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[科普中国]-正台阶采煤方法

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正台阶采煤方法是在急斜煤层的阶段或区段内,沿伪斜方向布置成上部超前的台阶形工作面,并沿走向推进的采煤方法。1

采煤系统将一个长壁工作面划分为若干个长5~8 m的短壁工作面,短壁工作面呈正台阶形布置,沿层面与走向线30°夹角的伪斜方向上下台阶错距为15~20 m,各短壁工作面上方利用单体液压支柱、竹笆,使采空区垮落矸石堆积形成的垫层构成人工假顶来隔离采空区,沿采空区维持一条伪斜小巷,用于工作面通风、行人、运料、溜煤。伪斜小巷内铺设搪瓷溜槽.以便煤炭自溜。

采煤工艺短壁工作面采用风镐破煤。各短壁采出的煤炭堆积在其下部伪斜小巷溜煤槽内,各伪斜小巷下口均设置挡煤板,以防止短壁工作面采煤时,伤及下短壁工作面作业人员。当煤堆积到一定高度时,应由下向上逐步取掉挡煤板自溜放煤。为防止大块煤、矸打落支柱和伤及人员,可在伪斜小巷下口的正前方挂设胶皮挡板,使煤流沿伪斜小巷运动。

短壁工作面采用专用卸载手把远距离人工回柱。回撤工作面支柱前,先设置人工假顶支柱,假顶加强支柱,铺上竹笆,沿顶板一侧掏出不少于0.3 m厚的矸石垫层,然后按矸石堆积斜面由上而下,由采空区向煤壁回撤支柱.使矸石滚落到新设置的人工假顶上。回柱时若遇“死柱”.要先打好替柱,用松顶或掏底方式回柱。回柱放顶时,短壁工作面必须停止采煤和其他工作。

各短壁工作面每日三班采煤,边采边准,日循环3个,循环进度0.9 m,日推进2.7m。

采空区采用全部垮落法进行处理,最大控顶距为4.7m,最小控顶距为2.0 m。1

优缺点及适用条件(1)正台阶采煤法的优点

①安全可靠性好,该采煤方法采用全部垮落法管理顶板,但又具备充填法的某些特点。因煤壁整体伪斜沿走向顶板支承压力传递稳定,缩短工作面真倾斜方向控顶范围长度.减少顶底板的滑动,改善采场顶底板受力状态,增强了顶板稳定性,顶板压力减小,周期来压现象不明显,从而提高工作面安全可靠性。

②工作面位于采空区下方,不容易积聚瓦斯,为采空区瓦斯抽放创造条件。

③工作面浮煤少,减少了顶板垮落、采空区煤层自然发火及瓦斯、煤尘爆炸危险性。

④对煤层厚度、倾角变化、瓦斯涌出量等地质条件适应性较强。

⑤巷道布置简单。掘进率低。

⑥无煤掉入采空区.资源回收率高。

(2)正台阶采煤法的缺点

①短壁工作面多,溜煤相互干扰,工作面利用率降低。

②伪斜小巷断面偏小,产尘量大。

③片帮、滑底事故未能充分控制,安全生产受到影响。

④破煤方法、支护设备有待进一步改进。

(3)正台阶采煤法的适用条件

该采煤方法对地质条件适应性较强,一般可用于煤层厚度、倾角有变化及小型地质构造,厚度在2.4 m以下,工作面涌水量小于5 m3/h,不宜选用伪斜柔性掩护支架采煤法的急倾斜煤层。1

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学