中國采煤方法( 2.5複雜條件下的巷道布置1)

作者：佚名 2009-04-02 16:10 來源：安全信息網

2.5 複雜條件下的巷道布置

我國很多礦井自然條件很複雜，如地質構造和破壞、煤與沼氣突出、衝擊地壓、水害等必須加以防治，在巷道布置方麵也必須采取相應措施。

2.5.1受構造影響的巷道布置

對礦井有地質構造的地區，要掌握構造的分布規律，合理布置巷道，以提高回采率，方便生產和節省巷道工程量。

一、受斷支影響的巷道布置

當區內斷層較多時，可根據斷層的類型，合理地技術服務傾斜長壁、偽斜長壁和走向長壁相結合的布置方式。雞西礦務局小恒山礦在二水平西部，采用了這種混合式布置方式，具體布置如圖 2-5-1 所示。區內斷層縱橫交錯，落差在 1m 以上的有 14 條，大致可分為 4 個較為規則的斷塊。根據斷塊的形狀和距主運大巷的距離，上部兩個斷塊采用了傾斜長壁布置方式，下部兩個斷塊采用了走向長壁布置方式。區內隻用一個綜采工作麵保產，最高產量達 80 萬 t/a ，掘進率為 100m/ 萬 t ，回采率為 72.9% 。巷道布置有三個突出特點：一是靈活，對斷層處理適應性強；二是最大限度地擴大了工作麵推進長度，擴大了綜采有適用範圍；三是大部分煤層巷道沿交麵線布置，減少了岩石巷道工程量，在複雜條件下回采率高，巷道掘進率低。

從圖2-5-1可以看出：區段與條帶巷道布置的特點是基本上平行交麵線布置；有的巷道受斷層影響采用了折線式布置（圖中13、14）；斜交和近似走向斷層相交時，區段巷道靈活地采用了扇形布置（圖中11、13）。

當斷層落差較大時，可以斷層作為采區境界。一個斷塊走向長度較短時，可聯合幾個斷塊劃歸一個采區，采區上（下）山字正腔圓平行傾斜斷層布置（圖 2-5-1 中 8 、 9 ）。采區走向長度較長時，可將采區上山布置在采區中部。圖 2-5-2 雞西小恒山礦薄煤層采區巷道布置圖。左右現金翼以斷層為界，采區中部又有一斜交斷層，落差亦較大。將軌道上山和運輸上山分別布置在斷層的上、下盤。這樣既減少了聯絡巷道工程量，又避免了巷道交叉。另外上山煤柱與斷層煤柱合一，減少了煤炭損失，提高了采區回采率。

區段巷道和開切眼一般平行交麵線布置。當采用綜采時，可采用扇形布置小旋轉開采。這樣既解決了綜采回收三角煤礦問題，提高了回采率，又增加了連續推進長度。另外工作麵始終保持等長，有利於綜采工作麵生產。大屯煤電公司姚橋礦等很多局礦采用了這種布置方式，在構造複雜地段，堅持采用綜采。

二、受褶皺影響的巷道布置

在向斜和背斜區域，根據煤層的變化，采區沿傾斜劃分呈扇形，是褶皺區域采區劃分的特點。在穹隆和構造盆地區域，由於向斜和背斜褶曲軸部，往往產生次一級褶皺斷裂較發育，可以褶曲軸作為采區境界。此時，同一水平內的采區上（下）山布置成輻射狀。

當褶曲比較寬緩，構造應力較小時，可將采區上（下）山沿褶曲軸布置如圖 2-5-3 所示。

當褶皺區域煤層走向變化較大，煤層傾角亦較大，構造應力較大時，可將采區上（下）山布置在一翼，避開應力集中區。

一般向斜區域比背斜區域積蓄著更大的構造應力。因此，在向斜軸部布置采區上（下）山時要慎重。背斜軸簇張性斷裂較多，較為破碎。在軸部布置上（下）山時，應盡量避開地質破壞區域，以利於巷道維護。

有很多因素影響不能將上（下）山平行褶曲軸布置時，可以斜交布置，如圖 2-5-4 某礦深部有一向斜構造，煤層厚 1.6m ，邊界有一斷層。將下山布置在煤層中，並與向斜軸斜交，向斜兩翼各布置一個回采工作麵避開構造應力區。

2.5.2 煤和沼氣突出煤層的巷道布置

煤和沼氣突出對生產危害極大，我國一些具有煤和沼氣突出危險的礦井在巷道布置方麵。也積累了較豐富的預防經驗。

一、采區上（下）山布置特點

1．采區上（下）山一般布置在較堅硬的煤層和煤層群最下部煤層或底板岩層中。應避免在解放層裏布置永久性上（下）山，解放層裏不留煤柱，防止煤柱中應力集中。

2．為了加快開采解放層，可以在解放層的頂板岩層中布置采區上（下）山。

圖 2-2-5 為開采上解放層時的采區巷道布置剖麵圖，在 3 號層的頂板 2 號層的工業基礎線裏布置了三條上山，是專為開采解放層（ 3 號煤層）服務的。 3 號層采完使下部各層得到解放。然後再在 6 號層底板岩層中布置上山開采被解放層，對於厚煤層或不穩定煤層，可在底板布置多條岩石上山並設區段集中巷，將采區分成多個區間，區間運輸、通風係統獨立，一旦發生02manbetx.com 對鄰區不影響；還可跨上山和采用無煤柱護巷，提高抗災能力。

3．設采區邊界岩石回風上山。為準備第二開采層或厚煤層的第二分層的煤巷和開切眼，保證風流通暢，不與生產工作麵通風相幹擾，在采區邊界設一條岩石回風上山，做掘進工作麵獨立通風的通路。相鄰采區可共用一條岩石回風上山。

二、區段巷道布置特點

1 ．不留區段煤柱，實行無煤柱護巷。由於區段煤柱受支承壓力而引起被解放層發生煤與沼氣突出的02manbetx.com 很多。例如某礦在 3 號層留有 24~26m 煤柱，開采被解放層 4 號層送開切眼進發生突出，如圖 2-5-6 所示。所以，應盡量采用沿空留巷或沿空送巷等布置方式，取消區段煤柱。

2．采用前進式開采。一般突出多發生在掘進工作麵，掘進工作麵要避開支承壓力升高區。根據這一規律可以采用沿空留巷前進式開采方式。北票礦務局三寶礦9號層屬於嚴重突出煤層，采用了上述方法，運輸平巷隨采隨掘平巷超前工作麵距離嚴格控製在工作麵前方卸壓帶內，從而消除了平巷掘進的突出危險。

實踐證明，采用無煤柱護巷和前進式采煤是防治突出的重要措施之一，值得重視。三、開采解放層，合理安排開采順序

1．一般應優先開采上解放層，沒有條件時，也可選擇下解放層。有的礦采用預排沼氣的方法先開采厚煤層一分層，使其起解放層作用。

2．要合理安排解放層與被解放層開采順序和采掘工作麵相互關係。

解放層的回采工作麵必須超前於被解放層的掘進工作麵，超前距離應根據實際情況確定，但不小於兩煤層垂直距離的兩倍。

開采順序有兩種方式：一種是剝皮式；一種是區段間依次開采。

應盡可能把被解放層的采、掘工作麵布置在采空區卸壓帶範圍內。在具體布置時，應使采區準備超前於解放層的準備與回采，解放層的回采超前於被解放層的準備工作；被解放層的準備工作也應超前於被解放層本層的回采工作。這就是所謂的“三區成套”、“四區超前”。圖 2-5-7 為某礦采區開采順序安排圖，該區開采 3 個煤層，其中 4 號層為煤與沼氣突出層，以 6 號層為下解放層， 6 號層先采，但隻能解放 4 號層的上三個區段，故以 3 號層為 4 號層的上解放層。 3 號層區段間上行順序開采， 3 號層第四區段采過之後， 4 號層張 4 區段才得以解放。

3．開采有突出危險的煤層時，禁止同時兩個麵相向回采，避免產生支承壓力疊加。

四、巷道布置應注意的問題

1．石門見煤處應避開地質構造區域和沼氣突出主要危險區。

2．石門位置應避免布置在鄰近煤層開采的應力集中區內。

前例，以前開采順序不合理時，在 4 號層尚未解放帶內送區段石門，區段石門見 4 號層煤時發生突出，見圖 2-5-8 ，摧毀石門及 3 號層巷道達 52m ，其原因即是石門見煤點正是應力升高區。

3．在布置巷道時，應盡量避免穿過地質構造帶。實在不能避免時，應減少次數。在貫穿部位盡量正交而不采用斜交。

4．盡量以斷層作為采區境界和工作麵的分界線。工作麵遇斷層送開切眼時，應在前工作麵回采壓力基本穩定後再施工。

我國高沼氣礦井，在60年代就試驗沼氣抽排工作，目前已有成熟和經驗。沼氣抽排後，消除了煤和沼氣突出02manbetx.com ，使沼氣濃度大幅度降低，有利於礦井通風工作；抽出的沼氣可以利用，一舉兩得。當前主要采用鑽孔法和設專用抽排巷道兩種方法。

一、鑽場的設置

根據礦井地質與開采技術條件的不同，充分利用已有的巷道布置鑽場和鑽孔。依鑽場開孔位置來劃分，大致可分為三種類型：

1．本層巷道中布置鑽場

在有煤與沼氣突出的單一煤層開采時，為減少抽放井巷工程量和鑽孔長度，常采用這種布置方式，如圖 2-5-9 （ b ）。其特點是不開掘專門抽放巷道，工作麵采用單巷布置，在運輸平巷與回風平巷中每隔 3~5m ，沿煤層傾斜方向向上與向下開抽放鑽孔，使鑽孔貫穿工作麵全長。在工作麵推進時，實行邊采邊抽，抽放效果好，指高了抽放鑽孔的利用率，降低成本。

在掘進運輸平巷與回風平巷時，必需采取預抽或邊掘邊抽等防災措施，以保證掘進時的安全。其作法是掘進時，在巷道兩側開鑿鑽場，布置若幹平行巷道方向的抽放鑽孔，兩側鑽場間距5~10m，抽放鑽孔深50~60m，每掘進50~60m開一組鑽場，見圖2-5-9（a）。

焦作礦務局各礦均采用這種抽排方式。2．層外巷道鑽場

一種是鑽場布置在煤層群底板的岩石集中內，見圖 2-5-10 ；一種是布置在煤層集中巷內。

3．綜合鑽場

綜合鑽場是 1 、 2 兩種類型的混合布置，如圖 2-5-11 所示。

第一類鑽場，一般應用在上抽放層，後兩類多用在下抽放層。選擇時應根據巷道布置方式，沼氣含量，供電、供水、運輸等情況來確定。工作麵初次卸壓時，往往發生沼氣突然大量湧出，為使這部分沼氣能及時的抽出，確保回采的安全，開切眼附近的鑽場應加密。一般距開切眼30~40m的區間布置2個鑽場，而且第一個鑽場距開切眼10~20m。鑽場的間距，我國各地經驗一般為30~60m。

二、設專用抽排巷道

根據礦井地質和開采技術條件，可設頂板或底板專用抽排巷道。

1．頂板沼氣抽排巷道

陽泉礦務局三礦開采 3 號層，煤層平均厚 2.2m ，傾角 2~8^o 。上部 1 、 2 號煤層不可采，但為富含沼氣層。相對沼氣湧出量為 22.4~31.3m³/t ，並有煤和沼氣突出危險。采用傾斜長壁采煤法開采，在條帶排放沼氣巷內，距回采工作麵開切眼 98m 處開始，每隔 280m 開掘一條頂板岩層抽放沼氣巷，距回采工作麵停采線 250m 左右停止開掘。其具體布置如圖 2-5-12 所示。