煤礦開采學電子教案

煤礦開采學電子教案

資源與環境工程學院

寧建國

采礦工程係2006年10月

第十二章 煤層群的開采順序

第一節 緩斜及傾斜煤層群的開采順序

第二節 急斜煤層群的開采順序

開采煤層群時,各煤層的開采順序有下行式和上行式兩種。

下行式開采順序—先采上煤層（組）後采下煤層（組）

上行式開采順序—先采下煤層（組）後采上煤層（組）

合理的煤層開采順序應該是：1）考慮煤層采動影響關係的前提下，保證開采水平、采區、采煤工作麵的正常接替，2）保證礦井持續穩產高產，減少煤損；3）減少巷道掘進及維護工程量，4）安全可靠。

第一節 煤層群的開采順序

開采緩斜及傾斜煤層群時，通常采用下行式開采順序。

當煤層間距較近時，上層煤采後圍岩和煤柱內所產生的支承壓力有可能傳遞到下煤層而產生應力增高區。注意以下問題：

1）上煤層開采時應盡量不留煤柱或少留煤柱，或使下煤層的巷道布置在上煤層煤柱之外，躲開應力增高區

2）上下煤層的同采工作麵錯距不易過小，不要使下煤層回采後頂板岩石移動，波及上煤層的回采工作麵

一、上行式開采的技術條件及判別方法

上下煤層層間距大小是影響上行開采的主要技術因素之一，確定安全合理的上行開采的層間距。

1、比值判別法

當下部開采一個煤層時

2、盤區上下山開采 panel mining in rise and dip

盤區上、下山開采 —近水平煤層（    ）的大巷一般布置於井田中部。

上山盤區rise panel —按煤層傾斜趨向，開采水平之上的盤區panel above mining level according to seam pitch

下山盤區 down-dip panel— 按煤層傾斜趨向，開采水平之下的盤區用開采水平大巷既采上山盤區，又采下山盤區(panel below mining level according to seam pitch ,。)

u 上山盤區rise panel

u 下山盤區down-dip panel

u石門盤區crosscut panel（石門作為盤區的主要運輸巷道crosscut used to main haulage entry of panel）

3、 上、下山帶區開采 strip mining in rise or dip

上、下山帶區開采strip mining in rise or dip — 用開采水平大巷既采上山帶區，又采下山帶區using level drift to extract both rise strip and dip strip 。

上山帶區strip rise — 開采水平大巷以上的帶區 extracting strip above level drift 。

下山帶區strip dip — 開采水平大巷以下的帶區extracting strip down level drift 。

（三）按區內巷道布置及開采部署 classification according to roadway layout and mining sequence

u 單翼采區或盤區unilateral extraction or panel

采區或盤區的主要巷道（上山、下山或石門）布置於采區或盤區一翼 the main entry (rise, dip or crosscut) is located in one or other limb of district or panel 。

u 雙翼采區或盤區double extraction or panel

采區或盤區的主要巷道（上山、下山或石門）布置於采區或盤區中部the main entry (rise, dip or crosscut) is located in the middle of district or panel 。

u 跨多上山采區district across over some rises or panel across over some crosscuts

跨多上山采區特點characteristic of district across over some rises ：

1）上山一般布置於煤層底板岩石中rise is located in rock stratum of the seam floor；

2）上山間距：500~1000m （一部膠帶機長度）rise spacing 500~1000m(the length of a belt conveyor)；

3）回采工作麵連續跨多個上山連續推進，以減少工作麵搬遷。 — 用於地質構造簡單的地段。

4）初期工程量大，占用設備多。

適用：連續推進幾組上山要視地質開采條件確定，條件好，可以在井田一翼連續推進。目前應用的多是跨前上山連續推進的準備方式，如前圖。

（四）按煤層群開采時的聯係

u 單層準備

u 聯合準備

單層準備 — 各煤層獨立布置自己的準備巷道，生產係統相互獨立。

聯合準備 — 幾個煤層共用一套準備巷道及生產係統，準備巷道一般為幾個煤層共用，集中成為一個采區。

聯合準備 ：

集中上山聯合準備（共用上山）和區段集中平巷聯合準備（共用區段平巷），一般情況下後者包括了前者。

煤層群相鄰分帶組成帶區時，其分帶準備，同樣也可有分帶單層準備和分帶集中斜巷聯合準備。

（五）準備方式分類

第二節 采區式準備

煤層群開采時,由開采水平大巷每隔一定距離(采區長度)開掘采區石門,為各煤層服務,根據各煤層的間距不同,采區式準備分為:煤層群單層準備,多煤層聯合準備,煤層群分組集中采區聯合準備方式

第二節 采區式準備 （preparation in district）

一、煤層群單層采區準備方式

1、特點：

1）采區石門貫穿的各煤層均獨立布置采區上山、裝車站和車場，按煤層各自布置采區，采區石門貫穿若幹個采區。

3）單一薄及中厚煤層采區準備主要解決的問題：合理確定采區走向長度；沿煤層合理布置上山；合理劃分區段，選擇采區車場形式等。對於單一厚煤層，除上述內容外，還要合理確定采區上山的層位，煤層上山，岩層上山。

煤層群單層采區準備

煤層群單層采區準備

二、煤層群采區聯合布置準備方式

1、采區集中上山聯合布置

條件：   M1  2.0m M2  4.5m，層間距較小。

上、下區段同采過渡期通風係統

2、煤層群分組集中采區聯合準備方式

特點：

1）按層間距不同，分為若幹組；

2）每組煤層采用集中聯合準備；

3）采區石門貫穿若幹獨立采區。

適用：分組間距70m。

煤層群分組集中采區聯合準備

三、緩傾斜、傾斜煤層采區準備方式適用條件

主要因素:煤層間距,技術裝備

1、煤層間距小於20  30m—各煤層可采用共用（集中）上山 的聯合準備。

2、煤層間距小於10  15m —共用（集中）上山、共用區段集中平巷 。

（60年，普采經驗）

3、分組集中（聯合）布置采區 — 適用條件：組間距70m

集中（聯合）布置特點：

1） 在采區內可適當布置較多的工作麵同時生產,有利於提高采區生產能力,減少礦井同時生產采區數目,生產集中,可減少輔助生產環節、設備和人員，提高勞動生產率；

2） 共用一組集中上山，減少了上山數目，維護費少；共用一條區段集中平巷，改善了巷道維護條件，

3）聯合準備時的集中上山和集中平巷，可布置在比較堅固穩定的岩層中，易於保證巷道規格質量，便於采用、安裝、運轉高效能的運輸設備；

4） 采出率高，煤損少；

5）岩巷工程量大，初期工程量大，準備時間長，管理水平高。

4、技術發展趨勢

趨勢— 單層化準備方式，少開岩巷，多開煤巷。

特點：

1）綜采單產高，不需多麵同時生產；

2）綜采推進速度快，要求準備快，少開岩巷；

3）巷道維護技術發展較快，一些煤巷維護困難問題已逐步解決；

4）綜采運輸能力大，平巷采用可伸縮膠帶運輸機，輸送能力大，鋪設距離長。

六、急斜煤層采區式準備的特點

根據開采急傾斜煤層群礦井的經驗:對於煤層數目較多,層間距不大(50~60m),工作麵單產低;采區生產能力較大(大於25~30萬t/a),采用岩石軌道上山與煤層上山相結合的聯合準備方式是比較適宜的。

第三節 盤區準備方式（panel）

concept：盤區 — 近水平煤層的采區。

近水平煤層 —   的煤層。

近水平煤層開采，井田常劃為盤區，用：

傾斜長壁采煤法

走向長壁采煤法

盤區分類：

按開采煤層數目分：

單層準備盤區

聯合準備盤區

按盤區主要巷道位置分：

上山盤區

下山盤區

石門盤區

一、上下山盤區單層準備

l 盤區上下山多沿煤層布置，上下山之間相距15~20 m，兩側各留20~30m的煤柱

l 運輸上下山可采用刮板或膠帶輸送機，也可采用無極繩礦車運輸

l 軌道上下山可用無極繩絞車運輸

適用於近水平薄及中厚單一煤層，開采厚煤層時，盤區上下山一般布置在底板岩層中，用溜煤眼和斜巷與區段巷道連接

二、上山盤區集中上山聯合準備（rise panel）

1、條件：盤區內開采2個煤層,自上而下為m1和m2煤層;厚度均為1.0~2.0m，層間距為15m左右；煤層平均傾角 ；低沼礦，地質構造簡單。

2、由於m1和m2兩煤層間距不大，故進行盤區聯合準備，盤區走向1200m，傾斜長1000m，劃分6個區段。

3、采煤方法 — 走向長壁采煤法 ，對拉工作麵布置

3、巷道布置

三、石門盤區集中平巷聯合準備 （crosscut panel）

石門盤區 — 自水平運輸大巷開掘石門作為盤區主要運煤巷道的盤區稱石門盤區。

石門盤區的區段平巷布置、層間聯係與上下山盤區基本相同

下麵為開采近距離煤層群的石門盤區集中平巷聯合準備的巷道布置情況

條件： 煤層 厚度（m） 層間距（m）

m1 0.9

m2 4.4 3.3

m3 4.5 2.6

 = ，低沼礦，盤區走向2200m， 傾斜長800  1000m，走向長壁采煤法。

巷道布置特點

1）岩石運輸大巷1置於距m3煤層約20m的底板岩石中；回風大巷2置於距m3約10m的底板岩石中

2）盤區石門3置於距m3的底板岩石中，與岩石運輸大巷1同水平。相當於“運輸上山”，機車可進入盤區石門3直接裝煤

3）盤區軌道上山4置於距m3約10m的底板岩石中。區段岩石運輸集中平巷6和軌道集中平巷7置於距m3約8  10m的底板岩層中。

掘進順序

自運輸大巷1→開掘盤區石門3, 盤區軌道上山4 →與回風大巷2連通

在區段上下邊界位置，開掘盤區區段煤倉8、進風巷9和材料繞道17，在距m38m左右於底板岩層中掘進區段運輸集中巷6和區段軌道集中巷7

自區段集中巷每隔一定距離分別掘進回風運料斜巷11，進風行人斜巷10和溜煤眼12，穿透三個煤層

（三）改進型的石門盤區

1、 采用對拉工作麵布置的石門盤區。



改進型的石門盤區

2、當煤層傾角很小，煤層穩定，可將區段岩石運輸集中平巷3布置在與石門同一水平的標號上，使電機車經盤區石門2直接進入區段集中平巷內3在各溜煤眼12下裝車。當  小時，煤層穩定時用。



改進型的石門盤區

3、當煤層變化大時，采用石門盤區致使部分溜煤眼高度過大，可采用石門盤區與上山混合聯合布置方式。

四、上山盤區與石門盤區的比較與選擇

石門盤區主要優點：

L將盤區上山的傾斜運輸變為盤區石門的水平運輸，機車可進入，生產係統簡化，運費低；

l采用盤區石門後，各工作麵的煤運至溜煤眼，後又入區段煤倉可起到緩衝和調節運輸的作用，石門中電機車運輸不易發生故障，利於連續生產；

l 岩巷維護費低，利於降低煤損。

石門盤區主要缺點：

l 岩石工程量大，準備時間長。

選擇：通過技術方案比較確定。

第四節 帶區準備方式（strip district）

按帶區準備巷道服務範圍的不同可有兩種基本形式：相鄰分帶的帶區準備，多分帶的帶區準備

一、相鄰分帶的帶區準備

特點：有相鄰兩個分帶組成一個采準係統

兩個分帶共用一個煤倉，對拉工作麵。

適用：普采、炮采。

每一個分帶用一個煤倉。適用於綜采。

1- 運輸大巷； 2-回風大巷； 3-采煤工作麵 4-分帶運輸斜巷 5-分帶回風斜巷 6-帶區煤倉 7-進風行人斜巷

二、多分帶帶區準備

多分帶帶區準備

1、特點：

l 按地質條件等因素，將階段或井田劃分為一定範圍的區域；

l 在每個區域內布置多個分帶，一般在4~6個或以上，並組成一個統一的采準係統；

l 多分帶共用一個帶區煤倉；一個帶區集中運料斜巷與大巷聯係；

l 各煤層分帶單獨準備，即煤層群一般不設分帶集中巷；

l 這種方式要開掘6個分帶服務的帶區運煤平巷與運料平巷，但少開岩石集中巷，準備時間短。

2、適用：綜采。

在複雜地質構造條件下，可根據條件靈活布置。

如：帶區內有5個落差為4~60m，方向為傾斜的斷層，根據斷層分布情況，共劃分5個分帶（Ⅰ~Ⅴ），分帶斜巷盡可能與斷層平行，以減少煤柱損失。5個分帶共用一個帶區煤倉，一條帶區運輸巷和軌道巷。

這種準備方式主要在煤層傾角12°以下，采用傾斜長壁采煤法時應用。

思考題

p210 1、2、5、6