【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 煤采 煤方法以及其它適應(yīng)性較強(qiáng)、安全可靠性較高的采煤方法；多走向斷層的宜采用走向長(zhǎng)壁采煤法；多傾斜斷層的，已采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法。因此，在選擇采煤方法之前，必須加強(qiáng)地質(zhì)勘查和測(cè)量工作，準(zhǔn)確掌握開采范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造情況，以便正確地選擇適宜的采煤方法。 本采區(qū)煤層附存狀態(tài)穩(wěn)定，采取內(nèi)無斷層、無褶曲，無熔巖陷落柱。無火成巖入侵等的地質(zhì)發(fā)育情況。煤層賦存穩(wěn)定、完好，適合于機(jī)械化采煤工作面的布置。 （ 5）煤層含水性 煤層及其頂、底板含水量較大時(shí)，需要在采煤工作面開采前采取疏排水措施，或在采煤過程中布置疏排水設(shè)施，應(yīng)在選擇采煤 方法時(shí)加以充分考慮。 煤層底板無含水層，且采區(qū)涌水量為 2 m/min，涌水量小，不需要在采區(qū)另設(shè)置采區(qū)水倉，只需要在采區(qū)巷道中布置排水溝就可以滿足設(shè)計(jì)要求。 （ 6）煤層瓦斯含量 煤層瓦斯含量較高時(shí)，在選擇采煤方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮布置預(yù)抽瓦斯專用巷道和預(yù)抽瓦斯鉆孔，并通過瓦斯管網(wǎng)進(jìn)行瓦斯抽放。還要考慮在開采過程中加強(qiáng)通風(fēng)和瓦斯管理，防止瓦斯事故的發(fā)生。 本采區(qū)煤層瓦斯相對(duì)涌出量為 12m3/t，屬于高瓦斯煤層，在巷道布置中應(yīng)考布置瓦斯專用巷道和欲抽瓦斯鉆孔，并通過瓦斯管網(wǎng)進(jìn)行瓦斯抽放，在采煤工作面應(yīng)布置瓦斯抽放系統(tǒng) 。 （ 7）煤層自燃發(fā)火傾向性 煤層自然發(fā)火傾向性直接影響著采區(qū)巷道布置、工作面參數(shù)、巷道維護(hù)方法和采煤工作面推進(jìn)方向等，決定著是否需要采取防火灌漿措施或選用充填采煤法，在選擇采煤方法時(shí)應(yīng)予以考慮。本采區(qū)煤炭的自燃發(fā)火期 6個(gè)月，采空區(qū)采用全部跨落法處理。 綜合考慮采用一次采全高的采煤方法。 第二節(jié) 采區(qū)巷道布置 一． 采區(qū)形式（單翼采區(qū)布置）、采區(qū)上、下山的數(shù)目和位置、區(qū)段平巷（包括集中平巷及分層平巷）與聯(lián)絡(luò)巷的形式、位置和布置方式。對(duì)采區(qū)巷道布置提出幾個(gè)可行性方案，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定采區(qū)巷道布置的形式。 1 采區(qū)設(shè)計(jì)方案選擇及其參數(shù)的確定： 影響采區(qū)參數(shù)包括：采區(qū)尺寸、工作面及區(qū)段長(zhǎng)度、采區(qū)煤柱尺寸及采區(qū)生產(chǎn)能力等。 采區(qū)參數(shù)包括：采區(qū)尺寸、工作面及區(qū)段長(zhǎng)度、采區(qū)煤柱尺寸及采區(qū)生產(chǎn)能力等。 確定合理的采區(qū)長(zhǎng)度，應(yīng)考慮采區(qū)地質(zhì)條件、開采技術(shù)裝備條件、采區(qū)生產(chǎn)能力、工作面接替以及經(jīng)濟(jì)因素的影響。 (一 )影響采區(qū)尺寸的因素 采區(qū)尺寸 1．地質(zhì)條件 (1)地質(zhì)構(gòu)造。較大的地質(zhì)構(gòu)造，對(duì)采區(qū)長(zhǎng)度影響較大。為了便于布置采區(qū)巷道，往往以大的斷層及褶曲軸作為劃分采區(qū)的 界限。 (2)煤層及圍巖穩(wěn)定程度。圍巖的穩(wěn)定程度影響區(qū)段巷道的維護(hù)狀況。在松軟的煤層中布置區(qū)段巷道，維護(hù)較困難，采區(qū)走向長(zhǎng)度不宜過大。如采用巖石集中平巷且圍巖較穩(wěn)定時(shí)，工作面采用超前平巷，煤層巷道維護(hù)時(shí)間很短，采區(qū)長(zhǎng)度可適當(dāng)增大。 (3)自然發(fā)火。有自然發(fā)火危險(xiǎn)的煤層，在確定采區(qū)走向長(zhǎng)度時(shí)，要保證開采、收尾及封堵期間不發(fā)生煤層自燃發(fā)火，并在采完以后，能將采區(qū)迅速封閉。 (4)再生頂板形成時(shí)間。緩斜、傾斜近距離煤層群或厚煤層分層開采時(shí)，上下煤層 (分層 )工作面要保持一定錯(cuò)距。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，工作面 錯(cuò)距一般為 120～ 200m。 (5)煤層傾角。由于開采條件和所使用的采煤方法的限制，急斜煤層采區(qū)走向長(zhǎng)度較緩斜和傾斜煤層短。隨著開采技術(shù)的發(fā)展，急斜煤層采區(qū)走向長(zhǎng)度有加大的趨勢(shì)。 采區(qū)參數(shù)包括：采區(qū)尺寸、工作面及區(qū)段長(zhǎng)度、采區(qū)煤柱尺寸及采區(qū)生產(chǎn)能力等。 采區(qū)尺寸的因素 確定合理的采區(qū)長(zhǎng)度，應(yīng)考慮采區(qū)地質(zhì)條件、開采技術(shù)裝備條件、采區(qū)生產(chǎn)能力、工作面接替以及經(jīng)濟(jì)因素的影響。 1）區(qū)段平巷的運(yùn)輸設(shè)備 （ 1）膠帶輸送機(jī)。一般吊掛膠帶輸送機(jī)有效鋪設(shè)長(zhǎng)度為300~400m/臺(tái)，新系列可伸縮吊掛膠帶輸送機(jī)鋪設(shè)長(zhǎng)度為500~1000m/臺(tái)。所以選用膠帶輸送機(jī)一般都能夠滿足目前采區(qū)走向長(zhǎng)度的要求。 （ 2）刮板輸送機(jī)?？蓮澢伟遢斔蜋C(jī)每臺(tái)有效鋪設(shè)長(zhǎng)度可達(dá) 200m，在區(qū)段平巷中串 2~3 臺(tái)串聯(lián)運(yùn)輸即可滿足一般采區(qū)走向長(zhǎng)度的要求。 （ 3）礦車。中、小型礦井區(qū)段運(yùn)輸平巷常采用無極繩、小絞車牽引礦車運(yùn)煤，采區(qū)長(zhǎng)度一般較短。 （ 4）輔助運(yùn)輸設(shè)備。區(qū)段平巷坡度起伏較大時(shí)，工作面多采用小絞車運(yùn)料，采區(qū)走向長(zhǎng)度宜適當(dāng)縮短，以免多段運(yùn)料并增加輔助工人數(shù)。 2）設(shè)備搬遷 緩斜、傾斜煤層群或厚煤層分層開采使用集中運(yùn)輸平巷的采區(qū)，宜有較大的走向長(zhǎng)度以 充分發(fā)揮運(yùn)輸設(shè)備效能、減少設(shè)備拆裝次數(shù)及工作面搬遷次數(shù)。 3）采區(qū)供電 采區(qū)走向長(zhǎng)度加大，采區(qū)變電所至負(fù)荷供電距離增加，電壓降大，影響工作面機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所以在確定采區(qū)走向長(zhǎng)度時(shí)，要顧及電壓降的影響。 3．經(jīng)濟(jì)因素 合理的采區(qū)走向長(zhǎng)度，應(yīng)當(dāng)使噸煤費(fèi)用最低。采區(qū)走向長(zhǎng)度的變化會(huì)引起多項(xiàng)費(fèi)用的變化，如區(qū)段平巷的維護(hù)費(fèi)和運(yùn)輸費(fèi)隨著采區(qū)走向長(zhǎng)度的加大而增加；采區(qū)上（下）山采區(qū)車場(chǎng)和硐室的掘進(jìn)費(fèi)和機(jī)電設(shè)備安裝費(fèi)隨著采區(qū)走向長(zhǎng)度的加大而減少；而區(qū)段平巷的掘進(jìn)費(fèi)則與采區(qū)走向長(zhǎng)度的變化無關(guān)。因此，在經(jīng)濟(jì)上存在著使噸煤 費(fèi)用最低的采區(qū)走向長(zhǎng)度的合理值。 采區(qū)參數(shù)包括：采區(qū)尺寸、工作面及區(qū)段長(zhǎng)度、采區(qū)煤柱尺寸及采區(qū)生產(chǎn)能力等。 采區(qū)尺寸數(shù)值 采區(qū)尺寸包括采區(qū)走向長(zhǎng)度和傾斜長(zhǎng)度。使用單體液壓支柱的普采工作面采區(qū)，其走向長(zhǎng)度一般為 1000~1500m。綜采采區(qū)宜用單面布置，其走向長(zhǎng)度一般不小于 1000m；當(dāng)雙面布置時(shí)，一般不小于 2021m。 煤層傾角平緩，采用盤區(qū)上（下）山布置時(shí)，盤區(qū)上山長(zhǎng)度一般不超過 1500m，盤區(qū)下山長(zhǎng)度不宜超過 1000m；采用盤區(qū)石門布置時(shí)，盤區(qū)斜長(zhǎng)可按具體條件確定。盤區(qū)走向長(zhǎng)度可按采區(qū)走向長(zhǎng)度考慮。 煤 層傾角較大時(shí)，采區(qū)傾斜長(zhǎng)度由水平高度確定，在這種情況下確定采用尺寸主要是確定采區(qū)走向長(zhǎng)度。 采煤工作面長(zhǎng)度 (一 )影響工作面長(zhǎng)度的因素 合理的工作面長(zhǎng)度應(yīng)能為實(shí)現(xiàn)工作面高產(chǎn)、高效提供有利條件。在一定范圍內(nèi)加長(zhǎng)工作面長(zhǎng)度能獲得較高的產(chǎn)量和提高效率，減少采區(qū)巷道的開掘工程量和維護(hù)量，降低噸煤成本。但是，工作面過長(zhǎng)，將會(huì)導(dǎo)致工作面推進(jìn)度降低，不利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，影響經(jīng)濟(jì)效益。因此，工作面長(zhǎng)度有其合理范圍。在確定工作面長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)考慮以下影響因素： 1．煤層賦存條件 (1)煤層厚度。煤層很薄 時(shí)，工作面行人運(yùn)料不便；煤層采高過大 (超過 )時(shí)，工作面支柱和回柱操作困難，工作面不宜過長(zhǎng)。 (2)煤層傾角。煤層傾角大于 30176。行人運(yùn)料即感不便，特別是急斜煤層，由于工作面作業(yè)條件困難、勞動(dòng)強(qiáng)度大、滑落煤塊巖塊易于傷人等原因，工作面宜較短。 (3)圍巖性質(zhì)。頂板松軟破碎的工作面或堅(jiān)硬頂板工作面頂板控制工序占用時(shí)間較長(zhǎng)，工作面均不宜過長(zhǎng)。 (4)地質(zhì)構(gòu)造。采區(qū)中小的斷層多或頂?shù)装迤鸱^大，會(huì)使采煤工作困難、支護(hù)復(fù)雜，容易打亂正規(guī)循環(huán)作業(yè)，工作面不宜過長(zhǎng)。落差較大的走向斷層常作為劃 分區(qū)段的境界，在客觀上也限制了工作面長(zhǎng)度。 如果煤層傾角較小、采高適中，圍巖性質(zhì)便于頂板控制，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，則可合理加大工作面長(zhǎng)度。 機(jī)械裝備及技術(shù)管理水平 (1)采煤機(jī)。由于滾筒采煤機(jī)和刨煤機(jī)落煤較爆破落煤進(jìn)度快、效率高，為了充分發(fā)揮采煤機(jī)械的效能，條件相同的普采工作面長(zhǎng)度宜大于炮采工作面。由于使用液壓支架能保證采煤機(jī)有較高的牽引速度，輔助時(shí)間少，所以綜采工作面長(zhǎng)度可比普采工作面更長(zhǎng)，但工作面過長(zhǎng)管理復(fù)雜，遇到地質(zhì)變化的可能性也愈大，因此，工作面也不宜過長(zhǎng)。 (2)輸送機(jī)。工作面輸 送機(jī)的運(yùn)輸能力和有效鋪設(shè)長(zhǎng)度應(yīng)滿足工作面生產(chǎn)的要求，使采落的煤炭在規(guī)定時(shí)間內(nèi)運(yùn)出。 (3)頂板控制。頂板控制對(duì)工作面長(zhǎng)度的影響，通常表現(xiàn)為采空區(qū)處理能力趕不上采煤的速度，尤其在使用單體支架的普采工作面，常出現(xiàn)這種現(xiàn)象。因此，確定工作面長(zhǎng)度要考慮采空區(qū)處理能力。傾角小時(shí)，可采用分段同時(shí)回柱以提高放頂能力；傾角大時(shí)，分段回柱則不夠安全。頂板穩(wěn)定時(shí)，可實(shí)行采回平行作業(yè)，但頂板壓力大或破碎時(shí)，采回平行作業(yè)即比較困難，故工作面長(zhǎng)度不宜過大。綜采工作面實(shí)現(xiàn)了“支回合一”，減少了頂板控制對(duì)加大工作面長(zhǎng)度的影 響。 (4)工作面通風(fēng)。瓦斯涌出量較大的煤層，風(fēng)速是限制工作面長(zhǎng)度的重要因素。當(dāng)工作面進(jìn)度一定時(shí)，工作面愈長(zhǎng)，則產(chǎn)量愈高，愈需要增加風(fēng)量，由于工作面斷面的限制，易導(dǎo)致風(fēng)速過大，引起煤塵飛揚(yáng)，影響安全生產(chǎn)。所以，在高瓦斯礦井中，要考慮工作面通風(fēng)能力對(duì)工作面長(zhǎng)度的影響。 巷道布置 采區(qū)巷道布置方式對(duì)工作面長(zhǎng)度有一定影響。例如煤層群聯(lián)合布置的采區(qū)，應(yīng)使各區(qū)段上下煤層工作面長(zhǎng)度相適應(yīng)?？赡軐?duì)某一煤層而言工作面長(zhǎng)度不大合適，但為了便于巷道布置，必須采用同主要可采煤層相適應(yīng)的工作面長(zhǎng)度。 實(shí)際工作中，都 是根據(jù)煤層賦存條件、機(jī)械裝備情況、采空區(qū)處理能力以及通風(fēng)能力等因素綜合考慮確定工作面長(zhǎng)度。 采煤工作面長(zhǎng)度 綜合機(jī)械化采煤工作面的長(zhǎng)度，一般為 150～ 200m；普采工作面的長(zhǎng)度，一般為 120～ 150m；炮采工作面長(zhǎng)度，一般為 80～150m。對(duì)拉工作面總長(zhǎng)度一般為 200～ 300m。小型礦井采煤工作面長(zhǎng)度可采用大、中型礦井的下限或適當(dāng)降低。急斜煤層采用偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法的工作面長(zhǎng)度一般為 30～ 60m。 采區(qū)煤柱尺寸 確定煤柱合理尺寸的因素是煤層所受壓力的大小以及煤柱本身的強(qiáng)度。在通常 情況下，煤層埋藏深度和厚度較大、圍巖較軟時(shí)，煤柱承受的壓力就較大。煤柱強(qiáng)度主要決定于煤層的物理力學(xué)性質(zhì)，并與煤柱的形狀尺寸、巷道的服務(wù)年限及巷道支護(hù)情況有關(guān)。在選擇合理煤柱尺寸時(shí)，須綜合分析確定。 二． 采區(qū)生產(chǎn)能力 采區(qū)生產(chǎn)能力是采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的采煤工作面和掘進(jìn)工作面出煤量的總和。合理確定采區(qū)生產(chǎn)能力，可以充分發(fā)揮采區(qū)主要巷道和設(shè)備的效能，改善采區(qū)各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，合理提高采區(qū)生產(chǎn)能力，是實(shí)現(xiàn)采區(qū)集中化生產(chǎn)，不斷提高礦井產(chǎn)量、減少同時(shí)生產(chǎn)采區(qū)個(gè)數(shù)的重要措施。 (一 )采區(qū)生產(chǎn)能力的影響 因素 確定采區(qū)生產(chǎn)能力，應(yīng)綜合考慮以下因素： (1)地質(zhì)因素?？刹擅簩訑?shù)目、厚度、傾角、層間距、煤層結(jié)構(gòu)、頂?shù)装鍘r石性質(zhì)、煤層定程度和地質(zhì)構(gòu)造等是影響采區(qū)生產(chǎn)能力的主要因素。瓦斯等級(jí)、煤層自然發(fā)火和水文情況對(duì)采區(qū)生產(chǎn)能力也有程度不同的影響。 (2)采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化程度和通風(fēng)、供電能力。 (3)采區(qū)儲(chǔ)量。采區(qū)的生產(chǎn)能力要與采區(qū)儲(chǔ)量相適應(yīng)，使采區(qū)具有相應(yīng)的服務(wù)年限。 (4)采區(qū)產(chǎn)量的穩(wěn)定性 采區(qū)服務(wù)年限除了遞增遞減期外，采區(qū)產(chǎn)量要保持在生產(chǎn)能力以上，波動(dòng)幅度不宜大 ，且穩(wěn)定時(shí)間以不少于整個(gè)采區(qū)服務(wù)年限的 3/4為宜。 為了保證采區(qū)的正常接替，生產(chǎn)采區(qū)處在產(chǎn)量遞減期時(shí)，新采區(qū)的全部準(zhǔn)備工作（包括巷道掘進(jìn)、設(shè)備的安裝和試運(yùn)轉(zhuǎn)等），應(yīng)當(dāng)相應(yīng)結(jié)束并留有適當(dāng)余地。 要盡量避免礦井出現(xiàn)兩個(gè)以上的采區(qū)同時(shí)處于生產(chǎn)接替狀態(tài)，以減少同時(shí)生產(chǎn)的采區(qū)個(gè)數(shù)并簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理工作。 （二）確定采區(qū)生產(chǎn)能力的方法 ???ni iB AkkA 1 021 式中 BA —— 采區(qū)生產(chǎn)能力，萬 at/ ； 0A —— 一個(gè)采煤工作面產(chǎn)量，萬 at/ ； n —— 同時(shí)生產(chǎn)的采煤工作面?zhèn)€數(shù)； 1k —— 采區(qū)掘進(jìn)出煤系數(shù)，取 ； 2k —— 工作面之間出煤影響系數(shù)， n =2取 ， n =3 取。 確定采區(qū)生產(chǎn)能力主 要是確定一個(gè)采煤工作面產(chǎn)量和同時(shí)生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)。 1．一個(gè)采煤工作面產(chǎn)量 000 CMLVA ?? 式中 L —— 采煤工作面長(zhǎng)度， m； 0V —— 工作面推進(jìn)度， am/ ； M —— 煤層厚度或采高， m； ? —— 煤的密度， t／ m3； 0C —— 采煤工作面采出率。 采煤工作面的設(shè)計(jì)能力一般應(yīng)選取如下數(shù)值：綜采工作面，采高在 2m 及 2m以上的為 50～ 80萬 at/ ， ～ 2m 的為 30～ 50萬 at/ ；配備有單體液壓支柱的普采工作面產(chǎn)量為 20～ 30 萬at/ ；炮采工作面能力為 10～ 20 萬 at/ 。 2．采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面數(shù)目 采區(qū)內(nèi)同時(shí)生 產(chǎn)的工作面數(shù)目，應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、采區(qū)主要巷道的運(yùn)輸能力、開采程序、采掘機(jī)械化程度、管理水平和采掘關(guān)系等因素，綜合考慮確定。同時(shí)生產(chǎn)工作面過多，則管理復(fù)雜，接續(xù)緊張。 為保持采區(qū)合理的開采強(qiáng)度，每個(gè)雙翼采區(qū)內(nèi)同采的工作面數(shù)目一般為 1～ 2個(gè)： 在一個(gè)采區(qū)內(nèi)安排兩個(gè)綜采工作面，容易互相影響，可布置一個(gè)綜采工作面另外再布置 — 個(gè)普采或炮采工作面。 3．采區(qū)生產(chǎn)能力的驗(yàn)算 初步確定采區(qū)生產(chǎn)能力后，應(yīng)經(jīng)過以下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的驗(yàn)算。 (1)采區(qū)運(yùn)輸能力。采區(qū)的運(yùn)輸能力應(yīng)大于采區(qū)生產(chǎn)能 力，其中主要是運(yùn)煤設(shè)備的生產(chǎn)能力要與采區(qū)生產(chǎn)能力相適應(yīng)。對(duì)于普采或綜采工作面，采區(qū)集中巷和上 (下 )山運(yùn)煤設(shè)備的小時(shí)生產(chǎn)能力，應(yīng)與同時(shí)工作的工作面采煤機(jī)小時(shí)生產(chǎn)能力