采矿学 第8章 急倾斜煤层采煤方法

1、第八章第八章 急倾斜煤层采煤方法急倾斜煤层采煤方法 Mining methods of steeply inclined seam 第一节第一节 采煤方法发展及围岩破坏特征采煤方法发展及围岩破坏特征 一、一、一一般特点般特点煤层煤层 ，急斜煤层开采的特点均由煤层，急斜煤层开采的特点均由煤层倾角倾角 增大引起增大引起 1 1、地质构造复杂，煤层赋存不稳定、地质构造复杂，煤层赋存不稳定 煤层由原水平状态，经过多次地质变动，变成煤层由原水平状态，经过多次地质变动，变成急斜煤层。急斜煤层。地质地质构造复杂；煤层不稳定构造复杂；煤层不稳定； 在尺寸相同、煤在尺寸相同、煤层数目相同的井田内，煤的层数目相同

2、的井田内，煤的储量相对下降储量相对下降。 急倾斜煤层开采的一般特点急倾斜煤层开采的一般特点2 2、采下的煤和垮落矸石会自动下滑、采下的煤和垮落矸石会自动下滑 简化简化煤的煤的运输运输；带来；带来不安全不安全因素因素3 3、采煤工作面行人，运料及操作等各工序、采煤工作面行人，运料及操作等各工序均较困难均较困难 急倾斜煤层开采的一般特点急倾斜煤层开采的一般特点4、 顶板沿倾斜方向的分力顶板沿倾斜方向的分力增大，垂直于层面方向的增大，垂直于层面方向的分力减小，矿压显现缓分力减小，矿压显现缓 和，同时引起：和，同时引起： 工作面支架不稳定；工作面支架不稳定； 底板岩层稳定性下降；底板岩层稳定性下降；

3、顶板、底板均会滑动顶板、底板均会滑动 急倾斜煤层开采的一般特点急倾斜煤层开采的一般特点5 5、机械化采煤一般比较困难、机械化采煤一般比较困难 6 6、急斜煤层采矿工程图采用立面图或层面图、急斜煤层采矿工程图采用立面图或层面图 629178543216758 - 629178543216758 - 急倾斜煤层开采的特点急倾斜煤层开采的特点1 1、矿井常采用立井（斜井）多水平集中运、矿井常采用立井（斜井）多水平集中运输大巷和采区石门开拓方式输大巷和采区石门开拓方式 开采水平垂高：开采水平垂高：80 150m。 采区走向长：采区走向长：600 1000m 2 2、采区用一组上山眼的布置方式，、采区用

4、一组上山眼的布置方式，或用伪或用伪斜折返上山。斜折返上山。629178543216758 - 伪斜折返上山伪斜折返上山1-运输石门2-溜煤眼3-运料眼4-行人眼5-回风石门23415急倾斜煤层开采的特点急倾斜煤层开采的特点3 3、采区一般不设上、中部车场，设下部车、采区一般不设上、中部车场，设下部车场。场。4 4、采煤方法多样、采煤方法多样 三、急倾斜煤层采煤法的发展三、急倾斜煤层采煤法的发展 表表 急倾斜煤层采煤法的发展急倾斜煤层采煤法的发展 解放前解放前柱式采煤柱式采煤高落式或残柱式高落式或残柱式倒台阶走向长壁倒台阶走向长壁（20世纪世纪50年代初）年代初）水平分层，斜切分层水平分层，斜切

5、分层（20世纪世纪50年代年代)解放后解放后伪倾斜长壁伪倾斜长壁（20世纪世纪80年代）年代）伪倾斜柔性掩护支架伪倾斜柔性掩护支架采煤采煤（1965年）年）巷道布置巷道布置区段划分：采区区段划分：采区沿倾斜划分为沿倾斜划分为2 2 3 3个区段个区段 1、倒台阶采煤法、倒台阶采煤法（overhand step method）45.0m5.0m15 .0 m5 .0 m3 4 0 0 - 17008 0 0315.0m8453.0m20.9m762 .4 m8采面下部：超前采面下部：超前平巷，煤柱平巷，煤柱4 5m，超前下台阶，超前下台阶2 3个溜煤眼。个溜煤眼。工作面布置：工作面布置：（1）采

6、面参数：一个台阶长采面参数：一个台阶长15 20m，台阶数：，台阶数：2 4个；个； 倒台阶布置：上下台阶错距为倒台阶布置：上下台阶错距为2 3m，最下一个台阶：最下一个台阶： 错距为错距为5 6m 台阶较短：台阶较短：12m 回采工艺回采工艺 落煤落煤 风镐；爆破。风镐；爆破。装运装运 煤自溜。煤自溜。支护支护 人工，木支人工，木支柱，设顶梁、底柱，设顶梁、底梁、护身板。梁、护身板。处理采空区处理采空区 垮落垮落法或充填法。法或充填法。45.0m5.0m15 .0 m5 .0 m3 4 0 0 - 17008 0 0315.0m8453.0m20.9m762 .4 m8 评价及适用评价及适用

7、 优点：优点：巷道布置简单；掘进率低；通风系巷道布置简单；掘进率低；通风系统简单；采出率高；对地质条件的适应统简单；采出率高；对地质条件的适应性强。性强。缺点：缺点：工艺多，操作复杂，劳动强度大，工艺多，操作复杂，劳动强度大，支护技术要求高；坑木耗量大；煤尘大，支护技术要求高；坑木耗量大；煤尘大，安全性差；技术经济指标低。安全性差；技术经济指标低。适用：适用：煤层赋存变化大，厚度小于煤层赋存变化大，厚度小于2m的煤的煤层。层。 第二节第二节 伪斜长壁采煤法伪斜长壁采煤法 一、俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法一、俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法 （Oblique longwall retreat

8、ing on the strike with sectional horizontal breaking -off props ）b 工作面线与水平面夹角，工作面线与水平面夹角，b 一般为一般为3030 35 351 1、特点：、特点：采面呈伪斜直线采面呈伪斜直线布置，沿走向推布置，沿走向推进；水平分段密进；水平分段密集切顶、档矸、集切顶、档矸、隔离采空区与采隔离采空区与采面工作空间；采面工作空间；采面分段爆破采煤，面分段爆破采煤，煤自溜。煤自溜。2 2、采煤系统：、采煤系统：Fig、12 7示示3 3、回采工艺：、回采工艺：正常支护正常支护 金属支柱加铰金属支柱加铰接顶梁接顶梁 密集支柱密集

9、支柱 沿倾斜沿倾斜4 4 5m5m设设置一排密集支柱，一般为置一排密集支柱，一般为点柱，支柱间距点柱，支柱间距0.20.2 0.3m0.3m，每排密集支柱沿走向长约每排密集支柱沿走向长约4 4 6m6m，密集支柱随面前移，密集支柱随面前移前添后回前添后回采面分段爆破一般由下向上采面分段爆破一般由下向上装煤由一般由上向下，装入装煤由一般由上向下，装入搪瓷溜槽搪瓷溜槽 2 8313 5432 5m4 5。1.6m1 0 0 01 0 0 01 0 0 01 .5 m2.0m4 0 0 04 0 0 013006 0 01 0 0 01 0 0 06 0 01.3m2.0m1 . 3 m0.8m4

10、- 5 m1 .5 m1 . 6 m1 .2 moo6 6 0 07 6 0 013001 0 m1 .2 m1000400010001000600760013001000 100010004000400013006001000 1000 6006600760013001-密集，密集，2-人字溜人字溜煤眼，煤眼，3-单边钢板单边钢板溜槽，溜槽，4-点柱点柱分段水平密集分段水平密集初采初采Fig、12 8示，示，采面正常回采采面正常回采采面收尾采面收尾Fig、12 8示。示。28-4635415313 534652o4 4、评价及适用：、评价及适用： 采面伪斜直线布置，减少了煤、矸下滑采面伪斜直

11、线布置，减少了煤、矸下滑速度，安全速度，安全 顶底板受力改善，相对稳定顶底板受力改善，相对稳定 采面利用率高，单产高采面利用率高，单产高 支柱工作量大支柱工作量大 分段密集分段密集“三角区三角区”易积易积CH4 顶如有淋水，劳动条件差顶如有淋水，劳动条件差 适用：适用： ，顶板中等稳定，顶板中等稳定，M 2m 第三节第三节 伪倾斜柔性掩护支架采煤法伪倾斜柔性掩护支架采煤法（ flexible shields mining in false dip ）一、采煤系统一、采煤系统 伪斜柔性掩护支架采煤法伪斜柔性掩护支架采煤法 采面呈直线伪采面呈直线伪斜布置，沿走向推进，并用柔性掩护支斜布置，沿走向推

12、进，并用柔性掩护支架隔离采空区，工人在掩护支架下采煤架隔离采空区，工人在掩护支架下采煤 1 1、巷道布置、巷道布置2 2、采面布置、采面布置 3 3、采煤系统、采煤系统 采空区采空区12水平水平1149988101013157345-250-14010m 10m6200m5m11二、平板型支架结构二、平板型支架结构6 341A 放 大1625631A241 23460 050 0110 060 0280 030 0一、一、 回采工作回采工作 准备、回采、收尾准备、回采、收尾1 1、准备、准备 将回风巷扩宽到煤层顶底板，从切眼外将回风巷扩宽到煤层顶底板，从切眼外5m处挖地沟处挖地沟 在扩宽的回风

13、巷里安掩护支架在扩宽的回风巷里安掩护支架 顶板板底0.8m553947612185347621.4m1.0m 掩护支护调斜掩护支护调斜 将掩护支护调斜成伪斜工作面，斜角为将掩护支护调斜成伪斜工作面，斜角为25 30o1248m15m3.5m73635m板板-o60312顶底800380032 2、正常回采、正常回采 1 1）接长掩护支架）接长掩护支架 采煤采煤 溜煤眼上留巷溜煤眼上留巷拆支架拆支架 在回风巷接长掩护支架，超过上出口在回风巷接长掩护支架，超过上出口8 10m 2 2）采煤）采煤 炮采炮采 打眼打眼- 装药装药- 联线联线- 放炮（全采面一次爆破放炮（全采面一次爆破或分段爆破）或分

14、段爆破） 出煤（铺溜槽）出煤（铺溜槽）- 调支架等。调支架等。3 3）拆支架）拆支架 在采面下端将支架放平，并在采面下端将支架放平，并留出空间留出空间1.2m高，拆除支架高，拆除支架3 3、收尾、收尾 1） 在停采线一侧掘两条收尾上山在停采线一侧掘两条收尾上山 走向间距走向间距8 10m，用联络眼贯通用联络眼贯通 2 2）支架安装到收尾上山处，不再接长）支架安装到收尾上山处，不再接长 3 3）随采煤下放前端支架，伪斜角逐渐变小，并）随采煤下放前端支架，伪斜角逐渐变小，并拆除上端多余的支架，放平支架。拆除上端多余的支架，放平支架。 4 4）全部拆除支架）全部拆除支架 147633524 4、改进

15、支架结构，扩大使用范围、改进支架结构，扩大使用范围 八字形掩护支架八字形掩护支架 适用：适用： M =1.3 1.6m “ ”形支架形支架 适用：适用： ， 4.6m 单支撑式支架单支撑式支架 适用：适用： ； M = 1.45 4.6m 211541A3五、改进巷道布置，减少支架拆除和安装次数五、改进巷道布置，减少支架拆除和安装次数 伪斜上山工作面伪斜上山工作面分段出煤分段出煤 3040m2530625565m514332530。32m32413040m2535m溜煤眼工作面溜煤眼工作面分段出煤分段出煤 六、评价及适用六、评价及适用 优点：优点： 安全、劳动条件好；安全、劳动条件好； 巷道布

16、置简单，掘进率低；巷道布置简单，掘进率低； 工序简单，可全天连续采煤；工序简单，可全天连续采煤； 材料消耗低；材料消耗低； 采面较长，利于高产；采面较长，利于高产； 技术经济指标较好。技术经济指标较好。 14763352缺点：缺点： 支架结构不完善，不能调节宽度；支架结构不完善，不能调节宽度； 如有淋水，劳动条件差；如有淋水，劳动条件差； 采面仅一组工人工作，工艺待改进；采面仅一组工人工作，工艺待改进； 煤尘大；煤尘大； 支架拆除费事。支架拆除费事。 适用：适用： M= 2 6m14763352第四节第四节 水平分段放顶煤采煤法水平分段放顶煤采煤法（top slicing system of

17、sublevel caving）ConceptConcept： 水平分段放顶煤采煤法水平分段放顶煤采煤法 在急斜煤层在急斜煤层中，按一定高度分成若干个分段。在分段的底中，按一定高度分成若干个分段。在分段的底部布置采煤工作面，先采出底部工作面的煤，部布置采煤工作面，先采出底部工作面的煤，随即放出上部顶煤的方法。随即放出上部顶煤的方法。 一、采煤系统一、采煤系统 窑街二矿窑街二矿 1-主斜井，主斜井，2-副斜井，副斜井，3-1650运输大巷，运输大巷，4-1700回风大巷，回风大巷，5-1650运输石门，运输石门， 6-1700回风石门，回风石门，7-开切眼，开切眼，8-区段运输巷，区段运输巷，9

18、-区段回风巷，区段回风巷，10-进风斜巷，进风斜巷，11-溜煤眼，溜煤眼，12-回风斜巷回风斜巷126+16501690+169098+1650+1690345689+170012310115二、综采放顶煤回采工艺二、综采放顶煤回采工艺 割煤、移架、推溜、放顶煤。割煤、移架、推溜、放顶煤。适用：采面长适用：采面长 25m。310 2337 1503630321最 小 控 顶 距80075002500630624165最 大 控 顶 距43400210040003220025007500综采放顶煤液压支架综采放顶煤液压支架综采放顶煤液压支架综采放顶煤液压支架三、滑移支架

19、放顶煤回采工艺三、滑移支架放顶煤回采工艺 滑移顶梁支架是一滑移顶梁支架是一种无底梁，由滑种无底梁，由滑移顶梁与双作用移顶梁与双作用液压支柱等组成液压支柱等组成的液压支架。的液压支架。采面布置采面布置（靖远局王家山矿）（靖远局王家山矿） M=56.5m， ， 采面长采面长74m，分段高，分段高6m，其中采高其中采高2m，放顶煤，放顶煤4m，炮采工艺。，炮采工艺。q工作面落煤方式：工作面落煤方式： 采煤机落煤采煤机落煤多采用爆破落煤（工作面长度短限制了采煤机的多采用爆破落煤（工作面长度短限制了采煤机的发挥，采煤机的机道较大）发挥，采煤机的机道较大）q 铺顶网铺顶网 q 推移输送机及推移输送机及滑移

20、顶梁液压支架滑移顶梁液压支架0.8m6545320004000431437255321最 大 控 顶 距45502000644000q 工作面落煤方式：工作面落煤方式： 采煤机落煤采煤机落煤多采用爆破落煤（工作面长度短限多采用爆破落煤（工作面长度短限制了采煤机的发挥，采煤机的机道制了采煤机的发挥，采煤机的机道较大）较大）q 铺顶网铺顶网 q 推移输送机及推移输送机及滑移顶梁液压支架滑移顶梁液压支架铺顶网，伸出前伸梁，出煤铺顶网，伸出前伸梁，出煤移前输送机移前输送机提前梁柱，准备滑移前梁提前梁柱，准备滑移前梁缩前伸梁，滑移前梁到位，缩前伸梁，滑移前梁到位，支前梁支柱，提后梁前支柱，支前梁支柱，提

21、后梁前支柱，移后输送机移后输送机提后梁后柱提后梁后柱滑移后梁到位，支后梁支柱滑移后梁到位，支后梁支柱q放落顶煤放落顶煤 到放煤步距，移架后面停到放煤步距，移架后面停推，剪网放煤推，剪网放煤剪网宽剪网宽0.4 0.5m，高，高0.8 1.0m，距顶板，距顶板1m左左右的放煤口右的放煤口放煤顺序：放煤顺序： 从底板一端至顶板从底板一端至顶板 依次间隔依次间隔 1#、3#、5# 2#、4#、6#放煤口不超过放煤口不超过2个个2 3轮往复放煤轮往复放煤补剪好放煤口补剪好放煤口适用：采面长适用：采面长 15mlh1h底板方向三角煤损失底板方向三角煤损失第五节第五节 仓储式采煤法仓储式采煤法 （Shrin

22、kage stoping mining method） 一一 、仰斜推进的仓储、仰斜推进的仓储采煤法采煤法 （一）特点（一）特点（feature） 1 1、沿走向每、沿走向每15 30m划分为仓房，仓房的划分为仓房，仓房的倾斜长度（区段斜长）倾斜长度（区段斜长）一般为一般为40 80m。47234567211234567 (b )(a )2 2、一般仓房间留煤柱、一般仓房间留煤柱3 3 6m 6m 3 3、仓房内开掘一条上山、仓房内开掘一条上山进风行人进风行人 4 4、仓房底部留小煤柱形、仓房底部留小煤柱形成放煤口成放煤口 5 5、每个仓房内布置一个、每个仓房内布置一个工作面，工作面呈伪倾工作面，工作面呈伪倾斜布置（便于通风），斜布置（便于通风），由下向上推进采煤由下向上推进采煤6 6、采下的煤暂时存于采、采下的煤暂时存于采面下的采空区内，临时面下的采空区内，临时支护顶板支护顶板 47234567211234567 (b )(a )7 7、仓房采完后，再把贮、仓房采完后，再把贮存的煤放出存的煤放出 （二）生产（二）生产系统系统 ：（三）采煤工艺：（三）采煤工艺：炮采工艺，不支护或只设炮采工艺，不支护或只设临时点柱。上部临时点柱。上部4m4m煤柱煤柱回收：放仓