自开工以来焦煤一矿所有巷道尺寸
沿空留巷煤柱合理预留宽度研究
2651 前言在多年的开采过程中，众多开采难题制约着发展，其中沿空留巷煤柱留设稳定性是一个较为突出的问题。
沿空留巷是指利用上个采空区的运输巷道或者回风巷道为下个工作面开采提供条件的一种技术，但受到工作面采动影响，此时留巷极易发生垮落变形，留巷煤柱上方覆岩在达到承载极限后会发生断裂，严重影响煤柱稳定性[1-2]，造成巷道报废，严重困扰着煤矿安全生产，所以针对沿空留巷煤柱留设宽度进行研究对于留巷成功与否十分关键[3-4]，此前众多学者对此进行过一定的研究，本文基于前人的研究，对煤柱合理留设宽度进行分析，为矿井安全提升，效益提升做出一定的贡献。
2 矿井概况及数值模拟研究正利矿位于山西省岚县县城东南10km处，井田面积为9.26km 2，设计生产能力1.5Mt/a。
14102综采工作面现开采山西组4#煤层，煤层平均厚度3.5m。
工作面在回采后，此时的煤柱的应力分布情况不仅与巷道掘进和工作面回采支撑压力有关有关，同时其与煤柱宽度有着密切的关系，煤柱与煤柱宽度有关，支撑压力与煤柱宽度存在3种情况：分别为当煤柱宽度较小，此时的支撑压力范围会超过煤柱宽度，此时的煤柱塑性区域增大，由于回采及掘进的影响使得煤柱两侧的 支撑压力暴增，煤柱承担载荷较大，随着支撑时间的不断推移，此时由于覆岩和采动双重作用下，此时的煤柱稳定性进一步被破坏，但塑性区域发生贯通时，此时的煤柱无法 承担载荷，从而发生失稳破坏，严重威胁着矿井安全。
当煤柱宽度较大时，此时支撑 压力影响范围小于煤柱宽度，在巷道回采及掘进双重作用下，此时煤柱两侧的支撑压力值仍会升高，达到支撑压力的峰值，但此时煤柱中间部位仍为弹性区域，煤柱的支撑压力呈现出类似“马鞍”形态，能承担较大荷载，此时巷道稳定性得到有效保障。
当煤柱宽度极大时，此时支撑压力影响范围远小于煤柱压力影响范围，巷道掘进和回采的影响下煤柱两侧的支承压力仍会升高，达到支撑压力峰值时，此时的弹性核区的支撑压力原低于原岩应力。
煤矿开采与掘进：水平大巷布置
在井田内为一个煤层服务的运输大巷
2 1
m2
m1
6 3
48
5 7
（1）煤层距离远 （2）煤层煤质不同，需分装分运 （3）煤层数目少，走向短
在井田内为所有煤层服务的运输大巷。
2 3
I
1
4
5
I
1 2
4
78
5
6
井田内煤层分为若干煤组时， 为一个煤组服务的运输大巷。I NhomakorabeaA
各分组集中大巷之间用主要
石门联系。
谢谢！
运输大巷 回风大巷
B 运输大巷
为水平或阶段运输服务的水平巷道。
作 用
1
轨道运输
轨距一般有600、 900mm两种
2
胶带输送机运输
主要有钢丝芯胶带、 钢丝绳牵引胶带输送 机两种类型
井型 小型矿井
≤60万t 90～180万t
240万t
高瓦斯矿井
矿车类型
1t（固定式）
1t（固定式） 3t（固定式、底卸式） 3t（固定式、底卸式）
《煤矿开采与掘进》
第三章：井田开拓的基本问题 第3讲：水平大巷布置
A
水平大巷
B
运输大巷
C
回风大巷
A 水平大巷
沿井田煤层走向布置， 在开采水平标高处布置 的大巷。
概念
重要性 直接影响到矿井的建井
工期和开拓工程量的大小。
作用 分类
是矿井生产的“大动脉”。 为开采水平多个煤层服务， 服务年限长达数十年之久。
04
对巷道直线度 要求不高，能 适应长距离运
输
02
满足不同煤种 煤炭的分采分
运要求
03
不足
不连续运输， 列车的调度 工作紧张， 其运输能力 受到限制。
煤矿井下抽放钻场质量标准化2011.8.13
中马村矿井下钻孔施工安全质量标准化标准一、瓦斯抽放钻场、钻孔应符合下列规定：（1）钻场应布置在(煤)岩完整处，钻孔数量严格按设计施工。
（2）钻孔必须封孔严密。
封孔深度：岩孔不少于8米，煤孔不少于10米，若煤（岩）壁裂隙影响造成漏气时要加大封孔深度，建议每孔使用8～10袋聚氨脂封孔，孔口用水泥砂浆封孔不少于1m。
钻场内必须保持良好通风，严防瓦斯超限或积聚。
（3）钻场必须悬挂施工图板。
图上必须标明钻孔各种参数（钻孔编号、长度、方位、倾角等）；钻孔管理牌板上应填写单孔流量、单孔瓦斯浓度、单孔负压测定人姓名和测定日期等技术参数，要求每7天测定记录一次，牌板吊挂高度统一距底板1.4m。
（4）钻机开工前将所有连接管路检查，发现漏油及时更换油垫、损坏零部件。
发现漏油不处理者，施工小组成员每人罚5分。
施工组长每人必须携带以下工具及监测仪器：便携式一氧化碳报警仪、便携式甲烷监测报警仪、维修工具、备用O型圈（油垫）、记录用笔和本、更改牌板用笔等必须工具。
少带或不带者扣除当班组长5分。
（5）现场施工环境要求：1)风水三通，管线必须使用塑料电缆吊挂平直，不准使用红绳，铁丝。
风水管路杜绝跑、冒、滴、漏。
2)钻机操作台、推进架、液压泵站间连接油管每两根一组捆绑，吊挂管路所用红绳必须及时回收，发现一根扣责任人1分。
若现场有其他区队所施工的牌板，隔爆水棚等设备，钻机移走后及时恢复清理，按要求保证施工地点整洁。
3)灭火器和黄土箱放置在上风侧，保证正常使用。
灭火器不准使用红绳和铁丝悬挂，放置在专用的灭火器架上，悬挂高度已使用方便为准，黄土箱黄土符合焦煤相关规定，黄土表面必须湿润，不准有煤粉，黄土保持蓬松，易抓取，不合格者重新配置。
以上两样距操作钻工不准超过2m。
4)操作台、钻机推进架、液压泵站打钻结束必须清洗，不准有油泥，煤粉，打钻及时清理，不能清理的将煤拍成规则梯形、洒水降尘。
钻场10m范围内不准存水，必要时在合适地点挖积水坑加水泵排水。
3-1煤各巷道施工方案
高头窑煤矿一水平3-1煤各类巷道施工方案及施工方法1.主要大巷施工方案本矿井设计一水平投产需要施工3-1煤主要大巷1500m，根据钻孔柱状资料分析，主要大巷的巷道类型属于半煤岩巷，施工推荐采用综掘工艺，锚网喷支护，全部铺底，实现无轨运输。
主要大巷间设联络巷。
主要大巷特征一览表表1-1根据矿井设计，大巷和顺槽掘进原计划采用连采掘进机施工，但根据井筒检查孔的资料，巷道底板软，遇水软化易膨胀，连采掘进机不能发挥其最大效用。
现考虑使用综掘工艺掘进。
大巷成巷分掘进、支护、铺底三个环节，因大巷之间设联络巷，回风大巷、辅运大巷采取掘、支、铺混合作业方式施工，胶带运输机大巷采取掘、支混合作业，铺底单行作业方式施工。
2.主要硐室施工方案矿建工程主要硐室有中央变电所、水泵房、中央水仓、井下火药库、皮带机头硐室及其配电硐室、转载联巷装载硐室、风井马头门、3-1煤煤仓等。
2.1.中央变电所、水泵房、中央水仓、井下火药库、皮带机头硐室、皮带转载硐室均采用综掘工艺掘进，井下火药库、中央变电所、水泵房、中央水仓、风井马头门、3-1煤煤仓支护方式为砼砌碹施工，皮带机头硐室、皮带转载硐室支护方式为锚网喷联合支护，施工使用无轨胶轮车运输设备、材料、出矸。
砌碹所使用的砼，在地面砼搅拌站搅拌后，由无轨胶轮车运至施工地点。
由于硐室断面较大，且岩层不稳定，需采用导硐法成巷。
其中变电所、水泵房、火药库采用一侧导硐方法施工；皮带机头硐室、皮带转载硐室采用中央上层导硐方法施工，所有炮掘硐室均采用光爆工艺。
2.2.电缆、管路通道和泄水孔。
为了减少电缆和管路的数量，结合本矿井的开拓方式，从中央变电所通至2-3煤的电缆和管路，通过1个Φ1400mm的钻孔，分别通至2-3煤的胶带运输机大巷和回风大巷。
原设计的2-3煤泄水巷，工程量大，且施工难度较大，也改用钻孔泄水。
大口径钻孔采用反井钻的方法施工。
施工钻孔的主要工艺，一是钻机安装，二是正向钻进，三是反向提升。
采区巷道布置及参数-有图片
第一节 采区上山布置
五、采区上（下）山运输
(二) 轨道上山 轨道上山担负采区辅助运输工作。辅助运输量相 对于煤炭运输来说比较小，例如矸石一般只占出 煤量的10%左右。而且货流不同，运输设备也有 所区别。
第一节 采区上山布置
五、采区上（下）山运输
(二) 轨道上山
矸石要用矿车装运，某些设备或材料要用平板 车运送，而人员需要乘专用的人车上下。目前， 采区辅助运输一般采用绞车串车运输方式。
(二) 岩石上山 (1) 岩石上山布置要求
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）
岩石上山应距煤层1020 m
8~10m 1 20~25m
12~14m
2
第一节 采区上山布置
一、采区上山位置
(二) 岩石上山
① ② 岩石上山优点： 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，防自燃有利； 不受煤层倾角影响，可定向按坡度取直掘进。 合理处理上山与平巷的相交工程，绕道工程量小。 岩石上山缺点: 岩石工程量大。
(4) 双岩一煤上山 2.适用条件 开采煤层数目多，厚度大，储量丰富的采区。 瓦斯、水大的采区。
3
8~10m
1
12~14m
2 10~15m 10~15m (d)
第一节 采区上山布置
四、采区上山数目及巷道布置类型
(5) 三岩上山
1.布置特点
三岩上山均置于底板岩层中；走向间距：三条巷道 相距1015m；层位上：1和3位于同一层位；2低24m。
2.适用条件
煤层多，储量丰富，瓦斯大、 水大的采区。
8~10m 3 10~15m
12~14m 1 10~15m 2
煤矿掘进作业规程
第一章概况第一节概述一、巷道名称本《作业规程》掘进的巷道为:二、掘进的目的及用途三、巷道设计长度及服务年限设计长度：m，巷道设计倾角°。
服务年限：月四、预计开竣工时间开工时间：年月竣工时间：年月第二节编写依据一、掘进地质说明书及批准时间地质说明书名称：批准时间为：二、掘进施工设计施工设计名称：批准时间为：第二章地面位置及地质情况第一节地面相对位置及邻近采区开采情况井上下对照关系表第二节工作面顶底板综合柱状图第三节地质构造第四节水文地质第三章巷道布置及支护说明第一节巷道布置平面图此处要求设计巷道要突出，粗双虚线表示，线条宽度为1mm第二节支护设计简单说明用该支护方式能否满足生产要求。
一、支护参数与要求二、巷道支护设计断面图第三节支护工艺一、支护方式的主要参数自行设计表格说明巷道支护的主要参数及支护材料的主要参数二、支护工序安排三、支护要求说明巷道的荒高、荒宽、净高、净宽，及巷道断面积，并且详细说明巷道施工过程中的支护质量标准要求。
第四章施工工艺第一节施工程序第二节凿岩方式一、本规程所有巷道均采用打眼放炮的掘进方法进行掘进。
二、打眼工具第三节爆破作业一、爆破条件：二、爆破指标三、爆破说明表四、炮眼布置图炮眼布置及说明：1、炮眼布置分为掏槽眼（）；周边眼（）…………；2、炮眼装药量为掏槽眼每孔装药量Kg；周边眼每孔装药量Kg，每孔必须装个炮泥。
3、必须正向装药，串联放炮，采用雷管爆破。
4、掘进循环进度m，每班两个循环，班进度m。
5、爆破顺序为眼→眼→眼→眼→眼第四节装载与运输一、装载方式二、运输方式三、装载设备运输方式表第五节管线敷设第五章生产系统第一节通风一、通风方式及供风距离二、风量计算按照焦作煤业（集团）有限责任公司“一通三防”管理规范有关通风参数计算的规定，进行计算和验算。
该掘进工作面拟选定使用局部通风机供风，该通风机的风量范围为m3/min。
（一）风量计算1、按瓦斯涌出量计算：2、按一次爆破所需炸药量计算：3、按工作地点交接班最多人数计算:4、经计算比较选用Q3 = m3/min作为该巷道掘进工作面需要风量。
巷道断面图
第一章概况第一节概述一、巷道名称：西翼K3运输巷和回风上山二、巷道掘进目的及巷道用途：巷道掘进目的是为了解决明年生产的接替及西翼K3准备工作面形成单独的回风系统。
三、巷道设计长度及服务年限巷道的设计长度：运输平巷150m，回风上山100m；巷道的服务年限：至矿井西翼K3煤层回采完毕约3年。
四、预计开、竣工时间经矿委会议研究决定，本巷道预计2011年3月开工，预计2011年5月底竣工。
第二节编写依据《煤矿安全规程》、《煤矿操作规程》、《国有煤矿安全质量验收标准》、《工种岗位责任制》、《矿山安全法》、《矿山安全条例》、《矿山安全监察条例》及公司下发的《安全生产管理制度汇编》。
第二章地面相对位置及地质水文情况第一节地面相对位置及邻近开采情况第二节岩层赋存特征矿区范围内出露地层由老至新依次有：二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2β）、宣威组（P2X）、三叠第下统卡以头组（T1k）、飞仙关组（T1f）、永宁镇组（T1y）及第四系（Q）。
现分述如下：（一）二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2β）块状玄武岩、玄武质凝灰岩、呈细晶等粒结构，具杏红状结构，属一套火山岩建造，于茅口组灰岩之上和宣威煤组之下呈假整合接触关系。
区内地表未出露，据邻区资料厚约300～500m。
（二）二叠系上统宣威组（P2X）为一系列粉砂岩、泥岩、细砂岩夹煤层组成的连续沉积含煤岩系，地层厚度约226～251m，平均233m，按岩性组合、特征不同划分为二段。
1.宣威组第一段（P2X1）：自玄武岩顶到K1煤层底。
出露于矿区东部外围，厚100～140m，由薄至中厚层状中砂砾岩、细砂岩、粉砂岩、煤线及厚度小于0.30m的不可采煤层，与下伏玄武岩（P2β）地层呈假整合接触。
2.宣威组第二段（P2X2）：自K1煤层底板至K3煤层顶板上部约18m，出露于矿区南东部及外围，平均厚113m，岩性主要为细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及煤层。
本层含煤线及煤层9～23层，为矿区主含煤段。
煤矿巷道断面尺寸计算表(全)
每米三心拱形巷道掘砌工程量计算公式
顺序 1 砌拱所需材料
项目
单位 米³
拱璧等厚 V1=1.33(B+T)T
计算公式 拱璧不等厚
V1=1.33(B+T)[(T+d0)/2+δ]
2 砌壁所需材料 3 基础所需材料
充填所需材料 4 充填基础所需材料（有水沟）
充填基础所需材料（无水沟)
基础掘进体积（有水沟） 5
3700 6100 6800 7400
6 7 8 9
10 DK618-6-25 9˚31´38˝ 4287
4713
900
10
11 12 13 14 15 16
DK624-3-6 DK624-4-12 DK624-5-15 DK918-3-9 DK918-4-15 DK918-5-20
18˚55´30 ˝14˚15´00 ˝11˚25´16 ˝18˚55´30 ˝14˚15´00 ˝11˚25´16 ˝
H1=h3+h0+d0
7
巷道的计算掘进高度
毫米 H2=H1+δ
H2=H1+δ
8
巷道的净宽度
毫米 单轨B=a+c 双轨B=a+b+c
单轨B=a+c 双轨B=a+b+c
9
巷道的设计掘进宽度
毫米 B1=B+2T
10
巷道的计算掘进宽度
毫米 B2=B1+2δ
11
净断面
米² S=B(0.39B+h2)
12
掘进断面积
米³ V4″=(m1+2m2+2T+3δ+e)δ
V4″=(m1+2m2+2T+3δ+e)δ
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自开工以来焦煤一矿所有巷道尺寸
1、1780回风石门67.2米、转弯7.6米、正石门66.5米，总141.3米。
2、1780三煤回风顺槽303.9米。
3、副井1780平巷39.6米，劈帮12.1米。
4、1740石门320.8米。
5、1740三煤253.2米。
6、1740车场44.5米。
7、1740牛鼻子23米。
8、风井材料下山81.5米。
9、1700绕道76.2米（小断面）、30.1米（大断面）。
10、水仓通道14.9米。
11、机电硐室通道10.6米。
（水仓跟前的）
12、机电硐室大巷36.7米。
13、机电硐室通道7.5米。
14、水泵房通道10.02米、水泵房26.2米。
15、管子道10米（平巷）、28.7米（斜巷）、15.1米（平巷）总53.8米。
16、1700区段运输联络巷23.4米。
17、1700区段运输大巷125.9米。
18、1700回风平巷45米。
19、1700回风上山25.2米，平巷8.9米。
20、安全出口浇注17.35。
21、1740二煤运输顺槽108.5米。
22、1780二煤回风顺槽267.3米。
焦煤公司一矿
2011-10-18。