煤矿开采技术——近水平煤层长壁采煤法采煤系统

1、第八章 水平煤层长壁采煤法采煤系统第一节 近水平煤层走向长壁采煤法采煤系统目的要求：1、了解近水平煤层走向长壁采煤法采煤系统；2、掌握盘区巷道布置及掘进顺序；3、掌握几种盘区的比较及选择。重点、难点和突破的方法：重 点： 1 、盘区巷道布置及掘进顺序；2 、几种盘区的比较及选择。难 点： 盘区巷道布置及位置选择突破方法： 1、详细讲解；2、结合工程实例进行讲述。教学内容和步骤（附后）第八章 近水平煤层长壁采煤法采煤系统倾角 8°以下的煤层为近水平煤层。由于煤层倾角小，不能再按阶段垂高将其分成阶段 了，一般是把运输、回风大巷布置在井田倾斜的中央，利用大巷将井田分成上、下两部分， 再在每

2、一部分内划分出若干个盘区（或带区）进行开采。开采近水平煤层的主要方法分为：走向长壁采煤法， 倾斜长壁采煤法。走向长壁采煤法一般采用盘区式开采。盘区分类：按开采煤层数目分： 单一煤层盘区、联合布置盘区按盘区主要巷道布置方式分：上（下）山盘区、石门盘区8-1 近水平煤层走向长壁采煤法采煤系统一、盘区巷道布置特点区段划分为规则矩形，区段巷道沿中线掘进区段间开采顺序一般不受限制轨道上下山多采用无极绳绞车运输盘区下部一般要布置材料斜巷：分走向斜巷和倾向斜巷2、采煤方法一走向长壁采煤法3、巷道布置巷道布置特点:(1)“运上” 5 布置于M2层中，“轨上”4 布置于M层中(2)区段平巷一单巷布置，对拉采面,

3、10和12重迭布置、联合布置的上(下)山盘区1、条件:M1和M煤层为中厚煤层，层间距 H=1015m低沼矿，地质构造简单,(3) 区段平巷与上山联系11与4直接相连11通过15与5相连(4) 斜巷14和21 运料、行人、进风、回风（5）水平运输大巷1布置于M2底板岩层中总回风巷2布置于m2中4、生产系统5、开采顺序:运煤系统 弋运料系统煤层间一下行式区段内走向一区内后退式区段间倾向一上行、下行式 三、石门盘区石门盘区一自运输大巷开掘石门作为盘区主要巷道时，该盘区称石门盘区。（盘区运输上山采用水平巷道开掘）（一）石门盘区巷道布置特点采区开采条件：煤层厚度（m）层间距（m）m0.9m4.43.3m

4、4.52.6=，低沼矿，盘区走向 2200m 倾斜长800 1000m，走向长壁采煤法。石门盘区巷道布置特点1） 运输大巷1置于距M3煤层约20m的底板岩石中（运输水平）回风大巷（2）置于距 M约10m的底板岩石中（回风水平）2） 盘区石门3置于距M3的底板岩石中，与（1 ）同水平。（相当于“运上”，机车可进入3直接装煤）轨上 4置于距M3约10m的底板岩石中。3）区段集中机巷6和集中轨巷7置于距M3约810m的底板岩层中。4）各煤层（或分层）区段平巷均超前（两个溜煤眼及斜巷间距）回采工作面掘进。（三）改进型的石门盘区1、采用对拉采面的石门盘区。2、机车直接进区段集中平巷的石门盘区。当小时，煤

5、层稳定时用。石门盘区与上（下）山盘区的比较及选择石门盘区布置方式与上（下）山盘区布置方式的差别，主要是将盘区运煤上（下）山 的倾斜运输变成盘区石门的水平运输。石门盘区布置的优缺点：由于盘区石门内可采用电机车运输， 减少了盘区和大巷之间的运输环节， 运输能力大， 有利于提高盘区生产能力和合理集中生产。盘区石门位于煤层底板岩层中， 巷道维护条件好。 此外， 各煤层工作面采出的煤炭，通 过区段煤仓在石门内装车外运， 区段煤仓可起到缓冲和调节运输作用， 有利于工作面连续生 产。但这种布置方式的缺点是， 石门和溜煤眼的岩石掘进工程量大，盘区准备时间较长。当 煤层倾斜长度大，倾角较大时，石门盘区区段煤仓的

6、垂高随之增大。上（下）山盘区布置方式的优缺点盘区上 （下）山布置方式具有工程量小， 不受大巷运输方式限制等优点，为了改善盘区 上（下）山的维护条件，可采用岩石上（下）山盘区布置方式，在上（下）山内铺设带式输 送机，同时加大盘区煤仓以便提高盘区生产能力。其它方面基本上与盘区石门布置相反。在煤层倾角35以下时，采用石门盘区较有利。第二节 倾斜长壁采煤法采煤系统目的要求：1、了解并理解倾斜长壁采煤法的概念和生产系统； 2、掌握倾斜长壁采煤法巷道布置特点及适用条件。 重点、难点和突破的方法: 重 点：1、倾斜长壁采煤法巷道布置特点及适用条件难 点：1、倾斜长壁采煤法巷道布置及位置选择 突破方法：1、详

7、细讲解；2、讲练结合。教学内容和步骤（附后）第二节倾斜长壁采煤法采煤系统倾斜长壁采煤法回采工作面沿煤层走向布置，沿倾斜（仰斜或俯斜）推进采煤。或长壁工作面沿倾斜推进的采煤方法。该法采煤量占总产量的 12%上一、单一倾斜长壁采煤法采煤系统（一）巷道布置特点:1、巷道名称:1）水平运输大巷和回风大巷均沿煤层走向置于阶段同一侧。2）分带运输斜巷和回风斜巷均沿煤层倾斜方向掘进，并垂直或斜交于平运输大巷3）采面沿煤层走向布置，对拉采面，面长 200m ，斜长 1000m（二）掘进顺序：1、原则：2、顺序：（1）、（ 2）超过（5） 100m即可开始2）平行作业（1）、（7 ，6）、（4）井田上边界开切眼

8、（ 1 ） 、 （ 5）井田上边界开切眼（三）生产系统1 、运煤： 3 4 6 1 装车外运2、通风：风流 1 7 4 3 5 2 风井3、运料：4、巷道、设小绞车（置巷道一侧）多级上运；无级绳上运或使用单轨吊车进行辅助运输。实例1:枣庄田屯矿：,M =0.8 m ;分带斜长1000m ;顶板5 6m灰岩，缓慢下沉；对拉采面 总长 280320m 。阳泉一矿：,M=1.6m ; C H440m3/ t ;采面长 180m 斜长 1070m。二、倾斜长壁采煤系统分析（一）仰斜开采与俯斜开采1 、仰斜开采 采面沿倾斜从下向上推进采煤。适用：顶板稳定，煤质较硬;顶板淋水大;煤易自燃需注浆;临界角一般

9、为12、俯斜开采 一 采面沿倾斜自上向下推进采煤。适用：煤厚,（二）单工作面与双工作面1、单工作面布置：炮采、普采、综采均可。2、双工作面（两面三巷），一般使用在普采、炮采。如用综采，两面不同采，交替采煤。主要优点：少开一条巷道，减少一套运输设备（三）工作面开采方式根据倾斜长壁采面推进方向与主要水平大巷的相互位置， 开采方式分为：前进式：后退式：混合式：1 前进式：回采工作面从大巷向井田边界方向推进采煤。2、后退式回采一一回采工作面从井田边界向主要水平大巷方向推进采煤3、混合式一往复式一前进式与后退式回采相结合。（四）主要巷道类型1）回采巷道一为采面服务，沿煤层倾斜线或伪斜线开掘的斜巷2）水平

10、运输和回风大巷3）联接水平大巷与各煤层回采巷道的联络巷4）硐室倾斜长壁取消了采（盘）区上（下）山巷道。布置方式：井筒一井底车场一主石门一水平大巷一回采巷道。（五）运输系统问题1）运煤一一胶带机2）辅运一一运送物料困难，长距离斜巷多台小绞车；无极绳运输；单轨吊；卡轨车、齿轨车三、矿压显现及支护特点煤层倾角对顶板稳定性影响：1、仰采：（1）顶板产生向采空区方向的分力（2）顶板受向下拉力，顶板不易控制（3）煤壁易片帮（4）采空区顶板冒落滚向采空区口J大拉力的推移千斤顶设置复位千斤顶；防片帮装置，锚杆; 煤层倾角对顶板稳定性影响2、俯采：顶板产生指向煤壁的分力岩层受压力，顶板易平衡，稳定；煤壁稳定，不

11、易片帮；矸石易窜入采面；装煤比较困难 支架支撑顶板，防矸石窜入工作面支掩式：掩护梁上有防窜矸装置， 倾斜长壁采煤法是将井田按照上、下两部分划分成几个带区，每个带区又分成若干个倾斜分带，每个分带内布置一个采煤工作面进行开采。采煤工作面沿煤层走向布置，沿煤层倾斜向上或向下推进的采煤法。工作面自下而上推进的为仰斜开采，工作面自上而下推进的为俯斜开采。四、倾斜长壁采煤法的优缺点和适用条件（一）倾斜长壁采煤法的优点（1）巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，准备时间短、投产快。（2）运输系统简单，占用设备少，运输费用低。（3）由于倾斜长壁采煤法工作面的回采巷道可以沿煤层倾斜方向掘进，能够保持固定方向，可保

12、持采煤工作面的长度不变，给工作面创造了优良的开采技术条件，有利于综合机械化采煤。（4）通风线路短，通风构筑物少，漏风少，通风效果好。（5）对地质条件的适应性较强。（6）技术经济效果好，工作面单产、巷道掘进率、煤炭采出率、劳动生产率和吨煤成本等指标，都比走向长壁采煤法有明显的提高和改善。（二）倾斜长壁采煤法存在的问题长距离的倾斜巷道，使得掘进、辅助运输和行人比较困难；现有的采煤工作面设备都是 按走向长壁工作面的开采条件设计和制造的， 不能完全适应倾斜长壁工作面的生产要求； 每24个分带布置一个煤仓与大巷联系，大巷装车点较多，特别是当同时开采的工作面数目 较多时，相邻分带之间的大巷运输干扰较大；有时还存在着污风下行的问题。（三）倾斜长壁采煤法的适用条件（1） 倾斜长壁采煤法一般应用于煤层倾角小于120 的煤层。煤层倾角越小越有利。（2） 当对采煤工作面设备采取取有效的技术措施之后，倾斜长壁采煤法可适用在 12 17 的煤层。（3）对于倾斜或斜交断层比较发育的煤层， 能大致划分成比较规则的带区情况下， 可采用倾斜长壁采煤法或伪斜长壁采煤法。（4）对于不同开采深度、顶底板岩石性质、矿井瓦斯涌出量和矿井涌水量的条件，均 可采