近距离煤层群联合布置优化方案

根据开采煤层数目、层间距、顶底板岩性等因素,急倾斜近距离煤层群联合布置可以采用分组小联合布置和大联合布置两种形式。

(1)分组小联合布置形式

当采区内开采煤层数目较多,层间距远近不一时,根据煤层层间距远近、煤质、自然发火倾向性、采煤方法等因素,将采区内煤层划分为若干开采组。在每一组最下一层顶底板稳定的薄及中厚煤层或底板岩石中,布置共用的集中上山眼或区段集中平巷,用石门或斜巷联系其他煤层。

图5.16所示为急倾斜煤层群分组小联合采区巷道布置形式。其中:m1、m2、m3、m4煤层间距较近,划为一组联合布置采区,布置共用采区上山;m5、m6、m7煤层间距较近,划为另一组联合布置采区,布置共用采区上山,采区运输石门和采区回风石门均贯穿7个煤层。

图5.16　急倾斜煤层群分组小联合采区巷道布置

1—采区进风石门;2—采区回风石门;3、3′—采区溜煤眼;4、4′—采区溜矸眼;5、5′—采区人行眼;6、6′—采区运料眼;7、7′—区段输送机石门;8、8′—区段轨道石门

(2)大联合布置形式

在分组小联合布置中,继续使用煤层上山眼方式,上山眼坡度大、断面小,维护、通风、运料、行人都比较困难,无法适应采区生产能力扩大的要求。在井田内煤层数目多、间距较大时,采用不分组集中大联合或分组大联合布置形式。采用大联合布置时,可以将采区轨道上山及溜煤眼均布置在底板岩石中;也可只将采区轨道上山布置在底板岩石中,而在适当的煤层中布置溜煤眼、人行眼。

图5.17所示为轨道上山和溜煤眼均布置在底板岩石中的一种大联合布置方式。井田范围内共有六层可采煤层采用联合布置采区巷道进行开采。采区沿倾斜划分为两个区段,采区运输石门、采区回风石门贯穿六个层煤,在底板岩石中掘进采区溜煤上山和轨道上山,以区段石门贯穿所有煤层。溜煤上山由运输石门向上掘进至上区段石门,轨道上山由区段石门按25°向上掘进至回风石门。开采上区段各煤层时,区段石门作运煤、进风使用。材料由回风水平运到采煤工作面,轨道上山可作为安全出口。开采下区段时,区段石门及轨道上山作运料、行人使用。另掘运煤石门通达采区煤仓上口,供下区段开采时运煤使用。

图5.17　岩石轨道上山和溜煤眼上山大联合布置

1—运输上山;2—采区运输石门;3—运煤石门;4—采区溜煤上山;5—区段石门;6—采区轨道上山;7—回风大巷;8—回风石门;9—m6层回风巷;10—m6层运输巷(www.xing528.com)

图5.18所示为岩石轨道上山和煤层上山眼相结合的一种大联合布置。采区轨道上山布置在煤组底板岩石中,在m1煤层中布置采区溜煤上山、采区人行上山。开采上区段时,材料从回风水平运进采区,经采区回风石门分别运到各层采煤工作面。开采下区段时,材料由回风水平运到采区,经轨道上山和区段轨道石门运到工作面,轨道上山还可兼作通风、行人、运矸使用。

图5.18　岩石轨道上山和煤层上山眼相结合大联合布置

1—采区运输石门;2—m1层运输巷;3—m8层运输巷;4—m8层回风巷;5—m1层回风巷;6—区段轨道石门;7—区段运煤石门;8—采区轨道上山;9—采区回风石门;10—采区上山眼

分组大联合采区巷道布置,如图5.19所示。采区内共有八个可采煤层,根据煤层间距、煤质、自然发火倾向性等因素将其分为三个煤组,第一组为m1、m2、m3;第二组为m4、m5、m6;第三组为m7、m8。在第一组m1煤层掘进一组共用上山眼,在第二组m4煤层掘进本组共用运料眼和人行眼,在第三组m7煤层掘进本组共用运料眼和人行眼。m1煤层掘出的采区溜煤眼要为八层煤服务。

图5.19　混合石门分组大联合巷道布置

1—采区运输石门;2—m1平巷;3—m4平巷;4—m7平巷;5—m8超前运输巷;6—m7～m8溜煤斜巷;7—m7运输平巷;8—m6超前运输巷;9—m4～m6溜煤眼;10—m5超前运输巷;11—m4运输平巷;12—区段运输机石门;13—m3超前运输巷;14—m1～m3溜煤眼;15—m2超前运输巷;16—m1运输平巷;17—m1联络平巷;18—m4联络平巷;19—m7联络平巷;20—m1回风平巷;21—m2回风平巷;22—m3回风平巷;23—区段回风石门;24—m4回风平巷;25—m5回风平巷;26—m6回风平巷;27—m7回风平巷;28—m8回风平巷;29—采区回风石门;30—m1溜煤眼;31—m1运料眼;32—m1人行眼;33—m4人行眼;34—m4人行眼;35—m8人行眼;36—m8运料眼

当两层煤间距小于2～4 m时,由于采动压力和采掘爆破的相互影响,致使两煤层中的巷道维护困难,采煤工作面开采时互有影响。在这种情况下,只需在下部煤层中掘进区段运输平巷及区段回风平巷,上部煤层中可以不再掘进区段平巷;只需由下部煤层区段运输平巷沿走向每隔5～8 m开掘倾角为30°～35°穿层溜煤斜巷通达上部煤层,在溜煤斜巷中铺设溜槽,使上部煤层工作面破落的煤溜入下部煤层区段运输平巷集中运出。其布置形式如图5.20所示的密接煤层巷道布置。上部煤层的开采应超前下部煤层8～10 m,上下部煤层可实现同步推进。这种布置形式既减少了巷道掘进工程量,又改善了区段运输平巷维护条件,实现了上下煤层集中生产。

以上几种联合布置形式在实际应用时,要根据煤层间距、煤厚、顶底板岩性、涌水量、自然发火倾向性、瓦斯涌出量等矿井地质条件和设备、生产能力、掘进工程量、维护工程量、运输、通风等技术条件进行经济技术分析,择优选取最优方案。

图5.20　密接煤层巷道布置

1—区段运输平巷;2—溜煤眼;3—下层超前辅巷;4—上层超前辅巷;5—穿岩溜煤眼;6—区段回风平巷;7—回风联络巷;8—上层超前回风辅巷