煤矿开采学课件第一篇采煤方法第八章 急倾斜煤层开采.ppt

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1、第八章,急斜煤层采煤法 林世豪,主讲：林世豪,急倾斜煤层采煤方法,一、急倾斜煤层开采特点和巷道布置 二、常用的急倾斜煤层采煤法 三、小煤矿常用的急倾斜煤层采煤法,主讲：林世豪,一 、急倾斜煤层开采特点和巷道布置,知识点,1、急倾斜采煤法特点 2、急倾斜采煤法采区巷道布置 3、急倾斜采煤法采区车场布置方式,主讲：林世豪,相关知识,（一）急斜煤层开采的特点 （二）急斜煤层采区巷道布置方式 1、单层布置 2、近距离煤层群联合布置 3、采区车场布置,主讲：林世豪,（一）急斜煤层开采的特点,1、矿井地质构造复杂、开采难度大、生产能力小。 2、由于煤层倾角已经超过岩石自然安息角，采煤工作面 破落的煤块会沿

2、底板自动向下滑滚，简化了采煤工作面 的装运工作，但其安全性较差。 3、采煤工作面的行人、破煤、支护、采空区处理、运料 等各项工序的操作困难，增加了采煤机械化的难度。,主讲：林世豪,4、急斜煤层顶板压力垂直作用于支柱或煤柱上的分力比 缓斜要小，而沿倾斜作用的分力要大，煤层顶底板都 有可能沿倾斜方向滑动、垮落，支柱稳定性差，增加 了破煤和支柱工作的复杂性。 5、由于煤层倾角超过底板岩层移动角，煤层开采后顶板 会发生移动垮落，底板也会发生滑动和垮落。（图） 6、由于急斜煤层倾角大于岩石自然安息角，采空区垮落 矸石会自动由上部向下部滚落，对下部采空区产生局 部充填作用。,主讲：林世豪,急斜煤层群开采对

3、未采煤层的影响 （） 上部煤层开采底板移动影响未采煤层； （b） 下部煤层开采顶板移动影响未采煤层,主讲：林世豪,（二）急斜煤层采区巷道布置方式,1、单层布置 在采区中央沿煤 层倾斜方向掘进35 条上山眼，用于溜煤、 运料、行人以及溜矸 等。当工作面涌水量 大时，还需设置放水 眼。,主讲：林世豪,2、近距离煤层群联合布置,急斜煤层群分组联合采区巷道布置,1采区进风石门； 2采区回风石门； 3、3采区溜煤眼； 4、4采区溜矸眼； 5、5采区人行眼； 6、6采区运料眼； 7、7区段输送机石门； 8、8区段轨道石,主讲：林世豪,3、采区车场布置 开采急斜煤层时，往往在煤层中布置一组上山眼，由 于煤层

4、倾角较大，一般不使用轨道运输，可以不布置上部 车场和中部车场，但必须设置下部车场。急斜煤层采区下 部车场多为石门车场。当采用岩石轨道上山布置方式时， 仍需设置上部车场、中部车场、下部车场，其布置原则与 缓倾斜煤层基本相同。,主讲：林世豪,二、常用的急倾斜煤层采煤法,（一）倒台阶采煤法 （二）俯伪斜长壁采煤法 （三）伪斜柔性掩护支架采煤法 （四）水平分段放顶煤采煤法 （五）仓储采煤法 （六）水平分层、斜切分层采煤法,主讲：林世豪,（一） 倒台阶采煤法,巷道布置 区段划分：采区沿倾斜划分为2 3个区段,主讲：林世豪,工作面布置： （1）采面参数：一个台阶长15 20m，台阶数：2 4个； 倒台阶布

5、置：上下台阶错距为2 3m， 最下一个台阶：错距为5 6m 台阶较短：12m 采面下部：超前平巷，煤柱4 5m，超前下台阶2 3个溜煤眼。,主讲：林世豪,回采工艺 落煤 风镐；爆破。 装运 煤自溜。 支护 人工，木支柱，设顶梁、底梁、护身板。 处理采空区 垮落法或充填法。,主讲：林世豪,评价及适用,优点：巷道布置简单；掘进率低；通风系统简单；采出率高；对地质条件的适应性强。 缺点：工艺多，操作复杂，劳动强度大，支护技术要求高、工作量大；坑木耗量大；煤尘大，安全性差；难以实现机械化，技术经济指标低。 适用：煤层赋存变化大，不适宜采用掩护支架开采，厚度小于2m的煤层。,主讲：林世豪,（二）俯伪斜长

6、壁采煤法,知识点,1、俯伪斜走向长壁采煤法采煤系统 2、俯伪斜走向长壁采煤法采煤工艺 3、俯伪斜走向长壁采煤法的优缺点和 适用条件,主讲：林世豪,相关知识,俯伪斜走向长壁采煤法又称俯伪斜走向长壁分段密集采煤法，它 是由正台阶采煤法逐渐演变而形成的。1987年首次在四川芙蓉巡场矿 试验成功，现已在四川广旺、湖南白沙及涟邵、江西萍乡、河北开滦 等矿区广泛采用，取得较好经济效果。 俯伪斜走向长壁采煤法的主要特点：采煤工作面沿伪斜方向呈直 线布置，沿走向推进；用分段水平密集支柱切顶挡矸隔离采空区与采 煤空间；工作面分段爆破方式破煤，煤炭自溜运输。,主讲：林世豪,1、采煤系统,俯伪斜走向长壁采煤法工作面

7、呈伪斜直线布置，放顶密集支柱呈近水平排列，工作面沿走向推进，如图166所示。通过对正台阶采煤法的改进，改善了工作面近煤壁处的通风条件，提高了工作面煤壁的有效利用率，大大改善了工作面顶板管理，为采煤机械化创造了条件。 工作面伪斜角应满足煤炭自溜、人员行走和减轻工人劳动强度的要求，一般取3035。在目前技术条件下，区段垂高一般为5060 m，工作面伪斜长度可达8090 m。为了溜煤、通风、行人和掘进方便，工作面下部的溜煤眼不得少于3个，掘成漏斗状，以便溜煤。,主讲：林世豪,俯伪斜走向长壁采煤法工作面布置,1区段运输平巷； 2区段回风平巷； 3超前准备眼； 4下安全出口； 5溜煤眼； 6分段密集；

8、7上安全出口,主讲：林世豪,2、采煤工艺,工作面初采由开切眼与区段回风平巷交接处开始，按工作面伪斜 角要求自上而下推进，工作面斜长逐渐增大，如下图所示。为了便于 初采时工作面出煤和人员通行，开切眼沿伪斜方向布置，随工作面推 进开切眼自上而下逐段报废。当工作面下端距区段回风平巷4 m时， 开始支设分段密集支柱。当第一分段密集长度达到5 m而直接顶不垮 落时，应采取强制放顶措施，打眼爆破获取垫层。随着工作面继续推 进，不断增设新的分段密集，当工作面煤壁达到下图所示位置时，初 采工作结束。,主讲：林世豪,俯伪斜工作面初采示意图,1区段运输平巷；2区段回风平巷；3开切眼；4溜煤、人行眼； 5调整中工作

9、面煤壁；6调整结束时工作面煤壁,主讲：林世豪,工作面采用爆破破煤，自上而下分段爆破。支护采用单体液压 支柱和铰接顶梁，支护形式采用倒悬壁齐梁齐柱布置，排、柱距均 为0.9 m。单体液压支柱架设时应采取防倒措施。沿煤层倾斜方向， 每隔45 m设置一排水平密集支护，每排密集支柱沿走向长4 m， 上铺竹笆或荆笆。密集支柱随工作面推进，先添后回，支柱间距一 般不超过0.3 m，放顶前后始终保持1315根带帽点柱。相邻的排密 集支柱沿煤层走向保持1.01.5 m错距，密集支柱除起到切顶作用 外，还用于挡矸。 采空区采用全部垮落法处理。当回风平巷上方采空区出现大面 积悬顶时，除采用人工强制放顶外，还可将上

10、区段采空后垮落矸石 放入本区段采空区 。,主讲：林世豪,当工作面上端推进到距收尾眼4 m时，工作面进入收尾阶段，工 作面逐渐缩短，如图所示。为满足工作面收尾时的通风、行人和运料 需要，收尾眼必须加强维护，始终保持畅通，在收尾眼靠工作面一侧 应设保安煤柱，宽度为4 m。,1区段运输平巷； 2区段回风平巷； 3收尾眼； 4联络平巷； 5收缩中工作面煤壁 6收尾眼煤柱,主讲：林世豪,3、优缺点及适用条件,优点： 减少煤矸下滑速度，有利于防止冲倒支架和砸伤人员，改善了 工作面安全生产条件； 改善了工作面顶底板受力状况，相对增加了稳定性，出现大面 积底推和顶板拉裂的可能性减小； 工作面有效利用率提高，为

11、提高单产，改善工作面近煤壁处的 通风状况，为采煤机械化的发展提供了技术支持； 分段走向密集除切顶外，主要起挡矸作用，拦截采空区矸石， 在工作空间与采空区垮落区之间形成一个自然充填带，使老顶 来压滞后，减缓了老顶来压作用，减少了工作面支柱损耗量及 维修工作量； 减少了煤炭自溜过程中因窜入采空区造成的煤炭损失，提高了 采区回收率，有利于工作面煤层自然发火的防治。,主讲：林世豪,缺点： 工作面支、回柱工作量大，工人操作不便； 分段密集下方三角区通风条件较差，易于瓦斯积聚； 区段煤柱损失较大； 煤层顶板有淋水时，作业环境较差。 适用：适用于倾角为4075，顶板中等稳定，易片帮、采高不超 过2.0 m的

12、低瓦斯煤层，或不宜使用伪斜柔性掩护支架采煤法的 不稳定的急斜薄及中厚煤层。它是当前开采地质条件较复杂的 急斜薄及中厚煤层的一种较好方法，将逐步替代倒台阶采煤法。,主讲：林世豪,（三）伪斜柔性掩护支架采煤法,知识点,1、伪斜柔性掩护支架采煤法采区巷布和主要生产系统 2、柔性掩护支架的结构特征 3、伪斜柔性掩护支架采煤法采煤工艺,主讲：林世豪,相关知识,伪斜柔性掩护支架采煤法是指在急斜煤层中，沿伪倾斜 布置采煤工作面，用柔性掩护支架将采空区和工作空间隔 开，沿走向推进的采煤方法。 伪斜柔性掩护支架采煤法经过近40年的发展，已在安徽、 河北、江苏、四川、重庆、贵州、浙江、新疆、云南、青海、 广东、广

13、西、吉林、陕西等省(市)急斜煤层中广泛使用，成 为我国开采急斜煤层的一种主要采煤方法。,主讲：林世豪,1、采煤系统,区段高度一般为3050 m 距采区边界5 m处开掘一处开切眼 ，溜煤眼和人行眼，两眼间距58 m，沿倾斜每隔1015 m用联络平巷贯通。 利用开切眼逐步把水平铺设的掩护支架下放到与水平面成3035夹角的伪斜位置，形成伪倾斜采煤工作面。,主讲：林世豪,通风系统。新鲜风流自采区运输石门进入，经运输平巷到采煤工作面。污浊风流从采煤工作面经回风平巷到回风石门排出。 运料系统。支架等材料由回风石门运进，经回风平巷运到支架安装地点。 运煤系统。工作面破煤经自溜到运输平巷，经刮板输送机转到运输

14、石门，到采区溜煤眼，大巷装车。,主讲：林世豪,2、掩护支架结构,平板型掩护支架结构简单，由长度比煤层厚度小0.20.4 m直钢梁及钢丝 绳构成。钢梁排列密度根据煤层厚度灵活掌握。煤厚在2.54 m时，钢梁密度 为35根/m，煤厚在45 m时，钢梁密度为56根/m，钢梁可采用矿用工字 钢、U形钢及旧钢轨。钢梁的规格应根据开采煤层厚度选用不同型号。,1工字钢； 2钢丝绳； 3荆笆； 4压木； 5撑木,主讲：林世豪,3、采煤工艺,1）准备阶段 准备阶段的工作主要是扩巷、挖地沟、铺设掩护支架、调架。安装支架前， 先将区段回风平巷扩至煤层顶底板，从开切眼以外5 m处开始挖倒梯形地沟。 煤厚在1.33.0

15、 m时，地沟深度不小于0.8 m，厚度大于3.0 m时，地沟深度不 小于1 m。 扩巷及地沟挖好后，可以安装掩护支架。第一根支架应从距开切眼以外3 5 m的地方开始铺起，其一端紧靠顶板，垫高0.20.4 m，使钢梁与水平方 向呈35，以便于支架、钢丝绳连接，有利于支架下放。钢丝绳、支架、 方木（荆条捆）用螺栓夹板连接成整体后，应在支架上铺设竹笆。安装工作沿 走向推进15 m后应将回风平巷支架拆除，使上部煤矸垮落，保证掩护支架上有 23 m厚的垫层，以避免开采过程中大块顶底板岩石垮落砸坏掩护支架。,主讲：林世豪,2）正常采煤阶段 在正常采煤阶段，除了在掩护支架下破煤外，同时要在回风平巷铺 设支架

16、，在工作面下端掩护支架放平位置撤除部分支架。 工作面炮眼爆破后，自下而上铺设溜槽，煤炭装入溜槽自溜到下部 运输平巷。随着煤层的破落，掩护支架会自动下落，操作人员应随时注 意调整，使掩护支架落到预定位置。一般采用点柱来控制掩护支架下 落，使它在工作面中保持平直。支架应垂直顶底板，并根据煤层倾角不 同而保持2 5。当煤层倾角为90时，仰角为0；当煤层倾角为 60时，仰角为5。破煤清除后，支架会整体沿走向推进一定距离， 一般为0.80.9 m。先拆除溜槽，再进行下循环打眼爆破、出煤调架工 作。,主讲：林世豪,在工作面采煤时，同样要在回风平巷中不断铺设掩护支架，以便 连续采煤。随着工作面不断向前推进，

17、要及时拆除工作面下端的掩护 支架。拆除掩护支架时，将工作面下端掩护支架放平在运输辅巷中， 如图（a）所示。在放平段尾部，由地沟向煤层顶底板两帮扩巷，到支 架两端露出为止。这时支架失去两侧煤台的支承，应及时打上点柱支 承悬露出来的掩护支架，下部回收巷道高度不应小于1.2 m，如图（b） 所示。拆架工作自最后一根支架开始，卸掉螺栓、夹板，将支架由下 煤眼运出，钢绳由小眼拉出。后方悬露出的假顶应及时架设点柱维护， 当达到一定控顶距时回柱放顶，如图（c）所示。,1区段运输巷； 2假顶材料； 3绳接头； 4戴帽点柱 5溜眼,主讲：林世豪,拆架工作也可以直接在下区段的运输平巷中进行，如图 所示。下区段回风

18、平巷可以在被假顶隔离垮落矸石下方直接 沿空掘进，不留设区段煤柱，以提高采区回收率。,1工作面运输巷； 2工作面回风巷； 3联络巷； 4掩护支架； 5采煤工作面； 3、收尾阶段,主讲：林世豪,3）收尾阶段 当伪斜柔性掩护支架工作面推进到区段停采线前，在停采线靠工 作面一侧掘进两条收尾眼。两眼相距810 m，沿倾斜每隔5m用联络巷连通。掩护支架铺设至收尾眼时，应停止铺架如下图。利用收尾眼将支架前端逐渐下放，减少工作面伪斜角度，拆除上端多出的 一段支架，使支架下放到回架处的水平位置。用上述拆架方法将掩护 支架全部拆除，如图1614所示。在拆除掩护支架过程中应始终保持 支架落平部分与区段运输平巷不少于

19、3个溜煤眼相通，以满足通风、行 人和拆架的需要。但最多不超过5个溜煤眼，避免压力过大给拆除掩护 支架造成困难。,主讲：林世豪,掩护支架工作面收尾 1工作面运输巷；2工作面回风巷；3收尾上山眼； 4通风联络巷；5停采线；6采区上山眼,主讲：林世豪,4、改进支架结构、扩大使用范围,1）多根钢梁组合平板形掩护支架,主讲：林世豪,2） 八字形掩护支架 3）“”形掩护支架,主讲：林世豪,4） 单腿支撑式掩护支架 5） “”字形掩护支架,主讲：林世豪,5、改进巷道布置，减少支架安装和拆除次数,1）上下区段构成连续工作面,主讲：林世豪,2）工作面分段连续推进 增大区段高度，加大工作面倾斜长度，采用长工作面分

20、段连续推进 的巷道布置方式。 3）加掘溜煤眼的分段工作面,主讲：林世豪,4） 加掘伪倾斜溜煤斜巷的分段工作面,主讲：林世豪,5）真倾斜溜煤直眼与伪斜溜煤斜巷相结合的分段工作面,主讲：林世豪,6、主要故障处理及过断层、旧巷的措施,1）架下放时产生扭斜 原因：分段开采时，采深不一致或开采速度不协调；铺架时支架未安装紧固或支架多次下放，钢丝绳受反复拉伸使连接钢梁的螺栓、绳卡松动，造成部分支架移动，离开柔性整体，而出现扭斜。 预防措施：注意支架安装质量，经常对工作面支架连接件进行检查，及时拧紧螺丝帽。发现支架扭斜时，需及时用点柱支撑逐步调整其恢复正常状态。发现支架部分离开钢丝绳的，必须及时用短钢丝绳将

21、其两端用45个绳卡拴牢在主钢丝绳上。,主讲：林世豪,2） 支架切入顶底板 产生故障的原因是：爆破时炮眼布置不当，装药过量，崩坏地沟和底板一侧的煤帮，使支架失去支撑，向一侧倾斜而逐渐切入顶板或底板；因煤层变薄卡住支架，使支架切入顶板；底板一侧煤炭坚硬未采净，使支架切入顶板。 处理方法：及时去除顶板或底板局部岩石，加大支架切入端的下放距离，使其逐步恢复正常状态，如图1所示。,主讲：林世豪,3） 窜矸 原因：当工作面顶底板破碎或煤层增厚、煤质松软时，支架顶端的煤炭垮落后，支架顶部与顶板间会出现部分空隙，支架上部顶板侧采空区矸石会大量窜入；或由于爆破时炮眼布置不当、装药量过大、崩坏地沟两侧煤帮和顶底板

22、。 处理方法：及时用斜撑支住支架，用方木、木板、笆片做成假顶，堵塞孔洞，防止继续漏矸，如图所示。,主讲：林世豪,4） 支架悬空 原因：煤层变厚，煤质变软，发生顶底煤片帮，造成支架失 去支撑，悬空。 处理方法：利用立柱、撑木支柱支架及顶底板空间，逐步将 支架下放到正常位置，如图所示。,主讲：林世豪,5） 断绳 原因：操作及管理不当，支架下放时产生扭斜、褶皱，使钢丝绳受张力过大；绳卡松动、脱落，致使支架扭斜受力不均。 处理方法：发生断绳后，必须立即停止采煤，迅速用810 m的短钢丝绳和812个绳卡将断脱两端连接好。在生产过程中，要注意检查绳卡，螺栓是否拧紧；严重锈蚀、断丝超过规定的钢丝绳必须及时更

23、换；尽量保证全工作面采深一致。 6） 支架过断层或煤层变化带 当断层断距大于1m，使煤层完全断脱时，只能撤架重新铺设掩护支架。若断层断距小于1m，褶曲、煤厚变化不大，可适当挑顶、破底，借助于留顶煤或底煤，调大支架仰角或俯角，经多次调整，可使支架处于正常位置。掩护支架过断层如图所示；掩护支架过煤层变化带如图所示。,主讲：林世豪,7） 支架过旧巷 支架过旧巷可以采取打立柱，斜撑支撑悬空支架和破碎顶板，撤除巷道中损坏支架，利用煤矸填满底板空隙作为假底，并注意加强管理顶板，使支架安全通过旧巷，如图所示。,主讲：林世豪,7、伪斜柔性掩护支架采煤法的优缺点及适用条件,1） 优点 伪斜柔性掩护支架采煤法将工

24、作面倾角变缓，工作面伪斜长度增大，巷道布置和生产系统简单，工作面连续推进时间长，搬迁次数减少，有利于安排工作面均衡生产，有利于发展采煤机械化，降低掘进率。同时，工作面破煤能自溜运输。 伪斜柔性掩护支架采煤法利用掩护支架把采煤工作面空间与采空区隔开，简化复杂繁重的顶板管理工作，减少了繁重的体力劳动，安全可靠性增加，支护材料消耗降低。 掩护支架安装和拆除工作，在空间上能与工作面的正常采煤工作分开，三者可以平行作业，互不影响，采煤工艺简单，可以实现三班连续破煤，单产高，技术经济效果好。,主讲：林世豪,2） 缺点 掩护支架结构固定，在下放过程中，对煤层厚度、倾角等产状变化的适应性差。 采煤工艺尚未实现

25、机械化，限制了各项技术经济指标的进一步提高。 在含有夹矸的煤层中使用时，无法排除矸石，降低了煤炭质量。 当工作面出现淋水时，劳动条件较差，煤炭自溜困难。 3） 适用条件 煤层赋存稳定，倾角和厚度变化较小，夹矸层较薄，煤层厚度在1.18 m的急斜煤层。,主讲：林世豪,4） 改进方向 在倾角为4560、厚度不同的急斜煤层中应用时，掩护支架下放容易发生事故，要求具有较高技术及管理水平，因此对这种条件下的掩护支架结构及其下放方式需要进一步研究和改进。 在倾角大于60、厚度小于1.3 m及厚度大于810 m的急斜煤层中应用时，现仍存在一定困难。煤厚小于1.3 m时，掩护支架下工作空间小，劳动条件恶化，风

26、速高，产尘量大；煤厚大于610 m时，掩护支架笨重，安装和拆卸工作繁重，支架下放难以控制，因此对这两种条件下的掩护支架结构及其下放方式需要进一步研究和改进。 伪斜柔性掩护支架采煤法的所有工序目前均是人工作业，劳动强度较大。生产现场迫切需要实现部分工序的机械化，以改善作业人员的劳动条件。,主讲：林世豪,（四） 水平分段放顶煤采煤法,知识点,1、水平分段放顶煤采煤法采煤系统及采煤工艺 2、水平分段放顶煤采煤法的优缺点及适用条件 3、滑移顶梁及悬移顶梁液压支架放顶煤采煤法,主讲：林世豪,1采煤机； 2前部输送机； 3后部输送机； 4液压支架； 5运输平巷输 送机； 6加强支柱； 7放煤插板,主讲：林

27、世豪,1、水平分段放顶煤采煤法采煤系统,水平分段放顶煤工作面沿水平垂直于走向布置，工作面的区段运 输平巷一般靠底板，区段回风平巷靠顶板，在同一水平线布置。采用 综合机械化放顶煤时，要安装大型机电设备，如采煤机、泵站、放顶 煤液压支架等，应用一组上山眼，显然很难运输这些大型设备，因而 一些矿井采用溜煤眼和斜巷联合布置的方式。如我国最早进行急斜综 采放顶煤工业试验的窑街二矿，水平分段放顶煤采煤法巷道布置如图,1主斜井；2副斜井； 3 +1650运输大巷； 4 +1700回风大巷； 5 +1650运输石门； 6 +1700回风石门； 7开切眼； 8区段运输平巷； 9区段回风平巷； 10进风斜巷； 1

28、1溜煤眼；12回风斜巷,主讲：林世豪,放顶煤工作面采放出的煤，由区段运输平巷8输送至溜煤眼1l，在 +1650运输石门5装车，通过+1650大巷至井底后由主斜井提升。包括 放顶煤工作面装备等材料，由副斜井下放，通过+1700水平至斜巷12 运抵工作面开切眼7安装。 窑街二矿的这种布置方式，由于将斜巷布置在煤层顶板，显然要 占用较宽煤柱。大多数条件下，应将斜巷布置在底板，或联合开采的 下方近距离薄及中厚煤层。,1主斜井；2副斜井； 3 +1650运输大巷； 4 +1700回风大巷； 5 +1650运输石门； 6 +1700回风石门； 7开切眼； 8区段运输平巷； 9区段回风平巷； 10进风斜巷；

29、 11溜煤眼；12回风斜巷,主讲：林世豪,2、采煤工艺,（1）水平分段综合机械化放顶煤采煤工艺 1）切眼附近顶煤处理 切眼附近顶煤，视煤质硬度不同有不同的处理方法： 当煤质较硬时，由于顶煤初次垮落步距较大，为了减少顶 煤损失，在开切眼内需向顶煤和煤柱侧打眼爆破对煤体进 行松动；对于煤质较软、节理层理发育，易于垮落煤层， 开切眼推进一定范围内，工作面不得放顶煤，以防破坏采 区隔离煤柱。,主讲：林世豪,2） 工作面割煤、移架、推移输送机 进刀方式。根据工作面长度和所选用采煤机不同，可选择斜切进刀、中间进刀和工作面上下开切口等进刀方式。 截割方式。单滚筒采煤机多采用上行割顶煤、下行割底煤，往返进一刀

30、的截割方式；双滚筒采煤机采用双向割煤，往返进两刀的截割方式。 支护方式。采煤机割煤后，立即移架，及时支护裸露顶煤。 移架。采用擦顶移架方式，移架速度要快，尽可能一次到位。 推移输送机。前端输送机弯曲段一般经过23次推移到位；后端输送机要待顶煤放完后才进行推移。,主讲：林世豪,3） 放顶煤 一般采用割两刀或割三刀放一次顶煤，放顶煤步距 为“两刀一放”或“三刀一放”，用单轮间隔或多轮顺序放顶 煤方式。由于工作面普遍较短，多采用两轮移架放顶煤方 式。使用两轮移架放顶煤时，由底板向顶板方向移架一轮 放出总放煤量的一半，两轮全部放完。但因放煤不均匀或 煤层本身因素提前见到矸石时，应隔架放顶煤。,主讲：林

31、世豪,由于急斜煤层矿山压力显现不强烈，矿压破煤效果不及缓斜煤层。 当工作面长度过小或煤层厚度大于15 m时，工作面会出现悬顶及大块 煤，顶煤垮落前需要采取爆破松动顶煤。当 煤层硬度较大，倾角小于 55时，靠底板侧会残留较大“死煤三角区”的顶煤放不出需要采用爆 破崩落措施。图为回收“死煤三角区”炮眼布置。,主讲：林世豪,（2）水平分段滑移顶梁液 压支架铺顶网放顶煤 采煤工艺 滑移顶梁液压支架是在单体液 压支柱基础上的适用技术，组装成 简易液压支架。它属于框式结构， 稳定性较差，但在急倾斜水平分段 采煤时，由于工作面水平布置，且 急倾斜水平分段放顶煤矿压显现不 剧烈，支架稳定性较易得到保证。 利用

32、它铺顶网进行放顶煤采煤，实 现了支架自移。这种实用技术一段 时间内发展较快。,主讲：林世豪,采煤工艺 1） 落煤 采煤机落煤。滑移顶梁支架放顶煤有铺顶网、剪网放顶煤等工序，移架过程也较综采移架复杂。由于工作面短，采用短机身采煤机，无须反复进刀斜切开切口，有利于提高生产率。 爆破落煤。急斜煤层滑移顶梁支架放顶煤工作面大多采用爆破落煤，其原因除矿井投资有限外，主要是滑移顶梁液压支架前梁控制端面能力差，采用爆破落煤靠煤壁的无支护空间小，便于控制端面顶板。工作面采高22.2 m，一般采用3花眼或5花眼，严格掌握不要正对支架的立柱，立柱也要有防炮崩措施。,主讲：林世豪,2）挂网 落煤后应及时挂设顶网，一

33、般采用8号钢丝编的菱形或十字形金属网，也有采用专用塑料网。 3）推移输送机及滑移顶梁液压支架 一般顺序是：挂顶网后随即伸出前探梁或挂铰接顶梁一移支架前输送机缩前探梁提前梁支柱推顶梁前移（0.8 m）一支好前架提后梁后柱移后输送机一迅速提后梁支柱拉后梁前移一支好后架。这一典型的移架顺序如图所示。 移架是支护结构控制围岩的重要环节，而滑移支架属单列节式支架，稳定性差。要严格按规程作业，并进行支护质量监测。移后架时，前梁一定要支好以防整个支架失稳，倾角大于100左右的煤层更要作好监测。,主讲：林世豪,1升前探梁移前输送机；2收前探梁提前梁柱腿；3移前架； 4提后梁后柱腿移后输送机；5迅速提后粱前柱腿

34、移后架、支腿,主讲：林世豪,4）放落顶煤 按顶煤放落规律，不同工作面在移13次支架后，进行一次放落煤工序。在支架后架间用剪钳将金属网剪成宽0.40.5m、高0.60.8m左右，距工作面顶板1m的放煤窗口，将顶煤从窗口放入后输送机。放煤顺序与综采放顶煤相同，有顺序依次放煤和间隔放煤等不同方式。每个窗口见矸停放，并一定要补好剪开的窗口，以防矸石流进后输送机。,主讲：林世豪,3、水平分段综采放顶煤采煤法的优缺点及使用条件,优点： 机械化程度高，生产集中，工作面产量高，劳动生产率高，生产成本低； 巷道掘进工程量少，掘进率及巷道维护费用低； 与水平分层采煤法比较，减少了铺网工序及材料消耗； 煤炭损失大幅

35、度减少。 缺点： 较其他急斜煤层采煤法投资大； 对地质条件要求严格； 设备笨重，设备运输、安装较为困难，不能因煤厚度变化而调整工作面长度； 在未进行灌浆及注水灭火的干燥煤层中使用高位或中位放顶煤支架时，产尘量较大。 适用：煤层倾角大于45；煤层厚度大于20 m，厚度沿走向范围变化不大；煤层赋存稳定，无较大落差断层存在；煤层普氏系数f = 0.82.0，当f 2.0时必须采取爆破强制破煤措施。,主讲：林世豪,五、 仓储采煤法,知识点,1、仓储采煤法巷道布置及生产系统 2、仓储采煤法采煤工艺,主讲：林世豪,1、沿仰斜推进的仓储采煤法,（1）仓储采煤法巷道布置 沿仰斜推进的仓储采煤法，是在区段内沿走

36、向划分成若干仓房，仓 房的宽度即沿走向长度一般为1530 m，沿倾斜长度（区段）一般为 4080 m。我国开采急斜煤层采用较多的是仓房间留煤柱仓储采煤法， 巷道布置如图,相关知识,1回采仓； 2待放仓； 3放煤仓； 4上山眼； 5大直径钻孔； 6区段运输平巷； 7区段回风平巷,主讲：林世豪,每个仓房都要提前开掘一条上山眼用作进风和行人，并 在回采过程中沿倾斜每隔6 m左右，用联络巷将进风行人眼 与仓房工作面贯通，当下一个仓房回采时，用它回风运料。 仓房间煤柱一般为36 m。,1回采仓； 2待放仓； 3放煤仓； 4上山眼； 5大直径钻孔； 6区段运输平巷； 7区段回风平巷,主讲：林世豪,（2）生

37、产系统 如图所标示。在每个仓房下方留有小煤柱形成放煤窗口，破碎的 煤炭储存在仓房内。回采仓1工作面向上推进回采，采落煤炭储于采空 区内，作为临时充填场。由于煤体破碎后，体积增大，回采仓下方随 时要放出少量煤炭，并保持有足够的回采空间；待放仓2已储满破碎煤 炭以控制顶板，暂不放煤，以利 回采仓安全生产，在放煤仓3下开 启煤仓口，煤炭依靠自重放入区 段运输平巷的矿车或输送机中。 通风系统如图中箭头所示。 为便于工作面通风，工作面布置 呈伪斜状；材料等由区段回风平 巷运人工作面。,主讲：林世豪,（3）采煤工艺 1）落煤 由仓房沿倾斜最下部开始，由下而上进行。为便于工作面通风， 工作面一般布置成伪斜状

38、，与走向有150200夹角。落煤方式普遍采 用打眼放炮，一般采用由回风眼侧向进风眼侧顺序分段方式。破碎的 煤大致在原地堆积，由于碎煤体积约膨胀1413，为保证一个高 度约2 m的回采空间，需经常 将多余的煤放出。放出时应 注意在各个放煤口放出量的 均衡，以保持工作面的平整。,主讲：林世豪,2）顶板管理 在回采仓1的工作面内，因为仓内储存有煤炭，限制了 顶底板的闭合运动，当顶底板和煤层的稳定性较好时，一 般不进行支护；当顶板、底板稳定性较差时，可采用木锚 杆或点柱加以支护； 当煤层松软易冒时， 应打支柱并用背 板背好。,主讲：林世豪,3）放煤 回采仓的放煤只是为了保证一定的工作空间高度而放出碎胀

39、后多 余的煤。放煤主要是在放煤仓进行，一般采用放煤口依次顺序放煤。 由于仓内煤体放出，悬露的顶底板会发生破坏，特别是顶板冒落，放 煤就可能混矸。在这种情况下，就需要根据放矿理论研究合理的放煤 顺序，以取得较高的采出率，降低含矸率。 每隔35个煤仓，应留一 个区域隔离煤柱，宽度一般为 68 m，一个小区域采完后， 将这一区域隔离。,主讲：林世豪,（4）适用条件 优点：利用煤炭自溜，采煤工艺简单；利用储煤约束顶底 板闭合运动，空顶空间小；产量和工效较高，坑木 消耗少，因而吨煤成本低。 缺点：工作面较短，不易实现采煤机械化；煤炭采出率低， 工作面空间断面小。 适用：地质构造简单，顶底板岩层稳定，厚度

40、为1.04.5 m的急斜煤层。 2008年底起禁止使用,主讲：林世豪,2、高水充填矿柱仓储式采煤法,1999年内蒙古太西煤集团股份有限公司为了提高优质太西煤的采出率，提出了“房柱式充填仓储采煤法”，具有明显的先进性，代表了这类采煤法改革的前景。 这种采煤法的实质是，沿走向在一个开采区域，间隔划分为矿柱和仓房。先采矿柱，然后用高水充填矿柱，使其能支撑开采区域的顶底板；然后再采仓房的煤，采煤工艺与仓储式采煤法相同。这种采煤方法可称为“高水充填矿柱仓储式采煤法”，其原理示意如下图。,主讲：林世豪,高水充填矿柱仓储式采煤法原理示意图 1采空仓；2放煤仓；3回采仓；4准备仓； 5高水充填矿柱；6运输巷；

41、7回风巷,主讲：林世豪,六、水平分层及斜切分层采煤法,主讲：林世豪,采煤系统,主讲：林世豪,主讲：林世豪,主讲：林世豪,主讲：林世豪,三、小煤矿常用的急倾斜煤层采煤法,（一）斜分段正台阶采煤法 （二）中深孔、长孔爆破采煤法 （三）巷道挑顶采煤法 （四）斜坡采煤法,主讲：林世豪,（一）斜分段正台阶采煤法,实质是短壁、斜坡、台阶三种采煤方法的综合。 1、采煤系统 从区段运输平巷1的上方4-5米处，沿煤层走向开掘超前平巷4。沿运输平巷每隔20-30米向上掘溜煤眼5和通风行人眼6，并与分段超前平巷4相通。5、6两眼间距约为5米。从溜煤眼5的上口开始沿煤层按25-35的伪斜角掘分段斜巷7，并使之与开切眼

42、3或区段回风平巷2联通，把工作面分为若干个斜分段，形成台阶工作面。工作面的上一个台阶面始终超前下一个台阶面1-2个排距。,主讲：林世豪,2、回采工艺 落煤：采用风镐，煤质坚硬、顶板条件较好时，也可以采用爆破落煤。台阶面中适当位置要设置挡煤板。 工作面支护：顶底板完整时，可采用带帽点柱；一般情况下采用倾斜棚子支护。在适当位置设置脚手架。 采空区处理：全部垮落法，最大控顶距一般5-6个排距、最小控顶距3-4个排距。 3、优缺点及适用条件 优点：对煤层地质条件适应性强；台阶工作面较短、有安全 感；台阶面平行作业，产量较高、工效和回采率较高；先掘斜巷有利于进一步探明煤层埋藏情况。 缺点：掘进效率高、支

43、护及采空区处理工作量大、回采工作机械化作业难、通风管理复杂。 适用条件：厚度在2米以下，地质条件较复杂以及不适合柔性掩护支架采煤法的急倾斜不稳定煤层。,主讲：林世豪,（二）中深孔、长孔爆破采煤法,中深孔和长孔炮眼的直径都是50mm左右，只是中深孔深度为10-30m，而长孔深度为30-50m。,主讲：林世豪,1、采区巷道布置及生产系统 沿煤层走向每隔20-30m划为一个分段，并掘出其分段溜煤眼3，然后，沿煤层再布置3个伪倾角为15-20的分段斜巷4.在区段运输平巷1的上方布置溜煤小眼6及伪斜配风巷5. 2、回采工艺 落煤：爆破落煤 运煤和装煤：煤炭沿煤层底板自溜到区段运输巷，然后运出采区。 支护

44、和采空区处理：工作面不支护，顶底板自行垮落。 3、优缺点和适用条件 优点：回采工艺简单，操作人员无需进入工作面，工作面不支护，工人劳动强度低，工作安全，材料消耗少，回采率高，适用范围广。 缺点：顶底板条件不好时，容易随采随落，影响煤炭质量。 适用条件：顶底板岩层较完整、不会发生随采随落现象，回采空间无淋水或突水的急倾斜煤层。通常被广泛应用于复杂或极复杂构造、不稳定或极不稳定煤层以及难以布置回风巷的边角煤、残柱、煤包和局部变薄煤层的回采。,主讲：林世豪,（三）巷道挑顶采煤法,在区段内沿煤层倾斜方向，每隔4-6m布置一条分层平巷，然后在分层平巷中扩帮、挑顶进行回采。每次挑顶高度2-4m。,主讲：林

45、世豪,1、采区巷道布置及生产系统,采区走向长度一般为300-400m，在采区中部沿煤层布置一组上山眼贯通采区运输石门和采区回风石门后，向采区两翼掘进第一个区段的运输和回风平巷。为便于掘进中的通风和行人，通常沿走向每隔30-50m布置两条区段上山眼，连通上下区段平巷。当区段平巷分别掘至采区边界时，第一区段的回风平巷即作为第一分层的分层平巷，并由此开始进行后退式回采。为扩大采区的生产能力，也可以2-3个分层同时进行回采。 工作面采出的煤炭，一般用刮板输送机运至上山眼，自溜至区段运输平巷，在此装入自翻矿车或输送机。转运到采区溜煤上山，最后在采区车场装车外运。 回采工作面通风常采用局部扇风机通风。,主

46、讲：林世豪,主讲：林世豪,2、回采工艺 主要包括：拆除巷道支架、落煤（刷帮及挑顶煤）和装运等工作。一般情况下，无需支护和采空区处理。 3、优缺点和适用条件 优点：对地质构造复杂或赋存不稳定煤层的适应能力强，回采工艺简单，机电设备少，管理方便；人员少、工效较高；工作人员操作较安全。 缺点：采区巷道掘进工程量大，通风系统不完善，效果差，劳动条件差；煤层顶底板岩层软弱或岩石破碎时，对煤质和回采率有影响以及受煤层倾角的变化，而影响技术经济效果。 适用条件：地质条件复杂、难以采用一般采煤方法开采的局部块段。,主讲：林世豪,（四）斜坡采煤法,实质：用成组的伪斜巷道（称斜坡）把煤层切割成许多长条形的煤垛，然

47、后依次在个煤垛内爆破落煤，进行回采。由于巷道掘进和回采工作都在倾角为25-30的斜坡巷道内进行，因此得名。 1、采区巷道布置和生产系统 井田内沿倾斜划分阶段，阶段垂高为100-150m。阶段内划分采区，阶段运输巷和阶段回风巷布置在煤层底板岩石中。在阶段运输巷和阶段回风巷中每隔300-600m分别掘一条石门进入采区，见煤后，沿煤层布置一组采区上山眼，将采区运输石门和采区回风石门连通，形成生产系统。采区内沿倾斜每隔40-50m再划分一个采区，布置区段运输平巷直至采区边界。在区段内回采巷道，进行回采。 具体布置方式根据条件不同，有如下三种：,主讲：林世豪,（1）用一组上山眼布置,采区倾斜长度较大时，

48、在上山眼向两翼掘进区段运输平巷和区段回风平巷。然后从采区边界开始，沿走向每隔100-150m再划分一个回采单元。每隔回采单元布置2-3条上山眼，贯通区段运输巷和区段回风巷后，由这些上山眼向两翼布置伪倾角为25-30的回采斜坡，系统形成后，沿倾斜自上而下，在上山眼两翼进行后退式回采。,主讲：林世豪,如果阶段垂高不大，可在阶段内沿走向每隔150m左右，划分一个回采单元，系统形成后即可回采。,主讲：林世豪,（2）用主斜坡布置,上山眼斜长约10m、间距5-8m；主斜坡、集中回采斜坡和回采斜坡伪倾角为25-30；联络小眼长4-8m；回采斜坡间距4-6m、煤垛长度10-12m。,主讲：林世豪,上山眼斜长约

49、10m、间距5-8m；主斜坡、集中回采斜坡和回采斜坡伪倾角为25-30；集中回采斜坡间距205-30m；回采斜坡间距4-6m、煤垛长度10-12m.,主讲：林世豪,（3）用集中回采斜坡布置,布置特点：在区段运输平巷的上山眼用集中回采斜坡与区段回风平巷贯通，随后在集中回采斜坡布置回采斜坡，形成煤垛。一般适用于区段垂高为40-50m的采区。,主讲：林世豪,如果受地质条件限制，区段垂高不足40m时，上述巷道布置方式存在掘进工程量大，生产系统复杂等缺点。这时可按图6-21布置。,主讲：林世豪,布置特点：在区段内沿煤层走向每隔20-30m开掘一条上山眼，先将区段切割成几个条带，然后在各条带内沿倾斜每隔15-20m掘进伪倾角为