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4、5、6采煤方法的分类及其选择依据
二、影响采煤方法选择的因素 1.地质因素(煤层倾角 、煤层厚度 、煤层特征 及顶底板稳定性 、煤层地质构造 、煤层含水性 、 煤层瓦斯含量 、煤层自然发火倾向性 、煤层突 出危险性等); 2.技术发展及装备水平; 3.矿井管理水平; 4.矿井经济效益;
任务4.3 任务4.3 采煤方法的发展前景
1.改进采煤工艺,因地制宜地发展先进的机械化 采煤技术; 2.扩大走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法的应用 范围; 3.缓倾斜、倾斜厚煤层推行倾斜分层下行垮落采 煤法和放顶煤采煤法; 4.大力推广无煤柱护巷技术; 5.急斜煤层开采要进一步探索采煤机械化的发展 途径;
(a)倾斜分层 (b)水平分层 (c)斜切分层 顶板; 1—顶板;2—底板 图4-1 厚煤层分层采煤法
2.柱式体系采煤法
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,每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5~7m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多米不等。采煤 在煤房中进行。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,既采煤房又采煤柱 的称为房柱式采煤法。
一、上(下)山盘区 1.上(下)山盘区单层布置 a.开采近水平薄及中厚煤层,可采用上(下) 山盘区走向长壁采煤法。 b.煤层倾角小,区段一般不按煤层底板等高线 划分,而是将区段布置成规则的矩形。 c.开采单一厚煤层时,盘区上(下)山一般布 置在煤层底板岩层中,用溜煤立眼和斜巷将区段平 巷与盘区上(下)山联系。厚煤层盘区开采,同样 有分层分采、分层同采两种方式。
在生产实践中,石门盘区和上山盘区均 得到广泛应用。 若盘区倾斜长度大,煤层倾角大,或在 盘区有落差较大的走向断层,使煤层上升 或下降时,整个盘区均采用石门布置,将 会形成部分煤仓垂高过大,造成技术经济 上的极不合理的情况,可采用盘区石门和 盘区上山混合布置的方式。
1—运输大巷;2—盘区石门;3—盘区上山;4—区段集中平巷; 运输大巷; 盘区石门; 盘区上山; 区段集中平巷; 煤仓; 5—煤仓;6—回风大巷
前者的主要特点是采煤工作面煤壁沿煤层倾斜布置、 沿走向推进,后者则是采煤工作面煤壁沿煤层大致的走向 布置、沿倾斜向上或向下推进。 倾斜长壁采煤法又分为仰斜长壁和俯斜长壁两种类型, 工作面沿倾斜方向自下而上推进的称为仰斜长壁,工作面 沿煤层倾斜方向自上而下推进的称为俯斜长壁。
(a)走向长壁(b)倾斜长壁(仰斜)(c)倾斜长壁(俯斜) 走向长壁( 倾斜长壁(仰斜)(c 倾斜长壁(俯斜) )( 区段运输和回风平巷; 采煤工作面; 1、2—区段运输和回风平巷;3—采煤工作面;4、5—分带运输和回风斜巷 图4-1 长壁采煤法示意图
按工作面采煤工艺不同,分为爆破采煤法、 普通机械化采煤法和综合机械化采煤法。 按工作面采空区的处理方法不同,分为全部 垮落采煤法、煤柱支撑采煤法、充填采煤法。 按煤层的开采方式不同,分为整层采煤法和 分层采煤法。整层开采可分为单一长壁采煤法、 放顶煤采煤法与掩护支架采煤法。分层开采可分 为倾斜分层采煤法、水平分层采煤法、斜切分层 采煤法、水平分段放顶煤采煤法。
任务4.1 任务4.1 采煤方法的选择 基本概念: 一、基本概念:
1.采煤工作面 采煤工作面:在采场内进行采煤的煤层暴 采煤工作面 露面称为煤壁,又称为采煤工作面。在实际工作 中,采煤工作面就是指采煤作业的场所。 采煤工作面煤层被采出的厚度称为采高,采 煤工作面的煤壁长度称为采煤工作面长度。 2.采煤工作 采煤工作: 2.采煤工作:在采煤工作面内,为了开采煤 炭资源所进行的一系列工作,称为采煤工作。采 煤工作包括破煤、装煤、运煤、支护、采空区处 理等基本工序及其它辅助工序。
⑴柱式采煤方法特点 ①房式采煤法的特点是只采煤房不回收煤柱,用房间 煤柱支承上覆岩层。 ②房柱式采煤法的特点是房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。 柱式体系采煤法的主要缺点:采区采出率低,一般为 50%~60%,回收煤柱时可提高到70%~75%;通风条件 差,进回风并列布置,通风构筑物多,漏风大,采房及回 收煤柱时,出现多头串联通风。
(1)盘区巷道布置及掘进顺序; (2)盘区生产系统 二、石门盘区 1.盘区巷道布置及掘进顺序; 2.盘区生产系统
1—岩石运输大巷;2—盘区回风大巷;3—盘区石门;4—盘区轨道 岩石运输大巷; 盘区回风大巷; 盘区石门; 上山; 煤层采煤工作面; 区段岩石运输集中平巷; 上山;5—m1煤层采煤工作面;6—区段岩石运输集中平巷;7—区段 岩石轨道集中平巷; 区段煤仓; 进风斜巷;10—进风行人斜巷; 岩石轨道集中平巷;8—区段煤仓;9—进风斜巷;10—进风行人斜巷; 11—回风运料斜巷;12—溜煤眼;13— 煤层超前运输平巷;14— 11—回风运料斜巷;12—溜煤眼;13—m1煤层超前运输平巷;14—m1 煤层超前回风平巷;15— 煤层上分层超前运输平巷;16— 煤层超前回风平巷;15—m2煤层上分层超前运输平巷;16—m2煤层上 分层超前回风平巷;17—材料道;18—盘区石门尽头回风斜巷;19— 分层超前回风平巷;17—材料道;18—盘区石门尽头回风斜巷;19— 车场绕道;20—绞车房;21— 车场绕道;20—绞车房;21—变电所
学习情境5 学习情境5
采区生产系统布置
制作: 制作:冯廷灿
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学习目标 能正确进行近水平石门盘区与上山盘区比较及选择; 能正确进行走向长壁采区巷道布置行倾斜长壁巷道布置; 能正确进行倾斜长壁采煤系统和适用条件分析; 能正确进行多煤层联合布置; 能正确进行煤层群分组集中采区布置; 能正确进行联合布置采区巷道分析; 能正确选择采区准备方式。
图5-3
盘区石门与盘区上山混合布置
任务5.2 缓斜、 任务5.2 缓斜、倾斜煤层走向长壁采区生产系统 单一煤层走向长壁采煤法主要应用于缓斜、 倾斜薄及中厚煤层,或在缓斜3.5~5.0m厚煤层中 采用大采高一次采全厚。 一、采区巷道布置 单一煤层走向长壁采煤法采区巷道布置。该 采区开采一层中厚煤层,煤层埋藏稳定,顶、底 板岩层稳定,地质构造简单,瓦斯涌出量小。采 区走向长度2000m,倾斜长度600m,采区沿倾斜划 分为3个区段,采用综合机械化采煤。
任务5.1 任务5.1 近水平煤层走向长壁盘区生产系统
在井田内,把近水平煤层划分为上、下两部 分之后,按照一定的走向长度划分成盘区。在盘 区内按照走向长壁采煤法巷道布置特点和方法, 布置盘区准备巷道和回采巷道,相成独立的盘区 生产系统。 走向长壁采煤法的盘区巷道布置类型,主要有 上(下)山盘区和石门盘区。根据盘区内开采煤 层层数的多少和层间距大小,又分为单层布置盘 区和联合布置盘区。
2.盘区集中上(下)山联合布置
1—岩石运输大巷;2—总回风巷;3—盘区材料斜巷;4—盘区轨道上 山;5—盘区运输上山;6—下部车场;7—进风斜巷;8—回风斜巷; 9—盘区煤仓;10—m1进风巷;11—m1运输巷;12—m2进风巷; 13— m2运输巷;14—区段材料斜巷;15—区段溜煤眼;16—甩车道;17— 无极绳绞车房;18—无极绳尾轮硐室;19—盘区材料斜巷绞车房; 20—绞车房回风眼;21—下层煤回风眼 图5-1 盘区集中上山联合布置
学习情境4 学习情境4
采煤方法的分类及其选择依据
学习目标 ☞ 能对壁式体系采煤法进行分类; ☞ 能正确表述壁式体系采煤法的主要特点; ☞ 了解柱式体系采煤法的主要类型和特点; ☞ 能正确分析影响采煤方法选择的地质、技 术和经济因素; ☞ 熟悉我国煤炭工业机械化发展的方向; ☞ 根据给定条件,正确选择采煤方法。
6.“三下一上”采煤技术有广泛的发展空间; 三下一上”采煤技术有广泛的发展空间;
7.适度发展水力采煤技术; 7.适度发展水力采煤技术; 适度发展水力采煤技术 8.柱式体系采煤法应用范围将不断扩大 ; 8.柱式体系采煤法应用范围将不断扩大 9.煤炭地下气化和液化技术前景光明 9.煤炭地下气化和液化技术前景光明 ; 10.采煤方法是一个发展的系统工程 10.采煤方法是一个发展的系统工程 。
二、采煤方法分类
我国使用的采煤方法已达50多种,是世界上 采煤方法种类最多的国家。 矿井开采的采煤方法通常按采煤工艺、矿压 控制特点等,将采煤方法分为壁式体系采煤法和 柱式体系采煤法两大类。
1.壁式体系采煤法 1.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。 ⑴ 壁式体系采煤法的主要特点 ①在采煤工作面的两端各至少布置一条巷道, 构成完整的生产系统。其中,为采煤工作面运煤、 通风、行人等服务的巷道称为区段运输平巷,为 工作面运料、回风等服务的巷道称为区段回风平 巷。 ②采煤工作面长度较长,一般在80~250 m。
这种布置方式的缺点:石门和溜煤眼岩石掘 进工程量大,盘区准备时间长。当煤层倾斜长度 大,倾角也大时,石门盘区煤仓的垂高随之增大。 上山盘区布置方式的优缺点,基本上与盘区 石门布置相反。盘区上山布置方式具有工程量较 小,不受大巷运输方式限制等优点,为了改善盘 区上山的维护条件,可采用岩石上山盘区布置方 式,在上山内铺设带式输送机,同时加大盘区煤 仓容量,以便提高盘区生产能力。
3.采煤工艺: 3.采煤工艺:在采煤工作面内各道工序按照 采煤工艺 一定顺序完成的方法及其相互配合称为采煤工艺。 4.采煤系统:采煤系统是指采区(或盘区或 4.采煤系统: 采煤系统 带区)内的巷道布置系统以及为了正常生产而建 立的采区(或盘区或带区)内用于运输、通风等 目的的生产系统。 5.采煤方法 采煤方法: 5.采煤方法:指采煤系统和采煤工艺的综合及 其在时间、空间上的相互配合。
③采煤工作面可分别采用爆破、滚筒式采煤 机或刨煤机破煤和装煤,用与工作面煤壁平行铺 设的可弯曲刮板输送机运煤,用自移液压支架或 单体液压支柱与铰接顶梁等组成的单体支架支护 采煤工作面工作空间,用全部垮落法或充填法处 理采空区。 ④随着采煤工作面推进,顶板暴露面积增大, 矿山压力显现较为强烈。