柱式體系采煤法

1、柱式體系采煤法 柱式體系采煤法可分為房式和房柱式采煤法，有時房式采煤法也稱為巷柱式采煤法。 在煤層內(nèi)開掘一系列稱為煤房的巷道，煤房左右用聯(lián)絡(luò)巷相連，這樣就形成一定尺寸的煤柱。煤柱可留下不采，用以支撐頂板，或在煤房采完后，再將煤柱按要求盡可能采出，前者稱為房式采煤法，后者稱為房柱式采煤法。 按裝備不同，柱式體系采煤法可分為傳統(tǒng)的鉆眼爆破工藝和高度機械化的連續(xù)采煤機采煤工藝兩大類。傳統(tǒng)的爆破落煤工藝與煤巷鉆眼爆破掘進基本相同，高度機械化的柱式體系采煤法主要在美國、澳大利亞、加拿大、印度和南非等國應(yīng)用。 我國地方煤礦，特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦應(yīng)用機械化水平低的柱式體系采煤法較多。近年來我國部分大型現(xiàn)代化礦井也

2、引進了連續(xù)采煤機等配套設(shè)備，提高了機械化程度。部分礦井用于回收邊角煤柱或地質(zhì)破壞帶煤柱。第一節(jié)房式采煤法 房式采煤法的特點是只采煤房不回收煤柱，用房間煤柱支撐上覆巖層。煤房寬度取決 于采高、采深、頂?shù)装宸€(wěn)定性及設(shè)備。采用連續(xù)采煤機開采時的煤房寬度多為57 m，鉆眼 爆破開采時的煤房寬度多小于4 m。以下只對高度機械化的房式采煤法進行介紹。 一、盤區(qū)巷道布置及主要技術(shù)參數(shù) 1盤區(qū)巷道布置示例 美國某礦采用房式采煤方法的巷道布置如圖91所示，主巷5條，盤區(qū)準備巷道3條， 在盤區(qū)巷兩側(cè)布置煤房，形成區(qū)段。區(qū)段內(nèi)6個煤房同時推進。房寬7 m，煤柱尺寸為8 m 8 m。區(qū)段間煤柱寬度為8 m，因受地質(zhì)構(gòu)

3、造影響，煤房長約220 m。 2房式采煤法技術(shù)參數(shù) (1)平巷數(shù)目 根據(jù)運輸、行人、工作面推進速度、頂板管理方式及通風能力綜合確定平巷數(shù)目，因為掘進和采煤合一，因而多條巷道并列布置對生產(chǎn)及通風更有利。通常主副平巷為58條，一般中間數(shù)條進風，兩側(cè)回風，區(qū)段平巷為35條。由于通風和安全的要求，還需同時開掘橫向聯(lián)絡(luò)巷貫通每條平巷。 ： (2)煤柱尺寸 煤柱尺寸由上覆巖層厚度、煤層和底板強度確定，常留設(shè)820 m寬的煤柱。 (3)煤房采高、采寬及截深 連續(xù)采煤機采高可達4 m，當煤層厚度小于4 m時應(yīng)一次采全高；對于厚度過大的煤層，只能開采優(yōu)質(zhì)部分，其余棄于采空區(qū)。煤房因采用錨桿支護，寬度一般不應(yīng)超過

4、6 m，否則，應(yīng)采用錨桿和支柱兩種支護方式；如果煤層頂板破碎時，寬度通常僅為5 m。截深應(yīng)確保采煤機司機始終處于永久錨桿支護的安全范圍內(nèi)，即最遠時司機剛好在最后一排錨桿之圖13-1 房式采煤法巷道布置1進風平巷；2回風平巷；3膠帶運輸平巷；4盤區(qū)進風平巷；5盤區(qū)回風平巷；6盤區(qū)膠帶運輸平巷；7轉(zhuǎn)載機；8地質(zhì)破壞不可采區(qū)域；9風橋；10風墻下，這樣，要求截深一般為56 m。 二、采煤工藝 按運煤方式的不同，連續(xù)采煤機采煤工藝可分為間斷運輸工藝系統(tǒng)和連續(xù)運輸工藝系統(tǒng)。 1連續(xù)采煤機一梭車間斷運輸工藝系統(tǒng) 典型的連續(xù)采煤機間斷運輸工藝系統(tǒng)配套設(shè)備包括：1臺連續(xù)采煤機、1臺錨桿機、最2臺梭車或蓄電池運

5、煤車、1臺給料破碎機、1臺蓄電池鏟車、1套移動變電站、充電設(shè)備和足夠的備用蓄電池。連續(xù)采煤機間斷運輸工藝系統(tǒng)主要用于中厚煤層和厚煤層中，有時也用于厚度較大的薄煤層中，該系統(tǒng)在大柳塔礦同時掘進5條煤房時的應(yīng)用如圖134所示。2連續(xù)采煤機一輸送機連續(xù)運輸工藝系統(tǒng) 這種系統(tǒng)是將采煤機采落的煤，通過多臺輸送機轉(zhuǎn)運至膠帶輸送機上，其工藝系統(tǒng)如圖95所示第二節(jié)房柱式采煤法 煤房間留設(shè)不同形狀的煤柱，采煤房時煤柱暫時支撐頂板，采完煤房后有計劃地回收所留的煤柱，如頂板穩(wěn)定，可直接回收全部煤柱；反之，則要保留部分煤柱。 一、塊狀煤柱房柱式采煤法 通常以45個以上的煤房為一組同時掘進，煤房寬57 ITI，房間煤柱

6、寬1525 m，每隔一定距離用聯(lián)絡(luò)巷貫通，形成方塊或矩形煤柱。采煤房時工藝過程及參數(shù)同房式采煤法，煤房掘進到預定長度后，即可回收房間煤柱。因煤柱尺寸和圍巖條件不同，煤柱回收工藝主暮有以下三種1、 袋翼式1袋翼式袋翼式是使用連續(xù)采煤機采煤時的一種常用方式。這種方式是在煤柱中采出2-3條通道做為回收煤柱時的通路（袋），然后回收其兩翼留卜的煤（翼），通道的頂板仍用錨桿支護。通道不少兩兩條，以便連續(xù)采煤機、錨桿機輪流進人通道進行采煤工作。當穿過煤柱通道打通時，連續(xù)采煤機斜過來對著留卜的側(cè)翼煤柱采煤，側(cè)翼采煤時不再支護，邊采邊退出，然后頂板冒落為了安全，在回收側(cè)翼煤柱前，在通道中近采空區(qū)一側(cè)打排支柱儀。

7、如圖一所示。圖中數(shù)字表示連續(xù)采煤機在煤柱中的采煤順序。當進至16后，采煤機轉(zhuǎn)至另外的房（柱）內(nèi)工作。2、 外進式當煤柱寬10-12 m左右時，可直接在房內(nèi)向兩側(cè)煤柱進刀，如圖9-8所示。3、 劈柱式二、“旺格維利”采煤法在盤區(qū)準備巷道一側(cè)或兩側(cè)布置長條形房柱，如圖9-9所示。長條形房柱寬約15m,長約65-95m.條形房柱內(nèi)先采房，房寬6 m，到邊界后，后退回出9 m寬的煤柱。盤區(qū)準備巷道長度按地質(zhì)條件和膠帶輸送機長度確定。長條房柱間的回采順序一般用后退式兩側(cè)布置時，也可以一側(cè)前進式，另一側(cè)后退式。雞西小恒山礦即采用此采煤方法，并作了適當變化。如圖910。巷道布置系統(tǒng)見圖9-11。自運輸大巷起

8、，沿煤層傾向，開掘條準備巷道，中問為膠帶輸送機巷，一側(cè)為材料巷，另一側(cè)為回風巷。每林隔20-25 m開聯(lián)絡(luò)巷，巷寬4.5-6.0 m，巷間煤柱尺寸為14m15 m或10m25m。準備巷道兩側(cè)的煤層沿傾斜劃分為若干區(qū)段在區(qū)段中央，大致順走向開掘區(qū)段巷道。區(qū)段巷道兩側(cè)的煤房，沿走向劃分為若干采段。采段中央自區(qū)段巷道向邊界開一條回采中巷，將采段分為左右兩翼在第一個采段的一側(cè)邊界開兩條巷道，一為采段回風巷，一為其輔巷，并與回采中巷用瓦斯尾巷相通。另一側(cè)邊界在回采過程中留出下一采區(qū)的回風巷，下一采段不再開掘輔巷?；夭芍邢飪蓚?cè)煤體被劃分為若干長條，每一長條內(nèi)包括一條煤房和一條待采煤柱。所有巷道斷面軍均為矩

9、形，寬度為4.5-6.0m，高度與煤層厚度相同。用樹枝錨固的金屬錨桿和波形鋼帶支護，錨桿長度1.2-1.6m，矩形或?qū)遣贾谩Ｐ『闵降V采用這種采煤法，一平均月產(chǎn)星為16 270t，最高月產(chǎn)舉為21 175t，平均效率13256 t工。比相同地質(zhì)條件下長壁普采的指標要好。第三節(jié) 適用條件及評價柱式體系采煤法在美國、澳大利亞、加拿大、印度和南非等國廣泛應(yīng)用。目前在美國的地下開采中，這種采煤方法的產(chǎn)量約占50%。澳大利亞使用房柱式采煤法所占的比重也較大。我國已引進多套連續(xù)采煤機配套設(shè)備，在雞西、大同、西山、黃陵礦區(qū)和神府大柳塔等礦使用。柱式體系采煤法有以下優(yōu)點：設(shè)備投資少，一套柱式機械化采煤設(shè)備的價

10、格為長壁綜采的四分之一到子五分之一（均以20世紀80年代中期進口價格計算）；采掘可實現(xiàn)合一，建設(shè)期短，出煤快；設(shè)備運轉(zhuǎn)靈活，搬遷快；巷道壓力小，便于維護，支護簡單，可用錨桿支護頂板；由于大部分為煤層巷道，故矸石量很少；矸石可在井下處理不外運，有利于環(huán)境保護；當?shù)孛嬉Ｗo農(nóng)田水利設(shè)施和建筑物時，采用房式采煤法有時可使總的噸煤成本降低；全員效率較高，特別是中小型礦井更為明顯。主要要缺點：采區(qū)采出率低，一般為50%- 60%左右，回收煤柱時可提高到70%-75%左右；通風條件好，進回風并列布置，通風構(gòu)筑物多，漏風大，采房及回收煤柱時，出現(xiàn)多頭串聯(lián)通風。適用條件如下：開采深度較淺，一般不宜超過300-500 m；頂板較穩(wěn)定的薄及中厚煤層；傾角在100以下，最好為近水平煤層,煤層賦存穩(wěn)定，起伏變化