长壁采煤法采煤系统j

（五）分层平巷和区段集中平巷之间的联系方式
区段集中平巷与分层平巷联系方式，主要根据煤层倾角、层间距离、分层平巷布置形式以及联络巷的用途和运输方式、掘进工程量的大小，采区巷道布置的合理性等因素来确定。（分层同采时才有）
一般有石门、斜巷和立眼三种基本方式。
当煤层倾角较大，分层工作面平巷为水平布置时，一般常采用石门联系，如图7-17。
1．区段运输集中平巷的布置
一般布置在煤层底板岩层中，所在位置应避开底板岩层中应力升高区，巷道布置在压力传递影响角以外。
2．区段轨道集中平巷的布置
一般尽量沿煤层顶板布置。
（四）区段分层平巷的布置
厚煤层倾斜分层开采时，各区段分层平巷的相互位置对于巷道的使用和维护状况影响较大。根据煤层倾角的大小和分层数，各分层平巷的相互位置主要有以下三种基本布置形式。
开采厚煤层的采区上（下）山可布置在煤层底板岩层中，（也可布置在煤层中）一般将采区上（下）山布置在底板距煤层10～15m岩层中。当煤层厚度不大，采深较浅，顶底板岩层稳定，煤质较硬，自然发火危险较小，或底板有含水较大的岩层，布置岩巷有困难时，才考虑布置在煤层中。
（三）区段集中平巷的布置
分层同采厚煤层时，需要布置区段集中平巷。包括：区段运输集中平巷和区段轨道集中平巷。（分层分采不设集中巷）
三、采煤系统分析
（一）采煤方法主要参数
1．厚煤层倾斜分层厚度
普采、炮采分层厚度一般为2m左右；综采一般为3m左右。
2．工作面长度
确定分层开采工作面长度时，要综合考虑单一长壁工作面长度的影响因素及铺网工序和在网下作业带来的影响，一般同区段下分
层工作面长度小于上分层长度。(分层平巷采用内错布置)
（二）采区上（下）山的布置
图7－10巷旁支护的几种类型

前进距离，为采煤机截深的整数倍。 ➢ 有：一刀一放、二刀一放等； ➢ 合理选择放煤步距，对提高煤炭采出率、降低
含矸率是至关重要的。放煤步距与顶煤厚度、 顶煤裂隙发育程度、顶煤硬度、煤层的顶板条 件及采煤机截深等有关。
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(a)
(b)
(c)
放煤步距太大(a)：
放煤步距太小(c)：
顶板方向的矸石先于采 采空区方向的矸石先于
✓ 放煤口为整 个支架尾梁；
✓ 后输送机铺 在底板上，煤尘 小，煤炭采出率 高，目前广泛使 用。
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二柱掩护式低位放顶煤支架
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四柱支撑掩护式低位放顶煤支架
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滑 移 顶 梁 液 压 支 架
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澳大利亚放顶煤综放面端头液压支架设计
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2、按回采巷道的布置方式分类 1）缓倾斜厚煤层一次采全高放顶煤采煤法。 综放工作面采高：h1=2.03.5m, 放顶煤高度：h2= (1~3) h1 。 适用：M 5m ，M <12 14m 。
上位大块度直接顶
中位中块度直接顶
下位小块度直接顶 始动点边界
上位大块度顶煤 中位中块度顶煤 下位小块度顶煤
流动前边界 煤矸分界线 流动后边界
煤壁 放煤口
低位综放开采散体煤矸流动特征
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2、采放比 • 煤层开采高度与放顶煤高度之比。 • 根据实测，顶煤破碎塑性区范围一般可达煤 层采高的3倍左右。我国缓斜煤层综放面采放 比一般控制在1：1~3之间。
➢破坏发展区B：受顶板回转作用，煤壁前方顶煤 发生破坏，裂隙扩展，位移增大。
➢裂隙发育区C：支架移架反复支撑，顶煤破碎效 果提高。支架反复支撑的次数与顶梁长度及截深有 关。

H h
2、 放出椭球体参数
z
设长轴2a = h， 短轴为2b1； h — 放顶煤高度。 生产实践及实验表明： 2b1=（0.25 0.3）h b1= （0.25 0.3） h / 2
H
4 3
2 1
h
y
3、 松动椭球体 理论认为：放煤的同时， 放出椭球体周围的煤岩也将 向放煤口移动，充填放煤留 下的空间，此空间体与放出 椭球体相似，称松动椭球体。 松动椭球体参数： 松动椭球体高度为H， H =（2.2 2.6）h
三角煤损失 适用：煤软。
端头损失：端部2 3架不放顶煤，保护出口。此 损失与采面长度成反比。 放顶工艺（脊背煤损）损失 采面泼洒损失 2、提高煤炭采出率的技术措施 采用切顶巷
切顶巷
2m
1.8m 2m 7.5m
采 面 推 进 方 向
鲍店矿，M=8.7m，煤f=3.13.9， 采面推进3.4m， 顶煤冒落，推进7.8m，直接顶垮落，步距减少了5.2m； 回采 率提高了0.31% 。 在切顶巷两帮内打眼放炮，扩大切顶效果
放顶煤采煤工艺基本特点：
1、采面采煤：同综采、普采、炮采。 2、增加了放顶煤工艺。 3、采煤循环 — 完成采、放全部工序过程。
放顶煤采煤的基本类型
按采煤工艺分： 炮采放顶煤开采、普采放顶煤开采、综采放顶 煤开采。 综采放顶煤 综采轻型支架放顶煤 简易放顶煤
滑移顶梁液压支架铺顶网
单体液压支柱配Π型钢梁铺顶网
按放顶煤面输送机数目分： 单输送机 双输送机 按综采放顶煤液压支架放煤囗及位置分： 高位放顶煤液压支架； 中位放顶煤液压支架； 低位放顶煤液压支架
放顶煤液压支架类型
高位放顶煤单 输送机液压支架 （平顶山、辽源、 潞安） 煤尘大、采放 不能平行作业、回 收率低

《煤矿开采与掘进》
第七章：緩斜、倾斜煤层走向长壁采煤法 采煤系统
第1讲：单一走向长壁采煤系统
一、准备巷道布置基本形式
01 采区式巷道布置
按煤层赋存 条件
02 盘区式巷道布置
Hale Waihona Puke 03 带区式巷道布置采区开采煤层的范围
一、准备巷道布置基本形式
上山采（盘）区
下山采（盘）区
单翼采区
一、准备巷道布置基本形式
底板岩层中
三、采煤系统分析
煤层中
2、区段平巷布置方式
三、采煤系统分析
综采区段平巷布置
（a）双巷布置；（b）单巷布置（设备分巷布置）；（c）单巷布置（电气设备设在区段运 输巷中）
1——转载机；2——胶带输送机；3——变电站；4——泵站；5——配电点
三、采煤系统分析
3、区段巷道的护巷方式（沿空留巷）
11—联络眼； 12—采区煤仓；13—采区变电所；14—绞车房
二、单一煤层采区巷道布置
1、采区巷道掘进顺序
01 st
02 nd
03 th
04 th
轨道上山
采区下部车场
05 th
运输上山
运输石门
运输大巷
2、采区生产系统
运煤系统
运料排矸系统
通风系统
二、单一煤层采区巷道布置
供电系统
压气、供水系统
1、采区上山的位置
巷旁支护的几种类
（a）木垛；（b）密集支护；（c）矸石带
三、采煤系统分析
3、区段巷道的护巷方式（沿空掘巷）
沿空掘巷的巷道位置
（a）完全沿空掘巷；（b）留窄小煤柱沿空掘巷
谢谢！
双翼采区
采区上（下） 山布置位置
采区开采煤 层数目

相反，f值越大，支承压力峰值越靠近工作面煤 壁，顶煤破坏过程越短，顶煤的变形、位移越小。 因此，当f值大时，如采用放顶煤开采，就要采 取破煤的辅助手段，如注水软化、放炮震动等使 顶煤破碎。否则，达不到理想的放煤效果。一般 认为，煤的坚固性系数f小于3的煤层适合采用放 顶煤开采。
通常根据f值将煤层划分成松软煤层﹙f小于等于1﹚、中 硬煤层﹙f在1到3之间﹚和坚硬煤层﹙f大于等于3﹚。根 据在现场观测的综放回采工作面顶煤放落块度大小可得 出以下结论：松软煤层一般最容易冒落，冒落块度比较 小，直径以小于0.2～0.3m为主，顶煤的可冒性好；中 硬煤层冒放性稍差一点，冒落煤块的直径以0.3～0.6m 为主，也有极少数块度可以达到1.0m，可冒性相对比较 好；坚硬煤层冒放性效果最差，冒落煤块的直径以1.0m 左右为主，冒落煤块的直径大于1.0m也很常见，而且液 压支架后部经常有顶煤悬空，顶煤放出率十分低。
双输送机低位放顶煤支架的主要优点：顶梁较长，一般有铰 接前梁、伸缩梁与护帮板，控顶距大，可提高顶煤的冒放性， 有利于中硬顶煤的破碎？为什么。使用插板机构低位放顶煤， 后输送机铺在底板上，使放煤口加大且位臵降低，能够最大 限度地回收顶煤，采出率高，放煤时煤尘小。经多年实践， 目前现场主要使用这种支架，其架型又分为短尾梁和长尾梁 两种，如图4所示。
3）组合顶梁液压支架 针对滑移顶梁液压支 架侧向稳定性差、使 用成本高及效率低等 缺点，我国发展了组 合顶梁液压支架，该 种支架如图7所示，支 架通过托梁使顶梁连 为整体，稳定性好。
图7 组合顶梁液压支架
移架时支架的支柱可以全部同时提起，移架速度快，保持了 综采支架整体性好、能自移的优点，同时具有不铺顶网、不 剪网、适用性强、下井安装方便等优点，多用于中小煤矿长 壁放顶煤开采。

输送机，煤滚入下侧，易断链。 4）当 时，采煤机不稳定，易翻倒。 措施：输送机设下部三角架，调平。
回采工艺特点
2、俯采 1）水流入采面，工作条件差； 2）顶板相对稳定； 3）机组不稳定，
（一）评价 1、优点 （1）巷道布置简单，巷道掘进及维护费低，投产快。 巷道掘进工程量少15%，相应工期短。 （2）运输系统简单，占用设备少。运输设备及辅助 人员可减少30。 （3）回采巷道沿煤掘进，易固定方向，采面可等长 布置，利于生产管理。 （4）通风系统简单，风路短，通风构筑物减少约 1/3。
布置方式 ：井筒—井底车场—主石门— 水平大巷—回采巷道。
（五）运输系统问题
1）运煤 — 胶带机 2）辅运 — 运送物料困难，长距离斜巷
多台小绞车； 无极绳运输； 单轨吊； 卡轨车、齿轨车
三、矿压显现及支护特点
煤层倾角对顶板稳定性影响： 1、仰采 ： （1） 顶板产生向采空区方向的分力 （2）顶板受向下拉力，不易获得平衡 （3）煤壁易片帮 （4）采空区顶板冒落滚向采空区 （5）支架主要作用是支撑顶板 （6）支撑式或支掩式支架； 当 ，支柱迎山角为6） 设置复位千斤顶； 防片帮装置，锚杆； 大拉力的推移千斤顶
2 4
3
1
Fig.9 — 1(a3) （a） 示，设分带煤柱；
采面前进式、后退式与混合式回采
3、 混合式— 往 复式— 前进式与 后退式回采相结 合。
2 4
3
1
Fig.9 — 1(3b) （b），不 设分带煤柱
（四）主要巷道类型
1）回采巷道— 为采面服务，沿煤层倾斜线 或伪斜线开掘的斜巷 2）水平运输和回风大巷 3）联接水平大巷与各煤层回采巷道的联络巷 4）硐室 倾斜长壁取消了采（盘）区上（下）山巷道。

巷道布置
硐室开挖 在掘进上述巷道的同时．还要开掘采区煤仓、变电所、绞车房和绞车房回风斜巷，在以上巷道和 硐室中安装并调试所需的提升、运输、供电和采煤设备后，第一区段内的两翼工作面便可投产 。 回采接替 随着第一区段工作面采煤的进行，应及时开掘第二区段的中部车场、运输平巷、开切眼和第三区 段的回风平巷，准备出第二区段的工作面，以保证采区内工作面的正常生产和接替。这种先开掘 出回采巷道．然后采煤工作面由采区边界向上山方向推进的开采顺序称为作面后退式开采顺序 。
应用
应用
单一走向长壁采煤法是我国采煤方法中应用最多的一种，比重约达到40%。这种采煤方法主要适 用于顶板易于冒落的缓斜、倾斜薄及中厚煤层。 在我国国有重点煤矿中，薄及中厚煤层的可采储量分别占19%和36%。薄煤层采高小，不适合用传 统采煤工艺实现机械化开采。近年来，一些国有重点矿引进国外设备，实现薄煤层刨煤机综采， 取得良好效果，成为今后薄煤层开采的一个重要发展方向 。 对于厚度为3.5~5.0m的缓斜厚煤层，近年来采用了新型综采设备，成功实现了大采高一次采全 厚。若条件适宜，可推广应用单一走向长壁采煤法，否则宜采用普通机械化分层开采。例如神华 大柳塔矿全部引进国外新型综采设备，工作面采高达4m，年产量达8万t以上；晋城寺河矿全部引 进国外新型综采设备，工作面采高达5.5m，在顶板较稳定、倾角较小、煤质硬、瓦斯大的条件下， 年产量也达到800万t以上。
巷道布置
回采巷道掘进与布置 为准备第一区段内的采煤工作面，在该区段上部开掘工作面回风平巷。在上山附近第一区段下部 开掘中部车场。用双巷布置与掘进的方法，向采区两翼边界同时开掘第一区段工作面的回风平巷， 回风平巷超前运输平巷约100~150m掘进，两巷道间每隔100m左右用联络巷连通，沿倾斜方向两 巷道间的煤柱宽度一般为8~20 m。采深较小、煤层较硬和较薄时取小值，反之取大值 。 本区段的运输平巷、回风平巷及下区段的回风平巷掘至采区走向边界线后，在长壁工作面始采位 置处沿倾斜方向由下向上开掘开切眼。工作面投产后，开切眼就成为初始的工作面 。

7 6
7
2 1 4 5 3 3
（三）生产系统
（二）生产系统
1、运煤：3 — 4— 6 — 1 装车外 运 2、通风：新鲜风流1 — 7 — 4—3 污风 3 — 5 — 2 — 风井 3、运料： 2 5巷、小绞车（置巷道一侧）多 1 级上运； 无级绳上运
7 6
7
4 5 3 3
实例
枣庄田屯矿： , M =0.8 m； 分带斜长1000m ； 顶板5 6m灰岩，缓慢下沉； 对拉采面 总长280 320m 。 阳泉一矿： , M=1.6m； CH4 40m3/dt； 采面长180m； 斜长1070m。
二、倾斜长壁采煤系统分析
（一）仰斜开采与俯斜
6 1
开采
1、仰斜开采 — 采面 沿倾斜从下向上推进采 煤。 适用：顶板稳定，煤
a 5 4 2
质较硬；顶板淋水大；
煤易自燃需注浆；临界
3
角一般为
仰斜开采与俯斜开采
2、俯斜开采 — 采面沿倾 斜自上向下推进采煤。 适用：煤厚， 大，煤松 软易片帮，CH4大。 当 5 仰斜与俯斜相 结合的形式。
（3）回采巷道沿煤掘进，易固定方向，采面可等长布置，利
于生产管理。 （4）通风系统简单，风路短，通风构筑物减少约1/3。
倾斜长壁采煤法优点
（5） 对某些地质条件的适应性强，如：
倾斜断层 — 可沿断面伪斜布置；
淋水 — 仰斜开采； 瓦斯大 — 俯采。 （6） 技术经济效益显著 采面单产增加，巷道掘进率（m/万t）降低 率（%）增加，工效（t/工）提高。 ，采出
采面前进式、后退式与混合式回采
1、前进式— 回采工作面从
2
大巷向井田边界方向推进采

1
56
12 3
7
89
10
2
11
3、 石门盘区与上山混合联合布 置，煤层变化大时用。
6
mm21
目前，我国开采近水平煤层的主要方法有走向 长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。
采用走向长壁采煤法开采近水平煤层，一般采 用盘区式开采。
一、上（下）山盘区
盘区分类： 按开采煤层数目分： 单一煤层盘区、联合布置盘区 按盘区主要巷道布置位置分：上（下）山盘区、石门盘
区 1.上（下）山盘区单层布置 开采薄及中厚煤层，可采用上（下）山盘区走向长壁采 煤法。一般情况下，将盘区布置在围岩条件好的稳定煤 层中，两上（下）山相距15～20m。运输上（下）山采 用铺设带式输送机，轨道上（下）山采用无极绳轨道运 输，或绞车轨道运输。
2）盘区生产系统
运煤系统： M1山115运煤，到层运区工到段作盘溜面区煤采煤眼出仓1来95，的，在煤然盘炭后区，经下经M部M2煤2车煤层场层中6区的装段共车运用运输运出平输盘巷上区。 运料系统： 工作面所需的材料和设备，由运输大巷1经盘区材料斜
巷4煤道，3工上、再作山甩运面运车到。进道M区M11煤段26煤转层进层运工风采到作平煤M面巷工1进到煤作风工层面平作中所巷面的需1。盘0材，区料无送，极到则绳M直1轨煤接道层由上采轨山
第二篇 采煤方法
第八章 近水平煤层长壁采煤法
采煤系统
第一节 近水平煤层走向长壁 采煤法采煤系统
倾角在8°以下的煤层为近水平煤层 由于煤层倾角小，井田内再划分时就不能再按
阶段垂高将其分成阶段了，一般是把运输、回 风大巷布置在井田倾斜的中央，利用大巷将井 田分成上、下两部分，再在每一部分内划分出 若干个盘区（或带区）进行开采。
1
18 68

缓倾斜煤层 8° ~ 25°
倾斜煤层
25° ~ 45°
急倾斜煤层 α > 45°
近水平煤层采煤法
缓倾斜煤层采煤法
倾斜煤层采煤法 急倾斜煤层采煤法
露天开采 α<5° 5° ~ 10° 10° ~ 45°
α > 45°
按厚度分：
根据开采技术条件煤层按厚度分类：
地下开采 (m)
薄煤层
M<1.3
中厚煤层
1.3 ~ 3.5
第二节采煤方法的分类及应用情况
一、壁式体系采煤法 壁式体系采煤法一般以长壁工作面采煤为 主要特征，是目前我国应用最普遍的一种 采煤方法，其产量约占到国有重点煤矿产 量的95%以上。
单一长壁垮落采煤法
2
1 (a)
4
3
(b)
5
3 (c)
( a) 走向长壁， ( b) 倾斜长壁（仰斜）， ( c) 倾斜长壁（俯斜）
厚煤层
M >3.5
薄及中厚煤层采煤法
厚煤层采煤法
分层开采
整层开采
露天开采(m) M< 3.5 3.5 ~ 10 M > 10
按采煤工艺分 ：
爆破采煤法
普通机械化采煤法
综合机械化采煤法
按采空区处理方法分:
（老塘）
垮落采煤法
刀柱（煤柱支撑）法
充填采煤法
按推进方向分:
走向长壁采煤法
倾斜长壁采煤法（俯斜，仰斜）
分层开采
采
采
煤
柱式体系
方
法
水
采
柱式体系
整层开采 整层开采
单一长壁 放顶煤
走向长壁 倾斜长壁
掩护支架 倾斜分层 水平分层