壁式采煤法.docx

《壁式采煤法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《壁式采煤法.docx（16页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、中国采煤方法论述摘 要中国是世界上觉察、开采和利用煤炭最早的国家之一，目前是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭在中国能源构造中约占 70% 。煤炭工业在中国是国民经济的根底产业，中国煤炭工业进展过程中，采煤方法是煤矿生产力量的中心环节和打算性因素。本文结合煤层赋存的地质条件、开采技术水平、经济等因素来介绍和比较中国现代主要实际应用的几种采煤方法。关键词现代; 开采技术；实际应用；采煤方法;一、采煤方法的概念采煤方法指采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互协作。不同的矿山地质及技术条件，可有不同的采煤系统和回采巷道相互协作，从而构成了不同的采煤方法。采煤方法主要由采煤系统和采煤工艺组

2、成。采煤系统指采区内的巷道布置以及与采煤工作面之间在时间上的协作和在空间上的相互位置关系。通常是由一系列的预备巷道和回采巷道构成的。采煤工艺回采工作面所进展的破煤、装煤、运煤、顶板支护和采空区治理等各部工序在时间上的安排和空间上的协作称为采煤工艺，也称回采工艺。二、采煤方法的分类由于煤层的赋存状态和开采技术的不同，形成了种类繁多的采煤方法。按其主要的开采技术特征，首先有露天开采和井工开采之分。通过开掘井巷将煤炭采出的方法称为井工开采(也称地下开采)。直接从地表揭露并采出煤炭的方法称为露天开采。与露天开采相比，井工开采要简单和困难。我国煤炭开采主要为井工开采。井工开采大体上可分为壁式体系和柱式体

3、系两大类，如图表 1 所示。一壁式体系采煤法长壁体系采煤法一般以工作面的开采长度为主要特征。一般而言，长度在50m 以上的采煤工作面称为长壁工作面。长壁体系采煤法是我国目前应用最普遍的一种采煤方法，其产量约占我国国有重点煤矿的 95以上。壁式体系采煤法的分类有如下类型：按煤层倾角大小，可分为近水平、缓斜、中斜煤层采煤法和急倾斜煤层采煤法。按工作面布置和推动方向不同，分为走向长壁和倾斜长壁采煤法。按采煤工艺不同，采煤方法可分为爆破采煤法(炮采)、一般机械化采煤法(普采)和综合机械化采煤法(综采)。按采空区处理方法不同，分为全部垮落采煤法、煤柱支撑(刀柱)采煤法和充填采煤法。技煤层厚度和开采方式不

4、同，分为整层采煤法和分层采煤法。整层开采可分为单一长壁采煤法、放顶煤采煤法和掩护支架采煤法。分层开采又分为倾斜分层采煤法、水平分层采煤法、斜切分层采煤法和水平分段放顶煤采煤法。1. 单一走向长壁采煤方法单一走向长壁采煤法的主要特点是长壁工作面沿煤层倾向布置，沿走向推动。通过机械一次将整层煤采出的采煤法，主要用于近水平、缓倾斜、中斜煤层。1.1 采区巷道布置和生产系统单一走向长壁采煤法的采区巷道布置可分为双面采区和单面采区两类。(1). 双面采区巷道布置方式所谓双面采区是指在采区走向长度较大时，将采区上下山布置在采区中间， 为采区两冀的回采工作面效劳的形式、如图 101 所示。由图可知，采区沿倾

5、斜方向划分二个区段，每个区段布置两个工作面。巷道的掘进挨次是：当采区运输石门 1 开掘至煤层四周时，开掘采区下部车场(包括装煤车场 3 和材料车场 4)。在采区中心沿煤层向上掘进运输上山 5 和轨道上山 6(两上山相距 20 m)直到采区上部边界与采区回风石门 2 联通，形成通风系统。在轨道上山的终点处开掘绞车房 7 和上部车场 8。为形成第一区段的回采工作面，在第一区段下部开掘中部车场 9，然后向采区两翼双巷掘进第一区段运输平巷 l0 和其次区段回风平巷 11 至采区边界(两巷倾斜间距一般为 815m，作为区段隔离煤柱)。双巷掘进时回风平巷 l1 应超前运输平巷 10 约 100150 m，

6、以便为运输平巷探明方向并起探煤作用。沿走向每隔 80l00 m 掘联络巷 12 连通 10 和 11。在采区上部，从上部车场 8 向两翼掘第一区段回风平巷 13 至采区边界。在采区边界从区段运输平巷 10 沿煤层向上掘开切限，与区段回风平巷 13 连通。此外， 还要开掘采区煤仓 14 和采 K 变电所 l 5 等。当上述巷道及硐室掘完后，安装完所需要的各种机电设备，便形成了完整的采区生产系统，即可投入生产。 随着第区段的投产，应准时预备其次区段的中部车场 9、回风平巷 11、运输平巷 10和开切眼。在第一区段回采完毕前，应将其次区段需要的设备安装、调试完毕，以保证回采工作面的正常按替。同理，

7、其次区段回来完毕前，应做好第三区段的预备工作。这种先采一区段，后采二、三区段、由上而下的挨次，称为区段下行式开采挨次。(2). 采区生产系统采区生产系统由采区正常生产所需的巷道、硐室、装备和动力供给等组成。主要包括：运煤系统、运料排歼系统、通风系统、供电系统、压气和供水系统等。这里主要介绍运煤、运料排歼、通风、供电系统。运煤系统如图 101 所水，回采工作面采出的煤炭，经采区运输平巷 10 转入运输机上山 5，进入采区煤仓14，在采区下部车场3 装入矿车，用电机千牵引，出来区石门 1 经主要运输大巷至并底车场，再出主井提升至地面。.通风系统采区通风般要求避开乏风下行，因瓦斯比空气轻，下行回风瓦

8、斯易在高处积聚，影响安全。丁作向所需的颖风流从采区运输石门 1 进人采区，经下部材料车场 4、轨道上山 6、中部车场 9，分两翼经区段回风平巷 11、联络巷 12， 区段运输平巷 10 进入回采工作面，清洗工作面后，右翼的乏风经上区段回风平巷 13(左翼由区段回风巷 13 经上部车场 8 汇人右翼区段平巷 13)进入采区回风石门 2 排人矿井总回风道。掘进工作面所用的颖风流，从轨道上山 6 经中部车场 9分两冀送至区段平巷 11，在平巷 11内用扇风机(局部通风机)送进工作面。乏风则从区段运输平巷 10流出，经运输上山 5 至采区回风石门 2 排至总回风平巷。采区绞车房 7 和采区变电所 15

9、 所需的颖风流由轨道上山 6 直接通入。绞车房的回风经联络巷近人采区回风石门 2。变电所的回风经运输上山 5 进入采区回风石门 2 中。为使风流能按上述路线流淌，须在相应地点设置扇风机、风门和风窗来调整。.运料排开系统采区下、中、上部车场、轨道上山及各区段的回风平巷内均铺设有轨道。并与大巷接轨。材料或设备从采区运输石门 1 进入、经采区 TJ 部车场 4、轨道上山 6 到上部车场 8，经上区段回风平巷 13 送至回采工作面。区段回风平巷 11、11和区段运输平巷 10、10所需的材料和设备，从轨道上山 6 经中部车场 9、9送入。掘进巷道时所出的煤和矸石，利用矿车从各平巷运出，经轨道上山 6下

10、放到来区下部车场 4，再经采区运输石门 1 运出。.供电系统高压电缆由井下中心变电所经大巷、采区运输石门、下部车场、采区变电所， 降压后的低压电由电缆分别引向回采和掘进工作面四周的配电点绞车等用电地 点。1.2. 区段平巷的布置方式回采巷道直接效劳于工作面，由区段平巷和开切眼组成。直接为回采工作面效劳的区段平巷，一是运煤和进风用的运输平巷，一般布置在工作面的下部。二是回风和运料用的回风平巷，一般布置在工作面上部。区段平巷必需布置在煤层中，可以双巷布置，也可以单巷布置。(1). 双巷布置方式图 l01 中区段平巷即为双巷布置方式，即上一区段运输平巷和下一区段回风平巷两巷同时掘进成巷的布置方式。其

11、特点是：掘进工作较安全，采掘互不影响，掘进丁作面通风也较便利。但回风平巷 11 的维护时间较长，特别是受上区段回采时的压力影响，维护比较困难。此外，同上区段运输平巷与下区段回风平巷之间留有煤柱保护巷道，使煤炭损失增加。(2). 单巷布置方式指一条区段平巷单独掘进成巷的布置方式。区段运输平巷承受单巷布置，目前有两种方法，是沿空掘巷，即随着工作面的不断推动回采后即报废。待上区段回采完毕，顶板活动稳定后， 再紧靠上区段采空区边缘掘下 区段的回风平巷；二是沿空留 巷，即在上区段工作面回采后， 实行措施维护好工作面的下部 平巷作为上区段工作面回风平 巷。二、单面采区巷道布置所谓单面采区是指将采区 上 (

12、下)山布置在采区一侧边界上， 仅为一翼工作面效劳如图 103所示，巷道布置与生产系统根本上相当于双面采区的一翼，亦可承受单、双区段平巷布置。单巷布置方式的特点是：可以削减煤炭损失，节约掘进费用，缓和采掘连接的紧急关系。通常区段运输平巷与运输上山相通，区段回风平巷与轨道上山相通。双面采区布置的优点：双面采区可布置两个回来工作面同时生产，有利于集中生产，扩大采区生产力量；采区走向长度较长，可达 1.52.0 km，阶段内的采区数目相对削减，削减了采区上山和车场的开掘费用。同时削减了上山运输设备的安装、拆移工作， 可提高劳动生产率；由于阶段内采区数日的削减，采区间的保护煤柱损失削减， 有利于提高采区

13、回来率；生产和装载工作比较集中，治理便利。 双面采区布置存在的缺点：通风系统和采区中部车场较简单，采区的一冀存在反向运输；要求地质条件比较简洁等。不难看出双面采区优点较多，在条件适宜时多承受双面采区布置方式。但近年来，随着综合机械化采煤的进展，在条件允许的状况下，承受单面采区布置方式，更有利于实行连续开采。1.3. 采煤工作面布置形式采煤工作面布置也有单工作面和双工作面两种布置形式。图 101 所尔为单工作面布置形式。在区段上部和下部各布置一条平巷，预备出个采煤工作面。图 104 所示为双工作面布置形式。双工作面俗称对拉工作面，就是利用三条区段平巷预备出两个回来工作面。采煤过程中，中间的区段平

14、巷铺设输送机作为区段运输平巷，上工作面采出的煤炭向下运送到区段运输平巷，下工作面采 11 的煤炭向上也运到区段运输乎巷，再集中运送到采区运输上山。上下两条平巷内铺设轨道，分别为两个工作面运送材料及设备。由于下工作面的煤炭是向上运输， 运输阻力增大故工作面长度应依据煤层倾角的大小及输送机的力量而定。下工作面的长度应比上丁作面短一些。上、下工作面的通风方式主要有两种：一种是由中间运输平巷进风，分别清洗上、下工作面，由上、下区段轨道平巷回风，或者从上、下平巷进风，由中间的运输平巷回风，都存在一个工作面为下行风的问题。这种方式只适用于瓦斯涌小量较低且煤层倾角不大的状况下。其次种是由下部区段轨道平巷及中

15、间运输平巷进风，由上部轨道平巷集中间风的串联掺通风方式。这种方式存在上工作面风速可能超限和上工作面风流质量差的问题。要依据倾角和瓦斯涌出量，按煤办安全规程规定选择适宜的通风方式。在采煤过程中，上、下工作面之间一般要保持不超过 5m 的错距，并在上、下工作面与运输平巷交汇处用木垛加强支护，不然会造成实采空区一侧的运输平巷维护困难。上、下工作面均可超前开采，但推动速度应保持全都。当煤层含水时，般承受下工作面超前的双工作面的明显优点是削减了区段平巷的掘进量和相应的维护量及费用。提高了采比率。两面同采并共用一条运输平巷，削减了设备，生产集中，便于治理且提高了效率。双工作面一般用于煤层倾角小于15， 顶

16、板中等稳定以上、瓦斯含量不大时的炮采和普采。2. 倾斜长壁采煤法2.1. 采区巷道布置特点回采工作面沿煤层走向布置，按煤层倾斜方向推动的采煤方法称为倾斜长壁采煤法。倾斜长壁采煤法可分为单一薄及中厚煤层倾斜长壁采煤法、厚煤层倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法及近距离煤层群倾斜长壁采煤法。按工作面的推动方向的不同可分为仰斜长壁开采和俯斜长壁开采。此法适用于倾角小于 12的煤层，可以选择炮采、普采和综采工艺。2.2. 采区巷道布置类型和生产系统(1). 单一薄及中厚煤层倾斜长壁采煤法的巷道布置用倾斜长壁采煤法开采单一薄及小厚煤层的巷道布置如图 121 所示回风大巷布置在煤层中，两巷相距 2030 m。掘

17、进挨次：自运输大巷 1 开掘条带下部车场和进风行人斜巷 7，掘进条带运输巷 4 至上部边界。由于大巷 1 在煤层中开掘，为了形成肯定的煤仓高度，条带运输斜巷 4 应接近煤仓处，应向上抬起，进人煤层顶板。同时，自大巷1 沿煤层倾斜向上掘进条带回风斜巷 5。该巷与回风大巷 2 相交掘进到上部边界后， 开掘开切限，即可进展回采。每个回采工作面长度为 120150 m工作而俯斜连续推动长度可达 1000 m 以上，直至保护回风大巷的煤柱边界。在运输斜巷 4 中可铺设胶带输送机，在下作面四周设一台刮板输送机或转载机；运料斜巷；铺设轨道，一般用多台小绞车串联运送材料，小绞车体积小，可不设绞车房硐室，将小绞

18、车设于巷道一侧即可。在转运处巷道宜设一段平坡。煤的运输系统：自回采工作面 3运输斜巷 4条带煤仓 6运输大巷运出。通风系统：运输大巷 1进风行人斜巷 7运输斜巷 4回采丁作面 3回风运料斜巷 5回风大巷 2 排出。(2). 厚煤层倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法巷道布置及生产统如图 122 所示：运输大巷、轨道大巷、回风大巷均布置在煤层底板。掘进挨次：在分带两侧距煤层底板1015m 处，从运输大巷1 沿倾斜向上开掘分带岩石集中运输巷 4 和集中回风轨道巷 5，以联络斜巷进人煤层，联络斜巷间距为 120150 m。进入煤层后，掘分层超前巷后退采煤。分层巷道和共用巷道的联系方式，可以承受双斜巷联系方

19、式，亦可以承受垂直溜煤眼和材料斜巷的联系方式，应依据具体条件按技术经济合理性来确定。本例承受双斜巷布置，即在轨道集中巷和运输集中巷分别掘岩石联络平巷，再向两个方向掘斜巷联系。运输系统：自采煤工作面 17分层分带运输巷 6，运输斜巷 8岩石运输联络乎巷 10分带岩石集中运输巷 4带区煤仓 15运输大巷 l。材料与设备运输：从运输斜巷 19分带岩石集中轨道巷 5运料联络平巷 11回风运料斜巷 9分层分带轨道回风斜巷 7工作面 17。另外，局部物料可由轨道大巷 2、进风(运输)斜巷 14 进入机轨合一巷 4。通风系统：风由大巷 1、2进风运料斜巷 14分带岩石集中运输巷 4岩石运输联络巷10进风运料

20、斜巷8分层分带运输巷6工作面17分层分带回风巷 7回风运料斜巷 9运料联络平巷 11岩石集中回风轨道巷 5回风大巷3。承受倾斜长壁采煤法开采倾角较缓的近距离煤层群时，除要掘必不行少的水平大巷和各煤层的回采巷道外，还需要开掘煤层之间的联系巷道。各煤层回采巷道与水平大巷的联系方式合分层布置和集中布置两种。分层布置是在大巷装车站四周开掘一套煤仓和材料斜巷联系各煤层的回来巷道，如图 123 所示。集中布置是沿下部的薄及中厚煤层或煤层底板岩石中的水平大巷开掘为各煤层共用的材料斜巷和煤仓等，由集中巷道每隔肯定距离开掘联络巷道，通达各煤层的回采巷道。其巷道布置与厚煤层分层开采时的巷道布置相像。各煤层工作面的

21、开采挨次，同样可以分煤层依次开采，也可以保持定的错距同时开采。回采工作面自大巷四周向上(下)部边界推动的，称为前进式回采；回采工作面自上(下)部边界四周向大巷方向推动称为后退式回采；前进式和后退式的结合称为往复式回采。在薄及中厚煤层条件下，当上部(或下部)边界设有总回风巷时，则为往复式回采制造了有利条件。前进式、后退式、往复式回采挨次及其优缺点比较与走向长壁采煤法根本一样。目前我国多承受后退式开挨次。2.3. 仰斜开采和俯斜开采的比较：.矿压显现特点：仰斜工作面，由于倾角的影响，顶板将产生始终空区方向的分力，在此力作用下，顶板的悬臂岩层将向采空区方向移动，并有将支柱推始终空区侧的趋势。俯斜工作

22、面，沿顶板岩层的分力指向煤壁侧，顶板岩层受压力作用，使顶板裂隙有密合的趋势，有利于顶板保持连续性和稳定性。 当仰斜开采时，上位岩层的作用力通过砌体梁传递承载于前支点煤壁与支架，后支点作用于垮落矸石上。由于重力的倾斜分力，势必减轻作为前支点的煤壁与支架的受载，而加大了后支点的受力，加快了垮落岩块的压实过程，促使平衡岩梁跨度的缩小。仰斜开采时，由于重力的倾斜分力，下位悬梁岩层处于受拉状态，而采空区又无反向挤压，使悬梁岩层易于向采空区移动、断裂。仰斜开采引起的煤劈片帮及支柱歪斜亦将不利于掌握矿压。俯斜开采时将增加煤壁及支架受载，但平衡岩梁前后支点高差的削减，能对岩梁的平衡产生有益的帮助。俯斜开采时由

23、于悬梁岩层的重力倾向煤壁，使直接顶处于挤压状态，加大了本身的承载力量， 且煤壁不易片帮。但冒落的矸石易涌向支架，所以，综采时，一般选用支撑掩护式或掩护式支架。一般来说，仰斜开采对矿压掌握是有利的，但倾角过大，直接顶稳定性降低，片帮加剧亦不容无视。仰斜开采时，水可以电动流向采空区， T 作面无积水，劳动条件好，机械设备不易受潮，装煤效果好。当煤层倾角较大时，采煤机在白重影响下，截煤时偏离煤壁削减了截深，采下的煤也会滚向输送抓溜槽下侧，易造成输送机断链事故。在煤层夹矸较多时，滚筒切割反弹力较大，使采煤机受振动和滚简易“割飘”，当倾角大于 17时，采煤机机体常向采空区一侧转动，甚至消灭翻倒现象。俯斜

24、开采时，。由于采煤机的重心偏向滚筒，俯斜开采将加剧机组的不稳定，易消灭机组掉道或断链事故，并且采煤机机身两侧导向装置磨损严峻。因此，应适当降低割煤速度。2.4. 仰、俯斜开采分析：一般状况下，当顶板较稳定、煤质较硬、顶板淋水较大或煤层易白燃，需在采空区进展注浆时宜承受仰斜开采；当煤层厚度和煤层倾角较大，煤质松软简洁片帮或瓦斯含量较大时宜承受俯斜开采。有时回风大巷位置不同，也影响承受仰、俯斜开采的选择，应通过技术经济分析后确定。对于倾角较小或近水平煤层，进回风大苍并列布置，可承受仰斜和俯斜开采相结合的方式，运输大巷以上局部承受俯斜开采，以下局部承受仰斜开采，采煤工作面均向大巷方向后退式推动。这样

25、，对于运输、通风和巷道维护均比较有利。2.5.倾斜长壁采煤法优点依据倾斜长壁采煤法的巷道布置及采煤工艺特点，以及国内外一些矿井的实践，在地质条件适宜的煤层中，承受倾斜长壁采煤法比走向长壁采煤法具有以下优点：(1) 倾斜长壁开采时，取消了采区上(下)山，削减了采区车场等巷道和硐室。因此， 预备工程量少(约可削减 15)。同时，简化了运输，通风系统，削减了运输费用、设备及煤柱损失，提高了矿井资源回采率。(2) 倾斜长壁工作面两侧的运输、通风巷道沿煤层倾斜直线开掘，采煤工作面长度根本不变，有利于充分发挥综合机械化采煤设备的效能；也便于下作面运输巷铺设胶带输送机运煤。(3) 倾斜长壁工作面的推动方向，

26、既可仰斜向上推动，也可俯斜向下推动。当煤层顶板裂开，煤质饺硬，或顶板淋水较大时，宜承受仰斜开采；当煤层厚度大， 煤质松软易片帮，瓦斯含量较大时，宜承受俯斜开采。通常，：作面应向回风大巷方向推动，以利于丁作面通风和巷道维护。(4) 倾斜长壁采煤法多使用相临两个工作面同时回采，中间设胶带输送机巷，形成“对拉”工作面。这样可使所需设备削减，生产更加集中。而且，两个工作面同时生产，一侧发生效障时，留少数人员处理，多数人可转到另一侧工作面生产。(5)技术经济效果显著。国内外实践说明，在工作面单产、巷道掘进率、劳动生产率和吨煤本钱等几项指标方面，都有显著提高或改善。2.6. 倾斜长壁采煤缺点倾斜长壁采煤法

27、存在的主要问题是；长距离的倾斜巷道，使掘进及关心运输、行人比较困难，现有设备都是按走向长壁工作面的回采条件设计和制造的，不能完全适应倾斜长壁工作面生产的要求；有时存在着污风下行的问题。上述问题实行相应措施后可以逐步得到解决。2.7. 倾斜长壁采煤法的适用条件倾斜长壁采煤法的承受受煤层倾角的限制很大。开采厚煤层时，倾角的影响更大。回采工作面采煤机械化和顶板治理，倾斜巷道的材料和矸石的运输，以及安全问题等，随着煤层倾角的加大都更为简单和困难。在现有的采、掘、运机械设备条件下，一般认为倾斜长壁采煤法适用于倾角 12以下的煤层。3. 长壁放顶煤采煤法20 世纪 80 年月初，我国引进了综采放顶煤技术，

28、放顶煤采煤法的实质就是在近水平、缓倾斜或中斜厚煤层中，沿煤层(或分段)底部布置一个采高 23m 的长壁工作面，用常规方法进展回采，利用矿山压力的作用或辅以人工松动方法， 使支架上方的顶煤裂开成散体后由支架前方(或上方)放出，并经由刮板输送机运出工作面。综采放顶煤采煤工艺的主要生产过程是：在工作面中，采煤机割煤后，液压支架准时支护，移到的位置，推移工作面输送机；待采过 13 刀后按放顶煤工艺要求挨次翻开支架前方的放煤窗口放出已松碎的顶煤，至见矸石时，马上关闭放煤窗口；将工作面全长的顶煤全部放出后，再进展端头文护和其他关心工序。完成上述全部工序即为一个采煤工艺循环过程。3.1. 放顶煤采煤法的分类

29、依据煤层厚度、煤的物理力学性质及煤层赋存条件的不同，放顶煤采煤法可分为以下几种类型：(1) 次采全高放顶煤的采煤工艺方式。这种采煤工艺方式是直接沿底板布置放项煤回采工作面。当回采工作面推动肯定的距离后，就将上部顶煤放出。如此一次采出煤层的全部厚度。这种方式一般适用于612m 的缓斜厚煤层，是我国目前使用的主要方法。(2) 预采顶分层放顶煤的采煤工艺方式。首先沿顶板在煤层中布置一个一般长壁回采工作面(即采顶分层)，而后再沿底板布置放顶煤工作面进展凶采，将底分层上部的顶煤放出。这种工艺方式主要是解决二个问题：一是直接顶坚硬或厚度较薄，不能随采随冒，需要实行人工措施处理顶扳；二是能防止在底部放顶煤时

30、发生混矸现象，三是预采顶分层可起到预先释放瓦斯作用，或便于瓦斯抽放工作。适用 8m 以上的缓斜煤层。3)倾斜分层放顶煤的采煤工艺方式，当煤层厚度为 1520 m 及以上时，可自煤层顶板至底板将煤层分成 810 m 的分段，依次进展放顶煤开采。这种方法一般适用于厚度大于 15m 的缓斜分层。依据放顶煤工作面中使用的支护设备不同、放顶煤采煤工艺分为：综合机械化放顶煤的采煤工艺方式，即在放顶煤回采工作面少使用液压支架；高档普采放顶煤的采煤工艺方式，即在放顶煤回来工作面中使用轻型滑(悬) 移支架(或单体液压支柱)；普采放顶煤的采煤工艺方式，即在放顶煤回采工作面中使用摩擦金属支柱。综采放顶煤的显著标志是

31、放顶煤液压支架，因此液压支架作为综采放顶煤开采的关键设备，放顶煤采煤法影响到综采放顶煤的成败。我国自承受综采放顶煤开采技术以来，已先后研制出高、中、低位放煤系列 30 多种形式的放顶煤支架。3.2. 放顶煤采煤法的参数分析3.2.1.放顶煤工作面长度及推动长度(1).放顶煤工作面长度顶煤的裂开和放出、工作面的采出率及机电设备的故障率和煤的自然发火等因素对放顶煤工作面长度有肯定的影响。放顶煤工作面度对支承压力分布和矿压显现特征的影响分析可知，工作而长度不得小于 80 m。工作面长度过短，不利于顶煤的裂开，但工作面长度大于 200 m 以后、支承压力对顶煤的裂开趋于缓和。由于目前综采放顶煤丁作面的

32、区段煤柱及端头放煤等问题尚未得到完全解 决，考虑到这部份煤炭损失所占的比例，应当加大工作面的长度，有利于提高回采率。由于综采放顶煤工作面占用设备多，故障率将会相对增加，开采厚度大， 日进度将相对减小，考虑到放顶煤工作面自然发火因素等，放顶煤工作面长度不宜过大，综放工作面的长度一般应小于 80 m。目前以 130200 m 较为合理。在设备牢靠性和技术娴熟程度提高的前提下，综放工作面长度可适当增大。3.3. 综采放顶煤工艺过程综采放顶煤开采一般由五个工序构成主要工艺过程，其循环挨次为：采煤机割煤移架准时支护推移前部输送机拉后部输送机翻开放煤口放顶煤。.采煤机割煤综采放顶煤工作面一般承受双滚筒采煤

33、机沿工作面全长截割煤体，工作面两端承受斜切进刀方式。截深一般为采高 2.40.8m。采煤机落煤由滚筒螺旋叶片、挡煤板及前输送机铲煤板相互协作，装入前输送机运出工作面。当煤层倾角较大时，为防止设备下滑，可承受单向割煤，即由下向上的单向割煤。.移架为维护端面顶煤的稳定性，在采煤机割煤后，马上伸出前探梁支护暴露顶煤。通过准时移架，同时收回前探梁，并用护帮板护住煤壁。.推移前部输送机移架后，即可移置前输送机。假设承受一次推移到位，可以在滞后采煤机约 15m 处逐节一次完成输送机的推移。假设承受多架协调操作，分段移输送机，可在采煤机后 5m 左右开头推移输送机，每次推移不超过300 mm，分23 次将输

34、送机全部移近煤壁，并保证前输送机弯曲段不小于 15m，输送机推移后呈直线状，不得消灭急弯。.推移后输送机在拉架和移置前输送机后，操作移后输送机的专用千斤顶，将后输送机移到规定位置。操作时要留意邻架和溜槽的连接部位，防止错槽和掉链等事故。.放顶煤放顶煤为综放开采的关键工序，一般要依据架型、放煤口位置及几何尺寸、顶煤厚度及裂开状况，合理确定放顶煤步距与作业方式。一般状况下承受“二采一放”或“三采一放”，即采煤机割两刀或三刀放一次顶煤。3.4. 顶煤采煤法适用条件放顶煤采煤法虽然有明显的经济效益，但由于放顶煤是利用矿山压力破煤， 因而对煤层的可放性及其赋存条件具有肯定的要求，其适用条件概括如下： (

35、1)煤层厚度：一般认为一次采出的煤层厚度以 610 m 为佳。顶煤厚度过小易发生超前冒顶，增大含矸率；煤层太厚破坏不充分，会降低采出率。预采顶分层综放开采时，最小厚度为 78m。(2) 煤层倾角：缓斜煤层承受放顶煤开采时，煤层倾角不会给开采造成困难，倾角最好小于 15。(3) 煤层硬度：顶煤裂开主要依靠顶板岩层的压力，其次是支架的反复支撑作用放顶煤开采时，煤的结实性系数一般应小于 3。假设煤层层理、节理发育，可适当增大一次开采的厚度也不宜过大。(4) 煤层构造：煤层中含有坚硬夹矸会影响顶煤的放落，或者使放落大块夹矸堵住放煤口。因此，每一夹矸层厚度不应超过 0.5m，其结实性系数也应小于 3 顶

36、煤中夹矸层厚度占煤层厚度的比例也不应超过 1015。(5) 顶板条件：直接顶应具有随顶煤下落的特性，其冒落高度不宜小于煤层厚度的 1.01.2 倍，根本顶悬露面积不宜过大，以免受冲击。(6) 自然发火、瓦斯及水文地质条件：对于自然发火期短、瓦斯量大，以及水义地质条件简单的煤层，先要调查清楚，并有相应措施后才能承受放顶煤开采。(7)地质构造：地质破坏较严峻、构造简单、断层较多相使用分层长壁综采较困难的地段、上下山煤柱等，使用放顶煤开采比使用其他人采煤方法能取得较好的效益。4. 倾斜分层长壁下行垮落采煤法倾斜分层长壁采煤法是将厚煤层沿煤层倾斜方向划分为假设干个中等厚度(23m)的分层，依次对各分分

37、层进展长壁式开采。依据工作面推动方向不同又可分为倾斜分层走向长壁采煤法和倾斜分层倾斜长壁采煤法。各分层间大多数承受自上而下进展开采通常用垮落法治理顶板。有时为了保护地面或开采极易自燃的特厚煤层进展充填式开采：当承受下行垮落法开采时，上一分层开采后，下分层的开采是在垮落顶板后进展的，为确保下分层回采安全，上分层开采时必需铺设人丁假顶或形成再生顶板。目前，多承受在分层铺设金属网作为下分层开采时的假顶，下分层采煤时在假顶的保护下作业。同一区段内上、下分层工作面可以保持肯定的错距的条件下同时进展回采， 称之为“分层同采”；也可以在区段内采完一分层后，经过肯定时间，待顶板垮落稳定后，再掘进下分层平巷，然

38、后进展回采，称之为“分层分采”。4.1 采区巷道布置特点采区走向长度 8001500 m，沿倾斜上部以煤层风化带为界，下部至运输大巷水平，倾斜长度 500 m，沿倾斜划分 35 个区段，采区范围内只开采一层煤， 厚度为 67m，倾角 12左右，顶板为砂岩，底板为粉砂岩。煤层埋藏稳定， 地质构造简洁。瓦斯涌出量小，煤层不易口然发火。运输大巷和回风大巷均布置在距煤层约 15m 的底板岩石中。采区巷道布置加图 111 所示。由于在厚煤层中巷道维护比较困难，特别是效劳年限长的巷道更是如此，因此采区运输上山 4 和轨道。在轨道上山 5 布置拄煤层底板岩石中，区段运输集中平巷 10 也布置于底板岩石中；轨

39、道上山 5 用区段石门 7 与运输集中平巷 10 及轨道集中平巷 9 联系；运输上山 4 用区段溜煤眼 18 与运输集中平巷 10 联系。并通过区段四风石门与区段轨道集中平巷 9 联系；各分层区段运输平巷每隔定距离通过斜溜煤眼与运输集中平巷 10 联系，并通过区段联络斜巷 11 与区段轨道集中平巷 9 联系；第一区段各分层回风平巷 15 通过回风石门 13 直接与水平回风大巷2 联系。4.2. 生产系统运煤系统工作面和分层运输平巷内铺设刮板输送机，区段运输集中平巷和运输上山内安设吊挂式胶带输送机。其运煤路线为：分层工作面一分层区段超前运输平巷14(或 20)溜煤眼 12区段运输集中平巷 10区

40、段溜煤眼 18运输上山 4采区煤仓 19大巷装车外运。在区段运输集中平巷 10 与甩车场 7 的交汇处，需抬高输送机以便矿车从其下方通过。材料运输系统采煤工作面所需的材料及设备的运输路线为：采区下部车场 3轨道上山 5采区上部车场 6回风大巷 2回风小石门 13 区段回风平巷 1；(或 21)分层工作面。通风系统分层工作面所需的颖风流流经线路为；运输大巷 1下部车场 3轨道上山5中部车场 7运输集中平巷 10 和轨道集中平巷 9联络斜巷 11(有两个溜眼12 与分层运输平巷 14 相通，其中一个溜煤眼可进风)一分层运输平巷 14(或 20)采煤工作面；污风经由采煤工作面、分层回风平巷 15(或

41、 21)、回风石门 13 回风大巷 2。4.3. 采煤工艺特点厚煤层承受倾斜分层下行垮落采煤法时，通常承受长壁工作面因此，各分层的采煤工艺也具有中厚煤层走向长壁工作面采煤工艺的主要特征。最上一分层的顶板是完整的岩层，这与一般的长壁工作面一样；但当上分层顶板垮落以后， 以下各分层是在垮落的岩石块下工作，这种特别的工作条件使得厚煤层倾斜分层走向长壁采煤法的采煤工艺比一般的薄及中厚煤层走向长壁采煤法具有某些特 点。厚煤层中含有厚度大于 0.5m 的夹石层，而夹石层的位置适宜时，可利用这一夹石层作为分层间的自然隔离。假设没有这样的条件，也可以利用已跨落的岩块自然固结形成再生顶板。倾斜分层下行垮落采煤法

42、有效地解决了缓斜及倾斜厚煤层开采时的顶板支 护和采空区处理问题，提高了资源采出率及获得较好的采煤工作面技术经济指 标。目前，这种采煤方法在我园已具有成熟的阅历。由于工作面的机械化采煤、运输和支护设备、型假顶材料、假顶和再牛顶板的治理技术、分层开采时的通风及防灭火技术均取得了显著的进展。因此这种采煤方法已成为我同开采缓斜及倾斜厚煤层的主要方法。一些矿井成功地开采了厚度达 15m 的煤层。有的矿井承受倾斜分居金属网假顶下行垮落采煤法连续开采了 1215 个分层、开采总厚度达 2530 m。这种采煤方法的主要缺点是铺设假顶工作量大，巷道维护较困难，生产的组织治理工作较简单，在开采易自燃煤层时，自燃问

43、题比较严峻， 需实行特别措施等。主要适用于煤层顶板不是格外坚硬易于垮落、直接顶具有肯定厚度的缓斜及倾斜厚煤层中。(二).柱式体系采煤法(1). 柱式体系采煤法采区巷道布置柱式体系采煤法有两种根本类型，即房式采煤法和房桂式采煤法。各种方法因地质条件和技术条件的不同又有所不同。柱式体系采煤法是在煤层内开掘一系列宽为 57m 左有的煤房，煤房间用联络巷相连，形成近似于长条形或块状的煤柱，煤柱宽度由数米至二十多米不等。采煤在煤房中进展。煤柱可依据条件留下不采，或在煤房采完后，再将煤柱按要求尽可能采出。留下煤柱不采的称为房式采煤法，既采煤房又采煤柱的称为房柱式采煤法。下面就柱式体系采煤法的类型、特点及采

44、区巷道布量作简洁介绍:1. 房式采煤法这种采煤方法的特点是只采煤房不回收煤柱。特点如下：区段内每隔 36m 开采一个宽 615m 的煤房，条件好时，宽度可达3040 m。煤房和煤柱的尺寸取决于围岩性质、煤质硬度、开采深度、煤层厚度和回采工艺方式。煤房的长度等于区段长度或区段长度的一半，一般为l00 m 左右，用可伸缩带式输送机运煤时，长度可达 300400 m。煤房的布置，因地质和技术条件的不同而异。在近水平煤层，煤房可沿走向或倾斜布置在区段平巷两侧；煤层倾角大于 8时，煤房的纵轴一般沿倾斜布置在区段平巷上侧，煤房与区段平巷的交角为 90、60或 45 ，以便采煤机械和自行矿车出入煤房。煤房的

45、形成过程有两种状况：前进采房，前进送道，后退扩房，或后退采房。煤房的回采工艺有三种方式：用爆破法落煤，人工装煤、输送机或一般矿车运煤。这是一种最原始的工艺方式，以人工装煤为特征。机械掏槽和爆破落煤，用移动式装煤机装煤，梭式矿车或带转载机的输送机运煤。这种方式以移动式装煤机为特征。用连续采煤机采煤(完成落煤、装煤工序)，房内运输用带转载机的可伸缩带式输送机或梭式矿车，这种方式以连续采煤机为特征。工作面支护由围岩性质和煤房尺寸而定，有一般木柱、大跨度棚子、锚杆支护和元支护等多种形式。图 15-2 为某矿井承受的连续采煤机梭车工艺系统房式采煤方法的运输、通风等系统图。在盘区预备巷两侧布置煤房，形成区

46、段。盘区翼前进，另一翼后退。主巷用较大的煤柱护巷(一般为 60 m)区段内 6 个房同时推动。房宽 7m，煤柱 8m8m，因受地质构造影响，房长约 220 m。该采煤法由于煤柱尺寸和外形不同有氏条式、切块式等多种形式。但其根本布置方式相像。这种采煤法主要适用于围岩稳定、瓦斯含量不大、煤层不易自燃、开采深度不大的中厚煤层。一般依据顶板性质来确定房和柱的尺寸，回采率达 50一 60。当为保护地面建筑物时， 房式采煤法留设的煤柱尺寸不宜太小。本法有以下优点：回来工艺简洁，采空区不需处理用机械开采时，产量多，效率高。材料消耗少。工作面人员少， 生产敏捷。主要缺点；工作面短，切割巷道多，掘进率高，生产系

47、统简单；利用煤柱支撑顶板，煤炭损失大；工作面串联通风，效果不好，劳动条件差。在我国西山西曲矿回收高压输电铁塔下的煤柱时即承受了该种采煤法。该矿为低瓦斯矿井，近水平煤层(平均厚度为 2.2m)采煤工作区在区段内三个煤房中交替进展。煤房宽度为 5m、房间煤柱宽度 15m。2. 房柱式采煤法这种采煤方法的回采工艺和煤房尺寸都与房式采煤法一样，仅煤柱尺寸稍大， 一般取 612m，采完煤房后，将煤房两侧的局部或全部煤杖回来出来，顶板任其自行垮落。本法除具有房式采煤法的优、缺点外，间采煤柱时。工艺简单但不够安全；由于开切工作多，工作连续性差，劳动生产率和机械使用率都偏低本钱偏高。它与房式采煤法的主要区分是：本法先采煤房后来煤柱，即房间留设不同外形的煤柱，采完煤房后有打算地回收这些煤校。这种方法适用于围岩稳定， 瓦斯含量不大、煤层不易自燃，开采深度较浅，地压不大的近水平的中原煤层。房柱式开采的关键技术是煤柱回收技术，国外多年的开采实践已取得