第5章 单一倾斜长壁采煤法

1、煤煤 矿矿 开开 采采 学学Coal Mining Science 任课教师：任课教师：王红胜王红胜 副教授副教授 博士博士联系电话：联系电话办 公公 室室: 能源学院能源学院3楼楼 采矿工程系采矿工程系电子信箱：电子信箱：单击此处编辑母版标题样式煤矿开采学煤矿开采学第五章第五章 单一倾斜长壁采煤法单一倾斜长壁采煤法单击此处编辑母版标题样式v 倾斜长壁倾斜长壁采煤法：采煤法：长壁工作面沿走向布置、沿倾斜推进的采煤方长壁工作面沿走向布置、沿倾斜推进的采煤方法称为倾斜长壁采煤法法称为倾斜长壁采煤法。v 适用条件：适用条件：主要用于倾角小于主要用于倾角小于12 的煤层，可以

2、选择炮采、普采的煤层，可以选择炮采、普采和综采工艺和综采工艺。v 与走向长壁采煤法的主要区别在于回采巷道布置的方向不同，与走向长壁采煤法的主要区别在于回采巷道布置的方向不同，定义及适用条件定义及适用条件单击此处编辑母版标题样式v 倾斜长壁采煤法分为倾斜长壁采煤法分为q单一倾斜长壁采煤法单一倾斜长壁采煤法（薄及中厚煤层）（薄及中厚煤层）q倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法（厚煤层）（厚煤层）v 推进方向不同分为推进方向不同分为q仰斜长壁仰斜长壁q俯斜长壁俯斜长壁第一节第一节 倾斜长壁采煤法带区巷道布置及生产系统倾斜长壁采煤法带区巷道布置及生产系统0、分类、分类单击此处编

3、辑母版标题样式第一节第一节 倾斜长壁采煤法带区巷道布置及生产系统倾斜长壁采煤法带区巷道布置及生产系统一、一、带区巷道布置带区巷道布置图图5-1 5-1 单一煤层相邻两分带带区巷道布置单一煤层相邻两分带带区巷道布置（a a）双煤层大巷；（）双煤层大巷；（b b）双岩石大巷）双岩石大巷1 1运输大巷；运输大巷；2 2回风大巷；回风大巷；3 3采煤工作面；采煤工作面；4 4工作面运输进风斜巷；工作面运输进风斜巷；5 5工作面回风运料斜巷；工作面回风运料斜巷；6 6煤仓；煤仓；7 7进风行人斜巷；进风行人斜巷；8 8材料车场；材料车场；9 9回风斜巷；回风斜巷；1010绞车房；绞车房；1111工作面停

4、采线工作面停采线v 巷道掘进顺序巷道掘进顺序v 煤的运输系统煤的运输系统v 设备材料运输设备材料运输v 通风系统通风系统单击此处编辑母版标题样式v 由于带区巷道布置简单，各生产系统也相对简单。运输斜巷中多由于带区巷道布置简单，各生产系统也相对简单。运输斜巷中多铺设胶带输送机运煤，回风运料斜巷中的辅助运输，可采用小绞铺设胶带输送机运煤，回风运料斜巷中的辅助运输，可采用小绞车，将其布置在巷道一侧，多级上运；也可采用无级绳绞车运输车，将其布置在巷道一侧，多级上运；也可采用无级绳绞车运输。机械化水平较高的生产矿井中，可采用无轨胶轮车、单轨吊、。机械化水平较高的生产矿井中，可采用无轨胶轮车、单轨吊、卡轨

5、车和齿轨车辅助运输。卡轨车和齿轨车辅助运输。v 工作面主要生产系统如图工作面主要生产系统如图5-1所示。所示。v 运煤：运煤：3 4 6 1v 通风：通风：1 7 4 3 52， 或或1 7 4 3 592v 运料：运料：1 5 3，或，或1 85 3第一节第一节 倾斜长壁采煤法带区巷道布置及生产系统倾斜长壁采煤法带区巷道布置及生产系统二二、生产系统生产系统单击此处编辑母版标题样式v 带区的参数包括：分带工作面长度、分带倾斜长度、分带数目和带区的参数包括：分带工作面长度、分带倾斜长度、分带数目和带区走向长度。带区走向长度。v 工作面长度工作面长度q由于煤层倾角相对较小，有利于先进的采煤设备发挥

6、优势由于煤层倾角相对较小，有利于先进的采煤设备发挥优势；q在煤层厚度和采煤工艺方式相同时，倾斜长壁工作面相对较在煤层厚度和采煤工艺方式相同时，倾斜长壁工作面相对较长。长。q工作面长度一般在工作面长度一般在150m左右，甚至可达左右，甚至可达250m以上。我国神以上。我国神东矿区工作面长度达到东矿区工作面长度达到240300 m。第二节第二节 带区参数及巷道布置分析带区参数及巷道布置分析一、一、带区参数带区参数单击此处编辑母版标题样式v 分带倾斜长度分带倾斜长度q分带工作面的倾斜长度就是工作面连续推进的距离，约为上分带工作面的倾斜长度就是工作面连续推进的距离，约为上山或下山阶段斜长。我国山或下山

7、阶段斜长。我国2005年版煤炭工业矿井设计规范年版煤炭工业矿井设计规范的相关规定为：分带倾斜长度不宜少于工作面一年的连续的相关规定为：分带倾斜长度不宜少于工作面一年的连续推进长度。一般上山部分的倾斜长度宜为推进长度。一般上山部分的倾斜长度宜为1 0001 500 m或者或者更长，下山部分的倾斜长度宜为更长，下山部分的倾斜长度宜为7001 200 m。第二节第二节 带区参数及巷道布置分析带区参数及巷道布置分析一、一、带区参数带区参数单击此处编辑母版标题样式1. 仰斜开采与俯斜开采仰斜开采与俯斜开采v 当顶板较稳定、煤质较硬、顶板淋水较大或煤层易自燃、需在采当顶板较稳定、煤质较硬、顶板淋水较大或煤

8、层易自燃、需在采空区进行注浆时，宜采用仰斜开采空区进行注浆时，宜采用仰斜开采；v 当当煤层厚度和煤层倾角较大，煤质松软，容易片帮或瓦斯含量较煤层厚度和煤层倾角较大，煤质松软，容易片帮或瓦斯含量较大时，宜采用俯斜开采。大时，宜采用俯斜开采。第二节第二节 带区参数及巷道布置分析带区参数及巷道布置分析二二、巷道布置分析巷道布置分析单击此处编辑母版标题样式1. 仰斜开采与俯仰斜开采与俯斜开采斜开采第二节第二节 带区参数及巷道布置分析带区参数及巷道布置分析二二、巷道布置分析巷道布置分析图图5-2 5-2 仰斜与俯斜开采、单工作面与双工作面布置仰斜与俯斜开采、单工作面与双工作面布置1 1主立井；主立井；2

9、 2副立井；副立井；3 3井底车场；井底车场；4 4运输大巷；运输大巷；5 5回风大巷；回风大巷；6 6运输进风斜巷；运输进风斜巷；7 7工作面回风运料斜巷；工作面回风运料斜巷；8 8俯斜开采工作面；俯斜开采工作面；9 9仰仰斜开采工作面斜开采工作面单击此处编辑母版标题样式2. 单工作面和双工作面单工作面和双工作面v 倾斜长壁分带工作面可以单工作面倾斜长壁分带工作面可以单工作面布置，也可以布置，也可以双工作面双工作面对对拉拉布布置。置。v 单单工作面工作面布置布置时，每个工作面有两条时，每个工作面有两条回采巷道回采巷道；v 对拉工作面布置是两个工作面布置三条回采巷道，其中运输巷为对拉工作面布置

10、是两个工作面布置三条回采巷道，其中运输巷为两个工作面共两个工作面共用用；第二节第二节 带区参数及巷道布置分析带区参数及巷道布置分析二二、巷道布置分析巷道布置分析单击此处编辑母版标题样式2. 单工作面单工作面和双工作面和双工作面第二节第二节 带区参数及巷道布置分析带区参数及巷道布置分析二二、巷道布置分析巷道布置分析图图5-2 5-2 仰斜与俯斜开采、单工作面与双工作面布置仰斜与俯斜开采、单工作面与双工作面布置1 1主立井；主立井；2 2副立井；副立井；3 3井底车场；井底车场；4 4运输大巷；运输大巷；5 5回风大巷；回风大巷；6 6运输进风斜巷；运输进风斜巷；7 7工作面回风运料斜巷；工作面回

11、风运料斜巷；8 8俯斜开采工作面；俯斜开采工作面；9 9仰仰斜开采工作面斜开采工作面单击此处编辑母版标题样式v 双工作面双工作面对拉布置对拉布置特点：特点：q工作面工作面不存在不存在向下运煤和向上拉煤的问题，可以等长布置。向下运煤和向上拉煤的问题，可以等长布置。q工作面风流也不存在上行与下行的问题，通风状况工作面风流也不存在上行与下行的问题，通风状况良好良好。q双工作面布置减少了一条运煤斜巷，并节省了一套运煤设备双工作面布置减少了一条运煤斜巷，并节省了一套运煤设备，生产比较集中，在顶板比较稳定的薄及中厚煤层中，采用，生产比较集中，在顶板比较稳定的薄及中厚煤层中，采用炮采或普采工艺时，双工作面布

12、置炮采或普采工艺时，双工作面布置应用应用效果效果好好。q综采工作面生产能力大，双工作面同时生产时，中间单巷的综采工作面生产能力大，双工作面同时生产时，中间单巷的运输与通风能力将很难满足要求，因此，综采应用该方法时运输与通风能力将很难满足要求，因此，综采应用该方法时，一般两工作面不能同时开采，仍是一面两巷，只是共用一，一般两工作面不能同时开采，仍是一面两巷，只是共用一个分带煤仓。个分带煤仓。第二节第二节 带区参数及巷道布置分析带区参数及巷道布置分析二二、巷道布置分析巷道布置分析单击此处编辑母版标题样式3. 工作面后退式、前进式和混合式回采顺序工作面后退式、前进式和混合式回采顺序第二节第二节 带区

13、参数及巷道布置分析带区参数及巷道布置分析二二、巷道布置分析巷道布置分析图图5-3 5-3 工作面后退式、前进式和混合式回采顺序工作面后退式、前进式和混合式回采顺序(a) (a) 混合式，沿空留巷；混合式，沿空留巷；(b) (b) 后退式，双巷布置与掘进；后退式，双巷布置与掘进；(c) (c) 后退式沿空留巷后退式沿空留巷单击此处编辑母版标题样式4 回采巷道布置回采巷道布置v 倾斜长壁工作面两侧的回采巷道均为斜巷，仍可采用双巷布置与倾斜长壁工作面两侧的回采巷道均为斜巷，仍可采用双巷布置与掘进、单巷布置与掘进及沿空留巷，分带斜巷间可设分带煤柱，掘进、单巷布置与掘进及沿空留巷，分带斜巷间可设分带煤柱

14、，也可无煤柱护巷，其选择原则同走向长壁工作面。也可无煤柱护巷，其选择原则同走向长壁工作面。第二节第二节 带区参数及巷道布置分析带区参数及巷道布置分析二二、巷道布置分析巷道布置分析单击此处编辑母版标题样式4 回采巷道布置回采巷道布置第二节第二节 带区参数及巷道布置分析带区参数及巷道布置分析二二、巷道布置分析巷道布置分析图图5-3 5-3 工作面后退式、前进式和混合式回采顺序工作面后退式、前进式和混合式回采顺序(a) (a) 混合式，沿空留巷；混合式，沿空留巷；(b) (b) 后退式，双巷布置与掘进；后退式，双巷布置与掘进；(c) (c) 后退式沿空留巷后退式沿空留巷单击此处编辑母版标题样式v 随

15、着煤层倾角加大，仰斜长壁工作面的顶板越不稳定。随着煤层倾角加大，仰斜长壁工作面的顶板越不稳定。v 仰斜工作面采空区顶板冒落矸石基本上涌向采空区，这时支架的仰斜工作面采空区顶板冒落矸石基本上涌向采空区，这时支架的主要作用是支撑顶板。因此，可选用支撑式或支撑掩护式支架。主要作用是支撑顶板。因此，可选用支撑式或支撑掩护式支架。v 在煤层倾角较大时，仰斜工作面的长度不能过大，否则由于煤壁在煤层倾角较大时，仰斜工作面的长度不能过大，否则由于煤壁片帮造成机道碎煤量过多，使输送机难以启动。片帮造成机道碎煤量过多，使输送机难以启动。v 仰斜开采移架困难，当倾角较大时，可采用全工作面小移量多次仰斜开采移架困难，

16、当倾角较大时，可采用全工作面小移量多次前移的方法，同时优先采用配套大拉力推移千斤顶的液压支架。前移的方法，同时优先采用配套大拉力推移千斤顶的液压支架。第三节第三节 倾斜长壁采煤法工艺特点倾斜长壁采煤法工艺特点一、仰斜开采的采煤工艺特点一、仰斜开采的采煤工艺特点单击此处编辑母版标题样式v 仰斜开采时，水可以自动流向采空区，这有利于向采空区注浆。仰斜开采时，水可以自动流向采空区，这有利于向采空区注浆。工作面无积水，劳动条件好，机械设备不易受潮，装煤效果好。工作面无积水，劳动条件好，机械设备不易受潮，装煤效果好。v 当煤层倾角小于当煤层倾角小于10左右时，仰斜长壁工作面采煤机及输送机工左右时，仰斜长

17、壁工作面采煤机及输送机工作稳定性尚好。如倾角较大，采煤机在自重影响下，截煤时偏离作稳定性尚好。如倾角较大，采煤机在自重影响下，截煤时偏离煤壁减少了截深；输送机也会因采下的煤滚向溜槽下侧，易造成煤壁减少了截深；输送机也会因采下的煤滚向溜槽下侧，易造成断链事故。断链事故。v 当煤层倾角大于时，采煤机机体常向采空区一侧转动，甚当煤层倾角大于时，采煤机机体常向采空区一侧转动，甚至可能出现翻倒现象。至可能出现翻倒现象。第三节第三节 倾斜长壁采煤法工艺特点倾斜长壁采煤法工艺特点一、仰斜开采的采煤工艺特点一、仰斜开采的采煤工艺特点单击此处编辑母版标题样式v 对于俯斜工作面，沿顶板岩层的分力指向煤壁侧，顶板岩

18、层受压对于俯斜工作面，沿顶板岩层的分力指向煤壁侧，顶板岩层受压力作用，使顶板裂隙有闭合的趋势，有利于顶板保持连续性和稳力作用，使顶板裂隙有闭合的趋势，有利于顶板保持连续性和稳定性。定性。v 俯斜长壁工作面采空区顶板冒落的矸石有涌入工作空间的趋势俯斜长壁工作面采空区顶板冒落的矸石有涌入工作空间的趋势，支架除了要支撑顶板外，还要防止破碎矸石涌入。因此，要选，支架除了要支撑顶板外，还要防止破碎矸石涌入。因此，要选用支撑掩护式或掩护式支架。用支撑掩护式或掩护式支架。第三节第三节 倾斜长壁采煤法工艺特点倾斜长壁采煤法工艺特点二、俯斜开采的采煤工艺特点二、俯斜开采的采煤工艺特点单击此处编辑母版标题样式v

19、当煤层倾角较大，采高大于当煤层倾角较大，采高大于.0，降架高度大于，降架高度大于300 mm时，时，经常出现液压支架向煤壁侧倾倒现象。为此，移架时要严格控制经常出现液压支架向煤壁侧倾倒现象。为此，移架时要严格控制降架高度，降架高度，须须带压擦顶移架，以有效地防止支架前倾。带压擦顶移架，以有效地防止支架前倾。v 俯斜开采时，煤壁不容易片帮，工作面不易集聚瓦斯，但采空区俯斜开采时，煤壁不容易片帮，工作面不易集聚瓦斯，但采空区的水总是要流向工作面，不利于对采空区注浆，随着煤层倾角加的水总是要流向工作面，不利于对采空区注浆，随着煤层倾角加大，采煤机和输送机的事故也会增加，装煤率降低。大，采煤机和输送机

20、的事故也会增加，装煤率降低。第三节第三节 倾斜长壁采煤法工艺特点倾斜长壁采煤法工艺特点二、俯斜开采的采煤工艺特点二、俯斜开采的采煤工艺特点单击此处编辑母版标题样式v 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，易出现机组掉道或断牵引链的事故，并且使采煤机机身两侧导向装出现机组掉道或断牵引链的事故，并且使采煤机机身两侧导向装置磨损严重。置磨损严重。v 当倾角大于当倾角大于22时，采煤机下滑，滚筒钻入煤壁，截割下来的煤时，采煤机下滑，滚筒钻入煤壁，截割下来的煤难以装进输送机中难以装进输送机中。第三节第三节 倾斜长壁采煤法工艺特点倾斜

21、长壁采煤法工艺特点二、俯斜开采的采煤工艺特点二、俯斜开采的采煤工艺特点单击此处编辑母版标题样式v 优点：优点：q巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，投产快。巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，投产快。q运输系统简单，占用设备少，运输费用低。运输系统简单，占用设备少，运输费用低。q工作面容易保持等长，有利于综合机械化采煤。工作面容易保持等长，有利于综合机械化采煤。q通风线路简单，通风构筑物少。通风线路简单，通风构筑物少。第四节第四节 倾斜长壁采煤法的评价及适用条件倾斜长壁采煤法的评价及适用条件一、倾斜长壁采煤法评价一、倾斜长壁采煤法评价单击此处编辑母版标题样式v 优点：优点：q对某些地质条件适应

22、性强。如煤层顶板淋水较大或采空区需对某些地质条件适应性强。如煤层顶板淋水较大或采空区需注浆防火时，仰斜开采有利于疏干工作面积水和采空区注浆注浆防火时，仰斜开采有利于疏干工作面积水和采空区注浆；瓦斯涌出量大或煤壁易片帮时，俯斜开采有利于工作面排；瓦斯涌出量大或煤壁易片帮时，俯斜开采有利于工作面排放瓦斯和防止煤壁片帮。放瓦斯和防止煤壁片帮。q技术经济效果好。实践表明，在工作面单产、巷道掘进率、技术经济效果好。实践表明，在工作面单产、巷道掘进率、采出率、劳动生产率和吨煤成本等几项指标方面，都有提高采出率、劳动生产率和吨煤成本等几项指标方面，都有提高和改善。和改善。第四节第四节 倾斜长壁采煤法的评价及适用条件倾斜长壁采煤法的评价及适用条件一、倾斜长壁采煤法评价一、倾斜长壁采煤法评价单击此处编辑母版标题样式v 缺点：缺点：q长距离倾斜巷道使掘进、辅助运输和行人比较困难。长距离倾斜巷道使掘进、辅助运输和行人比较困难。q在不增加工程量的条件下煤仓和材料车场的数目多，大巷装在不增加工程量的条件下煤仓和材料车场的数目多，大巷装载点多。载点多。q分带斜巷内存在下行通风问题。分带斜巷内存在下行通风问题。第四节第四节 倾斜长壁采煤法的评价及适用条件倾斜长壁采煤法的评价及适用条件一、倾斜长壁采煤法评价一、倾斜长壁采煤法评价单击此处编辑母版标题样式v 能否采用倾斜长壁采煤法能否采用