工作面水平式布置採煤法

工作面水平布置的採煤法，是沿水平方向按一定的高度，將煤層劃分成若干分層後布置採煤工作面的一種方法。工作面沿煤層走向推進，由上而下逐層開採。工作面水平布置的採煤法有很多種，常見的有水平分層下行垮落採煤法、水平分段放頂煤採煤法等。

基本介紹

• 中文名：工作面水平式布置採煤法
• 外文名：Working face horizontal layout mining method
• 學科：煤炭工程
• 領域：開採
• 採煤方法：水平分層下行垮落採煤法等
• 分層：2-2.5m

簡介

水平分層下行垮落採煤法，是將煤層沿水平方向劃分成若干2-2.5m的分層，工作面由底板至頂板方向布置，沿煤層走向推進，人工頂板下行垮落開採。因此，這種採煤法受煤層厚度、傾角變化的影響很小，對不穩定的急斜煤層，具有很強的適應能力。

採區採煤系統

採區內一般布置兩組上山，單翼後退式開採。其中一組上山（上一採區所留）運煤與進風；另一組上山運料與迴風。巷道掘進順序是：在採區內由運輸大巷掘進運輸石門，進入煤層後，在石門的兩側沿煤層掘進一組上山與迴風石門貫通；然後在第一區段下部與上部邊界開掘區段運輸平巷和區段迴風平巷，為便於掘進時的通風與行人，沿走向每隔20-30m掘進聯絡眼連通上下區段平巷；區段平巷貫通兩組上山後，由採區邊界開始由上至下掘進分層平巷，沿走向每隔5-6m掘各分層平巷至區段運輸平巷的聯絡巷，用於溜煤與通風；當第一分層平巷掘進超過10-15m時，掘第一分層工作面開切巷（煤門）布置採煤設備後，便可開始後退式採煤。第一分層採煤工作面推進15-20m，待頂板垮落穩定後，掘第二分層平巷與開切巷即可進行採煤。依此準備區段內以下各個分層，直至最後一個分層。每個區段內一般可布置5-7分層工作面同時開採。為避免各分層間溜煤、通風相互干擾，上下分層工作面根據頂板垮落穩定要求，保持15-30m的錯距，並同步推進。

分層平巷根據煤層厚度不同，布置方式有所區別。煤層厚度小於5m時布置一條，沿煤層底板或頂板布置；當煤層厚度達到5-10m時，攉煤距離變長，勞動強度增大，工作面擴散通風也比較困難，所以可將分層平巷布置在煤層的中部；煤層厚度大於10m時，可沿煤層頂底板布置兩條分層平巷。工作面採下的煤，由人工攉入就近聯絡眼下放至區段平巷輸送機上，朝工作面推進相反的方向運至溜煤上山，溜至採區煤倉後在石門裝車外運。生產用材料由迴風石門或運輸石門經運料上山，提（放）運到區段迴風平巷或區段運輸平巷，再經聯絡眼運到各分層平巷與工作面。

採區內通風路線，前進方向與工作面推進方向相同。各分層工作面的風流，由前一分層工作的乏風與摻入的新鮮風流組成。新鮮風流由上個採區運輸石門進入採區，沿通風行人上山進入區段運輸平巷，其中一部分風流經分層聯絡眼清洗第一分層工作面後，再通過聯絡眼上行清洗前方各分層工作面，直至最後一個分層工作面；另一部分新鮮風沿區段輸送機巷前行，並通過聯絡眼分別進入各分層工作面（摻入新鮮風）；最後在區段迴風平巷匯集經迴風上山和迴風石門，排出採區。

採煤工藝

水平分層下行垮落採煤法的採煤工藝，也包括落煤、裝煤、支護與採空區處理等工序。工作面落煤可用爆破或機械兩種方法。當工作面比較短時，可採用爆破法。炮眼布置一般採用雙排眼、炮眼深度1.0-1.5m。在人工頂板下採煤時，則採取小進度多循環的方式。採下的煤由人工直接攉入聯絡眼或通過溜槽等送入溜煤眼。當煤層厚工作面又較長時，應採用機械落煤、輸送機運煤。

工作面支護採用木材或單體金屬支柱。採用木材棚式支架時，棚梁平行工作面對接式架設；採用金屬單體支柱時，鉸接梁組成懸臂樑支護。採空區處理採用全部垮落法。最大控頂7-8m，最小控頂距5-6m，確保最小控頂距內有兩個聯絡眼進行溜煤與通風。回柱放頂前要鋪設人工頂板，隔離上分層垮落的岩石。人工頂板材料可用金屬網或荊笆等。一般多採用金屬網。

人工頂板的鋪設方法與要求和傾斜分層下行垮落法基本相同。由於採煤工作面較短切頂線不架設放頂排柱，一般只架設木垛。水平分層下行垮落採煤法工作面的準備工作量比較小，一般採用三班採煤，邊采邊準的作業方式，工作面每推進2-3m放頂一次。

斜切分層採煤法

將煤層劃分成有一定傾角的分層，在各分層布置採煤工作面逐層開採，這種採煤法叫斜切分層採煤法。它與水平分層下行垮落採煤法採煤系統和採煤工藝兩者基本相同。主要區別在於：將工作面布置成25°傾角，並增加一條分層迴風巷及其聯絡巷。

在區段內除了掘進區段聯絡巷與沿煤層底板分層迴風巷外，沿煤層頂板要掘一條超前採煤工作面的分層迴風巷，並用斜煤門與分層迴風平巷貫通，以解決採煤工作面過長、擴散通風的困難，分層採煤工作面通風路線如圖中箭頭所示。此外，採煤工作面布置成25°傾角，便可藉助溜槽將工作面的煤自行溜入聯絡巷，減輕了採煤工作面攉煤的勞動強度。

水平分段放頂煤採煤法

水平分層或斜切分層下行垮落採煤法最突出的問題是：採煤巷道的掘進率高、採煤機械化程度低。為此，國內外廣泛推廣套用水平分段放頂煤採煤法，把分層的厚度加大到8-12m，最大可達20m。從而使採煤巷道掘進率降低、分層工作面生產能力和工效提高、技術經濟指標明顯改善。

水平分段放頂煤採煤法，是先將分段下部2-2.5m厚的煤層，用普通方法進行開採，然後將其上部煤層用放頂煤的方法進行開採。根據煤層厚度和穩定程度不同，水平分段放頂煤開採有三種類型：煤層厚度超過20m又賦存穩定時，採用自移式液壓支架放頂煤法，分段厚度10-20m，如烏魯木齊、窯街和遼源等礦區先後採用過；煤層厚度大於4-6m時，採用滑移頂梁液壓支架放頂煤，分段厚度6-10m；煤層厚度小於4m時，則採用巷道式挑（放）頂採煤法，分段厚度小於6m。

採煤巷道布置

水平分段放頂煤採煤法，是由水平分層下行垮落法演變而來的。所以，採區的採煤巷道系統與水平分層下行垮落採煤法的基本相同。採區內沿傾斜劃分成若干區段，垂高可達50m。區段上部掘區段迴風平巷，下部掘區段運輸平巷，掘至離採區邊界80-90m時，沿煤層掘兩條區段上山眼貫通區段運輸與迴風平巷，以便生產時通風、行人與運輸。區段上山眼每隔一定距離用聯絡巷連通。然後由區段聯絡巷開始，沿走向掘分層（段）平巷，把區段劃分成若干段，兩分層平巷間距6-10m。分層平巷根據煤層厚度不同掘一條或兩條。如果煤層厚度大於10m，沿煤層頂板和底板分別開掘運輸與迴風平巷。分層平巷掘至採區邊界便可掘開切巷（煤門）布置採煤設備，沿走向開始後退式採煤。開採第一分段時，準備第二分段的分層平巷以便接替。滑移支架放頂煤開採包括；落煤、裝運煤、掛頂網、移架和放頂煤等工序。

採煤工作面可採用爆破和機械落煤，一般採用爆破法較多。炮眼布置取決於采高和煤質軟硬程度，可用雙排或三排眼；炮眼深度取決於滑移支架的邁步大小。放炮後，由人工直接將煤裝入輸送機後，經分層平巷運往區段聯絡眼下放。爆破落煤裝完後，便可移動滑移支架。隨著支架前移，頂煤失去支撐就會自行垮落。如果煤層比較堅硬時，可通過放震動炮把頂煤放下來。放頂煤是在滑移頂梁後端金屬網上，每隔1.5m左右打開一個放煤口，垮落的頂煤沿放煤口落到工作面，再由人工裝入輸送機外運。如鋪設有放頂煤的輸送機時，則直接落到輸送機上。當頂煤放完出現矸石時，應立即堵住放煤口停止放煤，並將打開的網口用鐵絲補好。放煤後直接頂不垮落時，要採取打眼放炮方法，強制頂板垮落，以減輕工作面壓力。