第十三章 急斜煤层采煤方法

第十三章急斜煤层采煤法13.1采煤方法发展及主要特点13.2急斜煤层走向长壁采煤法13.3俯伪斜柔性掩护支架采煤法13.4水平分段放顶煤采煤法13.5仓储采煤法2023/2/1113.1采煤方法特点及发展13.1.1急斜煤层采煤法一般特点急倾斜煤层采煤法所开采煤层倾角>，急斜煤层开采的特点均由煤层倾角增大引起。1）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，变成急斜煤层。在尺寸相同、煤层数目相同的井田内，煤的储量相对下降。2）采下的煤和垮落矸石会自动下滑，从而简化了工作面的装运工作，但下滑的煤块和矸石容易冲倒支架，砸伤人员，给生产带来不安全因素。2023/2/1213.1采煤方法特点及发展13.1.1急斜煤层采煤法一般特点3）采煤工作面行人，运料及落煤、支护、采空区处理等各工序均较困难。4）顶板沿倾斜方向的分力增大，垂直于层面方向的分力减小，矿压显现缓和，并同时引起：工作面支架不稳定；底板岩层稳定性下降；顶板、底板均会沿倾向滑动

5）采区中一组上山眼的布置可如下图所示，以溜煤眼代替缓斜煤层中运输上山。2023/2/13上山眼布置1-采区运输石门；2-采区溜煤眼；3－运料眼；4－行人眼；5－联络巷；6－区段运输平巷；7－区段回风平巷；8－采区回风石门；9－采区煤仓2023/2/1413.1采煤方法特点及发展13.1.2急斜煤层采煤法主要特点1）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。开采水平垂高：80150m；采区走向长：6001000m。2）采区用一组上山眼的布置方式，或用伪斜折返上山。3）采区一般不设上、中部车场，设下部车场。4）采煤方法多样

2023/2/1513.1采煤方法特点及发展53421俯斜折返上山1-运输石门；2-溜煤眼；3-运料眼；4-行人眼；5-回风石门2023/2/1613.1采煤方法特点及发展急倾斜煤层采煤法的发展

解放前柱式采煤高落式或残柱式解放后倒台阶走向长壁（20世纪50年代初）水平分层，斜切分层（20世纪50年代)伪倾斜长壁（20世纪80年代）伪倾斜柔性掩护支架采煤（1965年）2023/2/1713.2急斜煤层走向长壁采煤法13.2.1倒台阶采煤法1）基本概念

倒台阶采煤法（overhandstepmethod）工作面呈倒台阶形。工人在各台阶下分组作业，既可避免上方采落煤块的伤害，又能充分利用工作面全长进行多点作业。

台阶划分

工作面长度一般为40-50m，采区沿倾斜划分为23个台阶。2）工作面布置工作面一个台阶长1020m

倒台阶布置：上下台阶错距为23m，为了通风和行人方便及临时储存煤炭最下一个台阶与上一台阶应加宽到56m，台阶长度缩短为8-10m。为了通风、溜煤和行人，在区段运输巷上方45m处开超前辅助平巷，两者之间每隔5-6m用联络眼贯通。超前下台阶23个溜煤眼。2023/2/1813.2急斜煤层走向长壁采煤法13.2.1倒台阶采煤法3）采煤工艺

落煤—每个台阶配备一台风镐装运—煤自溜。支护—人工，木支柱，平行工作面的一梁三柱或两柱的对接棚子，棚距、柱距0.8-0.9m。

底板不坚固有滑脱危险时，支架应设底梁。处理采空区—垮落法或充填法。工作面控顶距一般不超过4-6排支柱，各台阶错开一定距离放煤。2023/2/19倒台阶采煤法2023/2/11013.2急斜煤层走向长壁采煤法13.2.1倒台阶采煤法4）评价及适用条件优点：50年代开采急斜薄及中厚煤层常用方法，巷道布置简单；掘进率低；通风系统简单；采出率高；对地质条件的适应性强。缺点：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，安全性差；技术经济指标低。适用：煤层赋存变化大，厚度小于2m的急斜薄及中厚煤层。

2023/2/11113.2急斜煤层走向长壁采煤法13.2.2俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法

1）特点

采煤工作面呈直线形按俯伪斜方向布置，沿走向推进；用水平分段密集切顶挡矸、隔离采空区与采面工作空间；采面分段爆破采煤，煤自溜。β

β—工作面线与水平面夹角

β一般为30°35°，工作面斜长可达80-90m，工作面下部的溜煤眼不少于3个，漏斗状，有溜槽。2023/2/11213.2急斜煤层走向长壁采煤法13.2.2俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法

2）采煤工艺工作面初采阶段工作面初采由开切眼与区段回风巷交接处开始，按工作面伪倾角要求自上而下推进，工作面长度逐渐增大。为便于初采时工作面出煤和人员通行，开切眼沿伪斜方向布置。随着工作面向下推进，开切眼自上而下报废。当工作面下端距回风巷4m时，开始支设分段密集支柱。当工作面煤壁达6的位置时初采工作结束。工作面初采1-区段运输巷；2-区段回风巷；3-开切眼，4-溜煤行人眼，5-调整中的工作面煤壁，6-调整好的工作面煤壁2023/2/11313.2急斜煤层走向长壁采煤法13.2.2俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法

2）采煤工艺工作面回采工作面初采由开切眼与区段回风巷交接处开始，按工作面伪倾角要求自上而下推进，工作面长度逐渐增大。正常支护

—

金属支柱加铰接顶梁。密集支柱

—

沿倾斜45m设置一排密集支柱，一般为点柱，支柱间距0.20.3m，每排密集支柱沿走向长约4m。采空区采用全部垮落法处理。分段密集支柱过长，工作面控顶增大，顶板压力随之增大，造成回柱困难。分段密集支柱长度过短，则不能有效地起到挡矸作用。2023/2/11413.2急斜煤层走向长壁采煤法13.2.2俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法

2）采煤工艺工作面收尾阶段当工作面上端推进到距收作眼4m时，工作面进入收尾阶段，这时工作面长度逐渐缩短。在收作眼靠工作面一侧应设保护煤柱，其尺寸宽4m，倾斜长5m。1-区段运输巷2-区段回风巷3-收作眼4-联络巷5-收尾中的工作面煤壁6-收作眼煤柱2023/2/11513.2急斜煤层走向长壁采煤法13.2.2俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法

3）评价及适用优点采面伪斜直线布置，减少了煤、矸下滑速度，安全。顶底板受力改善，相对稳定，不会出现大面积推底和顶板拉裂现象。

工作面有效利用率比台阶采煤法高，单产高

工作面支柱的损耗量及维修工作量减小

2023/2/11613.2急斜煤层走向长壁采煤法13.2.2俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法

3）评价及适用缺点工作面支柱回柱工作量大，工人操作不够方便。分段密集支柱下方的“三角区”通风条件较差，易积聚CH4

。煤层顶板有淋水时，劳动环境比较差。适用适用于倾角40°以上，顶板中等稳定，煤壁易片帮，工作面采高不超过2.0m的低瓦斯煤层。不宜适用伪倾斜柔性掩护支架采煤法的不稳定急斜薄及中厚煤层。2023/2/11713.3伪倾斜柔性掩护支架采煤法13.3.1采煤系统

伪斜柔性掩护支架采煤法—采面呈直线伪斜方向布置，沿走向推进，并用柔性掩护支架隔离采空区，工人在掩护支架下采煤

。该采煤法区段高度取决于煤层倾角大小、沿倾斜变化情况以及采煤技术条件。目前一般为30-60m。工作面采下的煤沿工作面铺设的搪瓷溜煤，经溜煤小眼到区段运输巷的输送机。当工作面推进到采区上山眼附近时，在该处开掘一对收作眼，逐步将掩护支架下放成水平位置，然后回收。2023/2/11813.3伪倾斜柔性掩护支架采煤法13.3.1采煤系统

通风系统：采区运输石门→行人眼→区段运输巷→溜煤小眼→采煤工作面→区段回风巷→行人眼→采区回风石门运料：运输石门→采区运料眼→区段回风巷→运料小车到支架安装地点2023/2/119伪倾斜柔性掩护支架采煤法巷道布置1-采区回采石门2-采区运输石门3-运料眼4-溜煤眼5-行人眼6-区段回风巷7-区段运输巷8-初采斜巷9-收作眼13-溜煤小眼2023/2/12013.3伪倾斜柔性掩护支架采煤法13.3.2回采工作

可将回采工作分为三个阶段，即准备回采、正常回采和收尾。1）准备回采在回风巷内安装掩护支架，并逐步下放支架使工作面成伪斜安装支架前，将回风巷扩宽到煤层顶底板，从切眼外5m处挖地沟。在扩宽的回风巷里安装掩护支架。为了防止支架在下放过程中下滑，应使煤和矸石冒落点距伪斜工作上部拐点的距离经常保持在5m以上。2023/2/12113.3伪倾斜柔性掩护支架采煤法13.3.2回采工作

2）正常回采在掩护支架下采煤，同时在回风巷接长支架，并在工作面下端支架放平位置拆除一段支架。

在回风巷接长掩护支架，超过上出口810m

。在掩护支架下采煤（

炮采）：打眼→装药→联线→放炮（全采面一次爆破或分段爆破）→铺溜槽出煤→调支架等。拆支架：在采面下端将支架放平，并留出空间1.2m高，拆除支架。2023/2/12213.3伪倾斜柔性掩护支架采煤法13.3.2回采工作

3）收尾阶段在停采线一侧掘两条收尾上山—走向间距810m，用联络眼贯通。支架安装到收尾上山处，不再接长。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。

全部拆除支架。2023/2/12313.3伪倾斜柔性掩护支架采煤法13.3.3改进支架结构，扩大使用范围1）“八”字形掩护支架“八”字形掩护支架高度可在0.3-0.5m范围内变化，以便增大掩护支架下工作空间的高度。适用煤层厚度1.3～1.6m。“八”字形掩护支架2023/2/12413.3伪倾斜柔性掩护支架采煤法13.3.3改进支架结构，扩大使用范围2）“”形掩护支架“<”型掩护支架可以用来开采倾角55°～60°、厚度M<4.6m的急斜煤层初步认为煤层倾角55°左右时，肢长比应采用1：1为宜，肢间夹角140°

，支架的角度（下肢与水平面的夹角）应保持在65°～80°之间，防止支架出现啃底或后仰的现象。2023/2/12513.3伪倾斜柔性掩护支架采煤法13.3.3改进支架结构，扩大使用范围3单腿支撑式掩护支架掩护支架由扁八字形钢梁和连接这些钢梁的走向钢梁组成，在伪斜工作面中每隔1m在掩护支架下打一根金属支柱。掩护支架采用迈步式下放。下放步距为0.5-0.8m。适用于开采倾角

、厚度M=1.454.6m的煤层1-走向钢梁；2-钢丝绳；3-滑撬板；4-单腿；5-炮眼2023/2/12613.3伪倾斜柔性掩护支架采煤法13.3.3改进支架结构，扩大使用范围1）“7”字形掩护支架结构：是由木梁排成的平板形结构和木梁下工作空间内每隔0.7m安装一根7字型的钢梁，木梁之间以及木梁与“7”字型钢梁之间，用u形螺栓将其与钢丝绳联合成一个柔性整体，并在其上铺设两层笆网片。适用开采厚度M=0.7～1.3m的急斜煤层。2023/2/12713.3伪倾斜柔性掩护支架采煤法13.3.4改进巷道布置，减少支架拆除和安装次数

为了减少支架的安装、拆除次数，以节省人力和减少材料消耗，有些矿井改进了巷道布置，增加区段高度、加长了工作面长度，用伪斜上山或溜煤眼把工作面分段。有些矿井在不改变原来区段高度和巷道布置的情况下，成功地把掩护支架连续下放两个区段，甚至三个区段，也达到了减少支架安装和拆除的目的。2023/2/1281-区段回风巷2-区段运输巷3-伪斜上山4-工作面5-溜煤小眼6-联络巷伪斜上山工作面分段出煤溜煤眼工作面分段出煤1-区段回风巷2-区段运输巷3-溜煤眼4-工作面2023/2/12913.3伪倾斜柔性掩护支架采煤法13.3.5评价及适用

优点将工作面倾角变缓、工作面较长，从而具有缓斜、倾斜煤层走向长壁采煤法巷道布置和生产系统简单、掘进率低优点。简化了复杂繁重的顶板管理工作，为安全生产和三班出煤创造了条件工作面煤炭自溜，减轻了繁重的攉煤工作。缺点架结构不完善，不能调节宽度，今后设计可以伸缩和调整的液压掩护支架；2023/2/13013.3伪倾斜柔性掩护支架采煤法13.3.5评价及适用

缺点煤尘大，劳动条件差；对煤层厚度、倾角等产状变化的适应性较差；采煤工艺尚未实现机械化，限制了各项技术经济指标的进一步提高；支架拆除费事。

适用伪倾斜柔性掩护支架采煤方法一般适用于开采倾角

、厚度M=26m埋藏稳定、煤厚变化不大的急斜厚煤层。2023/2/13113.4水平分段放顶煤采煤法13.4.1水平分段放顶煤采煤法水平分段放顶煤采煤法—在急斜煤层中，按一定高度分成若干个分段。在分段的底部采用水平分层采煤法的落煤方式，分段上部的煤由采场后方放出运走的方法。

水平分段放顶煤采煤法示意图2023/2/1321-主斜井，2-副斜井，3-1650运输大巷，4-1700回风大巷，5-1650运输石门，6-1700回风石门，7-开切眼，8-区段运输巷，9-区段回风巷，10-进风斜巷，11-溜煤眼，12-回风斜巷水平分段放顶煤采煤法巷道布置2023/2/13313.4水平分段放顶煤采煤法13.4.2综采放顶煤采煤工艺急斜煤层综采放顶煤的采煤工艺过程及其参数选择的原则与缓斜煤层放顶煤采煤法基本相同，但对采煤设备有一些特殊要求。

由于急斜煤层中水平分段放顶煤工作面的长度受煤层厚度限制，根据我国的煤层条件，一般在60m以下。采煤工艺过程为：割煤→移架→推移输送机→放顶煤。2023/2/13413.4水平分段放顶煤采煤法13.4.3滑移支架放顶煤采煤工艺滑移支架放顶煤——工作面装备有滑移顶梁支架进行机采或炮采的一种水平分段放顶煤采煤法。滑移顶梁支架——一种无底梁，由滑移顶梁与双作用液压支柱等组成的液压支架。工作面落煤方式：采煤机割煤开帮；清煤后立即铺顶网

，伸探梁，一般网长10m，宽0.9m，前移输送机，至煤壁；滑移顶梁液压支架放出顶煤，由后输送机运出2023/2/13513.5仓储式采煤法13.5.1主要特点及分类仓储式采煤法主要特点：利用急斜煤层倾角大，煤炭可以自溜的特点，将采落的松散煤炭暂时存储在仓房中，然后有计划地将煤炭放出。根据仓房布置和采煤工作面推进方向不同，仓储采煤法主要有下列两种：倾斜条带仓储采煤法：工作面沿仰斜方向推进。伪斜走向长壁