【文章內容簡介】 煤采 煤方法以及其它適應性較強、安全可靠性較高的采煤方法；多走向斷層的宜采用走向長壁采煤法；多傾斜斷層的，已采用傾斜長壁采煤法。因此，在選擇采煤方法之前，必須加強地質勘查和測量工作，準確掌握開采范圍內的地質構造情況，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，采取內無斷層、無褶曲，無熔巖陷落柱。無火成巖入侵等的地質發(fā)育情況。煤層賦存穩(wěn)定、完好，適合于機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，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施，應在選擇采煤 方法時加以充分考慮。 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計要求。 （ 6）煤層瓦斯含量 煤層瓦斯含量較高時，在選擇采煤方法時，應當考慮布置預抽瓦斯專用巷道和預抽瓦斯鉆孔，并通過瓦斯管網進行瓦斯抽放。還要考慮在開采過程中加強通風和瓦斯管理，防止瓦斯事故的發(fā)生。 本采區(qū)煤層瓦斯相對涌出量為 12m3/t，屬于高瓦斯煤層，在巷道布置中應考布置瓦斯專用巷道和欲抽瓦斯鉆孔，并通過瓦斯管網進行瓦斯抽放，在采煤工作面應布置瓦斯抽放系統(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、巷道維護方法和采煤工作面推進方向等，決定著是否需要采取防火灌漿措施或選用充填采煤法，在選擇采煤方法時應予以考慮。本采區(qū)煤炭的自燃發(fā)火期 6個月，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、下山的數目和位置、區(qū)段平巷（包括集中平巷及分層平巷）與聯(lián)絡巷的形式、位置和布置方式。對采區(qū)巷道布置提出幾個可行性方案，通過技術經濟比較后確定采區(qū)巷道布置的形式。 1 采區(qū)設計方案選擇及其參數的確定： 影響采區(qū)參數包括：采區(qū)尺寸、工作面及區(qū)段長度、采區(qū)煤柱尺寸及采區(qū)生產能力等。 采區(qū)參數包括：采區(qū)尺寸、工作面及區(qū)段長度、采區(qū)煤柱尺寸及采區(qū)生產能力等。 確定合理的采區(qū)長度，應考慮采區(qū)地質條件、開采技術裝備條件、采區(qū)生產能力、工作面接替以及經濟因素的影響。 (一 )影響采區(qū)尺寸的因素 采區(qū)尺寸 1．地質條件 (1)地質構造。較大的地質構造，對采區(qū)長度影響較大。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)段巷道的維護狀況。在松軟的煤層中布置區(qū)段巷道，維護較困難，采區(qū)走向長度不宜過大。如采用巖石集中平巷且圍巖較穩(wěn)定時，工作面采用超前平巷，煤層巷道維護時間很短，采區(qū)長度可適當增大。 (3)自然發(fā)火。有自然發(fā)火危險的煤層，在確定采區(qū)走向長度時，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)再生頂板形成時間。緩斜、傾斜近距離煤層群或厚煤層分層開采時，上下煤層 (分層 )工作面要保持一定錯距。根據實踐經驗，工作面 錯距一般為 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)走向長度較緩斜和傾斜煤層短。隨著開采技術的發(fā)展，急斜煤層采區(qū)走向長度有加大的趨勢。 采區(qū)參數包括：采區(qū)尺寸、工作面及區(qū)段長度、采區(qū)煤柱尺寸及采區(qū)生產能力等。 采區(qū)尺寸的因素 確定合理的采區(qū)長度，應考慮采區(qū)地質條件、開采技術裝備條件、采區(qū)生產能力、工作面接替以及經濟因素的影響。 1）區(qū)段平巷的運輸設備 （ 1）膠帶輸送機。一般吊掛膠帶輸送機有效鋪設長度為300~400m/臺，新系列可伸縮吊掛膠帶輸送機鋪設長度為500~1000m/臺。所以選用膠帶輸送機一般都能夠滿足目前采區(qū)走向長度的要求。 （ 2）刮板輸送機?？蓮澢伟遢斔蜋C每臺有效鋪設長度可達 200m，在區(qū)段平巷中串 2~3 臺串聯(lián)運輸即可滿足一般采區(qū)走向長度的要求。 （ 3）礦車。中、小型礦井區(qū)段運輸平巷常采用無極繩、小絞車牽引礦車運煤，采區(qū)長度一般較短。 （ 4）輔助運輸設備。區(qū)段平巷坡度起伏較大時，工作面多采用小絞車運料，采區(qū)走向長度宜適當縮短，以免多段運料并增加輔助工人數。 2）設備搬遷 緩斜、傾斜煤層群或厚煤層分層開采使用集中運輸平巷的采區(qū)，宜有較大的走向長度以 充分發(fā)揮運輸設備效能、減少設備拆裝次數及工作面搬遷次數。 3）采區(qū)供電 采區(qū)走向長度加大，采區(qū)變電所至負荷供電距離增加，電壓降大，影響工作面機電設備的正常運轉。所以在確定采區(qū)走向長度時，要顧及電壓降的影響。 3．經濟因素 合理的采區(qū)走向長度，應當使噸煤費用最低。采區(qū)走向長度的變化會引起多項費用的變化，如區(qū)段平巷的維護費和運輸費隨著采區(qū)走向長度的加大而增加；采區(qū)上（下）山采區(qū)車場和硐室的掘進費和機電設備安裝費隨著采區(qū)走向長度的加大而減少；而區(qū)段平巷的掘進費則與采區(qū)走向長度的變化無關。因此，在經濟上存在著使噸煤 費用最低的采區(qū)走向長度的合理值。 采區(qū)參數包括：采區(qū)尺寸、工作面及區(qū)段長度、采區(qū)煤柱尺寸及采區(qū)生產能力等。 采區(qū)尺寸數值 采區(qū)尺寸包括采區(qū)走向長度和傾斜長度。使用單體液壓支柱的普采工作面采區(qū)，其走向長度一般為 1000~1500m。綜采采區(qū)宜用單面布置，其走向長度一般不小于 1000m；當雙面布置時，一般不小于 2021m。 煤層傾角平緩，采用盤區(qū)上（下）山布置時，盤區(qū)上山長度一般不超過 1500m，盤區(qū)下山長度不宜超過 1000m；采用盤區(qū)石門布置時，盤區(qū)斜長可按具體條件確定。盤區(qū)走向長度可按采區(qū)走向長度考慮。 煤 層傾角較大時，采區(qū)傾斜長度由水平高度確定，在這種情況下確定采用尺寸主要是確定采區(qū)走向長度。 采煤工作面長度 (一 )影響工作面長度的因素 合理的工作面長度應能為實現(xiàn)工作面高產、高效提供有利條件。在一定范圍內加長工作面長度能獲得較高的產量和提高效率，減少采區(qū)巷道的開掘工程量和維護量，降低噸煤成本。但是，工作面過長，將會導致工作面推進度降低，不利于實現(xiàn)高產、穩(wěn)產，影響經濟效益。因此，工作面長度有其合理范圍。在確定工作面長度時，應考慮以下影響因素： 1．煤層賦存條件 (1)煤層厚度。煤層很薄 時，工作面行人運料不便；煤層采高過大 (超過 )時，工作面支柱和回柱操作困難，工作面不宜過長。 (2)煤層傾角。煤層傾角大于 30176。行人運料即感不便，特別是急斜煤層，由于工作面作業(yè)條件困難、勞動強度大、滑落煤塊巖塊易于傷人等原因，工作面宜較短。 (3)圍巖性質。頂板松軟破碎的工作面或堅硬頂板工作面頂板控制工序占用時間較長，工作面均不宜過長。 (4)地質構造。采區(qū)中小的斷層多或頂底板起伏較大，會使采煤工作困難、支護復雜，容易打亂正規(guī)循環(huán)作業(yè)，工作面不宜過長。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度。 如果煤層傾角較小、采高適中，圍巖性質便于頂板控制，地質構造簡單，則可合理加大工作面長度。 機械裝備及技術管理水平 (1)采煤機。由于滾筒采煤機和刨煤機落煤較爆破落煤進度快、效率高，為了充分發(fā)揮采煤機械的效能，條件相同的普采工作面長度宜大于炮采工作面。由于使用液壓支架能保證采煤機有較高的牽引速度，輔助時間少，所以綜采工作面長度可比普采工作面更長，但工作面過長管理復雜，遇到地質變化的可能性也愈大，因此，工作面也不宜過長。 (2)輸送機。工作面輸 送機的運輸能力和有效鋪設長度應滿足工作面生產的要求，使采落的煤炭在規(guī)定時間內運出。 (3)頂板控制。頂板控制對工作面長度的影響，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，確定工作面長度要考慮采空區(qū)處理能力。傾角小時，可采用分段同時回柱以提高放頂能力；傾角大時，分段回柱則不夠安全。頂板穩(wěn)定時，可實行采回平行作業(yè)，但頂板壓力大或破碎時，采回平行作業(yè)即比較困難，故工作面長度不宜過大。綜采工作面實現(xiàn)了“支回合一”，減少了頂板控制對加大工作面長度的影 響。 (4)工作面通風。瓦斯涌出量較大的煤層，風速是限制工作面長度的重要因素。當工作面進度一定時，工作面愈長，則產量愈高，愈需要增加風量，由于工作面斷面的限制，易導致風速過大，引起煤塵飛揚，影響安全生產。所以，在高瓦斯礦井中，要考慮工作面通風能力對工作面長度的影響。 巷道布置 采區(qū)巷道布置方式對工作面長度有一定影響。例如煤層群聯(lián)合布置的采區(qū)，應使各區(qū)段上下煤層工作面長度相適應?？赡軐δ骋幻簩佣怨ぷ髅骈L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的工作面長度。 實際工作中，都 是根據煤層賦存條件、機械裝備情況、采空區(qū)處理能力以及通風能力等因素綜合考慮確定工作面長度。 采煤工作面長度 綜合機械化采煤工作面的長度，一般為 150～ 200m；普采工作面的長度，一般為 120～ 150m；炮采工作面長度，一般為 80～150m。對拉工作面總長度一般為 200～ 300m。小型礦井采煤工作面長度可采用大、中型礦井的下限或適當降低。急斜煤層采用偽斜柔性掩護支架采煤法的工作面長度一般為 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度。在通常 情況下，煤層埋藏深度和厚度較大、圍巖較軟時，煤柱承受的壓力就較大。煤柱強度主要決定于煤層的物理力學性質，并與煤柱的形狀尺寸、巷道的服務年限及巷道支護情況有關。在選擇合理煤柱尺寸時，須綜合分析確定。 二． 采區(qū)生產能力 采區(qū)生產能力是采區(qū)內同時生產的采煤工作面和掘進工作面出煤量的總和。合理確定采區(qū)生產能力，可以充分發(fā)揮采區(qū)主要巷道和設備的效能，改善采區(qū)各項技術經濟指標，合理提高采區(qū)生產能力，是實現(xiàn)采區(qū)集中化生產，不斷提高礦井產量、減少同時生產采區(qū)個數的重要措施。 (一 )采區(qū)生產能力的影響 因素 確定采區(qū)生產能力，應綜合考慮以下因素： (1)地質因素?？刹擅簩訑的?、厚度、傾角、層間距、煤層結構、頂底板巖石性質、煤層定程度和地質構造等是影響采區(qū)生產能力的主要因素。瓦斯等級、煤層自然發(fā)火和水文情況對采區(qū)生產能力也有程度不同的影響。 (2)采煤、掘進、運輸的機械化程度和通風、供電能力。 (3)采區(qū)儲量。采區(qū)的生產能力要與采區(qū)儲量相適應，使采區(qū)具有相應的服務年限。 (4)采區(qū)產量的穩(wěn)定性 采區(qū)服務年限除了遞增遞減期外，采區(qū)產量要保持在生產能力以上，波動幅度不宜大 ，且穩(wěn)定時間以不少于整個采區(qū)服務年限的 3/4為宜。 為了保證采區(qū)的正常接替，生產采區(qū)處在產量遞減期時，新采區(qū)的全部準備工作（包括巷道掘進、設備的安裝和試運轉等），應當相應結束并留有適當余地。 要盡量避免礦井出現(xiàn)兩個以上的采區(qū)同時處于生產接替狀態(tài)，以減少同時生產的采區(qū)個數并簡化生產管理工作。 （二）確定采區(qū)生產能力的方法 ???ni iB AkkA 1 021 式中 BA —— 采區(qū)生產能力，萬 at/ ； 0A —— 一個采煤工作面產量，萬 at/ ； n —— 同時生產的采煤工作面?zhèn)€數； 1k —— 采區(qū)掘進出煤系數，取 ； 2k —— 工作面之間出煤影響系數， n =2取 ， n =3 取。 確定采區(qū)生產能力主 要是確定一個采煤工作面產量和同時生產的工作面?zhèn)€數。 1．一個采煤工作面產量 000 CMLVA ?? 式中 L —— 采煤工作面長度， m； 0V —— 工作面推進度， 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。 采煤工作面的設計能力一般應選取如下數值：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量為 20～ 30 萬at/ ；炮采工作面能力為 10～ 20 萬 at/ 。 2．采區(qū)內同時生產的工作面數目 采區(qū)內同時生 產的工作面數目，應根據煤層賦存條件、采區(qū)主要巷道的運輸能力、開采程序、采掘機械化程度、管理水平和采掘關系等因素，綜合考慮確定。同時生產工作面過多，則管理復雜，接續(xù)緊張。 為保持采區(qū)合理的開采強度，每個雙翼采區(qū)內同采的工作面數目一般為 1～ 2個： 在一個采區(qū)內安排兩個綜采工作面，容易互相影響，可布置一個綜采工作面另外再布置 — 個普采或炮采工作面。 3．采區(qū)生產能力的驗算 初步確定采區(qū)生產能力后，應經過以下各生產環(huán)節(jié)的驗算。 (1)采區(qū)運輸能力。采區(qū)的運輸能力應大于采區(qū)生產能 力，其中主要是運煤設備的生產能力要與采區(qū)生產能力相適應。對于普采或綜采工作面，采區(qū)集中巷和上 (下 )山運煤設備的小時生產能力，應與同時工作的工作面采煤機小時生產能力