采煤方法的選擇及發(fā)展

1、第二節(jié)采煤方法的選擇及發(fā)展方向一、選擇采煤方法的原則生產安全 煤礦安全規(guī)程法律經濟合理 采煤工作面單產高 、勞動效率高、材料消耗少、煤炭質量好、成本低煤炭采出率高 (一)生產安全 安全為了生產，生產必須安全。應當充分利用先進技術和提高科學管理水平，以保證井下生產安全，不斷改善勞動條件。對于所選擇的采煤方法應仔細檢查采煤工藝的各個工序以及采煤系統(tǒng)的各生產環(huán)節(jié)，務使其符合煤礦安全規(guī)程的各項規(guī)定。 我國煤礦企業(yè)安全生產狀況基本數(shù)據(jù) 一般應該做到以下幾個方面：(1)合理布置巷道，保證巷道維護狀態(tài)良好，滿足采掘接替 要求，建立妥善的通風、運輸、行人以及防火、防塵、 防瓦斯積聚、防水和處理各種災害事故的系

2、統(tǒng)和措施， 并盡量創(chuàng)造良好的工作條件。(2)正確確定和安排采煤工藝過程，切實防止冒頂、片幫、 支架傾倒、機械事故以及避免其他可能危及人身安全和 正常生產的各種事故發(fā)生。(3)認真編制采煤工作面作業(yè)規(guī)程，制定完整、合理的安全 技術措施，并建立制度以保證實施。 (二)經濟合理 經濟效果是評價采煤方法好壞的一個重要依據(jù)。通常適合于某一具體條件的采煤方法可以列出許多種，而每一種采煤方法的主要經濟指標(如產量、效率、材料和動力消耗、巷道掘進量和維護量等)是不相同的，甚至相當懸殊。因此，在選擇采煤方法時不僅要列出幾種方案進行技術分析，而且在經濟效益上要進行比較，最后確定技術可行經濟上合理的方案。一般應當符

3、合以下五個方面的要求(1)采煤工作面單產高 提高工作面產量，是實現(xiàn)礦井穩(wěn)產、高產，提高采區(qū)和整個礦井各項技術經濟指標的中心環(huán)節(jié)。提高工作面產量，主要應當提高工作面機械化程度，盡可能加大回采進度和合理加大工作面長度，加強生產的組織管理。(2)勞動效率高 為了提高勞動效率，必須不斷提高職工素質，改善經營管理。同時要選擇合理的采煤工藝和勞動組織，采用先進的技術裝備，努力實現(xiàn)機械化或綜合機械化。 (3)材料消耗少 減少采煤工作面的各種材料消耗，特別是要減少坑木、鋼材以及炸藥、雷管等的消耗，為此必須加強管理，注意材料回收復用，正確確定鉆眼爆破方法。(4)煤炭質量好 要求煤炭的含矸率和灰分低，注意改進采煤

4、工藝和支護設計，盡量防止矸石或巖粉混入煤中。(5)成本低 成本是經濟技術效果的綜合反映。努力提高工作面單產和勞動效率，降低材料消耗，保證煤炭質量，是降低煤炭生產成本的主要途徑，正確布置巷道，減少巷道掘進和維護工作量，加強生產管理，合理使用勞力，認真組織工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)，也是降低成本的重要手段。 (三)煤炭采出率高 減少煤炭損失，提高煤炭采出率，充分利用煤炭資源，是國家對煤礦企業(yè)的一項重要技術政策。同時減少煤炭損失，也是防止煤的自燃、減少井下火災、保持和延長采煤工作面和采區(qū)的開采期限、降低掘進率、保證正常生產的重要措施。 上述三方面的要求是密切聯(lián)系、互相制約的，應當綜合考慮，力求得到充分滿足。

5、二、選擇采煤方法的影響因素地質因素煤層傾角、煤層厚度、煤層及圍巖的特征、地質構造、含水性技術發(fā)展水平管理水平因素 (一)地質因素(1)煤層傾角 煤層傾角是影響采煤方法選擇的重要因素。傾角的變化不僅直接影響采煤工作面的落煤方法、運煤方式、采場支護和采空區(qū)處理等的選擇，而且也直接影響巷道布置、運輸、通風及采煤方法各種參數(shù)的確定。 (一)地質因素(2)煤層厚度 煤層厚度的變化也是影響采煤方法選擇的重要因素，應根據(jù)煤層厚度選擇不同的采煤方法。薄及中厚煤層通常為一次采全厚，厚及特厚煤層可以采用分層開采的方法，也可用大采高或放頂煤采煤法。此外，煤層厚度也影響到采空區(qū)處理方法的選擇，如煤層厚度特別大，易自燃

6、，可考慮采用充填采空區(qū)的處理方法。 (一)地質因素(3)煤層及圍巖的特征 煤層的軟硬及其結構特征(含夾矸的情況等)、圍巖的穩(wěn)定性等等，都直接影響到采煤機械、采煤工藝以及采空區(qū)處理方法的選擇。煤層及圍巖性質還直接影響到巷道布置及其維護方法，也影響到采區(qū)中各種參數(shù)的確定。 (一)地質因素(4)煤層的地質構造情況 埋藏條件穩(wěn)定的煤層有利于選用綜采；埋藏條件不穩(wěn)定，煤層構造較復雜宜用普采；多走向斷層時，宜采用走向長壁；多傾斜斷層時，宜采用傾斜長壁。 因此，在選擇采煤方法之前，應當充分掌握開采范圍內的地質構造情況，以便正確地選擇相應的采煤方法。 (一)地質因素(5)煤層的含水性、瓦斯涌出量及煤的自燃情況

7、 煤層及圍巖含水量大時，需要在采煤之前預先疏干，或在采煤過程中布置排水及疏水系統(tǒng)。煤層含瓦斯量大時，要布置預抽瓦斯的巷道，同時，采煤工作面通風應采取一定的措施。煤層的自燃性及發(fā)火期直接影響巷道布置、巷道維護方法和采煤工作面推進方向，決定著是否需要采取防火灌漿措施或選用充填采煤法。所有這些在選擇采煤方法時，均應當充分加以考慮。 (二)技術發(fā)展水平因素 技術發(fā)展及裝備水平也會影響到采煤方法的選擇，其中主要是機械裝備水平以及生產中的設備供應條件。例如，采用綜采設備使采煤工藝帶來很大變化，它影響巷道布置及其生產系統(tǒng)。但是，綜采的應用有時受設備供應條件的限制。又如鋼材供應不足，則影響支護手段的改革，影響

8、沿空留巷及往復式開采的進一步推廣。再有，在急斜煤層采煤法及特厚煤層水砂充填采煤法中，目前采煤機械化程度比較低，所以暫時仍只能應用一些老的采煤方法，待將來采煤機械化發(fā)展后，必然導致新采煤方法的應用和發(fā)展。 (三)管理水平因素 管理水平及職工素質有時對選擇采煤方法產生一定影響。在管理水平較差的條件下，一些難度較大的開采技術和工藝，如大采高一次采全厚綜采及大傾角綜采等，應有計劃地逐步推廣，先易后難，掌握其規(guī)律及經驗，并對職工進行技術培訓，條件成熟后再推廣應用。三、采煤方法的發(fā)展方向 選用合理的采煤方法，并使之不斷完善和發(fā)展，對提高礦井生產水平和經濟效益，改變礦井技術面貌有決定性的意義，繼續(xù)做好這方面

9、的工作，是今后煤礦開采技術發(fā)展的重要方面。1、大力發(fā)展機械化采煤2、發(fā)展長壁采煤工藝，改進巷道布置3、發(fā)展并完善厚煤層采煤方法，特別是放頂煤開采方法4、大力推廣無煤柱護巷方法5、在急傾斜煤層中推廣偽傾斜柔性掩護支架采煤法、水平分段放頂煤采煤法、偽傾斜走向長壁采煤法 6、研究并推廣“三下”采煤技術7、在條件適宜的礦井，推廣水力采煤8、在條件適宜的礦井，應用連續(xù)采煤機為特征的柱式體系采煤法9、進一步提高工作人員的素質10、發(fā)展采煤方法選擇及設計優(yōu)化的方法 知識拓展 (1)對緩斜、傾斜煤層長壁式開采 關鍵是不斷改進采煤工藝，根本的出路在于推行機械化。發(fā)展綜合機械化采煤工藝是我國趕超世界先進水平的主要

10、方面。 以使用單體液壓支柱支護為主要特征的機械化采煤工藝在當前仍不失為一 種較先進的技術。許多煤礦使用的經驗表明，它具有投資較少、單產和效率較高、生產較安全等優(yōu)點，對我國煤礦有廣泛的適應性，仍應繼續(xù)推廣應用。 (2)走向長壁開采 技術簡單，應用成熟，具有廣泛的適應性結合礦井煤層開采條件和采煤工藝的發(fā)展，改進巷道布置，優(yōu)化采區(qū)系統(tǒng)和參數(shù)，為集中、穩(wěn)產、高效、安全生產創(chuàng)造良好條件。（3）傾斜長壁開采 系統(tǒng)簡單、工程量少，在傾角1 2O以下的煤層中應用，能取得良好的技術經濟效果，應該大力推廣，有條件的地區(qū)，還可試用到傾角較大的煤層。（4）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

11、分層成功地實現(xiàn)了機械化、綜合機械化采煤，今后仍將較廣泛采用，并應進一步推廣和改進機械化采煤工藝。（5） 緩斜厚煤層放頂煤采煤法 在工作面采高不加大的情況下，可大大增加一次開采的厚度。用于開采特厚煤層，可以簡化巷道布置，降低巷道掘進率，提高采煤工效，降低噸煤生產費用。要進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。(6)無煤柱護巷技術 在我國得到日益廣泛的應用。在緩斜薄及中厚煤層的開采中可以推廣沿空留巷或沿空掘巷，配合受采動影響巷道的支護改革和巷旁充填技術的發(fā)展，可以擴大沿空留巷的應用范圍，進而為采用往復式回采、Z形回采提供有效的技術手段。實踐表明，取消上山(石門

12、)煤柱、增加工作面推進長度可取得良好的技術經濟效果，有條件的礦區(qū)可以推廣。 (7)急斜煤層 產量所占比重不大，但分布很廣，急斜采煤方法類型很多，在應用條件和效果方面都有比較大的局限性。 偽斜柔性掩護支架采煤法是我國特有的一種方法，在層厚變化不大的厚及中厚煤層中應用，可取得較好的技術經濟效果，今后要進一步實現(xiàn)回采的機械化，改進支架結構，向液壓化發(fā)展，并改進巷道布置和參數(shù)，減少巷道掘進率。 水平分段放頂煤采煤法，為開采急斜特厚煤層提供了高效安全的機械化采煤方法，這種采煤方法單產和工效高、工藝簡單、掘進巷道少、噸煤費用低，有條件的礦井應積極推廣。 (8)建筑物下、鐵路下、水體下呆滯煤量的開采 成為我

13、國煤礦開采的緊迫問題，我國有長期使用水砂充填的經驗和成熟的技術，盡管近年來充填采煤法的應用范圍和產量均在減少，但在解決“三下”采煤問題中會有更廣泛的應用，充填方法(如風力充填等)也會有所發(fā)展。 針對“三下”采煤的條件和要求，采用煤柱支撐法開采也是可行的，應該總結和推廣這方面的經驗，發(fā)展這方面的技術。(9) 水力采煤 技術日臻成熟，單純從采煤方法角度看，在傾角10O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經濟效果，條件適宜的礦井，經論證可以選用。 (10) 應用連續(xù)采煤機的柱式體系采煤法 可用在煤層賦存不深、圍巖較穩(wěn)定、傾角平緩、不易自燃的低瓦

14、斯礦井，但需提高操作技術和管理水平，加強設備的維護，充分發(fā)揮設備效能，改善技術經濟效果。 (11)采煤工藝是采煤方法的核心 改善采煤工藝既依賴于回采設備(尤其是支護、采煤設備)的改進，又有賴于工作人員素質的提高。要改進現(xiàn)有的綜采設備，研制高產高效及在困難條件下應用的綜采設備，加強職工的培訓，提高操作技術和管理水平。(12)采煤方法是一個發(fā)展著的系統(tǒng) 采煤工藝的改進必將促進回采巷道布置的改革，而巷道布置的改進又能為充分發(fā)揮回采效能提供良好的條件。要用系統(tǒng)發(fā)展的觀點分析采煤方法的參數(shù)及其組合，發(fā)展采煤方法選擇及設計的優(yōu)化方法，把采煤方法的研究和完善提高到一個新水平。 (13)無人工作面采煤方法 無

15、人工作面采煤的含義是，工人不在采煤工作面內采煤，而是在回采巷道或其他安全地點操縱和控制工作面的機械設備，完成采煤、裝運煤、頂板管理等工序。 無人工作面采煤是世界煤炭科學技術開發(fā)研究的主要方向之一，具有安全好、效率高等顯著效果。因此，世界上各主要產煤國都十分重視發(fā)展這種技術。目前在國內外，雖然在某些方面已取得了一定進展，但由于礦井地質、開采技術條件的復雜性，這一技術基本上仍處于試驗階段，還需要進行大量的科學研究工作。 (13)無人工作面采煤方法 1、螺旋鉆機無人采煤 孔深3560m，鉆頭直徑小于煤厚 50100mm，孔間0.20.5m煤柱 適用：穩(wěn)定的薄或極薄煤層2、刨煤機無人工作面 氣垛支護

16、3 、綜合機械化采煤無人工作面螺旋鉆機無人采煤 是一種較為成熟的方法。它也在巷道中工作，利用螺旋鉆桿鉆人煤層采煤，并通過螺旋鉆桿將采落的煤裝運出工作面。鉆桿每節(jié)長1.21.9 m，可以不斷接長或拆除，鉆孔深可達3560 m。鉆頭直徑一般小于煤厚50100 mm，一般適用于薄煤層或極薄煤層。目前國外已廣泛采用三軸螺旋鉆機采煤，采煤時鉆孔之間(最窄處)留有厚度不小于0.20.5 m的小煤柱以臨時支撐頂板.刨煤機采煤 動力裝置在巷道中，也為無人采煤創(chuàng)造了條件，煤層傾角小時，可帶刮斗運煤，因而稱刮刨機。其頂板管理一般是采用刀柱法，用煤柱支撐頂板；為了提高采出率及避免工作面頻繁搬遷，也可以采用有支護的頂板管理，如設有可移動的氣垛支架。每排兩組相鄰的支架用鋼絲繩相連，鋼絲繩繞