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地下采煤方法

[拼音]:dixia caimei fangfa

[外文]:underground coal mining method

区段或采煤条带内的巷道布置方式和回采工艺及其配合的总称。区段或采煤条带内各类巷道的数量、位置及其与回采工作面在时间和空间上的配合,称为巷道布置方式。回采工作面各工序的合理安排和有机配合称煤回采工艺。一种巷道布置方式可以有不同的回采工艺,一种回采工艺也可适用于不同的巷道布置方式。二者的较佳配合,可通过技术经济比较确定。

简史

公元前500年,我国就利用煤炭作燃料。《天工开物》中记载了古代煤矿开采技术。但是长期以来都用手工采煤,开采范围狭小,靠掘进巷道出煤,方法十分落后。采用钻眼爆破技术和动力机械采煤以后,促进了采煤技术的迅速发展。20世纪50年代前我国煤矿主要采用残柱式和高落式采煤方法,巷道掘进量大,产煤量少,通风条件恶劣,生产不安全,资源损失多。50年代起,我国煤矿大部分改用壁式采煤法,制订了各项安全生产措施,获得了较好的技术经济效果。

采煤机械化

20世纪50年代初,我国回采工作面用截煤机掏槽,爆破落煤,人力装煤,还采用了深截式联合采煤机,实现了落煤、装煤机械化(见采煤机)。但截煤机掏槽工序复杂,劳动强度大;深截式联合采煤机(康拜因)则有功率小、速度慢、空顶面积大等缺点。60年代,长壁回采工作面推广使用浅截式滚筒采煤机,可弯曲刮板输送机,配合使用金属支柱和铰接顶梁,简化了采煤工序,提高了工作面产量和效率。70年代,采用自移式液压支架、大功率采煤机,强力可弯曲刮板输送机和可伸缩带式输送机,实现了综合机械化采煤,不仅大幅度提高了工作面的产量和效率,也扩大了采区范围,实现了集中生产,并进一步改善了巷道布置。机械化采煤可促进采煤方法的发展,不仅使壁式采煤法的长壁工作面获得良好的技术经济效果,也使柱式采煤法得到改革和发展。目前,在美、澳等国广泛应用连续采煤机采煤,梭式自行矿车运煤,并配合使用锚杆支柱,效果良好。

分类

采煤方法繁多,各国有不同的分类方案。1959年,我国煤炭学术界按照巷道布置方式和回采工艺的特点,将采煤方法分为壁式和柱式两种体系,再按照煤层厚度、倾角、回采方向和其他特征,划分为各种具体的采煤方法,见附表。

采煤方法的选择

必须根据煤层地质条件和开采技术经济条件,选择好合理的采煤方法,较大限度地满足工作安全、产量大、效率高、煤质好、成本低和煤炭回采率高等要求。

煤层地质条件

包括煤层倾角、厚度、顶底板岩石性质、煤层的构造和性质、煤层赋存的稳定性、断层切割情况、瓦斯涌出量和含水程度,以及煤层自然发火倾向性等。煤层的倾角、厚度和顶底板岩石性质,直接影响巷道布置方式和回采工艺。急倾斜煤层回采工作面和上山巷道可采用自溜运输;但回采工作,不论用机械或人工,都因倾角大而带来很大困难。薄煤层开采困难,效率低;中厚煤层的采高适中,开采方便,容易支护,回采效率高。为保证安全,提高回采率,厚度3.5m以上的厚煤层多采用分层开采。顶底板岩石性质主要影响顶板管理方法的选择。中等稳定的顶板,最宜采用全部垮落顶板管理法。目前极坚硬的顶板采用注水和深孔爆破的方法管理顶板。极破碎的顶板可采用化学注浆法锚固顶板。煤层含有夹石时,使回采工艺复杂化。如夹石很薄,回采时很难挑选出来,影响煤质;如煤层中夹石很厚(0.5m以上),可利用夹石作为分层开采的界限。煤层的稳定性和断层切割情况直接影响回采工艺的选择。在瓦斯涌出量较大的煤层中,要保证回采工作面的独立通风系统。涌水量较大的煤层,要保证排水系统的完整和通畅,这些都使巷道布置复杂化。建筑物下采煤、铁路下采煤和水体下采煤,要采取特殊措施。

开采技术经济条件

包括技术装备、材料供应和技术管理水平。技术装备同采煤科学技术发展和国家经济状况有直接关系。综合机械化采煤可以实现采煤过程全部机械化,是今后发展方向;但是普通机械化采煤仍应发展。水力采煤法是有效的机械化采煤方法之一,如果顶底板稳定,煤层条件适宜,技术经济条件比较优越,也应提倡和发展。采用充填法管理顶板时要考虑充填材料来源和供应条件,采用水力充填时要考虑水源情况。选择采煤方法还应力求操作技术简单,容易掌握,管理方便,这对于中、小型矿井,尤为重要。选择采煤方法应当综合考虑上述诸因素,结合地区具体情况,进行充分技术经济论证后确定。

参考书目

我国矿业学院等编:《采煤学》上册,煤炭工业出版社,北京,1979。

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