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[科普中国]-整层走向长壁采煤法

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整层走向长壁采煤法也称单一走向长壁采煤法,特点是采煤工作面沿煤层倾斜方向布置,沿走向方向推进;工作面长度较长。单一走向长壁采煤法是我国采煤方法中应用最多的一种。

采准工作面掘进方式当采区石门接近煤层时,就可以开掘采区下部车场,然后向上沿煤层掘进轨道上山和运输上山,两者相距20 m,到采区上部边界后,通过采区车场与回风石门连接,形成通风系统。然后在上山附近第一区段下部掘进中部车场,并用双巷掘进方法掘进第二区段回风巷和第一区段运输巷,间距8~15 m(薄煤层取下限),回风行超前掘进,与此同时,在采区上部边界从上部车场向两侧掘进回风巷,最后形成开切眼。1

生产系统(1)运煤系统

为了完成运煤任务,需要在采煤工作面铺设刮板输送机,区段运输平巷内铺设带式输送机或其他运煤设备。运煤路线为:采煤工作面出的煤炭,经过区段运输平巷9和运输上山5,到达采区煤仓12,然后在采区运输石门1外运。

(2)运料及运矸系统

物料自下部车场3,经过轨道上山4到达上部车场6,然后经过回风平巷10,运送到工作面。区段回风巷8,8’和运输巷9,9'所需的物料,自轨道上山4经中部车场7,7'送入。

掘进巷道时所出的煤和矸石,利用矿车从各平巷运出,经轨道上山运至下部车场。

(3)通风系统。

采煤工作面所需的新鲜风流,从采区运输石门1进入,经下部车场3、轨道上山4、中部车场7,分成两翼经平巷8、联络巷11、运输巷9到达工作面。从工作面出来的污风,经回风巷10,右翼直接进入采区回风石门,左翼侧需经上部车场6进入采区回风石门。

掘进工作面所需的新鲜风流,从轨道上山经中部车场7,分两翼送至平巷8 7。在平巷内由局部通风机送往掘进工作面,污风流则从运输巷9 7经运输上山汇人采区回风石门。

采区绞车房和变电所需要的新风是由轨道上山直接供给的。采区绞车房的回风是经联络小巷处的调节风窗汇入采区回风石门;变电所的回风经输送机上山进入回风石门;煤仓不通风,煤仓上口、上山刮板输送机机头硐室的新风直接由石门l通过联络巷中的调节风窗供给。为使风流能按上述路线流通,在相应地点需设置风门。

(4)供电系统

采区用电由井底中央变电所,经过运输大巷、采区运输石门1、采区下部车场3、运输上山5送至采区变电所。变电所降压后的低压电,通过电缆分别送到采掘面附近的配电点以及输送机、绞车房等用电地点,再由配电点送往工作面的用电设备。1

采煤系统分析(1)区段参数

区段的参数包括区段斜长和区段走向长度。区段斜长为采煤工作面长度、区段煤柱宽度及区段上下两平巷宽度之和。普采工作面长度一般应大于120 m,综采工作面长度应大于150 m。区段煤柱宽度一般为8~15 m,薄煤层时取下限。区段平巷宽度:普采2.5~3m,综采4~4.5 m。

区段走向长度,即采区走向长度。采区采用双翼开采时,区段或采区一翼走向长度即为采煤工作面连续推进长度,对于普采一般不小于500 m;对于综采由于采煤工作面搬迁困难,一般不小于1 000 m。

(2)区段平巷的坡度和方向

在煤矿中,为了便于排水和有利于矿车运输,区段平巷都是按照一定坡度(0.5%~1.O%)布置和掘进的。但由于坡度很小,所以除在巷道施工方面需加以注明外,一般在进行巷道系统的布置和分析时,都以水平巷道对待。

采用普采工艺时,运输巷中铺设输送机对于巷道坡度变化可有一定适应性,但要求巷道必须直,即使采用可弯曲的刮板输送机也要尽量保持直线铺设,这样才能很好发挥效能。巷道掘进,要求平时,按巷道的腰线掘进、转弯;而要求直时,按巷道的中线掘进。

综采工作面由于产量大,为了减少增减支架的麻烦,要求工作面长度等长。因此对区段上下两平巷均应力求做到直线且互相平行布置。

(3)区段平巷的单巷布置和双巷布置

用双巷布置时,轨道巷超前,探煤,为运输巷探路,便于排水,运料。瓦斯大时,有利于通风,但维护时间长。而在煤层条件简单,水、瓦斯小时,可以用单巷布置。采用综采工艺时,要求运输、回风平巷平行,不用探煤,只按中线掘进。另外,断面要大,双巷不利于维护,因此常用单巷布置。

(4)单工作面和双工作面布置

双工作面也称为对拉工作面,其特点为:下工作面要比上工作面短,煤向上运,电机功率有限。对拉工作面实质是利用三条区段平巷准备出两个采煤工作面。

对拉工作面优点是减少了平巷掘进量和维护量;采出率高;占用设备少;生产集中;管理方便。缺点是上、下采面交接处难维护。对拉工作面适用于非综采工作面、顶板中等稳定以上、瓦斯少的条件下。

(5)开采顺序

工作面开采顺序一般有后退式、前进式、往复式和旋转式等几种。

后退式开采指的是采煤工作面由采区边界附近向采区上山方向推进。后退式开采在我国被广泛应用。

工作面由采区上山附近向采区边界方向开采,区段平巷沿空留巷,这种开采方式为前进式开采。前进式开采方式掘巷少;采出率高;要求支护技术和手段好;要防漏风;留巷困难。在我国很少应用。

往复式开采指的是上采面采用前进式推进,沿空留巷;下采面为后退式回采,沿空留巷。其优点是缩短搬家距离;采出率高;掘巷道少。我国的鸡西、阳泉、开滦矿区均有采用。

旋转式开采与往复式开采类似,区别在于,开采过程中使综采面旋转180。,往复开采,沿空留巷。其优点是采面不搬家;掘巷少。缺点是煤损大;开采技术复杂;转折点难维护,设备折损严重。因此,应用很少。

(6)区段无煤柱护巷

区段无煤柱护巷包括沿空留巷和沿空掘巷两种形式。

沿空留巷也称为巷帮充填,是工作面采煤后沿采空区边缘维护原开采巷道。沿空留巷适用于开采缓倾斜,厚2m以下的煤层。沿空留巷比较困难,使用的比例有下降的趋势。

沿空掘巷是沿上覆岩层稳定的采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘巷。沿空掘巷优点是:减少了煤炭损失和区段平巷之间的联络巷道,减少了巷道维护工作量。沿空掘巷可分为区段跳采接替和区段依次接替两种方式。沿空掘巷时,掌握好掘进滞后于开采的时间间隔十分重要,一般应不小于3个月,通常为4~6个月。沿空掘巷适用于缓倾斜、倾斜,厚度较大的中厚和厚煤层。

单一走向长壁采煤法适用于顶板易于垮落的近水平、缓倾斜或倾斜薄及中厚煤层。需要说明的是,大采高走向一次采全厚采煤技术(传统采高为3.5~5.0m)也属于单一走向长壁采煤法的范畴。随着近年来大采高开采设备的不断出现,开采高度上限不断提高。1

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学