近平倾缓斜长壁采煤技术优化

【任务描述】

缓斜、倾斜煤层走向长壁采煤法包括煤层倾角＜16°的近水平煤层及倾角较小的缓斜薄及中厚煤层沿走向布置，沿倾向推进工作面所用的采煤方法及其生产煤系统。本课题主要学习缓斜、倾斜单一薄及中厚煤层倾斜长壁采煤法采煤系统、近距离煤层群联合布置倾斜长壁采煤法采煤系统等知识。通过本课题的实施，使学生能理解掌握单一薄及中厚煤层倾斜长壁采煤法采煤系统、近距离煤层群联合布置倾斜长壁采煤法采煤系统的巷道布置方式、掘进顺序、主要生产系统、主要特点和适用条件；对厚煤层走向长壁采煤法采煤系统、近水平煤层盘区布置走向长壁采煤法采煤系统等有一定的认识。

【知识学习】

近水平及倾角较小的缓斜煤层的带区采用倾斜长壁采煤法开采。

将近水平及倾角较小缓斜煤层的每个带区沿煤层走向划分成若干个倾斜分带，每个倾斜分带沿煤层倾向布置倾斜分带运输巷和倾斜分带回风巷，沿煤层倾斜向上或向下推进，这种采煤方法称为倾斜长壁采煤法。工作面自下而上推进，称为仰斜长壁；工作面自上而下推进，称为俯斜长壁。倾斜长壁采煤法巷道布置形式有单一薄及中厚煤层倾斜长壁采煤法、煤层群倾斜长壁采煤法、厚煤层倾斜分层倾斜长壁采煤法等形式。

一、单一薄及中厚煤层倾斜长壁采煤法采煤系统

用倾斜长壁采煤法开采单一薄及中厚煤层时，巷道布置比较简单。图5-52所示为俯斜推进的倾斜长壁采煤法巷道布置系统图。

图5-52 单一薄及中厚煤层倾斜长壁采煤法巷道布置

1—水平运输大巷 2—水平回风大巷 3—采煤工作面 4—工作面运输斜巷 5—工作面回风斜巷 6—煤仓 7—进风行人斜巷

1.巷道布置及掘进顺序

工作面沿煤层走向布置，工作面两侧的斜巷沿煤层倾斜布置，并分别与运输大巷和回风大巷连接。图5-52所示为双工作面（也称对拉工作面）布置形式，利用三条工作面斜巷开采两个分带，两个工作面共用一条运输斜巷。为形成一定的煤仓高度，运输斜巷4在接近煤仓处向上抬起，进入煤层顶板。

自运输大巷1开掘下部车场和进风行人斜巷7、煤仓6，然后沿煤层倾斜向上掘运输斜巷4，同时沿煤层倾斜向上掘回风斜巷5与回风大巷2连通；这些回采巷道掘至井田上部边界后，即可掘出对拉工作面开切眼，安装采煤、运输设备，形成生产系统。

倾斜长壁采煤工作面的长度一般为100～150m，最大可达到200m以上，工作面推进距离为1000～1500m。在运输斜巷中通常铺设刮板输送机或可伸缩带式输送机运送煤炭，在回风斜巷内通常铺设轨道，用无极绳绞车或单轨吊车运送材料和设备。

倾斜长壁采煤法同样可以采用留煤柱护巷或无煤柱护巷的方法。采用留煤柱护巷时，相邻工作面之间留8～12m宽的煤柱。采用无煤柱护巷时，可用沿空掘巷或沿空留巷。

2.生产系统

（1）运煤系统 采煤工作面3采出的煤，经运输斜巷4运至煤仓6，在运输大巷1装车外运。

（2）运料系统 工作面所需的材料和设备，由运输大巷1运至下部车场，经回风斜巷5送到采煤工作面。

（3）通风系统 采煤工作面所需的新鲜风流自运输大巷1、经进风行人斜巷7，通过运输斜巷4送至采煤工作面。清洗工作面后的污风流，经回风斜巷5进入回风大巷2。

掘进工作面的通风，新风经设置在运输大巷的局部通风机及风筒送到运输斜巷、回风斜巷等掘进工作面，清洗掘进工作面后，污风直接掘进工作面排至回风大巷。

二、近距离煤层群联合布置倾斜长壁采煤法采煤系统

采用倾斜长壁采煤法开采煤层近距群时，可采用单层布置开采与集中联合开采两种布置方式。

对于层间距较大的煤层群，可在各个煤层中分别布置带区（或分带）独立开采，其巷道布置、生产系统与单一薄及中厚煤层倾斜长壁采煤法基本相同；对于近距离煤层群，一般采用近距煤层群倾斜长壁采煤法联合布置开采方式开采。

图5-53所示为近距离煤层群倾斜长壁采煤法联合布置巷道系统图。

图5-53 近距离煤层群倾斜长壁采煤法联合布置巷道系统图

1—运输大巷 2—回风大巷 3—运料斜巷 4—煤仓 5—进风行人斜巷 6—工作面运输斜巷 7—工作面回风斜巷 8—分带下部车场 9—绞车房 10、10′、10″—m₁、m₂、m₃煤层甩车道 11—绞车房通风道

1.巷道布置及掘进顺序

运输大巷布置在煤层底板岩层中，回风大巷布置在煤层群最下一层薄及中厚煤层之中，或布置在最下一层煤层底板岩层中。在每个煤层中布置工作面运输斜巷和回风斜巷。自运输大巷1布置一条运料斜巷3与各煤层的回风斜巷7联系，并使运料斜巷3与回风大巷2连通，运输大巷1通过煤仓4和进风行人斜巷5与各煤层工作面运输斜巷6联系。

掘进顺序：由运输大巷1掘进通达各煤层的煤仓4及进风行人斜巷5，同时由运输大巷1开掘分带下部车场8，穿过各煤层的运料斜巷3、绞车房9进入各煤层的甩车道10、10'、10''。沿倾斜向上开掘m₁煤层的运输斜巷6和回风斜巷7直至上部边界，掘出对拉工作面开切眼，安装采煤设备，即可形成生产系统俯采。

在运输斜巷中通常铺设刮板输送机或可伸缩带式输送机运送煤炭，在回风斜巷内通常铺设轨道，用无极绳绞车或单轨吊车运送材料和设备。

在最上煤层工作面生产的同时，应及时掘进准备下煤层的回采巷道，以保证工作面正常接替。(www.xing528.com)

2.生产系统

（1）运煤系统 工作面采出的煤，经工作面运输斜巷6运至煤仓4，在运输大巷1装车外运。

（2）运料系统 工作面所需的材料和设备，由运输大巷1运至分带下部车场8，通过运料斜巷3提升并甩入各煤层回风斜巷7，送到采煤工作面。

（3）通风系统 新鲜风流由运输大巷1经进风行人斜巷5、工作面运输斜巷6，分两翼进入采煤工作面；清洗工作面后的污风通过回风斜巷7、各煤层甩车道、运料斜巷3汇集到回风大巷2。

三、倾斜长壁采煤法的优缺点和适用条件

1.倾斜长壁采煤法的优点

在地质条件适宜的煤层中，采用倾斜长壁采煤法比走向长壁采煤法具有以下优点。

1）巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，准备时间短、投产快。由于取消了采区上（下）山等一些准备巷道，使得巷道工程量减少了近15%。当井底车场和少量水平大巷工程完毕后，就可以很快地准备出采煤工作面投入生产。在生产期间，由于减少了巷道工程量，工作面接续也比较容易掌握，同时还减少了巷道维护工程量和维护费用。

2）运输系统简单，占用设备少，运输费用低。采煤工作面生产的煤炭，经工作面运输斜巷、煤仓直接到达运输大巷，运输环节少，系统简单，运输设备和辅助人员可以减少约30%～40%。

3）由于倾斜长壁采煤法工作面的回采巷道可以沿煤层掘进，又能够保持固定方向，可保持采煤工作面的长度不变，给工作面创造了优良的开采技术条件，有利于综合机械化采煤。

4）通风路线短，风流方向转折变化少，减少了风桥、风门等通风构筑物，漏风少，通风效果好。

5）对地质条件的适应性较强。采煤工作面倾斜和斜交断层比较发育时，布置倾斜长壁工作面可减少断层对开采的影响。当煤层顶板淋水较大或采空区采用注浆防火时，采用仰斜开采则有利于疏干工作面积水，为回采创造良好的工作环境。当瓦斯涌出量较大时，采用俯斜开采则有利于减少工作面瓦斯含量，防止工作面瓦斯积聚。

6）技术经济效果好，工作面单产、巷道掘进率、煤炭采出率和劳动生产率、吨煤成本等指标都比走向长壁采煤法有明显的改善和提高。

2.倾斜长壁采煤法的缺点

1）长距离的倾斜巷道使得掘进和辅助运输、行人比较困难。

2）现有的采煤工作面设备都是按走向长壁工作面的开采条件设计和制造的，不能完全适应倾斜长壁工作面的生产要求。

3）每2～4个分带布置一个煤仓与大巷联系，大巷装车点较多，特别是当同时开采的工作面数目较多时，相邻分带之间的大巷运输干扰较大。

3.倾斜长壁采煤法的适用条件

1）倾斜长壁采煤法一般应用于煤层倾角小于12°的煤层，煤层倾角越小越有利。

2）当对采煤工作面设备采取有效的技术措施之后，倾斜长壁采煤法可适用于倾角为12°～17°的煤层。

3）对于倾斜或斜交断层比较发育的煤层，在能大致划分成比较规则带区的情况下，可采用倾斜长壁采煤法或伪斜长壁采煤法。

4）对于不同开采深度、顶底板岩石性质及其稳定性、矿井瓦斯涌出量和矿井涌水量的条件，均可采用倾斜长壁采煤法。

由于倾斜长壁采煤法具有诸多方面的优点，因此在条件适宜的情况下，应优先考虑采用倾斜长壁采煤法。

【任务考评】

本课题的考评表见表5-12。

表5-12 任务考评表

【思考与练习】

1.试述倾斜长壁采煤法的主要特点，分析这种采煤法的优缺点、存在问题及适用条件。

2.试分析采用倾斜长壁采煤法分煤层依次开采煤层群时，各煤层的行人运料斜巷应如何布置，绘图说明。