近水平煤层长壁采煤法采煤系统 .ppt

第八章近水平煤层长壁采煤法采煤系统,第二篇采煤方法,第一节近水平煤层走向长壁采煤法采煤系统,倾角在8以下的煤层为近水平煤层由于煤层倾角小，井田内再划分时就不能再按阶段垂高将其分成阶段了，一般是把运输、回风大巷布置在井田倾斜的中央，利用大巷将井田分成上、下两部分，再在每一部分内划分出若干个盘区（或带区）进行开采。目前，我国开采近水平煤层的主要方法有走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。采用走向长壁采煤法开采近水平煤层，一般采用盘区式开采。,一、上（下）山盘区,盘区分类按开采煤层数目分单一煤层盘区、联合布置盘区按盘区主要巷道布置位置分上（下）山盘区、石门盘区1.上（下）山盘区单层布置开采薄及中厚煤层，可采用上（下）山盘区走向长壁采煤法。一般情况下，将盘区布置在围岩条件好的稳定煤层中，两上（下）山相距15～20m。运输上（下）山采用铺设带式输送机，轨道上（下）山采用无极绳轨道运输，或绞车轨道运输。,2、联合布置的上山盘区,条件M1和M2煤层为中厚煤层，层间距H1015m，煤层之间为砂质页岩和砂岩互层，低瓦斯矿井，地质构造简单，煤层倾角。1）盘区巷道布置及掘进顺序运输大巷1布置在M2煤层底板岩层中，在M2煤层中布置总回风巷2，并布置盘区下部车场6，自运输大巷1开掘与大巷1相平行的盘区材料斜巷3和甩车场16，进入M1煤层后，掘进盘区无极绳轨道上山4；同时，从下部车场6开掘进风斜巷7和盘区煤仓9，到达M2煤层；沿M2煤层掘进盘区运输上山5，开掘回风斜巷8连通轨道上山4和总回风巷2。,2）盘区生产系统,运煤系统M1煤层工作面采出来的煤炭，经M2煤层区段运输平巷11运到区段溜煤眼15，然后经M2煤层中的共用运输上山5，运到盘区煤仓9，在盘区下部车场6装车运出盘区。运料系统工作面所需的材料和设备，由运输大巷1经盘区材料斜巷3、甩车道16转运到M1煤层中的盘区无极绳轨道上山4，再运到M1煤层工作面进风平巷10，送到M1煤层采煤工作面。M2煤层采煤工作面所需材料，则直接由轨道上山运进区段进风平巷到工作面。,盘区生产系统,通风系统由运输大巷1来的新鲜风流，经进风斜巷7、运输上山5、M2煤层的进风巷12，然后通过两对材料进风斜巷14进入M1煤层区段进风平巷10，冲洗工作面。污风则经M1煤层区段运输平巷11、轨道上山4、回风斜巷8进入总回风巷，由风井排至地面。,盘区巷道布置,盘区巷道布置,巷道布置特点（1）“运上”5布置于M2层中，“轨上”4布置于M1层中（2）区段平巷单巷布置，对拉采面，10和12重迭布置（3）区段平巷与上山联系11与4直接相连11通过15与5相连（4）斜巷14和21运料、行人、进风、回风（5）水平运输大巷1布置于M2底板岩层中总回风巷2布置于M2中,二、石门盘区,石门盘区自水平运输大巷开掘石门作为盘区主要巷道时，该盘区称石门盘区。条件煤层厚度（m）层间距（m）M10.9M24.43.3M34.52.6，低瓦斯矿井，盘区走向2200m，倾斜长8001000m，走向长壁采煤法。,盘区巷道布置,巷道布置特点,1）运输大巷1置于距m3煤层约20m的底板岩石中（运输水平）回风大巷2置于距m3约10m的底板岩石中（回风水平）,2）盘区石门3置于距m3的底板岩石中，与1同一水平。（相当于“运上”，机车可进入3直接装煤）轨上4置于距m3约10m的底板岩石中。3）区段集中机巷6和集中轨巷7置于距m3约810m的底板岩层中。,Ⅰ区段6作为Ⅱ区段的集中轨巷。4）各煤层（或分层）区段平巷均超前（两个溜煤眼及斜巷间距）回采工作面掘进。,1、运煤系统各煤层采煤工作面采出的煤炭，由煤层或分层工作面超前运输平巷13（或15等），经区段溜煤眼12到集中运输平巷运至区段煤仓8，在区段石门3中装车运出盘区。,（二）盘区生产系统,2、运料系统工作面所需的材料和设备，由运输大巷1经盘区下部车场19、无极绳轨道上山4运到集中轨道平巷7，然后由回风运料斜巷11提到各煤层（或分层）工作面超前回风平巷14（或16）到采煤工作面。,3、通风系统新鲜风流自岩石运输大巷1、经盘区石门3、进风斜巷9进入集中运输平巷6，再经进风行人斜巷10、各煤层（或分层）超前运输平巷13（或15），送到采煤工作面。工作面污风则由煤层（或分层）超前回风平巷14（16），经回风运料斜巷11到集中轨道平巷7，再经轨道上山4到盘区回风大巷2，经风井抽出到地面。,（三）改进型的石门盘区,1、采用对拉采面的石门盘区。,2、机车直接进区段集中平巷的石门盘区。当小时，煤层稳定时用。,3、石门盘区与上山混合联合布置，煤层变化大时用。,三、石门盘区与上（下）山盘区的比较及选择,石门盘区布置方式与上（下）山盘区布置方式的差别，主要是将盘区运煤上（下）山的倾斜运输变成盘区石门的水平运输。,石门盘区布置的优缺点,由于盘区石门内可采用电机车运输，减少了盘区和大巷之间的运输环节，运输能力大，有利于提高盘区生产能力和合理集中生产。盘区石门位于煤层底板岩层中，巷道维护条件好。此外，各煤层工作面采出的煤炭，通过区段煤仓在石门内装车外运，区段煤仓可起到缓冲和调节运输作用，有利于工作面连续生产。但这种布置方式的缺点是，石门和溜煤眼的岩石掘进工程量大，盘区准备时间长。当煤层倾斜长度大，倾角也大时，石门盘区煤仓的垂高随之增大。,上（下）山盘区布置方式的优缺点,基本上与盘区石门布置相反。盘区上（下）山布置方式具有工程量小，不受大巷运输方式限制等优点，为了改善盘区上（下）山的维护条件，可采用岩石上（下）山盘区布置方式，在上（下）山内铺设带式输送机，同时加大盘区煤仓以便提高盘区生产能力。,作业,1、什么是准备方式及其分类2、采区准备方式的类型及应用如何3、影响采区准备方式的主要影响因素有哪些联合布置采区的优缺点及技术发展趋势如何,第二节倾斜长壁采煤法采煤系统,倾斜长壁采煤法回采工作面沿煤层走向布置,沿倾斜（仰斜或俯斜）推进采煤。或长壁工作面沿倾斜推进的采煤方法。该法采煤量占总产量的12以上,一、单一薄及中厚煤层倾斜长壁采煤法采煤系统,巷道名称1－水平运输大巷；2－水平回风大巷；3－采煤工作面；4－工作面运输斜巷；5－工作面回风斜巷；6－煤仓；7－进风行人斜巷,1）水平运输大巷和回风大巷均沿煤层走向置于阶段同一侧。2）分带运输斜巷和回风斜巷均沿煤层倾斜方向掘进，并垂直或斜交于平运输大巷3）采面沿煤层走向布置，对拉采面，工作面走向长200m，斜长1000m。,（一）巷道布置特点,1）运煤系统采煤工作面采出的煤炭，经运输斜巷4，然后在运输大巷1装车运出。2）运料系统工作面所需的材料和设备，由运输大巷1运至下部车场，经回风斜巷5运到采煤工作面。3）通风系统采煤工作面所需新风，自运输大巷1经进风行人斜巷7，通过运输斜巷4送到采煤工作面。冲洗工作面后的污风，经回风斜巷5到回风大巷2，由风井排出。,（二）生产系统,倾斜长壁采煤法开采煤层群时，同样有单层布置和联合布置两种方式。对于层间距较大的煤层群，可在各个煤层中布置带区（或分带）分别独立开采，其巷道布置、生产系统与单一煤层倾斜长壁采煤法基本相同。对于近距离煤层群，一般采用多煤层联合布置的开采方式。,二、煤层群倾斜长壁采煤法巷道布置,1、原则尽快构成通风系统尽量采用平形作业2、顺序1）（1）、（2）超过（5）100m即可开始2）平行作业（1）、（7，6）、（4）井田上边界开切眼（1）、（5）井田上边界开切眼,（一）掘进顺序,（二）生产系统,1、运煤3461装车外运2、通风新鲜风流1743污风352风井3、运料5巷、小绞车（置巷道一侧）多级上运；无级绳上运,（一）分层同采的巷道布置特点分层同采时，需在每一个分带布置集中斜巷和回风集中斜巷。分带集中斜巷为该带区范围内的所有分层开采服务。优点同时生产的工作面个数多，生产能力大，生产集中。缺点岩石工作量大，生产系统复杂，占用的运输设备多。,三、厚煤层倾斜分层倾斜长壁采煤法巷道布置特点,厚煤层倾斜长壁分层分采，不需要布置分带运输集中斜巷和回风集中斜巷，在同一分带内采完上分层后，要等待上分层采空区垮落稳定后，才能掘进下分层的斜巷和开切眼。,（二）分层分采的巷道布置特点,（一）采煤工作面布置形式倾斜长壁采煤法的工作面可以布置成单工作面，也可以布置成双工作面。单工作面的特点是每一个采煤工作面有两条回采巷道，一条为运煤和进风的运输斜巷，另一条为运料和回风的回风斜巷。双工作面布置的特点是两个工作面布置三条回采巷道，其中中间的一条巷道形式减少了一条分带运煤斜巷及其联络巷道，减少了巷道掘进工作量，节省了一套运输设备，生产比较集中。,四、倾斜长壁采煤法采煤系统分析,（二）采煤工作面推进方向1、倾斜长壁采煤法按工作面推进方向有俯斜开采和仰斜开采两种。2、按开采顺序分前进式后退式往复式混合式,1）仰斜开采采面沿倾斜从下向上推进采煤。适用顶板稳定，煤质较硬；顶板淋水大；煤易自燃需注浆；临界角一般为,1、仰斜开采与俯斜开采,2）俯斜开采采面沿倾斜自上向下推进采煤。适用煤厚，大，煤松软易片帮，CH4大。当5仰斜与俯斜相结合的形式。,前进式开采,a采煤工作面由大巷附近向上部边界推进。b采煤工作面由大巷附近向下部边界推进。1－水平运输大巷2－采煤工作面3－分带运输斜巷4－分带回风斜巷5－水平回风大巷,后退式开采,a采煤工作面由上部边界向大巷附近推进。b采煤工作面由下部边界向大巷附近推进。1－水平运输大巷2－采煤工作面3－分带运输斜巷4－分带回风斜巷5－水平回风大巷,a）设分带煤柱；（b）不设分带煤柱,往复式开采,混合式开采,不少矿井按运输能力和煤层倾角大小，采用多台小绞车串联运输方式或无极绳运输方式。但这种方式工人劳动强度大，容易发生脱钩跑车等事故。目前，一些矿井采用了单轨吊、卡轨车和齿轨车等运输设备。这种方式技术先进、运输系统简单、运输能力大、运输距离长和实现安全运输等优点。,（三）辅助运输方式,五、倾斜长壁采煤法的优缺点和适用条件,（一）倾斜长壁采煤法的优点（1）巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，准备时间短、投产快。（2）运输系统简单，占用设备少，运输费用低。（3）由于倾斜长壁采煤法工作面的回采巷道可以沿煤层掘进，有能够保持固定方向，可保持采煤工作面的长度不变，给工作面创造了优良的开采技术条件，有利于综合机械化采煤。,（4）通风线路短，通风构筑物少，漏风少，通风效果好。（5）对地质条件的适应性较强。（6）技术经济效果好，工作面单产、巷道掘进率、煤炭采出率、劳动生产率和吨煤成本等指标，都比走向长壁采煤法有明显的提高和改善。,（二）倾斜长壁采煤法存在的问题,长距离的倾斜巷道，使得掘进、辅助运输和行人比较困难；现有的采煤工作面设备都是按走向长壁工作面的开采条件设计和制造的，不能完全适应倾斜长壁工作面的生产要求；每2～4个分带布置一个煤仓与大巷联系，大巷装车点较多，特别是当同时开采的工作面数目较多时，相邻分带之间的大巷运输干扰较大；有时还存在着污风下行的问题。,（三）倾斜长壁采煤法的适用条件,（1）倾斜长壁采煤法一般应用于煤层倾角小于120的煤层。煤层倾角越小越有利。（2）当对采煤工作面设备采取较有效的技术措施之后，倾斜长壁采煤法可适用在120～170的煤层。（3）对于倾斜或斜交断层比较发育的煤层，在能大致划分成比较规则的带区情况下，可采用倾斜长壁采煤法或伪斜长壁采煤法。（4）对于不同开采深度、顶底板岩石性质极其稳定性、矿井瓦斯涌出量和矿井涌水量小的条件，均可采用倾斜长壁采煤法。,作业,1.试述倾斜长壁采煤法的主要特点，分析这种采煤法的优缺点及适用条件。2.试述倾斜长壁采煤法开采厚煤层时，上下分层的运输和回风斜巷布置形式。,