第十三章 采 ( 盘 ) 区准备巷道布置及参数分析

※ ※ 煤层群区段集中平巷的布置及层间联系方式

※ ※ 采（盘）区上下上布置

※ ※ 采区参 数

第一节 煤层群区段集中平巷的布置及层间联系方式

※ ※ 引 言

※ ※ 机轨分煤岩布置机轨分煤岩布置

※ ※ 机轨双岩巷布置 机轨双岩巷布置

※ ※ 机轨合一巷布置 机轨合一巷布置

※ ※ 机轨双煤巷布置 机轨双煤巷布置

引 言

煤层群联合布置采区，在煤层或煤组下煤层（或岩石中）布置为区段内各煤层生产服务的巷道或为一个区段的几个煤层或几个分层服务的平巷 ————区段集中巷 。

区段集中运输平巷（集中机巷） ————集中出煤。

区段集中轨道平巷（集中轨巷） ————运送物料等。

布置区段集中平巷的目的 ：减少分层区段平巷的维护时间，降低维护费；布置能力大的集中运输系统，减少设备占有数；分层同采，合理集中生产。

优点： 易定向取直或分段取直，满足输送机要求； 本区段运煤，下区段回风、运送物料，服务时间长，岩层中易维护； 实现分层同采，上下区段同采。

机轨分煤岩布置

布置方式： 运输集中平巷置于煤层底板岩石内； 轨道集中平巷置于煤层内。

适用条件： 煤层多，层间距煤层多，层间距 101015m15m 。。

区段集中平巷与工作面超前平巷斜巷联系

溜眼 30 ，煤自溜，少占设备；斜巷 20 ，施工条件差；辅运和行人不便（设绞车）适用： 15 ；层间距 1015m 。

区段集中平巷与工作面超前平巷石门联系

施工方便；利用石门布置中部车场，辅运环节少；行人方便。当很小时，石门长，工程量大；运煤占设备多。适用： 的煤层；层间距 1015m 。

区段集中平巷与工作面超前平巷立眼联系区段集中平巷与工作面超前平巷立眼联系

一般根据运输需要确定。一般根据运输需要确定。1. 1. 集中“轨上”与集中集中“轨上”与集中“轨巷”联系— 石门、“轨巷”联系— 石门、斜巷；斜巷；2. 2. 集 中 机 巷 — 溜 煤 眼 集 中 机 巷 — 溜 煤 眼 —集中“运上”。—集中“运上”。

区段集中平巷与采区集中上山的联系区段集中平巷与采区集中上山的联系

机轨双岩巷布置

机轨双岩巷布置优缺点 利于上、下区段同采，

分层同采，生产能力大； 岩石工程量大，准备时

间长。

机轨双岩巷布置适用 煤层数多，生产时间长，煤巷难以维护。

（淮南实例）

双岩巷不同标高布置双岩巷不同标高布置

布置方式

联系方式联系方式各分煤层超前平巷—平石门— 3— 平石门—溜煤眼—运输上山 1 ；各分煤层超前平巷—平石门— 4— 平石门—轨道上山 2

双岩巷相同标高布置双岩巷相同标高布置

布置方式

联系方式联系方式各分煤层超前平巷—平石门— 3— 平石门和溜煤眼—运输上山 1 ；各分煤层超前平巷— 4 — 平石门 —— 轨道上山 2

机轨合一巷布置机轨合一巷布置 机轨合一巷布置机轨合一巷布置 胶带机和轨道布置在同一大断面岩巷内。胶带机和轨道布置在同一大断面岩巷内。

机轨合一巷优缺点机轨合一巷优缺点 少一条岩巷，省工程量，易维护；设备集中，易管少一条岩巷，省工程量，易维护；设备集中，易管理；断面大，施工定向困难；中部车场轨道与输送机理；断面大，施工定向困难；中部车场轨道与输送机交叉，交叉点施工复杂；上、下区段不能同采、通风交叉，交叉点施工复杂；上、下区段不能同采、通风难解决。难解决。 适用条件适用条件 煤层多，产量大的采区。当前应用较少。煤层多，产量大的采区。当前应用较少。

机轨双煤巷布置

机轨双煤巷布置机轨双煤巷布置 运输集中巷和轨道集中巷均置于下部薄及中厚煤运输集中巷和轨道集中巷均置于下部薄及中厚煤层中。层中。

机轨合一巷优缺点机轨合一巷优缺点 岩巷工程量小，掘进速度快，缩短准备时间；岩巷工程量小，掘进速度快，缩短准备时间； 利于上、下区段回采，分层回采；利于上、下区段回采，分层回采； 受采动影响大，维护量大。受采动影响大，维护量大。

适用条件： 适用条件： 煤层多， 煤层多，产量大的采产量大的采区。当前应区。当前应用较少。用较少。

第二节 采（盘）区上下山布置

※ ※ 采区上山的位置选择采区上山的位置选择

※ ※ 采区上山数目及其相对位置采区上山数目及其相对位置

※ ※ 采区上（下）山的运输 采区上（下）山的运输

采区上山的位置选择采区上山的位置选择

煤层上山特点掘进速度快，联络巷工程少，费用低； 超前探煤作用；当变化时，坡度对输送机不利； 需留煤柱保护； 上山围岩是煤和软岩；维护条件差； 上山与平巷的层面交叉，多开绕道工程； 受采动影响

煤层上山

改善维护状况的技术措施：避免两侧采面同时接近上山；煤柱越宽，采动影响越小； 薄— 30 m  厚— 3040 m ； 采用可缩性支护。

适用条件单一薄及中厚煤层采区，服务年限短；采两个分层的单一厚煤层采区，煤及围岩稳定；煤层群联合布置采区，下部有维护条件较好的薄及中厚煤层；服务时间短的专用通风或运煤上山。

岩石上山 岩石上山布置：岩性要求 布置于煤层底板稳定的岩层中，避免构造破坏；层间距要求（ h ）；距煤层 1020 m 。

岩石上山优点和缺点：维护费用低；煤损少。可跨上山采，加大采面连续推进长度； 生产系统可靠，通风条件好，易封闭采空区，防自燃有利；不受煤层倾角影响，可定向按坡度取直掘进；能合理处理上山与平巷的平面或立面相交工程，绕道工程量小。岩石工程量大；

岩石上山适用条件岩石上山适用条件单一厚煤层（单一厚煤层（ 33 个分层），或近距煤层群联合布置；采区服务个分层），或近距煤层群联合布置；采区服务年限年限 33 年以上； 岩石施工能力强； 煤层底板岩层较稳定，无年以上； 岩石施工能力强； 煤层底板岩层较稳定，无承压水。承压水。

上山的层位与坡度上山的层位与坡度 层位层位 对于联合布置采区，一般将上（下）山置于下部稳定的煤对于联合布置采区，一般将上（下）山置于下部稳定的煤层或底板岩石中，层或底板岩石中，主要原因为：能适应煤层下行开采顺主要原因为：能适应煤层下行开采顺序；提高采出率，煤损少；序；提高采出率，煤损少；采区生产系统可靠，易维采区生产系统可靠，易维护。护。 特殊条件下，将上山置于煤层群的中部或上部，特殊条件下，将上山置于煤层群的中部或上部，可能的可能的原因为：下部煤层底板接近富含水层，或底板岩石松原因为：下部煤层底板接近富含水层，或底板岩石松软，且很厚，不易维护。软，且很厚，不易维护。 上山的倾角（坡度）上山的倾角（坡度）一般与煤层倾角一致；当一般与煤层倾角一致；当有变化时，力求使上山保持固定坡有变化时，力求使上山保持固定坡度；为满足运输要求，岩石上山可穿层布置：度；为满足运输要求，岩石上山可穿层布置：当 当 15152020 时，“运输上山”调为时，“运输上山”调为 1515 ，胶带机；，胶带机； 20203030 时， “运输上山”调为时， “运输上山”调为 3030 ，煤自溜。，煤自溜。

采区上山数目及相对位置采区上山数目及相对位置

采区上山至少两条：轨道上山—进风、辅助运输；运输上山—运煤，回风 。

上山数目

在下述条件下增加上山数目 生产能力大的厚煤层采区，或煤层群集中联合准备的采区； 生产能力大，瓦斯涌出量大和水大的采区（下山采区）； 生产能力大，常出现上、下区段同采的采区。增设通风上山。 “ 运上”、“轨上”均置于底板岩石中，需探明煤层情况，提前掘进煤层内的采区上山。采用特采技术（如水砂充填）需设充填管道或泄水的采区。

上山布置类型上山布置类型

双煤上山 双上山置于下部薄及中厚稳定煤层中； 走向间距 2025m ，两侧煤柱30 m 。适用：下部有薄及稳定的中厚煤层；单一薄及中厚煤层。 一煤一岩上山一煤一岩上山 轨上沿煤层顶板布置；运上沿底轨上沿煤层顶板布置；运上沿底板岩层布置板岩层布置 ;; 上山错距： 运上距煤层上山错距： 运上距煤层 101012 12 mm 运上、轨上走向距运上、轨上走向距 20 m20 m 。。适用：生产能力小、服务年限短的采区。（ t5a ）

双岩上山双岩上山 两条上山置于底板岩石中轨道上山距煤层 810 m ；（图 b ） 运输上山距煤层 1214 m ；走向间距： 2025 m 。适用：开采单一厚煤层采区；煤层群最下一层为厚煤层； CH4 小的联合布置采区普遍采用。

双岩一煤上山双岩一煤上山 走向间距 1-3 和 3-2 为 1015 m层位上： 1 距煤层 810m ， 2距 煤层 1214 m ， 3— 沿煤顶(图 d)

双岩一煤上山双岩一煤上山适用：开采煤层数目多，厚度大，储量丰富的采区；瓦斯、水大的采区。（图 d ）

三 岩上山三 岩上山 三岩上山均置于底板岩层中； 走向间距： 1015m ； 层位上 1 和 3 同层位， 2 低 24

m 。

适用：煤层多，储量丰富，瓦斯大、水大的采区。

采区边界上山采区边界上山

在采区边界设 12 条边界上山； 瓦斯大，采用 Z 、 Y型通风时，两条需设回风边界上山； 往复式开采，不沿空留巷，区段煤柱护巷的往复式开采，要求采区一翼开掘两条上山。

采区上（下）山运输

采区上（下）山担负采区的煤、矸、物料等运输；通风行人、管线的通道。

采区上（下）山任务采区上（下）山任务

近水平、缓倾和倾斜煤层运输上山中的运输设备类型近水平、缓倾和倾斜煤层运输上山中的运输设备类型

胶带输送机胶带输送机

优点：运输可靠，费用低；运距长。一般一部胶带输送机运距可达 300-500 m ；功率大的可达 500-1000 m ；新型胶带机：适于 =28 。适用： 上山（向下运煤）； 下山（向上运煤） 7

刮板输送机刮板输送机 型号：下链式；上链式。下链式；上链式。适应角度：向下运可达 1828 。 阻力小，耗电低，能力大，事故少，易维护；下链式刮板机：适用，原则防滑装置；适用范围大；运费略高于胶带机，运输可靠。

自溜运输自溜运输 煤层或上山的 > 3 时，均采用自溜； 对 2 的煤层，将上山置于底板岩石中，增大上山角度， = （ 303 ）、实现自溜； 搪瓷溜槽： > ，可自溜；铸石溜槽：铁板溜槽，砼溜槽等， =30 。

绞车或无极绳牵引矿车运输 生产能力小；运输不连续（间断式）、影响生产； 适用：轨道 600mm ， 900mm 与全矿大巷巷道轨距一致； 矿车： 1t、 1.5t、、 3.0t、 5.0t； 绞车：视上山、长度、生产任务等选用。

滚筒直径（ m ） 绳长（ m ）

1.2 600

1.6 800

2.0 1000

2.5 1200

绞车绞车滚筒直径与绳长滚筒直径与绳长

第三节 采区（盘区）参数

※ ※ 采区倾斜长度采区倾斜长度

※ ※ 采区走向长度采区走向长度

※ ※ 采区生产能力采区生产能力

※ ※ 采区采出率及采区煤柱尺寸采区采出率及采区煤柱尺寸

采区倾斜长度采区倾斜长度在采区斜长在开拓部署时已定，大致为定值； 区段斜长：工作面长度＋上下区段平巷宽度＋护巷煤柱宽度； 回采工作面斜长影响因素：受地质条件、技术条件（设备）、通风能力等因素影响；当前开采技术条件，工作面长度为 80-250m 。 区段数目在保证采区斜长合理的前提下划分区段， n= 采区斜长 / 区段斜长，合理的 n 是保证采区正常生产和接替的基础。当前，缓斜煤层 n = 4 ～ 5( 个 ) ；倾、急斜层 n ＝ 2 ～ 3( 个 ) 。

l 区 = l 采 +2 l 巷 + l 柱 l 巷 =3 4.5m, l 柱 =0 20m

采区倾斜长度采区倾斜长度在采区斜长在开拓部署时已定，大致为定值； 区段斜长：工作面长度＋上下区段平巷宽度＋护巷煤柱宽度； 回采工作面斜长影响因素：受地质条件、技术条件（设备）、通风能力等因素影响；当前开采技术条件，工作面长度为 80-250m 。 区段数目在保证采区斜长合理的前提下划分区段， n= 采区斜长 / 区段斜长，合理的 n 是保证采区正常生产和接替的基础。当前，缓斜煤层 n = 4 ～ 5( 个 ) ；倾、急斜层 n ＝ 2 ～ 3( 个 ) 。

l 区 = l 采 +2 l 巷 + l 柱 l 巷 =3 4.5m, l 柱 =0 20m

采区走向长度

加大采区走向尺寸的好处 相对减少上（下）山、车场及硐室的掘进工程量；相对减少上（下）山、车场及硐室的掘进工程量； 减少采区边界煤柱、上（下）山煤柱损失；减少采区边界煤柱、上（下）山煤柱损失； 增大采区储量和服务年限，利于接替；增大采区储量和服务年限，利于接替； 有利于采区和矿井合理集中生产，提高采区生产能力；有利于采区和矿井合理集中生产，提高采区生产能力； 减少采面搬家次数。减少采面搬家次数。

确定采区走向长度主要影响因素确定采区走向长度主要影响因素 地质因素；地质因素； 技术因素； 技术因素； 采区走向长度主要影响因素运输；供电；经济因素

采区生产能力采区生产能力：采区内同时生产的采煤工作面和掘进工作面产量之和，单位一般是万吨 / 年

采面生产能力采面生产能力 AA00 （万（万 t / at / a ））

A0 = LA0 = LVV00 mm cc00

式中：式中： L L ：采面长，：采面长， mm ；； VV00 ：采面年进度，：采面年进度， m/am/a ；综采：；综采： 11

000 000 1200m; 1200m; 普采：普采： 600m;600m;炮采：炮采： 400 400 500m 500m ；； m m ： ： 采高，采高， mm ；； ： 容重， ： 容重， t/m3t/m3 ；； cc00 ：采面采出率，薄煤层：采面采出率，薄煤层 0.90.9

77 ，中厚煤层，中厚煤层 0.95 0.95 ，厚 煤层，厚 煤层 0.930.93 。采区同采工作面数目采区同采工作面数目

缓倾斜煤层：综采 — 缓倾斜煤层：综采 — 1 1 2 2 个采面同采；普采 — 个采面同采；普采 — 1 1 2 2 个个采面同采。急斜煤层炮采： 采面同采。急斜煤层炮采： 2 2 3 3 个采面同采。个采面同采。

采区生产能力采区生产能力 AABB （万（万 t/at/a ））

n

ioiB AkkA

121

式中： n — 同采工作面数，个； K1 — 采区掘进出煤系数，K1=1.1 ； K2 — 采面之间出煤影响系数，当 n = 2 时， K2 = 0.95; n = 3 时 , K2 = 0.90

AABB 的环节能力验算：的环节能力验算： 上山运输能力

3000 AA nB K

T

式中： An — 小时设备能力， t / h ； k — 产量不均衡系数，K=1.2 1.3; T — 日出煤时间， h ； 0 — 运输设备正常工作系数， 0 = 0.7 0.9 。

采区采区通风能力通风能力

cA c

svB

1

6024300

式中： s — 巷道净断面， m2 ； v — 巷道允许最大风速，m/s ； c — 日 1t 煤的供风量， m3/min/t ； c1 — 风量备用系数， c1 = 1.2 。

保证采区正常接替保证采区正常接替

TAn

B

Z

式中： Z — 采区可采储量， t ； Tn — 新采区准备时间，a 。每年生产的能力要小于准备出来的能力

采区采出率 及采区煤柱尺寸

采区采出率 采区采出率 采区采出率采区采出率 == ( 采区工业储量 采区工业储量 - - 开采损失开采损失 )/)/ 采区工业储量采区工业储量 ×10×100% 0%

工作面采出率工作面采出率工作面采出率工作面采出率 == 工作面实际出煤量工作面实际出煤量 / 工作面实际储量 ×100%

煤层 国家规定的工作面采出率厚煤层 ≮ 0.93

中厚煤层 ≮ 0.95

薄煤层 ≮ 0.97

煤层 国家规定的采区采出率厚煤层 ≮ 0.75

中厚煤层 ≮ 0.8

薄煤层 ≮ 0.8

提高采出率途径：提高采出率途径： 减小煤柱损失； 尽量回收煤柱； 合理加大采区尺寸； 减少工作面损失。

采区煤柱尺寸采区煤柱尺寸 上（下）山煤柱岩石上（下）山可不留煤柱（跨上、下山开采），煤层上 ( 下 )山本层中的煤柱：煤层 煤柱沿走向一侧宽度（ m ）薄及中厚 20

厚煤层 30 40

采区边界煤柱：一般采区边界煤柱：一般 10m10m

区段煤柱区段煤柱煤层 区段煤柱宽度（煤层 区段煤柱宽度（ mm ））薄及中厚 薄及中厚 88 15 15

厚煤层 厚煤层 15152020

原则上区段巷道应沿空掘巷 原则上区段巷道应沿空掘巷 3 3 5m 5m

运输大巷及总回风巷保护煤柱 运输大巷及总回风巷保护煤柱 大巷布置在底板岩石中，其上可不留煤柱（跨大巷开采）大巷布置在底板岩石中，其上可不留煤柱（跨大巷开采）大巷布置在煤层中本层中一侧的煤柱：大巷布置在煤层中本层中一侧的煤柱：煤层 一侧的煤柱宽度（煤层 一侧的煤柱宽度（ mm ））近水平 近水平 >40>40

缓斜 缓斜 25254040

倾斜 倾斜 15152525

急斜 急斜 10101515

断层煤柱 断层煤柱 断层落差 断层一侧煤柱宽度（断层落差 断层一侧煤柱宽度（ mm ））落差很大（落差很大（ 10m10m ） ） 3030

落差大（落差大（ 5m5m ） ） 10 10 15 15

落差很小（落差很小（ 3m3m ） 不留煤柱） 不留煤柱