09-第九章柱式体系采煤法

采矿学电子教案 中国矿业大学矿业工程学院主讲 万志军教授 第九章柱式体系采煤法 第一节房式采煤法第二节房柱式采煤法第三节房柱式与长壁工作面配合采煤法第四节高度机械化的柱式体系采煤法优缺点与适用条件 一 盘区巷道布置及主要技术参数二 采煤工艺三 房式采煤法适用条件和注意的问题 第一节房式采煤法 一 盘区巷道布置及主要技术参数 房式采煤法 只采煤房不回收煤柱 用房间煤柱支撑上覆岩层的一种采煤方法 煤房宽度取决与采高 采深 顶底板稳定性及设备 采用连续采煤机开采时的煤房宽度多为5 7m 钻眼爆破开采时的煤房宽度多小于4m 1 盘区巷道布置示例美国某矿采用房式采煤法的巷道布置如图9 1所示 主巷5条 盘区准备巷道3条 在盘区两侧布置煤房 形成区段 区段内6个煤房同时推进 房宽7m 煤柱尺寸为8m 8m 区段间煤柱宽为8m 因受地质构造影响 煤房长约220m 美国某矿采用房式采煤法的巷道布置 2 房式采煤法技术参数1 平巷数目根据运输 行人 工作面推进速度 顶板管理方式及通风能力综合确定 因为采掘合一 因而多条巷道并列布置对生产及通风有利 通常主副平巷5 8条 一般中间数条进风 两侧回风 区段平巷3 5条 开掘横向联络贯通每条巷道满足通风和安全的要求 2 煤柱尺寸煤柱尺寸由上覆岩层厚度 煤层和地板强度确定 常留设8 20m宽的煤柱 3 煤房采高 采宽及截深连续采煤机采高可达4m 煤层厚度小于4m时一次采全高 厚度过大 只能采优质部分 煤房采用锚杆支护 宽度一般不超过6m 否则 应采用锚杆和支柱两种支护方式 如果煤层顶板破碎 宽度通常5m 截深应确保采煤机司机始终处于永久锚杆支护的安全范围内 即最远时司机刚好在最后一排锚杆之下 这样 要求截深一般为5 6m 按运煤方式的不同 连续采煤机采煤工艺可分为以下两种工艺系统 二 采煤工艺 1 连续采煤机 梭车间断运输工艺系统 横滚筒连续采煤机 梭车 梭车容量一般7 30t 车高0 7 1 6m 车长8m左右 设有电缆卷筒及电机 可在运距150m以内托电缆行车 车底装有刮板输送机 便于装载和卸载 梭车布置在连续采煤机之后 承接采煤机截割下来的煤 并往返于连续采煤机和破碎机之间 铲车 运送人员 搬运物料和设备 清理工作面残留浮煤和杂物 锚杆机 安装锚杆支护围岩 大多为托电缆胶轮自行式 安装锚杆 作业过程中耗时较多的一道工序 采煤机与锚杆机轮流进入煤房作业 先采煤一定进度 采煤机退出至另一煤房 锚杆机进入支护 2 连续采煤机可分为以下两个工序 采煤机退出 调整到煤房另一侧 再切割剩余的煤壁 掘至要求的深度 称为 采垛 工序 在煤房左侧掘进 待采煤机调正到位后切割正前方的煤壁 当深度达到5 6m时停止 这一工序称为 切槽 工序 连续采煤机工作时要及时架设纵向风障 形成宽1m的风道 使其端部超前于采煤机 以保持工作面良好的通风条件 采煤机每一个切割循环进一刀 即前进约一个滚筒的直径距离 与传统的工艺系统相比 这种工艺系统机械化程度高 减少了作业人员 一般采用三班作业 每班配备7 9人 工效较高 3 连续采煤机 输送机连续运输工艺系统将采煤机采落的煤 通过多台输送机转运至胶带输送机上 其工艺系统如图9 5所示 这种连续运输系统主要用于近水平薄煤层 采煤房或掘巷道时既不挑顶 也不卧底 薄煤层一般采用纵向螺旋滚筒采煤机 该采煤机及工艺过程如图9 6所示 两个带截齿的纵向螺旋滚筒一次钻进1 1m 可左右摆动45 一次采宽可达6 7m 利用两滚筒相向对滚 将破落的煤推装到连续采煤机的刮板输送机上 运到采煤机尾部 连续采煤机 输送机连续运输工艺系统 连续采煤机 输送机连续运输工艺系统 4 连续运输系统的优缺点1 与梭车运煤系统比较 连续运输系统优点 4 连续运输系统的优缺点2 缺点 三 房式采煤法适用条件和注意的问题 1 适用条件 房式采煤法一般适用与近水平薄或中厚煤层 与长壁开采配合 也可用于厚煤层 但一般要求瓦斯含量小 采深不超过300m 顶板坚硬或顶板中等稳定以上 或地面建筑物设施需保护等条件下 2 应注意的问题房和柱的尺寸应根据围岩性质及开采条件确定 为便于设备运行 房宽不应小于5m 坚硬顶板条件下 一般房宽略大于柱宽 留设条状煤柱 但留设的煤柱宽度应使煤柱能起到支撑顶板的作用 以防止基本顶大面积来压或冒顶 在地面需要保护时 一般柱宽略大于房宽 留设块状煤柱 以保持其稳定性 采出率一般不超过40 左右 一 块状煤柱房柱式采煤法二 条状煤柱房柱式采煤法三 适用条件 第二节房柱式采煤法 房柱式采煤法 煤房间留设不同形状的煤柱 采煤房时煤柱暂时支撑顶板 采完煤房后有计划的回收所留设的煤柱 如顶板稳定 可直接回收全部煤柱 反之 则要留设部分煤柱的一种采煤方法 一 块状煤柱房柱式采煤法 通常以4 5个以上的煤房为一组同时掘进 煤房宽5 7m 房间煤柱宽15 25m 每隔一定距离用联络巷贯通 形成方块或矩形煤柱 因煤柱尺寸和围岩条件不同 煤柱回收工艺主要有以下三种 二 条状煤柱房柱式采煤法 盘区准备巷道长度按胶带输送机长度确定 可达500 600m 有条件时可达1000m 在盘区准备巷道一侧或两侧布置长条状房柱 一组长条状房柱宽约15m 长约65 90m 如下图所示 条状煤柱房柱式采煤法 条状房柱回采顺序一般采用后退式 两侧布置时 也可一侧前进另一侧后退 回采时首先在15m宽的条状房柱中采出煤房 煤房宽6m 弹头掘进 掘进至边界后 65 90m 后退回收剩余的9m煤柱 如此逐条进行 由于煤房是单头掘进 房间无联络巷 条状煤柱是连续的 回收顺序如图中编号 煤柱回收后 顶板似长壁工作面一样 能充分冒落 三 适用条件 房柱式采煤法适用于近水平薄或中厚煤层 顶板中等稳定以上 瓦斯含量小 采深一般不超过300m 房和柱的尺寸应根据围岩性质及开采条件确定 为便于设备运行 房宽应不小于5m 第三节房柱式与长壁工作面配合采煤法 利用连续采煤机及其配套设备多巷快速开掘煤房优势 为长壁综采工作面掘进回采及准备巷道 形成房柱式与长壁工作面配合的采煤法 由于掘进速度快 一次能同时掘进3 4条平巷 可为上下两个区段长壁工作面服务 不仅有利于采掘衔接 而且充分发挥了长壁综合机械化开采和连续采煤机房柱式开采的优点 在两个长壁工作面之间开掘一组煤房 煤房间留设煤柱 这些煤房形成了长壁工作面的回采巷道 而煤柱既是两个长壁工作面的回采巷道之间当的护巷煤柱 又是两个长壁工作面采完后用连续采煤机回收煤柱的工作面 长壁工作面回采巷道四巷布置与掘进方式如下图所示 准备长壁工作面时 将四条回采巷道全部开掘出来 两边长壁工作面采完后 还保留了两条回采巷道 连续采煤机利用这两条巷道来回收回采巷道间的煤柱 房柱式与长壁工作面配合的采煤法巷道布置 房柱式与长壁工作面配合的采煤法优点 1 长壁工作面开采时形成多巷进风和多巷回风的通风方式 设备布置 运煤 运料 行人等均可分巷设置 2 这是机械化水平高 工作面推进速度快 产量大 瓦斯涌出量也大的长壁工作面开采布置的一种模式 一 优点二 缺点三 适用条件 第四节高度机械化的柱式体系采煤法优缺点与适用条件 一 优点 二