采準工作面掘進方式
當採區石門接近煤層時,就可以開掘採區下部車場,然後向上沿煤層掘進軌道上山和運輸上山,兩者相距20 m,到採區上部邊界後,通過採區車場與迴風石門連線,形成通風系統。然後在上山附近第一區段下部掘進中部車場,並用雙巷掘進方法掘進第二區段迴風巷和第一區段運輸巷,間距8~15 m(薄煤層取下限),迴風行超前掘進,與此同時,在採區上部邊界從上部車場向兩側掘進迴風巷,最後形成開切眼。
生產系統
(1)運煤系統
為了完成運煤任務,需要在採煤工作面鋪設刮板輸送機,區段運輸平巷內鋪設帶式輸送機或其他運煤設備。運煤路線為:採煤工作面出的煤炭,經過區段運輸平巷9和運輸上山5,到達採區煤倉12,然後在採區運輸石門1外運。
(2)運料及運矸系統
物料自下部車場3,經過軌道上山4到達上部車場6,然後經過迴風平巷10,運送到工作面。區段迴風巷8,8’和運輸巷9,9'所需的物料,自軌道上山4經中部車場7,7'送入。
掘進巷道時所出的煤和矸石,利用礦車從各平巷運出,經軌道上山運至下部車場。
(3)通風系統。
採煤工作面所需的新鮮風流,從採區運輸石門1進入,經下部車場3、軌道上山4、中部車場7,分成兩翼經平巷8、聯絡巷11、運輸巷9到達工作面。從工作面出來的污風,經迴風巷10,右翼直接進入採區迴風石門,左翼側需經上部車場6進入採區迴風石門。
掘進工作面所需的新鮮風流,從軌道上山經中部車場7,分兩翼送至平巷8 7。在平巷內由局部通風機送往掘進工作面,污風流則從運輸巷9 7經運輸上山匯人採區迴風石門。
採區絞車房和變電所需要的新風是由軌道上山直接供給的。採區絞車房的迴風是經聯絡小巷處的調節風窗匯入採區迴風石門;變電所的迴風經輸送機上山進入迴風石門;煤倉不通風,煤倉上口、上山刮板輸送機機頭硐室的新風直接由石門l通過聯絡巷中的調節風窗供給。為使風流能按上述路線流通,在相應地點需設定風門。
(4)供電系統
採區用電由井底中央變電所,經過運輸大巷、採區運輸石門1、採區下部車場3、運輸上山5送至採區變電所。變電所降壓後的低壓電,通過電纜分別送到採掘面附近的配電點以及輸送機、絞車房等用電地點,再由配電點送往工作面的用電設備。
採煤系統分析
(1)區段參數
區段的參數包括區段斜長和區段走向長度。區段斜長為採煤工作面長度、區段煤柱寬度及區段上下兩平巷寬度之和。普采工作面長度一般應大於120 m,綜采工作面長度應大於150 m。區段煤柱寬度一般為8~15 m,薄煤層時取下限。區段平巷寬度:普采2.5~3m,綜采4~4.5 m。
區段走向長度,即採區走向長度。採區採用雙翼開採時,區段或採區一翼走向長度即為採煤工作面連續推進長度,對於普采一般不小於500 m;對於綜采由於採煤工作面搬遷困難,一般不小於1 000 m。
(2)區段平巷的坡度和方向
在煤礦中,為了便於排水和有利於礦車運輸,區段平巷都是按照一定坡度(0.5%~1.O%)布置和掘進的。但由於坡度很小,所以除在巷道施工方面需加以註明外,一般在進行巷道系統的布置和分析時,都以水平巷道對待。
採用普采工藝時,運輸巷中鋪設輸送機對於巷道坡度變化可有一定適應性,但要求巷道必須直,即使採用可彎曲的刮板輸送機也要儘量保持直線鋪設,這樣才能很好發揮效能。巷道掘進,要求平時,按巷道的腰線掘進、轉彎;而要求直時,按巷道的中線掘進。
綜采工作面由於產量大,為了減少增減支架的麻煩,要求工作面長度等長。因此對區段上下兩平巷均應力求做到直線且互相平行布置。
(3)區段平巷的單巷布置和雙巷布置
用雙巷布置時,軌道巷超前,探煤,為運輸巷探路,便於排水,運料。瓦斯大時,有利於通風,但維護時間長。而在煤層條件簡單,水、瓦斯小時,可以用單巷布置。採用綜采工藝時,要求運輸、迴風平巷平行,不用探煤,只按中線掘進。另外,斷面要大,雙巷不利於維護,因此常用單巷布置。
(4)單工作面和雙工作面布置
雙工作面也稱為對拉工作面,其特點為:下工作面要比上工作面短,煤向上運,電機功率有限。對拉工作面實質是利用三條區段平巷準備出兩個採煤工作面。
對拉工作面優點是減少了平巷掘進量和維護量;采出率高;占用設備少;生產集中;管理方便。缺點是上、下采面交接處難維護。對拉工作面適用於非綜采工作面、頂板中等穩定以上、瓦斯少的條件下。
(5)開採順序
工作面開採順序一般有後退式、前進式、往復式和旋轉式等幾種。
後退式開採指的是採煤工作面由採區邊界附近向採區上山方向推進。後退式開採在我國被廣泛套用。
工作面由採區上山附近向採區邊界方向開採,區段平巷沿空留巷,這種開採方式為前進式開採。前進式開採方式掘巷少;采出率高;要求支護技術和手段好;要防漏風;留巷困難。在我國很少套用。
往復式開採指的是上采面採用前進式推進,沿空留巷;下采面為後退式回採,沿空留巷。其優點是縮短搬家距離;采出率高;掘巷道少。我國的雞西、陽泉、開灤礦區均有採用。
旋轉式開採與往復式開採類似,區別在於,開採過程中使綜采面旋轉180。,往復開採,沿空留巷。其優點是采面不搬家;掘巷少。缺點是煤損大;開採技術複雜;轉折點難維護,設備折損嚴重。因此,套用很少。
(6)區段無煤柱護巷
區段無煤柱護巷包括沿空留巷和沿空掘巷兩種形式。
沿空留巷也稱為巷幫充填,是工作面採煤後沿採空區邊緣維護原開採巷道。沿空留巷適用於開採緩傾斜,厚2m以下的煤層。沿空留巷比較困難,使用的比例有下降的趨勢。
沿空掘巷是沿上覆岩層穩定的採空區邊緣或僅留很窄的煤柱掘巷。沿空掘巷優點是:減少了煤炭損失和區段平巷之間的聯絡巷道,減少了巷道維護工作量。沿空掘巷可分為區段跳采接替和區段依次接替兩種方式。沿空掘巷時,掌握好掘進滯後於開採的時間間隔十分重要,一般應不小於3個月,通常為4~6個月。沿空掘巷適用於緩傾斜、傾斜,厚度較大的中厚和厚煤層。
單一走向長壁採煤法適用於頂板易於垮落的近水平、緩傾斜或傾斜薄及中厚煤層。需要說明的是,大采高走向一次采全厚採煤技術(傳統采高為3.5~5.0m)也屬於單一走向長壁採煤法的範疇。隨著近年來大采高開採設備的不斷出現,開採高度上限不斷提高。