继续教育采矿工程专业课作业

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一、什么是伪倾斜密集支柱走向长壁采煤法？
答：这种采煤方法的主要特点是：采煤工作面成直线形，按俯伪斜方向布置，沿走向推进；用分段水平密集切顶、挡矸、隔离采空区与回采空间；工作面分段爆破落煤，煤炭自溜运输。

(一)采煤系统
图3 俯伪斜分段水平密集支柱采煤法
1－密集支柱；2－“人”字形溜煤眼；3－自制钢溜槽；4－带帽点柱；5－超前掘进头
采煤系统如图4所示。

为了满足煤炭自溜又方便人员行走，工作面伪倾斜角度一般为30～35°，工作面斜长可达80～90m。

为了溜煤、通风、行人和溜煤眼掘进工作的方便，工作面下部的溜煤眼不少于3个。

掘成漏斗状，并铺有溜槽。

（二）采煤工艺
1.工作面初采
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如图4所示。

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，开切眼自上而下逐段报废。

当工作面下端距回风巷4m时，开始支设分段密集支柱。

当第一分段密集支柱长度达到5m而直接顶仍不垮落时，采用强制放顶措施。

随着工作面的继续推进，不断增设新的分段密集支柱。

当工作面煤壁到达图4中6所示位置时，初采工作结束。

图4 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
2.工作面正常回采
工作面用爆破落煤，自下而上分段爆破。

支护采用单体液压支柱（2009年底起国家已经禁止在回采工作面使用金属摩擦支柱）和饺接顶梁。

支护形式采用倒悬臂齐梁齐柱布置，柱距0.8m、排距1.0m，单体液压支柱架设应采取防倒措施。

沿煤层倾向每隔4～5m设置一排密集支柱，每排密集支柱沿走向长4m，上铺竹笆或荆片。

密集支柱随工作面推进，前添后回，支柱间距一般不超过0.3m，放顶前后始终保持13～15根带帽点柱。

相邻两排密集支柱沿煤层走向保持有1.0～1.5m 错距。

密集支柱除起切断顶板作用外，主要用于挡矸。

采空区采用全部垮落法处理。

当回风巷下方采空区出现大面积悬顶时，除采用人工强制放顶外，可将上区段采空区冒落矸石放入本区段采空区。

分段密集支柱的长度与顶板性质、工作面采高、采空区冒落矸石的安息角、煤层瓦斯涌出量以及相邻两排密集支柱的间距等因素有关。

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，而且在密集支柱下方的“三角区”也易积聚瓦斯。

分段密集支柱长度过短则不能有效地起到挡矸作用。

根据广旺矿务局旺苍矿的经验，在顶板中等稳定条件下，分段密集支柱的走向长度以4.Om 为宜，最长不宜超过5.Om。

3.工作面收尾
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，如图6所示。

图5 工作面收尾
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
为满足工作面收尾时的通风、运料和行人需要，收作眼应始终保持畅通。

为此，在收作眼靠工作面一侧应设保护煤柱，其尺寸为宽4m、倾斜长5m。

（三）评价及适用条件
这种采煤方法与台阶法对比的主要优点是：工作面沿俯伪斜直线布置，减少了煤、矸的下滑速度，有利于防止冲倒支架和砸伤人员，改善了工作面安全生产条件；同时因工作面伪斜直线布置，改善了工作面顶底板受力状况，相对增加了稳定性，不会出现大面积推底和顶板拉裂现象；在区段垂高相同条件下，工作面有效利用率比台阶采煤法高，为提高单产、改善工作面近煤壁处的通风状况及实现机械化采煤提供了条件；分段走向密集除切顶外，主要起挡矸作用，拦截采空区矸石，在工作空间与顶板冒落区之间形成一个自然充填带，使老顶
来压滞后较远，减缓了老顶来压的作用，减少了工作面支柱的损耗量及维修工作量。

四川芙蓉巡场矿，重庆鱼田堡煤矿、砚石台煤矿、中梁山南北矿等采用这种采煤方法的结果表明，在相同的自然条件下，比倒台阶采煤法单产提高90%～100%，回采工效提高了19%～27%，取得了较好的安全、技术与经济效果。

这种采煤方法存在的主要问题是：工作面支回柱工作量更大，工人操作还不够方便；用人多，劳动生产率低；分段密集支柱下方的“三角区”通风条件较差，易积聚瓦斯；煤层顶板有淋水时，劳动环境比较差。

伪斜走向长壁采煤法适用于倾角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，或不宜使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。

二、什么是伪倾斜柔性掩护支架采煤法？
答：伪倾斜柔性掩护支架采煤法具有走向长壁采煤法的某些特点，采煤工作面是直线形，按伪倾斜方向布置，沿走向推进，用柔性掩护支架隔离采空区，工人在掩护支架下进行采煤。

（一）、采煤系统
图6 伪倾斜柔性掩护支架采煤法巷道布置
1－采区回风石门；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－开切眼；9－收作眼；10－架尾移动轨迹线；11－架头移动轨迹线；12－工作面；13－溜煤小眼；
14－永久封闭墙；15－小眼临时封闭
如图7所示，该采煤方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。

目前实际使用的一般在30m左右，若煤层沿倾斜赋存稳定，构造简单，区段高度可加大到40～60m。

在区段范围内区段运输巷和回风巷掘到边界后距采区边界5m处掘进一对斜巷，两巷相距5～8m，并沿倾斜每隔10～15m用联络巷贯通。

斜巷贯通回风巷后，在回风巷中安装掩护支架。

利用这两条斜巷逐步把水平铺设的掩护支架下放到与水平面成25°～30°夹角的伪倾斜位置，即形成了伪倾斜采煤工作面。

然后在掩护支架下进行正常回采工作。

（二）掩护支架的结构
图7 柔性掩护支架结构
1－钢梁；2－钢丝绳；3－竹笆；4－压木；5－撑木
（三）回采工艺
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
在区段范围内，区段运输巷和回风巷掘至边界后，距采区边界5m处掘2～3个小眼(架尾眼)，眼距5～8m，并沿倾斜方向每隔10～15m用联络巷贯通。

而后在回风巷中安装掩护支架。

当回风巷中安装掩护支架走向长度达15～20m时，即可利用架尾小眼逐步把水平铺投的掩护支架下放到与水平面成25～30°夹角的伪倾斜位置，即形成
了伪倾斜工作面。

2、正常回采
在正常回采过程中，除了在掩护支架下回采外，同时要在回风平巷中扩巷、挖地沟，不断接长掩护支架，还要在工作面下端的顺槽中不断地拆除支架，以便连续回采。

在支架下采煤，主要用打眼放炮，分工作面全长一次爆破和分段爆破。

3、收尾
当工作面推进到区段停采线附近时，支架不再继续接长，在停采线靠工作面一侧掘进两条收尾上山眼，然后加大工作面上部的下放步距，缩小工作面下部的进尺，同时逐渐缩小工作面长度和伪倾斜角度，直至变成水平状态（见图7—10）。

最后将支架全部拆除。

（四）支架结构
为了扩大这种采煤方法的使用范围，我国开采急斜煤层的一些矿井，多年来结合本矿区煤层地质及技术条件，因地制宜地试验制造了多种结构型式的掩护支架。

1、“八”字形掩护支架
2、“〈”形掩护支架
3、单腿支撑式掩护支架
4、“7”字型掩护交架
图8 “八”字形掩护支架
图9 “〈”形掩护支架
图10 单腿支撑式掩护支架
1－走向钢梁；2－25mm钢丝绳；3－滑撬板；4－单腿；5－炮眼
（五）评价及适用条件
伪斜柔性掩护支架采煤法与水平分层采煤法、倒台阶采煤法和伪倾斜密集支柱走向长壁采煤法比较，具有产量高，效率高，工序简单，操作方便，生产安全等优点。

是我国开采急倾斜煤层的一种主要方法。

这种采煤方法存在的主要问题是：掩护支架的结构固定而不能调宽，对煤层厚度、倾角等产状变化的适应性较差，变成可伸缩和调整的液压掩护支架有难度；采煤工艺尚待实现机械化，工作面基本上是单点出煤，限制了这种采煤方法各项技术经济指标的进一步提高；对于非易冒顶底板，初采来压冲击很危险；巷道布置较复杂；拆装支架的劳动强度较大；在含有夹石的煤层中使用这种方法无法排除矸石，降低了煤质；工作面煤尘大，工作环境较差；工人作业空间狭小，通风条件差。