倾斜长壁采煤法

1、2021-11-10煤矿开采学煤矿开采学 6.倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法主讲：刘建庄主讲：刘建庄单位：河北理工大学单位：河北理工大学日期：日期：2009.072021-11-106.1 示例示例6.2 采煤系统分析采煤系统分析6.3 采煤工艺特点采煤工艺特点6.4 适用条件及评价适用条件及评价126.倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法342021-11-10倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法n倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法 回采工作面沿煤层走向布置，沿倾回采工作面沿煤层走向布置，沿倾斜（仰斜或俯斜）推进采煤。斜（仰斜或俯斜）推进采煤。n该法于该法于1975年在大同煤峪口矿和枣庄田屯矿试验成功，年在大同煤峪

2、口矿和枣庄田屯矿试验成功，之后逐步推广。该法采煤量占总产量的之后逐步推广。该法采煤量占总产量的12%以上。以上。n实践表明，相同的地质条件下采用倾斜长壁开采较走向实践表明，相同的地质条件下采用倾斜长壁开采较走向长壁开采可减少长壁开采可减少10%20%巷道掘进工程量，建井工期巷道掘进工程量，建井工期可缩短可缩短12年，经济效益显著。年，经济效益显著。n目前，该法在我国的主要产煤区神东、大同、兖州、晋目前，该法在我国的主要产煤区神东、大同、兖州、晋城、枣庄、松藻、鸡西、铁法、淮北、肥城等地城、枣庄、松藻、鸡西、铁法、淮北、肥城等地100多个多个矿井中均有应用，是我国煤炭工业重点推广的开采技术。矿井

3、中均有应用，是我国煤炭工业重点推广的开采技术。 2021-11-10n分类：单一和分层，仰分类：单一和分层，仰斜和俯斜。斜和俯斜。（一）单一倾斜长壁采（一）单一倾斜长壁采煤法采煤系统煤法采煤系统n1.巷道名称：巷道名称：Fig.6-16.1 示例示例I I123355467881 84 ,536272021-11-102.巷道布置特点：巷道布置特点：n（1）水平运输大巷和回风大巷均沿煤层走向置于）水平运输大巷和回风大巷均沿煤层走向置于阶段同一侧。阶段同一侧。n（2）分带运输斜巷和回风斜巷（）分带运输斜巷和回风斜巷（strip inclined drift）均沿煤层倾斜方向掘进，）均沿煤层倾斜方

4、向掘进， 并垂直或斜交于并垂直或斜交于平运输大巷平运输大巷 n（3）采面沿煤层走向布置，对拉采面（）采面沿煤层走向布置，对拉采面（double face ），面长），面长120150m ，斜长，斜长1000m 。n（4）分带运料多台小绞车串联运输。）分带运料多台小绞车串联运输。2021-11-103.掘进顺序掘进顺序 n1.原则：尽快构成通风回路、平行作业原则：尽快构成通风回路、平行作业n2.顺序：顺序：1、2平行作业超过平行作业超过5设计位置设计位置100m即即可开掘可开掘5 ； 由由1开掘开掘7、6、4至上边界；至上边界； 开切眼开切眼贯通贯通4、5安装设备进行开采。安装设备进行开采。20

5、21-11-104.生产系统生产系统 n（1）运煤：）运煤：3-4-6-1 装车外运装车外运 n（2）通风：通风：fresh air：1-7-4-3；used air：3-5-2-风井风井n（3）运料：）运料：5巷、小绞车（置巷道一侧）多级上巷、小绞车（置巷道一侧）多级上运；无级绳上运运；无级绳上运 系统演示系统演示2021-11-10实例实例n枣庄田屯矿：枣庄田屯矿： ；M =0.8 m；分带斜长；分带斜长1000m ；顶板；顶板5 6m灰岩，缓慢下沉；灰岩，缓慢下沉； 对拉采对拉采面面-总长总长280 320m 。n阳泉一矿：阳泉一矿： ； M=1.6m；CH440m3/d t；采面长；采

6、面长180m；斜长；斜长1070m。2021-11-10二、倾斜分层倾斜长壁采煤法采煤系统二、倾斜分层倾斜长壁采煤法采煤系统n1.示例条件：煤厚示例条件：煤厚7.0m，平均倾角，平均倾角7。n2.布置特点：布置特点：煤层倾斜分为三个分层，采用普采工艺。煤层倾斜分为三个分层，采用普采工艺。俯斜工作面长度为俯斜工作面长度为120180m，上下分层同采。，上下分层同采。相邻分带组成一个带区，一面两巷，合用一个相邻分带组成一个带区，一面两巷，合用一个煤仓，但相邻分带不同采。煤仓，但相邻分带不同采。n3.巷道名称巷道名称 2021-11-104.主要系统主要系统n运输系统运输系统n运料系统运料系统n通风

7、系统通风系统 73 0 3 0 3211 91 51 44561 78A1 291 01 11 31 61 841 068A41 0881 061 08I I1 81231 041 661 781 2动画演示动画演示2021-11-104.2 采煤系统分析采煤系统分析n一、仰斜开采与俯斜一、仰斜开采与俯斜开采开采 n1.仰斜开采仰斜开采采面沿采面沿倾斜从下向上推进采倾斜从下向上推进采煤。煤。n适用：顶板稳定，煤适用：顶板稳定，煤质较硬；顶板淋水大；质较硬；顶板淋水大；煤易自燃需注浆；临煤易自燃需注浆；临界角一般为界角一般为 35a42612021-11-102.俯斜开采俯斜开采n俯斜开采俯斜开

8、采采面沿倾斜自上采面沿倾斜自上向下推进采煤。向下推进采煤。n适用：煤厚，适用：煤厚， 大，煤松软大，煤松软易片帮，易片帮，CH4大。大。n当当 5 仰斜与俯斜相仰斜与俯斜相结合的形式。结合的形式。 46a5212021-11-103.混合开采方式混合开采方式n适用：进回风大巷适用：进回风大巷并列布置，煤层条并列布置，煤层条件又无特殊要求时，件又无特殊要求时，可采用。可采用。n运输大巷以上部分运输大巷以上部分采用俯斜后退开采，采用俯斜后退开采，以下部分采用仰斜以下部分采用仰斜后退开采，这种布后退开采，这种布置对于运输、通风置对于运输、通风和巷道维护均为有和巷道维护均为有利。利。 名 称符 号停

9、采 线 及 煤 柱永 久 密 闭回 风名 称符 号图 例进 风煤 层 产 状运 煤临 时 密 闭风 门煤 仓井 田 境 界采 区 边 界1234 576891 02021-11-10仰斜开采与俯斜开采技术特征对比仰斜开采与俯斜开采技术特征对比 分类分类仰斜开采仰斜开采俯斜开采俯斜开采推进方向推进方向由下向上由下向上由上向下由上向下适用条件适用条件1.赋存较稳定赋存较稳定2.煤质较硬、不易片帮煤质较硬、不易片帮3.煤层中厚以下煤层中厚以下4.倾角一般小于倾角一般小于20，小于，小于12为宜为宜1.煤层较厚煤层较厚2.煤质松软易片帮煤质松软易片帮3.瓦斯较大瓦斯较大4.顶底板和煤层渗水较小顶底板和

10、煤层渗水较小5.倾角一般小于倾角一般小于20，小于，小于12为为宜宜优点优点1.顶板淋水可直接流入采空区，使工作顶板淋水可直接流入采空区，使工作面保持良好的工作环境面保持良好的工作环境2.装煤效果好，可充分利用煤的自重提装煤效果好，可充分利用煤的自重提高装煤率，减少残留煤量高装煤率，减少残留煤量3.有利于实施充填法处理采空区及向采有利于实施充填法处理采空区及向采空区灌浆预防自燃发火空区灌浆预防自燃发火4.采煤机的稳定性尚好采煤机的稳定性尚好1.有利于防止煤壁片帮及梁端冒顶有利于防止煤壁片帮及梁端冒顶事故事故2.工作面瓦斯不易积聚，利于通风工作面瓦斯不易积聚，利于通风安全安全3.移架力和推溜力较

11、小移架力和推溜力较小4.采煤机重心倾向煤壁，不会出现采煤机重心倾向煤壁，不会出现翻转和倾倒，容易保持良好的工作翻转和倾倒，容易保持良好的工作状态状态缺点缺点1.有平行于工作面的同向节理时煤壁易有平行于工作面的同向节理时煤壁易片帮，顶板有局部变化时架前易冒顶片帮，顶板有局部变化时架前易冒顶2.倾角较大时易将煤抛到输送机的采空倾角较大时易将煤抛到输送机的采空区侧区侧1.工作面因故停产时，煤层顶底板工作面因故停产时，煤层顶底板及煤壁淋水易使顶板软化，影响机及煤壁淋水易使顶板软化，影响机械效能发挥械效能发挥2.装煤效果差装煤效果差2021-11-10二、单工作面和对拉工作面（二、单工作面和对拉工作面（

12、single and double faces）n1.单工作面布置：单工作面布置：炮采、普采、综采均可炮采、普采、综采均可n2.双工作面（两面三巷）双工作面（两面三巷）Fig.6-1：普采、炮采普采、炮采如用综采，开采强度大，如用综采，开采强度大，两面不同采，交替采煤。两面不同采，交替采煤。主要优点：减少一条巷道，主要优点：减少一条巷道，一套设备。一套设备。( a )21123( b )34342021-11-10MG48：突出矿井、高瓦斯矿井、：突出矿井、高瓦斯矿井、低瓦斯矿井高瓦斯区域的采煤工作低瓦斯矿井高瓦斯区域的采煤工作面，不得采用前进式采煤方法。面，不得采用前进式采煤方法。 三、前进

13、式、后退式与混合式三、前进式、后退式与混合式n根据倾斜长壁采面推进方向与主要水平大巷的相根据倾斜长壁采面推进方向与主要水平大巷的相互位置，互位置，n前进式：前进式：advancing order n后退式：后退式：retreating ordern混合式：混合式：n视视“井田边界井田边界”为前，主要水平巷为为前，主要水平巷为“后后”。2021-11-10前进式开采前进式开采 n前进式开采方式投产早，出煤快，巷道维护工程前进式开采方式投产早，出煤快，巷道维护工程量小。量小。n需要随工作面推进在采空区中维护回采斜巷，技需要随工作面推进在采空区中维护回采斜巷，技术复杂，费用较高；工作面通风线路漏风和

14、瓦斯术复杂，费用较高；工作面通风线路漏风和瓦斯涌出量较大，采空区瓦斯涌到工作面风流中，不涌出量较大，采空区瓦斯涌到工作面风流中，不利于通风及防火安全；采掘相互干扰，技术工艺利于通风及防火安全；采掘相互干扰，技术工艺及施工组织管理复杂；难以掌握工作面前方的地及施工组织管理复杂；难以掌握工作面前方的地质变化情况，不利于正常接续生产。质变化情况，不利于正常接续生产。n这种方式在我国应用较少。这种方式在我国应用较少。 2021-11-10后退式开采后退式开采 n分带运输斜巷在工作面采煤前预先掘出，采空区分带运输斜巷在工作面采煤前预先掘出，采空区后方的斜巷随采随废。后方的斜巷随采随废。n该方式回采斜巷在

15、煤体中易于维护，并能预先探该方式回采斜巷在煤体中易于维护，并能预先探明煤层变化情况，技术工艺和施工组织较为容易，明煤层变化情况，技术工艺和施工组织较为容易，能较好保证工作面连续推进和正常生产，在倾斜能较好保证工作面连续推进和正常生产，在倾斜长壁开采中广泛应用。长壁开采中广泛应用。n但前期掘进工程量较大，准备时间较长。但前期掘进工程量较大，准备时间较长。 2021-11-10相邻分带一仰一俯的往复式开采相邻分带一仰一俯的往复式开采 n仰俯结合，克服和减少前进时开采的缺点，利于仰俯结合，克服和减少前进时开采的缺点，利于搬迁。搬迁。(b)(a)2132134555454668792021-11-10

16、四、分带斜巷布置及其联系方式四、分带斜巷布置及其联系方式n分层同采必须设置集中斜巷，分采不设。分层同采必须设置集中斜巷，分采不设。n特定条件上山带区要求仰斜下山带区要求俯斜，厚煤特定条件上山带区要求仰斜下山带区要求俯斜，厚煤层一般均设置集中斜巷。层一般均设置集中斜巷。n上下分带集中斜巷与分层斜巷多用斜巷联络，溜煤也上下分带集中斜巷与分层斜巷多用斜巷联络，溜煤也可采用立眼。另设进风行人斜巷。可采用立眼。另设进风行人斜巷。n分带间无煤柱，相邻分带可共用联络斜巷和立眼。分带间无煤柱，相邻分带可共用联络斜巷和立眼。2021-11-10n1.运煤运煤胶带机胶带机 n2.辅运辅运运送物料困难，长距离斜巷运

17、送物料困难，长距离斜巷 多台小绞车；无极绳运输；多台小绞车；无极绳运输；单轨吊；卡轨车、齿轨车单轨吊；卡轨车、齿轨车 系统简单，运距长，系统简单，运距长，安全，运量较大安全，运量较大多用，强度大，多用，强度大，安全差安全差五、生产系统五、生产系统2021-11-10生产系统生产系统n3.通风方式：通风方式：U、Z、Y、W、H多种型式。多种型式。n4.下行风：倾角大于下行风：倾角大于10避免采用下行风，总回避免采用下行风，总回风巷设置上部边界，设置集中斜巷时解决超前斜风巷设置上部边界，设置集中斜巷时解决超前斜巷和联络斜巷的局部污风下行问题。巷和联络斜巷的局部污风下行问题。2021-11-106.

18、3 采煤工艺特点采煤工艺特点一、矿压显现及支护特点一、矿压显现及支护特点1.仰采仰采 （1）顶板产生向采空区方向的分力）顶板产生向采空区方向的分力（2）顶板受向下拉力，不易获得平衡）顶板受向下拉力，不易获得平衡 （3）煤壁易片帮）煤壁易片帮（4）采空区顶板冒落滚向采空区）采空区顶板冒落滚向采空区（5）支架主要作用是支撑顶板）支架主要作用是支撑顶板（6）支撑式或支掩式支架；）支撑式或支掩式支架； 时时支柱迎山角为支柱迎山角为6 ，设置复位千斤顶；防片帮装置，锚杆；设置复位千斤顶；防片帮装置，锚杆； 大拉力的大拉力的推移千斤顶推移千斤顶2021-11-10煤层倾角对顶板稳定性影响煤层倾角对顶板稳定

19、性影响(a)(b)L12o12o(a)(b)2021-11-102.俯采俯采n顶板产生指向煤壁的分力顶板产生指向煤壁的分力 n岩层受压力，顶板易平衡，稳定；岩层受压力，顶板易平衡，稳定； n煤壁稳定煤壁稳定, 不易片帮；不易片帮； n矸石易窜入采面；矸石易窜入采面； n支架支撑顶板，防矸石窜入工作面支架支撑顶板，防矸石窜入工作面n支掩式或掩护式支架：掩护梁上有防窜装置。支掩式或掩护式支架：掩护梁上有防窜装置。 2021-11-10二、采煤工艺特点二、采煤工艺特点（一）仰采特点（一）仰采特点 n1.水自流入采空区；水自流入采空区；n2.顶板稳定性差，临界角顶板稳定性差，临界角8 ；n3.当当时，

20、采煤机偏离煤壁，时，采煤机偏离煤壁，减少截深减少截深；煤滚入溜；煤滚入溜槽下侧，输送机易断链，小截深，槽下侧，输送机易断链，小截深，中心链式，输中心链式，输送机送机设设下部调平三角架下部调平三角架。n4.当当 时，采煤机不稳定，易翻倒。时，采煤机不稳定，易翻倒。 2021-11-10（二）俯采特点（二）俯采特点n1.水流入采面，工作条件差；水流入采面，工作条件差； n2.装煤困难：加高滚筒滑靴，调换滚筒背向旋转，装煤困难：加高滚筒滑靴，调换滚筒背向旋转，降低割煤速度，台阶割煤，吊移输送机。降低割煤速度，台阶割煤，吊移输送机。n2.顶板相对稳定；顶板相对稳定； n3.机组不稳定，易掉道。机组不稳

21、定，易掉道。 2021-11-106.4 适用条件及评价适用条件及评价一、倾斜长壁采煤法评价一、倾斜长壁采煤法评价 n1.倾斜长壁采煤法优点倾斜长壁采煤法优点 n（1）巷道布置简单，巷道掘进及维护费低，投产）巷道布置简单，巷道掘进及维护费低，投产快。巷道掘进工程量少快。巷道掘进工程量少15%，相应工期短。，相应工期短。n（2）运输系统简单，占用设备少，运费低。运输）运输系统简单，占用设备少，运费低。运输设备及辅助人员可减少设备及辅助人员可减少30。n（3）回采巷道沿煤掘进，易固定方向，采面可等）回采巷道沿煤掘进，易固定方向，采面可等长布置，利于生产管理。长布置，利于生产管理。2021-11-1

22、0倾斜长壁采煤法优点倾斜长壁采煤法优点 n（4）通风线路短，风流方向转折变化少，通风构）通风线路短，风流方向转折变化少，通风构筑物减少约筑物减少约1/3。n（5）对某些地质条件的适应性强，如：）对某些地质条件的适应性强，如：倾斜断层倾斜断层 可沿断面伪斜布置；可沿断面伪斜布置；淋水淋水 仰斜开采；仰斜开采；瓦斯大瓦斯大 俯采。俯采。n（6） 技术经济效益显著：采面单产增加，巷道掘技术经济效益显著：采面单产增加，巷道掘进率（进率（m/万万t）降低）降低 ，采出率（，采出率（%）增加，工效）增加，工效（t/工）提高工）提高 。 2021-11-102.倾斜长壁采煤法缺点倾斜长壁采煤法缺点n（1）长

23、距离倾斜巷道辅运和行人困难；）长距离倾斜巷道辅运和行人困难； n（2）当前采掘运机械设备不完全适应倾斜长壁的要求；）当前采掘运机械设备不完全适应倾斜长壁的要求； n（3）大巷装车点多，可设带区，共用一个煤仓。）大巷装车点多，可设带区，共用一个煤仓。阳泉一矿：阳泉一矿：4个分带共用一煤仓；个分带共用一煤仓；二道河子矿：二道河子矿：5个分带共用一煤仓。个分带共用一煤仓。n（4）下行回风）下行回风 加强检查监测。加强检查监测。 2021-11-10二、倾斜长壁采煤法适用条件二、倾斜长壁采煤法适用条件n1. 煤层，效果最好。煤层，效果最好。 n2.采取一定技术措施，可适用于采取一定技术措施，可适用于12