多煤层分组开采的巷道布置方式.pdf

第 2 7卷第 1 l 期 2 0 0 8 年 1 1 月 煤炭技术 C o a I T e c h n o l O K 3 ／ V0 1 ． 2 7． N o ． 1 1 NO V ， 2 0 0 8 多燥层分组开采的巷道布置方式 鲁建成 鹤 岗矿业集团公 司 规划设 计院 ，黑龙江 鹤岗 1 5 4 1 0 0 摘要 以鹤岗矿业集团兴安煤 矿为背景阐述 了多煤层 分组 开采 时 ， 分组集 中巷分别布置在煤层 、 岩石 中的方式 ， 分组集中上 下 山与集中平巷 、 分组集中巷与回采巷道的连接方式。 关键词 多煤层 ；分组集 中巷 ；布置方式 中图分类号 T D 2 6 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 8 7 2 5 2 0 0 8 1 l 一 0 0 6 0 0 2 Ar r a n g e me n t W a y o f Tu n n e l i n M a n y S e a ms M i n i n g i n Gr o u p s L U J i a n． ． c h e n g P l a n D e s i g n I n s t i t u t e ，H e g a n g Mi n i n g I n d u s t r y G r o u p C o mp． 。He g a n g 1 5 4 1 0 0 ，C h i n a Ab s t r a c t T h i s a r t i c l e e l a b o r a t e d t h e a r r a n g e me n t wa y o f t h e g r o u p i n g c e n t r a l i s m t u n n e l a r r a n g e i n s e a m a n d r o c k wi t h Xi n g’ a n Co a l Mi n e a s t h e b a c k g r o u nd wh e n ma n y s e a ms g r o u p i n g mi n e，a n d t h e wa y s o f g r o u pi n g c e n t r a l i s m u p h i l l d o w n h i l 1 c o n n e c t t h e c e n t r a l i s m e v e n t u n n e l a n d t h e g rou p i n g c e n t r a l i s m t u n n e l c o n n e c t mi n i n g t u n n e 1 ． Ke y wo r d s ma n y s e a ms；g r o u p i n g c e n t r a l i s m t u n n e l ；a r r a n g e me n t wa y ． 0 前 言 鹤 岗矿业集 团兴安 煤矿于 1 9 5 6年 建成投 产 ， 设 计能力 4 5 0万 t ／ a ， 核定能力 3 0 0万 t ／ a ， 是煤与瓦斯 突 出矿井 。开拓 方 式 为立 井 多水平 分 区式 开 采 ， 水 平垂高 2 0 0 m， 通风方式为 中央压人式。主要开采 工艺是综采、 综放和高档普采。共有可采和局部可 采煤层 2 3 个。其中主采煤层 9个， 煤层总厚度 7 9 ． 8 m。煤层是单斜赋存 ， 倾 角在 2 5 。 左右， 地质构造较 复杂 。 矿井巷道布置方式是个别分层、 大多分组 的布 置方式。上述分组布置方式在兴安煤矿都曾使用 过。该矿一般将开采煤层分成 6个层组 A层组包 括 3 层 、 7 层和 9 层 ； 二层组 包括 1 1 层 和 1 2 层 ， 一 般只有 1 1 层， 单层布置； 四层组包括 1 7 1 层 和 1 7 2 层 ； 六层组 包括 l 8 层 、 2 1 层 、 2 2上 层 、 2 2 层 和 2 3 层 ； 七 层 组 包括 2 4 层 和 2 7 层 ； 九 层 组包 括 3 0 层 和 3 3 层 。其 中六层 组 是矿井 的 主采 煤层组 ， 从二水平到三水平一直是采用煤层分组 的 开 采方式 ， 效果很好 ， 也有 比较成熟 的经验 。 1 煤层分组开采的巷道布置方式 1 ． 1 分 组集 中巷 布 置在 分 组煤 层 的最 下部 煤 层 的 底板岩 石中 分组集中巷包括分组集中上 下 山和分组集中 平巷。分组集中上 下 山包括机道上 下 山、 轨道 上 下 山、 入风上 下 山、 回风上 下 山 ， 有 时 还 布 置专用 回风上山和边界上山。分组集中平巷包括轨 道集 中平巷 或称 总轨 道 、 总 回风 道 和 机道 集 中平 巷 或 称总机道 、 总人风道 。 这种布置方式就是把分组集中巷布置在分组煤 层 中的最下部 的底板岩石 中 。在确 定 了要 分组 的煤 层后 ， 根据煤层的赋存条件、 地质构造等因素设计出 回采工作面， 确定 出分段标高， 各个煤层的同一分段 的机道和轨道标高要一致。分段开采时， 一段总机 道兼做二段总轨道 ， 所以一段总机道的标高要 略低 于二段的工作面轨道标高。分组集 中平巷的标高确 定后再确定集中平巷距离煤层的距离 ， 这要根据煤 层底板 岩石 的情况 确 定 。不 能 太 近也 不 能太 远 ， 太 近容易进入煤层 的压力峰值 区和动压 区内， 太远则 石门工程量增 大 。 布置完 分 组 集 中平 巷 后 ， 再 确 定 分 组 集 中 上 下 山。回采巷道、 石门、 分组集中巷以及与开拓巷 道的连接 ， 要经过反 复的考虑 ， 确定 出最 理想方 案 。 这 种布置方式 的优点是 可以将分 组集 中巷布置 在岩性较好 的层位 中， 能够 保证 分 组 集 中巷 按 照设 计预期 目标施工。巷道后期维护量少 ， 无发火隐患 ， 巷道可 以施工较 大 的 断面 。缺点 是 岩 巷工 程量 大 ， 一 个分组的采区走 向按照 8 0 0 m计算 ， 那么分组集 中平巷 长 度 基 本 上 与采 区 的走 向 长 度 相 同 ， 也 要 8 0 0 m， 划分 3段， 要有3条分组集 中平巷， 就要 2 4 0 0 m。如果一个水平高度是 2 0 0 m， 煤层倾角是 2 5 。 ， 分 组集中上 下 山也按照 2 5 。 施工 ， 1 条就是 4 7 3 m， 1 个采区至少是 2条上 下 山， 那么分组集中上 下 收稿 日期 2 0 0 80 61 l ； 修 订 日期 2 0 0 80 92 4 作者简介 鲁建成 1 9 6 8 一 ， 男 ， 黑龙江鹤 岗人 ， 工程师， 现在鹤 岗矿业集团规划设计院从事矿井设计工作。 第 1 I 期 鲁建成 多煤层分组开采的巷道布置方式 6 1 ． 山就是 9 4 6 m， 这 个 采 区 的 分 组集 中上 下 山 和 分 组集 中平 巷的工 程量 就是 3 3 4 6 m。 1 ． 2 分 组集 中巷布置在分组煤层 中的最 下部煤层中 这种布置方式对地质条件要求严格 ， 很难完全 实现。比如施工分组集中平巷， 作为运输煤炭时， 安 设皮带运输机 ， 巷道要求是一个方向， 当沿着煤层施 工， 煤层有起伏变化 时， 巷道就会高低不平， 低的地 方就会积水。作为轨道运输时 ， 要求巷道平， 当煤层 发生变化时， 巷道就不能是一个方 向。这样分组集 中平巷就不能达到设计一巷两用的预期 目的。 分 组集 中上 下 山沿着 煤层施 工 ， 遇 见断层 时 ， 如果把 煤层 断到巷 道 的上 面 ， 距离 巷道 又很近 ， 巷道 施工和维护都较 困难。如果把煤层断到巷道 的下 面 ， 还要 施工 后石 门与煤 层 连接 ， 并 且开采 时还 要给 上山留煤柱或者上 山报废 。上山在煤层中施工就要 给上山留煤柱 ， 减少了回采率 ， 这是这种布置方式的 最 大缺点 。另 一个 缺点是 巷道 布置 在煤层 中有一 个 巷道 发 火 的问题 。 这种布置方式的优点 ， 一是节省了岩石巷道的工 程量 ， 二是在煤层中施工可以探清煤层 的赋存。随着 采矿技术 的发展 ， 如果 能将 存在 的问题 解决 ， 分组 集 中巷布 置在煤层 中是巷 道布置 的一个发展方 向。 1 ． 3 分 组集 中巷 分别布 置在 岩石 和煤层 中 这种 布置方式就是根据实际情况和需要 ， 将分 组集中巷分别布置在煤层和岩石 中， 是上述两种布 置方式的结合 ， 取其优点 ， 去其缺点。 2 分 组和分层 相结合 多煤层分组可以提高一个分组采区的储量 ， 加 大采 区 的服 务 年 限 。在运 输 、 通 风 、 下料 、 供 电和排 水各大系统 上集 中 ， 易 于管理， 减少采 区搬家 的次 数 、 提高 效率 ， 但 是 也存 在 采 区准 备 时 间长 的缺 点 。 如果分组的同时结合分层 ， 就可 以先形成一个煤层 的系统 ， 一个 工作 面先 期 投产 ， 做 到边 生 产边 准 备 ， 这样就要增加巷道的工程量。如果把分层的巷道都 布置在煤层中， 兼做回采巷道 ， 就比较好。 3 分 组集 中巷之 间的连接 1 分 组集 中上 下 山在 集 中平 巷 下 部 的连 接 方式 。这 是 最 常 用 的 方 式 。这 种 连 接 方 式 集 中上 下 山和集中平巷之间在平 面位置形成一定高差 ， 从 集 中上 下 山施 工 片 盘石 门与 集 中平 巷 相 连接 ， 集 中上 下 山与集 中平巷平 面交叉 的位置施工立 眼。集 中平巷运输煤时， 通过立 眼直接进入集中上 下 山 ， 通过 集 中上 下 山进 入 采 区煤 仓 。集 中上 下 山与集 中平巷之间的高差要合适。高差过大则 片盘石 门过 长 、 立 眼过深 ， 工 程量 就增加 。高差 过小 则片盘石 门距离不够 ， 不能满足人风和 回风之间施 工风门等通风设备的需要。 2 分组集 中上 下 山在 集 中平 巷 上 部 的 连 接 方式。一般很少采用这种布置方式 ， 有时 由于煤层 赋存发生变化 ， 集中上 下 山已经距离煤层很近， 不 得不把集中平巷布置在集中上 下 山的下部。这样 集 中上 下 山与集 中平巷就需要从集中上 下 山先 施 工片 盘石 门 ， 再 施 工 后 石 门与 集 中 平 巷 相 连 接 。 巷道工程量将增加 ， 并且还增加 了生产环节 ， 所以这 种布置是一种补救的措施。 3 分组集中上 下 山和集 中平巷都布置在煤 层中的连接方式。当分组集中上 下 山与分组集 中 平 巷都 布置在 同一 煤层 中时 ， 集 中上 下 山和集 中 平巷 平 面交叉 ， 没 有 煤柱 和岩 柱 。在 出煤 时运 输 机 可以直接搭接 ， 运输环节少。在下料时需要先从上 下 山甩片盘再施工前石 门、 后石 门与集中平巷连 接 ， 环节 多 ， 巷道 的施 工也 比较麻 烦 。两条 上 下 山 之间一般是 1条入风、 1 条 回风。人排之间需要施 工巷道以便隔开入风和回风。这种布置方式在大矿 中使用较少， 在地方小煤矿 中由于生产规模较小 、 经 济效益好而使用较多。如果将 2条或多条上 下 山 中的 1 条 比如是作为入风使用 的上 下 山 布置在 煤层的底板 中， 则可以克服上述缺点 ， 使用效果好。 4 分组集 中巷与工作面 的机道和轨道之间的 连接。从分组集中巷开始施工石门一直到分组最前部 的煤层 ， 石门穿过分组的所有煤层 ， 石门和分组集中平 巷一巷两用 。开采 上段 时是机道 石 门和总机 道 ， 开采 下段时是轨道石门和总轨道。分组集中平巷和石门标 高按照工作面轨道最后一个分层确定， 或者要略低一 些 ， 以便解决流水问题。这种布置方式最能体现多煤 层分组 开 采 的巷道 布 置 的效益 ， 巷道 可 以充 分使 用 。 该布置方式属于单岩巷布置方式， 缺点就是上 下 段 不能 同时开采 ， 但是可以隔段开采。 4 结论 在许多矿井 中， 大部分煤层 都是多煤层赋 存。 因此 ， 如何 正确 合理地 对 多煤层 进行 巷道 布置 ， 是 这 类矿井设计 中至关重要的问题 。在开采多煤层时 ， 采用合适的巷道布置方式将各个煤层联 系起来 ， 不 仅可以扩大采区储量 ， 延长采区服务年限 ， 减少采 区 搬家次数 ； 还可以减少掘进量和维护量 ， 降低巷道掘 进率 ， 也可增加采 区生产能力 ， 减少同时生产的采 区 数量 ， 实现集 中生产， 便于生产和安全管理。 当矿井开采煤层层数较少 ， 并且煤层间距较近 时， 可以进行大联合 ， 将所有的煤层联合起来 ， 统一 考虑。当矿井开采 的煤层层数较多 ， 十几层或几十 层 ， 或者 煤层 间距 较 大 时 ， 应 该 根 据 煤 层 间距 、 倾 角 等因素综合考虑， 将多个煤层分为几个组 ， 每一组内 的几个煤层进行联合布置。