1、第九章第九章 柱式体系采煤法柱式体系采煤法 柱式体系采煤法基本类型柱式体系采煤法基本类型1.1.房式采煤法房式采煤法2.2.房柱式采煤法房柱式采煤法 柱式体系采煤法的实质是在煤层内开掘一系列宽为柱式体系采煤法的实质是在煤层内开掘一系列宽为5 57 7 m m左右的煤房左右的煤房，煤房间用联络巷相连，形成近似于长条形或，煤房间用联络巷相连，形成近似于长条形或块状的煤柱，块状的煤柱，煤柱宽度由数米至二十多米不等煤柱宽度由数米至二十多米不等。采煤在煤房。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。煤柱按要求尽
2、可能采出。留下煤柱不采的称为房式采煤法留下煤柱不采的称为房式采煤法，既采煤房又采煤柱的既采煤房又采煤柱的称为房柱式采煤法。称为房柱式采煤法。根据地质和技术条件的不同，每类采根据地质和技术条件的不同，每类采煤法又有很多变化。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
3、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
4、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。纵螺旋采煤机纵螺旋采煤机
5、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。房式采煤方房式采煤方法。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。区段由区段由6个房个房同时推进。房宽同时推进。房宽7 m，煤柱尺寸为，煤柱尺寸为8 m8 m，区
6、段间区段间煤柱宽为煤柱宽为8 m，因，因受地质构造影响，受地质构造影响，房长约房长约220 m。美国某矿井采用连续采煤机一梭车工艺系统前进前进后退后退 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、房柱式采煤法二、房柱
7、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。(一一)切块式房柱式采煤法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外进式袋翼式袋翼式 1 1袋翼式袋翼式 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
8、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。袋翼翼 2 2外进式外进式 当煤柱宽1O12 m左右时，可直接在房内向两侧煤柱进刀。(二二)“)“汪格维里汪格维里 采煤法采煤法(以澳大利亚一个煤层名命名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。长条房柱间的回采顺
9、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(二二)“)“汪格维里汪格维里 采煤法采煤法(以澳大利亚一个煤层名命名以澳大利亚一个煤层名命名)鸡西小恒山煤矿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
10、侧为材料巷，另一侧为回风巷。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。
11、用树脂锚固的金属锚杆和波形钢带支护，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。第三节第三节 适用条件及评价适用条件及评价 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；
12、设备运转灵活，搬迁快；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；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、评价一、评价主要缺点：主要缺点：采区采出率低，一般为采区采出率低，一般为50506060左右，回收煤柱时左右，回收煤柱时 可提高到可提高到70707575左右；左右；通风条件差，进回风并列布置，通风构筑物多，漏风通风条件差，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。大，采房及回收煤柱时，出现多
13、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。.复习思考题复习思考题1.柱式体系采煤法的特点是什么？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？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？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？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。分析柱式体系采煤法在我国的发展前景。
