[科普中国]-走向长壁采煤法

介绍

走向长壁采煤法，主要是沿煤层的走向方向实现开采的，开采的方式是从边界向采区上山( 或下山) 方向进行回采。走向长壁采煤法的应用过程中，实现回采工作面的推进，主要有两种方式，分别是前进是和后退式。前进式主要是指由采区上山( 或石门) 向采区边界推进; 后退式主要是指由采区边界向采区上山( 或石门) 推进。在煤矿资源的综采采区，可应用混合式的开采方法，以减少长距离搬移综采设备。

混合式主要是指在上区段回采工作面用前进式回采，到达采区边界后，将综采设备搬移至下区段边界的开切眼中，用后退式回采。

如图所示的是走向长壁采煤法示意图。所谓“走向”即工作面沿走向推进。首先将采区划分为多个区段，回采巷道布置在区段内，倾斜布置采煤工作面，并沿走向推进，而上下回采巷道按水平设置，并与采区上下相连。在我国，应用最广泛的采煤法就是走向长壁采煤法。

走向长壁采煤法的工作面布置方向，以煤层倾斜方向为主，需设置回风平巷和运输平巷，构成一定的空间。回风平巷和运输平巷的设置，主要是沿煤矿的走向分别设置在回采工作面的上方和下方，构成一定的通道，可以为回采工作面和采区巷道提供充足的空间，方便通风、运输和行人。走向长壁采煤法，主要是沿煤层的走向方向实现开采的，开采的方式是从边界向采区上山( 或下山) 方向进行回采。1

采煤工艺走向长壁采煤法通常包括炮采、普采和综采三种采煤工艺。

炮采炮采工作面采煤工艺过程有：爆破落煤、装煤、运煤、支护和采空区处理等。

(1)爆破落煤。爆破落煤的生产过程包括打眼、装药、填炮泥、连炮线、爆破等工序。

(2)装煤。炮采工作面主要装煤方法有：爆破装煤、人工装煤和机械装煤等。爆破装煤是通过爆破使煤直接落入刮板输送机内。

(3)运煤。采煤工作面的运输方式主要根据落煤方式及煤层倾角来确定。倾斜工作面可采用铁溜槽或搪瓷溜槽，缓倾斜工作面主要采用可弯曲刮板输送机运煤。

(4)支护。炮采工作面常用金属支柱。

(5)采空区处理。随着采煤工作面不断向前推进，顶板悬露面积越来越大，为保证工作面的安全生产，需要及时对采空区进行处理。采空区处理方法有多种，但最常用的是全部垮落法。

炮采除运煤的工序实现了机械化外，其余的工序全部是人工操作。炮采工作面的装备有：钻眼工具用煤电钻、麻花钻杆与合金钻头；运煤设备一般使用轻型刮板输送机；支护材料用木柱、木棚、摩擦式金属支柱与金属铰接顶梁或单体液压支柱与金属铰接顶梁配套的支架支撑顶板；回柱用人工的方法或简单的回柱机具或者配备回柱绞车。炮采的优点是：适应性强，各种条件的采煤工作面均可采用，所需设备少，初期投资小。炮采的缺点是：回柱放顶工序安全风险大，顶板事故多，产量及效率低，工人劳动强度大等。2

普采普采工艺是用采煤机械来完成落煤及装煤过程，而运煤、顶板支护及采空区处理等过程与炮采工艺大致相同。某普采面，工艺过程如下：每班开始时，采煤机自工作面下切口开始割煤，滚筒截深为1 m，滚筒直径为 1.25 m。采煤机向上运行时，滚筒沿顶板割煤，并利用滚筒螺旋和弧形档煤板装煤。工人随机挂梁，拖住刚暴露的顶板，梁距0.6 m。采煤机运行至工作面上切口后，翻转弧形档煤板，将摇臂降下，开始自上而下运行，滚筒割底煤并装余煤。采煤机下行时，负荷较小，牵引速度较快。滞后采煤机 10~15 m，依次开动千斤顶推移输送机，与此同时，输送机上的铲煤板清理机道上的浮煤。推移完输送机后，开始支设单体液压支柱。支柱间的距离，即沿煤壁方向的距离为 0.6 m；牌局，即垂直与煤壁方向的距离，等于滚筒截深（1.0 m）。
当采煤机割底煤至工作面下切口时，支设好下端头的支架，移直输送机，采用直接推入法进刀，是采煤机滚筒进入新的位置，以便重新割煤。工作面下切口长 4m，当采煤机运行至工作面下部终点位置时，其滚筒恰好到达机一起推入新的位置，待输送机移成一条直线时，采煤机也进刀完毕。采煤机完整地割完一刀煤，并且相应的完成推移输送机、支架和进刀工序后，工作面有原来的 3 排柱控顶变为 4 排柱控顶。为了有效的控制顶板，要回掉
1 排柱，让采空区顶板自行垮落，重新恢复工作面 3 排柱控顶，同时检修设备。割煤和回柱期间，乳化液泵站始终向工作面供液，以保证推移输送机和支设、回车液压支柱工作面正常进行。采煤面这一采煤工艺过程称为一个循环。该实例完成一个循环为 8 小时。

综采综采就是通常所说的机械化采煤，也就是破、装、运、支、处五个主要工序全部实现机械化作业。
下面是某综采面的工艺过程：（缩伸缩梁、护帮板）向端头割煤→移架（伸伸缩梁、护帮板）→（牵机至工作面中部）中部进刀→自端头顺移刮板输送机至面中部→（缩伸缩梁、护帮板）割煤→移架（伸伸缩梁、护帮板）→（牵机至工作面中部）自端头顺移刮板输送机至面中部。3

综采工作面一般采用双滚筒采煤机，各工序简化为割煤、移架、推移输送机3个主要工序，采煤机骑在刮板输送机上完成割煤和装煤，一般前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤。液压支架通过底部的千斤顶与刮板输送机连接，可互为支点，从而实现移架和推移刮板输送机。移架时，支柱卸载，顶粱下降(与顶板脱离或不完全脱离)，支架整体前移，移到新位置后，立柱重新加载载，支护新位置处的顶板。推移刮板输送机时，移架千斤顶重新伸出，推移刮板输送机到煤壁处，割煤后可可以及时依次推移液压支架和输送机，也可以先逐段依次推移机，再依次移设液压支架，即及时支护和滞后支护。4

综采工作面布置如下：