煤矿开采学第十一章--走向长壁采煤法分析

1、太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-171Tel-mail： 太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-172太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-173一、一、区段平巷的单巷布置和双巷布置区段平巷的单巷布置和双巷布置 普通机械化采煤 双巷布置：区段轨道平巷超前区段运输平巷，沿腰线掘进。双巷布置：区段轨道平巷超前区段运输平巷，沿腰线掘进。 优点：探明煤层变化情况，辅助运输、排水，有利于掘进优点：探明煤层变化情况，辅助运输、排水，有利于掘进通风和安全通风和安全, ,由上区段工作面立即转到下区段工

2、作面，可减由上区段工作面立即转到下区段工作面，可减少轨道巷的维护时间。少轨道巷的维护时间。 缺点：下区段轨道平巷维护比较困难，增加联络巷掘进费。缺点：下区段轨道平巷维护比较困难，增加联络巷掘进费。 单巷布置：瓦斯含量不大，煤层埋藏稳定，涌水量不大，注单巷布置：瓦斯含量不大，煤层埋藏稳定，涌水量不大，注意：加强掘进通风，减少风筒漏风。意：加强掘进通风，减少风筒漏风。太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-174124双巷布置：双巷布置：巷道断面较小。缺点：需要进行移置和从新拆接电缆和油管等工作，给生产、维修带来不便。如：配电点和泵站所用的电缆和油管由一个联络巷到另一个联络

3、巷。 由于综采时要求工作面等长布置，下区段轨道巷也要沿中线布置，仅可对区段运输巷的积水起到疏导作用，有时候需要护巷，一般大多数采用单巷布置。综采工作面区段平巷布置太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1751235413542321在低瓦斯、煤层倾角小于10、允许采用下行风的条件下，可采用将配电点和变电站布置在区段上部平巷中，称为分巷布置法，区段上部平巷进风，区段运输巷回风。但注意：对瓦斯和煤尘的管理。对于瓦斯含量很大的矿井，要对工作面和采空区瓦斯进行抽放，此时可采用回风巷双巷布置。综采工作面区段平巷布置太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-

4、1761235413542单巷布置单巷布置：由于巷道断面较大，不利于巷道掘进和维护，要求平巷采用强度较高的支护材料，如梯形金属支架或U型钢拱可缩性支架，条件适宜，可采用锚杆支护。b-设备分巷布置，c电气设备设在区段运输巷1转载机，2胶带运输机，3变电站，4泵站，5配电站。太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-177二、单工作面与双工作面布置单工作面与双工作面布置双工作面布置-对拉工作面对拉采面生产系统对拉采面生产系统 2135 m150m120m11中间运输平巷中间运输平巷 2 2上轨道平巷上轨道平巷 3 3下轨道平巷下轨道平巷太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿

5、业工程学院2021-6-178三、区段间无煤柱护巷三、区段间无煤柱护巷 采用区段无煤柱护巷，使区段平巷沿采空区布置，采用区段无煤柱护巷，使区段平巷沿采空区布置，可避免和消弱支承压力的影响，改善巷道维护状况，减少可避免和消弱支承压力的影响，改善巷道维护状况，减少煤损。煤损。沿空留巷前进式沿空留巷前进式沿空留巷 采面前进式回采，采面前进式回采， 沿采空区留出平巷。沿采空区留出平巷。太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-179后退式沿空留巷后退式沿空留巷 先掘区段平先掘区段平巷到采区边界，巷到采区边界，采面后退回采，采面后退回采，沿采空区留出沿采空区留出平巷，为下区平巷，为

6、下区段服务。段服务。太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1710往复式沿空留巷往复式沿空留巷p 沿空留巷适用：沿空留巷适用： 缓斜和倾斜，厚缓斜和倾斜，厚2 2m m以下的薄及中厚煤层。以下的薄及中厚煤层。沿空留巷比较困难，使用的比例有下降的趋势。沿空留巷比较困难，使用的比例有下降的趋势。太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1711沿空掘巷沿空掘巷 定义：沿着已采工作面的采空区边缘掘进区段平巷。利用采空区边定义：沿着已采工作面的采空区边缘掘进区段平巷。利用采空区边缘压力较小，沿着上覆岩层已垮落稳定的采空区边缘或仅留很窄的煤柱缘压力较小，沿

7、着上覆岩层已垮落稳定的采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘巷。掘巷。(b)23m(a) 优点：虽没有减少区段平巷的数目，但是不留或少留煤柱，减少煤损，优点：虽没有减少区段平巷的数目，但是不留或少留煤柱，减少煤损，减少联络巷，减少巷道维修工程量，甚至不用维修，对巷道支护要求也减少联络巷，减少巷道维修工程量，甚至不用维修，对巷道支护要求也不严格。不严格。太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1712沿空掘巷时回采面接替顺序沿空掘巷时回采面接替顺序(a)区段1234512345区段跳采接替：区段跳采接替：在采空区上覆岩层尚未垮落在采空区上覆岩层尚未垮落稳定之前不能进行沿空掘巷。稳定

8、之前不能进行沿空掘巷。 优点：区段跳采接替方优点：区段跳采接替方便；巷道掘进量少；便；巷道掘进量少； 缺点：生产分散；缺点：生产分散；“孤孤岛岛”采煤矿压显现强烈；在采煤矿压显现强烈；在深部煤层开采时易出现冲击深部煤层开采时易出现冲击地压。地压。 适用：采区区段数目多。适用：采区区段数目多。 2区段回采，4区段正在煤体中掘进上下两平巷，1、3、5区段将采用沿空掘巷，回采顺序为2-4-1-3-5太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-17131122区段依次接替：区段依次接替： 区段平巷双巷布置，区段平巷双巷布置，留煤柱留煤柱2020 30 30m m（为了（为了护巷），

9、回收部分煤柱。护巷），回收部分煤柱。沿空掘巷的目的：沿空掘巷的目的： 工作面通风，运料工作面通风，运料仍利用轨道巷，在轨道仍利用轨道巷，在轨道巷近工作面处设风帘挡巷近工作面处设风帘挡风。风。适用：区段数目少；矿适用：区段数目少；矿压大，不宜跳采时，压大，不宜跳采时，缺点：增加了平巷及联缺点：增加了平巷及联络巷的工程量络巷的工程量下区段工作面回采时，在区段煤柱上部超前采煤工作面沿采空区掘巷，并隔一定距离通过联络巷与区段轨道巷相通。太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1714四、采场通风方式与回采巷道布置四、采场通风方式与回采巷道布置工作面通风的要求 p工作面有足够风量

10、，符合安全规程，防止上隅角瓦工作面有足够风量，符合安全规程，防止上隅角瓦斯聚积；斯聚积；p沿空留巷时的巷旁应采取防漏风措施；沿空留巷时的巷旁应采取防漏风措施；p风流应尽量单向顺流，少折返逆流，系统简单，风风流应尽量单向顺流，少折返逆流，系统简单，风路短。路短。p进风巷应有足够的断面和数目。进风巷应有足够的断面和数目。 太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1715特点特点: :通风系统简单，通风系统简单，漏风少，风流线路长，漏风少，风流线路长，变化大。变化大。 适用：瓦斯不太大；适用：瓦斯不太大；瓦斯大，设瓦斯尾巷，瓦斯大，设瓦斯尾巷，即为即为 U+ LU+ L通风通

11、风 通风方式通风方式p U U型通风型通风 太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1716p Z Z型通风型通风 顺 流 通 风 方 式顺 流 通 风 方 式（进风流与回风（进风流与回风流的方向相同），流的方向相同），风路，通风效果风路，通风效果比比U U型好。型好。 太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1717p Y Y型通风型通风当工作面产量大和瓦斯涌出当工作面产量大和瓦斯涌出量大时，可以稀释风流中的量大时，可以稀释风流中的瓦斯。上下平巷均进新鲜风瓦斯。上下平巷均进新鲜风流有利于上下平巷安装机电流有利于上下平巷安装机电设备设备。要求：设

12、有边界回风上山，要求：设有边界回风上山，当无边界上山、区段回风巷当无边界上山、区段回风巷设在上平巷进风巷的上部时，设在上平巷进风巷的上部时，偏偏Y Y型通风。型通风。太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1718系统复杂，增加系统复杂，增加了风量，稀释瓦了风量，稀释瓦斯斯, ,采用较少。采用较少。p H H型通风型通风太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1719对拉工作面对拉工作面, ,有利有利于满足上下工作面于满足上下工作面同采，实现集中生同采，实现集中生产的要求。产的要求。p W W型通风型通风太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业

13、工程学院2021-6-1720 单一走向长壁采煤法是我国采煤法是应用最广泛单一走向长壁采煤法是我国采煤法是应用最广泛的一种的一种, ,这种采煤方法主要适用于顶板易于垮落的缓这种采煤方法主要适用于顶板易于垮落的缓斜斜, ,倾斜薄及中厚煤层倾斜薄及中厚煤层。 从单一走向长壁采煤法的产量比重来看从单一走向长壁采煤法的产量比重来看, , 成下降成下降的的趋趋势势，近几年在倾角小于近几年在倾角小于1212条件下大力推广倾条件下大力推广倾斜长壁采煤法斜长壁采煤法。由于国有重点煤矿倾角小于由于国有重点煤矿倾角小于1212煤煤层的产量比重达层的产量比重达57.32%,57.32%,因此今后走向长壁采煤法的因此

14、今后走向长壁采煤法的产量比重将会继续下降。产量比重将会继续下降。太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1721太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1722倾斜分层：倾斜分层：将厚煤层分成若干与煤层层面相平行的分层，然将厚煤层分成若干与煤层层面相平行的分层，然后逐层开采。后逐层开采。回采顺序：回采顺序：下行式下行式 先采顶分层，依次下行回采各分层，垮先采顶分层，依次下行回采各分层，垮落法管理顶板，称倾斜分层下行垮落采煤法。落法管理顶板，称倾斜分层下行垮落采煤法。分层同采：分层同采：在同一区段范围内，上、下分层工作面错开一定在同一区段范围内，上

15、、下分层工作面错开一定距离同时采煤，称：距离同时采煤，称：“分层同采分层同采”。 分层分采：分层分采：在同一区段范围内，采完一个分层后再采下一个在同一区段范围内，采完一个分层后再采下一个分层称分层称“分层分采分层分采”或或“大扒皮大扒皮” ” 。 太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1723一、顶分层回采工艺特点一、顶分层回采工艺特点顶分层增加了为下分层铺设人工假顶或形成再顶分层增加了为下分层铺设人工假顶或形成再生顶板的工作生顶板的工作顶板顶板 煤层原生顶板煤层原生顶板顶分层采煤工作面顶分层采煤工作面 | 工艺同中厚煤层工艺工艺同中厚煤层工艺 底板底板 煤层（二分层

16、）煤层（二分层） 铺假顶或形成铺假顶或形成再生顶板（下分层用）再生顶板（下分层用）太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1724（一）人工假顶（一）人工假顶1、竹笆、荆笆假顶、竹笆、荆笆假顶 竹笆、荆笆竹笆、荆笆底梁：半圆木，或厚木板。底梁：半圆木，或厚木板。铺设：底梁与煤壁呈铺设：底梁与煤壁呈45 60布置，将竹笆放在底梁上，每片布置，将竹笆放在底梁上，每片间搭接，用铁丝联好。腐朽期为间搭接，用铁丝联好。腐朽期为6 8月。月。垮落矸石胶结性能好时可不铺底垮落矸石胶结性能好时可不铺底梁梁152634124太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-

17、17252、金属网假顶、金属网假顶金属网假顶一般用金属网假顶一般用12 14#镀锌铁丝编织而成。网边用镀锌铁丝编织而成。网边用8 10#铁丝编成。网孔铁丝编成。网孔20 25mm网孔形状：正方形（经纬网）、菱形、蜂窝形。网孔形状：正方形（经纬网）、菱形、蜂窝形。菱形网：承力好，延展性好，寿命长，广泛应用。菱形网：承力好，延展性好，寿命长，广泛应用。 太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-17263、塑料网假顶、塑料网假顶塑料网假顶：聚丙稀树脂制成的塑料编织而成。塑料网假顶：聚丙稀树脂制成的塑料编织而成。规格：网带宽规格：网带宽13 16mm，5 6 0.9m或或2.0

18、 0.9mm，网孔网孔15mm塑料网：无毒、无味，阻燃，抗静电，重量轻，柔性大，塑料网：无毒、无味，阻燃，抗静电，重量轻，柔性大，耐腐蚀等。耐腐蚀等。强度高，寿命长；抗剪性能差；延展性大，易形成网兜。强度高，寿命长；抗剪性能差；延展性大，易形成网兜。太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1727312452312314、人工假顶铺设方法、人工假顶铺设方法铺顶网铺顶网 铺底网：手工、机械铺底网：手工、机械太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1728（二）再生顶板（二）再生顶板煤层的顶板为页岩或含泥质成份较高的岩层，冒落后注煤层的顶板为页岩或含

19、泥质成份较高的岩层，冒落后注水或注泥浆，在上覆岩层重压下形成再生顶板。一般水或注泥浆，在上覆岩层重压下形成再生顶板。一般4 6个月胶结形成。个月胶结形成。太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1729二、假顶下采煤工艺的特点二、假顶下采煤工艺的特点（一）假顶下支护及顶网管理（一）假顶下支护及顶网管理假顶下回采，顶板是已垮落的碎石，老顶周期来压不明显，假顶下回采，顶板是已垮落的碎石，老顶周期来压不明显，顶板压力顶板压力 较顶分层小。顶板管理的关键是护好破碎顶板。较顶分层小。顶板管理的关键是护好破碎顶板。 护好破碎顶板技术措施护好破碎顶板技术措施 ： 1）浅截深采煤机；）浅截深采煤机；2）滚筒距网）滚筒距网 100mm；3）及时支护；）及时支护； 4）普采面：）普采面：a、采用正倒悬臂错梁直线柱布置；、采用正倒悬臂错梁直线柱布置；b、割煤后、割煤后及时挂梁，支贴帮柱；及时挂梁，支贴帮柱；c、 型钢梁护顶。型钢梁护顶。5） 综采面：掩护式支架，或支撑掩护式支架。综采面：掩护式支架，或支撑掩护式支架。太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院2021-6-1730（二）假顶下的放顶工艺（二）假顶下的放顶工艺 单体支柱采面单体支柱采面 无密集放顶。假顶下易拉斜歪支柱、无密集放