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1、第十四章 柱式体系采煤法柱式，分为房式和房柱式一、柱式采煤法回采工艺无论是房式，还是柱式，都需要有先进的采煤设备（相当于煤巷掘进设备）。先开煤房，宽度一般为57m，横竖交错，留下的煤柱宽度，可能是数米至二十米不等。 1、连续采煤机梭车工艺系统图9-1，此种系统用于中厚煤层或1m以上的薄煤层。连续采煤机有横滚筒和纵螺旋两类，目前我国的煤巷联合掘进机就属于横滚筒。另外，还有梭车、锚杆机、皮带、转载破碎机。采煤机滚筒宽2.93.2m，机长910m，梭车容量716吨。车高0.71.6m，长8.0m左右，宽2.73.3m，自重1118吨。采煤与打锚杆轮流。2、连续采煤机输送机工艺系统此系统克服了梭车间断
2、运输的缺点。工艺系统如图9-2。主要用于薄煤层，在中厚煤层中的使用有上升趋势。图9-3为鸡西小衡山煤矿的MK22型采煤机割煤，两个滚筒，一上一下，左右摇摆，摇头晃脑进道。主要运输设备：三台万向接长机、一台桥式转载机、一台特低型胶带运输机。用锚杆支护，一台采煤机配二台顶板锚杆机。二、采煤方法的特点1、房式采煤：只采煤房，不回收煤柱。图9-4，图9-5。图9-4为美国一个矿井，主巷道有5条，盘区巷道3条，盘区两侧布置煤房，形成区段。一翼前进，一翼后退，由6个房同时推进，房宽7m，煤柱尺寸8 m，房长220 m。图9-5为西曲矿区房式采煤方法。煤房宽5m，煤柱15m，为了保护地面的高压输电线路。2、
3、房柱式：先开房，后采柱。开房时，房宽56m，煤房中心距为2030m。45个煤房一组同时掘进。图9-6。煤柱的回收方式因工艺不同，围岩条件不同，采用不同的方式。1）、切块式。切块式的煤柱回收有袋翼式、外进式两种。（1）、袋翼式：适用于煤柱大时。图9-7，在一个煤柱里打两条到三条56m宽的巷道（袋），一个掘进，一个打锚杆，掘一段，停，打锚杆，同时到另一地方掘，掘出后收袋，为回收煤柱作通路，然后，再回两侧煤柱，叫翼。 （2）、外进式：煤柱 小时用，一般宽度为10 12m。图9-8。可以直接在房内两侧煤柱进刀。2）、“汪格维里式”。这是在澳大利亚一个煤层里试验而命名的。有点长壁式的方式。图9-9。长条
4、形房柱宽15m，长约6595m，条形房内先采房，房宽6 m，到边界后，后退回出9 m宽的煤柱。盘区可一侧回采，也可两侧回采。三、适用条件及评价美、澳、加、印、南非广泛应用，美在井工开采中占6070%，澳占80%。1、优点：1）、设备投资少，为综采的1/41/5；2）、采掘合一，建井期短；3）、设备少，灵活，易搬运；4）、巷道压力小，支护简单；5）、利于环境（无矸时），地面下沉量少。6）、全员效率高。2、缺点：1）、回采率低，5060%，房柱式7075%。2）、通风条件差。1、 适用条件1）、开采深度浅，不宜超过300500m2）、顶板较稳定的薄及中厚煤层；3）、倾角在10以下，煤层稳定；4）底
5、板平整，顶板无水；5）、低瓦斯，不易发火。第十五章 采煤方法的选择及其发展一、选择的原则1、 生产安全（安全为天）1）、巷道布置合理，维护易，通风畅，运输、行人、防火、尘、水等灾害的系统良好。2）、回采工艺应防止冒顶、片帮、支架倾倒、机电事故等；3）、认真编制作业规程，制定合理的安全技术措施。2、 经济合理1）、单产高、稳产、高产。2）、劳动效率高；3）、材料消耗少（回收节省）。4）、煤炭质量好。5）、成本低。3、 回采率高二、影响因素1、 地质因素：1）、倾角：影响落煤、支护、工艺，影响巷道布置、运输、通风、采煤方法等。2）、厚度：影响落煤、支护、工艺，影响巷道布置、运输、通风、采煤方法等。
6、3）、煤层及围岩特征（顶底板）4）、地质构造（断层）。5）、煤层含水、自燃、瓦斯。2、 技术装备3、 管理水平三、采煤方法工艺技术的发展方向1、采煤技术及我国高产高效矿井建设情况 上世纪50年代初，综合机械化采煤技术问世，实现了长臂开采技术中的采煤、运输和支护等工序的全部机械化，开创了煤炭开采技术的新纪元，从此，现代化煤矿开始诞生。 1）、我国综合机械化采煤技术的发展我国在1974年引进了综合机械化采煤技术，开始了引进、消化、研制、试验工作，经过多年的发展和研究，有了自己的综合机械化采煤技术，国产设备已经达到了一定的水平。1996年，国有重点煤矿的全员效率为1.923吨/工，采煤工作面平均单产
7、为21879吨/月，机械化程度为71.96%，综合机械化采煤为47.18%，普采为23.35%，综掘11.56%，百万吨死亡率1.168。全国建成高产高效矿井70处，百万吨综采队72个，有11个达到二百万吨，兖州南屯矿350万吨，淮南新集矿放顶煤288万吨，邢台东庞矿大采高220万吨，峰峰万年矿，普采80万吨，新汶华丰矿在大倾角、冲击地压危险条件下，炮采达到50万吨。 我国的综采水平与发达国家相比还有很大的差距，平均每套年产约70余万吨，开采达不到高产高效的水平。如矿井不能达到高产高效水平，就不能称之为现代化矿井。因此，改进装备及技术，研制新型装备和技术，提高单产，是当务之急。在目前的条件下，
8、因为我们在开机率、单产量、平均产量方面，与发达国家有很大的差距，所以，有很多要研究的内容，有很大的发展空间。 2）、高产高效的标准 国情不同，条件不同，不能用单产单独做指标。下表是我国的部级标准。各个层次高产高效矿井的部级标准矿井年产量（万吨）采煤工艺工作面个数矿井原煤生产人员效率（吨/工）大于300综采2个或3个8200300综采1个或2个78100200综采或普采1个或2个5740100普采1个或2个452040炮采1个或2个24 3）、国外的一般情况 上世纪80年代，美国、澳大利亚应用壁式采煤技术，采用一个矿井一个综采工作面的原则，年产量达到300万吨，矿井全员效率达到70100吨/工，
9、达到了世界领先的地位。美国全国矿井的平均全员效率达到25吨/工。 2、长壁综采的高产高效工艺技术 世界上以长壁开采为主国家综采程度达到了80%以上，有的为100%。 1）、缓倾斜中厚煤层单一长壁综采 （1）、美国日产万吨以上的高产高效综采 1994年，美国高产高效综采面平均长度237 m，最大的为333 m。工作面连续推进长度，平均2470 m，最大4418 m。采用大功率、高可靠性配套设备，可连续采煤700万吨不用大修。 采煤机的功率最大达到1492kW，采用电牵引、无链牵引，牵引速度达到23 m/分钟，截深达到1.12 m。有采用智能机械设备，采煤机可以预先设置顶煤厚度，自动调整滚筒高度，
10、自动调整牵引速度。 下表是几个采煤机的介绍型号产地（国家）功率（kW）牵引速度（m/min）Electra1000 英国1000022JOY3LS 美国614 015.22JOY4LS 美国737 020JOY6LS 美国1117 015.22JOY6LS 美国1500 015MCLE600DR9898 日本460 018MCLE600DR101101 日本574 015MCLE600DR102102 日本680 015采煤机的截深达到了8001200 mm，有的牵引速度达到了1228 m/min。配套的设备均是大功率的设备。、运输机的功率最大为1790 kW，运输能力达到15003000吨/
11、小时，最大为3500吨/小时，闭封式溜槽，槽宽度大多数800900 mm，最宽为1200 mm，中心链，直径为34.38 mm，最大为42 mm。采用由电子控制的自动紧链装置，可以及时调整链条张力，监控链环的状况。 、液压支架采用高工作阻力整体顶梁两柱掩护式，工作阻力达到6000kN以上，最高达到9800kN，初撑力为工作阻力的70%85%，采用电液控制系统，具有遥控功能，快速移架，移架速度达到17架/分钟，架体宽度采用1.6m、1.7m、1.8m、2.0m。 、工作面供电电压为2300V、3300 V，部分矿井达到4160 V。 、工作面的上下顺槽采用多巷道掘进，34条，巷宽56 m，用连续
12、采煤机配套设备和锚杆支护。下顺槽皮带的运输能力20003500 t/h，最高达到4000 t/h，铺设长度大于2000 m，最大达到4500 m。、高可靠性。一般地，采煤机的大修时间间隔为采煤炭量达到600万t以上，运输机运煤量达到700万以上，液压支架达到810年以上。、高科技。采用微电子技术，计算机、传感器、自动控制（机电一体化）的综采设备，会继续向大功率、重型化、智能化、高可靠性化方向发展，日产达到23万吨，有的甚至更高。、巷道布置和采煤方法。对于采区内不能布置长壁工作面的条件，用柱式方法开采，壁式与柱式相结合。、高产高效。采用减人提效的方法。美国，在1987年至1997年10年时间，产
13、量增加了20%，工人减少了50%，工作面最高月产量66万吨，最高工效1336吨/工；（2）、引进设备装备日产万吨以上的高效综采兖州南屯矿引进日本的MCLE600DR102102型采煤机（功率680kW，截深1.0m，牵引速度10 m/分钟），电牵引双滚筒，用英国产的AFC375kW刮板运输机（能力2000t/h），配套国产SZY5601.75/36型液压支架（移架时间最快为810秒/架）。产量达到350万吨/年。煤层厚度3.03.3m，倾角26，工作面长度219 m ，工作面的装备总功率3197kW，电压3300 V 。神华大柳塔矿，2000年，采用引进国外设备，工作面年产煤炭803万吨/年，
14、成为世界第一；掘进出煤117.5万吨/年，总产量为920.5万吨/年，最高日产量42846吨，月产量为979981吨，当年掘进进尺38853 m，最高月进尺达到3272.9 m，日进尺达到145.5 m。全矿365人，全员效率92.33效率吨/工，工作面效率543.68吨/工，人均产值159.76万元。（3）、国产装备日产7000吨高产高效综采结合我国国情，在综采工作面电压不升级的条件下，已经研制出了日产7000吨的配套设备。MG2400W型采煤机，功率2400kW，是国内功率最大的采煤机，液压双调速，销轨齿轮无牵引，割煤速度68m/min，调机速度1215m/min，截深630mm、800mm、1000mm。刮板运输机为SGZ880/（23）400，功率8001200 kW ，双速电机，封底式溜槽，880mm宽度，调机速度能力1500t/h，铺设长度250m，中部槽过煤量300万吨/年。ZZ4400/17/35支撑掩护式支架，移架时间1012s/架（移架速度56架/ min），满足采煤机8m/ min的牵引速度。2、缓倾斜薄煤层单一长壁综采77个重点矿区765个薄煤层（1996年数据），占可采储量18.4%。发展大功率高可靠性薄煤层采煤机、刨煤机是发展方向。国外的薄煤层采煤机功率达到了5
