采煤新技术新工艺

4.6m 单支撑式支架 适用： ； M =
1.45 4.6m
Ⅱ Ⅰ
Ⅱ Ⅰ
ⅠⅠ ⅡⅡ Ⅲ Ⅲ
A1 2
4 3
ρ1
α1
5
巷道布置改进
2m
伪斜上山工作面 分段出煤
溜煤眼工作面 分段出煤
1
4
3 25~30 。
3 。 30~40m
2
25~30
6
3
5
55~65m
1
4
30~40m
3
2
25~35m
评价及适用
（四）水体压煤开采
1.水体压煤开采的一般途径
①顶水采煤。在水体与煤层之间保留一定厚度煤岩柱（防水 安全煤岩柱、防砂安全煤岩柱和防塌安全煤岩柱）。
②疏干采煤。 先疏后采：直接顶（底）为砂岩、石灰岩岩溶含水层，弱中 含水层。 边疏边采：基本顶为砂岩、石灰岩岩溶含水层，由采空区涌 出。 ③顶疏结合开采。多种水体威胁，远顶近疏。 ④帷幕注浆堵水。水泥、黏土等注入含水层，形成地下挡水 帷幕。
9
• 评价及适用条件
• 优点：适应性强，适应煤层倾角和厚度的变化，采 出率较高。
• 缺点：巷道布置和通风系统复杂，掘进量大，回采 工序多，通风运料困难，劳动强度大，需人工攉煤 ，产量效率低，材料消耗多。
• 适用：倾角、煤厚变化不能采用伪斜柔性掩护支架 采煤法的厚度大于2m的急倾斜煤层。
五、伪倾斜柔性掩护支架采煤法
10-进风斜巷 11-溜煤眼 12-回风斜巷
急倾斜煤层综放工艺
割煤、移架、推溜、放顶煤 适用：采面长 25m
综采放顶煤液压支架
滑移支架
滑移顶梁支架： 是一种无底梁， 由滑移顶梁与双 作用液压支柱等 组成的液压支架。
示例：靖远局王家山矿
Ⅰ
采面长74m 分段高6m 采高2m，放顶煤4m 落煤方式：爆破落煤 铺顶网 推移输送机 移液压支架
③在缓倾斜、倾斜厚煤层浅部开采时，尽量采用倾斜分层采煤法，并 适当减少一、二分层的厚度。
（2）减少地表下沉
①采用充填采煤法。 ②采用条带开采法。合理确定采宽和留宽。 ③采用房柱式采煤法。只才煤房，留煤柱。 ④减少一次采出煤厚。
（3）避免开采影响的不利叠加
①分层间隔开采。一个分层开采影响消失后，再采另一分层。 ②合理布置各煤层的开采边界。尽量避免在建筑物保护煤柱范围 内出现永久性的开采边界。 ③尽量长工作面全柱开采。使建筑物位于移动盆地的中央区。 ④干净回采，不留残柱。 ⑤ 协调开采。使相邻两工作面引起的地表变形互相抵消。
2.铁路下压煤开采技术措施
①避免线路处于移动盆地边缘，尽可能使工作面推进方向与 线路纵向方向一致。
②严禁使用非正规的采煤法。 ③顶板控制方法合理。开采浅部煤层，应考虑使用充填法。 ④在缓倾斜、倾斜厚煤层浅部开采时，尽量采用倾斜分层采 煤法，并适当减少分层的厚度。不留煤柱、残柱、木垛等。 ⑤开采急倾斜煤层，尽量采用长走向小阶段伪斜柔性支架采 煤法或水平分层采煤法，禁用落垛式或倒台阶采煤法。 ⑥煤层顶板坚硬，不易垮落时，应进行强制放顶。 ⑦铁路位于煤层露头附近，或在其下方浅部有煤层或石灰岩 时，需查明老空、岩溶等，并填实、排除积水。 ⑧防止重复采动影响，做好地表移动监测等。
工作面布置：采面呈直线，伪斜布置，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。
200m
10m 10m
1
14 9 9
8
-140
8
水平
10 采空区
34
5
6
10
12
采空区
7
13
5m
15
-250 水平
金 属 柔 性 支 架
（一）柔性支架结构
1.钢梁—沿煤层厚 度布置，间距不大于 0.3m，3~5根
采煤工作各阶段的任务。
2024/3/30
30
§6-2 三下一上采煤方法
即建筑物下、铁路下、水体下、承压水体上开采。
“三下一上”压煤量达140亿吨以上
建筑物下 压煤87.6亿t
占63.6%
水体下
压煤约占28%
铁路下
压煤约占12%
目前为止，我国仅从“三下”采出的煤炭约有10亿吨， 只占整个“三个”压煤量的7%左右。
优点：
缺点：
安全、劳动条件好；
支架结构不完善，不能调节宽度；
巷道布置简单，掘进率低； 如有淋水，劳动条件差；
工序简单，可全天连续采煤； 采面仅一组工人工作，待改进；
材料消耗低；
煤尘大；
采面较长，利于高产；
支架拆除费事。
技术经济指标较好。
适用：
M= 2 6m
六、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。在分段的底部布置采煤工作 面，先采出工作面底部的煤，随即放出上部顶煤 的方法。
2024/3/30
图3 水平分层下行垮落 采煤法采区巷道布置
1—采区运输石门；2—采 区溜煤眼；3—采区行人 眼；4—采区运料眼；5— 区段运输石门；6—溜煤 眼；7—分层平巷 8—分 层采煤工作面；9—区段 回风平巷；10—回风石门
图4 斜切分层采煤法分层 平巷布置
1—区段运输平巷； 2—区段回风平巷； 3—第一分层沿顶板平巷； 4—小眼；5—斜煤门
剪网宽0.40.5m，高0.81.0m， 距顶板1m左右的放煤口
放煤顺序：
• 从底板一端至顶板 • 依次间隔 1#、3#、5#
2#、4#、6#
放煤口不超过2个 23轮往复放煤 补好放煤口
适用：采面长 15m
复习思考题
• 1．急倾斜煤层开采有哪些特点？ • 2．什么是倒台阶采煤法？有哪些优缺点？ • 3．什么是正台阶采煤法？有何优缺点？ • 4．什么是水平分层采煤法？有何优缺点？ • 5．简述伪倾斜柔性掩护支架采煤法的优点，
倾斜
危害程度与建筑物高度 成正比。如烟囱、水塔、高 压线路、索道塔架等，地面 倾斜使之偏心，稳定性变差。
对于普通楼房，即使不丧 失稳定性，过量倾斜也会使 使用条件恶化。
曲率
在正负曲率作用下，应力重新分布
正曲率建筑物顶部开裂 负曲率建筑物底部开裂
水平移动
均匀水平移动对建筑物本身不会产生破坏 但影响管线（实际是非均匀移动 ）
适用：煤层赋存变化大，厚度小于2m的煤层。
三、正台阶采煤法
工作面布置：台阶工作面沿倾斜布置，沿走向推进。上一 台阶面始终超前下一台阶面1~2个排距，形成正台阶工作 面。 短壁工作面沿倾斜长5m左右。从溜煤眼7沿煤层按250伪倾 角掘分段小斜巷9，作为行人、通风、运料、溜煤的通道。
• 评价及适用条件
处理采空区 — 垮落法 或充填法。
“三板”—倒台阶工作 面安全脚手板、护身 板和溜煤板。
1700
2
8
Ⅱ
Ⅱ
7 2.4m
6
Ⅱ-Ⅱ
5 800
3400
3
8
4
15.0m 45.0m
5.0m
5.0m
5.0m
1
• 评价及适用条件
优点：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：人工破煤、支柱，工人劳动强度大，劳动 生产率低；工作面采用木支柱支护，坑木消耗 高；台阶上隅角容易积聚瓦斯，工人高空作业， 安全性较差；对支柱操作技术要求高，不利于 实现采煤机械化。
• 适用：可用于煤厚、倾角有变化或有小构造，厚度在2.4m 以下，不宜使用伪斜柔性掩护支架采煤法的急斜煤层。
四、水平（斜切）分层采煤法
把煤层沿水平面划分成若干分层，并在每个分层中准 备巷道及采煤工作面。然后顺次进行回采，采煤工作面一 般沿走向推进。
可采用下行垮落法（常用）和上行充填法。
回采工艺
落煤——打眼爆破或用风镐 支护——采用金属支柱和铰接顶梁支护人工顶板 人工顶板一般用荆笆、竹笆、金属网
拉伸变形
压缩变形
结论
下沉：影响管线，水位上升。 水平变形和曲率：对建筑物影响最大 倾斜：对高度大，底面积小的建筑物影 响大
2.减少地表移动变形的开采措施
（1）防治地表突然下沉
①应在一定开采深度进行建下采煤；煤层上部有石灰岩，需查明老空、 岩溶等，并填实、排除积水。
②开采急倾斜煤层，在煤层露头处应留设足够的煤柱。尽量采用长走 向小阶段间歇式采煤法，避免落垛式或倒台阶采煤法。
• 优点：周期来压不明显，提高了工作面的安全可靠性；工 作面位于采空区下方，不会积聚瓦斯，工作面浮煤少，采 出率高，减少了采空区自然发火的隐患；对煤层厚度和倾 角多变化、瓦斯含量大等地质条件适应性较强；巷道布置 简单、掘进率低。
• 缺点是：短壁工作面多，溜煤相互干扰，工作面利用率低 ；伪斜小巷断面小，煤尘大；落煤方法、支护设备有待改 进；片帮滑底事故仍未能完全杜绝。
目的：使工人在各个台 3
阶阶檐的保护下，多点 同时作业。
1
5.0m
1700
15.0m 45.0m
3.0m 0.9m
2
8
Ⅱ
7 2.4m
6
Ⅱ -Ⅱ
5 800
3400 8
5.0m
5.0m
Ⅱ
4
3.0m 0.9m
• 回采工艺
落煤 — 风镐；爆破。
装运 — 煤自溜。
支护 — 人工，木支柱， 设顶梁、底梁、护身 板。
2.钢丝绳—沿走向 布置
钢梁与钢丝绳用垫 板和螺栓联结，也可 用环形卡子
3.荆笆—在钢梁上 部双层铺设
图7—8 柔性掩护支架结构 1—工字钢；2—钢丝绳；3—荆笆条；4—压木；5—撑木
（二）回采工作
1、准备
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掩护支架
Ⅰ 2
6 74
9
35
示例：窑街二矿生产系统
Ⅰ 10 11
12 6
Ⅰ2
5
3 4 1
8 9
+1650
+1690
+1690 10
ⅠⅠ
6 4 +1700
8
12 +1690
9 11
+1700
5 3 +1650
1-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
采区广泛。 4.开采两相近急倾斜煤层时，应合理安排开采顺序，避
免相互影响。 5. 工作面支架不稳定；底板岩层稳定性下降；顶板、底
板均会滑动 。 6.机械化采煤比较困难，一般采用风镐或炮采。
二、倒台阶采煤法
工作面布置：沿倾斜方向 倒台阶布置。 工作面长40~50m， 台阶数2 3个， 台阶长10 20m， 上下台阶错距为2 3m， 最下一个台阶错距为5 6m。
§6-1 急斜煤层采煤法
1. 倒台阶采煤法 2. 正台阶采煤法 3. 水平分层及斜切分层采煤法 4. 伪倾斜柔性掩护支架采煤法 5. 水平分段放顶煤采煤法
一、急倾斜煤层开采特点
1. 煤层倾角大，采落的煤岩会自动滑落，利于简化煤 的运输。应防止滚落的煤矸伤人和冲倒支架。
2. 采煤工作面行人，运料及操作等各工序均较困难。 3. 阶段平巷一般布置在底板岩石中，石门联络。双面
5m
1
>15m
3.5m 3
8m
3
6
4 2
30o
7
4、收尾
1）在停采线一侧掘两条收尾上山 ，走向间距8 10m，用联络眼贯 通
2）支架安装到收尾上山处，不再接长 3）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 4）全部拆除支架
1
3
3
7
4
6
2
5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
支架结构改进
八字形掩护支架 适用： M =1.3 1.6m “7”形支架 适用： ，
0.8m 3725
3
5
4
4 5
6
2000
4000
Ⅰ
14‰
2 3
最大控顶距
1
4550
4000
2000
3 5
6 4
ⅠⅠ
铺顶网，伸出前伸梁，出煤
移前输送机
提前梁柱，准备滑移前梁
缩前伸梁，滑移前梁到位，支前梁 支柱，提后梁前支柱，移后输送机
提后梁后柱
滑移后梁到位，支后梁支柱
放顶煤：到放煤步距，移架后 停推，剪网放煤
（一）岩层与地表移动的一般特征
落
岩 层
地
表
移
动
围岩移动 地表移动
顶板弯曲下沉、断裂、垮
底板鼓起、开裂、滑动
移动盆地 裂缝 台阶状塌陷盆地 塌陷坑
（二）建筑物压煤开采
1.地表移动对建筑物的影响 地表下沉的影响 地表倾斜的影响 地表曲率的影响 地表水平变形的影响
下沉
均匀下沉对建筑物本身不会产生破坏 影响管线：水管、气管、电话线、 电线 水位上升降低了地基的强度，影响建筑物的使用
1
Ⅰ
ⅠⅠ
顶
底
板
85
34 76
板
1
0.8m
2 5°
1.0m 1.4m
2、掩护支架调斜
将掩护支架调成伪斜工作面，斜角为25
5m
1
>15m
3.5m
3
8m
3
6
4 2
30o
7
15
3、正常回采
1）接长掩护支架：在回风巷接长掩护支架，超过上出口8 10m 2）采煤：炮采
打眼-装药-联线-放炮（全采面一次爆破或分段爆破） 出煤（铺溜槽）-调支架等 3）拆支架 ：溜煤眼上留巷拆支架 在采面下端将支架放平，并留出空间1.2m高，拆除支架
（4）消除或减少开采边界的影响
在断层两侧，提前做好开拓准备工作，尽可能保证回采工作连续 进行。
协调开采:就是数个煤层和分层同时进行开采，使所产生的地表 拉伸变形和压缩变形互相抵消，以达到减少开采对地表的影响。
（三）铁路压煤开采
1.铁路压煤开采的特点 ①采动影响超限，列车运行安全得不到保 证。 ②铁路线路可及时维修。利用起道、拨道、 顺坡、调整轨缝等方法消除采动影响。