柱式体系采煤法(煤矿开采学)课件

1、煤矿开采学资源与环境工程学院刘承论第九章 柱式体系采煤法 柱式体系采煤法基本类型1.房式采煤法2.房柱式采煤法 柱式体系采煤法的实质是在煤层内开掘一系列宽为57 m左右的煤房，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。根据地质和技术条件的不同，每类采煤法又有很多变化。背景及发展 80年代以前，美国和澳大利亚主要采用这种柱式体系采煤法。 但近年来，壁式采煤法在迅速增加，出现了长壁工作面采煤，巷道仍是采用柱式采

2、煤法的多巷布置系统，利用煤房采出一部分煤，同时为长壁工作面准备出两侧平巷。这种柱式与壁式相结合的采煤法，在美国和澳大利亚有较大的发展。第一节 柱式体系采煤工艺 采煤工艺：按落煤方式的不同：一类为传统的放炮落煤工艺；一类为连续采煤机采煤的工艺。目前美国和澳大利亚一般采用后者。连续采煤机采煤的工艺连续采煤机梭车转载破碎机胶带输送机 工艺系统连续采煤机桥式转 载机万向接长机胶带输送机工艺系统一、连续采煤机一梭车工艺系统适应：薄及中厚煤层 连续采煤机主要有横滚筒和纵螺旋两大类。在中厚煤层中使用的都是横滚筒。 如乔伊(J()Y)1 2CM型滚筒 宽度2.93.2 m，采煤机长91 0 m，同时完成割煤与

3、装煤工作。梭车容量一般为7-16t车高O.71.6 m，车长8.O m左右横滚筒采煤机纵螺旋采煤机连续采煤机一梭车工艺系统 1连续采煤机；2梭车；3转载破碎机；4胶带输送机；5一锚杆机；6纵向风障；7风帘；8风墙；9电源中心 为了将煤匀速送入胶带输送机，在输送机前面设置了转载破碎机，以利梭车快速卸载，并破碎大块煤。锚杆机是系统中的重要设备，大多为拖电缆胶轮自行式(也有简易手提的)，打锚杆也是作业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。先采煤到一定进度(例如6 m)，采煤机退出至另一煤房采煤，锚杆机进入进行支护。 这种工艺系统与传统工艺系统相比，机械化程度高，大大减少了作业人员。一

4、般采用三班作业制，每班配备79人，工效较高。二、连续采煤机一输送机工艺系统 这种系统主要用于薄煤层，在中厚煤层的使用也呈上升趋势。这种连续运输系统克服了梭车间断运输产生的影响，且有利于在薄煤层中应用。纵螺旋采煤机滚筒长1.2m，可钻进1.1m. 由于薄煤层巷道低，条件较差，为方便运送人员、设备和材料及清扫浮煤，设一台铲车。 连续采煤机采煤后，若顶板不太稳固，可先用金属支柱临时支护，永久支护采用金属锚杆或树脂锚杆，边打锚杆边回撤临时支柱。一台采煤机配备2台顶板锚杆机，进行顶板打眼和安装锚杆。第二节 采煤方法特点 一、房式采煤法 这种采煤方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。 房

5、式采煤方法。主巷由5条巷道组成，盘区准备巷为3条，在盘区巷两侧布置煤房，形成区段。盘区一翼前进，另一翼后退。 区段由6个房同时推进。房宽7 m，煤柱尺寸为8 m8 m，区段间煤柱宽为8 m，因受地质构造影响，房长约220 m。美国某矿井采用连续采煤机一梭车工艺系统前进后退 房式采煤法根据煤柱尺寸和形状可分为很多种形式，如长条式、切块式等。但其布置方式相似。 房式采煤法适应于顶板稳定、坚硬的条件，采出率可达5060%。山西西曲矿回收高压输电铁塔下的煤柱，采用了房式采煤法。该矿为低瓦斯矿井，近水平煤层，平均厚度2.2 m，采用LN一800连续采煤机及其配套的10SC2240B型梭车，TD1-45型

6、锚杆机等设备。煤房宽度5 m，房间煤柱宽为15 m。采煤工作在区段内三个煤房中交替进行。锚杆锚杆机 二、房柱式采煤法 这种方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。 (一)切块式房柱式采煤法 通常把45个以上煤房组成一组同时掘进，煤房宽56 m，煤房中心距为2030 m，每隔一定距离用联络巷贯通，形成方块或矩形煤柱。煤房掘进到预定长度后，即可回收煤柱。 盘区间煤柱24m煤柱回收方式外进式袋翼式 1袋翼式 袋翼式是使用连续采煤机采煤时的一种常用方式。这种方式是在煤柱中采出23条通道做为回收煤柱时的通路(袋)，然后回收其两翼留下的煤(翼)，通道的顶板仍用锚杆支护。通道不少

7、于两条，以便连续采煤机、锚杆机轮流进入通道进行采煤工作。当穿过煤柱的通道打通时，连续采煤机斜过来对着留下的侧翼煤柱采煤，侧翼采煤时不再支护，边采边退出，然后顶板冒落。为了安全，在回收侧翼煤柱前，在通道中近采空区一侧打一排支柱。锚杆木支柱图中数字表示连续采煤机在煤柱中的采煤顺序。当进至16后，采煤机转至另外的房(柱)内工作。袋翼 2外进式 当煤柱宽1O12 m左右时，可直接在房内向两侧煤柱进刀。 (二)“汪格维里采煤法(以澳大利亚一个煤层名命名) 在盘区准备巷道一侧或两侧布置长条形房柱，房长条形房柱宽约15 m，长约6595 m。条形房柱内先采房，房宽6 m，到边界后，后退回出9 m宽的煤柱。长

8、条房柱间的回采顺序一般用后退式。两侧布置时，也可以一侧前进式，另一侧后退式。柱 (二)“汪格维里采煤法(以澳大利亚一个煤层名命名)鸡西小恒山煤矿回采顺序 1 运输大巷； 2 煤仓； 3 采区车场； 4 回风巷； 5 联络巷； 6 巷间煤柱； 7 密闭； 8 胶带输送机巷； 9 材料巷；10采段回风巷；11联络巷；12巷间煤柱；13采段回风巷辅巷；14瓦斯尾巷；15护巷煤柱；16回采中巷；17区段巷回风巷10区段巷采段 平均月产量为16270 t，最高月产量为21475 t，平均效率1 325 6 t工。 自运输大巷起，沿煤层倾向，开掘3条准备巷道，中间为胶带输送机巷，一侧为材料巷，另一侧为回风

9、巷。每隔2025 m开联络巷，巷宽4.56.0 m，巷间煤柱尺寸为1 4 m1 5m或10 m25 m。准备巷道两侧的煤层沿倾斜划分为若干区段。在区段中央，大致顺走向开掘区段巷道。区段巷道两侧的煤房，沿走向划分为若干采段。采段中央自区段巷道向边界开一条回采中巷，将采段分为左右两翼。在第一个采段的一侧边界开两条巷道，一为采段回风巷，一为其辅巷，并与回采中巷用瓦斯尾巷相通。另一侧边界在回采过程中留出下一采段的回风巷，下一采段不再开掘辅巷。回采中巷两侧煤体被划分为若干长条，每一长条内包括一条煤房和一条待采煤柱。所有巷道断面均为矩形，宽度为4.56.0 m，高度与煤层厚度相同。用树脂锚固的金属锚杆和波

10、形钢带支护，锚杆长度1.21.6 m，间距0.8 m，矩形或对角布置。 平均月产量为16270 t，最高月产量为21475 t，平均效率1 325 6 t工。第三节 适用条件及评价 柱式体系采煤法在美国、澳大利亚、加拿大、印度和南非等国广泛应用。目前在美国的地下开采中，这种采煤方法的产量约占50。澳大利亚使用房柱式采煤法所占的比重也较大。 我国已引进多套连续采煤机配套设备，在鸡西、大同、西山、黄陵矿区和神府大柳塔等矿使用。 柱式体系采煤法有以下优点：设备投资少，一套柱式机械化采煤设备的价格为长壁综采 的四分之一到五分之一；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

11、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。一、评价主要缺点：采区采出率低，一般为5060左右，回收煤柱时 可提高到7075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。开采深度较浅，一般不宜超过300500 m；顶板较稳定的薄及中厚煤层；倾角在10o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。二、适用条件我国有一部分煤