采煤方法

第十二章采煤方法

第一节基本概念

一、采场和采煤工作面

用来直接大量采取煤炭的场所，称为采场。在采场内进行回采的煤壁，称为采煤工作面。实际工作中，采煤工作面与采场是同义语。

二、采煤工作

在采场内，为了采取煤炭所进行的一系列工作，称为采煤工作。采煤工作可分为基本工序和辅助工序。煤的破、装、运是回采工作中的基本工序。工作面支护、采空区处理。此外，通常还需进行移置运输、采煤设备等工序。除了基本工序以外的这些工序，统称为辅助工序。

三、采煤工艺

由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成这些工序的方法也就不同，并且在进行的顺序上、时间和空间上，必须有规律的加以安排和配合。这种按照一定顺序完成各项工作的方法及其配合，称为采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成采煤工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。

四、采煤系统

采煤巷道的掘进一般是超前于采煤工作进行的。它们之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置系，称为采煤巷道布置系统。也即为采煤系统。

五、采煤方法

是采煤工艺与采煤系统在时间上、空间上相互配合的总称，根据不同的矿山地质及技术条件，可有不同的采煤系统与采煤工艺相配合，从而构成多种多样的采煤方法。

第二节采煤方法分类

采煤方法的分类方法很多，通常按采煤工艺、矿压控制特点，首先将采煤方法分为壁式体系和柱式体系两大类，如图12—1所示。

一、壁式体系采煤方法

又称长壁体系采煤方法，以长工作面采煤为主要标志。

壁式体系采煤法按所采煤层倾角，分为缓斜、倾斜煤层采煤法和急斜煤层采煤法；按煤层厚度，可分为薄煤层采煤法、中厚煤层采煤法和厚煤层采煤法。

按采用的采煤工艺不同，可分为爆破采煤法，普通机械化采煤法和综合机械化采煤法。

图12—1 采煤方法分类

按采空区处理方法不同，可分为垮落采煤法、刀柱（煤柱支撑）采煤法、充填采煤法。

按采煤工作面布置及推进方向的不同，可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。按工作面向仰斜或倾斜推进的方向不同，倾斜长壁又有仰斜长壁和俯斜长壁之分。

按是否将煤层全厚进行一次开采，可分为整层采煤法和分层采煤法。薄煤层、厚度小于3m的中厚煤层采用整层采煤法；厚度较大的中厚煤层、厚煤层既可采甩整层也可采用分层采煤法。

1．薄及中厚煤层单一长壁采煤方法

图12—2 单一长壁采煤法示意图

（a）走向长壁；(b）倾斜长壁（仰斜）；（c）倾斜长壁（俯斜）

1、2—区段运输、回风平巷；3—采煤工作面；4，5—分带运输、回风斜巷

图12—2(a)所示为单一走向长壁垮落采煤法示意图。所谓“单一”即表示整层开采；“垮落”表示采空区处理是采用垮落的方法。由于绝大多数单一长壁采煤法均用垮落法处理采空区，故一般可简称为单一走向长壁采煤法。首先将采

（盘）区划分为区段，在区段内布

对倾斜长壁采煤法，首先将井田或阶段划分为带区，在带区内布置回采巷道（分带斜巷、开切眼），采煤主作面呈水平布置，沿倾斜推进，两侧的回采巷道是倾斜的，并通过联络巷直接与大巷相联。采煤工作面向上推进称仰斜长壁[图12—2(b)]；向下推进称俯斜长壁[图12—2(c)]。为了便于顺利开采，煤层倾角不宜超过12º。

当煤层顶板极为坚硬时，若采用强制放顶（或注水软化顶板）垮落法处理采空区有困难，有时可采用煤柱支撑法（刀柱法），称单一长壁刀柱式采煤法，见图12—3。采煤工作面每推进一定距离，留下一定宽度的煤柱（即刀柱）支撑顶板。但这种方法工作面搬迁频繁，不利于机械化采煤，资源的采出率低。

图12—3 刀柱式采煤法示意图

当开采急斜煤层时，为了便于生产及安全，工作面可呈俯伪斜布置，仍沿走向推进，则称为单一俯伪斜走向长壁采煤法。

2．厚煤层分层开采的采煤方法

3．厚煤层整层开采的采煤方法

在缓斜厚煤层（煤厚3.5~5.0 m）

条件下，随着综采的发展，成功地采

用了大采高一次采全厚的单一长壁

采煤法。

图12—4 厚煤层分层方法

（a)倾斜分层；（b)水平分层；（c)斜

切分层

1—顶板；2—底板

二、柱式体系采煤方法

以房柱间隔进行采煤为主要标志。一般特点：

1．在煤层内布置一系列宽为５~7m的煤房，采煤房时形成窄（短）工作面成组向前推进。房与房之间留设煤往孟煤柱宽数米至二三十米不等，每隔一定距离用联络巷贯通，构成生产系统，并形成条状或块林煤柱，支撑顶板；

2．采房时矿山压力显现较和缓，用锚杆支护工作空间，支护较简单；

3．采煤用爆破或连续采煤机配套设备。采煤在一组房内交替作业；

4．采掘合一，掘进准备也是采煤过程，回收房间煤柱时，也使用同一种类型的采煤配套设备。

高度机械化的柱式体系采煤方法，一般只分为房式采煤法和房柱式采煤法两类。

图12—5 房柱式采煤法示意图

1—房；2-煤柱；3—采柱

第三节爆破采煤工艺

爆破采煤工艺（又称炮采工艺），其工艺过程包括打眼、放炮落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、人工支架和回柱放顶等主要工序。

一、爆破落煤

爆破落煤由打眼、装药、填炮泥、联炮线及放炮等工序组成。

二、装煤与运煤

1．爆破装煤

2．人工装煤

3．机械装煤

三、炮采工作面支护和采空区处理

1.炮采工作面支护

目前，我国正规炮采工作面都采用金属支柱和铰接顶梁支护，并正在推广单体液压支柱，其布置形式主要有两种：正悬臂齐梁直线柱(图12—8,a)和正悬臂错梁三角柱(图12—8,b)。

2．采空区处理

采用全部垮落法处理采空区简单可靠，费用少。所以，凡是条件合适时应尽可能采用这种方法，我国开采薄及中厚煤层和大部分厚煤层，几乎都是采用全部垮落法。

第四节普通机械化采煤工艺

一、普采面单滚筒采煤机割煤方式

普采面的生产是以采煤机为中心的。采煤机割煤以及与其它工序的合理配合，称为采煤机割煤方式。采煤机割煤方式选择是否合理，直接关系到工作面产量和效率的提高。

（1）双向割煤、往返一刀。

（2）“ ”字形割煤、往返一刀。

（3）单向割煤、往返一刀。

（4）双向割煤、往返二刀。该方式又称穿梭割煤。

二、普采面单体支架