第9章-柱式体系采煤法(煤矿开采学)-课件

煤矿开采学资源与环境工程学院刘承论煤矿开采学1第九章柱式体系采煤法

第九章柱式体系采煤法

2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5～7m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。柱式体系采煤法基本类型根据地质和技术条件的不同，每类采煤法又3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。背景及发展4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第一节柱式体系采煤工艺连续采煤机采煤的工艺连续采煤机—梭5一、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)12CM型滚筒宽度2.9～3.2m，采煤机长9～10m，同时完成割煤与装煤工作。梭车容量一般为7-16t车高O.7～1.6m，车长8.Om左右横滚筒采煤机纵螺旋采煤机一、连续采煤机一梭车工艺系统连续采煤机主要有横滚筒和6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—电源中心连续采煤机一梭车工艺系统7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6m)，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。一般采用三班作业制，每班配备7～9人，工效较高。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8二、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。二、连续采煤机一输送机工艺系统这种系统主要用9纵螺旋采煤机滚筒长1.2m，可钻进1.1m.纵螺旋采煤机滚筒长1.2m，可钻进1.1m.10

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。由于薄煤层巷道低，条件较差，为方便运送人员、设备和材11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。第二节采煤方法特点12

房式采煤方法。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7m，煤柱尺寸为8m×8m，区段间煤柱宽为8m，因受地质构造影响，房长约220m。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方法。主巷由5条巷道组成，盘区准备13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50～60%。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14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2.2m，采用LN一800连续采煤机及其配套的10SC22—40B型梭车，TD1-45型锚杆机等设备。煤房宽度5m，房间煤柱宽为15m。采煤工作在区段内三个煤房中交替进行。锚杆锚杆机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15

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4～5个以上煤房组成一组同时掘进，煤房宽5～6m，煤房中心距为20～30m，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。二、房柱式采煤法16盘区间煤柱24m盘区间煤柱24m17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2～3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。煤柱回收方式外进式袋翼式1．袋翼式18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119

2．外进式当煤柱宽1O～12m左右时，可直接在房内向两侧煤柱进刀。2．外进式20

(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，(二)“汪格维里"采煤法(以澳大利亚一个煤层名命名)21房长条形房柱宽约15m，长约65～95m。条形房柱内先采房，房宽6m，到边界后，后退回出9m宽的煤柱。长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)房长条形房柱宽约15m，长约65～95m。条形房柱内先采22鸡西小恒山煤矿回采顺序鸡西小恒山煤矿回采顺序231——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16270t，最高月产量为21475t，平均效率13．256t／工。1——运输大巷；回风巷10区段巷采段平均月产24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，另一侧为回风巷。每隔20～25m开联络巷，巷宽4.5～6.0m，巷间煤柱尺寸为14m×15m或10m×25m。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4.5～6.0m，高度与煤层厚度相同。用树脂锚固的金属锚杆和波形钢带支护，锚杆长度1.2～1.6m，间距0.8m，矩形或对角布置。平均月产量为16270t，最高月产量为21475t，平均效率13．256t／工。自运输大巷起，沿煤层倾向，开掘3条准备巷道，25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。第三节适用条件及评价26

柱式体系采煤法有以下优点：①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；②采掘可实现合一，建设期短，出煤快；③设备运转灵活，搬迁快；④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；⑤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；⑥全员效率较高，特别是中小型矿井更为明显。一、评价柱式体系采煤法有以下优点：一、评价27主要缺点：①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；②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。主要缺点：28①开采深度较浅，一般不宜超过300～500m；②顶板较稳定的薄及中厚煤层；③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；④底板较平整，不太软，且顶板无淋水；⑤低瓦斯煤层，且不易自然发火。二、适用条件我国有一部分煤田的地质条件较适合采用柱式体系采煤法，特别在平硐开拓的中小型矿井中，应用较为有利。一些矿井出于“三下”严重压煤的实际情况，也有采用。..①开采深度较浅，一般不宜超过300～500m；二、适用条件29复习思考题1.柱式体系采煤法的特点是什么？2.柱式体系采煤法的主要类型及区别是什么？3.柱式体系采煤法的适应条件是什么？4.为什么柱式体系采煤法在我国国有重点煤矿的应用较少？5.分析柱式体系采煤法在我国的发展前景。复习思考题30煤矿开采学资源与环境工程学院刘承论煤矿开采学31第九章柱式体系采煤法

第九章柱式体系采煤法

32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5～7m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。柱式体系采煤法基本类型根据地质和技术条件的不同，每类采煤法又33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。背景及发展34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第一节柱式体系采煤工艺连续采煤机采煤的工艺连续采煤机—梭35一、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)12CM型滚筒宽度2.9～3.2m，采煤机长9～10m，同时完成割煤与装煤工作。梭车容量一般为7-16t车高O.7～1.6m，车长8.Om左右横滚筒采煤机纵螺旋采煤机一、连续采煤机一梭车工艺系统连续采煤机主要有横滚筒和36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—电源中心连续采煤机一梭车工艺系统37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6m)，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。一般采用三班作业制，每班配备7～9人，工效较高。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38二、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。二、连续采煤机一输送机工艺系统这种系统主要用39纵螺旋采煤机滚筒长1.2m，可钻进1.1m.纵螺旋采煤机滚筒长1.2m，可钻进1.1m.40

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。由于薄煤层巷道低，条件较差，为方便运送人员、设备和材41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。第二节采煤方法特点42

房式采煤方法。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7m，煤柱尺寸为8m×8m，区段间煤柱宽为8m，因受地质构造影响，房长约220m。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方法。主巷由5条巷道组成，盘区准备43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50～60%。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44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2.2m，采用LN一800连续采煤机及其配套的10SC22—40B型梭车，TD1-45型锚杆机等设备。煤房宽度5m，房间煤柱宽为15m。采煤工作在区段内三个煤房中交替进行。锚杆锚杆机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45

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4～5个以上煤房组成一组同时掘进，煤房宽5～6m，煤房中心距为20～30m，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。二、房柱式采煤法46盘区间煤柱24m盘区间煤柱24m47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2～3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。煤柱回收方式外进式袋翼式1．袋翼式48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149

2．外进式当煤柱宽1O～12m左右时，可直接在房内向两侧煤柱进刀。2．外进式50

(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，(二)“汪格维里"采煤法(以澳大利亚一个煤层名命名)51房长条形房柱宽约15m，长约65～95m。条形房柱内先采房，房宽6m，到边界后，后退回出9m宽的煤柱。长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)房长条形房柱宽约15m，长约65～95m。条形房柱内先采52鸡西小恒山煤矿回采顺序鸡西小恒山煤矿回采顺序531——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16270t，最高月产量为21475t，平均效率13．256t／工。1——运输大巷；回风巷10区段巷采段平均月产54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，另一侧为回风巷。每隔20～25m开联络巷，巷宽4.5～6.0m，巷间煤柱尺寸为14m×15m或10m×25m。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4.5～6.0m，高度与煤层厚度相同。用树脂锚固的金属锚杆和波形钢带支护，锚杆长度1.2～1.6m，间距0.8m，矩形或对角布置。平均月产量为16270t，最高月产量为21475t，平均效