煤矿开采学课件第一篇采煤方法第六章：倾斜长臂采煤法

1、第六章第六章 倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法 倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法 回采工作面沿煤层走向布置回采工作面沿煤层走向布置,沿倾斜沿倾斜 （仰斜或俯斜）推进采煤。（仰斜或俯斜）推进采煤。或长壁工作面沿倾斜推进的采煤或长壁工作面沿倾斜推进的采煤 方法。方法。 工作面自下而上推进采煤的为工作面自下而上推进采煤的为仰斜开采仰斜开采 工作面自上而下推进采煤的为工作面自上而下推进采煤的为俯斜开采俯斜开采 该法采煤量占总产量的该法采煤量占总产量的12%12%以上以上 巷道布置特点巷道布置特点 1）水平运输大巷和回风大巷均沿煤层走向置于）水平运输大巷和回风大巷均沿煤层走向置于 阶段阶段 同一侧。同一侧。 2

2、）分带运输斜巷和回风斜巷均沿煤层倾斜方向）分带运输斜巷和回风斜巷均沿煤层倾斜方向 掘进，掘进， 并垂直或斜交于平运输大巷并垂直或斜交于平运输大巷 3）采面沿煤层走向布置，对拉采面，工作面走）采面沿煤层走向布置，对拉采面，工作面走 向长向长200m ， 斜长斜长1000m 。 第一节第一节 示例示例 一、单一薄及中厚煤层倾斜长壁一、单一薄及中厚煤层倾斜长壁 采煤法的巷道布置采煤法的巷道布置 巷道名称：巷道名称： 1 1水平运输大巷；水平运输大巷；2 2水平回水平回 风大巷；风大巷；3 3采煤工作面；采煤工作面；4 4 工作面运输斜巷；工作面运输斜巷；5 5工作面工作面 回风斜巷；回风斜巷；6 6

3、煤仓；煤仓；7 7进风进风 行人斜巷行人斜巷 5 1 2 5 6 7 4 3 I I 1 7 6 2 4 3 II 二、煤层群倾斜长壁采煤法巷道布置二、煤层群倾斜长壁采煤法巷道布置 倾斜长壁采煤法开采煤层群时，同样有单层布置和联合布置两种倾斜长壁采煤法开采煤层群时，同样有单层布置和联合布置两种 方式。方式。对于层间距较大的煤层群对于层间距较大的煤层群，可在各个煤层中布置带区（或，可在各个煤层中布置带区（或 分带）分别独立开采，其巷道布置、生产系统与单一煤层倾斜长分带）分别独立开采，其巷道布置、生产系统与单一煤层倾斜长 壁采煤法基本相同。壁采煤法基本相同。对于近距离煤层群，对于近距离煤层群，一般

4、采用多煤层联合布一般采用多煤层联合布 置的开采方式。置的开采方式。 1. 巷道布置及掘进顺序巷道布置及掘进顺序 运输大巷和回风大巷，布置在煤层群最下一层薄及中厚煤层之运输大巷和回风大巷，布置在煤层群最下一层薄及中厚煤层之 中，中， 或布置在最下一层煤层底板岩层中。自运输大巷或布置在最下一层煤层底板岩层中。自运输大巷1布置一条运料斜布置一条运料斜 巷巷3 与各层煤的分带回风运料斜巷与各层煤的分带回风运料斜巷7联系，并使运料斜巷联系，并使运料斜巷3与回风大巷与回风大巷2 连连 通，各煤层分带运输斜巷通，各煤层分带运输斜巷6与运输大巷与运输大巷1是通过煤仓是通过煤仓4和行人进风斜和行人进风斜 巷巷5

5、 联系的。联系的。 . l1-运输大巷；运输大巷；2-回风大巷；回风大巷；3-材料斜巷；材料斜巷； l4煤仓；煤仓；5行人进风斜巷；行人进风斜巷； l6分带运输斜巷；分带运输斜巷；7分带回风斜巷分带回风斜巷 2. 生产系统生产系统 运运 煤煤 运运 料料 新新 风风 污污 风风 调节风窗调节风窗 风风 门门 三、厚煤层倾斜分层倾斜长壁采煤法巷道布置特点三、厚煤层倾斜分层倾斜长壁采煤法巷道布置特点 （一）分层同采的巷道布置特点（一）分层同采的巷道布置特点 l分层同采时，需在每一个分带布置集中斜巷和回风集中斜巷。分层同采时，需在每一个分带布置集中斜巷和回风集中斜巷。 分带集中斜巷为该带区范围内的所

6、有分层开采服务。分带集中斜巷为该带区范围内的所有分层开采服务。 l优点优点：同时生产的工作面个数多，生产能力大，生产集中。：同时生产的工作面个数多，生产能力大，生产集中。 l缺点缺点：岩石工作量大，生产系统复杂，占用的运输设备多。：岩石工作量大，生产系统复杂，占用的运输设备多。 （二）分层分采的巷道布置特点（二）分层分采的巷道布置特点 l厚煤层倾斜长壁分层分采，不需要布置分带运输集中斜巷和厚煤层倾斜长壁分层分采，不需要布置分带运输集中斜巷和 回风集中斜巷，在同一分带内采完上分层后，要等待上分层回风集中斜巷，在同一分带内采完上分层后，要等待上分层 采空区垮落稳定后，才能掘进下分层的斜巷和开切眼。

7、采空区垮落稳定后，才能掘进下分层的斜巷和开切眼。 第二节第二节 倾斜长壁采煤法采煤系统分析倾斜长壁采煤法采煤系统分析 （一）采煤工作面布置形式（一）采煤工作面布置形式 l倾斜长壁采煤法的工作面可以布置成单工作面，也可以布置倾斜长壁采煤法的工作面可以布置成单工作面，也可以布置 成双工作面。成双工作面。 l单工作面的特点是单工作面的特点是：每一个采煤工作面有两条回采巷道，一：每一个采煤工作面有两条回采巷道，一 条为运煤和进风的运输斜巷，另一条为运料和回风的回风斜条为运煤和进风的运输斜巷，另一条为运料和回风的回风斜 巷。巷。 l双工作面布置的特点是双工作面布置的特点是:两个工作面布置三条回采巷道，其

8、两个工作面布置三条回采巷道，其 中中间的一条巷道形式减少了一条分带运煤斜巷及其联络巷中中间的一条巷道形式减少了一条分带运煤斜巷及其联络巷 道，减少了巷道掘进工作量，节省了一套运输设备，生产比道，减少了巷道掘进工作量，节省了一套运输设备，生产比 较集中。较集中。 （二）采煤工作面推进方向（二）采煤工作面推进方向 1、按工作面推进方向有、按工作面推进方向有：俯斜开采和仰斜开采两种。：俯斜开采和仰斜开采两种。 2、按开采顺序分：、按开采顺序分：前进式前进式 后退式后退式 往复式往复式 混合式混合式 1 1、仰斜开采与俯斜开采、仰斜开采与俯斜开采 仰斜开采仰斜开采 采面沿倾斜采面沿倾斜 从下向上推进采

9、煤。从下向上推进采煤。 适用适用：顶板稳定，煤质较：顶板稳定，煤质较 硬；顶板淋水大；煤易自燃硬；顶板淋水大；煤易自燃 需注浆；临界角一般为需注浆；临界角一般为 3 5 a 4 2 6 1 俯斜开采俯斜开采 采面沿倾斜自上采面沿倾斜自上 向下推进采煤。向下推进采煤。 适用适用：煤厚，：煤厚， 大，煤松软大，煤松软 易片帮，易片帮，CH4大。大。 当当 5 仰斜与俯斜相仰斜与俯斜相 结合的形式。结合的形式。 3 4 6 a 5 2 1 前进式开采前进式开采 a：采煤工作面由：采煤工作面由 大巷附近向上部大巷附近向上部 边界推进。边界推进。 b：采煤工作面由：采煤工作面由 大巷附近向下部大巷附近向

10、下部 边界推进。边界推进。 1水平运输大巷水平运输大巷 2采煤工作面采煤工作面 3分带运输斜巷分带运输斜巷 4分带回风斜巷分带回风斜巷 5水平回风大巷水平回风大巷 (a) 1 4 3 2 (b) 1 4 3 2 5 5 前进式优缺点：前进式优缺点：工作面准备期短，出煤早。在采空区维工作面准备期短，出煤早。在采空区维 护护 巷道技术复杂、维护费用高；工作面通风系统漏风巷道技术复杂、维护费用高；工作面通风系统漏风 多，而且采空区瓦斯涌到工作面风流中，加大了采多，而且采空区瓦斯涌到工作面风流中，加大了采 空区自燃发火危险；工作面采煤和掘进相互干扰，空区自燃发火危险；工作面采煤和掘进相互干扰， 生产和

11、组织管理工作复杂；此外也难以掌握前方煤生产和组织管理工作复杂；此外也难以掌握前方煤 层的变化情况。层的变化情况。 后退式优缺点与前进式相反。后退式优缺点与前进式相反。 后退式开采后退式开采 a：采煤工作面由：采煤工作面由 下下部边界向大巷附部边界向大巷附 近推进。近推进。 b：采煤工作面由：采煤工作面由 上部边界向大巷上部边界向大巷 附近推进。附近推进。 1水平运输大巷水平运输大巷 2采煤工作面采煤工作面 3分带运输斜巷分带运输斜巷 4分带回风斜巷分带回风斜巷 5水平回风大巷水平回风大巷 (b) 1 4 32 5 (a) 1 5 4 3 2 1 4 3 2 (a) a）设分带煤柱；）设分带煤柱

12、； （b）不设分带煤柱）不设分带煤柱 (b) 1 3 4 2 往复式开采往复式开采 混合式开采混合式开采 兼有前进式和后退式的特点兼有前进式和后退式的特点 (b)(a) 14 5 2 3 （三）辅助运输方式（三）辅助运输方式 不少矿井按运输能力和煤层倾角大小，采用多台小绞车串不少矿井按运输能力和煤层倾角大小，采用多台小绞车串 联运输方式或无极绳运输方式。但这种方式工人劳动强度联运输方式或无极绳运输方式。但这种方式工人劳动强度 大，容易发生脱钩跑车等事故。大，容易发生脱钩跑车等事故。 目前，一些矿井采用了单轨吊、卡轨车和齿轨车等运输设目前，一些矿井采用了单轨吊、卡轨车和齿轨车等运输设 备。这种方

13、式技术先进、运输系统简单、运输能力大、运备。这种方式技术先进、运输系统简单、运输能力大、运 输距离长和实现安全运输等优点。输距离长和实现安全运输等优点。 一、矿压显现及支护特点一、矿压显现及支护特点 煤层倾角对顶板稳定性影响煤层倾角对顶板稳定性影响： 1 1、仰采、仰采 ： （1 1）顶板产生向采空区方向的分力）顶板产生向采空区方向的分力 （2 2）顶板受向下拉力，不易获得平衡）顶板受向下拉力，不易获得平衡 （3 3）煤壁易片帮）煤壁易片帮 （4 4）采空区顶板冒落滚向采空区）采空区顶板冒落滚向采空区 （5 5）支架主要作用是支撑顶板）支架主要作用是支撑顶板 （6 6）支撑式或支掩式支架；）支

14、撑式或支掩式支架； 当当 ，支柱迎山角为，支柱迎山角为6 6 设置复位千斤顶；防片帮装置，锚杆；大拉力的推移千斤顶设置复位千斤顶；防片帮装置，锚杆；大拉力的推移千斤顶 第三节第三节 采煤工艺特点采煤工艺特点 煤层倾角对顶板稳定性影响煤层倾角对顶板稳定性影响 (a) (b) L 12 o 12 o (a) (b) 仰采与俯采仰采与俯采 2 2、俯采：、俯采： 顶板产生指向煤壁的分力顶板产生指向煤壁的分力 岩层受压力，顶板易平衡，稳定；岩层受压力，顶板易平衡，稳定； 煤壁稳定煤壁稳定, , 不易片帮；不易片帮； 矸石易窜入采面；矸石易窜入采面； 支架支撑顶板，防矸石窜入工作面支架支撑顶板，防矸石窜

15、入工作面 支掩式：掩护梁上有防窜装置，支掩式：掩护梁上有防窜装置， 二、回采工艺特点二、回采工艺特点 （1）仰斜开采时仰斜开采时，水可以自动流向采空区，工作，水可以自动流向采空区，工作 面无积面无积 水，劳动条件好，机械设备不易受潮，装水，劳动条件好，机械设备不易受潮，装 煤效果好。当煤层倾角小于煤效果好。当煤层倾角小于10左右时，采煤机左右时，采煤机 及输送机工作稳定性尚好。如倾角较大（大于及输送机工作稳定性尚好。如倾角较大（大于 10），采煤机在自重影响下，截煤时偏离煤壁），采煤机在自重影响下，截煤时偏离煤壁 减少了截深；输送机也会因采下的煤滚向溜槽下减少了截深；输送机也会因采下的煤滚向溜

16、槽下 侧，易造成断链事故。侧，易造成断链事故。 措施：措施：如减少截深、采用中心链式输送机、下部设三角架如减少截深、采用中心链式输送机、下部设三角架 把输送机调平、加强采煤机的导向定位装置等。在把输送机调平、加强采煤机的导向定位装置等。在 煤层夹矸较多时，滚筒切割反弹力较大，使采煤机煤层夹矸较多时，滚筒切割反弹力较大，使采煤机 受振动和滚筒易受振动和滚筒易“割飘割飘”，导向管在煤壁侧磨损严重。，导向管在煤壁侧磨损严重。 当倾角大于当倾角大于17时，采煤机机体常向采空区一侧转时，采煤机机体常向采空区一侧转 动，甚至出现翻倒现象。动，甚至出现翻倒现象。 在俯斜开采时，在俯斜开采时，随着煤层倾角的加

17、大采煤机和输送随着煤层倾角的加大采煤机和输送 机的事故也会增加，装煤率降低。由于采煤机的重机的事故也会增加，装煤率降低。由于采煤机的重 心偏向滚筒，俯斜开采将加剧机组的不稳定，易出现心偏向滚筒，俯斜开采将加剧机组的不稳定，易出现 机组掉道或断牵引链的事故，并且采煤机机身两侧导机组掉道或断牵引链的事故，并且采煤机机身两侧导 向装置磨损严重。鸡西矿区小恒山矿通过采取加高滚向装置磨损严重。鸡西矿区小恒山矿通过采取加高滚 筒滑靴的措施，在煤层倾角筒滑靴的措施，在煤层倾角17左右时，仍取得了较左右时，仍取得了较 好的效果。俯斜开采最大的问题是装煤困难。好的效果。俯斜开采最大的问题是装煤困难。 第四节第四

18、节 适用条件及评价适用条件及评价 倾斜长壁采煤法的优缺点和适用条件倾斜长壁采煤法的优缺点和适用条件 （一）倾斜长壁采煤法的优点（一）倾斜长壁采煤法的优点 （1 1）巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，准备时）巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，准备时 间短、投产快。间短、投产快。 （2 2）运输系统简单，占用设备少，运输费用低。）运输系统简单，占用设备少，运输费用低。 （3 3）由于倾斜长壁采煤法工作面的回采巷道可以沿煤）由于倾斜长壁采煤法工作面的回采巷道可以沿煤 层掘进，有能够保持固定方向，可保持采煤工作面层掘进，有能够保持固定方向，可保持采煤工作面 的长度不变，给工作面创造了优良的开采技术

19、条件，的长度不变，给工作面创造了优良的开采技术条件， 有利于综合机械化采煤。有利于综合机械化采煤。 （4 4）通风线路短，通风构筑物少，漏风少，通风效果好。）通风线路短，通风构筑物少，漏风少，通风效果好。 （5 5）对地质条件的适应性较强。）对地质条件的适应性较强。 （6 6）技术经济效果好，工作面单产、巷道掘进率、煤炭）技术经济效果好，工作面单产、巷道掘进率、煤炭 采出率、劳动生产率和吨煤成本等指标，都比走向长采出率、劳动生产率和吨煤成本等指标，都比走向长 壁采煤法有明显的提高和改善。壁采煤法有明显的提高和改善。 （二）倾斜长壁采煤法存在的问题（二）倾斜长壁采煤法存在的问题 l长距离的倾斜巷道，使得掘进、辅助运输和行人比较长距离的倾斜巷道，使得掘进、辅助运输和行人比较 困难；现有的采煤工作面设备都是按走向长壁工作面困难；现有的采煤工作面设备都是按走向长壁工作面 的开采条件设计和制造的，不能完全适应倾斜长壁工的开采条件设计和制造的，不能完全适应倾斜长壁工 作面的生产要求；每作面的生产要求；每2 24 4个分带布置一个煤仓与大巷个分带布置一个煤仓与大巷 联系，大巷装车点较多，特别是当同时开采的工作面联系，大巷装车点较多，特别是当同时开采的工作面