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水平分层 采煤方法分类 1 第二节采煤方法分类 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 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 2 一 壁式采煤法 1 壁式采煤法的特点 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 2 采煤工作面长度较长 一般在80 250m以上 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 随着采煤工作面不断向前推进 顶板暴露面积增大 矿山压力显现较为强烈 3 2 壁式体系采煤法的类型 1 根据开采技术条件煤层按倾角分类 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近水平煤层 45 4 薄煤层M3 5 分层开采 整层开采 厚煤层采煤法 薄及中厚煤层采煤法 壁式体系采煤法的类型 2 根据开采技术条件煤层按厚度分类 5 3 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 4 按采空区处理方法分 全部垮落采煤法煤柱支撑 刀柱 采煤法充填采煤法 5 按工作面布置和推进方向分 走向长壁采煤法倾斜长壁采煤法 俯斜 仰斜 壁式体系采煤法的类型 6 二 柱式体系采煤法 柱式体系采煤法又称为短壁体系采煤法 是以房 柱间隔采煤为主要特征 常见的有巷柱式 房式 房柱式采煤法 7 柱式采煤工艺 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 8 柱式采煤工艺 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 9 柱式采煤工艺 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 10 柱式体系开采特点 1 面短 40m 数目多 巷道掘进率高 掘进出煤多 2 矿压显现不明显 支护与采空区处理简单 3 出煤方向垂直采面 4 通风条件差 5 采煤设备轻便 灵活 11 适用条件及评价柱式体系采煤法的优点 设备投资少 采掘可实现合一 建设期短 出煤快 设备运转灵活 搬迁快 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 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 全员效率较高 特别是中小型矿井更为明显 柱式采煤方法特点及适用条件 12 柱式采煤方法特点及适用条件 适用条件及评价主要缺点 采区采出率低 一般为50 60 左右 回收煤柱时可提高到70 75 左右 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 13 第二节柱式采煤方法特点及适用条件 适用条件及评价适用条件为 开采深度较浅 一般不宜超过300 500m 顶板较稳定的薄及中厚煤层 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 底板较平整 不太软 且顶板无淋水 低瓦斯煤层 且不易自然发火 14 第三节其它采煤方法 三下一上 采煤 在建筑物下 铁路下 水体下和承压水体上采煤时 既要保证建筑物和铁路不受到开采影响而破坏 又要尽量多采出煤炭 15 三下一上 采煤方法 一 岩层与地表移动的一般特征 一 岩层移动的一般特征就煤层的开采来说 采空区周围的岩层移动和变形 一般表现为采空区上方顶板的弯曲下沉 断裂 垮落 底板岩层鼓起 开裂 滑动 以及采空区周围煤壁的压出 片帮 等等 16 三下一上 采煤方法 一 岩层与地表移动的一般特征 二 地表移动的一般特征 1 地表移动盆地 2 裂缝 3 台阶状塌陷盆地 4 塌陷坑 17 三下一上 采煤方法 二 建筑物压煤开采 一 地表移动和变形对建筑物的影响1 地表下沿的影响建筑物主要管路的坡度会发生变化 四周的防水坡也可能造成破坏 特别是由于地表下沉造成潜水位相对上升 造成建筑物长期积水或过度潮湿时 就会影响建筑物的强度 以至影响建筑物的使用 2 地表倾斜的影响地表倾斜后 建筑物也随之歪斜 重心偏移 影响其稳定性 而且承重结构内部将产生附加盈利 基础的承压也会发生变化 18 三下一上 采煤方法 二 建筑物压煤开采 一 地表移动和变形对建筑物的影响3 地表曲率的影响建筑物的基础底面出现悬空状态 4 地表水平变形的影响使建筑物受到附加的拉伸和压缩应力 19 三下一上 采煤方法 二 建筑物压煤开采 二 减少地表移动和变形的开采措施1 防止地表突然下沉措施 在一定的开采深度下 进行建筑物下采煤 开采急斜煤层时 在煤层露头处应留设足够的煤柱 以防止突然塌陷 在缓斜或倾斜厚煤层浅部开采时 应尽量采用倾斜分层长壁式采煤法 并适当减少第一 第二分层开采煤厚 20 三下一上 采煤方法 二 建筑物压煤开采 二 减少地表移动和变形的开采措施2 减少地表下沉的措施 1 采用充填采煤法 2 使用分带开采法 3 使用房柱式采煤 4 减少一次采出煤厚 21 三下一上 采煤方法 3 消除或减少开采影响的不利叠加的措施 1 分层间隔开采 2 合理布置各煤层 分层 的开采边界 3 尽量使用较长的采煤工作面 实行全柱开采 4 尽量不残留尺寸不适当的煤柱 5 协调开采4 消除或减少开采边界的影响 22 三下一上 采煤方法 三 铁路压煤开采 一 铁路压煤开采的特点和要求 二 开采技术措施1 在采区布置上 应尽量使采动线路处于盆地主断面附近 避免线路处于移动盆地的边缘 2 严禁使用非正规的采煤方法 3 选择合适的采煤方法和顶板管理方法 4 在缓斜和倾斜厚煤层浅部开采时 应尽量采用倾斜分层采煤法 适当减小分层开采的厚度 禁用一辞采全稿采煤法 23 三下一上 采煤方法 三 铁路压煤开采 二 开采技术措施5 开采急斜煤层时 应尽量采用沿走向推进的小姐端伪倾斜掩护支架采煤法 水平分层采煤法 6 煤层顶板坚硬 不易冒落时 应进行人工放顶 以防止空顶面积达到极限时突然冒落而引起地表突然下沉 7 铁路位于煤层露头附近 或在其下方浅部有煤层或石灰岩时 需调查铁路下方是否有老空区 废巷道发 岩溶等 如果在这些空硐充水 则采前应将水排干 并用注浆法填是空硐 8 浅部非正规采过的老空区 在开采过程中要划定范围 派专人巡视 监督地表移动情况 做好相应的应急准备 24 三下一上 采煤方法 四 水体压煤开采 一 影响水体下采煤的地质及水文地质因素1 煤层上方水体类型2 岩性及地层结构3 断裂构造4 煤 岩 层赋存状态 25 三下一上 采煤方法 四 水体压煤开采 二 水体压煤开采的一般途径1 顶水采煤 对水体不做任何处理 只在水体与煤层之间保留一定厚度 或垂稿 的安全煤岩柱情况下进行采煤 2 疏干采煤 先疏后采 或边采边疏3 顶疏结合开采4 帷幕注浆堵水 三 水体下采煤的开采技术措施 26 三下一上 采煤方法 五 石灰岩水压含水层上带压开采 一 石灰岩水压含水层上带压采煤防治水途径及技术应用特点1 石灰岩承压含水层上带压采煤防治途径 1 疏水开采 2 堵水开采 3 带 水 压开采 4 综合治理2 石灰岩承压含水层上采煤技术应用的特点 27 三下一上 采煤方法 五 石灰岩水压含水层上带压开采 二 石灰岩水压含水层上带压开采的技术条件及影响因素1 含水层的富水特征2 断裂构造的导水性3 底板岩柱的阻水能力4 采动影响程度 28 三下一上 采煤方法 五 石灰岩水压含水层上带压开采 三 石灰岩水压含水层上带压开采的适用条件及技术措施1 含水层上带压开采的适用条件2 综合治理 带压开采的主要技术措施 29 水力采煤法 利用水力来完成矿井生产中采煤 运输 提升等生产环节的全部或部分工作的开采技术 简称水采 一 水采生产系统简介 一 高压供水系统 二 煤水运提系统 三 脱水系统 30 水力采煤法 二 水力采煤方法特点 1 以水射流实现落煤和运输两个主要生产环节 把落煤与运输简化成单一的连续工序 2 这种水采方法对回采空间的煤层顶板不进行支护 作业人员不进入采煤工作面内 简化了采煤工作面的顶板管理 减轻了工人劳动强度 提高了生产的安全性 3 这种水采方法的采煤工作面以短壁形式布置 具有较强的机动性和灵活性 31 水力采煤法 二 水力采煤方法 一 倾斜短壁式采煤法1 采准巷道布置2 采区生产系统3 采煤工艺 二 走向短壁式采煤法1 采准巷道布置2 采区生产系统3 采煤工艺短壁式采煤法 三 倾斜短壁式与走向短壁式平煤法的比较 32 水力采煤法 三 水力采煤的适用条件1 顶板稳定或中等稳定 底板泥化 底鼓不严重 倾角7 30 的中厚和厚煤层 2 厚度1m以上 倾角大于30 顶底板稳定性符合水采要求的倾斜 急斜煤层 3 地质构造复杂 倾角 厚度变化大 但其整体条件仍适合水采的中厚以上的不稳定煤层 33 水砂充填采煤法 一 概述充填法是一种采空区处理的方法 它是利用砂子 碎石或炉渣等材料充填采空区 借以支撑围岩 防止或减少围岩垮落和变形 充填方法 自溜充填 机械充填 风力充填 水力充填 34 水砂充填采煤法 二 充填材料的要求 一 对充填材料的要求数量足 取材容易 质量好 安全可靠 价格低 易加工 二 充填材料的需要量1 充填材料的总需要量2 充填材料的年消耗量 35 水砂充填采煤法 三 水力充填采煤法倾斜分层走向长壁上行充填采煤法及倾斜分层V形倾斜长壁上行充填采煤法 一 准备方式及采煤系统 二 采煤工艺 三 V形倾斜长壁上行充填采煤法 36 水砂充填采煤法 四 适用条件倾斜分层走向长壁上行充填采煤法适用条件 倾角5 35 特厚煤层 对地表变形要求严格的建 构 筑物 铁路下和水体下开采区域 顶板极破碎 有煤与瓦斯突出及冲击地压的特厚煤层 37 深井采煤 一 深矿井开采的主要特征 一 地压大 二 地温高二 深矿井开采的矿压控制 一 巷道布置1 开拓和准备巷道应布置在岩石力学性能好的岩 煤 层中 2 巷道应布置在受采动影响小的位置 3 缩短巷道服务年限 38 深井采煤 二 深矿井开采的矿压控制 二 巷道支护1 支护强度大 能抵抗高地压 2 可缩性能好 可缩量大 能适应围岩的大变形 3 封闭性能好 能够有效地防止底鼓 39 深井采煤 二 深矿井开采的矿压控制 三 巷道维护1 卸压法 1 超前导硐 2 爆破卸压 3 钻孔卸压 4 宽巷卸压2 围岩加固法 1 机械加固 2 化学加固 40 深井采煤 三 深矿井开采的地热和瓦斯控制 一 地热控制在矿井或采区安装空调机 进行制冷降温 二 瓦斯控制一是控制瓦斯涌出量 二是防止煤与瓦斯突出 41 煤炭地下气化 一 煤炭地下气化原理首先从地表沿煤层开掘两条倾斜巷道1和2 然后在煤层中靠下部用一条水平巷道将两条倾斜巷道连接起来 被巷道包围的整个煤体 就是将要气化的区域 称之为气化盘区 或称气化发生炉 42 一 煤炭地下气化原理1 气化带 温度达1200 1400 2 还原带 氧已基本耗尽 温度在800 1000 煤炭地下气化 43 3 干馏 干燥带还原反应过程中要吸收热量所以温度降到700 400 还原停止 碳不再氧化而是进行干馏 放出氢气 瓦斯 和其他碳氢化合物 成为干燥带的干馏部分 干馏之后便脱水干燥得到含有CO H2 CH4可燃烧气体 还有CO2 O2 H2S N2的混合气体称为煤气 44 第五节煤炭地下气化 二 煤炭地下气化方法通常分为有井式和无井式两种 无井式地下气化是应用定向钻进