第三章--急倾斜煤层采煤方法.ppt

全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采第三章第三章 急倾斜煤层采煤方法急倾斜煤层采煤方法5/12/20241.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采第一节第一节 采煤方法发展及围岩破坏特征采煤方法发展及围岩破坏特征一、一、一一般特点般特点 煤层煤层 ，急斜煤层开采的特点均由煤层倾角，急斜煤层开采的特点均由煤层倾角 增大引起增大引起 。1 1、地质构造复杂，煤层赋存不稳定、地质构造复杂，煤层赋存不稳定 煤层由原水平状态，经过多次地质变动，变成急斜煤层。地质煤层由原水平状态，经过多次地质变动，变成急斜煤层。地质构造复构造复杂；煤层不稳定杂；煤层不稳定；在尺寸相同、煤层数目相同的井田内，煤的在尺寸相同、煤层数目相同的井田内，煤的储量相对储量相对下降下降。2 2、采下的煤和垮落矸石会自动下滑、采下的煤和垮落矸石会自动下滑简化简化煤的煤的运输运输；带来；带来不安全不安全因素因素3 3、采煤工作面行人，运料及操作等各工序均较困难、采煤工作面行人，运料及操作等各工序均较困难 4、顶板沿倾斜方向的分力增大，垂直于层面方向的、顶板沿倾斜方向的分力增大，垂直于层面方向的分力减小，矿压显现缓和，同时引起：分力减小，矿压显现缓和，同时引起：工作面支架不稳定工作面支架不稳定底板岩层稳定性下降底板岩层稳定性下降顶板、底板均会滑动顶板、底板均会滑动5 5、机械化采煤一般比较困难、机械化采煤一般比较困难5/12/20242.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采二、急倾斜煤层开采的特点二、急倾斜煤层开采的特点1 1、矿井常采用立井（斜井）多水平集中运输大巷和采区、矿井常采用立井（斜井）多水平集中运输大巷和采区石门开拓方式石门开拓方式开采水平垂高：开采水平垂高：80 150m。采采 区走向区走向 长：长：600 1000m2 2、采区用一组上山眼的布置方式，、采区用一组上山眼的布置方式，或用伪斜折返上山。或用伪斜折返上山。3 3、采区一般不设上、中部车场，设下部车场。、采区一般不设上、中部车场，设下部车场。4 4、采煤方法多样、采煤方法多样5/12/20243.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采5/12/20244.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采伪斜折返上山伪斜折返上山1-运输石门2-溜煤眼3-运料眼4-行人眼5-回风石门234155/12/20245.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采三、急倾斜煤层采煤法的发展三、急倾斜煤层采煤法的发展表表急倾斜煤层采煤法的发展急倾斜煤层采煤法的发展 解放前解放前柱式采煤柱式采煤高落式或残柱式高落式或残柱式倒台阶走向长壁倒台阶走向长壁（20世纪世纪50年代初）年代初）水平分层，斜切分层水平分层，斜切分层（20世纪世纪50年代年代)解放后解放后伪倾斜长壁伪倾斜长壁（20世纪世纪80年代）年代）伪倾斜柔性掩护支架伪倾斜柔性掩护支架采煤采煤（1965年）年）5/12/20246.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采1、特点：、特点：采面呈伪斜直线布置，沿采面呈伪斜直线布置，沿走向推进；水平分段密集切顶、走向推进；水平分段密集切顶、挡矸、隔离采空区与采面工作挡矸、隔离采空区与采面工作空间；采面分段爆破采煤，煤空间；采面分段爆破采煤，煤自溜。自溜。为了满足煤炭自溜又方便为了满足煤炭自溜又方便人员行走，工作面伪倾斜角度人员行走，工作面伪倾斜角度（工作面线与水平面夹角工作面线与水平面夹角）一般为一般为3035，工作面斜长，工作面斜长可达到可达到8090m。为了溜煤、。为了溜煤、通风、行人和溜煤眼掘进方便，通风、行人和溜煤眼掘进方便，工作面下部的溜煤眼不少于工作面下部的溜煤眼不少于3个。掘成漏斗状，并铺有溜槽。个。掘成漏斗状，并铺有溜槽。第二节第二节俯伪斜走向长壁采煤法俯伪斜走向长壁采煤法 5/12/20247.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采1-密集，密集，2-人字溜人字溜煤眼，煤眼，3-单边钢板单边钢板溜槽，溜槽，4-点柱点柱2、采煤系统：、采煤系统：5/12/20248.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采3 3、回采工艺：、回采工艺：正常支护正常支护 金属支柱加铰接金属支柱加铰接顶梁顶梁 密集支柱密集支柱 沿倾斜沿倾斜4 4 5m5m设置设置一排密集支柱，一般为点柱，一排密集支柱，一般为点柱，支柱间距支柱间距0.20.2 0.3m0.3m，每排密，每排密集支柱沿走向长约集支柱沿走向长约4 4 5m5m，密，密集支柱随面前移前添后回，集支柱随面前移前添后回，相邻两排密集支柱沿煤层走相邻两排密集支柱沿煤层走向保持向保持1.01.5m错距。密集错距。密集支柱除起切断顶板作用外，支柱除起切断顶板作用外，主要用于挡矸、隔离采空区主要用于挡矸、隔离采空区和工作面空间。和工作面空间。分段水平密集：切顶、挡矸、分段水平密集：切顶、挡矸、隔离采空区和工作面空间隔离采空区和工作面空间5/12/20249.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采（1）工作面初采）工作面初采a、工作面又开切眼与区段回风巷交接处开始，按工作面伪倾角要求自、工作面又开切眼与区段回风巷交接处开始，按工作面伪倾角要求自上而下推进，工作面长度逐渐增大，如图所示。上而下推进，工作面长度逐渐增大，如图所示。b、为便于初采时工作面出煤和人员通行，开切眼沿伪倾斜方向布置。、为便于初采时工作面出煤和人员通行，开切眼沿伪倾斜方向布置。c、随着工作面向下推进，开切眼、随着工作面向下推进，开切眼自上而下逐段报废。自上而下逐段报废。d、当工作面下端距回风巷、当工作面下端距回风巷4m时，时，开始支设分段密集支柱。开始支设分段密集支柱。e、当第一分段密集支柱长度达到、当第一分段密集支柱长度达到5m而直接顶仍不垮落时，采用强而直接顶仍不垮落时，采用强制放顶措施。制放顶措施。f、随着工作面的继续推进，不断、随着工作面的继续推进，不断增设新的分段密集支柱。增设新的分段密集支柱。g、当工作面煤壁到达图中、当工作面煤壁到达图中6的位的位置时，储采工作结束。置时，储采工作结束。1-区段运输巷；区段运输巷；2-区段回风巷；区段回风巷；3-开切眼；开切眼；4-溜煤行人眼；溜煤行人眼；5-调整中调整中的工作面煤壁；的工作面煤壁；6-好的工作面煤壁好的工作面煤壁5/12/202410.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采（2）工作面正常回采）工作面正常回采采面分段爆破，一般由下向上采面分段爆破，一般由下向上 装煤一般由上向下，装入搪瓷溜槽装煤一般由上向下，装入搪瓷溜槽 采空区采用全部垮落法管理。当回风巷下方采空区出现大面积悬采空区采用全部垮落法管理。当回风巷下方采空区出现大面积悬顶时，除采用人工强制放顶外，可将上区段采空区冒落矸石放入本顶时，除采用人工强制放顶外，可将上区段采空区冒落矸石放入本区段采空区。区段采空区。5/12/202411.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采（3）采面收尾）采面收尾当工作面上端推进到当工作面上端推进到距收作眼距收作眼4m时，工作面时，工作面开始进入收尾阶段，这开始进入收尾阶段，这时工作面长度逐渐缩短，时工作面长度逐渐缩短，如图所示。如图所示。为满足工作面收尾时为满足工作面收尾时的通风、运料和行人需的通风、运料和行人需要，收作眼影始终保持要，收作眼影始终保持畅通。为此，在收作眼畅通。为此，在收作眼靠工作面一侧应留有保靠工作面一侧应留有保护煤柱，其尺寸宽为护煤柱，其尺寸宽为4m，倾斜长，倾斜长5m。1-区段运输巷；区段运输巷；2-区段回风巷；区段回风巷；3-收作眼；收作眼；4-联络巷；联络巷；5-收尾中的工收尾中的工作面煤壁；作面煤壁；6-收作眼煤柱收作眼煤柱5/12/202412.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采分段水平密集分段水平密集5/12/202413.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采俯伪斜分段单体液压支柱密集采煤工作面布置俯伪斜分段单体液压支柱密集采煤工作面布置5/12/202414.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采4 4、评价及适用：、评价及适用：优点：优点：采面伪斜直线布置，减少了煤、矸下滑速度，安全采面伪斜直线布置，减少了煤、矸下滑速度，安全顶底板受力改善，相对稳定顶底板受力改善，相对稳定，采面利用率高，单产高采面利用率高，单产高缺点：缺点：支回柱工作量大支回柱工作量大，操作不方便，操作不方便分段密集下方分段密集下方“三角区三角区”通风条件差，易积通风条件差，易积CH4顶如有淋水，劳动条件差顶如有淋水，劳动条件差适用：适用：40 407575顶板中等稳定，煤壁易片帮顶板中等稳定，煤壁易片帮M 2m低瓦斯低瓦斯不适宜采用柔性掩护支架采煤法的不稳定急斜薄及中厚煤层不适宜采用柔性掩护支架采煤法的不稳定急斜薄及中厚煤层5/12/202415.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采第三节第三节伪倾斜柔性掩护支架采煤法伪倾斜柔性掩护支架采煤法一、一、采煤系统采煤系统 伪斜柔性掩护支架采煤法伪斜柔性掩护支架采煤法伪斜柔性掩护支架采煤法伪斜柔性掩护支架采煤法是把采工作面布置呈伪斜直线，用一定结构形式的掩护支是把采工作面布置呈伪斜直线，用一定结构形式的掩护支架，将回采工作空间遮掩起来隔离采空区，使之不受冒落架，将回采工作空间遮掩起来隔离采空区，使之不受冒落岩石的影响；随着回采工作面沿走向的推进，掩护支架在岩石的影响；随着回采工作面沿走向的推进，掩护支架在其自重和冒落岩石压力的作用下，紧随工作面移动，采煤其自重和冒落岩石压力的作用下，紧随工作面移动，采煤工作在掩护支架下进行的一种采煤方法。区段高度一般工作在掩护支架下进行的一种采煤方法。区段高度一般30m。5/12/202416.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采伪斜柔性掩护支架采煤法是我国在开采急倾斜煤层过程中目伪斜柔性掩护支架采煤法是我国在开采急倾斜煤层过程中目前最为经济、安全、操作简单的一种采煤方法，也是前最为经济、安全、操作简单的一种采煤方法，也是2007年年被国家煤矿安全监察局重点推广的一种采煤方法。在目前煤被国家煤矿安全监察局重点推广的一种采煤方法。在目前煤矿安全、经济压力较大的情况下，作为开采急倾斜煤层的矿矿安全、经济压力较大的情况下，作为开采急倾斜煤层的矿井更是应优先选用此种采煤法进行开采。井更是应优先选用此种采煤法进行开采。5/12/202417.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采在区段范围内，区段运输巷和回风巷掘到边界后，距采区边界在区段范围内，区段运输巷和回风巷掘到边界后，距采区边界5m处掘处掘进一对斜巷，两巷相距进一对斜巷，两巷相距58m，并沿倾斜每隔，并沿倾斜每隔1015m用联络巷贯通。用联络巷贯通。斜巷贯通回风巷后，在回风巷中安装掩护支架。利用这两条斜巷逐步斜巷贯通回风巷后，在回风巷中安装掩护支架。利用这两条斜巷逐步把水平铺设的掩护支架下放到与水平面成把水平铺设的掩护支架下放到与水平面成2530夹角的伪倾斜位置，夹角的伪倾斜位置，即形成了伪倾斜采煤工作面。即形成了伪倾斜采煤工作面。5/12/202418.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采正常回采时，为保证工作面的运煤和通风，随着工作面的推进，在正常回采时，为保证工作面的运煤和通风，随着工作面的推进，在区段运输巷内沿走向每隔区段运输巷内沿走向每隔5m掘进溜煤小眼。为了使溜煤、通风和行掘进溜煤小眼。为了使溜煤、通风和行人互不干扰，同时维持的小眼应不少于人互不干扰，同时维持的小眼应不少于3个。个。5/12/202419.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采二、柔性掩护支架结构二、柔性掩护支架结构1-1-工字钢；工字钢；2-2-钢丝绳；钢丝绳；3-3-荆笆；荆笆；4-4-压木；压木；5-5-撑木撑木平板型柔性掩护支架是使用最早和最广的一种，主要由钢平板型柔性掩护支架是使用最早和最广的一种，主要由钢梁和钢丝绳构成。梁和钢丝绳构成。341255/12/202420.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采1、钢梁：、钢梁：长度比煤厚小长度比煤厚小0.20.4m，便于支架下放，便于支架下放平行排列，每米宽度排放平行排列，每米宽度排放4根（间距根（间距200300mm）。）。2、钢丝绳：、钢丝绳：直径直径2535mm旧钢绳旧钢绳掩护支架上钢绳的宽度按架宽确定，一般架宽掩护支架上钢绳的宽度按架宽确定，一般架宽3m以下时用以下时用23根，根，架宽架宽3m以上时用以上时用45根。根。3、钢夹板和螺栓：、钢夹板和螺栓：夹板用夹板用60mm12mm12mm的扁铁；的扁铁；螺栓用螺栓用12mm16mm16mm的圆钢做成的圆钢做成用钢夹板和螺栓将钢梁固定在钢丝绳上联成整体，梁间用撑木保持用钢夹板和螺栓将钢梁固定在钢丝绳上联成整体，梁间用撑木保持间距并固定。间距并固定。4、荆笆：、荆笆：在钢梁上交错铺设，在钢梁上交错铺设，23层，用铁丝与钢梁联紧，以隔离采空区矸层，用铁丝与钢梁联紧，以隔离采空区矸石。石。荆笆宽度应比钢梁的长度稍短，以避免支架下放时，荆笆挂住顶底荆笆宽度应比钢梁的长度稍短，以避免支架下放时，荆笆挂住顶底板矸石被拉开而发生漏矸现象。板矸石被拉开而发生漏矸现象。5/12/202421.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采三、三、采煤工艺采煤工艺1 1、准备回采、准备回采主要是在回风巷里安掩护支架主要是在回风巷里安掩护支架 ，并逐步下放支架式工，并逐步下放支架式工作面成伪斜工作面，为正常回采做准备。作面成伪斜工作面，为正常回采做准备。5/12/202422.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采掩护支架的安装掩护支架的安装位置：位置：回风平巷工作面上出口前方回风平巷工作面上出口前方15 m15 m扩巷：扩巷：将回风巷扩宽到煤层顶底板将回风巷扩宽到煤层顶底板运料：运料：柔性掩护支架的全部材料运至工作面回风平巷柔性掩护支架的全部材料运至工作面回风平巷挖地沟：挖地沟：在上出口前方在上出口前方5m5m处的底板开挖地沟，地沟底处的底板开挖地沟，地沟底部最小宽度不小于部最小宽度不小于0.8 m0.8 m，并铺设搪瓷溜槽。，并铺设搪瓷溜槽。5/12/202423.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采掩护支架的安装掩护支架的安装 地沟挖好一段后，即可安装掩护支架。其一端紧靠顶板并垫地沟挖好一段后，即可安装掩护支架。其一端紧靠顶板并垫高，使梁有高，使梁有35的倾斜，便于连接钢梁和钢丝绳，而且也有的倾斜，便于连接钢梁和钢丝绳，而且也有利于支架下放改为伪倾斜时转动方便。利于支架下放改为伪倾斜时转动方便。顶板；底板；地沟；钢梁；钢丝绳；竹笆；压木；垫木；撑木顶板；底板；地沟；钢梁；钢丝绳；竹笆；压木；垫木；撑木5/12/202424.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采钢梁从初采斜巷以外钢梁从初采斜巷以外35m处就开始铺设。随着铺梁，不处就开始铺设。随着铺梁，不断地挖地沟并接长钢丝绳。钢丝绳接头处的搭接长度应断地挖地沟并接长钢丝绳。钢丝绳接头处的搭接长度应不小于不小于2m，并要用，并要用5个绳卡夹紧。个绳卡夹紧。5/12/202425.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采掩护支架安装超过一定距离后，将平巷支架拆除，使上面的煤掩护支架安装超过一定距离后，将平巷支架拆除，使上面的煤柱自行冒落或放炮崩落，使掩护支架上面有柱自行冒落或放炮崩落，使掩护支架上面有2 23m3m厚的煤、矸厚的煤、矸垫层，用以保护掩护支架。为了防止支架在下放过程中下滑，垫层，用以保护掩护支架。为了防止支架在下放过程中下滑，应使煤和矸石冒落点距伪斜工作面上部拐点经常保持在应使煤和矸石冒落点距伪斜工作面上部拐点经常保持在5m5m以以上。上。5/12/202426.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采支架安装长度超过支架安装长度超过15m15m，并冒好矸石垫层以后，即可调整支架下放。用放，并冒好矸石垫层以后，即可调整支架下放。用放炮方法开沟落煤，放炮后在工作面内由下向上开沟，搪瓷输送槽出煤，用炮方法开沟落煤，放炮后在工作面内由下向上开沟，搪瓷输送槽出煤，用手镐将梁头的煤台找下。使支架依次平稳下落手镐将梁头的煤台找下。使支架依次平稳下落,支架下放时，支架下放时，使支架的尾端使支架的尾端（安装支架的一端为头部）由水平状态逐步调斜下放，支架与水平面成（安装支架的一端为头部）由水平状态逐步调斜下放，支架与水平面成25253030的夹角的夹角 （必要时使用点柱控制支架，一般沿沟面的伪斜方向每（必要时使用点柱控制支架，一般沿沟面的伪斜方向每12m12m使用一棵点柱，使支架保持与煤层顶底垂直）使用一棵点柱，使支架保持与煤层顶底垂直）。在支架下放到工作面下端。在支架下放到工作面下端时，再调整回水平位置。如图所示。时，再调整回水平位置。如图所示。初次下放初次下放21436571-区段运输巷；区段运输巷；2-区段回风巷；区段回风巷；3-初采斜巷；初采斜巷；4-掩护支架；掩护支架；5-支架移动轨迹支架移动轨迹线；线；6-支架放平位置；支架放平位置；7-溜煤小眼溜煤小眼5/12/202427.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采5/12/202428.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采5/12/202429.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采5/12/202430.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采2 2、正常回采、正常回采1 1）接长掩护支架）接长掩护支架采煤采煤溜煤眼上留巷拆支架溜煤眼上留巷拆支架在回风巷接长掩护支架，超过上出口在回风巷接长掩护支架，超过上出口8 10m2 2）采煤）采煤炮采炮采打眼打眼-装药装药-联线联线-放炮（全采面一次爆破或分段爆破）放炮（全采面一次爆破或分段爆破）-出煤出煤（铺溜槽）（铺溜槽）-调支架等。调支架等。3 3）拆支架）拆支架在采面下端将支架放平，将巷道断面扩大，在采面下端将支架放平，将巷道断面扩大，露出钢梁两端，并及时打上点柱托住钢梁，并留出空露出钢梁两端，并及时打上点柱托住钢梁，并留出空间间1.2m高，然后拆除支架。高，然后拆除支架。5/12/202431.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采5/12/202432.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采3 3、收尾、收尾1）在停采线一侧掘两条收尾上山在停采线一侧掘两条收尾上山走向间距走向间距8 10m，用联络用联络眼贯通眼贯通2 2）支架安装到收尾上山处，不再接长）支架安装到收尾上山处，不再接长3 3）随采煤下放前端支架，伪斜角逐渐变小，并拆除上端多余的）随采煤下放前端支架，伪斜角逐渐变小，并拆除上端多余的支架，放平支架。支架，放平支架。4 4）全部拆除支架）全部拆除支架1-区段回风巷；区段回风巷；2-区段运输巷；区段运输巷；3-收作眼；收作眼；4-掩护支架；掩护支架；5-溜煤小眼；溜煤小眼；6-支支架放平位置；架放平位置；7-支架移动轨迹线支架移动轨迹线5/12/202433.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采四、改进支架结构，扩大使用范围四、改进支架结构，扩大使用范围八字形掩护支架八字形掩护支架适用：适用：M=1.3 1.6m当煤层厚度为当煤层厚度为1.3 1.6m时，由于掩护支架时，由于掩护支架下地沟断面小，操作不下地沟断面小，操作不方便，而且工作面通风方便，而且工作面通风情况不良，因此不能采情况不良，因此不能采用平板型支架。用平板型支架。为防止支架切入底板，为防止支架切入底板，支架底脚成斜面。支架底脚成斜面。5/12/202434.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采四、改进支架结构，扩大使用范围四、改进支架结构，扩大使用范围“”形支架形支架适用：适用：，4.6m单支撑式支架单支撑式支架适用：适用：；M=1.45 4.6m赋存稳定赋存稳定5/12/202435.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采四、改进支架结构，扩大使用范围四、改进支架结构，扩大使用范围七字形掩护支架七字形掩护支架适用：适用：M M 1.3 m 1.3 m5/12/202436.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采5/12/202437.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采5/12/202438.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采5/12/202439.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采五、评价及适用五、评价及适用优点：优点：安全、劳动条件好；安全、劳动条件好；巷道布置简单，掘进巷道布置简单，掘进率低；率低；工序简单，可全天连工序简单，可全天连续采煤；续采煤；材料消耗低；材料消耗低；采面较长，利于高产；采面较长，利于高产；技术经济指标较好。技术经济指标较好。缺点：缺点：支架结构不完善，不支架结构不完善，不能调节宽度；能调节宽度；如有淋水，劳动条件如有淋水，劳动条件差；差；采面仅一组工人工作，采面仅一组工人工作，工艺待改进；工艺待改进；煤尘大；煤尘大；支架拆除费事。支架拆除费事。适用：适用：(8使用效果好，在厚度超过使用效果好，在厚度超过10m和倾角和倾角小于小于60的煤层中使用比较困难。）的煤层中使用比较困难。）M=2 6m5/12/202440.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采第四节第四节长孔爆破无人作业工作面空场采煤法长孔爆破无人作业工作面空场采煤法 一、采煤系统一、采煤系统工作面开切眼为双开切眼，双开切眼之间用横川联系。如图所示，工作面开切眼为双开切眼，双开切眼之间用横川联系。如图所示，回采工作面上巷回风，下巷入风运煤。在上巷与下巷之间布置一条打回采工作面上巷回风，下巷入风运煤。在上巷与下巷之间布置一条打眼道。打眼道与上巷之间是一个长壁工作面。打眼道与下巷之间是宽眼道。打眼道与上巷之间是一个长壁工作面。打眼道与下巷之间是宽度为度为68米的区段保护煤柱，在区段保护煤柱内沿走向每间距米的区段保护煤柱，在区段保护煤柱内沿走向每间距46米米布置布置1个溜煤眼，溜煤眼下面设放煤口；打眼道和溜煤眼一般是同时掘个溜煤眼，溜煤眼下面设放煤口；打眼道和溜煤眼一般是同时掘出。工作面无人作业，工人只在打眼道打眼、装药、放炮即可。沿走出。工作面无人作业，工人只在打眼道打眼、装药、放炮即可。沿走向间隔一定距离沿煤层倾向布置向间隔一定距离沿煤层倾向布置1条运输斜巷（将被利用为下一开采块条运输斜巷（将被利用为下一开采块段的开切眼）。工作面采至距运输斜巷一定距离时停止回采，留设一段的开切眼）。工作面采至距运输斜巷一定距离时停止回采，留设一条倾向煤柱。再利用运输斜巷为开切眼继续向前开采。条倾向煤柱。再利用运输斜巷为开切眼继续向前开采。1-打眼道；打眼道；2-爆破装药爆破装药眼；眼；3-区段运输平巷；区段运输平巷；4-区段回风平巷；区段回风平巷；5-运运输斜巷；输斜巷；6-放煤口；放煤口；7-隔离煤柱；隔离煤柱；8-区段保护区段保护煤柱；煤柱；9-密闭；密闭；10-空场空场5/12/202441.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采5/12/202442.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采5/12/202443.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采二、回采工艺二、回采工艺长孔爆破无人作业工作面空场采煤法回采工艺特别简长孔爆破无人作业工作面空场采煤法回采工艺特别简单，人员不进入回采工作面，工作面无支护。打眼道单，人员不进入回采工作面，工作面无支护。打眼道即是钻场，在打眼道内向巷道上帮上方打眼，长孔爆即是钻场，在打眼道内向巷道上帮上方打眼，长孔爆破落煤，采落的煤自放煤口放到下巷，通过设在下巷破落煤，采落的煤自放煤口放到下巷，通过设在下巷内的刮板运输机运走，经斜井井筒提升至地面。内的刮板运输机运走，经斜井井筒提升至地面。三、通风方式三、通风方式工作面无人作业，工作面和空场全负压通风。一部分工作面无人作业，工作面和空场全负压通风。一部分风流经由工作面下巷和运输斜巷，进入打眼道风流经由工作面下巷和运输斜巷，进入打眼道1，冲洗，冲洗无支护工作面；一部分风流经由工作面下巷，从靠近无支护工作面；一部分风流经由工作面下巷，从靠近空场软帮的放煤口进入空场，还通过外侧开切眼进入空场软帮的放煤口进入空场，还通过外侧开切眼进入内、外开切眼之间的横川进入空场；工作面及空场的内、外开切眼之间的横川进入空场；工作面及空场的回风汇入工作面上巷。回风汇入工作面上巷。5/12/202444.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采四、采空区处理四、采空区处理这种采煤方法工作面内不进行支护，采煤工只在区段这种采煤方法工作面内不进行支护，采煤工只在区段打眼道内进行钻孔和装药等操作。但是，为了防止采打眼道内进行钻孔和装药等操作。但是，为了防止采空区顶板悬露面积过大，冒落时产生冲击，可选择多空区顶板悬露面积过大，冒落时产生冲击，可选择多种方法对采空区进行处理：种方法对采空区进行处理：在工作面推进一段距离后，在距运输斜巷在工作面推进一段距离后，在距运输斜巷510m时停止回时停止回采，留设一条倾斜煤柱支撑采后空间。采，留设一条倾斜煤柱支撑采后空间。也可从下巷向已开采完毕的空场的上方打长钻孔，装药爆也可从下巷向已开采完毕的空场的上方打长钻孔，装药爆破进行强制放顶。破进行强制放顶。用井下矸石经过胶结后倾倒进入采后空场，进行采后充填。用井下矸石经过胶结后倾倒进入采后空场，进行采后充填。5/12/202445.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采五、优缺点及适用条件：五、优缺点及适用条件：优点：优点：1、回采工作面无人作业。一改现有采煤方法回采工作面有人进行、回采工作面无人作业。一改现有采煤方法回采工作面有人进行打钻、装药、爆破、溜煤、支护、回撤的工艺方式，在回采工作面打钻、装药、爆破、溜煤、支护、回撤的工艺方式，在回采工作面实现了无人化作业，降低了工人的劳动强度，提高了劳动生产效率。实现了无人化作业，降低了工人的劳动强度，提高了劳动生产效率。2、更加安全。减少了回采作业人员，几乎杜绝了急倾斜回采工作、更加安全。减少了回采作业人员，几乎杜绝了急倾斜回采工作面内的顶板事故和活动物体滑落造成人员伤亡的事故，显著改善了面内的顶板事故和活动物体滑落造成人员伤亡的事故，显著改善了工人的安全作业环境。钻场和回采工作面具有良好的通风空间。工人的安全作业环境。钻场和回采工作面具有良好的通风空间。3、回采工作面不设支护装备。大幅度降低了坑木、单体支柱、铰、回采工作面不设支护装备。大幅度降低了坑木、单体支柱、铰接顶梁、柔性掩护支架、金属网等材料的使用量和消耗量，成本大接顶梁、柔性掩护支架、金属网等材料的使用量和消耗量，成本大为降低，实现低碳化开采。为降低，实现低碳化开采。4、落煤方式采用深孔爆破。克服了传统的短孔爆破钻孔数目多、落煤方式采用深孔爆破。克服了传统的短孔爆破钻孔数目多、钻机移动次数多、工人劳动强度大、功率低、效率低、钻孔作业时钻机移动次数多、工人劳动强度大、功率低、效率低、钻孔作业时间长、炸药雷管消耗量大、钻孔装药作业环境艰苦、安全隐患大等间长、炸药雷管消耗量大、钻孔装药作业环境艰苦、安全隐患大等缺点。缺点。5、工艺简单。整个工艺工序只有钻孔、装药、爆破、放煤、运煤、工艺简单。整个工艺工序只有钻孔、装药、爆破、放煤、运煤等，没有工作面支护、回撤等工序，且钻孔、装药、爆破等工序是等，没有工作面支护、回撤等工序，且钻孔、装药、爆破等工序是在巷道的保护下进行。在巷道的保护下进行。6、很容易实现高产高效。钻孔、装药、爆破等工序与放煤、运煤、很容易实现高产高效。钻孔、装药、爆破等工序与放煤、运煤等工序可实现平行作业，工艺简单，增产潜力大。等工序可实现平行作业，工艺简单，增产潜力大。5/12/202446.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采缺点：缺点：与倒台阶采煤法、俯伪斜分段水平密集采煤法、普通机械化与倒台阶采煤法、俯伪斜分段水平密集采煤法、普通机械化走向长壁采煤法、柔性掩护支架采煤法相比，回采率略低。走向长壁采煤法、柔性掩护支架采煤法相比，回采率略低。安全效益和经济效益：安全效益和经济效益：深孔爆破空场采煤法与现有采煤法相比，能有效减少职工伤深孔爆破空场采煤法与现有采煤法相比，能有效减少职工伤亡，回采工效提高亡，回采工效提高25倍以上，坑木、单体支柱、铰接顶梁、倍以上，坑木、单体支柱、铰接顶梁、柔性掩护支架等使用数量减少柔性掩护支架等使用数量减少90以上，火药、雷管消耗降以上，火药、雷管消耗降低低50以上。直接成本降低以上。直接成本降低60以上。单产提高以上。单产提高30以上，以上，一个工作面每年节省成本一个工作面每年节省成本180万元以上，吨煤直接经济效益万元以上，吨煤直接经济效益50元以上。假使全国每年有元以上。假使全国每年有0.1的产量是由该采煤方法采出的的产量是由该采煤方法采出的话，则每年可产生话，则每年可产生15亿元以上的直接经济效益。安全效益和亿元以上的直接经济效益。安全效益和经济效益非常显著。经济效益非常显著。适用条件：适用条件：(1)煤层及煤层顶底板硬度为中的以上，比较稳定。煤层及煤层顶底板硬度为中的以上，比较稳定。(2)低瓦斯矿井。是否适用高瓦斯矿井有待验证。低瓦斯矿井。是否适用高瓦斯矿井有待验证。目前这种方法只能用于顶底板比较坚硬，无煤目前这种方法只能用于顶底板比较坚硬，无煤尘爆炸危险的低瓦斯矿井。尘爆炸危险的低瓦斯矿井。5/12/202447.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采第五节第五节倾斜条带开采方法倾斜条带开采方法一、巷道布置一、巷道布置从工作面回采边界开始垂直于运巷沿从工作面回采边界开始垂直于运巷沿煤层底板布置三条上山煤层底板布置三条上山a、b、c，a、b、c之间为回采条带，之间为回采条带，b、c之间为之间为预留煤壁预留煤壁(宽宽34m)。见图。见图。上山掘进过程中每隔上山掘进过程中每隔57m用一横用一横贯连通。作为回采时联络巷贯连通。作为回采时联络巷,采用木采用木棚支护棚支护(穿底梁增加其稳定性穿底梁增加其稳定性)。当三条上山依次与回风平巷贯通后，当三条上山依次与回风平巷贯通后，即可由上至下对回采条带进行回采。即可由上至下对回采条带进行回采。5/12/202448.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采二、回采工艺及顺序二、回采工艺及顺序回采时回采时,先在最上部横贯上方外侧溜煤上山先在最上部横贯上方外侧溜煤上山(a)内打好关门内打好关门与护身组柱与护身组柱,由回风巷对关门柱以上溜煤上山的支架加以由回风巷对关门柱以上溜煤上山的支架加以回撤回撤,然后由回风巷用煤电钻加长钎子分别向顶煤及上、然后由回风巷用煤电钻加长钎子分别向顶煤及上、下煤壁打眼下煤壁打眼,散煤体通过关门柱开口经溜煤上山自溜至运散煤体通过关门柱开口经溜煤上山自溜至运巷上部的放煤漏斗。通过溜槽控制装车巷上部的放煤漏斗。通过溜槽控制装车,大块煤大块煤(矸矸)被关被关门柱拦截后门柱拦截后,经破碎下放装车经破碎下放装车,当回至距内侧上山当回至距内侧上山23m时时,再在内侧上山再在内侧上山(b)内关门内关门,在该横贯内撤支架爆破落煤在该横贯内撤支架爆破落煤,依依次进行。次进行。待回采下行到空区倾斜长南翼近待回采下行到空区倾斜长南翼近15m出现顶底板局部垮落出现顶底板局部垮落时时,留设留设23m的走向煤壁对上部空区进行隔离的走向煤壁对上部空区进行隔离,阻挡矸石，阻挡矸石，再由下部横贯开始回采再由下部横贯开始回采,直至运巷上方直至运巷上方35m处。至此一处。至此一个回采条带回采完毕个回采条带回采完毕,另一个回采条带再从上方开始回采另一个回采条带再从上方开始回采,预留煤壁逐条进入空区。预留煤壁逐条进入空区。对于回采完毕进入空区的预留条带煤壁对于回采完毕进入空区的预留条带煤壁,随着又一条带的随着又一条带的回采回采,因顶板压力加大与作业地点爆破震动而屈服酥软散因顶板压力加大与作业地点爆破震动而屈服酥软散落落(多领先于顶板垮多领先于顶板垮落落),通过自溜与淋水的冲刷汇集在溜煤眼上方通过自溜与淋水的冲刷汇集在溜煤眼上方,经反复放经反复放仓得以回收仓得以回收,直至出现大块矸石搪塞为止。直至出现大块矸石搪塞为止。5/12/202449.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采本本 章章 结结 束束谢谢！谢谢！5/12/202450.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采第四章第四章 薄煤层采煤方法薄煤层采煤方法5/12/202451.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采第一节第一节 我国薄煤层开采现状我国薄煤层开采现状一、我国薄煤层开采现状一、我国薄煤层开采现状我我国国的的煤煤炭炭资资源源丰丰富富，储储存存量量大大，且且赋赋存存多多样样化化，根根据据我我国国煤煤层层厚厚度度划划分分，厚厚度度0.80.81.3m1.3m属属于于薄薄煤煤层层，小小于于0.8m0.8m属属于于极极薄薄煤煤层层。我我国国煤煤炭炭储储量量中中薄薄煤煤层层的的可可采采储储量量约约为为6060多多亿亿，约约占占全全国国煤煤炭炭总总储储量量的的18%18%。但但是是薄薄煤煤层层采采出出量量仅仅占占全全国国总总产量的产量的10.4%：原因原因1 1.采煤机械化程度低采煤机械化程度低 2 2.工作面单产和效率低工作面单产和效率低 3.3.掘进率高掘进率高4.4.开采成本高开采成本高 5.5.工人劳动强度大工人劳动强度大 5/12/202452.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采二、我国薄煤层开采方法的发展二、我国薄煤层开采方法的发展我国薄煤层的开采经历了几个发展阶段：我国薄煤层的开采经历了几个发展阶段：2020世纪世纪5050年代薄煤层开采主要使用炮采工艺。年代薄煤层开采主要使用炮采工艺。6060年代开始使用深截煤机掏槽，爆破落煤。年代开始使用深截煤机掏槽，爆破落煤。7070年年代代薄薄煤煤层层机机组组得得到到较较大大发发展展，分分别别研研制制出出不不同同类类型型的的刨刨煤煤机机，包括钢丝绳牵引刨煤机、全液压驱动刨煤机和刮斗刨煤机等。包括钢丝绳牵引刨煤机、全液压驱动刨煤机和刮斗刨煤机等。目前，我国薄煤层开采的机械化程度还比较低，大多还是采用炮采，产目前，我国薄煤层开采的机械化程度还比较低，大多还是采用炮采，产量低、事故多、工人的工作环境恶劣。量低、事故多、工人的工作环境恶劣。薄煤层采煤机作为薄煤层开采机械，由于受其本身结构的限制，薄煤层采煤机作为薄煤层开采机械，由于受其本身结构的限制，0.80.8已已是其开采下限，而且维修、操作不便，工人需在极低的工作面条件下跟是其开采下限，而且维修、操作不便，工人需在极低的工作面条件下跟机作业。机作业。19741974年研制成功年研制成功BM-100BM-100型薄煤层滚筒采煤机。在型薄煤层滚筒采煤机。在2020世纪世纪80809090年代，我国曾研制了多种型号的刨煤机（包括滑行刨煤机和拖钩刨煤机）年代，我国曾研制了多种型号的刨煤机（包括滑行刨煤机和拖钩刨煤机），以解决薄煤层的开采问题，并在一些局矿的使用中取得了不俗的成绩。，以解决薄煤层的开采问题，并在一些局矿的使用中取得了不俗的成绩。5/12/202453.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采9090年年代代，天天府府矿矿务务局局和和徐徐州州矿矿务务局局，分分别别从从俄俄罗罗斯斯和和乌乌克克兰兰引引进进了了螺螺旋旋钻钻采采煤煤机机，20032003年年新新汶汶矿矿业业集集团团也也引引进进了了2 2台台三三钻钻头头的的螺螺旋旋钻钻采采煤煤机机，用用于于薄薄与与极极薄薄煤煤层层的的开开采采，使使一一些些用用传传统统采采煤煤工工艺艺不不能能开开采采的的薄薄煤煤层层、极极薄薄煤煤层层得得到到有有效效开开采采利利用用。然然而而由由于于推推广广的的力力度度不不够够大大，以以及及用用户户对对这这种种形形式式的的采采煤煤机机种种也也有有一一个个逐逐步步认认识识的的过过程程，因因此此国国内内使使用用螺螺旋旋钻钻采采煤煤机的工作面还不多。机的工作面还不多。近近年年来来，刨刨煤煤机机技技术术的的开开发发取取得得了了很很大大的的进进展展，国国产产刨刨煤煤机机在在一一些些局局矿矿的的成成功功使使用用以以及及采采用用德德国国DBTDBT公公司司生生产产的的刨刨煤煤机机主主机机与与国国内内设设备备配配套套使使用用，在在我我国国铁铁法法、晋晋城城、西西山山等等地地取取得得的的一一些些成成功功经经验验，使使国国内内同同行行对对采采用用刨刨煤煤机机开开采采薄薄煤煤层层有有了许多新的认识。了许多新的认识。5/12/202454.全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采三、现行薄煤层开采技术三、现行薄煤层开采技术（一）用刨煤机开采薄煤层（一）用刨煤机开采薄煤层（二）滚筒采煤机开采薄煤层（二）滚筒采煤机开采薄煤层（三）螺旋钻机采煤法（三）螺旋钻机采煤法（四）煤锯开采薄煤层（四）煤锯开采薄煤层（五）无人工作面（五）无人工作