第四章采煤方法
12页1、第四章采煤方法本章是矿井设计的主要章节之一。本章设计的主要内容是:选择采煤方法,确定合理的 采煤系统,即采区巷道布置和生产系统、进行采煤工艺设计。本章设计时,只需对一个主要 煤层和一个投产采区(或指导教师指定的煤层和采区)作详细设计,而对矿井的其它煤层和采 区,只作简要说明。第一节采煤方法的选择为了对各煤层选择合理的采煤方法,必须详细研究煤层的赋存条件和地质特征,并参考 实习矿井或矿区实际使用经验。在此基础上,可参照下列各点选择采煤方法:1、对缓斜、倾斜薄及中厚煤层,一般使用单一走向长壁采煤法,倾角小于12时,可 考虑采用倾斜长壁采煤法。采用走向长壁采煤法,一般采用全部冒落法处理采空区。但直接顶为坚硬难冒落的岩层, 或受其它条件限制时,可以考虑采用充填法或刀柱法处理采空区。2、对煤层赋存稳定、顶底板条件较好的中厚煤层,大型矿井一般采用综合机械化的采 煤工艺方式;对中型矿井,煤层赋存较稳定,地质构造不太复杂的工作面,以及不适于综采 的大型矿井工作面,可采用高档普机采和机采采煤工艺方式;对小型矿井,或受其它条件限 制不适于机采的工作面,可选用炮采采煤工艺。3、对缓斜、倾斜厚煤层,一般采用倾
2、斜分层下行垮落走向长壁采煤法。分层厚度根据 选用的支架类型确定,一般为1.63.5m,煤层厚度4.05.5m时,应尽可能一次采全高。对 于特厚煤层(如大于2030m),难于使用分层垮落法开采或特殊条件限制不能使用垮落法开 采时,可以采用全部充填法。厚度大于5m,煤质较软,顶板中等稳定以下,无煤与瓦斯突 出危险,可采用综合机械化放顶煤采煤。4、急斜煤层,厚度为26m,倾角大于55,赋存稳定时,应优先考虑采用伪斜柔性 掩护支架采煤法,当不适宜采用伪斜柔性掩护支架采煤法时,厚度在7m以上煤层,可采用 水平分层或其它采煤法。5、顶板稳定,煤层条件适宜,电力、水力及其它条件能保证时,也可考虑采用水力采 煤法。第二节采区巷道布置及生产系统布置采区巷道是为了把采煤工作面与矿井主要开拓巷道联系起来,构成运输、通风、动 力供应、材料供应等系统,保证工作面连续不断的生产。为了布置采区巷道,需要确定采区 走向长度、区段斜长和数目,以及采区内各种煤柱尺寸,然后确定采区上(下)山、区段平巷、 区段集中巷的位置、条数以及它们之间的联络巷道的形式。下面就缓斜或倾斜薄及中厚煤层 走向长壁采煤法的采区巷道布置,阐明设计
3、的步骤和方法。一、采区走向长度的确定此问题第三章已作论述,一般情况下本节仅对采区的位置、边界、范围、地质特征、煤 层埋藏条件、储量、采区生产能力等进行叙述。二、确定区段斜长及区段数目采用走向长壁采煤法的采区,应先对区段平巷布置方式进行论证,条件允许时,应优先 考虑采用无煤柱护巷。有煤柱护巷时,区段斜长等于采煤工作面长度加区段平巷和护巷煤柱 的宽度。采煤工作面长度可参考表4-1。表4-1采煤工作面长度参考表米煤工艺类型工作面长度(m)综合机械化采煤不宜小于160普通机械化采煤薄煤层不小于120,中厚煤层不小于140炮采工艺100140区段斜长确定后,根据第三章设计已确定的采区斜长,减去采区范围内应留设的其它倾 斜方向的煤柱后,除以区段斜长,即得到区段数目。如为整数,可按此整数划分区段,如得 到的区段数不是整数,则应在合理的工作面长度范围内对工作面长度加以调整,或调整相关 的其它方面的参数,使其区段数为一整数。多煤层的联合布置采区,区段划分以主要煤层为 准,兼顾其它煤层。当采区范围内煤层倾斜方向有较大变化或遇到落差较大的断层时,区段 划分应考虑以这种自然变化为界,以利于工作面生产。三、煤柱
4、尺寸为了保护采区内各种煤层巷道处于良好状态,目前比较常用的是留设一定尺寸的煤柱。 煤柱尺寸主要根据实际经验来确定。对于缓斜煤层,可参考表4-2的尺寸留设。表4-2采区煤层巷道护巷煤柱尺寸巷道类别薄及中厚煤层巷道一侧(m)厚煤层巷道一侧(m)备注水平大巷20 3025 50主要回风巷20左右20 30采区上(下)山20左右30 40区段平巷82015 20采区边界510510较大断层|10501050视断层落差情况而定四、采区上山的布置采区上山道的数目可根据采区生产能力和开采技术条件确定,一般情况下二条,当采区 生产能力较大,瓦斯涌出量亦较大情况下,也可布置三条或四条。对开采缓斜及倾斜煤层,在下列情况下,可考虑将采区上山布置在煤层中:1、薄及中厚煤层,采区服务年限短时;2、开采只有两个分层的单一厚煤层的采区,开采深度小,顶底板岩石比较稳定,煤质 在中硬以上,上山不难维护时;3、联合布置采区,下部为维护条件较好的薄及中厚煤层;4、为部分煤层或区段服务的,维护年限不长的专用通风或运煤上山。对单一厚煤层和联合布置采区,一般应将上山布置在煤层底板岩石中。但在下部煤层的 底板岩层距涌水量特大的岩层
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