导教
分析讲授阶段垂高、开采水平垂高、井田斜长、阶段斜长的概念及之间的关系,明确近水平煤层条件下开采水平垂高与阶段斜长无关,与煤层或煤组间距有关。
分析讲授通过确定合理的阶段斜长、满足开采水平储量和服务年限、分析对比经济上有利的开采垂高,确定合理的开采水平垂高。
对比分析上山开采和下山开采在技术上,涉及掘进、运输、通风、排水、提升和作业环境方面的差异,及差异程度的影响因素。
对比分析上山开采和下山开采在经济上的差异。
分析讲授下山开采的一般应用条件和其它应用条件。
通过阶段辅助水平、中间辅助水平、急(倾)斜煤层阶段间辅助水平、近水平煤层煤组(层)间辅助水平工程案例,分析讲授辅助水平的应用条件和要求。
分析讲授开采水平大巷布置的类型、运输方式、断面及支护、方向和坡度。
根据井田中煤层层数、煤层间距和服务的煤层数不同,对照平面图和剖面图,分析讲授分层大巷布置方式、集中大巷布置方式、分组集中大巷布置方式及各布置方式的优点、缺点及适用条件。
分析讲授分组集中大巷在上下水平同时生期间为各水平通风所起的作用。
对比维护难度、掘进速度,分析讲授煤层大巷和岩层大巷的特点、各自的适用条件及施工技术措施。
分析讲授煤层大巷和岩层大巷在煤层底板等高线图上的表现、岩层大巷的位置选择要求。
分析讲授回风大巷的布置类型。
分析讲授高产高效特大型矿井的大巷布置方式。
介绍我国煤矿井田开拓特征、参数及发展趋势。
导学
开采水平设置就是在每一开采水平布置一套开拓巷道和生产系统,服务于开采水平范围内煤层的开采。
井田内划分的阶段数目取决于井田斜长、阶段垂高或阶段斜长。阶段垂高是阶段上下边界之间的垂直距离。
开采水平垂高是开采水平上下边界之间的垂直距离。一个开采水平只服务于一个上山阶段时,阶段垂高就是开采水平垂高;上下山开采时,开采水平垂高就是上下山两个阶段的高度之和;增设了辅助水平后,开采水平垂高就是两个上山阶段的总垂高。
开采近水平煤层群,各煤组可分别设置开采水平,其开采水平垂高是两个水平间的垂直距离,与煤层的斜长没有直接联系。
合理的开采水平垂高应以合理的阶段斜长为前提,应是采用了合理的采煤工作面参数、采区巷道布置和生产系统及设备所能达到的阶段斜长,并能使开采水平有必须的储量、合理的服务年限、井田开采有较好的技术经济效果。
生产矿井实际开采水平垂高相差甚大。国有重点煤矿大部分矿井的水平垂高在l00~250m之间,大中型矿井偏向于大垂高的分布,小型矿井则偏向于较小的水平垂高。
上山开采在采区运输、通风、排水和掘进等方面较下山开采优越,而下山开采能充分利用原有开采水平的井巷和设施为两个阶段服务,节省了开拓工程量和建设费用,增加了开采水平储量,延长了水平服务年限。下山开采的缺点随煤层倾角变小而弱化。
上下山相结合的开采方式应用的一般条件是煤层倾角16°及以下,瓦斯含量低,涌水量不大。
辅助水平是在开采水平内,因生产需要而增设有运输大巷的水平位置及所服务的开采范围。
辅助水平分阶段辅助水平、中间辅助水平、急倾煤层阶段间辅助水平、近水平煤层煤组(层)间辅助水平。应用辅助水平加大了水平垂高,但同时增加了井下的运输环节,使生产系统趋于复杂,如果没有明显的技术经济优越性,一般不宜采用。
大巷按作用分为运输大巷和回风大巷。大巷采用矿车轨道运输时,运煤和辅助运输由同一条大巷承担。大巷采用胶带输送机运煤时,要另设辅助运输大巷。
矿车轨道运输适于运距长、拐弯多、不同煤种分运等条件。胶带运输则适于运量大、运距较短、不存在多煤种分运、巷道又比较直等条件。
大巷的断面要能满足运输、通风、行人和管缆敷设的需要,要符合《煤矿安全规程》的规定。
大巷的方向应与煤层走向大体一致,尽量取直,应注意不要因取直大巷造成不利于维护或不利于布置采区、盘区或带区煤仓。大巷的坡度要以有利于运输和排水为原则。
对于近水平煤层、大巷采用胶带输送机运煤且辅助运输采用无轨胶轮车、单轨吊车、卡轨车、齿轨车的矿井,大巷宜按有利于各带区、工作面开采有利的方向布置,可以沿走向、倾斜或伪斜。
根据井田内可采煤层的层数、层间距和服务的煤层数目不同,运输大巷可以分层布置、集中布置和分煤组布置。
采用分层大巷,或分组集中大巷时,各大巷之间、大巷与井底车场之间用主要石门联系;采用集中运输大巷时,各煤层之间通过主石门和采区石门直接与大巷联系。
煤层大巷掘进容易,速度快,有利于综掘,但维护相对困难;要受煤层起伏、褶曲和断层限制;大巷两侧需要留煤柱;且密闭效果不好。
煤层大巷的维护难度与采深、煤厚和顶底板岩性密切相关,浅部开掘在薄及中厚煤层中的大巷维护条件相对较好,随采深加大和煤层变厚,维护趋于困难。
在采深不大、煤组底部有煤质坚硬、围岩稳固、无自然发火危险的薄或中厚煤层时可布置煤层大巷。
在井田走向长度短、煤层厚度不大、大巷服务年限不长、巷道维护不困难的中、小型矿井可采用煤层大巷。
岩石大巷能适应地质构造变化,维护条件好,可少留或不留煤柱,有利于设置采区、盘区或带区煤仓。但岩石掘进工程量较大、要求的掘进设备多、掘进速度慢。
岩石大巷应布置在强度高、分层厚度大,整体性强的岩层中,与煤层的距离达到一定值后,大巷层位选择应优先考虑岩性。跨大巷开采是深矿井改善大巷维护状况有效的方法,有条件时应采用。
对于高产高效矿井,大巷布置要更多地考虑高速度、高强度、高度集中开采新技术的影响,适应技术进步后的变化与要求,谋取更好的技术效果和经济效益。对于采深不大、地质构造简单、开采近水平煤层和倾角不大的缓倾斜煤层、开采强度大的矿井,煤层大巷分层布置方式可取得良好的技术经济效果,是主要的发展方向。
难点
大巷在煤层底板等线图上的表现的应用。