采礦學(xué) 第6章 傾斜長壁采煤法

1、第六章第六章 傾斜長壁采煤法傾斜長壁采煤法longwall mining to the dip or to the rise 傾斜長壁采煤法傾斜長壁采煤法 回采工作面沿煤層走向回采工作面沿煤層走向布置，沿傾斜（仰斜或俯斜）推進(jìn)采煤。布置，沿傾斜（仰斜或俯斜）推進(jìn)采煤?；蚧?長壁工作面沿傾斜推進(jìn)的采煤方法。長壁工作面沿傾斜推進(jìn)的采煤方法。該法采煤量占總產(chǎn)量的該法采煤量占總產(chǎn)量的12%12%以上以上 一、單一傾斜長壁一、單一傾斜長壁采煤法采煤系統(tǒng)采煤法采煤系統(tǒng)（一）巷道布置特點(diǎn)：（一）巷道布置特點(diǎn)：1 1、巷道名稱：、巷道名稱：Fig.9 Fig.9 12 1251256743II176243II

2、cm06012 2、巷道布置特點(diǎn)：、巷道布置特點(diǎn)： 1）水平運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷均沿煤層走向）水平運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷均沿煤層走向置于階段同一側(cè)。置于階段同一側(cè)。2）分帶運(yùn)輸斜巷和回風(fēng)斜巷（）分帶運(yùn)輸斜巷和回風(fēng)斜巷（strip inclined drift）均沿煤層傾斜方向掘進(jìn)，均沿煤層傾斜方向掘進(jìn)， 并垂直或斜并垂直或斜交于平運(yùn)輸大巷交于平運(yùn)輸大巷 3）采面沿煤層走向布置，對拉采面（）采面沿煤層走向布置，對拉采面（double face ），）， 面長面長 200m ， 斜長斜長1000m 176243IIcm0601（二）掘進(jìn)順序：（二）掘進(jìn)順序： 1 1、原則：、原則：2 2、順序：、順序：

3、 1 1）（）（1）、（）、（2）超過（）超過（5）100m即可開始即可開始1 21 2） 平行作業(yè)平行作業(yè) （1 1）、（）、（7 7 ，6 6）、（）、（4 4）井田上邊界開切）井田上邊界開切眼眼（1 1）、（）、（5 5）井田上邊界開切眼）井田上邊界開切眼 （三）生產(chǎn)系統(tǒng)（三）生產(chǎn)系統(tǒng) 1 1、運(yùn)煤：、運(yùn)煤：3 3 4 4 6 6 1 1 裝車外運(yùn)裝車外運(yùn) 2、通風(fēng)：通風(fēng)：fresh air 1 fresh air 1 7 7 4 4 3 3 used air 3 used air 3 5 5 2 2 風(fēng)井風(fēng)井 3 3、 運(yùn)料：運(yùn)料：5 5巷、小絞車（置巷道一側(cè)）多級上運(yùn)；巷、小絞車（置

4、巷道一側(cè)）多級上運(yùn)； 無級繩上運(yùn)無級繩上運(yùn) 實(shí)例實(shí)例棗莊田屯礦：棗莊田屯礦： , , M =0.8 mM =0.8 m； 分帶斜長分帶斜長10001000m m ； 頂板頂板5 5 6 6m m灰?guī)r，緩慢下沉；灰?guī)r，緩慢下沉； 對拉采面對拉采面 總長總長280 280 320 320m m 。陽泉一礦：陽泉一礦： , M=1.6m；CH4 40m3/d t；采面長采面長180m；斜長斜長1070m。二、傾斜長壁采煤系統(tǒng)分析二、傾斜長壁采煤系統(tǒng)分析（一）仰斜開采與俯（一）仰斜開采與俯斜開采斜開采 1、仰斜開采仰斜開采 采采面沿傾斜從下向上推面沿傾斜從下向上推進(jìn)采煤。進(jìn)采煤。 適用：頂板穩(wěn)定，適用

5、：頂板穩(wěn)定，煤質(zhì)較硬；頂板淋水煤質(zhì)較硬；頂板淋水大；煤易自燃需注漿；大；煤易自燃需注漿；臨界角一般為臨界角一般為 35a4261仰斜開采與俯斜開采仰斜開采與俯斜開采 2、俯斜開采俯斜開采 采面沿采面沿傾斜自上向下推進(jìn)采煤。傾斜自上向下推進(jìn)采煤。 適用：煤厚，適用：煤厚， 大，煤大，煤松軟易片幫，松軟易片幫，CH4大。大。 當(dāng)當(dāng) 5 仰斜與俯仰斜與俯斜相結(jié)合的形式。斜相結(jié)合的形式。 46a521（二）單工作面與雙工作面（二）單工作面與雙工作面（single and double faces）1、單工作面布置單工作面布置 炮采、普采、綜采均可。炮采、普采、綜采均可。2、雙工作面（兩面三巷）、雙工作

6、面（兩面三巷）Fig.9 12示，普示，普采、炮采。采、炮采。如用綜采，兩面不同采，交替采煤。如用綜采，兩面不同采，交替采煤。主要優(yōu)點(diǎn)：減少一條巷道，一套設(shè)備。主要優(yōu)點(diǎn)：減少一條巷道，一套設(shè)備。 （三）前進(jìn)式、后退式與混合式（三）前進(jìn)式、后退式與混合式 根據(jù)傾斜長壁采面推進(jìn)方向與主要水平大巷根據(jù)傾斜長壁采面推進(jìn)方向與主要水平大巷的相互位置，的相互位置，前進(jìn)式：前進(jìn)式：advancing order 后退式：后退式：retreating order混合式：混合式：視視“井田邊界井田邊界”為前，主要水平巷為為前，主要水平巷為“后后”。 采面采面前進(jìn)式前進(jìn)式、后退式與混合式、后退式與混合式回采回采1

7、 1、前進(jìn)式、前進(jìn)式 回采工作回采工作面從大巷向井田邊界方面從大巷向井田邊界方向推進(jìn)采煤。向推進(jìn)采煤。 2、后退式回采后退式回采 回回采工作面從井田邊界向采工作面從井田邊界向主要水平大巷方向推進(jìn)主要水平大巷方向推進(jìn)采煤。采煤。(a)3214Fig.9 13（a）示，設(shè)分帶煤柱；示，設(shè)分帶煤柱；采面采面前進(jìn)式前進(jìn)式、后退式與混合式、后退式與混合式回采回采 3、 混合式混合式 往往復(fù)式復(fù)式 前進(jìn)式與前進(jìn)式與后退式回采相結(jié)后退式回采相結(jié)合。合。 1(b)324Fig.9 13 （b），不，不設(shè)分帶煤柱設(shè)分帶煤柱（四）主要巷道類型（四）主要巷道類型 1）回采巷道）回采巷道 為采面服務(wù)，沿煤層傾斜線為采

8、面服務(wù)，沿煤層傾斜線或偽斜線開掘的斜巷或偽斜線開掘的斜巷2）水平運(yùn)輸和回風(fēng)大巷）水平運(yùn)輸和回風(fēng)大巷 3）聯(lián)接水平大巷與各煤層回采巷道的聯(lián)絡(luò)巷）聯(lián)接水平大巷與各煤層回采巷道的聯(lián)絡(luò)巷4）硐室）硐室傾斜長壁取消了采（盤）區(qū)上（下）山巷道。傾斜長壁取消了采（盤）區(qū)上（下）山巷道。 布置方式布置方式 ：井筒：井筒井底車場井底車場主石門主石門水平大巷水平大巷回采巷道?；夭上锏?。 （五）運(yùn)輸系統(tǒng)問題（五）運(yùn)輸系統(tǒng)問題1 1）運(yùn)煤）運(yùn)煤 膠帶機(jī)膠帶機(jī) 2 2）輔運(yùn)）輔運(yùn) 運(yùn)送物料困難，長距離斜巷運(yùn)送物料困難，長距離斜巷 多臺小絞車；多臺小絞車； 無極繩運(yùn)輸；無極繩運(yùn)輸； 單軌吊；單軌吊； 卡軌車、齒軌車卡軌車

9、、齒軌車 三、礦壓顯現(xiàn)及支護(hù)特點(diǎn)三、礦壓顯現(xiàn)及支護(hù)特點(diǎn)煤層傾角對頂板穩(wěn)定性影響：煤層傾角對頂板穩(wěn)定性影響： 1 1、仰采、仰采 ： （1） 頂板產(chǎn)生向采空區(qū)方向的分力頂板產(chǎn)生向采空區(qū)方向的分力（2 2）頂板受向下拉力，不易獲得平衡）頂板受向下拉力，不易獲得平衡 （3 3）煤壁易片幫）煤壁易片幫（4 4）采空區(qū)頂板冒落滾向采空區(qū)）采空區(qū)頂板冒落滾向采空區(qū)（5 5）支架主要作用是支撐頂板）支架主要作用是支撐頂板（6）支撐式或支掩式支架；）支撐式或支掩式支架； 當(dāng)當(dāng) ，支柱迎山角為，支柱迎山角為6 6 ）設(shè)置復(fù)位千斤頂；設(shè)置復(fù)位千斤頂； 防片幫裝置，錨桿；防片幫裝置，錨桿； 大拉力的推移千斤頂大拉力

10、的推移千斤頂煤層傾角對頂板穩(wěn)定性影響煤層傾角對頂板穩(wěn)定性影響(a)(b)L12o12o(a)(b)仰采與俯采仰采與俯采2 2、俯采：、俯采：頂板產(chǎn)生指向煤壁的分力頂板產(chǎn)生指向煤壁的分力 巖層受壓力，頂板易平衡，穩(wěn)定；巖層受壓力，頂板易平衡，穩(wěn)定； 煤壁穩(wěn)定煤壁穩(wěn)定, , 不易片幫；不易片幫； 矸石易竄入采面；矸石易竄入采面； 支架支撐頂板，防矸石竄入工作面支架支撐頂板，防矸石竄入工作面支掩式：掩護(hù)梁上有防竄裝置，支掩式：掩護(hù)梁上有防竄裝置， 四、回采工藝特點(diǎn)四、回采工藝特點(diǎn)1 1、仰采、仰采 1 1）水自流入采空區(qū)；）水自流入采空區(qū)；2 2）頂板穩(wěn)定性差，臨界角）頂板穩(wěn)定性差，臨界角8 8 ；

11、3 3）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)，采煤機(jī)偏離煤壁，減少截時(shí)，采煤機(jī)偏離煤壁，減少截深深 輸送機(jī)，煤滾入下側(cè)，易斷鏈。輸送機(jī)，煤滾入下側(cè)，易斷鏈。4 4）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)，采煤機(jī)不穩(wěn)定，易翻倒。時(shí)，采煤機(jī)不穩(wěn)定，易翻倒。措施：輸送機(jī)設(shè)下部三角架，調(diào)平。措施：輸送機(jī)設(shè)下部三角架，調(diào)平。 回采工藝特點(diǎn)回采工藝特點(diǎn) 2、俯采俯采 1 1）水流入采面，工作條件差；）水流入采面，工作條件差； 2 2）頂板相對穩(wěn)定；）頂板相對穩(wěn)定； 3 3）機(jī)組不穩(wěn)定，易掉道。）機(jī)組不穩(wěn)定，易掉道。 五、傾斜長壁采煤法五、傾斜長壁采煤法評價(jià)及適用條件評價(jià)及適用條件 （一）評價(jià)（一）評價(jià) 1、優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn) （1 1）巷道布置簡單，巷道掘進(jìn)及維護(hù)費(fèi)

12、低，投產(chǎn)快。）巷道布置簡單，巷道掘進(jìn)及維護(hù)費(fèi)低，投產(chǎn)快。巷道掘進(jìn)工程量少巷道掘進(jìn)工程量少15%，相應(yīng)工期短。，相應(yīng)工期短。（2 2）運(yùn)輸系統(tǒng)簡單，占用設(shè)備少。運(yùn)輸設(shè)備及輔助）運(yùn)輸系統(tǒng)簡單，占用設(shè)備少。運(yùn)輸設(shè)備及輔助人員可減少人員可減少3030。（3 3）回采巷道沿煤掘進(jìn)，易固定方向，采面可等長）回采巷道沿煤掘進(jìn)，易固定方向，采面可等長布置，利于生產(chǎn)管理。布置，利于生產(chǎn)管理。（4 4）通風(fēng)系統(tǒng)簡單，風(fēng)路短，通風(fēng)構(gòu)筑物減少約）通風(fēng)系統(tǒng)簡單，風(fēng)路短，通風(fēng)構(gòu)筑物減少約1/31/3。 傾斜長壁采煤法優(yōu)點(diǎn)傾斜長壁采煤法優(yōu)點(diǎn) （5） 對某些地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)，如：對某些地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)，如：傾斜斷層傾斜斷

13、層 可沿?cái)嗝鎮(zhèn)涡辈贾?；可沿?cái)嗝鎮(zhèn)涡辈贾茫涣芩芩?仰斜開采；仰斜開采；瓦斯大瓦斯大 俯采。俯采。（6） 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著采面單產(chǎn)增加，巷道掘進(jìn)率（采面單產(chǎn)增加，巷道掘進(jìn)率（m/m/萬萬t t）降低降低 ，采出率（采出率（% %）增加，工效（）增加，工效（t/t/工）提高工）提高 。 傾斜長壁采煤法缺點(diǎn)傾斜長壁采煤法缺點(diǎn) 2、缺點(diǎn)、缺點(diǎn) （1 1）長距離傾斜巷道輔運(yùn)和行人困難；）長距離傾斜巷道輔運(yùn)和行人困難； （2 2）當(dāng)前采掘運(yùn)機(jī)械設(shè)備不完全適應(yīng)傾斜長）當(dāng)前采掘運(yùn)機(jī)械設(shè)備不完全適應(yīng)傾斜長壁的要求；壁的要求； （3 3）大巷裝車點(diǎn)多，可設(shè)帶區(qū)，共用一個(gè)煤）大巷裝車點(diǎn)多，可設(shè)帶區(qū)，

14、共用一個(gè)煤倉。倉。陽泉一礦：陽泉一礦：4 4個(gè)分帶共用一煤倉；個(gè)分帶共用一煤倉；二道河子礦：二道河子礦：5 5個(gè)分帶共用一煤倉。個(gè)分帶共用一煤倉。（4 4）下行回風(fēng)）下行回風(fēng) 注意監(jiān)測。注意監(jiān)測。 （二）（二）傾斜長壁采煤法傾斜長壁采煤法適用條件適用條件 （1） 煤層，效果最好。煤層，效果最好。 （2 2）采取一定技術(shù)措施，可適用于）采取一定技術(shù)措施，可適用于12 17 的的煤層。煤層。 （3 3）可據(jù)地質(zhì)構(gòu)造的特點(diǎn)采面呈偽斜布置。）可據(jù)地質(zhì)構(gòu)造的特點(diǎn)采面呈偽斜布置。 （4 4）不同采深、圍巖特性、沼氣涌出量及水）不同采深、圍巖特性、沼氣涌出量及水涌出量均可采用傾斜長壁開采涌出量均可采用傾斜長壁開采 。（5 5）據(jù)不同傾角，同一礦井亦可采用傾斜長）據(jù)不同傾角，同一礦井亦可采用傾斜長壁和走向長壁配合開采。壁和走向長壁配合開采。 （三）傾斜長壁與走向長壁采煤法的異同（三）傾斜長壁與走向長壁采煤法的異同 1 1）傾斜長壁法取消了采（盤）區(qū)巷道，設(shè)帶）傾斜長壁法取消了采（盤）區(qū)巷道，設(shè)帶區(qū)、巷道少。區(qū)、巷道少。 2 2）采面布置及推進(jìn)方向不同。）采面布置及推進(jìn)方向不同。 3 3）采煤工藝具有不同特點(diǎn)，傾斜長壁）采煤工藝具有不同特點(diǎn)，