下载文档原格式
柱式体系采煤法 It was last revised on January 2, 2021柱式体系采煤法柱式体系采煤法可分为房式和房柱式采煤法，有时房式采煤法也称为巷柱式采煤法。
在煤层内开掘一系列称为煤房的巷道，煤房左右用联络巷相连，这样就形成一定尺寸的煤柱。
煤柱可留下不采，用以支撑顶板，或在煤房采完后，再将煤柱按要求尽可能采出，前者称为房式采煤法，后者称为房柱式采煤法。
按装备不同，柱式体系采煤法可分为传统的钻眼爆破工艺和高度机械化的连续采煤机采煤工艺两大类。
传统的爆破落煤工艺与煤巷钻眼爆破掘进基本相同，高度机械化的柱式体系采煤法主要在美国、澳大利亚、加拿大、印度和南非等国应用。
我国地方煤矿，特别是乡镇煤矿应用机械化水平低的柱式体系采煤法较多。
近年来我国部分大型现代化矿井也引进了连续采煤机等配套设备，提高了机械化程度。
部分矿井用于回收边角煤柱或地质破坏带煤柱。
第一节房式采煤法房式采煤法的特点是只采煤房不回收煤柱，用房间煤柱支撑上覆岩层。
煤房宽度取决于采高、采深、顶底板稳定性及设备。
采用连续采煤机开采时的煤房宽度多为5～7 m，钻眼爆破开采时的煤房宽度多小于4 m。
以下只对高度机械化的房式采煤法进行介绍。
一、盘区巷道布置及主要技术参数1．盘区巷道布置示例美国某矿采用房式采煤方法的巷道布置如图9—1所示，主巷5条，盘区准备巷道3条，在盘区巷两侧布置煤房，形成区段。
区段内6个煤房同时推进。
房宽7 m，煤柱尺寸为8 m×8 m。
区段间煤柱宽度为8 m，因受地质构造影响，煤房长约220 m。
2．房式采煤法技术参数(1)平巷数目根据运输、行人、工作面推进速度、顶板管理方式及通风能力综合确定平巷数目，因为掘进和采煤合一，因而多条巷道并列布置对生产及通风更有利。
通常主副平巷为5～8条，一般中间数条进风，两侧回风，区段平巷为3～5条。
由于通风和安全的要求，还需同时开掘横向联络巷贯通每条平巷。
：(2)煤柱尺寸煤柱尺寸由上覆岩层厚度、煤层和底板强度确定，常留设8～20 m宽的煤柱。
房柱式采矿法在井下采矿的应用房柱式采矿法是一种常用的采矿方法，应用广泛，能够有效地提高井下采矿的效率和安全性。
本文将介绍房柱式采矿法在井下采矿中的应用，并探讨其优缺点。
1. 房柱式采矿法的原理和流程房柱式采矿法是一种支柱式采矿法，其原理是在矿井中开凿出一系列大小不等的房间，然后在房间之间留下一些柱子作为支撑，将煤炭从房间侧壁中切割出来，然后进行运输和加工。
具体流程如下：（1）开拓房间：首先需要在煤矿床的顶部和底部开掘出水平的房间。
根据矿井地质条件的不同，房间的大小和形状可以进行适当的调整。
（2）布设支撑柱：在房间之间留下一些柱子，作为支撑，防止房间坍塌。
支撑柱的尺寸、种类和间距由矿井地质条件所决定。
（3）采煤：在房间侧壁中，使用切割机将煤炭切割出来，并运输到地面进行处理。
2. 房柱式采矿法的优点房柱式采矿法相比于其他采矿方法具有以下优点：（1）适用范围广：房柱式采矿法适用于各种类型的煤炭矿床。
由于其灵活性，可以根据不同的地质条件进行调整，因此能够应对更多的采矿环境。
（2）采煤效率高：采煤时不需要移动支撑柱，便于操作，也不会损坏矿井结构，因此能够保证高效率的采煤。
（3）安全性较高：支撑柱的设置能够有效地防止矿井坍塌，提高了操作人员的安全保障。
（4）节能环保：由于其采煤效率高，运输及加工的过程也较为简单，因此采用这种采煤方法会减少能源消耗，同时也能够减少对环境的污染。
3. 房柱式采矿法的缺点房柱式采矿法虽然有诸多优点，但也存在一些缺点：（1）支撑柱较多：为了保障采煤安全，采用房柱式采矿法必然需要布设支撑柱，这样就会导致采煤的空间受到限制。
（2）难以对采煤顺序进行控制：柱子的设置难以调整，因此会限制采煤的顺序，不能按需求进行控制。
（3）难以充分利用煤炭资源：由于支撑柱的设置，采煤的空间受到限制，这样会导致煤炭的利用率降低。
4. 总结房柱式采矿法是一种常用的采矿方法，具有适用范围广、采煤效率高、安全性较高和节能环保等优点。
1、概念采煤方法：是采煤工艺与回采巷道布置及其在时间、空间上的相互配合按照采煤工艺和矿压控制特点:可以将采煤方法分为壁式和柱式两大体系2、分类长壁式体系采煤方法以工作面的开采长度为主要标志。
长度一般在50m以上的采煤工作面称为长壁工作面。
长壁式体系采煤方法的一般特点采煤工作面较长，通常在80-400m；随着采煤工作面推进，顶板暴露面积增大，矿山压力显现比较强烈；采煤工作面两端，一般至少各有一条回采巷道与之相连，以形成生产系统；采煤工作面可分别用爆破、采煤机或刨煤机破煤、装煤，用支架支护空间，用垮落或充填法处理采空区。
1、特点2、分类长壁式体系采煤方法分类按煤层倾角：近水平、缓（倾）斜、中斜和急（倾）斜煤层采煤法；按煤层厚度：薄煤层、中厚煤层和厚煤层采煤法；按采煤工艺：爆破采煤法、普通机械化采煤法和综合机械化采煤法；按采空区处理方法：垮落采煤法、煤柱支撑采煤法、充填采煤法。
按工作面布置及推进方向：走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。
按是否将煤层进行一次开采：整层采煤法和分层采煤法。
3、整层采煤方法整层采煤法：一次采出煤层全厚的开采方法称为整层采煤法按采煤工艺不同又分为：单一长壁采煤法、放顶煤长壁采煤法单一长壁采煤法“单一”表示不分层开采，多用于薄及中厚煤层，对于厚度在3.5~8.0m 的近水平、缓（倾）斜厚煤层，该采煤方法又称为大采高一次采全厚采煤法，采煤工作面一般采用综合机械化采煤工艺；对于急（倾）斜煤层中的薄及中厚煤层，为减小工作面倾角，采煤工作面可沿伪斜布置。
（a）走向长壁（b）倾斜长壁（仰斜）（c）倾斜长壁（俯斜）煤柱支撑采煤法示意图当煤层坚硬时，如采用强制放顶垮落法处理采空区有困难，有时采用煤柱支撑法处理采空区。
3、整层采煤方法：放顶煤放顶煤长壁采煤对于厚度在5.0m以上的近水平、缓（倾）斜煤层，可沿底板布置采高为2.0~4.0m的采煤工作面，工作面向前推进采煤的同时，在工作面后部放落上部和后部的顶煤，实现整层开采。
井工煤矿基础知识（1）壁式体系采煤方法又称长壁体系采煤方法，以长工作而采煤为主要标志。
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；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。
按工作而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 3 m的中厚煤层采用整层采煤法；厚度较大的中厚煤层、厚煤层既可采用整层也可采用分层采煤法1）薄煤层及中厚煤层单一长壁采煤方法。
图3-16a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。
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3-16b);向下推进称俯斜长壁（图3-16c)。
为了便于顺利开采，煤层倾角不宜超过12°。
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，如图3-17所示。
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。
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）厚煤层开采的采煤方法。
第十五章柱式体系采煤法（自学）柱式体系采煤法有两种基本类型，即房式采煤法和房柱式采煤法。
根据地质和技术条件的不同，此类采煤法又有很多变化。
柱式体系采煤法的实质是在煤层内开掘一系列宽为5-7 m左右的煤房，煤房间用联络巷相连，形成近似于长条形或块状的煤柱，煤柱宽度由数米至二十多米不等一采煤在煤房中进行厂煤柱可根据条件留下不采，或在煤房采完后，再将煤柱按要求尽可能采出。
留下煤柱不采的称为房式采煤法，既采煤房又采煤村的称为房杜式采煤法。
80年代以前，美国和澳大利亚主要采用这种柱式体系采煤法。
但近年来，壁式采煤法在迅速增加，出现了长壁工作面采煤，巷道仍是采用柱式采煤法的多巷布置系统，利用煤房采出部分煤，同时为长壁工作面准备出两侧平巷这种柱式与壁式相结合的采煤法，在美国和澳大利亚有较大的发展。
第一节柱式体系采煤工艺按落煤方式的不同，采煤工艺大致可分为两大类：一类为传统的放炮落煤工艺；一类为连续采煤机采煤的工艺。
日前美国和澳大利亚般采用后者。
连续采煤机采煤工艺系统按运煤方式的不同，又可分为两种：一种是连续采煤机-梭车-转载破碎机-胶带输送机工艺系统；另一种是连续采煤机-桥式转载机-万向接长机-胶带输送机工艺系统。
前者是间断运输工艺系统，后者是连续运输工艺系统。
一、连续采煤机一梭车工艺系统这种系统上要用中厚厚煤层，有时也用于厚度较大的薄煤层。
其工艺系统如图9-1所示。
连续采煤机主要有横滚筒和纵螺旋两大类。
在中厚煤层公中使用的都是横滚筒。
如乔伊(JOY)12CM型，就属这一类。
滚筒宽度2.9-3.2 m，采煤机长9-10m，同时完成割煤与装煤工作。
梭车容量一般为7-16t，车高0.7-1.6m，车长8.0m左右，车宽2.7-3.3 m，自重11-18 t。
为了将煤匀速送人胶带输送机，在输送机前面设置了转载破碎机，以利梭车快速卸载，并破碎大块煤锚杆机是系统中的重要设备，大多为拖电缆胶轮自行式（也有简易手提的），打锚杆也是作业中耗时较多的一道工序，采煤机与锚杆机轮流进入煤房作业先采煤到定进度（例如6 m），采煤机退出至另一煤房采煤，锚杆机进人进行支护。
第十三章柱式采煤法
柱式采煤法的实质是在煤层内开掘一系列宽5～7m的煤房，煤房间用联络巷相连，形成近似于长条形或块状的煤柱，煤柱宽度由数米至二十米不等。
房式采煤法——留下煤柱支撑顶板，不在回采。
房柱式采煤法——先采煤房后采煤柱。
第一节柱式采煤工艺
按破煤方式不同，采煤工艺大致可分为两大类：
一类为传统的爆破落煤工艺（现仅在少数地方煤矿使用）；另一类为连续采煤机采煤工艺（发展方向）。
连续采煤机采煤运煤方式的不同分为两种工艺系统：
一种是连续采煤机—梭车—转载破碎机—带式输送机工艺系统——连续采煤机—梭车工艺系统；
另一种是连续采煤机—桥式转载机—万向接长机—带式输送机工艺系统——连续采煤机—输送机工艺系统。
一、连续采煤机—梭车工艺系统
主要用于中厚煤层。
如下图所示。
1、机械设备：截割机构、行走机构、装载转载运输机构及辅助装备等。
2、运煤设备：梭车
3、配套设备：给料破碎机
4、搬运物料设备：铲车
（一）煤房掘进
1、连续采煤机房柱式开采平巷和联络巷开采顺序
图13-3连续采煤机房柱式开采平巷和联络巷开采顺序
1/－回风道；2/－进风道；3/－永久性风墙；4/－采区供电中心；
5/－铲车；6/－给料破碎机；7/-防火帘；8/－风帘
2、连续采煤机掘进顺序
图13-4 连续采煤机掘进顺序
（a）切槽工序；（b）采垛工序；1－连续采煤机；2－风障
3、连续采煤机截割方式
图13-5 连续采煤机截割方式
（a）切入；（b）下行截割；（c）平整底板
（二）回收煤柱
1、袋翼式——在煤柱中开掘一条巷道，亦用锚杆支护。
这条
巷道称之为煤柱中的通道（或袋），此种巷道与采空区之间留下的煤带称之为翼。
2、外进式
二、连续采煤机—输送机工艺系统
主要用于薄煤层，在中厚煤层的使用也呈上升趋势。
第二节柱式采煤方法特点及适用条件
一、柱式采煤方法特点
（一）房式采煤法
特点：只采煤房不回收煤柱，用煤房之间煤柱支承上覆岩层，可减少地表移动下沉。
（二）房柱式采煤法
特点；煤房之间留设不同形状的煤柱，采完煤房后有计划地回收这些煤柱。
1、切块式房柱式采煤法：通常把4～5个以上煤房组成一组同时掘进，煤房宽5～6m，煤房中心距为20～30m，每隔一定距离用联络巷贯通，形成方块或矩形煤柱。
煤房掘进到预定长度后，即可回收煤柱。
2、“旺格维利”采煤法
（1）基本概念和工艺系统
“旺格维利”采煤法与传统的房柱式采煤法的主要区别是：采煤区段划分和区段内煤体切割及回收方法不同，煤柱回收后，顶板类似长壁工作面一样充分垮落，使煤房、煤柱的回采避开支承压力高峰区。
“旺格维利”采煤法的工艺系统：
连续采煤机—运煤车（梭车）—转载破碎机—带式输送机工艺系统；
连续采煤机—连续运输系统—带式输送机工艺系统。
（2）巷道布置及参数
神东矿区“旺格维利”采煤区的巷道布置形式：
（3）采煤工艺
①煤房掘进：由连续采煤机和锚杆钻机交替进行掘进和支护
作业。
作业循环进度不大于7m。
②煤柱回收：双翼进刀回收和单翼进刀回收两种方式。
③顶板管理：
④通风方式：“旺格维利”采煤法仅适用于开采低瓦斯工作面，
而且工作面风流要通过采空区回风。
⑤“旺格维利”采煤法的应用特点：用于开采综采无法回采
的煤炭资源，比房柱式采煤法煤炭回收率高，产量大，掘进率低。
二、适用条件及评价
柱式体系采煤法的优点：①设备投资少；②采掘可实现合一，建设期短，出煤快；③设备运转灵活，搬迁快；④巷道压力小，便于维护，支护简单，可用锚杆支护顶板；由于大部分为煤层巷道，故矸石量很少；矸石可在井下处理不外运，有利于环境保护；⑤当地面要保护农田水利设施和和建筑物时，采用房式采煤法有时可使总的吨煤成本降低；⑥全员效率较高，特别是中小型矿井更为明显。
主要缺点：①采区采出率低，一般为50％～60％左右，回收煤
柱时可提高到到70%~75%左右；②通风条件差，进回风并列布置，通风构筑物多，漏风大，开采煤房及回收煤柱时，出现多头串联通风。
适用条件为：①开采深度较浅，一般不宜超过300~500m；②顶板较稳定的薄及中厚煤层；③倾角在10°以下，最好为近水平煤层，煤层赋存稳定，起伏变化小，地质构造简单；④底板较平整，不太软，且顶板无淋水；⑤低瓦斯煤层，且不易自然发火。
习题：
1、柱式体系采煤法的特点有哪些？
2、柱式体系采煤法的主要，类型及其区别是什么？
3、柱式体系采煤法的适用条件是什么？
4、分析我国柱式体系采煤法的应用前景以及存在的问题。
