第五章準(zhǔn)備方式設(shè)計

第五章準(zhǔn)備方式設(shè)計5.1準(zhǔn)備方式類型5.2采區(qū)設(shè)計的依據(jù)及內(nèi)容5.3準(zhǔn)備巷道布置方案分析5.4采區(qū)主要參數(shù)1第五章準(zhǔn)備方式設(shè)計（目錄）5.1準(zhǔn)備方式類型5.1.1采區(qū)式、盤區(qū)式與帶區(qū)式準(zhǔn)備方式

5.1.2上山采（盤）區(qū)與下山（盤）區(qū)準(zhǔn)備

5.1.3單翼采區(qū)與雙翼采區(qū)

5.1.4單層準(zhǔn)備與聯(lián)合準(zhǔn)備

5.2采區(qū)設(shè)計的依據(jù)及內(nèi)容5.2.1采區(qū)設(shè)計依據(jù)5.2.2采區(qū)設(shè)計的步驟

5.2.3采區(qū)設(shè)計內(nèi)容

5.2.4采區(qū)設(shè)計程序

5.3準(zhǔn)備巷道布置方案分析

5.3.1采區(qū)上山布置

5.3.2煤層群區(qū)段集中平巷及層間聯(lián)絡(luò)巷布置方式

5.4采區(qū)主要參數(shù)

5.4.1采區(qū)傾斜長度

5.4.2采區(qū)走向長度

5.4.3采區(qū)生產(chǎn)能力

5.4.4采區(qū)采出率及采區(qū)煤柱尺寸25.1準(zhǔn)備方式類型采區(qū)的準(zhǔn)備方式種類很多，根據(jù)煤層的賦存條件，可分為采區(qū)式、盤區(qū)式與帶區(qū)式準(zhǔn)備方式；根據(jù)開采方式，可分為上山采（盤）區(qū)與下山（盤）區(qū)準(zhǔn)備；根據(jù)采區(qū)上（下）山的布置，可分為單翼采區(qū)與雙翼采區(qū)；按煤層群開采時的聯(lián)系，可分為單層準(zhǔn)備與聯(lián)合準(zhǔn)備。如圖5-1所示。3圖5-1準(zhǔn)備方式分類

45.1.1采區(qū)式、盤區(qū)式與帶區(qū)式準(zhǔn)備方式除近水平煤層以外，井田一般按一定標(biāo)高劃分成若干個階段。階段內(nèi)可有采區(qū)式、分段式及帶區(qū)式三種準(zhǔn)備方式。分段式準(zhǔn)備只用于走向尺寸很小的井田；我國大多采用采區(qū)式準(zhǔn)備，即在階段內(nèi)沿走向劃分成若干生產(chǎn)系統(tǒng)相互獨立的采區(qū)；傾角在12o以下的煤層可采用在大巷兩側(cè)直接布置工作面的帶區(qū)式準(zhǔn)備。帶區(qū)式準(zhǔn)備時，可以是相鄰兩個分帶組成一個采準(zhǔn)系統(tǒng)，合用一個煤倉；也可由相鄰的多個分帶組成一個采準(zhǔn)系統(tǒng)，開掘為多分帶服務(wù)的準(zhǔn)備巷道。55.1.1采區(qū)式、盤區(qū)式與帶區(qū)式準(zhǔn)備方式在近水平煤層中，由于傾角很小，且常有波狀起伏，井田很難沿一定走向劃分階段，因而將井田直接劃分為盤區(qū)（或帶區(qū)）。盤區(qū)內(nèi)的準(zhǔn)備也有其一定特點，可有上（下）山盤區(qū)與石門盤區(qū)等不同準(zhǔn)備方式。石門盤區(qū)準(zhǔn)備方式的主要特點是傾角很小時，可以將盤區(qū)運輸上山改為盤區(qū)運輸石門，機(jī)車直接進(jìn)入盤區(qū)石進(jìn)行裝車，取消了上山膠帶運煤的運輸環(huán)節(jié)，簡化了生產(chǎn)系統(tǒng)。近水平煤層井田直接劃分為帶區(qū)時，其準(zhǔn)備方式與階段內(nèi)帶區(qū)式準(zhǔn)備基本相同。65.1.2上山采（盤）區(qū)與下山（盤）區(qū)準(zhǔn)備

按開采方式的不同，采區(qū)準(zhǔn)備方式有上山采（盤）區(qū)與下山（盤）區(qū)準(zhǔn)備兩種方式。當(dāng)煤層傾角較小（一般小于16o）時，可利用開采水平大巷來分別開采上、下山采區(qū)。開采水平標(biāo)高以下的采區(qū)稱下山采區(qū)，采區(qū)內(nèi)布置采區(qū)下山準(zhǔn)備巷道，采出的煤通過下山運至開采水平，反之稱為上山開采。當(dāng)煤層傾角較大時采用下山開采。掘進(jìn)、運輸、通風(fēng)、排水等困難較大，一般只開采上山采區(qū)。近水平煤層條件下，大巷照例布置在井田中部，向兩側(cè)發(fā)展布置盤區(qū)。按煤層傾向，分別劃分為上山盤區(qū)或下山盤區(qū)。同樣，帶區(qū)式準(zhǔn)備時，開采水平可分別開采上山式帶區(qū)及下山式帶區(qū)。75.1.3單翼采區(qū)與雙翼采區(qū)

雙翼采區(qū)是應(yīng)用最廣泛的一種準(zhǔn)備方式。其特點是采區(qū)上（下）山布置在采區(qū)中部為采區(qū)兩翼服務(wù)，相對減少了上山及車場的掘進(jìn)工程量。當(dāng)采區(qū)受自然條件（如斷層）及開采條件（如留有保護(hù)地面設(shè)施的煤柱）影響，走向長度較短，可將上（下）山布量在采區(qū)一側(cè)邊界，此時采區(qū)只有一翼，稱為單翼采區(qū)。上（下）山布置在采區(qū)近井田邊界方向一側(cè)稱前上（下）山單翼采區(qū)；反之稱后上（下）山單翼采區(qū)。采用前上（下）山時，煤炭運輸有折返現(xiàn)象，增加了運輸工作量，如何選擇要根據(jù)具體情況來定。如采區(qū)一側(cè)邊界為保護(hù)煤柱，則可將上（下）布置在煤柱內(nèi)，以減少煤炭損失。同樣，石門盤區(qū)準(zhǔn)備時，也有雙翼盤區(qū)和單翼盤區(qū)之分，但更多的是雙翼盤區(qū)。85.1.4單層準(zhǔn)備與聯(lián)合準(zhǔn)備

單層準(zhǔn)備即各煤層獨立布置自己的準(zhǔn)備巷道，生產(chǎn)系統(tǒng)不互相依賴。聯(lián)合準(zhǔn)備即幾個煤層組成一個統(tǒng)一的采準(zhǔn)系統(tǒng)；準(zhǔn)備巷道一般為幾個煤層共用，集中成為一個采區(qū)。聯(lián)合準(zhǔn)備又可分為集中上山聯(lián)合準(zhǔn)備和集中平巷聯(lián)合準(zhǔn)備兩種基本形式，后者包含了前者。集中平巷聯(lián)合淮備方式與厚煤層采用分層同采集中平巷布置方式基本相同，只不過前者是近距離各煤層的集中布置，后者是厚煤層各分層的集個布置。煤層群相鄰分帶帶區(qū)式準(zhǔn)備，同樣也可有分帶單層準(zhǔn)備與分帶集中斜巷聯(lián)合準(zhǔn)備。綜上所述，準(zhǔn)備方式分類如圖5-1所示。按其不同組合，可有數(shù)十種準(zhǔn)備方式。95.2采區(qū)設(shè)計的依據(jù)及內(nèi)容采區(qū)是煤礦煤炭開采活動集中的地段，采區(qū)布置就是在采區(qū)范圍之內(nèi)開掘一系列巷道，建立完整的采掘、運輸、通風(fēng)、供電和排水系統(tǒng)以保證正常的礦井生產(chǎn)。采區(qū)布置是一個復(fù)雜的綜合性技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，一般要通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)多方案比較才能確定。5.2.1采區(qū)設(shè)計依據(jù)5.2.2采區(qū)設(shè)計步驟

5.2.3采區(qū)設(shè)計內(nèi)容

5.2.4采區(qū)設(shè)計程序105.2.1采區(qū)設(shè)計依據(jù)要做好采區(qū)設(shè)計，必須有正確的設(shè)計指導(dǎo)思想和充分可靠的設(shè)計依據(jù)。必須貫徹執(zhí)行《煤炭工業(yè)技術(shù)政策》、《煤礦安全規(guī)程》和《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》等黨和國家對煤炭工業(yè)的技術(shù)發(fā)展方向和政策的規(guī)章制度。采區(qū)是組成礦井生產(chǎn)的基本單位。采區(qū)設(shè)計被批準(zhǔn)后，在采區(qū)的施工生產(chǎn)過程中，不能任意改變。因此，采區(qū)設(shè)計要為礦井合理集中生產(chǎn)和持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)創(chuàng)造條件；盡量簡化巷道系統(tǒng)，減少巷道掘和維護(hù)工程量；有利于采用新技術(shù)，發(fā)展機(jī)械化和自動化；使煤炭損失少，安全條件好。采區(qū)設(shè)計的主要依據(jù)地質(zhì)資料、設(shè)計資料和鄰近礦井或條件類似礦井的生產(chǎn)情況等。115.2.1.1地質(zhì)資料地質(zhì)資料包括：采區(qū)內(nèi)可采煤層層數(shù)、厚度、傾角、層間距、頂?shù)装鍘r性及厚度；煤的牌號、煤質(zhì)及用途；儲量及分布規(guī)律、煤層對比情況；對開采有一影響的地質(zhì)構(gòu)造、陷落柱和巖漿侵入煤體情況；水文地質(zhì)特征、煤層頂?shù)装搴?、涌水量；第四系沖積層厚度、含水情況、有無隔水層及隔水性能、含水層同煤系地層的水力聯(lián)系；煤層露頭、風(fēng)氧化帶界線、小窯開采邊界、局部可采煤層的分布；瓦斯等級、是否有煤與瓦斯突出危險、自然發(fā)火情況及發(fā)火期；地形圖、煤層底板等高線圖、勘探線剖面圖、鉆孔柱狀圖、水文地質(zhì)圖等。125.2.1.2設(shè)計資料設(shè)計資料主要包括礦井年生產(chǎn)能力、技術(shù)裝備要求、開拓方式及開采計劃圖、通風(fēng)方式、運輸及回風(fēng)水平位置、大巷運輸方式、防水煤柱圖、工業(yè)場地和風(fēng)井煤柱等。135.2.1.3鄰近礦井或條件或類似礦井的生產(chǎn)情況主要包括采煤方法、采（盤）區(qū)巷道方式、瓦斯涌出量、工作面和采區(qū)生產(chǎn)能力及有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、建筑物下、水體下和鐵路下的開采方法和有關(guān)參數(shù)，以及有關(guān)礦壓測定資料和正在施工的礦井所揭露的地質(zhì)情況。對于改擴(kuò)建礦井采區(qū)設(shè)計時更應(yīng)該詳細(xì)了解、掌握現(xiàn)有生產(chǎn)采區(qū)的上述有資料，同時應(yīng)注意新采區(qū)布置與原有生產(chǎn)系統(tǒng)等適應(yīng)和協(xié)調(diào)合理。145.2.2采區(qū)設(shè)計的步驟采區(qū)設(shè)計一般按照下列步驟進(jìn)行：（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，掌握上級管理部門對采區(qū)設(shè)計的具體規(guī)定。要按照具體條件，因地制宜創(chuàng)造條件提高采、掘、運機(jī)械化水平，提高采煤工作面單產(chǎn)；積極推廣無煤柱護(hù)巷技術(shù)及巷旁支護(hù)技術(shù)、降低掘進(jìn)率和減少煤炭損失；實現(xiàn)合理集中生產(chǎn)，提高勞動生產(chǎn)率。（2）明確設(shè)計任務(wù)，掌握設(shè)計依據(jù)，根據(jù)礦井生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展及生產(chǎn)銜接的需要，明確采區(qū)設(shè)計中重大問題的設(shè)計任務(wù)，如采準(zhǔn)巷道布置及采煤工藝的改革、采區(qū)生產(chǎn)能力的確定等主要技術(shù)原則。礦井地質(zhì)部門應(yīng)提出采出的地質(zhì)說明書及附圖，并應(yīng)有分煤層和分等級的儲量計算圖。必要時設(shè)計人員需對儲量進(jìn)行核算，設(shè)計人員真正掌握設(shè)計依據(jù)，使設(shè)計建立在可靠的基礎(chǔ)上。155.2.2采區(qū)設(shè)計的步驟（3）深入現(xiàn)場，調(diào)查研究。根據(jù)采區(qū)設(shè)計所需要解決的問題，確定調(diào)查的課題、內(nèi)容、范圍和方法。例如，調(diào)查原有采區(qū)的部署、巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)、車場形式等，作為巷道布置方案設(shè)計時的借簽；調(diào)查采煤、掘進(jìn)、運輸、提升等的生產(chǎn)能力，煤倉容量等數(shù)據(jù)，作為設(shè)備造型的參考；搜集巷道掘進(jìn)、運輸、提升、排水、通風(fēng)和維護(hù)等方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以便進(jìn)行不同方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。充分掌握第一手資料，使設(shè)計建立在客觀實際的基礎(chǔ)上。（4）研究方案，編制設(shè)計。在進(jìn)行實際調(diào)查研究的過程中，一要注意匯集有關(guān)單位對設(shè)計的具體要求及設(shè)想，根據(jù)設(shè)計條件提出幾個可行方案，廣泛征求意見，認(rèn)真研究、修改和充實設(shè)計方案內(nèi)容，在些此基礎(chǔ)上集中為兩三個較合理的方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定出采用的方案，正式編制設(shè)計。（5）審批方案設(shè)計。將已完成的方案設(shè)計經(jīng)有關(guān)單位會同審查后，由有關(guān)上級部門批準(zhǔn)。（6）進(jìn)行施工圖設(shè)計。根據(jù)已批準(zhǔn)的方案設(shè)計，進(jìn)行各單位工程的施工圖設(shè)計。165.2.3采區(qū)設(shè)計內(nèi)容采區(qū)設(shè)計編制的內(nèi)容，包括采區(qū)設(shè)計說明書和采區(qū)設(shè)計圖紙。175.2.3.1采區(qū)設(shè)計說明書（1）采區(qū)設(shè)計說明書應(yīng)說明：采區(qū)位置、境界、開采范圍及鄰近采區(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)系等。（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)装鍘r性及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。水文地質(zhì)：井上、下水文地質(zhì)條件；含水層、隔水層牲及發(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)域最大及正常涌水量，鄰近采區(qū)周圍小煤窯涌水和積水情況。煤層及其頂?shù)装宓奈锢?、力學(xué)性質(zhì)等。說明對地質(zhì)資料進(jìn)行審查的結(jié)果，包括資料的可靠性及存在的問題。185.2.3.1采區(qū)設(shè)計說明書（3）確定采區(qū)生產(chǎn)能力，計算采區(qū)儲量（工業(yè)儲量、可采儲量）和高級儲量所占的比例，計算采區(qū)服務(wù)年限并確定同時生產(chǎn)的工作面數(shù)目。（4）確定采區(qū)準(zhǔn)確方式。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)（包括運煤、運料、通風(fēng)、供電、排水、壓氣、充填和灌漿等）的確定。當(dāng)有幾個不同的采區(qū)巷道準(zhǔn)備方案可供選擇時，應(yīng)該進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，擇優(yōu)選用。（5）選擇采煤方法和采掘工作面的機(jī)械設(shè)備。（6）進(jìn)行采區(qū)所需機(jī)電設(shè)備的選型計算，確定所需設(shè)備型號及數(shù)量，采區(qū)信號、通訊與照明等。195.2.3.1采區(qū)設(shè)計說明書（7）灑水、掘進(jìn)供水、壓氣、充填和灌漿等管道的選擇及其布置。（8）采區(qū)風(fēng)量的計算與分配。（9）安全技術(shù)及組織措施：對預(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)編制采煤與掘工作面作業(yè)規(guī)程，并在施工中采取相應(yīng)的措施。（10）計算采區(qū)巷道掘進(jìn)工程量。（11）編制采區(qū)設(shè)計的主要技術(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)儲量和可采儲量，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。205.2.3.2采區(qū)設(shè)計圖紙采區(qū)設(shè)計圖紙一般包括地質(zhì)柱狀圖、采區(qū)井上下對照圖、煤層底板等高線圖、儲量計算圖及剖面圖等。其均慶進(jìn)行復(fù)印，作為采區(qū)設(shè)計的一部分。此外，還須有：（1）采區(qū)巷道布置平面及剖面圖（比例為1:1000或1:2000）。（2）采區(qū)采掘機(jī)械配備平面圖（比例為1:1000或1:2000）。（3）采煤工作面布置圖（比例為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（低瓦斯礦井不需要）。（6）采區(qū)管線布置圖（包括防塵、灑水、灌漿管路布置等）。（7）采區(qū)軌道運輸系統(tǒng)圖（比例為1:1000或1:2000）。215.2.3.2采區(qū)設(shè)計圖紙（8）采區(qū)供電系統(tǒng)圖（比例為1:1000或1:2000）。（9）避災(zāi)路線圖。（10）采區(qū)車場圖（比例為1:200或1:500）。（11）采區(qū)巷道斷面圖（比例為1:50或1:20）。（12）采區(qū)巷道交岔點圖（比例為1:50或1:100）。（13）采區(qū)硐室布置圖。（比例為1:200）。前9張圖必方案設(shè)計附圖，后4張是施工圖。具體設(shè)計是應(yīng)根據(jù)情況適當(dāng)增刪。采區(qū)設(shè)計的編制和實施是礦井生產(chǎn)技術(shù)管理工作的一項重要內(nèi)容，一般由礦總工程師負(fù)責(zé)組織地質(zhì)、采煤、掘進(jìn)、通風(fēng)、安全、機(jī)電、勞資、財務(wù)等部門共同完成。225.2.4采區(qū)設(shè)計程序采區(qū)設(shè)計一般是根據(jù)礦井設(shè)計和礦井改擴(kuò)建設(shè)計以及生產(chǎn)技術(shù)要求，由礦主管單位提出設(shè)計任務(wù)書，報局批準(zhǔn)，而后由礦或局的有關(guān)部門、單位根據(jù)批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書進(jìn)行設(shè)計。采區(qū)設(shè)計通常分為兩個階段進(jìn)行，即確定采區(qū)主要技術(shù)特征的采區(qū)方案設(shè)計和根據(jù)批準(zhǔn)的方案設(shè)計而進(jìn)行的采區(qū)單項工程施工圖設(shè)計。采區(qū)方案設(shè)計除了需要闡述采區(qū)范圍、地質(zhì)條件。煤層賦存狀況、采區(qū)生產(chǎn)能力、采區(qū)儲量及服務(wù)年限等基本情況外，應(yīng)著重論證和確定以下問題：采準(zhǔn)巷道的布置方式及生產(chǎn)系統(tǒng)、采煤方法選擇、采掘工作面的工藝及裝備、采區(qū)參數(shù)、采掘猛拉及保證年產(chǎn)量、采區(qū)機(jī)電設(shè)備的選型與布置、安全技術(shù)措施等。235.2.4采區(qū)設(shè)計程序在進(jìn)行具體方案設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)煤炭工業(yè)技術(shù)政策、地質(zhì)和生產(chǎn)技術(shù)條件、設(shè)備供應(yīng)狀況，擬定數(shù)個技術(shù)上可行方案，然后計算各方案相應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，通過對這些方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇出技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上合理的方案，為進(jìn)一步進(jìn)行采區(qū)施工圖設(shè)計打下基礎(chǔ)。采區(qū)施工圖設(shè)計是在采區(qū)方案設(shè)計被批準(zhǔn)后進(jìn)行的。在施工圖設(shè)計中，主要是根據(jù)采區(qū)方案設(shè)計的要求，對采某些單項工程，如采區(qū)巷道斷面、采區(qū)上、中、下部車場、巷道交岔點及采區(qū)硐室等進(jìn)行具體的設(shè)計，求出有關(guān)尺寸、工程量和材料消耗量，繪制出圖紙和表格，以便進(jìn)行施工前的準(zhǔn)備工作及施工。應(yīng)該指出，采區(qū)方案設(shè)計和施工圖設(shè)計是緊密相聯(lián)系的整體和局部的關(guān)系。采區(qū)方案設(shè)計中技術(shù)方案要通過單項工程來實現(xiàn)，在進(jìn)行采區(qū)方案設(shè)計時應(yīng)考慮施工圖設(shè)計的可能性和合理性；但施工圖設(shè)計要以批準(zhǔn)和方案為依據(jù)，體現(xiàn)方案設(shè)計的技術(shù)要求。必要時，應(yīng)根據(jù)實際情況的變化和施工的具體要求，本著實事求是的精神，進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷模笊霞壟鷾?zhǔn)，使設(shè)計更加完善、更加符合施工和生產(chǎn)的要求。245.3準(zhǔn)備巷道布置方案分析5.3.1采區(qū)上山布置采區(qū)上山的位置采區(qū)上山數(shù)目及布置方式采區(qū)上下山運輸5.3.2煤層群區(qū)段集中平巷及層間聯(lián)絡(luò)巷布置方式機(jī)軌分煤巖布置

機(jī)軌合一巷布置機(jī)軌雙煤巷布置255.3.1.1采區(qū)上山的位置（1）煤層上山采區(qū)上山沿煤層布置，掘進(jìn)容易、費用低、速度快，聯(lián)絡(luò)巷道工程量少。其主要問題是煤層上山受工作面采動影響較大，生產(chǎn)期間上山的維護(hù)比較困難，特別是在缺乏先進(jìn)支護(hù)手段的情況下。雖然用加大煤柱尺寸可以改善上山維護(hù)，但會增加煤炭損失。因此，一般在下列條件下，可考慮布置煤層上山：①開采薄或中厚煤層的單一煤層采區(qū)，采區(qū)服務(wù)年限短。②開采只有兩個分層的單一厚煤層采區(qū)，煤層頂?shù)装鍘r石比較穩(wěn)固，上山不難維護(hù)。③煤層群聯(lián)合準(zhǔn)備的采區(qū)，下部有維護(hù)條件較好的薄及中厚煤層。④為部分煤層服務(wù)的、維護(hù)期限不長的專用于通風(fēng)或運煤的上山。（2）巖石上山對單一厚煤層采區(qū)和聯(lián)合準(zhǔn)備采區(qū)，為改善維護(hù)條件，目前多將上山布置在煤層底板巖石中，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果比較顯著。巖石上山與煤層上山相比，維護(hù)狀況好，維護(hù)費用低，少受采動影響。265.3.1.1采區(qū)上山的位置（3）上山的層位與坡度聯(lián)合布置的采區(qū)集中上山、通常都布置在下部煤層或其底板巖石中，其主要考慮因素是適應(yīng)煤層下行開采順序，減少煤柱損失和便于維護(hù)。否則，為保護(hù)上山巷道、必須在其下部的煤層中留設(shè)寬度較大的煤柱，并且距上山愈遠(yuǎn)的下部煤層中，所要保留的煤柱尺寸愈大。在下部煤層的底板巖層距涌水量特別大的巖層很近，不能布置巷道時，可將采區(qū)上山布置在煤層群的中部。采區(qū)上山的傾角，一般與煤層傾角一致；當(dāng)煤層沿傾斜方向傾角有變化，為便于使用，應(yīng)使上山盡可能保持適當(dāng)?shù)墓潭ㄆ露?。另外在巖石中開掘的上山，有時為了適應(yīng)帶式輸送機(jī)運煤（≯15o）或自溜運輸?shù)男枰嗫刹扇〈硬贾谩?75.3.1.2采區(qū)上山數(shù)目及布置方式（1）采區(qū)上山條數(shù)采區(qū)上山至少要有兩條，即一條運輸上山，一條軌道上山。隨著生產(chǎn)的需要或地質(zhì)條件的變化可根據(jù)需要增加上山數(shù)目。（2）采區(qū)上山布置方式按采區(qū)上山在煤層或巖石中的布置情況及數(shù)目，上山布置方式見表5-1。285.3.1.2采區(qū)上山數(shù)目及布置方式29表5-1上山布置方式5.3.1.2采區(qū)上山數(shù)目及布置方式（3）采區(qū)上山的相互位置關(guān)系采區(qū)上山之間在層面上需要保持一定的距離。當(dāng)采用兩條巖石上山布置時，其間距一般取20~25m。采用三條巖石上山布置時，其間距可縮小到10~15m。上山間距過大，使上山間聯(lián)絡(luò)巷長度增大，若是煤層上山，還要相應(yīng)地增大煤柱寬度。若上山間距過小，則不利于保證施工質(zhì)量和是山維護(hù)，也不便于利用上山間的聯(lián)絡(luò)巷作采區(qū)機(jī)電硐室，使中部車場的布置也會遇到困難。采區(qū)上山之間在立面上的相互位置，可以在同一層位上。也可使兩條上山之間在層位上保持一定高差。為便于運媒，可把運輸上山設(shè)在比軌道上山層位低3~5m處；如果采區(qū)涌水量較大，為使運輸上山不流水，同時也便于布置中部車場，則可將軌道上山布置在低于運輸上山層位的位置；若適于布置上山的穩(wěn)固的巖層厚度小大，使兩條上山保持—定高差就會造成其中的一條處于軟弱破碎的巖層中時，則需采用在同一層位布置上山方式；當(dāng)兩條上山都布置在同一煤層小，而煤層厚度又大于上山斷面坡度時、一般都將軌道上山沿煤層項板，運輸上山沿煤層底板布置，以便于處理區(qū)段平巷與上山的交叉關(guān)系。305.3.1.2采區(qū)上山數(shù)目及布置方式（4）設(shè)置采區(qū)邊界上山有的雙翼采區(qū)除在中中部設(shè)置一組上山外，還在采區(qū)兩翼的邊界，設(shè)置1~2條邊界上山。設(shè)置采區(qū)邊界上山主要作用是：①當(dāng)采區(qū)瓦斯涌出量大，采煤工作面采用Z形、Y形等通風(fēng)方式時，兩翼各需設(shè)一條邊界回風(fēng)上山。②當(dāng)采用往復(fù)式開采又無條件應(yīng)用沿空留巷時，則可采用區(qū)段有煤柱護(hù)巷的往復(fù)式開采，這種情況下一般要求在采區(qū)一翼開掘二條上山，工程量較大。315.3.1.3采區(qū)上下山運輸采區(qū)運輸上（下）山是為采區(qū)內(nèi)工作面出煤服務(wù)的。其設(shè)備的生產(chǎn)能力應(yīng)大于同時生產(chǎn)的工作面生產(chǎn)能力總和。在設(shè)計選擇采區(qū)上（下）山的運輸設(shè)備時，機(jī)采按工作面的設(shè)備能力計算，炮采按采區(qū)日產(chǎn)量乘以1.5的運輸不均衡系數(shù)以及每班運煤時間為5~6h計算。開采緩傾斜及傾斜煤層的礦升，其上（下）山的運輸設(shè)備應(yīng)根據(jù)采區(qū)運輸量、上（下）山角度利運輸設(shè)備的性能，選用帶式輸送機(jī)（常用吊掛式），刮板輸送機(jī)、自溜運輸、絞車或無極繩運輸。325.3.2煤層群區(qū)段集中平巷及層間聯(lián)絡(luò)巷布置方式

5.3.2.1機(jī)軌分煤巖布置這種布置方式是將運輸集中平巷布置在煤層底板巖石內(nèi)，軌道集中平巷布置在煤層內(nèi)，如圖5-2所示。33圖5-2機(jī)軌分煤巖布置1－運輸上山；2－軌道上山；3－巖石運輸集中平巷；4－煤層軌道集中平巷；5－層間運輸聯(lián)絡(luò)石門（斜巷）；6－層間軌道聯(lián)絡(luò)石門（斜巷）；7－上區(qū)段上煤層超前運輸平巷；8－下區(qū)段上煤層超前回風(fēng)平巷；9－層間溜煤眼；10－區(qū)段軌道石門（斜巷）；11－區(qū)段溜煤眼；12－中部車場5.3.2.1機(jī)軌分煤巖布置這種方式比雙巖巷布置少掘一條巖石平巷，掘進(jìn)速度較快，可縮短區(qū)段準(zhǔn)備時間。軌道集中平巷沿煤層超前掘進(jìn)，可以探明煤層的變化情況，為掘進(jìn)巖石運輸集中平巷時取直、定向創(chuàng)造了條件，在下區(qū)段投產(chǎn)時，還可以利用軌道集中平巷回風(fēng)，便于上、下區(qū)段同時回采。設(shè)置軌道集中平巷后，各煤層區(qū)段平巷超前掘進(jìn)以及回采時期運送材料設(shè)備都比較方便。在煤層頂板含水較大的情況下，軌道集中平巷還可作泄水巷，不影響煤的運輸。軌道集中平巷布置在煤層中，易受采動影響，維護(hù)比較困難。因此，可將其布置在圍巖較好的薄及中厚煤層中。區(qū)段集中巷與超前平巷間的聯(lián)系方式，根據(jù)煤層傾角的大小有石門、斜巷和立眼三種。當(dāng)煤層傾角比較大，常用石聯(lián)系；斜巷適于煤層傾角較小，用石聯(lián)系過長的條件時，斜巷傾角一般為20~25o。345.3.2.2機(jī)軌合一巷布置這種布置方式是將膠帶輸送和軌道運輸集中在一條斷面較大的巖石巷道內(nèi)，如圖5-3所示。35圖5-3機(jī)軌合一巖巷布置1－運輸上山；2－軌道上山；3－巖石運輸集中平巷；4－層間運輸聯(lián)絡(luò)石門；5－層間軌道聯(lián)絡(luò)石門；6－上區(qū)段上煤層超前運輸平巷；7－下區(qū)段上煤層超前回風(fēng)平巷；8－層間溜煤眼；9－區(qū)段溜煤眼；10－中部車場5.3.2.2機(jī)軌合一巷布置機(jī)軌合一巷布置減少了一條巷道和一部分聯(lián)系巷道，掘進(jìn)和維護(hù)工作量較少；巷道選在適宜的位置，可以免受采動影響，節(jié)省維護(hù)費用；設(shè)備集中布置在一條巷道中，可以充分利用巷道斷面，帶式輸送機(jī)的安裝和拆卸可以利用同一巷道中的軌道運輸，比較方便。但機(jī)軌合一巷的跨度和斷面大，一般凈斷面為9m2左右或以上，沒有煤巷定向，巷道掘進(jìn)層位不好控制，因此施工相對比較困難，進(jìn)度較慢；當(dāng)上、下區(qū)段需要同時回采時，通風(fēng)問題較難解決，機(jī)軌合一巷與采區(qū)上山的連結(jié)處，以及與通往煤層超前平巷的聯(lián)絡(luò)巷道連接處，有輸送機(jī)和軌道交叉的問題。365.3.2.3機(jī)軌雙煤巷布置這種方式是將運輸集中平巷和軌道集中平巷都布置在煤層中，如圖5-4所示。37圖5-4機(jī)軌雙煤巷布置1－運輸上山；2－軌道上山；3－煤層運輸集中平巷；4－煤層軌道集中平巷；5－層間運輸聯(lián)絡(luò)石門；6－層間軌道聯(lián)絡(luò)石門；7－上區(qū)段上煤層超前運輸平巷；8－下區(qū)段上煤層超前回風(fēng)平巷；9－區(qū)段溜煤眼；10－中部車場5.3.2.3機(jī)軌雙煤巷布置機(jī)軌雙煤巷布置，巖石工程量小、巷道掘進(jìn)容易、速度快、費用低，可以縮短采區(qū)準(zhǔn)備時間。同時雙巷布置有利于上下區(qū)段同時回采，擴(kuò)大采區(qū)生產(chǎn)能力。但在煤層內(nèi)布置集中平巷，受采動影響大，特別是煤層（成分層）數(shù)目多，間距又較小時，集中平巷將受多次采動影響，加以集中平巷的服務(wù)期較長，維護(hù)工程大，嚴(yán)重時會影響生產(chǎn)。在聯(lián)合布置的采區(qū)內(nèi)，靠最下部有圍巖較好的薄及中厚煤層，可以考慮采用雙煤巷布量。385.4采區(qū)主要參數(shù)5.4.1采區(qū)傾斜長度

5.4.2采區(qū)走向長度

5.4.3采區(qū)生產(chǎn)能力

5.4.4采區(qū)采出率及采區(qū)煤柱尺寸395.4.1采區(qū)傾斜長度采區(qū)沿傾斜劃分成若干區(qū)段進(jìn)行回采，劃分區(qū)段時要合理地確定區(qū)段斜長和區(qū)段數(shù)目。區(qū)段內(nèi)安排一個走向長壁工作面，區(qū)段斜長等于工作面長度加一下區(qū)段平巷寬度和護(hù)巷煤柱的寬度。一般地，工作面長度取10m的整數(shù)倍。在我國目前開采技術(shù)條件下，綜采工作面的長度不宜小于160m；普通機(jī)械化采煤工作面長度對中厚及以上煤層不宜小于140m，薄煤層時不宜小于120m炮采工作面長度可取80~120m。受斷層切割影響時，可適當(dāng)加長或縮短工作面長度。實際上，工作面長度和區(qū)段斜在不同區(qū)段，常常不是一固定數(shù)值。當(dāng)遇到煤層傾角從某部分開始有較大的變化，或遇到有落差較大的走向斷層時，區(qū)段販劃分應(yīng)考慮以地質(zhì)變化或地質(zhì)構(gòu)造作為區(qū)段邊界，以免影響工作面的正常生產(chǎn)。我國礦井實際的采區(qū)傾斜長度多為600~1000m，近水平煤層盤區(qū)的傾斜長度較大可達(dá)1500m左右。405.4.2采區(qū)走向長度5.4.2.1地質(zhì)因素煤層的地質(zhì)因素，如斷層、褶曲以及煤層傾角或厚度的急劇變化等地質(zhì)因素對采區(qū)走向長度有重要影響。工作面通過這些地帶，既困難又不安全。對于落差較大的斷層，不僅工作面無法通過，而且還要留有一定尺寸的保護(hù)煤柱，因此可利用這些地帶作為采區(qū)邊界，以減少回采工作的困難及煤柱的損失。地質(zhì)構(gòu)造對采區(qū)走向長度往往起決定性的作用。當(dāng)由于構(gòu)造、留設(shè)保護(hù)煤柱等原因，使采區(qū)走向長度較短時，為了保持工作面有一定的連續(xù)推進(jìn)長度，可在采區(qū)一側(cè)布置上山，成為單翼采區(qū)。415.4.2采區(qū)走向長度5.4.2.2技術(shù)因素技術(shù)上的因素主要考慮區(qū)段巷道的運輸、掘進(jìn)和供電等問題。以往，區(qū)段平巷鋪設(shè)刮板輸送機(jī)，采區(qū)走向長度受串聯(lián)輸送機(jī)臺數(shù)的限制，一般為800~1000m，一翼為500m。隨著帶式輸送機(jī)的改進(jìn)和廣泛應(yīng)用，區(qū)段平巷多為鋪設(shè)帶式輸送機(jī)，由于一臺帶式輸送機(jī)長度可達(dá)500~1000m，所以采區(qū)走向長度每翼可以達(dá)到500~1000m，雙翼采區(qū)的走向長度可1000~2000m。區(qū)段平巷采用單巷掘進(jìn)時，受掘進(jìn)通風(fēng)影響，采區(qū)一翼長度不宜超過1000m。采區(qū)變電所通常設(shè)置在采區(qū)上（下）山附近，因此確定采區(qū)走向長度時，必須考慮供電線路的長短。采區(qū)走向長度太大將使供電距離增加，電壓降加大，會影響到工作面機(jī)電設(shè)備的啟動。當(dāng)供電電壓為660V時，采區(qū)一翼走向長度可達(dá)700m。綜合機(jī)械化開采時，為適應(yīng)加大工作面推進(jìn)方向長度的要求，平巷內(nèi)設(shè)置可伸縮帶式輸送機(jī)，供電采用移動變電站，采區(qū)一翼長度不宜小于1000m，有條件時可達(dá)到2000m以上。425.4.2采區(qū)走向長度5.4.2.3經(jīng)濟(jì)因素在經(jīng)濟(jì)上，采區(qū)走向長度的變化將引起掘進(jìn)費、維護(hù)費和運輸費的變化。采區(qū)上（下）山、采區(qū)車場和硐室的掘進(jìn)費和相應(yīng)的機(jī)電設(shè)備安裝費將隨采區(qū)定向長度的增大而減少；區(qū)段平巷的維護(hù)費用和運輸費將隨采區(qū)走向長度的增加而增大；而區(qū)段平巷的掘進(jìn)費則與采區(qū)走向長度的變化無關(guān)。因此，在客觀上必然存在著一個在經(jīng)濟(jì)上合理的采區(qū)走向長度。目前，根據(jù)我國現(xiàn)場的實際情況、緩傾斜、傾斜煤層采區(qū)走向長度，雙冀采區(qū)一般不宜小1000~1500m；采區(qū)綜合機(jī)械化采煤地，采區(qū)一翼走向長度不宜小于1000m。近年來由于綜合機(jī)械化采煤進(jìn)度加快，采區(qū)生產(chǎn)能力逐漸增加，相應(yīng)要求增大采區(qū)走向長度，擴(kuò)大采區(qū)儲量，以保證必要的采區(qū)服務(wù)年限。合理的采區(qū)走向長度，不但要求在技術(shù)上切實可行，而且在經(jīng)濟(jì)上合理，使噸煤費用降低。為此，可以通過與采區(qū)走向長度有關(guān)的巷道掘進(jìn)、維護(hù)、運輸?shù)荣M用的計算，選取經(jīng)濟(jì)上費用最低的采區(qū)走向長度。435.4.2采區(qū)走向長度5.4.2.3經(jīng)濟(jì)因素采用數(shù)學(xué)分析法計算采區(qū)在經(jīng)濟(jì)上合理的走向長度，以圖5-5所示的單一煤層采區(qū)為例加以說明。設(shè)采區(qū)走向長度為x（m），斜長h（m），煤層生產(chǎn)率P（t/m2），采區(qū)回采率C，則采區(qū)可采儲量為x·h·P·C。44圖5-5采區(qū)走向長度計算示意圖隨著x增加而減少的費用有：①采區(qū)石門、上山、車場、峒室等的掘進(jìn)費及其設(shè)備安裝費∑Kj

。②回采工作面搬移費用，包括開切眼掘進(jìn)費和設(shè)備拆裝費，每個工作面為Kh，全采區(qū)為∑Kh。5.4.2采區(qū)走向長度隨著x增加而增加的費用有：①區(qū)段平巷的維護(hù)費用（參見教材）②區(qū)段平巷的運輸費用（參見教材）上述公式是從噸煤費用最低的觀點出發(fā)，反映了采區(qū)走向長度與各項費用之間的關(guān)系。應(yīng)該指出，采用的方案不同，計算的內(nèi)容也就不同。例如，當(dāng)采用區(qū)段巖石集中巷時，巷道維護(hù)費計算中的維護(hù)長度和時間就會不同。因此，首先應(yīng)研究提出合理的巷道布置方案；其次，對同一方案只需計算主要的費用，沒有必要羅列各項有關(guān)費用，因此決定計算那些項目也很重要，比如上式?jīng)]有計算采區(qū)的輔助運輸費用和通風(fēng)費用，如果計算就要改變公式內(nèi)的項目；由于某些參數(shù)（如費用單價）與采區(qū)走向長度有關(guān)，而尋求其確切關(guān)系又很困難，于是只能取近似值，或取近似條件的生產(chǎn)采區(qū)統(tǒng)計分析資料，對設(shè)計采區(qū)不一定完全合適。因此，計算取出的x0值，不能作為一個點對待，應(yīng)該當(dāng)作一個合理的范圍使用。對地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的礦井，采區(qū)劃分受地質(zhì)條件的限制較大，例如有落差較大的斷層，煤層傾角沿走向變化很大時，常依據(jù)此確定采區(qū)走向長度。455.4.3采區(qū)生產(chǎn)能力采區(qū)生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)是采煤工作面生產(chǎn)能力，而采煤工作面的產(chǎn)量取決于煤層厚度、工作面長度及推進(jìn)度。465.4.3.1采煤工作面生產(chǎn)能力一個采煤工作面產(chǎn)量A0（萬t／a）為：A0=L·V0·m·γ·C0

（5-4）式中:A0--采煤工作面長度，m；V0--工作面年進(jìn)度，m／a；m--工作面采高（放頂煤工作面包括頂煤厚度），m；γ--煤的密度，t／m3；C0--工作面采出率。采煤工作面的年進(jìn)度一般可達(dá)：綜采工作面1000~1200m；普采工作面≥700m；炮采工作面420~540m。475.4.3.2采區(qū)生產(chǎn)能力采區(qū)的生產(chǎn)能力與采區(qū)內(nèi)同采工作面的個數(shù)有關(guān)。采區(qū)中同時生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)一般為1~2個。綜采時宜為一個，普采時宜為兩個，炮采時可達(dá)2—3個。采區(qū)生產(chǎn)能力AB（萬t／a）為：

（5-5）式中:n--同時生產(chǎn)的工作面數(shù)，個；k1--采區(qū)掘進(jìn)出煤系數(shù)，可取為1.1左右；k2--工作面之間出煤影響系數(shù)，n=2時可取0.95，n=3時可取0.9。485.4.3.3采區(qū)生產(chǎn)能力的驗算對AB需按各環(huán)節(jié)通過能力進(jìn)行驗算。AB應(yīng)由必要的采區(qū)上（下）山運輸設(shè)備生產(chǎn)能力來保證，即

（5-6）式中:An--設(shè)備小時能力，t／h；K--產(chǎn)量不均衡系數(shù)，可取1.2~1.3；T--日工作（出煤），h；η0--運輸設(shè)備正常工作系數(shù)，可取0.7~0.9。AB還應(yīng)滿足采區(qū)通風(fēng)能力、風(fēng)量和風(fēng)速限制的要求，即

（5-7）式中:S--巷道凈斷面，m2；v--巷道內(nèi)允許的最大風(fēng)速