【正文】 數(shù)確定 ? 任務(wù)一 采煤方法選擇 ? 任務(wù)二 采區(qū)準(zhǔn)備方式的選擇 ? 任務(wù)三 采區(qū)參數(shù)的確定 下頁 上頁 模塊首頁 任務(wù)一 采煤方法選擇 知識(shí)點(diǎn) 能力點(diǎn) 采煤方法的基本概念和分類 采煤方法的選擇原則、影響因素 采煤方法的發(fā)展方向 能根據(jù)具體的煤層地質(zhì)條件初步確定采煤方法 下頁 上頁 課題首頁 ? 一、采煤方法基本概念 ? 二、采煤方法分類 ? 三、采煤方法選擇 ? 四、采煤方法發(fā)展方向 下頁 上頁 任務(wù)首頁 相關(guān)知識(shí) 一、基本概念 采場： 是指在采區(qū)內(nèi)，用來直接大量開采煤炭資源的場所。 （ 5）審批方案設(shè)計(jì)。 （ 3）深入現(xiàn)場，調(diào)查研究。 下頁 上頁 （三）采區(qū)設(shè)計(jì)的步驟 （ 1）認(rèn)真學(xué)習(xí)有關(guān)煤礦生產(chǎn)、建設(shè)的政策法規(guī)，收集有關(guān) 地質(zhì)和開采技術(shù)資料，掌握上級(jí)管理部門對(duì)采區(qū)設(shè)計(jì) 的具體規(guī)定。 前 9張圖屬方案設(shè)計(jì)附圖，后 4張圖是施工圖。其均應(yīng)進(jìn)行復(fù)制，作為采區(qū)設(shè)計(jì)的 一部分。 （ 11）編制采區(qū)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：采區(qū)走向長度和傾斜長度、 區(qū)段數(shù)目、可采煤層數(shù)目及煤層總厚度、煤層傾角、煤的容重、 采煤方法、主采煤層頂板管理方法、采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量和可采儲(chǔ)量、 機(jī)械化程度、采區(qū)生產(chǎn)能力、采區(qū)服務(wù)年限、采區(qū)采出率和掘進(jìn) 率、巷道總工程量、投產(chǎn)前的工程量。 （ 9）安全技術(shù)及組織措施：對(duì)預(yù)防水、火、瓦斯、煤塵、穿過較大斷 層等地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)提出原則意見，指導(dǎo)編制采煤與掘進(jìn)工作面作業(yè) 規(guī)程編制，并在施工中加以貫徹落實(shí)。 （ 7）灑水、掘進(jìn)供水、壓氣和灌漿等管道的選擇及其布置。 （ 5）選擇采煤方法和采掘工作面的機(jī)械裝備。區(qū)段和工作面劃分、開采順序，采掘工作面安 排及其生產(chǎn)系統(tǒng)（包括運(yùn)煤、運(yùn)料、通風(fēng)、供電、排水、壓氣、充 填和灌漿等）的確定。 下頁 上頁 （ 3）確定采區(qū)生產(chǎn)能力，計(jì)算采區(qū)儲(chǔ)量（工業(yè)儲(chǔ)量、可采儲(chǔ)量）和高級(jí) 儲(chǔ)量所占的比 例，計(jì)算采區(qū)服務(wù)年限并確定同時(shí)生產(chǎn)的工作面數(shù) 目。 水文地質(zhì)：井上、下水文地質(zhì)條件；含水層、隔水層特征及發(fā)育情 況變化規(guī)律；礦井突水情況、靜止水位和含水層水位變化；斷層導(dǎo)水 性；現(xiàn)生產(chǎn)區(qū)域正常及最大涌水量，鄰近采區(qū)周圍小煤窯涌水和積水情 況等。模塊一 采區(qū)巷道方案設(shè)計(jì) 總目錄 下頁 上頁 一、采區(qū)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 （一）采區(qū)設(shè)計(jì)說明書 （ 1）采區(qū)位置、境界、開采范圍及與鄰近采區(qū)的關(guān)系；可采煤層埋藏 的最大垂深，有無小煤窯和采空區(qū)積水；與鄰近采區(qū)有無壓茬關(guān)系 （ 2）采區(qū)所采煤層的走向、傾斜、傾角及其變化規(guī)律、煤層厚度、層 數(shù)、層間距離、夾矸層厚度及其分布，頂?shù)装宓膸r石性質(zhì)及其厚度 等賦存情況及煤質(zhì)。 瓦斯涌出情況及其變化規(guī)律，瓦斯涌出量及確定依據(jù)；煤塵爆炸 性，煤層自然發(fā)火性及其發(fā)火期；地溫情況等。 煤層及其頂?shù)装宓奈锢?、力學(xué)性質(zhì)等。 （ 4）確定采區(qū)準(zhǔn)備方式。當(dāng)有幾個(gè)不同的采區(qū)巷道準(zhǔn)備方案可供選擇 時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，擇優(yōu)選用。 （ 6）進(jìn)行采區(qū)所需機(jī)電設(shè)備的選型計(jì)算，確定所需設(shè)備型號(hào)及數(shù)量，采 區(qū)信號(hào)、通訊與照明等。 下頁 上頁 （ 8）采區(qū)風(fēng)量的計(jì)算與分配。 （ 10）計(jì)算采區(qū)巷道掘進(jìn)工程量。 下頁 上頁 （二）采區(qū)設(shè)計(jì)圖紙 設(shè)計(jì)圖紙一般包括：地質(zhì)柱狀圖、采區(qū)井上下對(duì)照圖、煤層底板 等高線圖、儲(chǔ)量計(jì)算圖及剖面圖等。此外，還須有： （ 1）采區(qū)巷道布置平面及剖面圖（比例： 1∶ 1 000或 1： 2 000）； （ 2）采區(qū)采掘機(jī)械配備平面圖（比例： 1∶ 1 000或 1∶ 2 000）； （ 3）采煤工作面布置圖（比例： 1∶ 50或 1∶ 200）； （ 4）采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)（最大、最小負(fù)壓）示意圖； （ 5）瓦斯抽放系統(tǒng)圖（低瓦斯礦井不要）； （ 6）采區(qū)管線布置圖（包括防塵、灑水、灌漿管路布置等）； 下頁 上頁 （ 7）采區(qū)軌道運(yùn)輸系統(tǒng)圖（比例： 1∶ 1 000或 1∶ 2 000）； （ 8）采區(qū)供電系統(tǒng)圖（比例： 1∶ 1 000或 1∶ 2 000）； （ 9）避災(zāi)路線圖； （ 10）采區(qū)車場圖（比例： 1∶ 200或 1∶ 500）； （ 11）采區(qū)巷道斷面圖（比例： 1∶ 50或 1∶ 20）； （ 12）采區(qū)巷道交岔點(diǎn)圖（比例： 1∶ 50或 1∶ 100）； （ 13）采區(qū)硐室布置圖（比例： 1∶ 200）。具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)情 況適當(dāng)增刪 下頁 上頁 二、采區(qū)設(shè)計(jì)的依據(jù)、程序和步驟 （一）采區(qū)設(shè)計(jì)的依據(jù) 1. 已批準(zhǔn)的采區(qū)地質(zhì)報(bào)告 2. 批準(zhǔn)的采區(qū)設(shè)計(jì)任務(wù)書 3. 國家有關(guān)煤炭工業(yè)技術(shù)政策、規(guī)程和規(guī)范等 （二）采區(qū)設(shè)計(jì)的程序 采區(qū)設(shè)計(jì)通常分為兩個(gè)階段進(jìn)行，即確定采區(qū)主要技術(shù) 特征的采區(qū)方案設(shè)計(jì)和根據(jù)批準(zhǔn)的方案設(shè)計(jì)而進(jìn)行的采區(qū)單 位工程施工圖設(shè)計(jì)。 （ 2）明確設(shè)計(jì)任務(wù)，掌握設(shè)計(jì)依據(jù)。 （ 4）研究方案，編制設(shè)計(jì)。 （ 6）進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。 采煤工作面： 是指在采場內(nèi)進(jìn)行采煤的煤層暴露面，又稱 煤壁。 采煤工作： 是指在采場內(nèi)，為了開采煤炭資源所進(jìn)行的一 系列工作。 下頁 上頁 任務(wù)首頁 采煤系統(tǒng)： 是指采區(qū)內(nèi)的巷道系統(tǒng)以及為了正常生產(chǎn)而 建立的采區(qū)內(nèi)用于運(yùn)輸、通風(fēng)、等目的的生產(chǎn)系統(tǒng)。不同采煤工藝與采區(qū)內(nèi)相關(guān)巷道布置的組合，構(gòu)成了不同的采煤方法。 ? 采煤工作面長度較長，一般在 80— 250m。 ? 隨著采煤工作面前進(jìn)，頂板暴露面積增大，礦山壓力顯現(xiàn)較為強(qiáng)烈。 ～ 100 緩傾斜煤層 8176。 傾 斜 煤 層 25176。 急傾斜煤層 45176。 選擇采煤方法必需滿足安全、經(jīng)濟(jì)、煤炭采出率高的基本 原則，努力實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效安全生產(chǎn)。 下頁 上頁 任務(wù)首頁 （二）影響采煤方法選擇的因素 地質(zhì)因素 1）煤層傾角： 2）煤層厚度： 3）煤層特征及頂?shù)装宸€(wěn)定性： 4）煤層地質(zhì)構(gòu)造： 5）煤層含水性： 6）煤層瓦斯含量： 7）煤層自然發(fā)火傾向： 技術(shù)發(fā)展及裝備水平 礦井管理水平 礦井經(jīng)濟(jì)效益 下頁 上頁 任務(wù)首頁 四、采煤方法發(fā)展方向 改進(jìn)采煤工藝，因地制宜地發(fā)展先進(jìn)的機(jī)械化采煤技術(shù) 擴(kuò)大走向長壁采煤法和傾斜長壁采煤法的應(yīng)用范圍 緩、傾斜厚煤層推行傾斜分層下行跨落法和放頂煤采法 大力推廣無煤柱護(hù)巷技術(shù) 急斜煤層開采要進(jìn)一步探索采煤機(jī)械化的發(fā)展途徑 柱式體系采煤法應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大 7.、采煤方法是一個(gè)發(fā)展著的系統(tǒng)工程 下頁 上頁 任務(wù)首頁 任務(wù)二 采區(qū)準(zhǔn)備方式的選擇 知識(shí)點(diǎn) 能力點(diǎn) 采（盤、帶）區(qū)準(zhǔn)備方式的分類 準(zhǔn)備方式選擇的原則 采（盤、帶）區(qū)準(zhǔn)備方式的發(fā)展方向 能根據(jù)采區(qū)煤層地質(zhì)條件和工藝方式，合理地 確定準(zhǔn)備方式 下頁 上頁 課題首頁 相關(guān)知識(shí) ?一、采區(qū)準(zhǔn)備方式的分類 ?二、選擇采區(qū)準(zhǔn)備方式應(yīng)遵循的原則 ?三、準(zhǔn)備方式的發(fā)展方向 下頁 上頁 任務(wù)首頁 一、準(zhǔn)備方式的分類 采區(qū)（或盤區(qū)）的準(zhǔn)備巷道布置方式稱為采區(qū) （或盤區(qū)）準(zhǔn)備方式。 下頁 上頁 任務(wù)首頁 （一）按開采方式分為上（下）山采（盤）區(qū)準(zhǔn)備 在煤層傾角小于 160的情況下，可利用水平大巷分別開采 上山采區(qū)和下山采區(qū)。下山采區(qū)是指位于開采水平標(biāo)高以下的采區(qū)。因此，一個(gè)開采水平往往 只開采上山采區(qū)。與 單翼采區(qū)相比較，雙翼采區(qū)相對(duì)減 少了采區(qū)上（下）山、車場、硐室等巷道的掘進(jìn)工程量，減少了采 區(qū)運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備數(shù)量，采區(qū)生產(chǎn)能力大，生產(chǎn)比較集中。上（下） 山布置在采區(qū)靠近井田邊界一側(cè)的，為前上（下）山單翼采區(qū)；上 （下）山布置在采區(qū)靠近井筒一側(cè)的，為后上（下）山單翼采區(qū)。 下頁 上頁 任務(wù)首頁 跨多上（下）山采區(qū) 特點(diǎn)：沿煤層走向每隔一段距離（一臺(tái)帶式輸送機(jī)長度），在煤層底板 巖層中布置一組上（下）山，采煤工作面跨幾組上（下）山連續(xù) 推進(jìn)，相當(dāng)于由多個(gè)單翼采區(qū)組成的大采區(qū)的準(zhǔn)備方式，減少了 工作面搬遷次數(shù)。 下頁 上頁 任務(wù)首頁 三、按煤層群開采時(shí)的聯(lián)系方式，分為單層和聯(lián)合準(zhǔn)備 準(zhǔn)備方式 帶區(qū)式 下山采區(qū) 上山采區(qū) 上山盤區(qū) 下山盤區(qū) 石門盤區(qū) 下山帶區(qū) 上山帶區(qū) 跨多石門盤區(qū) 單翼盤區(qū) 雙翼采區(qū) 單翼采區(qū) 跨多上（下）山采區(qū) 雙翼盤區(qū) 多分帶帶區(qū) 相鄰分帶帶區(qū) 聯(lián)合布置準(zhǔn)備 單層布置準(zhǔn)備 盤區(qū)式 采區(qū)式 下頁 上頁 任務(wù)首頁 二、選擇準(zhǔn)備方式應(yīng)遵循的原則 （ 1）有利于合理集中生產(chǎn)，保證采（盤）區(qū)有合理的生產(chǎn)能 力和增產(chǎn)潛力； （ 2）安全生產(chǎn)條件好，符合 《 煤礦安全規(guī)程 》 的有關(guān)規(guī)定； （ 3）保證有完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，有利于充分發(fā)揮機(jī)電設(shè)備的效 能，為采用新技術(shù)、發(fā)展綜合機(jī)械化和自動(dòng)化創(chuàng)造條件 （ 4）力求技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，盡量簡化巷道系統(tǒng)，減少巷 道掘進(jìn)和維護(hù)工作量，減少設(shè)備占用率和生產(chǎn)成本費(fèi) 用，便于采（盤）區(qū)和工作面的正常接替； （ 5）煤炭損失少，有利于提高資源采出率。 （二）礦山壓力的來源 采動(dòng)前，原始巖體中已經(jīng)存在的應(yīng)力是礦山壓力產(chǎn)生的根源。承受著上覆巖層重量引起的自重應(yīng)力，地質(zhì) 構(gòu)造引起的構(gòu)造應(yīng)力，遇水膨脹和溫度變化引起的應(yīng)力等。 第二種假說 ： 隨著開采深度的增加或由于巖性等 方面原因，使得 μ=，即 σ1= σ2=σ3= λH 形成所謂的靜水壓力狀態(tài)，即巖體深部的原巖垂直 應(yīng)力與其上覆巖層重量成正比，側(cè)向應(yīng)力大致與垂 直應(yīng)力相等。 （ 2）在構(gòu)造應(yīng)力場中，主應(yīng)力的大小和方向可能有很大的變化；兩個(gè)方 向的水平應(yīng)力值（ σ2=σ3） 通常不相等。軟巖強(qiáng)度低，易變形， 其中儲(chǔ)存的變形能隨之釋放；硬巖則相反。 礦壓顯現(xiàn)的形式主要有 ： 工作面頂板下沉、支架變與形 折損、頂板破碎或大面積冒落、煤壁片幫、支柱插入底板、 底板鼓起膨脹等。（礦山壓力的顯現(xiàn)會(huì)給井下采掘工作造成不同程度的危 害，為了維護(hù)采掘空間，就必須采取各種技術(shù)和措施加以控 制。） 下頁 上頁 任務(wù)首頁 二、采煤工作面圍巖移動(dòng)特征 采煤工作面上方的巖層稱 頂板，下方的巖層稱底板。 1— 基本頂 2— 直接頂 3— 偽 頂 4— 煤 層 5— 底板巖層 下頁 上頁 任務(wù)首頁 煤層頂?shù)装鍘r層 基本頂； 直接頂； 偽頂； 煤層； 底板巖層 下頁 上頁 任務(wù)首頁 （一）直接頂?shù)某醮慰缏? 采煤工作面自開切眼推進(jìn)一段距離后，直接頂懸露達(dá)到一定跨度， 就要對(duì)采空區(qū)頂板進(jìn)行初次放頂，使直接頂跨落下來，這一過程稱作直接 頂?shù)某醮慰缏洹? 開切眼 直接頂初次跨落步距 下頁 上頁 任務(wù)首頁 初次跨落步距的大小取決于直接頂巖層的強(qiáng)度、分層厚度和直接頂 內(nèi)節(jié)理裂隙的發(fā)育程度等，一般為 6～ 12m。 開切眼 直接頂初次跨落步距 下頁 上頁 任務(wù)首頁 若跨落巖層原來的體積為 V，破碎后的體積位 V` ，則兩者之比值稱 為碎脹系數(shù)，以 KP表示，即 KP =V`/V 巖石隨脹后，在其上部巖層壓力作用下，逐漸壓實(shí)，使碎脹系數(shù)變 小，巖塊壓實(shí)后的體積與破碎前原始體積之比稱為殘余碎脹系數(shù)以 KP`表 示。它與基本 頂之間可能留下的空隙△： △ = ∑h+m－ Kp∑h=m－ ∑h(Kp － 1