柱式采煤工艺

第三章柱式体系采煤工艺第一节柱式采煤工艺

第二节柱式采煤方法特点

第三节适用条件及评价

第一节柱式采煤工艺按破煤方式不同，采煤工艺大致可分为两大类： 传统的爆破落煤工艺〔现仅在少数地方煤矿运用〕； 延续采煤机采煤工艺〔开展方向〕。延续采煤机采煤工艺按运煤方式的不同可分为两种工艺系统：延续采煤机—梭车工艺系统；延续采煤机—保送机工艺系统。一、延续采煤机—梭车工艺系统主要用于中厚煤层。如右图所示。一、延续采煤机—梭车工艺系统延续采煤机房柱式采煤实行掘采合一，普通需求同时开掘3～5条煤房，由于通风和平安的要求，还需开掘横向联络巷间隔贯穿每条煤房，支护那么采用锚杆。延续采煤机房柱式采煤分为煤房掘进和回收煤柱两个阶段。1—延续采煤机；2—梭车；3—转载破碎机；4—带式保送机；5—锚杆机；6—纵向风障；7—风帘；8—风墙；9—电源中心1、机械设备：截割机构、行走机构、装载转载运输机构及辅助配备等。2、运煤设备：梭车3、配套设备：给料破碎机4、搬运物料设备：铲车一、延续采煤机—梭车工艺系统〔一〕煤层掘进1、延续采煤机房柱式开采平巷和联络巷开采顺序延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3、延续采煤机截割方式延续采煤机截割方式〔a〕切入；〔b〕下行截割；〔c〕平整底板〔一〕煤层掘进1、袋翼式〔a〕单煤柱双袋式；〔b〕双煤柱单袋式1、2、3、…、17、18—煤柱回收顺序〔二〕回收煤柱2.外进式如下图为外进式煤柱回收法。当煤柱宽10～12m左右时，可直接在房内向两侧煤柱进刀。1、2、3、…—回收顺序〔二〕回收煤柱二、延续采煤机—保送机工艺系统这种系统是将采煤机采落的煤，经过多台保送机转运至带式保送机上。其工艺系统如以下图。这种系统主要用于薄煤层，在中厚煤层的运用也呈上升趋势。这种延续运输系统抑制了梭车延续运输产生的影响，且有利于在薄煤层中运用。1—桥式转载机；2、3、4—万向接长机5—带式保送机一、柱式采煤方法特点〔一〕房式采煤法特点：只采煤房不回收煤柱，用房间煤柱支承上覆岩层。第二节柱式采煤方法特点以下图为美国某矿井采用延续采煤机—梭车工艺系统的房式采煤方法。主巷由5条巷道组成，盘区预备巷为3条，在盘区巷两侧布置煤房，构成区段。盘区一翼前进，另一翼后退。采取较大的煤柱(60m)维护主巷。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。〔一〕房式采煤方法特点1—进风大巷；2—回风大巷；3—运输大巷；4—盘区进风巷5—盘区回风巷；6—盘区运输巷；7—地质破坏不可采区8—地质破坏不采区域〔二〕房柱式采煤法这种方法的特点是房间留设不同外形的煤柱，采完煤房后有方案地回收这些煤柱。1.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，每隔一定间隔用联络巷贯穿，构成方块或矩形煤柱。煤房掘进到预定长度后，即可回收煤柱。图为一典型切块式房柱式采煤法巷道布置方式。1—进风大巷；2—回风大巷；3—主带式保送机巷；4—盘区运输巷；5—风桥；6—风墙；7—回风巷；8—堆放矸石的独头巷；9—调理风门2、“旺格维利〞采煤法(1)根本概念和工艺系统“旺格维利〞采煤法与传统的房柱式采煤法的主要区别是：采煤区段划分和区段内煤体切割及回收方法不同，煤柱回收后，顶板类似长壁任务面一样充分冒落，使煤房、煤柱的回采避开支承压力顶峰区。旺格维利采煤法的工艺系统按运煤方式普通分为两种方式：一种是延续采煤机—运煤车(梭车)—转载破碎机—带式保送机工艺系统；一种是延续采煤机—延续运输系统—带式保送机工艺系统。2、“旺格维利〞采煤法(2)巷道布置及参数神东矿区旺格维利采煤区段的巷道布置分为两种方式，一种是类似于长壁任务面布置方式，上下顺槽均双巷布置，巷宽4.6～5.0m，巷间煤柱宽度15～20m，任务面长度约100m，任务面煤房宽度5.0～6.0m，煤房布置间距普通不大于25m，巷道高度与回采高度一样。巷道、煤房支护方式为树脂锚杆。任务面系统布置如下图。载转载运输机构及辅助配备等。〔a〕单煤柱双袋式；采宽度约25m(含煤房宽度)。实现全负压通风，如下图。双翼进刀：延续采煤机从煤房一端后退式依次按45°斜切共同研制的履带行走式液压支架。按破煤方式不同，采煤工艺大致可分为两大类：矸石可在井下处置不外运，有利于环境维护；1、2、3、…、17、18—煤柱回收顺序区段由6个房同时推进。同时，支架可以切顶，使采空区顶板煤房掘进到预定长度后，即可回收煤柱。①开采深度较浅，普通不宜超越300-500m；另一种方式是采煤区段集中布置三条顺槽，作为进风、回风和运输顺槽。巷间煤柱、巷道宽度、煤房间距、支护方式与第一种方式一样。当任务面沿顺槽单翼布置时，其长度约100m；当任务面沿顺槽双翼布置时，其长度逾200m。任务面系统布置如下图。(2)巷道布置及参数〔3〕采煤工艺①煤房掘进。旺格维利采煤法的煤房掘进与房柱式一样，由延续采煤机和锚杆钻机交替进展掘进与支护作业。作业循环进度不大于7m。②煤柱回收。当煤房掘进到位后即可进展煤柱回收。煤柱回收普通分为双翼进刀回收和单翼进刀回收两种方式。双翼进刀：延续采煤机从煤房一端后退式依次按45°斜切进刀，回收煤房左右两侧煤柱，斜切进刀规格为：深度约11m，宽度3.3m，每条煤房的回采宽度约25m(含煤房宽度)。两台履带行走式液压支架在煤房内迈步式向前挪动，及时支护延续采煤机后方的悬空顶板。〔3〕采煤工艺单翼进刀：延续采煤机从采空区一侧依次按45°斜切进刀回收煤柱，并与采空区割透。两台履带行走式液压支架在煤房中及时跟进，支护顶板。每条煤房的回采宽度约15m(含煤房宽度)。〔3〕采煤工艺③顶板管理神东矿区旺格维利任务面运用了神东公司与科研单位共同研制的履带行走式液压支架。在回收煤柱过程中履带行走式液压支架可以带压移架，及时支护顶板，保证任务面的平安任务空间。同时，支架可以切顶，使采空区顶板有规律性地充分冒落。当任务面没有配备履带行走式液压支架时，煤柱回收采取留设肋条式煤皮来支撑顶板。采煤机每切割一刀，在采空区留设一段煤皮，煤皮厚度普通为0.5～1.0m。对大面积悬而不垮的顶板将定期进展强迫放顶并留设保安隔离煤柱。〔3〕采煤工艺神东矿区旺格维利采煤区段的巷道布置分为两种方式，一种是类似于长壁任务面布置方式，上下顺槽均双巷布置，巷宽4.第三章柱式体系采煤工艺采取留设肋条式煤皮来支撑顶板。区段由6个房同时推进。2、“旺格维利〞采煤法采取留设肋条式煤皮来支撑顶板。实现全负压通风，如下图。第三节适用条件及评价液压支架在煤房内迈步式向前挪动，及时支护采宽度约25m(含煤房宽度)。当任务面沿顺槽双翼布置时，其长度逾200m。第二节柱式采煤方法特点延续采煤机—保送机工艺系统。2、3、4—万向接长机〔一〕房式采煤方法特点④通风方式旺格维利采煤法仅适用于开采低瓦斯任务面，而且任务面风流要经过采空区回风。针对神东矿区煤层易自燃、康家滩煤矿瓦斯涌出量较大的问题，矿井普遍采取了两种通风方式，一种是类似长壁任务面的通风系统，煤房掘进时采用部分通风机通风，回收煤柱时采用全负压通风，靠采空区一侧设置挡风帘和密闭等通风构筑物，如图1所示。当开采高瓦斯任务面时，任务面可采取双煤房布置方式，煤房间设通风行人联络巷，这样可以提高任务面通风及抗灾才干。〔3〕采煤工艺另一种通风系统是，三条顺槽两进一回。与第一种通风系统的区别是，当回收煤柱时，在煤房中设导流风障，实现全负压通风，如下图。这种通风系统也可以一直采用部分通风机通风。〔3〕采煤工艺〔4〕旺格维利采煤法运用特点该采煤方法用于开采综采无法回采的煤炭资源，比房柱式采煤法煤炭回收率高、产量大，掘进率低。制约消费才干的主要要素是延续采煤机的后配套问题。采用延续运煤系统时可思索加长后部运输机，减少胶带机尾部挪动次数，提高消费率。在条件适宜的矿井，选用延续采煤机后配套设备时，宜优先选用延续运煤系统。运用行走支架配合旺格维利采煤法开采，假设采用左右对拉方式，宜在左右翼分别配置一对行走支架，减少搬运支架时间。运用两台行走支架，支护区域小，每次移架步距大，易呵斥架前冒顶，平安性差。添加行走支架台数，扩展支护区域，提高平安性。“旺格维利〞采煤队配备两套延续采煤机组，一组掘进煤房，一组回收煤柱，最大程度地发扬旺格维利采煤优势。目前大多运用的“延续采煤机—运煤车(梭车)—转载破碎机—带式保送机工艺系统〞，运煤车、煤机、破碎机缺点多，电缆被撞，发生漏电次数多。〔4〕旺格维利采煤法运用特点1、柱式体系采煤法的优点①设备投资少；②采掘可实现合一，建立期短，出煤快；③设备运转灵敏，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；矸石可在井下处置不外运，有利于环境维护；第三节适用条件及评价⑤当地