第五章傾斜長壁采煤法

采礦學電子教案中國礦業(yè)大學礦業(yè)工程學院主講：萬志軍教授第五章傾斜長壁采煤法第一節(jié)傾斜長壁采煤法帶區(qū)巷道布置及消費系統(tǒng)第二節(jié)帶區(qū)參數(shù)及巷道布置分析第三節(jié)傾斜長壁采煤法工藝特點第四節(jié)傾斜長壁采煤法的評價及運用條件長壁任務(wù)面沿走向布置、沿傾斜推進的采煤方法稱為傾斜長壁采煤法。主要用于傾角小于12°的煤層，可以選擇炮采、普采和綜采工藝。與走向長壁采煤法的區(qū)別。90°區(qū)段回風平巷區(qū)段運輸平巷區(qū)段分帶回風斜巷分帶分帶運輸斜巷第一節(jié)傾斜長壁采煤法帶區(qū)巷道布置

及消費系統(tǒng)一、帶區(qū)巷道布置二、消費系統(tǒng)一、帶區(qū)巷道布置帶區(qū)：普通在開采程度，沿煤層走向，在煤層中或巖層中開掘程度運輸大巷和回風大巷。在程度大巷兩側(cè)沿煤層走向劃分假設(shè)干分帶，由相鄰較近的假設(shè)干分帶組成，并具有獨立消費系統(tǒng)的區(qū)域叫帶區(qū)。由兩個分帶組成的單一煤層帶區(qū)巷道布置圖。

巷道掘進順序：1〕運輸大巷〔帶區(qū)裝車站下部車場〕、進風行人斜巷、煤倉分帶運輸進風斜巷上邊境2〕運輸大巷分帶任務(wù)面回風運料斜巷，與回風大巷平面相交上邊境。3〕掘至上邊境后，沿煤層開掘開切眼貫穿，并安裝設(shè)備，經(jīng)調(diào)試后，沿俯斜推進采煤。

近年來，一些礦井嘗試采用無煤倉的帶區(qū)巷道布置，即運輸斜巷的煤經(jīng)膠帶保送機直接轉(zhuǎn)載到運輸大巷內(nèi)的膠帶保送機上，取消了煤倉，使系統(tǒng)更加簡單。二、消費系統(tǒng)帶區(qū)巷道布置簡單，消費系統(tǒng)也相對簡單。運輸進風斜巷：鋪設(shè)膠帶保送機運煤，進風?；仫L運料斜巷：可采用小絞車，布置在巷道一側(cè)，多級上運；也可采用無極繩絞車運輸。機械化程度較高的消費礦井中，可采用無軌膠輪車、單軌吊、卡軌車和齒軌車輔助運輸。任務(wù)面主要消費系統(tǒng)如圖5-1所示。運煤：3→4→6→1通風：1→7→4→3→5→2或1→7→4→3→5→9→2運料：1→5→3或1→8→5→3第二節(jié)帶區(qū)參數(shù)及巷道布置分析

一、帶區(qū)參數(shù)二、巷道布置分析一、帶區(qū)參數(shù)包括：分帶任務(wù)面長度、分帶傾斜長度、分帶數(shù)目和帶區(qū)走向長度。1.任務(wù)面長度分帶任務(wù)面長度同走向長壁任務(wù)面。煤層傾角相對較小，有利于先進的采煤配備發(fā)揚優(yōu)勢，在煤層厚度和采煤工藝方式一樣時，傾斜長壁任務(wù)面相對較長。任務(wù)面長度普通在150m左右，甚至可達250m以上。神東礦區(qū)任務(wù)面長度240~400m。2.分帶傾斜長度分帶任務(wù)面的傾斜長度就是任務(wù)面延續(xù)推進的間隔，約為上山或下山階段斜長。<煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范>規(guī)定：分帶傾斜長度不宜少于任務(wù)面一年的延續(xù)推進長度。普通上山部分傾斜長度宜為1000~1500m或者更長，下山部分傾斜長度宜為700~1200m。我國部分煤礦傾斜長壁開采主要參數(shù)。二、巷道布置分析

1、仰斜開采與俯斜開采

單普通情況下：仰斜開采條件：頂板較穩(wěn)定、煤質(zhì)較硬、頂板淋水較大或煤層易自燃、需在采空區(qū)注漿時，宜采用仰斜開采；俯斜開采條件：煤層厚度和傾角較大，煤質(zhì)松軟，容易片幫或瓦斯含量較大時，宜采用俯斜開采?；仫L大巷位置不同，也影響采用仰斜與俯斜開采的選擇，應(yīng)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。

仰斜和俯斜結(jié)合：傾角較小或近程度煤層，進風和回風大巷并列布置在井田傾向中央，煤層條件又無特殊要求時，宜采用仰斜和俯斜開采相結(jié)合的方式。運輸大巷以上部分采用俯斜開采，以下部分采用仰斜開采。這樣對于運輸、通風和巷道維護均比較有利。2、單任務(wù)面和雙任務(wù)面布置傾斜長壁分帶任務(wù)面可以單任務(wù)面布置和消費，相鄰兩個任務(wù)面也可以對拉布置同時消費。單任務(wù)面有兩條回采巷道。對拉任務(wù)面布置三條回采巷道，其中運輸巷為兩個任務(wù)面共用。任務(wù)面沿煤層走向近似程度布置，不存在走向長壁雙任務(wù)面向下運煤和向上拉煤的問題，兩個任務(wù)面可以等長布置。任務(wù)面風流也不存在上行與下行的問題，兩個任務(wù)面的通風情況幾乎完全一樣。

雙任務(wù)面優(yōu)點及適用：雙任務(wù)面布置減少了一條運煤斜巷，節(jié)省了一套運煤設(shè)備，消費比較集中，技術(shù)經(jīng)濟效果顯著。綜采任務(wù)面才干大，雙任務(wù)面同時消費時，中間單巷的運輸和通風才干很難滿足要求，因此，綜采不采用該方法。綜采仍是一面兩巷，只是共用一個分帶煤倉。3、任務(wù)面后退式、前進式或混合式回采順序前進式：任務(wù)面從運輸大巷附近向上部或下部邊境方向推進，稱前進式回采順序。后退式：任務(wù)面從上部或下部邊境向大巷方向推進，稱后退式回采順序。往復式：前進式和后退式兩者結(jié)合時，那么稱為往復式回采順序。不同回采順序的優(yōu)缺陷與走向長壁采煤法根本一樣。目前我國大多采用后退式回采順序。

4、回采巷道布置傾斜長壁任務(wù)面兩側(cè)回采巷道均為斜巷，仍可采用雙巷布置與掘進、單巷布置與掘進及沿空留巷，分帶斜巷間可設(shè)分帶煤柱，也可無煤柱護巷，其選擇原那么同走向長壁任務(wù)面。如煤層傾角較大〔α≥10°〕，瓦斯涌出量又較大，為防止分帶斜巷污風下行，總回風巷可設(shè)置在上部邊境。第三節(jié)傾斜長壁采煤法工藝特點

一、仰斜開采的采煤工藝特點二、俯斜開采的采煤工藝特點近程度煤層中，無論任務(wù)面采用仰斜開采還是俯斜開采，其工藝過程和走向長壁采煤法類似。隨著煤層傾角增大，任務(wù)面礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律及回采工藝都有一些特點。一、仰斜開采的采煤工藝特點由于受煤層傾角影響，仰斜任務(wù)面的頂板將產(chǎn)生沿巖層層面指向采空區(qū)方向的分力，在此分力作用下，頂板巖層受拉力作用，更容易出現(xiàn)裂隙和加劇破碎，頂板和支架還有向采空區(qū)挪動的趨勢。因此，隨著煤層傾角加大，仰斜長壁任務(wù)面的頂板將更加不穩(wěn)定。仰斜任務(wù)面采空區(qū)頂板冒落矸石根本上涌向采空區(qū)，這時支架的主要作用是支撐頂板?？蛇x用支撐式或支撐掩護式支架。當傾角大于12°時，為防止支架向采空區(qū)側(cè)傾斜，普采和炮采任務(wù)面的支柱應(yīng)斜向煤壁6°左右，并加復位安裝或設(shè)置復位千斤頂，以確保支柱與煤壁的正確位置關(guān)系。煤層傾角、厚度較大時：煤壁易片幫，呵斥機道碎煤量過多，保送機難以啟動，仰斜任務(wù)面長度不能過大。技術(shù)措施：采取防片幫措施。如打錨桿控制煤壁片幫；液壓支架應(yīng)設(shè)防片幫安裝等。移架困難時，可采用全任務(wù)面小移量多次前移的方法，同時優(yōu)先采用配套大拉力推移千斤頂?shù)囊簤褐Ъ堋Ｑ鲂遍_采優(yōu)點：水自動流向采空區(qū)，有利于采空區(qū)注漿；任務(wù)面無積水，勞動條件好，設(shè)備不易受潮，裝煤效果好。仰斜開采缺陷：隨傾角加大，采煤機在自重影響下，截煤時偏離煤壁減少了截深；保送時機因采下的煤滾向溜槽下側(cè)，易呵斥斷鏈事故；瓦斯易積聚。防治措施：減少截深、采用中心鏈式保送機、在保送機采空區(qū)側(cè)加擋煤板、下部設(shè)三腳架把保送機調(diào)平、加強采煤機的導向定位安裝、推移千斤頂應(yīng)有油液閉鎖安裝等。二、俯斜開采的采煤工藝特點對于俯斜任務(wù)面，沿頂板巖層的分力指向煤壁側(cè)，頂板巖層受壓力作用，使頂板裂隙有閉合的趨勢，這有利于頂板堅持延續(xù)性和穩(wěn)定性。采空區(qū)冒落矸石有涌入任務(wù)空間的趨勢，支架除了支撐頂板外，還要防止破碎矸石涌入。因此，要選用支撐掩護式或掩護式支架。由于碎石作用在掩護梁上，載荷有時較大，掩護梁應(yīng)具有良好的掩護特性和承載性能。當煤層傾角較大，采高大于2.0m，降架高度大于300mm時，常出現(xiàn)液壓支架向煤壁側(cè)傾倒景象。為此，移架時要嚴厲控制降架高度，并收縮支架的平衡千斤頂，拱起頂梁尾部，使之帶壓擦頂移架，防止支架前傾。俯斜開采優(yōu)點：煤壁不易片幫，任務(wù)面不易集聚瓦斯。俯斜開采缺陷：采空區(qū)水流向任務(wù)面，不利于采空區(qū)注漿；隨煤層傾角加大，采煤機和保送機的事故也會添加，裝煤率降低；采煤機重心偏向滾筒，加劇機組的不穩(wěn)定，易出現(xiàn)機組掉道或斷牽引鏈事故，并使采煤機機身兩側(cè)導向安裝磨損嚴重；當傾角大于22°時，采煤機下滑，滾筒鉆進煤壁，截割下來的煤難以裝進保送機中，有些消費礦井采取把保送機靠煤壁側(cè)先吊起來，使溜槽傾斜度堅持在13°~15°，采煤機割底煤時臥底，使底板一直堅持臺階狀，以保證采煤機正常任務(wù)。第四節(jié)傾斜長壁采煤法的評價及運用條件

一、傾斜長壁采煤法評價二、傾斜長壁采煤法適用條件一、傾斜長壁采煤法評價傾斜長壁采煤法取消了采〔盤〕區(qū)上〔下〕山，分帶斜巷經(jīng)過聯(lián)絡(luò)巷或帶區(qū)煤倉直接與運輸大巷相連，與走向長壁采煤法相比，傾斜長壁采煤法有以下優(yōu)點：①巷道布置簡單，掘進和維護費用低，投產(chǎn)快。②運輸系統(tǒng)簡單，占用設(shè)備少，運輸費用低。③任務(wù)面易堅持等長，有利于綜合機械化采煤。④通風線路簡單，通風構(gòu)筑物少。⑤對某些地質(zhì)條件順應(yīng)性強。〔頂板淋水大、瓦斯大及煤壁易片幫等〕⑥技術(shù)經(jīng)濟效果好。傾斜長壁采煤法存在以下的缺陷：①現(xiàn)多用的礦車軌道輔助運輸條件下，長間隔傾斜巷道使掘進、輔助運輸和行人較困難。②在不添加工程量的條件下煤倉和資料車場數(shù)目多，大巷裝載點多。③分帶斜巷內(nèi)存在下行通風問題。

二、傾斜長壁采煤法適用條件能否采用傾斜長壁采煤法主要思索煤層傾角大小和任務(wù)面延續(xù)推進長度。1〕在開采區(qū)域內(nèi)不受走向斷層影響，且能保證足夠任務(wù)面延續(xù)推進長度的條件下，