壁式采煤法
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煤矿采矿方法井工采煤方法井工煤矿采煤方法虽然种类较多,但归纳起来,基本上可以分为壁式和柱式两大体系。
(1)壁式体系采煤法。
根据煤层厚度不同,对于薄及中厚煤层,一般采用一次采全厚的单一长壁采煤法;对于厚煤层,一般是将其分成若干中等厚度的分层,采用分层长壁采煤法。
按照回采工作面的推进方向与煤层走向的关系,壁式采煤法又可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法两种类型。
长壁采煤法缓倾斜及倾斜煤层采用单一长壁采煤法所采用的回采工艺主要有炮采、普通机械化采煤(高档普采)和综合机械化采煤3种类型。
在选择回采工艺方式时,应结合矿山地质条件、设备供应状况、技术条件以及技术管理水平和采煤系统统一考虑。
爆破落煤工艺。
炮采工作面回采工序包括:破煤、装煤、运煤、推移输送机、工作面支护和顶板控制六大工序。
普通机械化采煤是用浅截式滚筒采煤机落煤、装煤,利用可弯曲刮板输送机运煤,使用单体液压支柱(或摩擦金属支柱)和铰接顶梁组成的悬臂式支架支护的采煤方法。
综合机械化采煤是指采煤的全部生产过程,包括落煤、装煤、运煤、支护、顶板控制以及回采巷道运输等全部实现机械化的采煤方法。
综合机械化放顶煤开采技术我国放顶煤开采主要是指长壁综合机械化放顶煤开采(以下简称综放开采)。
综放开采的实质是沿煤层底部布置一个长壁工作面,用综合机械化方式进行回采,同时充分利用矿山压力作用(特殊情况下辅以人工松动方法),使工作面上方的顶煤破碎,并在支架后方(或上方)放落、运出工作面的一种井工开采方式。
柱式体系采煤法柱式体系采煤法分为3种类型:房式、房柱式及巷柱式。
房式及房柱式采煤法的实质是在煤层内开掘一些煤房,煤房与煤房之间以联络巷相通。
回采在煤房中进行,煤柱可留下不采;或在煤房采完后,再回采煤柱。
前者称为房式采煤法,后者称为房柱式采煤法。
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地下开采安全基本知识地下开采是一个复杂的生产过程,必须综合运用地质、测量、开拓、掘进、爆破、运输、提升、通风、排水、动力、安全及管理等科学技术,选择合适的开采方法,保证生产过程的安全。
采矿方法包括采准、切割、回采、采空区处理等工作。
1.采煤方法采煤方法可以分为壁式和柱式两大体系。
壁式采煤法根据煤层厚度的不同,分为单一长壁采煤法和分层长壁采煤法。
缓倾斜及倾斜煤层采用单一长壁采煤法的工作面,回采工艺主要有炮采、普采和综采三种类型。
分层长壁采煤法又可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法两种类型。
柱式采煤法分为房式和房柱式。
2.金属、非金属矿采矿方法根据回采时地压的管理方法,金属非金属矿的采矿方法分为三大类,即空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法,各采矿方法的分类及其适用条件。
3.采掘工作面安全技术管理按生产技术管理环节,采掘工作面安全技术管理主要分为三个环节:采掘工作面开工前,应进行施工组织设计,制定采掘作业面作业规程;按作业规程的规定,组织工人实施.;在作业规程的执行中遇到预先未料到的问题时,要寻求改进方法,及时修改作业规程或补充有关的安全技术措施。
地下开采安全基本知识(二)地下开采是指在地下进行矿产资源的开采作业。
由于开采作业的特殊性,地下开采安全至关重要。
下面将介绍地下开采的一些基本知识,以及保障地下开采安全的措施。
1. 矿山地质环境:地下矿山的地质环境直接影响着开采安全。
工程师在进行开采前,要进行详细的地质勘察,了解矿山的地质结构、岩层、断层等情况,以便采取相应的措施保障开采安全。
2. 矿山通风系统:地下矿山开采时会产生大量尘埃、有害气体等,通风系统的建设对于保持良好的空气质量至关重要。
通过合理布置通风系统,可以保持矿山内的气体流动,消除有害气体,减少尘埃积聚,降低火灾和爆炸风险。
3. 矿山排水系统:矿山开采过程中会涉及到大量的水源,而地下水的积聚会对开采作业产生负面影响,如影响巷道通行、设备正常运转等。
壁式崩落采矿法的安全规定壁式崩落采矿法是一种常用的采矿方法,由于其操作过程中存在一些安全隐患,因此需要严格遵守安全规定,以确保采矿作业人员和设备的安全。
以下是壁式崩落采矿法的安全规定的详细介绍。
一、矿井安全1. 严格执行煤矿安全监察机构制定的矿井安全规程和作业规程,做到各项工作有章可循,有条不紊。
2. 配备充足的安全设施,包括通风设备、通讯设备、救生装备等,确保在紧急情况下能够及时采取应急措施。
3. 对矿井进行定期巡视和检查,及时处理存在的安全隐患,保持矿井内的通风畅通,防止积尘和有毒气体的积聚。
4. 确保矿井内的供电设施完善,并严格执行用电安全规定,防止电气设备故障引发火灾和电击事故。
二、采矿设备安全1. 采矿设备必须符合国家标准,具备安全可靠的性能,并经过定期检查和维护,确保设备的正常运转。
2. 采矿设备操作人员必须接受专业培训,了解设备的使用方法和注意事项,做到技术过硬、操作熟练。
3. 严格执行设备操作规程,不得超负荷操作设备,避免事故的发生。
4. 建立健全设备维修保养制度,定期对采矿设备进行检查和维护,确保设备的状态良好。
三、作业安全1. 在进行壁式崩落采矿作业前,进行适当的探测和预警,确保采矿面的地质条件和煤层裂隙情况可以满足采矿要求,并通过预测确定采矿面的稳定性。
2. 严格遵守作业规定,禁止未经批准的人员进入采矿现场,确保作业区域的安全。
3. 采矿面上的工人必须穿戴符合安全标准的安全服装和防护用具,避免事故的发生。
4. 采矿面上必须设置安全防护措施,包括搭建支护框架、安装支架和锚索,确保采矿面的稳定性。
5. 严格控制爆破作业,采用合理的爆破方式和爆破参数,减少爆破产生的振动和冲击力,防止引发采矿面的崩落。
6. 在采矿过程中,及时清理采出的煤矸石和矿渣,保持作业现场的清洁,减少滑坡和堆积的风险。
四、作业人员安全1. 采矿作业人员必须进行岗前培训,熟悉采矿工艺和安全规定,了解煤矿安全知识,增强安全意识。
壁式崩落采矿法的安全规定壁式崩落采矿法是一种常用于开采煤矿的采矿方法,它的主要特点是在不断开采煤炭的同时,采矿巷道的顶板、底板和墙壁会自然地崩落。
这种采矿方法因其高效率和低成本而广受欢迎,但同时也存在着安全隐患。
为了保障煤矿采矿安全,必须制定一系列安全规定来规范壁式崩落采矿法的应用。
本文将详细介绍壁式崩落采矿法的安全规定,并具体说明其重要性。
一、采矿巷道的尺寸规定采矿巷道的尺寸直接影响煤矿采矿的安全性。
尺寸过小不利于采矿作业的顺利开展,尺寸过大则容易导致采矿巷道的顶板、底板和墙壁崩落。
因此,必须制定科学合理的尺寸规定,以确保采矿作业的安全可靠。
一般来说,采矿巷道的宽度应该在3~4米之间,高度应该在2.5~3米之间,宽高比控制在1:1.2~1.5之间。
二、采煤巷道水平和竖向支护规定采煤巷道的安全性很大程度上取决于支护措施的质量。
因此,必须制定科学合理的支护规定,以确保工人的生命财产安全。
针对壁式崩落采矿法,应采用水平支护和竖向支护相结合的方式,同时加强对支护质量的监控。
如果采矿巷道的顶板、底板和墙壁存在巨大的变形或者裂缝,应该立即停止采矿作业,并采取相应的支护措施。
三、采煤巷道的通风规定在煤矿采矿作业中,通风是至关重要的。
通风不仅能够保证空气的流通,减少有害气体的积聚,还能够有效地降低煤尘爆炸的风险。
因此,针对壁式崩落采矿法,应制定科学的通风规定,确保采煤巷道中的空气流通。
如果发现采煤巷道中存在有害气体的积聚或者煤尘过多,应该立即停止采矿作业,采取措施进行清理和监测。
四、采煤巷道的安全监测规定煤矿采矿作业涉及到巨大的人力、物力和财力投入,因此必须加强对采煤巷道安全的监测。
壁式崩落采矿法采矿巷道的顶板、底板和墙壁容易造成崩落,因此必须建立完善的监测系统,及时发现并处理采煤巷道变形、裂缝等安全问题。
同时,应通过科学合理的监测措施预测矿井的安全性,及时采取措施进行改进和调整。
五、煤矿安全培训规定煤矿采矿是一项高风险的工作,必须要求工人必须具备一定的安全意识和技能,才能确保采矿作业的安全进行。
壁式崩落采矿法安全规定前言壁式崩落采矿法是一种常见的采矿方式,其特点是通过控制煤壁的崩落来进行采矿。
这种采矿方式可以提高矿井的采矿效率,但同时也存在着一定的安全隐患。
为了确保壁式崩落采矿的安全性,下文将对壁式崩落采矿法的安全规定进行详细说明。
采矿前的准备工作在进行壁式崩落采矿之前,需要进行一系列的准备工作,以确保采矿的安全进行。
这些准备工作包括:1. 安全评估和安全方案编制在采矿开始之前,需要对采矿方案进行评估,并编制相应的安全方案。
这些工作需要根据采矿区域的地质条件、矿层厚度、煤层坚硬程度等因素进行评估,并制定相应的安全措施,以确保采矿的安全进行。
2. 安全设备的安装和检查在进行壁式崩落采矿之前,需要安装相应的安全设备,并进行检查以确保设备的完好性。
这些设备包括煤层传感器、地质雷达、安全监测系统等设备。
3. 人员培训和安全教育在进行壁式崩落采矿之前,需要对工作人员进行培训和安全教育,以使工作人员正确理解采矿的安全要求和采矿过程中的安全措施,避免人为因素导致的事故发生。
采矿过程中的安全规定壁式崩落采矿是一种高风险的采矿方式,所以在采矿过程中需要遵守一系列的安全规定,以确保采矿的安全进行。
这些安全规定包括:1. 煤壁稳定性评估和监测在采矿过程中,需要对煤壁的稳定性进行评估和监测,以便及时发现煤壁失稳的迹象,并采取相应的安全措施。
具体措施包括安装煤层传感器和地质雷达进行监测,及时采取排水和注浆等措施加固煤层。
2. 限制采矿速度在进行壁式崩落采矿时,需要适当控制采矿速度,以确保煤壁稳定并减少煤壁崩落的风险。
采矿速度应根据煤层的硬度、厚度、顶板的条件等因素确定,不能过快或过慢,以免影响采矿效率和安全性。
3. 妥善处理煤层崩塌在进行壁式崩落采矿时,煤层的崩塌是难免的。
在处理煤层崩塌时,需要采取相应的安全措施,保证煤层崩塌不会对矿井和工作人员带来危害。
具体措施包括及时清理煤层崩塌物,确保煤层崩落未造成地面沉降和建筑物受损,及时切断电源和通风设备,避免事故扩大。
壁式崩落采矿法安全规定1. 引言壁式崩落采矿法是一种常用的采矿方法,主要适用于煤矿和金属矿山。
为了保障矿工和设备的安全,制定一套严格的壁式崩落采矿法安全规定是必要的。
本文将对壁式崩落采矿法的安全规定进行详细介绍。
2. 矿井开采前的准备2.1 工作面区域准备在进行壁式崩落采矿前,必须对工作面区域进行充分的准备工作,以确保矿工的安全。
包括但不限于以下内容:•清除工作面上的杂物和碎石,保持通道畅通;•检查支护设备的完好性,并做好维护保养工作;•安装并调整液压支架,使其能够承受地压;•对倒运设备进行检查和维护,确保其正常工作。
2.2 矿井通风系统准备壁式崩落采矿法对矿井通风要求较高,必须确保空气流通畅通,以保证矿工的健康和安全。
为了做到这一点,应采取以下措施:•定期检查通风系统,修复损坏的风机和管道;•确保通风系统的运行稳定,调整通风量以控制煤尘和有毒气体的扩散;•检查和清理矿井巷道上的障碍物,以确保气流的畅通。
3. 矿井开采中的安全措施3.1 支护设备的使用和维护在壁式崩落采矿中,支护设备的使用和维护非常重要,可以有效地保护矿工的生命安全。
以下是支护设备的要求和措施:•支护设备必须符合国家安全标准,并得到相关部门的认可;•矿工必须接受支护设备使用和维护的培训,掌握正确的使用方法;•定期检查支护设备的完整性,如发现损坏或松动,应及时进行修复或更换;•支护设备的使用过程中,应定期检查和调整支架的垂直度和水平度。
3.2 安全疏散通道的设置为了应对突发事故,必须在矿井中设置安全疏散通道,确保矿工在紧急情况下能够迅速撤离。
以下是安全疏散通道的要求:•安全疏散通道应保持通畅,不得存放杂物和障碍物;•安全疏散通道应配备足够数量的矿灯和防爆电气设备,并定期检查其运行状况;•矿工在进入矿井前应接受应急疏散训练,了解疏散通道的位置和使用方法;•安全疏散通道应明确标识,并设置紧急出口指示牌。
3.3 定期安全检查和应急演练为了保证壁式崩落采矿过程中的安全,必须定期进行安全检查和应急演练。
壁式崩落采矿法的安全规定1.悬顶、控顶、放顶距离和放顶的安全措施,必须在设计中作出规定。
2.放顶前要进行全面检查,以确保出口畅通,照明良好和设备安全。
3.放顶时,禁止人员在放顶区附近的巷道中停留。
4.在密集支柱中,每隔3-5m要有一个宽度不小于0.8m的安全出口。
密集支柱受压过大时,必须及时采取加固措施。
5.放顶若未达到预期效果,必须作出周密设计,方可进行二次放顶。
____多层矿体分层回采时,必须待上层顶板岩石崩落并稳定后,才准回采下部矿层。
7.相邻两个中段同时回采时,上中段回采工作面应比下中段工作面超前一个工作面斜长的距离,且不得小于20m。
8.撤柱后不能自行冒落的顶板,应在密集支柱外0.5m处,向放顶区重新凿岩爆破,强制崩落。
9.机械撤柱及人工撤柱,应自下而上、由远而近进行。
矿体倾角小于____度的,撤柱顺序不限。
壁式崩落采矿法的安全规定(2)壁式崩落采矿法是一种常见的采矿方法,为了保证采矿作业的安全性,需要遵守以下安全规定:1. 采矿区域应定期进行稳定性评估,确保采矿倾斜墙面的稳定性,并制定相应的支护措施。
2. 确认采矿区域的地质条件和岩层情况,同时根据实际情况采取合适的支护方式和措施。
3. 严格遵守相关的安全操作规程,确保作业人员的人身安全。
必要时,操作人员应配备安全帽、安全鞋等个人防护装备。
4. 采矿作业期间,禁止在墙脚附近停放或存放重型机械设备,以免导致岩体失稳。
5. 采矿作业期间,禁止在采矿区域内进行冲击性爆炸作业,以免引发岩层崩坍。
6. 根据实际需要,设置监测装置,定期监测采矿墙面的位移和变化情况,及时发现并处理隐患。
7. 采矿作业结束后,及时清理采矿场地,确保场地清洁整齐,无残留物。
8. 各层级管理人员和技术人员应定期进行安全培训,提高整体的安全意识和处理突发事件的能力。
需要注意的是,由于壁式崩落采矿法的安全性与具体采矿场地、地质条件等因素有关,因此在制定安全规定时需要考虑特定情况,确保制定的规定能够适用于具体的采矿场地和工作环境。
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。
中国采煤方法论述[摘要]中国是世界上发现、开采和利用煤炭最早的国家之一,目前是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭在中国能源结构中约占70% 。
煤炭工业在中国是国民经济的基础产业,中国煤炭工业发展过程中,采煤方法是煤矿生产能力的中心环节和决定性因素。
本文结合煤层赋存的地质条件、开采技术水平、经济等因素来介绍和比较中国现代主要实际应用的几种采煤方法。
[关键词]现代; 开采技术;实际应用;采煤方法;一、采煤方法的概念采煤方法指采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互配合。
不同的矿山地质及技术条件,可有不同的采煤系统和回采巷道相互配合,从而构成了不同的采煤方法。
采煤方法主要由采煤系统和采煤工艺组成。
采煤系统——指采区内的巷道布置以及与采煤工作面之间在时间上的配合和在空间上的相互位置关系。
通常是由一系列的准备巷道和回采巷道构成的。
采煤工艺——回采工作面所进行的破煤、装煤、运煤、顶板支护和采空区管理等各部工序在时间上的安排和空间上的配合称为采煤工艺,也称回采工艺。
二、采煤方法的分类由于煤层的赋存状态和开采技术的不同,形成了种类繁多的采煤方法。
按其主要的开采技术特征,首先有露天开采和井工开采之分。
通过开掘井巷将煤炭采出的方法称为井工开采(也称地下开采)。
直接从地表揭露并采出煤炭的方法称为露天开采。
与露天开采相比,井工开采要复杂和困难。
我国煤炭开采主要为井工开采。
井工开采大体上可分为壁式体系和柱式体系两大类,如图表1所示。
(一)壁式体系采煤法长壁体系采煤法一般以工作面的开采长度为主要特征。
一般而言,长度在50m以上的采煤工作面称为长壁工作面。
长壁体系采煤法是我国目前应用最普遍的一种采煤方法,其产量约占我国国有重点煤矿的95%以上。
壁式体系采煤法的分类有如下类型:按煤层倾角大小,可分为近水平、缓斜、中斜煤层采煤法和急倾斜煤层采煤法。
按工作面布置和推进方向不同,分为走向长壁和倾斜长壁采煤法。
按采煤工艺不同,采煤方法可分为爆破采煤法(炮采)、普通机械化采煤法(普采)和综合机械化采煤法(综采)。
采煤方法应用采煤方法种类很多,目前世界主要产煤国家使用的采煤方法,总的划分为壁式和柱式两大类。
这两种不同类型的采煤方法,无论从采煤系统,还是回采工艺都有很大的区别。
壁式采煤法的特点:是煤壁较长、工作面的两端巷道分别做为入风和回风、运煤和运料用,采出的煤炭平行于煤壁方向运出工作面,我国多采用壁式采煤法开采煤层。
柱式采煤法的特点:是煤壁短呈方柱形,同时开采的工作面数较多,采出的煤炭垂直于工作面方向运出。
我国当前常用的采煤方法主要有:1、走向长壁采煤法:长壁工作面沿走向推进的采煤方法。
2、倾斜长壁采煤法:长壁工作面沿倾斜推进的采煤方法3、倾斜分层采煤法:厚煤层沿倾斜面划分分层的采煤方法。
4、长壁放顶煤采煤法:开采6米以上缓斜后缓斜厚煤层时,先采出煤层底部长壁工作面的煤,随即放采上部顶煤的采煤方法。
5、掩护支架采煤法:在急斜煤层,沿走向布置采煤工作面,用掩护支架将采空区和工作空间隔开,向俯斜推进的采煤方法。
6、伪倾斜柔性掩护支架采煤法:在急斜煤层中,伪倾斜布置采煤工作面,用柔性掩护支架将采空区和工作空间隔开沿走向推进的采煤方法。
7、倒台阶采煤方法:在急斜煤层的阶段或区段内,布置下部超前的台阶形工作面,并沿走向推进的采煤方法。
8、正台阶采煤法:在急斜煤层的阶段或区段内,沿伪斜方向布置成上部超前的台阶形工作面,并沿走向推进的采煤方法。
9、水平分层采煤法:急斜厚煤层沿水平面划分分层的采煤方法。
10、斜切分层采煤法:急斜厚煤层中沿与水平面成25度至30度的斜面划分分层的采煤方法。
11、房柱式采煤法:沿巷道每隔一定距离先采煤房直至边界,再后退采出煤房之间煤柱的采煤方法。
12、房式采煤法:沿巷道每隔一定距离开采煤房,在煤房之间保留煤柱以支撑顶板的采煤方法。
13、仓储采煤法:急斜煤层中将落采的煤暂存于已采空间中,待仓房内的煤体采完后,再依次放出存煤的采煤方法。
煤的分类随着社会的发展,科学的进步,煤的用途愈来愈广泛。
人们对煤的性质、组成结构和应用等方面的认识也越来越深入,逐渐发现各种煤炭既有相同的地方,又有不同的特性。
2021年第2期2021年2月能源知识风,利用回风巷回风,针对注浆巷内部的独头部分可在局部利用通风机实现通风。
工作面回撤过程中,进风主要通过回风巷完成,而回风则主要通过运输巷完成,注浆巷不做调整,这样就能保障在进风流中完成回撤作业。
回采作业期间的工作面通风系统及巷道布置如图1所示。
图1回采作业期间的工作面通风系统及巷道布置示意图如图1所示,结合煤矿工作面作业实际状况,在运输巷联络巷及注浆巷口的位置分别设置1套局部通风机,运输巷联络巷设置的通风机主要作用是保障工作面回撤期间的供风量,有效稀释工作面回风瓦斯浓度,同时也能最大程度控制工作面两端压差,充分发挥均压作用,最大程度减少采空区漏风;注浆巷口位置设置的通风机能在开切眼通风不畅的情况下,充分保障回风巷的局部有效通风。
3.2瓦斯抽采通风系统经过调整后,上、下隅角调换,可通过在运输巷铺设聚乙烯管,并将该管道与回风大巷抽采主管路进行连接,实现对上隅角瓦斯的有效抽采,有效避免工作面回撤过程中出现上隅角瓦斯涌出和积聚的现象。
4防灭火技术4.1控制采矿区遗煤首先需对综放面采空区“三带”进行严格测定,在明确氧化自燃带具体状况后,如果其本身宽度较大,可针对工作面未采阶段加强放顶煤措施,真正做到见矸关窗[5],在此基础上对采工区遗煤进行最大程度的控制,这样才能及时消除采空区自然发火的物质基础。
4.2控制采空区漏风a)消火道注凝胶。
消火道会受到工作面超前压力影响,因此在打孔注凝胶过程中,为了保障打钻的安全性,提前按照施工设计方案打凝胶孔。
回撤过程中,采煤作业停止后,向采空区灌注水玻璃凝胶,以对工作面支架后未放顶而产生的遗煤进行有效湿润和包裹,同时能形成完整的凝胶隔离墙,发挥良好的隔离作用,有效避免采空区出现漏风的情况[6]。
b)铺设隔离风筒布。
随着工作面的回撤,当其与终采线有一定距离时,需在支架顶部铺设聚酯纤维网和风筒布,具体如图2所示。
聚酯纤维网处于风筒布下方,要保障风筒布与顶板贴合,压茬达到10cm 。
特点是:回采工作面长度较长;工作面两端有可供运输、通风和行人的巷道;回采工作面向前推进时,必须不断支护;采空区要随工作面推进按一定方法及时处理;回采工作面内煤的运输方向与工作面煤壁平行。
壁式采煤法有多种分类。
①按煤层厚薄不同,薄及中厚煤层,通常按煤层全厚一次开采,称整层(单一)开采;厚煤层,一般分为若干中等厚度的分层进行开采,称分层开采。
②按工作面推进方向不同,可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。
在分层开采中,由于分层的回采顺序和顶板管理方法不同,可分为下行垮落法和上行充填法等。
在中国,开采倾斜和缓倾斜煤层时常用单一(整层)走向长壁采煤法、单一(整层)倾斜长壁采煤法、倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法、倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法、倾斜分层走向长壁上行充填采煤法和倾斜分层V型倾斜长壁充填采煤法和开采坚硬顶板煤层的刀柱采煤法等。
开采急倾斜煤层时,有水平分层采煤法、倒台阶采煤法、仓贮采煤法和掩护支架采煤法,这些都属于壁式采煤法。
20世纪初,刮板输送机开始使用,壁式采煤法随之有很大发展,目前已成为各国的主要采煤方法。
除美国和澳大利亚等国外,在苏联、英国、联邦德国、波兰等国壁式采煤法占矿井总产量的90%;中国煤矿自50年代开始采用壁式采煤法,1980年占统配煤矿总产量的90%左右,随着采煤机械化程度不断提高,壁式采煤法的使用范围将日益扩大。
单一走向长壁采煤法也称整层走向长壁采煤法,特点是回采工作面沿煤层倾斜方向布置,沿走向方向推进;工作面长度较长,一般为100~150m,短的有30~40m,长的超过200m。
在回采工作面的上方和下方沿走向分别布置回风平巷和运输平巷,构成回采工作面和采区巷道之间的通风、运输和行人的通道。
根据煤回采工艺不同,每一循环的推进度一般为0.6~1.2m(图1)。
通常在回风平巷内铺设轨道,用矿车或平板车运送材料和设备;运输平巷内用带式输送机、刮板输送机或矿车运送煤炭。
回风平巷和运输平巷采用单巷布置,也有采用双巷布置的。
回采工作面的推进方向有两种:①后退式,由采区边界向采区上山(或石门)推进;②前进式,由采区上山(或石门)向采区边界推进。
中国各矿区大都采用后退式回采。
在综采采区,为减少综采设备的长距离搬移,有的采用混合式,即上区段回采工作面用前进式回采至采区边界后,将综采设备搬移至下区段边界的开切眼中,用后退式回采。
壁式采煤法目前,在走向长壁采煤法的回采工作面中,炮采、机采和综采均有使用。
中国随着采煤机械化程度的提高,近期回采工作面的平均长度已在100m左右,工作面月平均产量炮采为1万吨左右,机采为1.5万吨左右,综采为3.5 万吨左右。
此法主要适用于缓倾斜和倾斜的薄及中厚煤层。
倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法开采缓倾斜厚煤层时,需将煤层按倾斜方向划分为若干分层,每个分层的厚度在炮采和普采工作面为1.8~2.4m,在综采工作面可达3.5m左右,各分层由上而下利用全部垮落法依次逐层开采。
顶分层的回采与单一中厚煤层回采相同,回采以下各分层时,由于其顶板是上一分层回采时冒落的破碎岩块,管理上困难极大。
过去曾采用分层间留煤皮的方法解决,但煤炭损失大,自燃发火严重,后来逐步改用木板、金属网、竹笆或荆笆等人工假顶。
煤层顶板为页岩或含泥质成分较高的岩石时,向采空区注水或灌注泥浆,有的在冒落岩石中加固结剂,在上覆岩层的压力作用下,使其结合成一个整体,成为再生顶板,供下一分层使用。
在铺设人工假顶时进行注水或注浆,效果更好。
金属网分单层网和双层网两种。
开采两个分层时铺荆笆、竹笆或单层网;开采三个以上分层时铺双层网。
因金属网假顶成本高,中国现时采用荆笆、竹笆假顶较多。
金属网假顶的铺设方法有底网和顶网两种。
目前不少矿区已将铺底网改为铺顶网,分层顶板破碎或有伪顶难于管理时,铺顶网优点更多。
本法的巷道有分层布置和联合布置两种。
分层布置是将每一个分层作为一个中厚煤层看待,各有独立的巷道系统,通常是分层分采。
联合布置,除每分层都有为本层服务的分层平巷外,还有为各分层共用的平巷和上山、下山。
在共用巷道与分层巷道之间用平巷、斜巷或立眼联系(见矿山井巷)。
为便于维护,应将共用巷道布置在受采动影响较小的煤层底板岩石中(图2)。
上下分层工作面可同时回采,其超前距离取决于上分层回采后顶板岩层垮落状况,一般为80~200m,但下分层工作面必须在上分层采空区岩层活动已经稳定后方可回采。
为了提高厚煤层开采的经济效益,目前许多国家正在发展增大采高、减少分层数目的新工艺。
设计和使用大采高的自移式液压支架和采煤机,煤层采高可达3.5~5.0m。
此外,还有将特厚煤层分为两个分层:开采顶分层时,铺金属网假顶,开采底分层的同时回收网下顶煤。
壁式采煤法倾斜分层走向长壁上行充填采煤法各分层自底至顶用充填法依次逐层开采,上分层的回采工作在下分层的充填体上进行。
如用水砂充填管理顶板,回采工艺复杂化,因为增加了充填工序;在巷道布置上增加了输砂、疏干系统和泥砂沉淀装置。
因此,水砂充填工作面除落煤、装煤、运煤和支护等工序与一般垮落法相同外,还有疏导和沉淀充填废水等临时构筑物。
充填采区的巷道布置,应合理解决运料与输砂、运煤与疏干的关系问题,方能保证正常生产。
充填采煤法工序复杂,增加一套充填设备,成本高,投资大,效率低;但有利于防止井下自燃发火和煤尘爆炸,有效地减少围岩移动和地表沉陷,是建筑物下采煤、铁路下采煤和水体下采煤的有效方法之一。
中国阜新、辽源、鹤岗等矿区曾广泛采用本法。
近年来,由于扩大了垮落法的使用范围,充填法的百分比逐渐减少,但不能采用垮落法的倾角为5°~25°的厚煤层,仍多采用本法。
倾斜长壁采煤法回采工艺与走向长壁采煤法基本相似,不同点是回采工作面沿走向布置,沿倾斜推进。
即在井田范围内,沿煤层走向布置主水平大巷,在大巷两侧沿倾斜向上山或下山方向掘进工作面的运输斜巷和回风斜巷,掘至采区边界后,掘进开切眼使两斜巷连通。
在开切眼和巷道内安装设备,沿煤层倾斜方向,用仰斜或俯斜方式采煤。
用本法开采单一薄层及中厚煤层,巷道布置十分简单(图3)。
回采工作面有成对布置的,也有按单一工作面布置的。
每个工作面长 150~200m或更长。
工作面沿倾斜的推进长度即运输斜巷和回风斜巷长度,可达1000~1500m。
在运输斜巷中铺设可伸缩带式输送机,回风斜巷中铺设轨道,用无极绳绞车或单轨吊车运送设备和材料。
在厚煤层中采用本法时,由于掘进和维护长距离的分层回采斜巷比较困难,维护费用高,故需在煤层底板岩石中布置供各分层共用的集中巷,每隔150~200m开掘联络巷道,与分层回采斜巷相连接。
各分层的回采斜巷可逐段超前于工作面掘进,并随采随废。
各分层工作面回采顺序,可在保持一定错距的条件下,上下分层同时回采,也可在上分层工作面采至边界后再采下部分层,以利形成再生顶板。
壁式采煤法倾斜长壁工作面按推进方向分仰斜开采和俯斜开采两种。
如煤质较硬或顶板淋水较大,一般宜用仰斜开采;如煤层厚度大,煤质松软容易片帮,宜用俯斜开采。
回采工作面一般应朝大巷方向推进,即水平大巷上方的煤层用俯斜方式开采,水平大巷下方的煤层用仰斜方式开采,以利于工作面通风和巷道维护。
在地质条件适宜的矿井中,本法与走向长壁采煤法相比,优点是:①巷道布置简单,巷道掘进和维护费用低,投产快。
据苏联矿井对比资料,在相同的矿山地质条件下,倾斜长壁开采比走向长壁开采的巷道长度减少10~20%,大型矿井的建设工期可缩短1~2年。
②运输系统和通风系统均较简单,回采工作面技术经济效果好。
③易于实现等长工作面,减少了由于工作面长度变化而增加拆装自移式液压支架和接长或缩短输送机的工序。
本法的缺点是倾斜巷道距离长,使辅助运输和行人比较困难。
中国自70年代开始推广使用。
适用于倾角12°以下的煤层,机采和炮采可扩大应用于开采15°~18°的煤层。
国外采用俯斜综采工作面开采倾角为33°的煤层已获成功。
倾斜分层倾斜长壁V型工作面上行充填采煤法工作面沿走向布置,沿倾斜向上推进;为便于工作面的通风、运输和充填工作,自开切眼开始回采后,将工作面逐步调整成两端高、中间低的伪倾斜 (8°~12°)。
整个工作面由两个伪倾斜工作面组成,形成V型。
随着分层工作面沿倾斜向上推进,在充填体中逐渐维护出一条分层溜道,以便溜煤、进风和流水。
为了不使工作面与溜煤道相交处顶板的悬露面积太大而难于维护,V型两侧工作面始终保持5~6m的错距。
回采工作面从运输水平向上推进直到回风水平为止(图4)。
V型工作面目前仍用打眼放炮落煤,小型输送机运煤。
落煤中的50%,自行装入输送机内,其余用人力装载。
工作面支护用带帽木柱或棚子。
采区走向长度通常为 320~400m。
沿走向可布置4~5个V型工作面,每个长度为80~100m,每翼长40~50m。
与走向长壁充填法相比,优点是:充填准备工作简单,工作量少,充填事故少,采区产量较高;缺点是:目前尚未实现机械化,工作面容易片帮,巷道系统复杂,通风路线曲折,容易聚集瓦斯。
本法适用于倾角20°~45°的特厚煤层,或地质构造复杂,走向断层较多的煤层。
壁式采煤法倒台阶采煤法用于急倾斜薄煤层的一种走向长壁采煤法,其采区巷道布置与走向长壁采煤法基本相同。
由于倾角大,为了安全,采区上山由3~4个上山眼组成,分别用于溜煤、溜矸石、运料、通风和行人。
急倾斜工作面用风镐落煤时,为适应多台风镐同时安全作业而布置成倒台阶方式。
倒台阶工作面全长通常为40~50m,有时可达100m。
一个台阶长度为10~20m,台檐宽为2~3m。
最下部的台阶溜放煤块,兼作通风及安全出口用。
其台檐宽度应加大到 4~6m。
工作面支架既用于维护顶底板,又作为工人操作的脚手架,必须牢固。
为操作安全,还应设置护身板、脚手板及溜煤板。
顶板管理一般用全部垮落法。
为开采近距煤层,可用矸石充填,以消除上下层的采动影响。
本法巷道布置简单,对地质变化适应性强,回采率较高;但回采工序多,劳动条件差,顶板管理困难,不安全,坑木消耗大,煤尘大。
主要用于开采煤质松软的急倾斜较薄煤层,现正逐步被掩护支架采煤法代替。
仓贮采煤法在区段(或阶段)内沿走向划分成若干个仓房,房内用爆破法回采。
采落的煤大部分贮在仓内,临时支护顶底板。
整个仓房采完后,再把贮存的煤全部放出(图5)。
本法与留矿法相同(见空场采矿法)。
为了平衡出煤,应同时配备工作仓、贮煤仓、放煤仓和准备仓。
仓房的形状一般为倾斜条带和伪斜条带等。
仓房内工作面沿走向布置,仰斜推进。
仓房间多用煤柱隔离。
为降低煤柱损失并减少掘进工作量,也可用密集支柱护仓。
区段高度和仓房尺寸主要根据顶板稳定情况和工作面推进速度等因素确定。
区段高度一般为40~60m,仓房宽度为15~30m。