1、Coal Mining Science山東科技大學資源與環境工程學院第十五章第十五章 采煤方法的選擇及發展采煤方法的選擇及發展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 采煤方法工藝技術的發展采煤方法工藝技術的發展u15.3 采煤方法的發展方向采煤方法的發展方向u15.4 無人工作面采煤方法無人工作面采煤方法Coal Mining Science山東科技大學資源與環境工程學院15.1 15.1 選擇采煤方法的原則選擇采煤方法的原則u 15.1.1 15.1.1 采煤方法選擇的依據 所謂采煤方法選擇的依據是指人們在選擇采煤方法時要考慮的內外部條件和環境

2、。歸納起來有以下幾個方面。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，運煤、通風方式，采場支護和采空區處理等的選擇，也直接影響到巷道布置及采煤方法參數的確定。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采或放頂煤開采。p 煤層及圍巖特征Coal Mining Science山東科技大學資源與環境工程學院15.1 15.1 選擇采煤方法的原則選擇采煤方法的原則 煤層的軟硬及其結構特征(節理裂隙發育程度、含夾石情況等)，圍 巖穩定性直接影響到采煤機械、

3、采煤工藝和采空區處理方式的選擇，也直接影響到巷道布置及其維護方法的選擇。如三硬、三軟煤層都必須在 采煤工藝和巷道維護方面采取特殊措施。 p 煤層的地質構造 賦存條件穩定的煤層有利于采用綜采。賦存條件不穩定，結構較復雜的煤層宜采用普采或炮采。多走向斷層時，宜用走向長壁；多傾斜斷層時，宜用傾斜長壁。 p 煤層的含水、含瓦斯情況及煤的自然發火性 煤層及圍巖含水量大(特別是圍巖中含承壓水)時，需要在采煤之前預先疏干，采取布置排水及疏水系統等措施。含瓦斯量大時，要布置瓦斯預抽放巷道，并在工作面生產過程中加強通風措施。煤層的自燃 Coal Mining Science山東科技大學資源與環境工程學院15.1

4、 15.1 選擇采煤方法的原則選擇采煤方法的原則 和發火期直接影響到開采參數選擇、巷道布置及維護方法，決定著要采取何種防滅火措施。 采煤技術發展和裝備水平 主要是指生產中采掘設備供應條件和生產單位的購買能力，以及設備的適用條件。而裝備的發展和創新，又可能為采煤方法的發展帶來巨大影響。 管理水平 礦井技術管理水平和職工素質對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對發展高產高效綜采、提高安全程度占有十分重要的地位。 國家的技術政策、法規和規程 在生產發展的一定階段上，國家主管部門會根據實際情況制定一些技術政策、法規和規程，以規范和指導煤炭工業生產。Coal Mining S

5、cience山東科技大學資源與環境工程學院15.1 15.1 選擇采煤方法的原則選擇采煤方法的原則u 15.1.2 15.1.2 采煤方法選擇的原則 采煤方法選擇是否合理，直接影響到整個礦井的安全和各項技術經濟指標，必須在嚴格執行國家技術政策、法規和規程的基礎上，做到技術先進、經濟合理、生產安全。技術先進 p 采煤工作面機械化水平高、單產高。把煤礦工人從繁重的體力勞動中解放出來，是黨和政府一貫追求的目標，而發展高度的機械化是實現高產、高效、安全的決定性因素。p 煤炭質量好。選擇先進的采煤工藝，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。C

6、oal Mining Science山東科技大學資源與環境工程學院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，是社會主義煤炭企業的一項重要技術政策。同時，也有利于防止殘留煤炭自燃，延長工作面、采區和礦井的服務年限。采區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%。經濟合理經濟合理 p 勞動效率高。在提高工作面單產的同時，提高勞動效率，才能獲得好的經濟效果。主要措施是改善回采工藝和勞動組織，努力實現機械化和自動化。 p材料消耗少。減少采煤工作面各種材料消耗，加強管理,改進設計，注意回收復用。p成本低。

7、降低成本的主要措施是加強生產管理，合理使用勞動力，從各方面減少煤炭生產費用。 Coal Mining Science山東科技大學資源與環境工程學院15.1 15.1 選擇采煤方法的原則選擇采煤方法的原則生產安全生產安全 保證生產安全是煤礦企業一項經常而又重要的任務，應不斷提高科學管理水平，應用先進技術和先進裝備，認真貫徹煤礦安全規程，確保安全生產。一般要求作好以下幾方面工作：p 積極采取措施，保證巷道維護狀況良好，確保礦井和采區運輸、通風、排水和行人(包括安全避災路線)系統暢通。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施。p認真編制采煤工作面作業規程，切實加強采煤工藝過程各工序

8、的監督和控制，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的各類事故的發生。p 制定完善、合理的安全技術措施，建立全礦井安全制度保障體系，采用高新技術，加強全方位的生產監測監控。Coal Mining Science山東科技大學資源與環境工程學院15.2 15.2 采煤工藝技術的發展采煤工藝技術的發展 采煤方法工藝技術在煤礦生產中占有極為重要的地位。一個煤礦企業生產指標的優劣，除資源條件外，主要決定于所采用的工業技術的應用性和先進性。u15.2.1 采煤技術發展及我國高產高效礦井建設概況采煤技術發展及我國高產高效礦井建設概況 壁式體系可實現連續采煤，具有單產高、功效高，采出率

9、高及適用性強等優點。 在世界范圍內，壁式體系呈發展趨勢。我國煤層賦存條件較復雜，主體將發展以壁式體系綜采為主的不同類型的長壁開采技術。u15.2.215.2.2長壁綜采的高產高效工藝技術長壁綜采的高產高效工藝技術 世界上以長壁開采為主的主要產煤國綜采程度均達到80%以上，有的接近100%。我國國有重點煤礦礦井緩斜煤層可采儲量及產量比重均在85%左右，但綜采程度尚不到50%。長壁綜采是今后發展的主要方向。Coal Mining Science山東科技大學資源與環境工程學院15.2 15.2 采煤工藝技術的發展采煤工藝技術的發展緩斜中厚煤層單一長壁綜采緩斜中厚煤層單一長壁綜采p美國日產萬噸以上的高

10、產高效綜采p引進國外裝備日產萬噸以上高產高效綜采p國產裝備日產7 000 t 高產高效綜采緩斜薄煤層單一長壁綜采緩斜薄煤層單一長壁綜采緩斜厚煤層傾斜分層長壁綜采緩斜厚煤層傾斜分層長壁綜采緩斜厚煤層一次采全厚大采高長壁綜采緩斜厚煤層一次采全厚大采高長壁綜采緩斜厚煤層放頂煤長壁綜采緩斜厚煤層放頂煤長壁綜采各種綜采面高產高效綜采設備保障系統各種綜采面高產高效綜采設備保障系統Coal Mining Science山東科技大學資源與環境工程學院15.3 15.3 采煤方法的發展方向采煤方法的發展方向 選用合適的采煤方法，并使之不斷完善和發展，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，

11、繼續做好這方面的工作，是今后煤礦開采技術發展的重要方面。p 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。要多層次地、因地制宜地應用和發展先進的、適用的機械化采煤技術。 發展綜合機械化采煤工藝是我國趕超世界先進水平的主要方面。今后要鞏固現有綜采的成果，擴大應用工作面全自動化控制技術，努力提高操作技術和管理水平，提高設備可靠性、設備利用率及工時利用率，提高工作面單產水平和經濟效益，同時，要有步驟、有重點地研制困難條件下(三硬、三軟、大傾角、大采高)的綜采技術和裝備，逐步擴大綜采的應用范圍。Coal Mining Science山東科技大學資源與環境工程學院15.3

12、 15.3 采煤方法的發展方向采煤方法的發展方向 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、生產較安全等優點，對我國煤礦有廣泛的適應性，仍應繼續推廣應用。并配合墩柱應用，改善其頂板管理。p 走向長壁開采，技術簡單，應用成熟，具有廣泛的適應性，是我國開采緩斜、傾斜煤層應用最廣的方法。要結合礦井煤層開采條件和采煤工藝的發展，改進巷道布置，優化采區系統和參數，為集中、穩產、高效、安全生產創造良好條件。 傾斜長壁開采，系統簡單，工程量少，在傾角以下的煤層中應用，能取得良好的技術經濟效果，應該大力推廣，有條件的

13、地區，還可試用到傾角較大的煤層。 作為傾斜長壁的一種變形，偽斜長壁用于斜交斷層切割的塊段也是適宜的。Coal Mining Science山東科技大學資源與環境工程學院15.3 15.3 采煤方法的發展方向采煤方法的發展方向p 緩斜、傾斜厚煤層開采，在我國煤礦生產中占有相當大的比重，合理地開采這類煤層可以采用不同的技術途徑。 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現了機械化、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，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，改進巷道布置。 大采高綜采一傾全厚，可以簡化巷道布置，減少巷

14、道掘進和維護，節約假頂材料。在煤層傾角不大、煤和頂底板巖性適宜的礦井，可以重點應用和推廣，并要繼續改進設備，完善工藝。 緩斜厚煤層放頂煤采煤法近幾年發展較快，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。Coal Mining Science山東科技大學資源與環境工程學院15.3 15.3 采煤方法的發展方向采煤方法的發展方向p 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，

15、配合受采動影響巷道的支護改革和巷旁充填技術的發展，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)煤柱、增加工作面推進長度可取得良好的技術經濟效果，有條件的礦區可以推廣。p 急斜煤層的產量在我國煤炭總產量中所占比重不大，但分布很廣，急斜煤層采煤方法類型很多，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，今后要進一步實現回采的機械化，改進支架結構，向液壓化發展，并改進巷道布置和參數，減少巷道掘進率。Coal Mining Science山

16、東科技大學資源與環境工程學院15.3 15.3 采煤方法的發展方向采煤方法的發展方向 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。 薄及中厚煤層臺階式采煤法采出率較高，但單產、工效和成本等指標不夠理想，安全較差。而偽斜走向長壁采煤法，較好地克服了上述的缺點，應大力推廣。p 建筑物下、鐵路下、水體下呆滯煤量的開采日益成為我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，但在解臾“三下”采煤問題中會有更廣泛的應用，充填方法(如

17、風力充填等)也會有所發展。 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，發展這方面的技術。Coal Mining Science山東科技大學資源與環境工程學院15.3 15.3 采煤方法的發展方向采煤方法的發展方向p 我國水力采煤技術日臻成熟，單純從采煤方法角度看，在傾角以上、煤層中等厚度以上、頂底板中等穩定或穩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。今后要繼續改進工藝和設備，改善通風和生產條件，提高煤炭采出率。p 以應用連續采煤機為特征的柱式體系采煤法，可用在煤層賦存不深、圍巖較穩定、傾角平緩、不

18、易自燃的低瓦斯礦井，但需提高操作技術和管理水平，加強設備的維護，充分發揮設備效能，改善技術經濟效果。p 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。Coal Mining Science山東科技大學資源與環境工程學院15.4 15.4 無人工作面采煤方法無人工作面采煤方法u 15.4.1 無人工作面采煤方法無人工作面采煤方法 無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盒控制工作面的機械設備，完成采煤、裝運煤、頂板管理等工序。無人工作面采煤的優點與不足無人工作面采煤的優點與不足 無人工作面采煤是世界煤炭科學技術開發研究的主要方向之一。p優點有：安全好，效率高p不足有：由于礦井地質、開采技術條件的復雜性，這一技術仍處在試驗階段，還需要進行大量的科學研究工作。無人工作面采煤的方法無人工作面采煤的方法按開采過程中是否改變煤的聚集狀態可分為兩類：p化學采煤法：改變煤的聚集狀態；p機械采煤法：不改變煤的聚集狀態；Coal Mining Science山東科技大學資源與環境工程學院15.4 15.4 無人工作面采煤方