[科普中国]-工作面台阶式布置采煤法

工作面台阶式布置采煤法根据上下台阶的相对位置不同，分为正台阶和倒台阶两种。急斜煤层采煤工作面直线式布置时，上下段作业相互干扰，威胁作业人员安全，影响工作面的生产能力。为了充分利用工作面长度，多点平行作业，提高产量。

简介急斜煤层采煤工作面直线式布置时，上下段作业相互干扰，威胁作业人员安全，影响工作面的生产能力。为了充分利用工作面长度，多点平行作业，提高产量。从20世纪50年代开始试用台阶式工作面采煤法，并在一定的地质条件下得到推广应用。台阶式采煤法根据上下台阶的相对位置不同，分为正台阶和倒台阶两种1。

倒台阶采煤法1.采区巷道布置

倒台阶采煤法是将工作面呈倒台阶形式布置而得名。这种采煤法由走向长壁法演变而来，即各台阶工作面沿倾斜布置，沿走向同步推进。倒台阶采煤法的采区巷道布置与急斜煤层走向长壁采煤法完全相同，可采用双翼或单翼开采。双翼开采时，在采区内沿走向的中部布置3-4条倾斜上山，沿倾斜一般划分3-4个区段，也有的矿井采取整阶段开采方式。分区段时，在区段上部或下部边界布置区段回风平巷与区段运输平巷。在区段运输平巷上方4-5m布置超前辅助平巷，每隔一段距离用联络眼联通。超前辅助平巷随工作面推进向前掘进，超前距离不少于2-3个个联络眼的间距。

倒台阶采煤法工作面长度，主要取决于煤层产状、落煤方式、台阶面的长度与数目，以及顶板管理等因素。分区段布置时可达50-70m；整阶段布置时可达100m以上。

2.台阶要素

倒台阶采煤法布置的基本问题是：倒台阶的合理要素的确定，如台阶面、阶檐和上隅角等。每个台阶沿倾斜的煤壁面，叫台阶工作面，简称台阶面。台阶面的长度采用风镐落煤时，是按一台风镐小班落煤工作能力确定的；爆破落煤时一般取10-20m。

两台阶工作面之间的平面，即上下台阶的错动面叫阶檐。它沿走向的长度叫阶檐宽度。阶檐宽度根据顶板岩层性质和支架排距等因素确定，既要保证上下台阶同时作业的安全，又要避免瓦斯大量积聚。阶檐过宽会增加采场控顶面积，给顶板管理造成困难；阶檐宽度过小，上下台阶同时作业又不安全。故一般应取2-3m。

台阶面与阶檐的夹角叫上隅角，它应等于或略大于直角，以便减少瓦斯聚积。工作面最下一个台阶叫储煤台阶。其台阶面一般缩短到5-7m，阶檐宽度加大至5-6m，以保证下出口通风与行人方便。

3.采煤工艺

台阶面落煤有风镐、爆破、放震动炮与风镐相结合三种方式。采用风镐落煤时，每个台阶面配备一台风镐，2-3人负责落煤与支护工作；煤质比较坚硬，顶板又比较稳定时，台阶面采用爆破落煤，或先放震动炮，然后用风镐落煤。

工作面支护的要求和急斜煤层走向长壁采煤法基本相同。为了防止阶檐煤壁片落砸伤人，沿阶檐面要设置护身板；为了工人作业安全与操作方便，在阶檐下方还要设置脚手板；为了控制煤流方向，沿工作面还要设置若干挡煤板，防止煤块滚入采空区或乱滚砸伤作业人员。

采空区处理，可采用全部垮落、局部充填、全部充填和缓慢下沉等方法，其中以全部垮落法应用最广泛。工作面控顶距、特种支架和回柱放顶方法，均和走向长壁采煤法相同。当区段斜长过大，台阶面又很多时，为缩短储煤台阶等控顶距，需采取上下台阶面错茬放顶，即将上下两台阶的放顶排柱错开一个放顶步距架设。

倒台阶采煤法通常采用“两采一准”的作业方式，即每个小班推进一排支架，单循环，循环进度1.6-2.0m。

倒台阶采煤法，不仅顶板管理难度大，还难以实现机械化采煤；上隅角易积存瓦斯，煤壁转角处应力集中程度较高，容易引起冲击地压或煤与瓦斯突出。由于这种采煤法存在的问题比较突出，因此只适用于煤层厚度小于2m，赋存又不稳定，不宜采用其它正规采煤法开采的煤层2。

正台阶采煤法正台阶采煤法，是在阶段或区段内，沿煤层倾斜或伪斜方向布置成正台阶形工作面、沿走向推进的一种急斜煤层开采方法。

1.采煤工作面布置

正台阶采煤法的采区巷道布置，与倒台阶采煤法基本相同。采煤工作面布置也是将工作面分成若干7-10m的台阶面。不同的是，上台阶面超前下台阶面8-12m，形成正台阶形式。各台阶面之间采用30°左右的伪斜上山眼相联，也称为伪斜正台阶采煤法。伪斜台阶工作面沿走向推进，与伪斜上山眼延伸同步进行。

伪斜正台阶的形成，是从开切巷上部18-20范围内开始沿走向推进，每推进一排支柱时，由下向上缩短一个柱距，当推进到距开切巷8-12m时，形成第一个台阶面；再沿开切巷向下截取7-10m，按上述方法形成第二个台阶工作面；余此类推，直至形成区段内的全部台阶工作面。

2.采煤工艺

落煤采取打眼放炮，由上而下进行。视煤层厚度和顶底板岩性，可采用单排眼或双排眼，炮眼深度1-0m左右。采落的煤靠敷设在伪斜上山眼的溜槽，自行溜到区段运输平巷后外运。

采煤工作面支护采用单体金属支柱与铰接顶梁相结合的悬臂梁支护。排距1.0m，柱距0.6m。由于煤层倾角大，采用走向棚子稳定性比较差。所以，要采取措施提高其稳定性。例如增加背板，在棚梁与支柱下方使用撑木，或在支柱间安设拉杆防倒器等，使支柱间相互联成整体。此外，在工作面内架设木垛，增强支架的稳定性1。

采空区处理采空区处理采用全部垮落法，用三、四排支柱控顶。回柱时用手动回柱器人工回柱。伪斜正台阶采煤法是一种较新的开采急斜煤层的方法。在四川、江苏与湖南等省得到了推广应用。取得了较好的技术经济效果3。

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学