采煤方法的選擇及發(fā)展

1、Coal Mining Science山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院第十五章第十五章 采煤方法的選擇及發(fā)展采煤方法的選擇及發(fā)展u15.1 選擇采煤方法的原則及影響因素分析選擇采煤方法的原則及影響因素分析u15.2 采煤方法工藝技術(shù)的發(fā)展采煤方法工藝技術(shù)的發(fā)展u15.3 采煤方法的發(fā)展方向采煤方法的發(fā)展方向u15.4 無(wú)人工作面采煤方法無(wú)人工作面采煤方法Coal Mining Science山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院15.1 15.1 選擇采煤方法的原則選擇采煤方法的原則u15.1.1 15.1.1 采煤方法選擇的依據(jù) 所謂采煤方法選擇的依據(jù)是指人們?cè)谶x擇采煤方法時(shí)要考慮的內(nèi)外部條件和環(huán)境。

2、歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面。煤層賦存條件煤層賦存條件p煤層的傾角和厚度 煤層傾角和厚度的變化不僅直接影響到采煤工作面的落煤方法，運(yùn)煤、通風(fēng)方式，采場(chǎng)支護(hù)和采空區(qū)處理等的選擇，也直接影響到巷道布置及采煤方法參數(shù)的確定。從前述幾章可看出，緩斜、中斜(傾斜)與急斜煤層相比有完全不同的采煤方法。不同煤層厚度也需選擇不同的采煤方法，如厚及特厚煤層就需采用分層開(kāi)采或放頂煤開(kāi)采。p 煤層及圍巖特征Coal Mining Science山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院15.1 15.1 選擇采煤方法的原則選擇采煤方法的原則 煤層的軟硬及其結(jié)構(gòu)特征(節(jié)理裂隙發(fā)育程度、含夾石情況等)，圍 巖穩(wěn)定性直接影響到采煤機(jī)械、采

3、煤工藝和采空區(qū)處理方式的選擇，也直接影響到巷道布置及其維護(hù)方法的選擇。如三硬、三軟煤層都必須在 采煤工藝和巷道維護(hù)方面采取特殊措施。 p 煤層的地質(zhì)構(gòu)造 賦存條件穩(wěn)定的煤層有利于采用綜采。賦存條件不穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的煤層宜采用普采或炮采。多走向斷層時(shí)，宜用走向長(zhǎng)壁；多傾斜斷層時(shí)，宜用傾斜長(zhǎng)壁。 p 煤層的含水、含瓦斯情況及煤的自然發(fā)火性 煤層及圍巖含水量大(特別是圍巖中含承壓水)時(shí)，需要在采煤之前預(yù)先疏干，采取布置排水及疏水系統(tǒng)等措施。含瓦斯量大時(shí)，要布置瓦斯預(yù)抽放巷道，并在工作面生產(chǎn)過(guò)程中加強(qiáng)通風(fēng)措施。煤層的自燃 Coal Mining Science山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院15.1

4、15.1 選擇采煤方法的原則選擇采煤方法的原則 和發(fā)火期直接影響到開(kāi)采參數(shù)選擇、巷道布置及維護(hù)方法，決定著要采取何種防滅火措施。 采煤技術(shù)發(fā)展和裝備水平 主要是指生產(chǎn)中采掘設(shè)備供應(yīng)條件和生產(chǎn)單位的購(gòu)買(mǎi)能力，以及設(shè)備的適用條件。而裝備的發(fā)展和創(chuàng)新，又可能為采煤方法的發(fā)展帶來(lái)巨大影響。 管理水平 礦井技術(shù)管理水平和職工素質(zhì)對(duì)采煤方法的選擇也有影響，因而提高職工，特別是采掘一線工人的素質(zhì)對(duì)發(fā)展高產(chǎn)高效綜采、提高安全程度占有十分重要的地位。 國(guó)家的技術(shù)政策、法規(guī)和規(guī)程 在生產(chǎn)發(fā)展的一定階段上，國(guó)家主管部門(mén)會(huì)根據(jù)實(shí)際情況制定一些技術(shù)政策、法規(guī)和規(guī)程，以規(guī)范和指導(dǎo)煤炭工業(yè)生產(chǎn)。Coal Mining Sc

5、ience山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院15.1 15.1 選擇采煤方法的原則選擇采煤方法的原則u15.1.2 15.1.2 采煤方法選擇的原則 采煤方法選擇是否合理，直接影響到整個(gè)礦井的安全和各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，必須在嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家技術(shù)政策、法規(guī)和規(guī)程的基礎(chǔ)上，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)安全。技術(shù)先進(jìn) p 采煤工作面機(jī)械化水平高、單產(chǎn)高。把煤礦工人從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，是黨和政府一貫追求的目標(biāo)，而發(fā)展高度的機(jī)械化是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效、安全的決定性因素。p 煤炭質(zhì)量好。選擇先進(jìn)的采煤工藝，改善頂板管理，防止矸石混入煤中，盡量減少煤的含矸率和灰分。在可能的條件下，增加塊煤率，降低煤的水分。Coa

6、l Mining Science山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院15.1 15.1 選擇采煤方法的原則選擇采煤方法的原則p 煤炭采出率高。提高采出率，減少煤炭損失，充分利用煤炭資源，是社會(huì)主義煤炭企業(yè)的一項(xiàng)重要技術(shù)政策。同時(shí)，也有利于防止殘留煤炭自燃，延長(zhǎng)工作面、采區(qū)和礦井的服務(wù)年限。采區(qū)采出率厚煤層不小于75%；中厚煤層不小于80%；薄煤層不小于85%。經(jīng)濟(jì)合理經(jīng)濟(jì)合理 p 勞動(dòng)效率高。在提高工作面單產(chǎn)的同時(shí)，提高勞動(dòng)效率，才能獲得好的經(jīng)濟(jì)效果。主要措施是改善回采工藝和勞動(dòng)組織，努力實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 p材料消耗少。減少采煤工作面各種材料消耗，加強(qiáng)管理,改進(jìn)設(shè)計(jì)，注意回收復(fù)用。p成本低。降低

7、成本的主要措施是加強(qiáng)生產(chǎn)管理，合理使用勞動(dòng)力，從各方面減少煤炭生產(chǎn)費(fèi)用。 Coal Mining Science山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院15.1 15.1 選擇采煤方法的原則選擇采煤方法的原則生產(chǎn)安全生產(chǎn)安全 保證生產(chǎn)安全是煤礦企業(yè)一項(xiàng)經(jīng)常而又重要的任務(wù)，應(yīng)不斷提高科學(xué)管理水平，應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)裝備，認(rèn)真貫徹煤礦安全規(guī)程，確保安全生產(chǎn)。一般要求作好以下幾方面工作：p 積極采取措施，保證巷道維護(hù)狀況良好，確保礦井和采區(qū)運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和行人(包括安全避災(zāi)路線)系統(tǒng)暢通。建立完善的防火、防水、防塵、防瓦斯積聚和處理各種事故的設(shè)施。p認(rèn)真編制采煤工作面作業(yè)規(guī)程，切實(shí)加強(qiáng)采煤工藝過(guò)程各工序的監(jiān)

8、督和控制，有效防止冒頂、片幫、支架傾倒以及其他可能危及人身安全和正常生產(chǎn)的各類(lèi)事故的發(fā)生。p 制定完善、合理的安全技術(shù)措施，建立全礦井安全制度保障體系，采用高新技術(shù)，加強(qiáng)全方位的生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控。Coal Mining Science山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院15.2 15.2 采煤工藝技術(shù)的發(fā)展采煤工藝技術(shù)的發(fā)展 采煤方法工藝技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中占有極為重要的地位。一個(gè)煤礦企業(yè)生產(chǎn)指標(biāo)的優(yōu)劣，除資源條件外，主要決定于所采用的工業(yè)技術(shù)的應(yīng)用性和先進(jìn)性。u15.2.1 采煤技術(shù)發(fā)展及我國(guó)高產(chǎn)高效礦井建設(shè)概況采煤技術(shù)發(fā)展及我國(guó)高產(chǎn)高效礦井建設(shè)概況 壁式體系可實(shí)現(xiàn)連續(xù)采煤，具有單產(chǎn)高、功效高，采出率高及

9、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 在世界范圍內(nèi)，壁式體系呈發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)煤層賦存條件較復(fù)雜，主體將發(fā)展以壁式體系綜采為主的不同類(lèi)型的長(zhǎng)壁開(kāi)采技術(shù)。u15.2.215.2.2長(zhǎng)壁綜采的高產(chǎn)高效工藝技術(shù)長(zhǎng)壁綜采的高產(chǎn)高效工藝技術(shù) 世界上以長(zhǎng)壁開(kāi)采為主的主要產(chǎn)煤國(guó)綜采程度均達(dá)到80%以上，有的接近100%。我國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦礦井緩斜煤層可采儲(chǔ)量及產(chǎn)量比重均在85%左右，但綜采程度尚不到50%。長(zhǎng)壁綜采是今后發(fā)展的主要方向。Coal Mining Science山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院15.2 15.2 采煤工藝技術(shù)的發(fā)展采煤工藝技術(shù)的發(fā)展緩斜中厚煤層單一長(zhǎng)壁綜采緩斜中厚煤層單一長(zhǎng)壁綜采p美國(guó)日產(chǎn)萬(wàn)噸以上的高產(chǎn)高

10、效綜采p引進(jìn)國(guó)外裝備日產(chǎn)萬(wàn)噸以上高產(chǎn)高效綜采p國(guó)產(chǎn)裝備日產(chǎn)7 000 t 高產(chǎn)高效綜采緩斜薄煤層單一長(zhǎng)壁綜采緩斜薄煤層單一長(zhǎng)壁綜采緩斜厚煤層傾斜分層長(zhǎng)壁綜采緩斜厚煤層傾斜分層長(zhǎng)壁綜采緩斜厚煤層一次采全厚大采高長(zhǎng)壁綜采緩斜厚煤層一次采全厚大采高長(zhǎng)壁綜采緩斜厚煤層放頂煤長(zhǎng)壁綜采緩斜厚煤層放頂煤長(zhǎng)壁綜采各種綜采面高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障系統(tǒng)各種綜采面高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障系統(tǒng)Coal Mining Science山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院15.3 15.3 采煤方法的發(fā)展方向采煤方法的發(fā)展方向 選用合適的采煤方法，并使之不斷完善和發(fā)展，對(duì)提高礦井生產(chǎn)水平和經(jīng)濟(jì)效益，改變礦井技術(shù)面貌有決定性的意義，繼續(xù)

11、做好這方面的工作，是今后煤礦開(kāi)采技術(shù)發(fā)展的重要方面。p 對(duì)緩斜、傾斜煤層長(zhǎng)壁式開(kāi)采，關(guān)鍵是不斷改進(jìn)采煤工藝，根本的出路在于推行機(jī)械化。要多層次地、因地制宜地應(yīng)用和發(fā)展先進(jìn)的、適用的機(jī)械化采煤技術(shù)。 發(fā)展綜合機(jī)械化采煤工藝是我國(guó)趕超世界先進(jìn)水平的主要方面。今后要鞏固現(xiàn)有綜采的成果，擴(kuò)大應(yīng)用工作面全自動(dòng)化控制技術(shù)，努力提高操作技術(shù)和管理水平，提高設(shè)備可靠性、設(shè)備利用率及工時(shí)利用率，提高工作面單產(chǎn)水平和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)，要有步驟、有重點(diǎn)地研制困難條件下(三硬、三軟、大傾角、大采高)的綜采技術(shù)和裝備，逐步擴(kuò)大綜采的應(yīng)用范圍。Coal Mining Science山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院15.3 1

12、5.3 采煤方法的發(fā)展方向采煤方法的發(fā)展方向 以使用單體液壓支柱支護(hù)為主要特征的機(jī)械化采煤工藝在當(dāng)前仍不失為一種較先進(jìn)的技術(shù)。許多煤礦使用的經(jīng)驗(yàn)表明，它具有投資較少、單產(chǎn)和效率較高、生產(chǎn)較安全等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)我國(guó)煤礦有廣泛的適應(yīng)性，仍應(yīng)繼續(xù)推廣應(yīng)用。并配合墩柱應(yīng)用，改善其頂板管理。p 走向長(zhǎng)壁開(kāi)采，技術(shù)簡(jiǎn)單，應(yīng)用成熟，具有廣泛的適應(yīng)性，是我國(guó)開(kāi)采緩斜、傾斜煤層應(yīng)用最廣的方法。要結(jié)合礦井煤層開(kāi)采條件和采煤工藝的發(fā)展，改進(jìn)巷道布置，優(yōu)化采區(qū)系統(tǒng)和參數(shù)，為集中、穩(wěn)產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)創(chuàng)造良好條件。 傾斜長(zhǎng)壁開(kāi)采，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，工程量少，在傾角以下的煤層中應(yīng)用，能取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，應(yīng)該大力推廣，有條件的地區(qū)

13、，還可試用到傾角較大的煤層。 作為傾斜長(zhǎng)壁的一種變形，偽斜長(zhǎng)壁用于斜交斷層切割的塊段也是適宜的。Coal Mining Science山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院15.3 15.3 采煤方法的發(fā)展方向采煤方法的發(fā)展方向p 緩斜、傾斜厚煤層開(kāi)采，在我國(guó)煤礦生產(chǎn)中占有相當(dāng)大的比重，合理地開(kāi)采這類(lèi)煤層可以采用不同的技術(shù)途徑。 傾斜分層下行垮落采煤法是比較成熟的采煤方法，已在不同礦井的各分層成功地實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、綜合機(jī)械化采煤，今后仍將較廣泛采用，并應(yīng)進(jìn)一步推廣和改進(jìn)機(jī)械化采煤工藝，研究分層采高的控制、假頂材料的選擇，減少巖石巷道的掘進(jìn)，改進(jìn)巷道布置。 大采高綜采一傾全厚，可以簡(jiǎn)化巷道布置，減少巷道掘

14、進(jìn)和維護(hù)，節(jié)約假頂材料。在煤層傾角不大、煤和頂?shù)装鍘r性適宜的礦井，可以重點(diǎn)應(yīng)用和推廣，并要繼續(xù)改進(jìn)設(shè)備，完善工藝。 緩斜厚煤層放頂煤采煤法近幾年發(fā)展較快，在工作面采高不加大的情況下，可大大增加一次開(kāi)采的厚度。用于開(kāi)采特厚煤層，可以簡(jiǎn)化巷道布置，降低巷道掘進(jìn)率，提高采煤工效，降低噸煤生產(chǎn)費(fèi)用。要進(jìn)一步研究提高煤炭采出率，防止自燃和瓦斯積聚等措施，保證工作面的正常、安全生產(chǎn)。Coal Mining Science山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院15.3 15.3 采煤方法的發(fā)展方向采煤方法的發(fā)展方向p 無(wú)煤柱護(hù)巷技術(shù)在我國(guó)得到日益廣泛的應(yīng)用。在緩斜薄及中厚煤層的開(kāi)采中可以推廣沿空留巷或沿空掘巷，配合

15、受采動(dòng)影響巷道的支護(hù)改革和巷旁充填技術(shù)的發(fā)展，可以擴(kuò)大沿空留巷的應(yīng)用范圍，進(jìn)而為采用往復(fù)式回采、Z形回采提供有效的技術(shù)手段。 實(shí)踐表明，取消上山(石門(mén))煤柱、增加工作面推進(jìn)長(zhǎng)度可取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，有條件的礦區(qū)可以推廣。p 急斜煤層的產(chǎn)量在我國(guó)煤炭總產(chǎn)量中所占比重不大，但分布很廣，急斜煤層采煤方法類(lèi)型很多，在應(yīng)用條件和效果方面都有比較大的局限性。 偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法是我國(guó)特有的一種方法，在層厚變化不大的厚及中厚煤層中應(yīng)用，可取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，今后要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)回采的機(jī)械化，改進(jìn)支架結(jié)構(gòu)，向液壓化發(fā)展，并改進(jìn)巷道布置和參數(shù)，減少巷道掘進(jìn)率。Coal Mining Science山東科

16、技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院15.3 15.3 采煤方法的發(fā)展方向采煤方法的發(fā)展方向 水平分段放頂煤采煤法，為開(kāi)采急斜特厚煤層提供了高效安全的機(jī)械化采煤方法，這種采煤方法單產(chǎn)和工效高、工藝簡(jiǎn)單、掘進(jìn)巷道少、噸煤費(fèi)用低，有條件的礦井應(yīng)積極推廣。 薄及中厚煤層臺(tái)階式采煤法采出率較高，但單產(chǎn)、工效和成本等指標(biāo)不夠理想，安全較差。而偽斜走向長(zhǎng)壁采煤法，較好地克服了上述的缺點(diǎn)，應(yīng)大力推廣。p 建筑物下、鐵路下、水體下呆滯煤量的開(kāi)采日益成為我國(guó)煤礦開(kāi)采的緊迫問(wèn)題，我國(guó)有長(zhǎng)期使用水砂充填的經(jīng)驗(yàn)和成熟的技術(shù)，盡管近年來(lái)充填采煤法的應(yīng)用范圍和產(chǎn)量均在減少，但在解臾“三下”采煤?jiǎn)栴}中會(huì)有更廣泛的應(yīng)用，充填方法(如風(fēng)力

17、充填等)也會(huì)有所發(fā)展。 針對(duì)“三下”采煤的條件和要求，采用煤柱支撐法開(kāi)采也是可行的，應(yīng)該總結(jié)和推廣這方面的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展這方面的技術(shù)。Coal Mining Science山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院15.3 15.3 采煤方法的發(fā)展方向采煤方法的發(fā)展方向p 我國(guó)水力采煤技術(shù)日臻成熟，單純從采煤方法角度看，在傾角以上、煤層中等厚度以上、頂?shù)装逯械确€(wěn)定或穩(wěn)定且瓦斯含量低的煤層，使用水力采煤能取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，條件適宜的礦井，經(jīng)論證可以選用。今后要繼續(xù)改進(jìn)工藝和設(shè)備，改善通風(fēng)和生產(chǎn)條件，提高煤炭采出率。p 以應(yīng)用連續(xù)采煤機(jī)為特征的柱式體系采煤法，可用在煤層賦存不深、圍巖較穩(wěn)定、傾角平緩、不易自

18、燃的低瓦斯礦井，但需提高操作技術(shù)和管理水平，加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)，充分發(fā)揮設(shè)備效能，改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。p 采煤工藝是采煤方法的核心，改善采煤工藝既依賴(lài)于回采設(shè)備(尤其是支護(hù)、采煤設(shè)備)的改進(jìn)，又有賴(lài)于工作人員素質(zhì)的提高。要改進(jìn)現(xiàn)有的綜采設(shè)備，研制高產(chǎn)高效及在困難條件下應(yīng)用的綜采設(shè)備，加強(qiáng)職工的培訓(xùn)，提高操作技術(shù)和管理水平。Coal Mining Science山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院15.4 15.4 無(wú)人工作面采煤方法無(wú)人工作面采煤方法u15.4.1 無(wú)人工作面采煤方法無(wú)人工作面采煤方法 無(wú)人工作面采煤的含義是，工人不在采煤工作面內(nèi)采煤，而是在回采巷道或其他安全地點(diǎn)操縱盒控制工作面的機(jī)械設(shè)備，完成采煤、裝運(yùn)煤、頂板管理等工序。無(wú)人工作面采煤的優(yōu)點(diǎn)與不足無(wú)人工作面采煤的優(yōu)點(diǎn)與不足 無(wú)人工作面采煤是世界煤炭科學(xué)技術(shù)開(kāi)發(fā)研究的主要方向之一。p優(yōu)點(diǎn)有：安全好，效率高p不足有：由于礦井地