【正文】 高產高效礦井開采技術 礦井巷道布置 2 單翼、整層連續(xù)跨上 (下 )山巷道布置系統(tǒng) 20世紀 70年代以前 ， 我國國有重點煤礦中 ， 除近水平煤層外主要采用采區(qū)式準備 ， 其中絕大部分是雙翼采區(qū)準備 ， 將上 （ 下 ） 山布置在采區(qū)中部為采區(qū)兩翼服務 ，相對減少上 （ 下 ） 山及車場的掘進工作量 。 隨著采礦技術的發(fā)展 ， 高產高效礦井采區(qū)式準備系統(tǒng)朝著擴大采區(qū)尺寸及生產能力 ， 推廣跨上山連續(xù)開采和采區(qū)內整層 、單翼化布置方向發(fā)展 。 兗州礦區(qū)厚煤層礦井采區(qū)式準備系統(tǒng)巷道布置改革針對兗州的實際和需要創(chuàng)出了具有特色的巷道布置系統(tǒng) 。形成具有系統(tǒng)性 、 科學性 、 綜合性的實用技術和理論研究成果 。 煤、巖巷垂直布置 1) 礦井原有巷道布置系統(tǒng) （ 1） 雙翼采區(qū)巖石上 (下 )山和巖石集中巷布置模式 二十世紀 80年代初，以南屯煤礦沿用的巖石上 (下 )山和巖石集中巷布置模式為原型，通過擴大采區(qū)尺寸，工作面等長切割和改用無煤柱開采等手段，對采區(qū)進行合理化、規(guī)范化改革。改革后的巷道系統(tǒng)適應初期綜采開采的需要，回采巷道維護良好，安全生產設備完備、可靠，很快移植到新建井的設計。 改革后的巷道系統(tǒng)具有以下特點 (圖 58)： ① 一個采區(qū)只有一對采區(qū)軌道運輸上山和膠帶輸送機上山 ， 且一般位于采區(qū)中部 。 ② 采煤工作面的運輸平巷與膠帶輸送機巖石集中巷重疊平行布置 ， 兩者之間除用坡度 270聯(lián)絡斜巷聯(lián)通外 ， 還要用溜煤眼聯(lián)通 ， 形成煤炭運輸系統(tǒng) 。 ③ 采煤工作面順槽無煤柱沿空掘巷 、 煤順槽定向施工 。 ④ 工作面平巷、巖石集中巷、采區(qū)上下山之間分別用坡度 270的聯(lián)絡巷聯(lián)通。 傳統(tǒng)的巖石大巷開拓，分兩翼上（下）山布置 1膠帶運輸機石門； 2北石門； 3采區(qū)軌道上山； 4采區(qū)回風上山； 5反上山；6煤倉； 7聯(lián)絡斜巷； 8西翼總回風巷； 9分層回風順槽； 10巖石集中運輸巷； 11分層運輸順槽； 12軌道順槽； 13溜煤眼 。 圖 58 改革后的巷道系統(tǒng) 煤三分層開采聯(lián)絡斜巷溜煤眼軌道上山剖面示意圖聯(lián)絡斜巷孤島開采護巷煤柱軌道大巷膠帶大巷立交聯(lián)絡斜巷軌道運輸巷集中運輸巷隔采面(組與組之間跳采隔離)孤島開采護巷煤柱軌道運輸巷軌道運輸巷軌道運輸巷軌道平巷)軌道平巷)集中運輸巷 運輸平巷)采區(qū)總回風巷溜煤眼絞車房透煤聯(lián)絡斜巷軌道上山上山膠帶－Ⅰ－Ⅱ－Ⅲ－Ⅰ－Ⅱ－Ⅲ（ 2） 巷道布置系統(tǒng)的優(yōu)點 ① 采區(qū)集中化生產 。 巷道布置系統(tǒng)得到進一步改進 ， 形成了一礦二面和一礦一面的高度集中化生產的格局 。 出現(xiàn)增產 、 減面 、 減人的良性的循環(huán) 。 ② 采區(qū)尺寸擴大 。 隨著采掘設備的改進 、 采掘工藝的完善 ， 高產高效工作面快速開采 ， 巷道支護技術的進步使巷道的支護與維護變得容易和可靠；加之安全技術的進步 ， 安全可靠性大大提高 。 采區(qū)尺寸加大是采礦技術進步發(fā)展的必然趨勢 。 ③ 采區(qū)生產能力提高 。 采區(qū)生產能力基本上是采區(qū)內回采工作面生產能力的總和 。 采區(qū)內同時生產的回采工作面數目的多少 ， 直接影響到采區(qū)巷道布置方式 。 （ 3） 巷道布置系統(tǒng)存在的問題 通過擴大采區(qū)尺寸 ， 工作面等長切割和改用無煤柱開采等手段 ， 對采區(qū)巷道系統(tǒng)進行合理化 、 規(guī)范化改革后 ，采區(qū)巖石集中巷布置方式的主要缺陷是 : ① 巖巷掘進率太高 ， 采準巷道的巖巷掘進率一般在 25m/萬 t左右 。 ② 采區(qū)上山至工作面平巷需經過兩個坡度 270的聯(lián)絡巷 ，系統(tǒng)復雜 、 占用設備多 ， 效率低 。 ③ 下部的巖石集中巷要受上部 3個分層上下相鄰采煤工作面的 6次采動影響 ， 巖石集中巷維護條件差 。 ④ 由于上下兩個相鄰的采煤工作面共用一條膠帶輸送機巖石集中巷 ， 后一個工作面煤層平巷靠近采空區(qū)一側 ，煤層運輸平巷要鋪設膠帶輸送機 ， 巷道斷面大 ， 難以維護 。 ⑤ 上下兩個相鄰工作面 ， 只有一個采煤工作面正坡向下運輸 ， 另一個采煤工作面則需反坡向上運輸 ， 運輸效率低 。 通過生產實踐暴露出來的上述問題 ， 嚴重制約著綜合機械化生產的發(fā)展 。 隨著綜采技術的飛速發(fā)展 ， 巖巷掘進與采面推進速度之間的差距進一步拉大 ， 采準接續(xù)上升為主要矛盾；分層開采導致巖集巷多次經受采動影響 ， 巷道維修工作量大 。 因此 ， 提出新的采區(qū)巷道布置方式 ， 減少巖巷成為下一階段改革的主攻方向 。 2）煤、巖巷垂直布置 傳統(tǒng)的巖石上下山、區(qū)段巖集巷和煤巖巷平行布置的模式，掘進率并沒有明顯降低。 1980年改用綜采設備后， 綜采面年推進度提高到 10OOm左右，而巖巷掘進速度始終在 600～ 700m/a徘徊。 巖巷掘進速度沒有突破性進展。隨著綜采單產不斷飛速提高，與巖巷施工速度徘徊不前的矛盾日益突出。采掘工作面單進速度的不平衡，直接影響采掘工作面接替和均衡生產。 因此， 減少巖巷，尤其是取消采區(qū)內區(qū)段巖集巷的問題尤為突出。 但是，取消采區(qū)內區(qū)段巖集巷，煤、巖巷垂直布置必需具備以下條件： (1) 消除和處理易燃厚煤層自然發(fā)火的隱患是采區(qū)巷道布置改革的關鍵 在厚煤層分層開采過程中 ， 無煤柱開采的廣泛應用和推廣 ， 采空區(qū)內不留煤柱 ， 為消除采空區(qū)內煤炭自然發(fā)火的隱患創(chuàng)造了十分有利的條件 。 其次 ， 對礦井通風系統(tǒng)進行了優(yōu)化 ， 擴大了通風斷面 ， 增加了進 、 回風道 ， 降低負壓 ， 有效地減少了采空區(qū)漏風 。 同時采取了綜合防滅火技術 :如均壓通風 ， 注漿技術 ， 堵漏風技術 、 阻化技術 、 注氮技術等 。 在防治煤層自然發(fā)火的新設備 、 新材料 、 新技術不斷出現(xiàn)的情況下 ， 采空區(qū)煤炭自然發(fā)火隱患基本得到控制 ， 為采區(qū)巷道布置改革提供了保證 。 (2)跨巷開采成功為采區(qū)巷道布置改革提供了新思路 兗州礦區(qū)各厚煤層礦井的大巷及采區(qū)上山多布置在 3層煤底板巖層內 ， 初期建設的礦井對此類巷道均留設一定寬度的護巷煤柱 。 上山煤柱的存在 ， 限制了綜采面的連續(xù)推進長度 ， 而且通過煤柱傳遞的支承壓力長期作用于上山 ， 不利于巷道維護 。 推行跨上山開采圓滿地解決了上述矛盾 ， 而且以最簡單的方式回收了可能丟失的上山護巷煤柱 ， 資源回收率得以大幅度提高 。 跨巷開采先由上山開始 ， 隨后擴大至大巷煤柱的回收 。 (3) 優(yōu)化聯(lián)絡斜巷布置保證采區(qū)巷道系統(tǒng)的完整性 聯(lián)絡斜巷是由采區(qū)的巖石巷道通往綜采工作面煤順槽的主要通道，它擔負著綜采工作面的通風、輔助運輸、供電、排水、注漿等主要任務，是構成采區(qū)巷道的主要環(huán)節(jié)。 根據多年來的生產實踐，從幾種聯(lián)絡斜巷布置形式中組合優(yōu)化成 Y型聯(lián)絡斜巷，這種布置形式能適應多變的地質條件，能由兩條上下山同時聯(lián)結一條煤順槽。 Y型聯(lián)絡斜巷的多功能性保證了改革后的巷道布置系統(tǒng)的完整性。 2) 巷道布置改革主要內容 (1) 中間巖石上下山、區(qū)段巖集巷改為分組巖石上下山 煤巖巷垂直布置方式是通過生產實踐，不斷總結融合各項新技術為一體，大膽改革后的一種能適應綜采生產發(fā)展和能適應厚煤層無煤柱開采的巷道布置形式。這種布置形式如圖 59所示。 圖 59 煤巖巷垂直布置 ① 在走向布置的采區(qū)內 ， 分組巖石上下山的方向 與煤順槽垂直 ， 沿煤層傾斜方向布置在距 3層煤 10～ 2Om的底板巖層內 ， 分組巖石上下山間距根據采區(qū)走向長度和在煤順槽內所選設的膠帶輸送機長度確定 。 這