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走向長壁採煤法

鎖定
按照回採工作面的推進方向與煤層走向的關係,壁式採煤法又可分為走向長壁採煤法和傾斜長壁採煤法兩種類型。長壁工作面沿煤層走向推進的採煤方法,即為走向長壁採煤法。
走向長壁採煤法是我國煤炭資源開採過程中的一項重要開採方法,在厚煤層資源的開採中發揮了重要的作用。走向長壁採煤法的工作佈置方向,以煤層傾斜方向為主,需設置迴風平巷和運輸平巷,構成一定的空間。迴風平巷和運輸平巷的設置,主要是沿煤礦的走向分別設置在回採工作面的上方和下方,構成一定的通道,可以為回採工作面和採區巷道提供充足的空間,方便通風、運輸和行人。 [1] 
中文名
走向長壁採煤法
外文名
strike long wall coal mining method
應用領域
煤炭開採
學    科
採礦工程
採煤工藝
普採、炮採、綜採
適用情況
較厚煤層

目錄

走向長壁採煤法介紹

走向長壁採煤法,主要是沿煤層的走向方向實現開採的,開採的方式是從邊界向採區上山( 或下山) 方向進行回採。走向長壁採煤法的應用過程中,實現回採工作面的推進,主要有兩種方式,分別是前進是和後退式。前進式主要是指由採區上山( 或石門) 向採區邊界推進; 後退式主要是指由採區邊界向採區上山( 或石門) 推進。在煤礦資源的綜采采區,可應用混合式的開採方法,以減少長距離搬移綜採設備。
混合式主要是指在上區段回採工作面用前進式回採,到達採區邊界後,將綜採設備搬移至下區段邊界的開切眼中,用後退式回採。
如圖《走向長壁採煤法示意圖》所示,所謂“走向”即工作面沿走向推進。首先將採區劃分為多個區段,回採巷道佈置在區段內,傾斜佈置採煤工作面,並沿走向推進,而上下回採巷道按水平設置,並與採區上下相連。在我國,應用最廣泛的採煤法就是走向長壁採煤法。
走向長壁採煤法示意圖 走向長壁採煤法示意圖
走向長壁採煤法的工作面佈置方向,以煤層傾斜方向為主,需設置迴風平巷和運輸平巷,構成一定的空間。迴風平巷和運輸平巷的設置,主要是沿煤礦的走向分別設置在回採工作面的上方和下方,構成一定的通道,可以為回採工作面和採區巷道提供充足的空間,方便通風、運輸和行人。走向長壁採煤法,主要是沿煤層的走向方向實現開採的,開採的方式是從邊界向採區上山( 或下山) 方向進行回採。 [1] 

走向長壁採煤法採煤工藝

走向長壁採煤法通常包括炮採、普採和綜採三種採煤工藝。

走向長壁採煤法炮採

炮採工作面採煤工藝過程有:爆破落煤、裝煤、運煤、支護和採空區處理等。
(1)爆破落煤。爆破落煤的生產過程包括打眼、裝藥、填炮泥、連炮線、爆破等工序。
(2)裝煤。炮採工作面主要裝煤方法有:爆破裝煤、人工裝煤和機械裝煤等。爆破裝煤是通過爆破使煤直接落入刮板輸送機內。
(3)運煤。採煤工作面的運輸方式主要根據落煤方式及煤層傾角來確定。傾斜工作面可採用鐵溜槽或搪瓷溜槽,緩傾斜工作面主要採用可彎曲刮板輸送機運煤。
(4)支護。炮採工作面常用金屬支柱。
(5)採空區處理。隨着採煤工作面不斷向前推進,頂板懸露面積越來越大,為保證工作面的安全生產,需要及時對採空區進行處理。採空區處理方法有多種,但最常用的是全部垮落法。
炮採除運煤的工序實現了機械化外,其餘的工序全部是人工操作。炮採工作面的裝備有:鑽眼工具用煤電鑽、麻花鑽桿與合金鑽頭;運煤設備一般使用輕型刮板輸送機;支護材料用木柱、木棚、摩擦式金屬支柱與金屬鉸接頂梁或單體液壓支柱與金屬鉸接頂梁配套的支架支撐頂板;回柱用人工的方法或簡單的回柱機具或者配備回柱絞車。炮採的優點是:適應性強,各種條件的採煤工作面均可採用,所需設備少,初期投資小。炮採的缺點是:回柱放頂工序安全風險大,頂板事故多,產量及效率低,工人勞動強度大等。 [2] 

走向長壁採煤法普採

普採工藝是用採煤機械來完成落煤及裝煤過程,而運煤、頂板支護及採空區處理等過程與炮採工藝大致相同。某普採面,工藝過程如下:每班開始時,採煤機自工作面下切口開始割煤,滾筒截深為1 m,滾筒直徑為 1.25 m。採煤機向上運行時,滾筒沿頂板割煤,並利用滾筒螺旋和弧形檔煤板裝煤。工人隨機掛梁,拖住剛暴露的頂板,梁距0.6 m。採煤機運行至工作面上切口後,翻轉弧形檔煤板,將搖臂降下,開始自上而下運行,滾筒割底煤並裝餘煤。採煤機下行時,負荷較小,牽引速度較快。滯後採煤機 10~15 m,依次開動千斤頂推移輸送機,與此同時,輸送機上的剷煤板清理機道上的浮煤。推移完輸送機後,開始支設單體液壓支柱。支柱間的距離,即沿煤壁方向的距離為 0.6 m;牌局,即垂直與煤壁方向的距離,等於滾筒截深(1.0 m)。
當採煤機割底煤至工作面下切口時,支設好下端頭的支架,移直輸送機,採用直接推入法進刀,是採煤機滾筒進入新的位置,以便重新割煤。工作面下切口長 4m,當採煤機運行至工作面下部終點位置時,其滾筒恰好到達機一起推入新的位置,待輸送機移成一條直線時,採煤機也進刀完畢。採煤機完整地割完一刀煤,並且相應的完成推移輸送機、支架和進刀工序後,工作面有原來的 3 排柱控頂變為 4 排柱控頂。為了有效的控制頂板,要回掉
1 排柱,讓採空區頂板自行垮落,重新恢復工作面 3 排柱控頂,同時檢修設備。割煤和回柱期間,乳化液泵站始終向工作面供液,以保證推移輸送機和支設、回車液壓支柱工作面正常進行。採煤面這一採煤工藝過程稱為一個循環。該實例完成一個循環為 8 小時。

走向長壁採煤法綜採

綜採就是通常所説的機械化採煤,也就是破、裝、運、支、處五個主要工序全部實現機械化作業。
下面是某綜採面的工藝過程:(縮伸縮梁、護幫板)向端頭割煤→移架(伸伸縮梁、護幫板)→(牽機至工作面中部)中部進刀→自端頭順移刮板輸送機至面中部→(縮伸縮梁、護幫板)割煤→移架(伸伸縮梁、護幫板)→(牽機至工作面中部)自端頭順移刮板輸送機至面中部。 [3] 
綜採工作面一般採用雙滾筒採煤機,各工序簡化為割煤、移架、推移輸送機3個主要工序,採煤機騎在刮板輸送機上完成割煤和裝煤,一般前滾筒割頂煤,後滾筒割底煤。液壓支架通過底部的千斤頂與刮板輸送機連接,可互為支點,從而實現移架和推移刮板輸送機。移架時,支柱卸載,頂粱下降(與頂板脱離或不完全脱離),支架整體前移,移到新位置後,立柱重新加載載,支護新位置處的頂板。推移刮板輸送機時,移架千斤頂重新伸出,推移刮板輸送機到煤壁處,割煤後可可以及時依次推移液壓支架和輸送機,也可以先逐段依次推移機,再依次移設液壓支架,即及時支護和滯後支護。 [4] 
綜採工作面佈置如下:
參考資料
  • 1.    楊衡. 走向長壁採煤法採煤系統簡析[J]. 內蒙古煤炭經濟,2016,11:18-19.
  • 2.    煤炭工業職業技能鑑定指導中心組織編審,採煤工 初級、中級、高級,煤炭工業出版社,2011.01,第62頁
  • 3.    王豔紅. 系統安全分析方法在煤礦走向長壁採煤法中的應用[D].中國地質大學(北京),2014.
  • 4.    李勇軍,段緒華主編,礦山開採,中國礦業大學出版社,2014.01,第211頁