为双巷布置，盘区上山与区段平巷以溜煤眼和材料斜巷联系，大巷与轨道上山以盘区材料上山联系。 ? 二、条带式准备方式
? 图10—5所示为条带式准备方式。条带式内开采三层薄及中厚近距煤层，运输大巷1布置在煤层群底板岩石中，回风大巷2布置在最下煤层中。采煤巷道采用分层布置和对拉工作面布置。
? 采煤工作面的煤经工作面运输巷6运入煤仓4，在运输大巷1装车外运；材料从运输大巷1经材料斜巷3、工作面回风巷7进入采煤工作面；新鲜空气从运输大巷1经进风行人斜巷5、工作面运输巷6进入采煤工作面，清洗采煤工作面的污浊空气经工作面回风巷7、材料斜巷3进入回风大巷2排出。
条带准备方式中工作面按推进方向，分为仰斜开采和俯斜开采两种。一般来说，采煤工作面向大巷方向推进，对于工作面通风和巷道维护比较有利。因此，在开采近水平薄及中厚煤层时，煤层顶板及其它地质条件没有特殊要求时，往往采用大巷上方的煤层俯斜开采，大巷下方的煤层采用仰斜开采的方式。 ? 条带式准备方式的采煤工作面可以按单工作面布置，也可以成对的按对拉工作面布置。由于工作面沿煤层走向呈水平状布置，工作面输送机效能不受煤炭运输方向的影响，同时工作面风流也不存在上行和下行的问题，通风状况良好。所以条带式准备方式巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，建井工期短，投产快；运输系统简单，占用设备少，运输费用低；采煤工作面长度在整个采煤期间保持不变，为采用综采设备创造了良好的条件；煤炭损失少，回收率高；通风系统简单，通风设备少；对某些地质条件的适应性强。但是，倾斜巷道掘进工程量大，效率低；倾斜巷道长，辅助运输比较困难；当煤层沿倾斜起伏较大时，巷道积水不易解决；而且大巷装车站多。
? 条带式准备方式适用于下列条件：倾角为12°以下的薄及中厚煤层，走向断层不发育，沼气涌出量和涌水量不大的煤层。 第三节 准备方式中的几个主要问题 ? 一、回采巷道布置 ? （一）单煤层区段平巷
? 每一个采煤工作面必须具有两条平巷，工作面下段布置运输平巷，上段布置轨道平巷（回风平巷）。当煤层倾角较大时，轨道平巷多沿煤层顶板挂腰线掘进。运输平巷尽量分段取直，以折线布置。除第一区段煤层回风平巷必然单巷布置外，其他各区段煤层平巷，可单巷布置，也可双巷布置
从生产实践中，双巷布置比单巷布置方便，故多为双巷布置。但当煤层埋藏平稳，顶底板条件较好，特别是薄煤层采用巷旁支护维护巷道不成问题时，可考虑采用单巷布置。
? （二）分层平巷布置
? 厚煤层分层开采时，各分层平巷相距很近，相互有联系。从各分层平巷的相互关系来说，基本上有以下几种基本类型：倾斜式、水平式、重叠式和混合式。
? 1．倾斜式布置：内错式与外错式
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? 这种方式的各分层平巷是按25°~35°角成倾斜式布置，一般适合于倾斜角小于15°~20°的煤层。
? 内错式布置就是下分层巷道位于上分层巷道的内侧，位于上分层采空区下面。
? 外错式布置下分层巷道位于上分层巷道的外侧，位于分层煤柱下面。
2．水平式布置
? 当煤层倾角大于20°时，通常采用水平式布置，如图4—7所示。 3．重叠式（垂直式）布置
? 各分层平巷沿铅垂线呈重叠式布置，如图4—8所示。 二、上（下）山的数目、位置和布置方式
? 上（下）山是准备方式中重要的运输、通风巷道，而且服务时间较长。
（一）上山条数的确定
? 在一般情况下，采区布置两条上（下）山（一条运输上山、一条轨道上山），就能满足采取运输、通风和行人的需要。随着生产的发展，常常需要增加上山数目， ? 例如：
? 1．生产能力很大的特厚煤层采区和联合布置采区。
? 2．产量较大，沼气涌出量也很大的采区，特别是下山采区。 ? 3．产量较大，经常出现上下区段同时生产，需要简化通风
系统的采区。
? 4．运输上山和轨道上山均布置在底板岩石中，需要探清煤
层情况，或为提前掘进其他采区巷道的采区。
（二）上山布置的方式
? 1．两条煤层上山 ? 2．一岩一煤上山 ? 3．两条岩石上山 ? 4．两岩一煤上山 ? 5．三条岩石上山 三、采区生产能力
采区生产能力是采区内采煤工作面和掘进工作面产量之和，依单位时间内所生产的煤量计算，一般以采区日产量（t/日）或年产量（万t/年）表示。 近年来，由于采煤机械化水平不断提高，机采工作面平均月产可达两万吨，最高可达10万t。大型联合布置的采区，一般年产为45~60万t，有的高达百万吨以上。 高产、稳产工作面为采区集中生产创造了有利条件，集中生产联合布置的采区，又促进了高产稳产工作面的发展。采区集中、机械化生产在技术经济上具有很大的优越性。 加大采区生产能力，实现采区集中，机械化生产，是煤炭工业发展的方向，但是在确定采区生产能力时，要根据具体条件，作具体分析。 四、采区走向长度
? 合理的采区走向长度，对于提高矿井及采区生产技术经济指标，保证采区高产稳产具有密切联系。
? 随着采区生产能力的增加，采区走向长度需相应增加，否则采区服务年限过短。
? 机械化开采及工作面推进速度加快，同时将给工作面机械设备的搬迁带来困难，因此，必须加大采区走向长度，充分发挥机械效能，减少工作面搬迁次数，减少辅助工时，提高劳动生产率。
一般情况下，双面采区的走向长度为800m~1000m，对于综采工作面，有条件的应尽量跨越上山（下山或石门）回采，其采区走向长度一般为1000m~1500m，当不能跨越上山（下山或石门）回采时，其采区走向长度一般为1500m~3000m，对于底板松软、巷道维护困难、地质构造复杂或自然发火期短的煤层，以及装备水平低的小矿，采区走向长度可适当缩短。 ? 五、工作面长度
? 工作面长度合理与否，要看它能否促进工作面高产、稳产。一般说，加大工作面长度可获得较高的产量，能提高劳动生产率，降低吨煤成本。同时，较长的工作面，可以减少区段数目，因而减少区段平巷掘进工作量和护巷煤柱损失。但是，工作面过长，将降低工作面推进速度，降低循环率，不利与高产、稳产及降低成本。 ? 六、采区车场、煤仓和装车站
? 采区车场是采区上（下）山与区段平巷或阶段运输大巷连接处一组巷道和硐室的总称，是采区巷道的组成部分。根据所处的位置，可分为上部、中部和下部车场。
? 1.上部车场
? 上部车场是采区上山和区段回风巷之间的联络巷道。并担负运输、通风和行人的任务。其基本形式有两种：甩车场和平车场。
? 2、中部车场
? 在煤层中布置上山时，多采用单向斜甩绕道式车场。
3、下部车场
是采区和阶段运输大巷连接的枢纽，最常用的是绕道式车场。
? 七、采区采出率
? 采区内留设的煤柱，有一部分可以回收，有的煤柱往往不能完全回收，致使煤炭资源损失。因此，采区实际采出的煤量低于实际埋藏量。采区内采出的煤量与采区内工业储量的百分比称为采区采出率，其计算公式为
采区工业储量一开采损失
采区采出率= ———————————— ×100% 采区工业储量
? 采区开采损失主要指采区内各种煤柱损失及工作面回采中的落煤损失。为了提高采区采出率，在采区巷道布置上应积极采取措施，少留煤柱或不留煤柱，并尽量减少落煤损失。
? 厚煤层不低于0.75，中厚煤层不低于0.8，薄煤层不低于0.85；工作面采出率：厚煤层分层工作面不低于0.93，中厚煤层不低于0．95，薄煤层不低于0．97。
? 八、采区煤柱尺寸
? 确定保护煤柱合理尺寸，取决于煤层所承受的压力大小和煤柱本身的强度。通常煤层埋藏深、厚度大、围岩软时煤柱承受的压力就大。煤柱强度取决于煤层的力学性质，煤柱尺寸，同时也与巷道支护情况及巷道维护时间有关。 ? 到目前为止，虽然有许多计算煤柱尺寸的方法，但都不能全面和准确地反映所有因素对煤柱尺寸的影响。因此采区煤柱尺寸的确定必须通过具体矿井进行实际观测和总结大量现场实测资料解决。以下各种煤柱尺寸可供参考。
? （1）采区上山（下山）煤柱沿走向一侧宽度
? 薄及中厚煤层 20 m ? 厚煤层 30～40 m
? （2）区段一侧煤柱宽度
? 薄及中厚煤层 8～15m ? 厚煤层 15～20 m
? (3）主要运输大巷，总回风巷沿煤层布置，上下每一侧煤柱宽度
? 近水平煤层 不小于40 m ? 缓斜煤层 25～40 m ? 倾斜煤层 15～25 m ? 急斜煤层 10～15m
? (4）相邻采区之间隔离煤柱宽度一般为10 m.
? (5)断层煤柱尺寸应根据断层落差，含水性等具体情况而定。落差大含水量丰富的断层一侧留设30～50 m煤柱；落差小的一侧可留10～15ｍ煤柱；再小可以不留煤柱。 第11章 矿山压力及其控制 第一节 煤层围岩分类
? 围岩的性质，尤其是它的力学性质对采掘工作面的压力显现影响最大。 ? 岩石通常为脆性体，有些为弹塑性体，它的力学性质表现为： σ压＞σ剪＞σ弯＞σ拉
? 抗拉强度远小于抗压强度，一般抗拉强度只有其抗压强度的 1/15～1/20
? 岩石破碎通常表现为拉性；有时也表现为剪性，如弹塑性岩石。
? 由于岩石为非均质体，组成的成分又不同，再加原生和次生的影响，从而形成了它的复杂的力学性质—异向性。例如，岩层中具有层理、节理等弱面，沿这些弱面方向的岩石抗拉强度，远小于其它方向的抗拉强度，有些甚至完全失去抗拉能力。又如虽属同种岩石，由于构造裂隙影响，它们的力学性质，往往相差很大。
? 对采煤工作面影响最大的围岩是煤层顶部岩层。因此，通常在研究煤层围岩性质时，重点研究煤层顶板性质，至于煤层底部岩层，只有在急倾斜煤层开采时，才具有实际意义。
? 根据我国岩层的实际情况，一般把直接顶分为三类：
? 一类直接顶（不稳定）——回采时不及时支护，很易造成局部冒顶，如页岩、煤皮、再生顶板等；
? 二类直接顶（中等稳定）——顶板虽有裂隙，但仍比较完整，如砂质页岩；
? 三类直接顶（稳定）——顶板允许悬露较大面积而不垮落，直接顶完整，如砂岩或坚硬的砂质页岩。
? 基本顶（老顶）分类尚无统一规定，现根据基本顶对工作面的压力（初次和周期来压）及初次来压的步距，把老顶分为四类介绍如下：
? Ⅰ类基本顶——初次和周期来压不明显，来压时缓和无冲击。来压的大小相当于或小于6～8倍采高的顶板岩层重量。初次来压步距大于25m。
? Ⅱ类基本顶——初次和周期来压很明显，来压的大小相当于8～12倍采高的顶板岩层重量。初次来压步距大于25m～50m。
? Ⅲ类基本顶——初次和周期来压强烈，来压的大小相当于12～14倍采高的顶板岩层重量。初次来压步距大于25m～50m。 ? Ⅳ类基本顶——平时顶板无压力，采空区悬露面积达几千甚至上万m2不垮落，初次和周期来压时，顶板垮落常形成狂风、巨响。初次来压步距大于50m，甚至可达100m～150m。这种顶板多为极坚硬的厚砂岩或砾岩。
第二节 工作面矿山压力的显现规律 一、支承压力
? （一）支承压力的形成
? 当煤体未采动前，煤体内的应力处于平衡状态，煤体上所受的力为上覆岩层的重力γH（γ—岩层的容重，t/m3；H—煤层距地面的深度，m）。
? 当在煤体内开掘切眼后，破坏了应力的平衡状态，引起应力重新分布。这时在切割眼上部顶板内形成了自然平衡“压力拱”。切眼上部岩体重量Q由两侧煤壁平均分担。因此，在切割眼两帮煤体中，产生了应力集中现象，这种集中应力称为支撑压力。它的大小为原始应力γH的1.25～2.5倍，最大值可为原始应力的2～4倍或更大。
? 由于“压力拱”的存在，切割眼处于减压状态。随着工作面推进，切割眼扩大了，“压力拱”破坏而消失，在工作面前方的煤体中，同样产生支承压力带，其范围自工作面前方2m～3m起直至10m～45m，有时可达近100m，最大支承压力区，约距煤壁5m～15m左右；在工作面后方，当采空区充填物压实到一定程度后，也产生支承压力带。前后两个支承压力带，随工作面推进而移动，即移动支撑压力。 ? 从图看出，由于采动影响的结果，在工作面前方煤体中和工作面后方的采空区内，根据压力分布不同可分为三个区： ? a——增压（支承压力）区，它的应力大于原始应力； ? b——减压区，它的应力小于原始应力； ? c——稳压区，它的应力等于原始应力。