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[科普中国]-分带式采煤系统

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分带式采煤系统是指将阶段沿走向划分成若干条带,每一个条带布置一个倾斜长壁采煤工作面,沿煤层倾斜方向进行采煤。倾斜长壁采煤法无论是开采上山部分或下山部分,采煤工作面沿煤层倾斜方向自下而上推进时,称为仰斜长壁式;自上而下推进时,则称为俯斜长壁式。

简介分带式采煤系统是指将阶段沿走向划分成若干条带,每一个条带布置一个倾斜长壁采煤工作面,沿煤层倾斜方向进行采煤。

开采近水平或倾角较小的煤层时,在井田沿倾斜的中部设置开采水平,分上、下山阶段开采。采煤工作面准备由水平大巷开始,沿倾斜向上或向下进行。上山阶段开采沿倾斜向上掘进采煤斜巷至井田上部边界后,用开切平巷联通两条相邻的采煤斜巷,形成条带开采巷道系统,即可由上向下进行采煤;下山阶段开采,即从水平大巷开始,沿煤层倾斜向下掘进采煤斜巷,直至井田的下部边界,用开切平巷贯通两条相邻采煤斜巷,形成回采巷道系统后,便可由下向上进行采煤1。

倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法无论是开采上山部分或下山部分,采煤工作面沿煤层倾斜方向自下而上推进时,称为仰斜长壁式;自上而下推进时,则称为俯斜长壁式。影响倾斜长壁工作面推进方向的因素有:煤层的厚度、煤质软硬程度、煤层倾角、瓦斯涌出量、顶板淋水大小与稳定程度、回风大巷位置等。

一般煤层厚度不大、煤质较软、倾角较大、顶板有淋水,回风大巷位于井田边界时,采用仰斜式长壁工作面。这种推进方式能改善采煤工作面作业条件,提高生产能力,获得较好的技术经济效果。据统计,我国倾斜长壁采煤法中以仰斜式回采为主。

倾斜长壁采煤法和走向长壁采煤法相比,具有采煤系统简单、技术经济效果好等优点。我国从20世纪70年代开始推广应用,发展速度很快,已在不少矿区采用,取得了良好的技术经济效果,并已列为重点推广的先进采煤方法之一。

倾斜长壁采煤法在我国大多用于开采倾角小于8°的煤层。由于开采倾角较大的煤层的回采设备没很好解决,所以在倾角大于12°的煤层应用较少。随着综合机械化采煤法和放顶煤采煤法的应用,开采厚度将会逐步增加。近水平煤层一般受地质构造的破坏较小,煤层赋存稳定,为机械化开采提供了良好的地质条件,所以采煤机械化程度比较高2。

采煤工作面布置倾斜长壁采煤法由于工作面沿走向布置,不受工作面运输的影响,所以既可布置成单工作面形式,也可布置成双工作面(对拉式)形式。双工作面布置可减少巷道掘进量,占用的运输设备少,能充分发挥装车站的生产效能、提高劳动生产率。

对拉式倾斜长壁工作面,回采斜巷布置三条或四条,要根据煤层赋存条件、围岩性质、瓦斯涌出量、设备布置要求、巷道施工与维护等因素综合分析合理确定。通常在炮采或普通机采的对拉工作面,只需布置三条,其中一条作运煤与进风巷,另两条作回风与材料巷;当工作面采用综采时,为便于巷道施工与维护、泵站与移动变电站的搬迁,往往需要增加一条设备斜巷。设备斜巷与运输斜巷相距8-10m平行布置,每隔40-60m用联络巷贯通。

巷道间的煤柱可在工作面回采过程中全部或部分回收。布置四条采煤斜巷时不仅有利设备的移置,还有利于掘进时的通风,但要增加掘进工程量和煤柱损失。

采煤斜巷根据具体条件不同,可以采用留煤柱或无煤柱护巷方式。留煤柱时尺寸要求或无煤柱护巷的技术措施,均与走向长壁采煤方法相同1。

条带准备方式倾斜长壁采煤工作面无论是仰斜或俯斜推进,根据其远离或面向运输大巷推进方向与采煤斜巷的维护条件不同,分为前进式、后退式和混合式三种。

当条带内采煤工作面布置在运输大巷附近,由运输大巷向井田边界方向推进,称为前进式。这种准备方式不需要提早开掘大量采煤斜巷,工作面运输与回风斜巷随工作面推进而超前掘出,并且在采空区采用沿空留巷。所以,准备时间短出煤快,采煤巷道掘进率低,采出率高。但是,巷道维护条件差,维护费用比较高;采煤巷道通风系统漏风量大,风流中瓦斯含量增加;采煤与掘进齐头并进,相互干扰比较大,组织管理复杂。所以我国很少采用这种方式。

当采煤工作面自井田边界向运输大巷方向推进时,称后退式采煤。后退式准备方式的程序与优缺点,恰好与前进式相反。采煤前要将采煤巷道全部掘出,并在煤体中维护,随着采煤工作面推进,采空区随即报废。所以,采煤工作面与采煤巷道的维护条件好,生产作业单一,组织管理简单,能够充分发挥采煤机械的效能,实现稳产、高产,是我国常用的一种准备方式。

当回风大巷不在井田中部而设在井田边界时,条带内采煤工作面的采煤斜巷,既要预先掘出一部分,又要随工作面推进超前掘出,具有上述两种准备方式的特点时,称为混合式采煤。混合式的优缺点介于前进式与后退式之间3。

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学