集中平巷，下层煤有区段集中平巷的联合布置图 7-22三、煤层群分组集中采区联合布置图7-23四、联合布置采区巷道分析（一）采区上（下）山的数目和位置1 采区上（下）山数目和位置2采区上（下）山位置的确定采取上山主要布置方案3两条煤层上（下）山4）两岩一煤上（下）山5）三条岩石上（下）山3上（下）山之间的位置关系（二）区段集中平
24、巷的布置1机轨分煤岩巷布置2机轨双岩巷布置3机轨合一巷布置4机轨双煤巷布置目的要求：第五节 采区车场形式1、 了解采区车场的重要性及形式；2、 掌握采区车场形式的特点及适用条件；3、掌握采区车场的选择方法。4、重点、难点和突破的方法:重点：1、采区车场形式的特点及适用条件；2、采区车场的选择方法。难 点：采区车场的选择方法突破方法：1、详细讲解；2、边看模型边讲解及结合工程实例讲述。教学内容和步骤（附后）第五节采区车场形式一、采区上部车场（一）采区上部平车场，如图7-29（ a）1、顺向平车场i、当绞车房与上山变坡点距离近，车场巷道直接与总回风巷相连;ii、煤层群联合布置采区用石门联接各煤层回
25、风平巷和总回风巷；iii、采区上部为风化带或松软岩层。iv、调车方便；巷道断面大，易跑车。图7-29采区上部平车场（a）顺向平车场；（b）逆向平车场2、逆向平车场，如图 7-29（ b）当绞车房距轨上变坡点较远；煤层联合布置采区；操作安全；通过能力小。（二）采区上部甩车场，图7-30优点：调车省力；通过能力大，可减少工程量。绞车房高，不易维护，绞车房回风下行。图7-30采区上部甩车场二、采区中部车场采区中部车场：联结上山和中部区段平巷的一组巷道和硐室。采区中部甩车场车场分类：按服务对象，按提升方式，按甩车方向，甩入地点，主提升 双钩提升 单向甩车 绕道式辅助提升 单钩提升双向甩车石门式 平巷式
26、（一）绕道式中部车场图7-32在此设调车绕道式中部车场 一采区上山甩车道由斜面进入平面后再延伸至顶板绕道内,线。图7-32绕道式中部车场1运输上山；2轨道上山；3甩车道；4 绕道；5 区段轨道平巷（二）平巷式中部车场，图7-33（轨道上平巷式中部车场：采区上山甩车道直接甩入区段平巷中，在平巷中设储车线。山在煤层中布置）1运输上山；2甩车道；3 区段轨道平巷；4 绕道；5 运输上山；6 交岔点（三）石门式中部车场图7-34图7-34石门式中部车场（a）双石门中部车场；（b ）单石门中部车场1运输上山；2 轨道上山；3区段运输平巷；4区段轨道平巷（图 b为集中平巷）；5 联络巷；6甩车道；7区段溜
27、煤眼；8 区段运输石门（图 b为溜煤眼）；9 区段轨道石门；10 采区变电所；11 区段运煤集中平巷；12 联络石门；13 人行道 石门式中部车场 一采区上山甩车道直接将矿车甩入区段石门。布置特点:1）单向甩入石门内轨上一石门一轨道平巷相连运上一石门一区段运输平巷相连2）石门内设调车场3）上、下区段过渡期通风。适用：煤层群联合布置采区，轨上在下部煤层或底板岩石内。、采区下部车场采区下部车场 一采区上山与阶段运输大巷联接处的一组巷道和硐室的总称。按装车地点不同，采区下部车场可分为：大巷装车式；石门装车式；绕道装车式。（一）大巷装车式下部车场图7-35采区煤仓的煤炭直接在大巷装入矿车或输送机；辅运由轨上与大巷间的绕道相联。图7-35大巷装车式下部车场（a
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