采煤方法

第四章采煤方法

本章是矿井设计的主要章节之一。本章设计的主要内容是：选择采煤方法，确定合理的采煤系统，即采区巷道布置和生产系统、进行采煤工艺设计。本章设计时，只需对一个主要煤层和一个投产采区(或指导教师指定的煤层和采区)作详细设计，而对矿井的其它煤层和采区，只作简要说明。

第一节采煤方法的选择

为了对各煤层选择合理的采煤方法，必须详细研究煤层的赋存条件和地质特征，并参考实习矿井或矿区实际使用经验。在此基础上，可参照下列各点选择采煤方法：

1、对缓斜、倾斜薄及中厚煤层，一般使用单一走向长壁采煤法，倾角小于12°时，可考虑采用倾斜长壁采煤法。

采用走向长壁采煤法，一般采用全部冒落法处理采空区。但直接顶为坚硬难冒落的岩层，或受其它条件限制时，可以考虑采用充填法或刀柱法处理采空区。

2、对煤层赋存稳定、顶底板条件较好的中厚煤层，大型矿井一般采用综合机械化的采煤工艺方式；对中型矿井，煤层赋存较稳定，地质构造不太复杂的工作面，以及不适于综采的大型矿井工作面，可采用高档普机采和机采采煤工艺方式；对小型矿井，或受其它条件限制不适于机采的工作面，可选用炮采采煤工艺。

3、对缓斜、倾斜厚煤层，一般采用倾斜分层下行垮落走向长壁采煤法。分层厚度根据选用的支架类型确定，一般为1.6~3.5m，煤层厚度4.0～5.5m时，应尽可能一次采全高。对于特厚煤层(如大于20～30m)，难于使用分层垮落法开采或特殊条件限制不能使用垮落法开采时，可以采用全部充填法。厚度大于5m，煤质较软，顶板中等稳定以下，无煤与瓦斯突出危险，可采用综合机械化放顶煤采煤。

4、急斜煤层，厚度为2～6m，倾角大于55°，赋存稳定时，应优先考虑采用伪斜柔性掩护支架采煤法，当不适宜采用伪斜柔性掩护支架采煤法时，厚度在7m以上煤层，可采用水平分层或其它采煤法。

5、顶板稳定，煤层条件适宜，电力、水力及其它条件能保证时，也可考虑采用水力采煤法。

第二节采区巷道布置及生产系统

布置采区巷道是为了把采煤工作面与矿井主要开拓巷道联系起来，构成运输、通风、动力供应、材料供应等系统，保证工作面连续不断的生产。为了布置采区巷道，需要确定采区

走向长度、区段斜长和数目，以及采区内各种煤柱尺寸，然后确定采区上(下)山、区段平巷、区段集中巷的位置、条数以及它们之间的联络巷道的形式。下面就缓斜或倾斜薄及中厚煤层走向长壁采煤法的采区巷道布置，阐明设计的步骤和方法。

一、采区走向长度的确定

此问题第三章已作论述，一般情况下本节仅对采区的位置、边界、范围、地质特征、煤层埋藏条件、储量、采区生产能力等进行叙述。

二、确定区段斜长及区段数目

采用走向长壁采煤法的采区，应先对区段平巷布置方式进行论证，条件允许时，应优先考虑采用无煤柱护巷。有煤柱护巷时，区段斜长等于采煤工作面长度加区段平巷和护巷煤柱的宽度。采煤工作面长度可参考表4-1。

区段斜长确定后，根据第三章设计已确定的采区斜长，减去采区范围内应留设的其它倾斜方向的煤柱后，除以区段斜长，即得到区段数目。如为整数，可按此整数划分区段，如得到的区段数不是整数，则应在合理的工作面长度范围内对工作面长度加以调整，或调整相关的其它方面的参数，使其区段数为一整数。多煤层的联合布置采区，区段划分以主要煤层为准，兼顾其它煤层。当采区范围内煤层倾斜方向有较大变化或遇到落差较大的断层时，区段划分应考虑以这种自然变化为界，以利于工作面生产。

三、煤柱尺寸

为了保护采区内各种煤层巷道处于良好状态，目前比较常用的是留设一定尺寸的煤柱。煤柱尺寸主要根据实际经验来确定。对于缓斜煤层，可参考表4-2的尺寸留设。

四、采区上山的布置

采区上山道的数目可根据采区生产能力和开采技术条件确定，一般情况下二条，当采区生产能力较大，瓦斯涌出量亦较大情况下，也可布置三条或四条。

对开采缓斜及倾斜煤层，在下列情况下，可考虑将采区上山布置在煤层中：

1、薄及中厚煤层，采区服务年限短时；

2、开采只有两个分层的单一厚煤层的采区，开采深度小，顶底板岩石比较稳定，煤质在中硬以上，上山不难维护时；

3、联合布置采区，下部为维护条件较好的薄及中厚煤层；

4、为部分煤层或区段服务的，维护年限不长的专用通风或运煤上山。

对单一厚煤层和联合布置采区，一般应将上山布置在煤层底板岩石中。但在下部煤层的底板岩层距涌水量特大的岩层很近，不能布置上山，或者当上山只为采区部分上部煤层或区段服务，开采下部煤层便废弃不用时，可以考虑把上山布置在煤层群中的中部或上部。 目前国内外均有以煤巷代替岩巷的趋势。

采区上山沿煤层走向方向距离一般为20～25m。在垂直走向方向上，一般多使两条上山在层位上保持一定高差，把运输上山设在轨道上山之下，一般比轨道上山低2～4m。但如果采区涌水量大时，可将轨道上山布置在低于运输上山的位置。上山设在同一厚煤层中，一般轨道上山沿煤层顶板，运输上山沿煤层底板布置。

五、区段平巷的布置

开采厚煤层时，各分层的区段平巷，在煤层倾角小于15°~20°时，一般用内错式布置；倾角大于20°～25°时，可用水平式布置；倾角小于8°～10°的近水平煤层，一般可用重迭式布置。

对于开采煤层群的联合布置采区及单一厚煤层分层开采采区可以考虑设置区段集中巷（现在大多不再设置区段集中巷）。其位置应选在距煤层底板的垂直距离不小于h，并在支承压力传递影响角φ以外的地方，根据经验，最小的h值一般为8～12m，φ角介于25°～55°之间。区段集中巷还应布置在比较坚硬的稳定的底板岩层中，并应避开地质破坏的影响。

六、联络巷道的布置

采区联络巷道有区段集中巷与区段平巷之间的联络及采区上山与区段巷道之间的联络巷道。

区段集中巷与区段平巷间的联系方式，一般当煤层倾角大15°~20°，区段平巷为水平布置时，常采用石门联络；煤层倾角小于15°～20°，层间距较大时，可用斜巷联系；而近水平煤层，区段平巷为垂直布置时，则用立眼联系。