采矿学第十二章急倾斜煤层采煤方法

5、采下的煤暂时存于采面下的采空区内，临时支护顶 板
6、仓房采完后，再把贮存的煤放出
（三）仓储采煤法采煤工艺
7
3
4
4
5
2
1
6
打眼放炮落煤 由仓房沿倾斜最下部开始，由下而上进行。 破碎的煤大致在原地堆积，需经常将多余的煤放出。
仓储采煤法采煤工艺
7
3
4
4
5
2
1
6
顶板管理 顶底板和煤层的稳定性较好时，一般不进行支护； 当顶板、底板稳定性较差时，可采用木锚杆或点柱 加以支护； 当煤层松软易冒时，应打支柱并用背板背好。
水平分段综采放顶煤适用条件
煤层厚度大于20～25m，煤质中硬以下， 结构简单的急斜厚煤层。 使用短机身采煤机。
第五节 仓储式采煤法
一 、仰斜推进的仓储采煤法 （一）巷道布置 沿走向每15 30m划分为仓房， 仓房的倾斜长度（区段斜长）一般为40 80m。
7
3
4
4
5
2
1
6
1回采仓； 2待放仓； 3放煤仓； 4 输平巷； 7
10-进风斜巷，
煤
11
9
11-溜煤眼，
10 5 3 +1650
12-回风斜巷
窑街二矿水平分段综采放顶煤
Ⅰ 10 11
12 6
Ⅰ2
5
3 4 1
8 +1690
ⅠⅠ
9 8
+1690
6 4 +1700 12 +1690
+1650
10 11
9
+1700
5 3 +1650
窑街二矿，煤厚25m，倾角55°，工作面长25m，推进长660m， 分段高度10 m，采煤机采高2.5m，放煤高度7.5m，分5个分段， 进、回风巷梯形断面，工字钢棚支护，面积7.8m2。
第三200m节伪倾斜柔性掩护支架采煤法
9 9一、伪斜柔性掩护支架采煤法
8
8
采面呈直线伪斜布置，沿走向推进，并用柔10 性
掩护支架隔采离空采区 空区，工人在掩护支架下采煤
6
10 12 采空区
1、采区巷道7布置 5m
13
15
2、采面布置
伪倾斜柔性掩护支架采煤法
200m
10m 10m
1
14 9 9
8
-140
第十二章 急倾斜煤层采煤方法
第一节采煤方法发展及围岩破坏特征 第二节伪斜长壁采煤法 第三节伪倾斜柔性掩护支架采煤法 第四节水平分段放顶煤采煤法 第五节 仓储式采煤法
第一节采煤方法发展及围岩破坏特征
一、一般特点 倾角增大引起 1、地质构造复杂，煤层赋存不稳定 多次地质变动，水平变成急斜; 地质构造复杂；煤层不稳定； 在尺寸相同、煤层数目相同的井田内，煤的储 量相对下降。
MLS3P170双滚筒采煤机，斜切进刀出煤，截深0.6m FY280-14/28插板式放顶煤液压支架
双输送机
两刀一放，两轮，顺序放煤，两架同放，由底板向顶板方向放 煤，日进3 m，日产910吨，面54人，
窑街二矿水平分段综采放顶煤
六道湾煤矿水平分段综采放顶煤
采煤机：MS-950，截深0.6m 液压支架：FYS300-19/28 前输送机与采煤机配套 后输送机：SGW-40T
2
8
Ⅱ
Ⅱ
支护 — 人工，木支 柱，设顶梁、底梁、
7 2.4m
6
护身板
处理采空区 — 垮落
Ⅱ-Ⅱ
法或充填法
1700
5 800
3400
3
8
4
15.0m 45.0m
5.0m
5.0m
5.0m
1
倒台阶采煤法
•评价及适用 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。 目前应用少，由俯伪斜走向长壁分段水平密 集采煤法逐渐替代。 适用：厚度小于2m，不能采用其它采煤法开 采的急倾斜煤层。
1 Ⅰ
2、采区用一组上山 眼的布置方式，或 用伪斜折返上山。
1
1-运输石门，2-溜煤眼 3-运料眼，4-行人眼 5-回风石门
急倾斜煤层开采的特点
3、采区一般不设上、Ⅰ中部车场，设下部车场 4、采煤方法多样
三、急倾斜煤层采煤法的发展
解放前
急倾斜煤层采煤法的发展
柱式采煤
高落式或残柱式
倒台阶走向长壁 水平分层，斜切分层 （20世纪50年代初） （20世纪50年代)
5大直径钻孔； 6区段运
仓储采煤法
7
3
4
4
5
2
1
6
1回采仓； 2待放仓； 3放煤仓； 4 6区段运输平巷； 7区段回风平巷
5大直径钻孔；
仓储采煤法
7
3
4
4
5
2
1
6
1、提前开掘一条上山眼用作进风和行人 2、一般仓房间留煤柱3 6m 3、仓房底部留小煤柱形成放煤口
仓储采煤法
7
3
4
4
5
2
1
6
4、每个仓房内布置一个工作面，工作面呈伪倾斜布置 （便于通风，与走向15°～20°夹角），由下向上推 进采煤
炮眼布置
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
顶
3
底
板
800 板
Ⅱ
Ⅱ
-
o
60
2
1
Ⅱ
Ⅰ
3
800
3
1
14 9 9
-140
水平
五、评价及适用条件采空区
34 5
6
12 采空区
优点 • 安全、劳动条件好；
7
13
5m
15
• 巷道布置简单，掘进率低；
• 工序简单，煤-水25平0自溜，可全天连续采煤； • 材料消耗低；
• 采面较长，利于高产；
上下台阶错距为2 3m， 最下一个台阶：
7 2.4m
6
错距为5 6m，台阶较短：12m
Ⅱ-Ⅱ
15.0m 45.0m
采面下部：
1700
5 800
超前平巷
3400
煤柱4 5m
3
8
4
5.0m
超前下台阶2 3个
溜煤眼。
5.0m
5.0m
1
3.0m 0.9m
•回采工艺
落煤 — 风镐；爆破 装运 — 煤自溜
14 9 9
-140 水平
采煤工艺
采空区
正常回采
34 5
接长掩护支架
6
采煤
拆支架 7
12 采空区
13
5m
•在回风巷接长掩护支架，超过上出口8 10m
-250 水平
采煤工艺
采煤 — 炮采 工艺 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。
炮眼布置
打眼-装药-联线- 放炮（全采面一次爆破或分段爆破）
评价及适用条件
主要问题
•支回柱的工作量仍很大，
•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
β
环境比较差。
4、评价及适用条件
适用条件 倾角４０°以上， 顶板中等稳定，采高不超过 ２ ｍ的低瓦斯煤层
β
或不宜使用伪倾斜柔性掩护 支架采煤法的急斜薄及中厚 煤层。 可替代倒台阶采煤法。
7 6
3 1
Ⅰ-Ⅰ 8
7
6
5 2 9
1
Ⅰ
8 7
6 5 4
3 2
1 Ⅰ
Ⅰ-Ⅰ 8
7
6
5 2 9
1
急倾斜煤层开采的特点
1、矿井多采用立井多水 平集中运输大巷和采区 石门开拓方式
采区用一组真倾斜上山（眼）布置方式
ຫໍສະໝຸດ Baidu
采区用一组伪倾斜折返上山（眼）布置方式
Ⅰ
8 7
Ⅰ-Ⅰ 8
7
5
2
4
6
6
3
5 4
5 2
3
2
91
•支架拆装费事。
评价及适用条件
适用条件
倾角大于60°，厚度2～6m，埋藏稳定的急斜
煤层。
200m
我 层-1国 ，40 一 以10m些及101m 矿厚井度14 在小9 9 到6～1.130mｍ，，埋埋藏藏稳稳定定的的急急斜斜煤煤88
层水，平 也有成功的应用。 采空区
10
34 5 6
10 12 采空区
7
13
5m
15
第四节水平分段放顶煤采煤法
10 m以上的 特厚煤层 水平分层采 煤法
斜切分层采 煤法
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，先采出底部工作面的煤， 随即放出上部顶煤的方法。
水平分段放顶煤采煤法
20世纪80年代后期 窑街二矿 乌鲁木齐六道湾矿 水平分段高度10～14 m， 迅速在我国推广。 综放 滑移顶梁液压支架放顶煤 水平分段放顶煤取代水平分层采煤法。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ 2
1
3
α Ⅰ
三、 采煤工艺
掩护支架的安装 位置：回风平巷工作面上出口前方15 m 扩巷：将回风巷扩宽到煤层顶底板 运料：柔性掩护支架的全部材料运至工作面回风平巷
挖地沟：在上出口前方的底板开挖地沟
地沟底部最小宽度不小于0.8 m，并铺设搪瓷溜槽。
安装支架：
5m
1
>15m
3.5m 3
8m
3
6
4 2
采煤工艺
掩护支护调斜
将掩护支护调斜成伪斜工作面，倾斜角为25
5m
1
5
8m
4
2
30o
>15m
3.5m 3 3
6
7
１区段回风巷；２区段运输巷；３初采斜巷；４掩护支架； ５支架移动轨迹线；６支架放平位置；７溜煤小眼
伪 斜 柔 性 掩 护 支 架 采 煤 法 工 作 面
10m 10m
1
30o
采煤工艺
掩护支架的安装 扩巷、挖沟、安装掩护支架
１顶板；２底板；３地沟；４钢梁；５钢丝绳； ６竹笆；７压木；８垫木；９撑木
5m
1
8m
4 2
30o
采煤工艺
>15m
3.5m 3
3 6
7
拆除支架 煤柱冒落或放炮崩落 掩护支架上面有２～３ ｍ厚的煤、矸垫层 支架安装长度超过１５ ｍ，并冒好矸石垫层以后， 即可调整支架下放 由水平状态逐步调斜下放成２５°～３０°的夹角
8
水平
11
采空区
10
34 5 6
10 12 采空区
7
13
5m
15
-250 水平
2
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 初采斜巷； 9收作眼；
10架尾移动轨迹线；11架头移动轨迹线；
12采煤工作面； 13溜煤小眼； 14永久封闭墙；15
急倾斜煤层开采的一般特点
2、煤矸石下滑 — 简化煤的运输；带来不安全因素 3、采面行人、运料及操作等各工序均较困 难
急倾斜煤层开采的一般特点
4、垂直于层面方向的分力 减小，矿压显现缓和，同时 引起： • 工作面支架不稳定； •底板岩层稳定性下降； •顶板、底板均会滑动
急倾斜煤层开采的一般特点
5、机械化采煤困难 6、采用采矿工程立面图、层面图、剖面图
二、柔性掩护支架结构
平板型 工字钢，钢丝绳，荆笆，压木，撑木
钢梁：比煤厚小0.3～0.5 m的直钢梁 平行排列，每米宽度排放3～５根。 钢丝绳： 2 ～5根钢丝绳，直径22～43.5 mm 钢夹板和螺栓将钢梁联成整体。
柔性掩护支架结构
八字形掩护支架 适用： M =1.3 1.6m 增加高度0.3 0.5m 淮南李一矿
二 、
+1690 7
+1650 +1700 89
窑街二矿 1-主斜井， 2-副斜井，
水
3-1650运输大巷，
平
3
4
分
11
5
1
4-1700回风大巷， 5-1650运输石门，
段
10
综
Ⅰ
2
12
Ⅰ
6-1700回风石门， 7-开切眼，
采
6
8-区段运输巷，
放
ⅠⅠ
9-区段回风巷，
顶
8
6
4 +1700
12 +1690
β
破煤 采面分段爆破一 般由下向上 装煤 由一般由上向下， 装入搪瓷溜槽
分段水平密集
4、评价及适用条件
优点 •减少了煤、矸的下滑速度，有 利于防止冲倒支架和砸伤人员。
•工作条件得到改善。
β
•工作面有效利用率比台阶采煤法高，单产高 。
•分段走向密集切顶、挡矸，可减少支柱的损 耗量及维修工作量。
•较好的技术经济效果
日产765吨 64人 截深0.6m，往返两次
六道湾煤矿水平分段综采放顶煤
倾角64～71° 面长38m， 推进长385m 分段高度10m， 采煤机采高 2.5m，放煤高 度7.5m
割煤 先割上槽，中槽，再底槽 拉后输送机 移架前拉后输送机 移架 割完上槽煤后移架 移前输送机 放顶煤 顺序，两轮
六道湾煤矿水平分段综采放顶煤
β
sinβ =
l 1 ×sin α l
2
cosφ = l 1 l
2
sinβ = cosφ ×sin α
cosφ =sinβ /sinα
俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法
3、采煤工艺
正常支护 — 金属支柱加 铰接顶梁，35排
密集支柱 —密集支柱 （点柱）沿倾斜45m，支 柱间距0.20.3m，每排密 集支柱沿走向长约46m， 随面前移前添后回
第二节伪斜长壁采煤法
一、俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法
1、特点： 采面呈伪斜直线布置， 沿走向推进；水平分段 密集切顶、档矸、隔离 采空区与采面工作空间； 采面分段爆破采煤，煤
β
自溜。
—工作面线与水平面夹角，一般为30° 35°
俯伪斜走向长壁分 段水平密集采煤法
l
φ
2
l1
β
α
l 1 ×sin α =l2 × sinβ
解放后
伪倾斜长壁 （20世纪80年代）
伪倾斜柔性掩护支架采 煤（1965年）
水平分段放顶煤（20世 纪80年代后期）
Ⅰ
1、倒台阶采煤法
•巷道布置 •区段划分： 采区沿倾斜划分 为2 3个区段
•工作面布置
3.0m 0.9m
（1）采面参数 台阶长15 20m
2
8
Ⅱ
Ⅱ
台阶数：2 4个；
倒台阶布置：
• 技术经济指标较好。
缺点
1
14 9 9
评价及适用条件 -140 水平 采空区
34 5 6
12 采空区
•全部工序以体力劳动为主
7
13
5m
15
（支架运输、安装和拆除，打眼、放炮，拆移溜槽等）
•支架结构不完善，不-水25平0能调节宽度； •如有淋水，劳动条件差；
•采面仅一组工人工作，工艺待改进；
• 煤尘大；