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1、第二章 现代煤矿开采方法n n煤矿开采（CoalMining）是指综合运用煤矿开采学、矿山压力及控制、煤田地质学、煤矿安全科学与技术等理论，按科学的工程程序，使用一定的机电设备及配套系统采出地下煤炭以及伴生资源的一种工程活动和科学技术。根据煤炭资源赋存情况，煤矿开采分为地下开采和露天开采，其中地下开采占统治地位，其煤炭产量占总产量的95%以上。世界其他国家地下开采的产量比例有很大差异。n n煤矿开采研究的是综合利用现代化科学理论与相关工程技术，深入分析、研究煤矿开采复杂多变的客观条件，掌握和利用煤矿开采的基本规律，系统地研究和开发高效、安全、高资源回收率和舒适作业条件的现代化煤矿开采的科学理论
2、与工程技术。n n由于煤炭资源的埋藏深度不同，一般相应的采用由于煤炭资源的埋藏深度不同，一般相应的采用矿井开采（埋藏较深）和露天开采（埋藏较浅）矿井开采（埋藏较深）和露天开采（埋藏较浅）两种方式。可露天开采的资源量在总资源量中的两种方式。可露天开采的资源量在总资源量中的比重大小，是衡量开采条件优劣的重要指标，我比重大小，是衡量开采条件优劣的重要指标，我国可露天开采的储量仅占国可露天开采的储量仅占7.5%7.5%，美国为，美国为32%32%，澳大利亚为澳大利亚为35%35%；矿井开采条件的好坏与煤矿中；矿井开采条件的好坏与煤矿中含瓦斯的多少成反比，我国煤矿中含瓦斯比例高，含瓦斯的多少成反比，我国
3、煤矿中含瓦斯比例高，高瓦斯和有瓦斯突出的矿井占高瓦斯和有瓦斯突出的矿井占40%40%以上。我国采以上。我国采煤以矿井开采为主，如山西、山东、徐州及东北煤以矿井开采为主，如山西、山东、徐州及东北地区大多数采用这一开采方式，也有露天开采，地区大多数采用这一开采方式，也有露天开采，如内蒙古霍林河煤矿就是我国最大的露天矿区。如内蒙古霍林河煤矿就是我国最大的露天矿区。提纲n n2.12.1开采系统开采系统开采系统开采系统(运输系统运输系统运输系统运输系统、通风系统通风系统通风系统通风系统）n n2.22.2开采方法（开采方法（开采方法（开采方法（壁式开采体系、壁式开采体系、壁式开采体系、壁式开采体系、柱
4、式开采体系、柱式开采体系、柱式开采体系、柱式开采体系、露天采露天采露天采露天采煤方法）煤方法）煤方法）煤方法）n n2.32.3矿山压力与控制（采场围岩控制、采准巷道围岩控制、矿山压力与控制（采场围岩控制、采准巷道围岩控制、矿山压力与控制（采场围岩控制、采准巷道围岩控制、矿山压力与控制（采场围岩控制、采准巷道围岩控制、无轨运输、大采高、放顶煤采煤法）无轨运输、大采高、放顶煤采煤法）无轨运输、大采高、放顶煤采煤法）无轨运输、大采高、放顶煤采煤法）n n2.42.4特殊条件开采（特殊条件开采（特殊条件开采（特殊条件开采（“三下一上三下一上三下一上三下一上”开采、矿区环境问题）开采、矿区环境问题）开
5、采、矿区环境问题）开采、矿区环境问题）n n2.52.5矿山灾害防治与治理（矿山灾害防治与治理（矿山灾害防治与治理（矿山灾害防治与治理（水、水、水、水、火、火、火、火、瓦斯、瓦斯、瓦斯、瓦斯、煤尘、煤尘、煤尘、煤尘、顶顶顶顶板灾害）板灾害）板灾害）板灾害）n n2.62.6矿井现代化建设（矿井现代化建设（矿井现代化建设（矿井现代化建设（大功率采掘系统、大功率采掘系统、大功率采掘系统、大功率采掘系统、控制、智能系控制、智能系控制、智能系控制、智能系统、统、统、统、现代通讯系统、现代通讯系统、现代通讯系统、现代通讯系统、现代矿井监控系统）现代矿井监控系统）现代矿井监控系统）现代矿井监控系统）n n
6、2.72.7现代建井技术（现代建井技术（现代建井技术（现代建井技术（井巷特殊施工技术、井巷特殊施工技术、井巷特殊施工技术、井巷特殊施工技术、TBMTBM掘进技术掘进技术掘进技术掘进技术与装备）与装备）与装备）与装备）2.1 开采系统n n2.1.1通风系统通风系统（中央式、对角式、混合式和分区式）通风系统（中央式、对角式、混合式和分区式）通风方式（抽出式、压入式和抽压联合式）通风方式（抽出式、压入式和抽压联合式）风路系统风路系统n n2.1.2运输系统轨道，矿车，单轨吊；轨道，矿车，单轨吊；无轨胶轮辅助运输系统无轨胶轮辅助运输系统矿井、工作面、巷道矿井、工作面、巷道2.1 通风系统n n矿井通
7、风系统由影响矿井安全生产的主要因素所决定。根据相关因素把矿井通风系统划分为不同类型。根据瓦斯、煤层自燃和高温等影响矿井生产安全的主要因素对矿井通风系统的要求，为了便于管理、设计和检查，把矿井通风系统分为一般型、降温型、防火型、排放瓦斯型、防火及降温型、排放瓦斯及降温型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯与防火及降温型几种，依次为1-8八个等级。n n矿井通风是矿井安全生产的基本保障。矿井通风指借助于机械或自然风压，向井下各用风点连续输送适量的新鲜空气，供给人员呼吸，稀释并排出各种有害气体和浮尘，以降低环境温度，创造良好的气候条件，并在发生灾变时能够根据撤人救灾的需要调节和控制风流流动路线的作业。2.1
8、.1 通风系统n n煤矿井下为什么要进行通风？不进行通风不行吗？经煤矿井下为什么要进行通风？不进行通风不行吗？经过实践证明，不进行通风是不行的。因为井下要生产就要过实践证明，不进行通风是不行的。因为井下要生产就要有人，人没有氧气就不能生存。其次人们在井下生产过程有人，人没有氧气就不能生存。其次人们在井下生产过程中不断产生有毒有害气体，如：一氧化碳、二氧化碳、二中不断产生有毒有害气体，如：一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、沼气等，如果不排除这些气氧化氮、二氧化硫、硫化氢、沼气等，如果不排除这些气体人们也无法生产。井下由于受地温等因素的影响需要对体人们也无法生产。井下由于受地温等因素
9、的影响需要对井下恶劣气候条件进行调节。井下恶劣气候条件进行调节。n n矿井通风的基本任务是：矿井通风的基本任务是：（1 1）供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。）供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。（2 2）冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。）冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。（3 3）调节井下气候，创造良好的工作环境。）调节井下气候，创造良好的工作环境。2.2.2 矿井通风系统分类 n n（1）中央式通风n n中央式通风中央式通风是指进风井和回风井大致位于井田走向的中央，中央式通风又分为中央并列式和中央边界式两种形式。2.2.2 矿井通风系统分类n n中央
10、并列式中央并列式n n适用于煤层倾角较大，走向适用于煤层倾角较大，走向不长不长(一般小于一般小于4km4km左右左右)，投产初期暂未设置边界安，投产初期暂未设置边界安全出口，且自然发火不严重全出口，且自然发火不严重的矿井的矿井n n11初期投资少采区生产初期投资少采区生产集中，并便于管理集中，并便于管理 n n22节省风井工业场地节省风井工业场地占地少比在井田内打边界占地少比在井田内打边界风井压煤少；风井压煤少；n n33进出风井之问的漏风较进出风井之问的漏风较大风路较长阻力较大；大风路较长阻力较大；n n44工业场地有噪音影响工业场地有噪音影响2.2.2 矿井通风系统分类n n中央边界式适用
11、条件及优缺点：中央边界式适用条件及优缺点：n n适用于煤层惯角小，走向长度不适用于煤层惯角小，走向长度不大的矿井大的矿井 11比中央并列式安全性要好；比中央并列式安全性要好；22矿井通风阻风较小，内部漏矿井通风阻风较小，内部漏风少，有利于对瓦斯，自然发火的风少，有利于对瓦斯，自然发火的 管理；管理；33工业场地没有噪音影响；工业场地没有噪音影响；44多一个风井场地、压煤较多多一个风井场地、压煤较多2.2.2 矿井通风系统分类n n（2）对角式通风。对角式通风是指进风井位于井田中央，回风井分别位于井田浅部走向两翼边界采区的中央，对角式通风又分为两翼对角式和分区对角式两种形式。2.2.2 矿井通风
12、系统分类n n对角式适用条件及优缺对角式适用条件及优缺点：点：n n一般适用于煤层走向长一般适用于煤层走向长(超过超过4km)4km)、井田面积、井田面积大，产量较大的矿井。大，产量较大的矿井。其优缺点与中央并列式其优缺点与中央并列式相反比中央分列式安相反比中央分列式安全性要好，但初期投资全性要好，但初期投资大，建井期较长大，建井期较长n n对有瓦斯喷出或有煤与对有瓦斯喷出或有煤与瓦斯突出的矿井应采瓦斯突出的矿井应采用对角式的通风系统用对角式的通风系统2.2.2 矿井通风系统分类n n（3）混合式通风。混合式通风是大型矿井和老矿井进行深部开采时常用的一种通风方式。一般进风井和回风井由3个或3个
13、以上井筒或斜井按（1）、（2）两种方式组合而成，分为中央分列与对角混合式、中央并列与对角混合式、中央并列与中央分列混合式三种形式。2.2.2 矿井通风系统分类n n适用条件及优缺点：11矿井走向距离很长以及老矿井的政扩建和深矿井走向距离很长以及老矿井的政扩建和深部开采；部开采；2 2多煤层多井筒的矿井。有利于矿井分区分期多煤层多井筒的矿井。有利于矿井分区分期投产；投产；3 3大型矿井井田面积犬，产量大或采用分区开大型矿井井田面积犬，产量大或采用分区开拓的矿井拓的矿井2.2.2 矿井通风系统分类n n分区回风分区回风n n进风井大致位于井田走向的中央，在采区开掘回进风井大致位于井田走向的中央，在
14、采区开掘回风井，并分别安设通风机分区抽出。风井，并分别安设通风机分区抽出。n n适用条件及优缺点：适用条件及优缺点：适用于煤层距地表较浅，或因地表高低起伏较大，无适用于煤层距地表较浅，或因地表高低起伏较大，无法开凿浅部的总回风道。在开采第一水平时，只能采法开凿浅部的总回风道。在开采第一水平时，只能采用这种分区回风方式。另外矿井走向长，多煤层开采，用这种分区回风方式。另外矿井走向长，多煤层开采，高温矿井，亦有采用此方式。高温矿井，亦有采用此方式。对有瓦斯喷出或有煤与瓦斯突出的矿井应采用分区通对有瓦斯喷出或有煤与瓦斯突出的矿井应采用分区通风系统。风系统。除适用于上述条件外，还适用于高瓦斯矿井和具备
15、一除适用于上述条件外，还适用于高瓦斯矿井和具备一定条件的大型矿井。定条件的大型矿井。n n分区通风分区通风n n各分区有独立的进回风系统。但与中央进风系统各分区有独立的进回风系统。但与中央进风系统大巷没有通风设施隔绝。如陕西的桑树坪矿及大大巷没有通风设施隔绝。如陕西的桑树坪矿及大同云岗矿同云岗矿n n适用条件及优缺点：适用条件及优缺点：1.1.各分区有独立的通风路线互不影响是此方式主要各分区有独立的通风路线互不影响是此方式主要优点，便于管理；优点，便于管理；2.2.建井工期短；建井工期短；3.3.安全生产好；安全生产好；4.4.分区进风井多，需增加风井场地通风机管理分散分区进风井多，需增加风井
16、场地通风机管理分散2.2.2 矿井通风系统分类n n抽出式抽出式n n 是当前通风方式中的主要形式，适应性较广泛，尤其对是当前通风方式中的主要形式，适应性较广泛，尤其对高瓦斯矿井，更有利于对瓦斯的管理，也适用于矿井走向高瓦斯矿井，更有利于对瓦斯的管理，也适用于矿井走向长，开采面积大的矿井长，开采面积大的矿井n n优点：优点：1 1井下风流处于负压状态，当主扇因故停止运转时，井下的风流压井下风流处于负压状态，当主扇因故停止运转时，井下的风流压力提高可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全；力提高可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全；2 2漏风量小，通风管理较简单；漏风量小，通风管理较简单；3 3与压
17、人式比，不存在过渡到下水平时期通风系统和风量变化的困与压人式比，不存在过渡到下水平时期通风系统和风量变化的困难。难。n n缺点：缺点：n n当地面有小窑塌陷区并和采区沟通时，抽出式会把小窑积当地面有小窑塌陷区并和采区沟通时，抽出式会把小窑积存的有害气体抽到井下使矿井有效风量减少存的有害气体抽到井下使矿井有效风量减少 n n压入式压入式n n低瓦斯矿的第一水平，矿井地面地形夏杂、高差起伏，无低瓦斯矿的第一水平，矿井地面地形夏杂、高差起伏，无法在高山上设置通风机。总回风巷无法连通或维护困难的法在高山上设置通风机。总回风巷无法连通或维护困难的条件下条件下n n优缺点：优缺点：1 1压人式的优缺点与抽
18、出式相反，能用一部分回风把小窑塌陷区压人式的优缺点与抽出式相反，能用一部分回风把小窑塌陷区的有害气体压到地面；的有害气体压到地面；22进风线路漏风大进风线路漏风大(如：井口棚及翻笼攥仓漏风如：井口棚及翻笼攥仓漏风)管理困难；管理困难；33风阻大、风量调节困难；风阻大、风量调节困难；44由第一水平的压人式过渡到探部水平的抽出式有一定困难；由第一水平的压人式过渡到探部水平的抽出式有一定困难；5 5通风机使井下风流处于正压状态当通风机停止运转时，风流通风机使井下风流处于正压状态当通风机停止运转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加 n n抽压联合式n n
19、可产生较大的通风压力，能适应大阻力矿井需要，但通风管理困难一般新建矿井和高瓦斯矿井不宜采用，只是个别用于老井延深或改建的低瓦斯矿井2.1.2 运输系统n n 井下运输设计，应对并下煤炭、矸石、材料、设井下运输设计，应对并下煤炭、矸石、材料、设备及人员等的运输作统筹安排。运输方式与设备备及人员等的运输作统筹安排。运输方式与设备的选型，应根据矿井设计生产能力、煤层赋存条的选型，应根据矿井设计生产能力、煤层赋存条件、瓦斯情况、采煤方法等因素确定。件、瓦斯情况、采煤方法等因素确定。n n采区运输：大、中型矿井的采区，要积极采用连采区运输：大、中型矿井的采区，要积极采用连续化运输，发展重载下运带式输送机
20、。续化运输，发展重载下运带式输送机。n n辅助运输要采用高效能、适应性能强、单机服务辅助运输要采用高效能、适应性能强、单机服务范围广的设备，减少环节逐步发展集装箱运输，范围广的设备，减少环节逐步发展集装箱运输，要根据条件采用单轨吊车、卡轨车、胶套轮机车、要根据条件采用单轨吊车、卡轨车、胶套轮机车、齿轨机车、无轨胶轮车或其他运输设备，逐步实齿轨机车、无轨胶轮车或其他运输设备，逐步实现全矿井辅助运输的机械化、连续化。现全矿井辅助运输的机械化、连续化。n n大巷运输：主要运输大巷的运输方式应根据运量、大巷运输：主要运输大巷的运输方式应根据运量、运距和技术经济效果优化确定。凡井型较大、采运距和技术经济
21、效果优化确定。凡井型较大、采区生产集中、条件适合的矿井，可采用带式输送区生产集中、条件适合的矿井，可采用带式输送机，实现全矿井的连续运输。采用轨道运输的矿机，实现全矿井的连续运输。采用轨道运输的矿井，要发展底卸式或侧卸式矿车。要研制改造与井，要发展底卸式或侧卸式矿车。要研制改造与底卸式矿车配套的双轨同步牵引电机车，大功率底卸式矿车配套的双轨同步牵引电机车，大功率电机车和防爆柴油机车。电机车和防爆柴油机车。n n采区运输、大巷运输、矿井提升和地面储、装、采区运输、大巷运输、矿井提升和地面储、装、运生产系统，要发展自动化集中控制，配备先进运生产系统，要发展自动化集中控制，配备先进可靠的保护装置。可
22、靠的保护装置。大巷运输新型辅助运输设备种类及使用或试用地点2.2 开采方法n n2.22.2开采方法分类开采方法分类开采方法分类开采方法分类n n 按照煤层厚度和倾角，并结合工艺特点及装备水按照煤层厚度和倾角，并结合工艺特点及装备水按照煤层厚度和倾角，并结合工艺特点及装备水按照煤层厚度和倾角，并结合工艺特点及装备水平，我国目前地下开采实际采用的采煤方法主要平，我国目前地下开采实际采用的采煤方法主要平，我国目前地下开采实际采用的采煤方法主要平，我国目前地下开采实际采用的采煤方法主要分为长壁垮落采煤法，放顶煤采煤法，急倾斜采分为长壁垮落采煤法，放顶煤采煤法，急倾斜采分为长壁垮落采煤法，放顶煤采煤法
23、，急倾斜采分为长壁垮落采煤法，放顶煤采煤法，急倾斜采煤法，充填采煤法，水力采煤法以及连续采煤机煤法，充填采煤法，水力采煤法以及连续采煤机煤法，充填采煤法，水力采煤法以及连续采煤机煤法，充填采煤法，水力采煤法以及连续采煤机房柱式采煤法等。房柱式采煤法等。房柱式采煤法等。房柱式采煤法等。n n采煤方法的选择，应根据煤层赋存情况、开采技采煤方法的选择，应根据煤层赋存情况、开采技采煤方法的选择，应根据煤层赋存情况、开采技采煤方法的选择，应根据煤层赋存情况、开采技术条件、地面保护要求、设备供应状况及安全、术条件、地面保护要求、设备供应状况及安全、术条件、地面保护要求、设备供应状况及安全、术条件、地面保护
24、要求、设备供应状况及安全、产量、效率、成本和煤的回收率等因素，经综合产量、效率、成本和煤的回收率等因素，经综合产量、效率、成本和煤的回收率等因素，经综合产量、效率、成本和煤的回收率等因素，经综合技术经济比较后确定。技术经济比较后确定。技术经济比较后确定。技术经济比较后确定。n n二、长壁采煤工艺特征及适用条件n n我国采煤方法及其工艺的发展，大体经历了三个阶段：第一阶段是解放初期，改革采煤方法，推行长第一阶段是解放初期，改革采煤方法，推行长壁工作面，回采工作面采用刮板输送机；壁工作面，回采工作面采用刮板输送机；第二阶段是第二阶段是6060年代，改革煤的破、装、运等回年代，改革煤的破、装、运等回
25、采工序，实现了落煤、装煤、运煤的机械化；采工序，实现了落煤、装煤、运煤的机械化；第三阶段是第三阶段是7070年代，推行综合机械化采煤，实年代，推行综合机械化采煤，实现了落煤、装煤、运煤、支护及放顶煤的综合现了落煤、装煤、运煤、支护及放顶煤的综合机械化。机械化。壁式采煤法 n n特点是：特点是：回采工作面回采工作面长度较长；工作面两端有可供运输、通风和行人的巷道；长度较长；工作面两端有可供运输、通风和行人的巷道；回采工作面向前推进时，必须不断支护；采空区要随工作面推进按一定方法回采工作面向前推进时，必须不断支护；采空区要随工作面推进按一定方法及时处理；回采工作面内煤的运输方向与工作面煤壁平行。壁
26、式采煤法有多及时处理；回采工作面内煤的运输方向与工作面煤壁平行。壁式采煤法有多种分类。种分类。按煤层厚薄不同，薄及中厚煤层，通常按煤层全厚一次开采，称按煤层厚薄不同，薄及中厚煤层，通常按煤层全厚一次开采，称整层整层(单一单一)开采；厚煤层开采；厚煤层,一般分为若干中等厚度的分层进行开采一般分为若干中等厚度的分层进行开采,称分层开称分层开采。采。按工作面推进方向不同，可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。按工作面推进方向不同，可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。在分层开采中，由于分层的回采顺序和顶板管理方法不同，可分为下行垮落在分层开采中，由于分层的回采顺序和顶板管理方法不同，可分为下行垮落法
27、和上行充填法等。在中国，开采倾斜和缓倾斜煤层时常用单一（整层）走法和上行充填法等。在中国，开采倾斜和缓倾斜煤层时常用单一（整层）走向长壁采煤法、单一向长壁采煤法、单一(整层整层)倾斜长壁采煤法、倾斜分层走向长壁下行垮落采倾斜长壁采煤法、倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法、倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法、倾斜分层走向长壁上行充填采煤煤法、倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法、倾斜分层走向长壁上行充填采煤法和倾斜分层型倾斜长壁充填采煤法和开采坚硬顶板煤层的刀柱采煤法等。法和倾斜分层型倾斜长壁充填采煤法和开采坚硬顶板煤层的刀柱采煤法等。开采急倾斜煤层时，有水平分层采煤法、倒台阶采煤法、仓贮采煤法和掩护开采急倾
28、斜煤层时，有水平分层采煤法、倒台阶采煤法、仓贮采煤法和掩护支架采煤法，这些都属于壁式采煤法。支架采煤法，这些都属于壁式采煤法。2020世纪初，刮板输送机开始使用，壁世纪初，刮板输送机开始使用，壁式采煤法随之有很大发展，目前已成为各国的主要采煤方法。除美国和澳大式采煤法随之有很大发展，目前已成为各国的主要采煤方法。除美国和澳大利亚等国外，在苏联、英国、联邦德国、波兰等国壁式采煤法占矿井总产量利亚等国外，在苏联、英国、联邦德国、波兰等国壁式采煤法占矿井总产量的的9090；中国煤矿自；中国煤矿自5050年代开始采用壁式采煤法，年代开始采用壁式采煤法，19801980年占统配煤矿总产年占统配煤矿总产量
29、的量的9090左右，随着采煤机械化程度不断提高，壁式采煤法的使用范围将日左右，随着采煤机械化程度不断提高，壁式采煤法的使用范围将日益扩大。益扩大。壁式采煤法n n单一走向长壁采煤法单一走向长壁采煤法 也称整层走向长壁采煤法，特点是回采工作面也称整层走向长壁采煤法，特点是回采工作面沿煤层倾斜方向布置，沿走向方向推进沿煤层倾斜方向布置，沿走向方向推进;工作面长度较长工作面长度较长,一般为一般为100100150m150m，短的有，短的有303040m40m，长的超过，长的超过200m200m。在回采工作面的上方。在回采工作面的上方和下方沿走向分别布置回风平巷和运输平巷，构成回采工作面和采区和下方沿
30、走向分别布置回风平巷和运输平巷，构成回采工作面和采区巷道之间的通风、运输和行人的通道。根据巷道之间的通风、运输和行人的通道。根据煤回采工艺煤回采工艺不同，每一循不同，每一循环的推进度一般为环的推进度一般为0.60.61.2m1.2m（图（图1 1）。通常在回风平巷内铺设轨道，）。通常在回风平巷内铺设轨道，用矿车或平板车运送材料和设备；运输平巷内用带式输送机、刮板输用矿车或平板车运送材料和设备；运输平巷内用带式输送机、刮板输送机或矿车运送煤炭。回风平巷和运输平巷采用单巷布置，也有采用送机或矿车运送煤炭。回风平巷和运输平巷采用单巷布置，也有采用双巷布置的。回采工作面的推进方向有两种：双巷布置的。回
31、采工作面的推进方向有两种：后退式，由采区边界后退式，由采区边界向采区上山（或石门）推进；向采区上山（或石门）推进；前进式，由采区上山（或石门）向采前进式，由采区上山（或石门）向采区边界推进。中国各矿区大都采用后退式回采。在综采采区，为减少区边界推进。中国各矿区大都采用后退式回采。在综采采区，为减少综采设备的长距离搬移，有的采用混合式，即上区段回采工作面用前综采设备的长距离搬移，有的采用混合式，即上区段回采工作面用前进式回采至采区边界后，将综采设备搬移至下区段边界的开切眼中，进式回采至采区边界后，将综采设备搬移至下区段边界的开切眼中，用后退式回采。用后退式回采。壁式采煤法壁式采煤法n n目前，在
32、走向长壁采煤法的回采工作面中，炮采、机采和综采均有使用。中国随着采煤机械化程度的提高，近期回采工作面的平均长度已在100m左右，工作面月平均产量炮采为1万吨左右，机采为1.5万吨左右，综采为3.5万吨左右。此法主要适用于缓倾斜和倾斜的薄及中厚煤层。壁式采煤法n n倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法 开采缓倾斜厚煤层时，需将煤层开采缓倾斜厚煤层时，需将煤层按倾斜方向划分为若干分层，每个分层的厚度在炮采和普采工作面为按倾斜方向划分为若干分层，每个分层的厚度在炮采和普采工作面为1.81.82.4m,2.4m,在综采工作面可达在综采工作面可达3.5m3.5m左右，各分层由上而
33、下利用全部左右，各分层由上而下利用全部垮落法依次逐层开采。顶分层的回采与单一中厚煤层回采相同，回采垮落法依次逐层开采。顶分层的回采与单一中厚煤层回采相同，回采以下各分层时，由于其顶板是上一分层回采时冒落的破碎岩块，管理以下各分层时，由于其顶板是上一分层回采时冒落的破碎岩块，管理上困难极大。过去曾采用分层间留煤皮的方法解决，但煤炭损失大，上困难极大。过去曾采用分层间留煤皮的方法解决，但煤炭损失大，自燃发火严重，后来逐步改用木板、金属网、竹笆或荆笆等人工假顶。自燃发火严重，后来逐步改用木板、金属网、竹笆或荆笆等人工假顶。煤层顶板为页岩或含泥质成分较高的岩石时，向采空区注水或灌注泥煤层顶板为页岩或含
34、泥质成分较高的岩石时，向采空区注水或灌注泥浆，有的在冒落岩石中加固结剂，在上覆岩层的压力作用下，使其结浆，有的在冒落岩石中加固结剂，在上覆岩层的压力作用下，使其结合成一个整体，成为再生顶板，供下一分层使用。在铺设人工假顶时合成一个整体，成为再生顶板，供下一分层使用。在铺设人工假顶时进行注水或注浆，效果更好。金属网分单层网和双层网两种。开采两进行注水或注浆，效果更好。金属网分单层网和双层网两种。开采两个分层时铺荆笆、竹笆或单层网；开采三个以上分层时铺双层网。因个分层时铺荆笆、竹笆或单层网；开采三个以上分层时铺双层网。因金属网假顶成本高，中国现时采用荆笆、竹笆假顶较多。金属网假顶金属网假顶成本高，
35、中国现时采用荆笆、竹笆假顶较多。金属网假顶的铺设方法有底网和顶网两种。目前不少矿区已将铺底网改为铺顶网，的铺设方法有底网和顶网两种。目前不少矿区已将铺底网改为铺顶网，分层顶板破碎或有伪顶难于管理时，铺顶网优点更多。分层顶板破碎或有伪顶难于管理时，铺顶网优点更多。壁式采煤法n n本法的巷道有分层布置和联合布置两种。分层布置是将每本法的巷道有分层布置和联合布置两种。分层布置是将每一个分层作为一个中厚煤层看待，各有独立的巷道系统，一个分层作为一个中厚煤层看待，各有独立的巷道系统，通常是分层分采。联合布置，除每分层都有为本层服务的通常是分层分采。联合布置，除每分层都有为本层服务的分层平巷外，还有为各分
36、层共用的平巷和上山、下山。在分层平巷外，还有为各分层共用的平巷和上山、下山。在共用巷道与分层巷道之间用平巷、斜巷或立眼联系（见共用巷道与分层巷道之间用平巷、斜巷或立眼联系（见矿矿山井巷山井巷）。为便于维护，应将共用巷道布置在受采动影响）。为便于维护，应将共用巷道布置在受采动影响较小的煤层底板岩石中（图较小的煤层底板岩石中（图2 2）。上下分层工作面可同时）。上下分层工作面可同时回采，其超前距离取决于上分层回采后顶板岩层垮落状况，回采，其超前距离取决于上分层回采后顶板岩层垮落状况，一般为一般为8080200m200m，但下分层工作面必须在上分层采空区，但下分层工作面必须在上分层采空区岩层活动已经
37、稳定后方可回采。为了提高厚煤层开采的经岩层活动已经稳定后方可回采。为了提高厚煤层开采的经济效益，目前许多国家正在发展增大采高、减少分层数目济效益，目前许多国家正在发展增大采高、减少分层数目的新工艺。设计和使用大采高的自移式液压支架和采煤机，的新工艺。设计和使用大采高的自移式液压支架和采煤机，煤层采高可达煤层采高可达3.53.55.0m5.0m。此外。此外,还有将特厚煤层分为两还有将特厚煤层分为两个分层：开采顶分层时，铺金属网假顶，开采底分层的同个分层：开采顶分层时，铺金属网假顶，开采底分层的同时回收网下顶煤。时回收网下顶煤。壁式采煤法n n倾斜分层走向长壁上行充填采煤法倾斜分层走向长壁上行充填
38、采煤法 各分层自底至顶用各分层自底至顶用充充填填法依次逐层开采，上分层的回采工作在下分层的充填体法依次逐层开采，上分层的回采工作在下分层的充填体上进行。如用水砂充填管理顶板，回采工艺复杂化，因为上进行。如用水砂充填管理顶板，回采工艺复杂化，因为增加了充填工序；在巷道布置上增加了输砂、疏干系统和增加了充填工序；在巷道布置上增加了输砂、疏干系统和泥砂沉淀装置。因此，水砂充填工作面除落煤、装煤、运泥砂沉淀装置。因此，水砂充填工作面除落煤、装煤、运煤和支护等工序与一般垮落法相同外，还有疏导和沉淀充煤和支护等工序与一般垮落法相同外，还有疏导和沉淀充填废水等临时构筑物。充填采区的巷道布置，应合理解决填废水
39、等临时构筑物。充填采区的巷道布置，应合理解决运料与输砂、运煤与疏干的关系问题，方能保证正常生产。运料与输砂、运煤与疏干的关系问题，方能保证正常生产。充填采煤法工序复杂，增加一套充填设备，成本高，投资充填采煤法工序复杂，增加一套充填设备，成本高，投资大，效率低；但有利于防止井下自燃发火和煤尘爆炸，有大，效率低；但有利于防止井下自燃发火和煤尘爆炸，有效地减少围岩移动和地表沉陷，是效地减少围岩移动和地表沉陷，是建筑物下采煤建筑物下采煤、铁路下铁路下采煤采煤和和水体下采煤水体下采煤的有效方法之一。中国阜新、辽源、鹤的有效方法之一。中国阜新、辽源、鹤岗等矿区曾广泛采用本法。近年来，由于扩大了垮落法的岗等
40、矿区曾广泛采用本法。近年来，由于扩大了垮落法的使用范围，充填法的百分比逐渐减少使用范围，充填法的百分比逐渐减少,但不能采用垮落法但不能采用垮落法的倾角为的倾角为552525的厚煤层，仍多采用本法。的厚煤层，仍多采用本法。壁式采煤法壁式采煤法n n倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法 回采工艺与走向长壁采煤法基本相似回采工艺与走向长壁采煤法基本相似,不同点是回采不同点是回采工作面沿走向布置工作面沿走向布置,沿倾斜推进。即在井田范围内，沿煤层走向布置沿倾斜推进。即在井田范围内，沿煤层走向布置主水平大巷，在大巷两侧沿倾斜向上山或下山方向掘进工作面的运输主水平大巷，在大巷两侧沿倾斜向上山或下山方向掘进工作面的
41、运输斜巷和回风斜巷斜巷和回风斜巷,掘至采区边界后掘至采区边界后,掘进开切眼使两斜巷连通。在开切掘进开切眼使两斜巷连通。在开切眼和巷道内安装设备，沿煤层倾斜方向，用仰斜或俯斜方式采煤。用眼和巷道内安装设备，沿煤层倾斜方向，用仰斜或俯斜方式采煤。用本法开采单一薄层及中厚煤层，巷道布置十分简单（图本法开采单一薄层及中厚煤层，巷道布置十分简单（图3 3）。回采工）。回采工作面有成对布置的，也有按单一工作面布置的。每个工作面长作面有成对布置的，也有按单一工作面布置的。每个工作面长150150200m200m或更长。工作面沿倾斜的推进长度即运输斜巷和回风斜巷长度或更长。工作面沿倾斜的推进长度即运输斜巷和回
42、风斜巷长度,可达可达100010001500m1500m。在运输斜巷中铺设可伸缩带式输送机，回风斜。在运输斜巷中铺设可伸缩带式输送机，回风斜巷中铺设轨道，用无极绳绞车或单轨吊车运送设备和材料。在厚煤层巷中铺设轨道，用无极绳绞车或单轨吊车运送设备和材料。在厚煤层中采用本法时，由于掘进和维护长距离的分层回采斜巷比较困难，维中采用本法时，由于掘进和维护长距离的分层回采斜巷比较困难，维护费用高，故需在煤层底板岩石中布置供各分层共用的集中巷，每隔护费用高，故需在煤层底板岩石中布置供各分层共用的集中巷，每隔150150200m200m开掘联络巷道开掘联络巷道,与分层回采斜巷相连接。各分层的回采斜与分层回采
43、斜巷相连接。各分层的回采斜巷可逐段超前于工作面掘进，并随采随废。各分层工作面回采顺序，巷可逐段超前于工作面掘进，并随采随废。各分层工作面回采顺序，可在保持一定错距的条件下，上下分层同时回采，也可在上分层工作可在保持一定错距的条件下，上下分层同时回采，也可在上分层工作面采至边界后再采下部分层，以利形成再生顶板。面采至边界后再采下部分层，以利形成再生顶板。壁式采煤法n n倾斜长壁工作面按推进方向分仰斜开采和俯斜开采两种。如煤质较硬倾斜长壁工作面按推进方向分仰斜开采和俯斜开采两种。如煤质较硬或顶板淋水较大，一般宜用仰斜开采；如煤层厚度大，煤质松软容易或顶板淋水较大，一般宜用仰斜开采；如煤层厚度大，煤
44、质松软容易片帮，宜用俯斜开采。回采工作面一般应朝大巷方向推进，即水平大片帮，宜用俯斜开采。回采工作面一般应朝大巷方向推进，即水平大巷上方的煤层用俯斜方式开采，水平大巷下方的煤层用仰斜方式开采，巷上方的煤层用俯斜方式开采，水平大巷下方的煤层用仰斜方式开采，以利于工作面通风和巷道维护。在地质条件适宜的矿井中，本法与走以利于工作面通风和巷道维护。在地质条件适宜的矿井中，本法与走向长壁采煤法相比，优点是：向长壁采煤法相比，优点是：巷道布置简单，巷道掘进和维护费用巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低，投产快。据苏联矿井对比资料，在相同的矿山地质条件下，倾斜低，投产快。据苏联矿井对比资料，在相同的矿山地质条
45、件下，倾斜长壁开采比走向长壁开采的巷道长度减少长壁开采比走向长壁开采的巷道长度减少10102020，大型矿井的建，大型矿井的建设工期可缩短设工期可缩短1 12 2年。年。运输系统和通风系统均较简单，回采工作面运输系统和通风系统均较简单，回采工作面技术经济效果好。技术经济效果好。易于实现等长工作面，减少了由于工作面长度变易于实现等长工作面，减少了由于工作面长度变化而增加拆装自移式液压支架和接长或缩短输送机的工序。本法的缺化而增加拆装自移式液压支架和接长或缩短输送机的工序。本法的缺点是倾斜巷道距离长，使辅助运输和行人比较困难。中国自点是倾斜巷道距离长，使辅助运输和行人比较困难。中国自7070年代开
46、年代开始推广使用。适用于倾角始推广使用。适用于倾角1212以下的煤层以下的煤层,机采和炮采可扩大应用于开机采和炮采可扩大应用于开采采15151818的煤层。国外采用俯斜综采工作面开采倾角为的煤层。国外采用俯斜综采工作面开采倾角为3333的煤的煤层已获成功。层已获成功。壁式采煤法n n倾斜分层倾斜长壁型工作面上行充填采煤法倾斜分层倾斜长壁型工作面上行充填采煤法 工作面沿走向布置，工作面沿走向布置，沿倾斜向上推进；为便于工作面的通风、运输和充填工作，自开切眼沿倾斜向上推进；为便于工作面的通风、运输和充填工作，自开切眼开始回采后，将工作面逐步调整成两端高、中间低的伪倾斜开始回采后，将工作面逐步调整成
47、两端高、中间低的伪倾斜(8(812)12)。整个工作面由两个伪倾斜工作面组成，形成型。随着分层工。整个工作面由两个伪倾斜工作面组成，形成型。随着分层工作面沿倾斜向上推进，在充填体中逐渐维护出一条分层溜道，以便溜作面沿倾斜向上推进，在充填体中逐渐维护出一条分层溜道，以便溜煤、进风和流水。为了不使工作面与溜煤道相交处顶板的悬露面积太煤、进风和流水。为了不使工作面与溜煤道相交处顶板的悬露面积太大而难于维护，型两侧工作面始终保持大而难于维护，型两侧工作面始终保持556m6m的错距。回采工作的错距。回采工作面从运输水平向上推进直到回风水平为止面从运输水平向上推进直到回风水平为止(图图4)4)。型工作面目
48、前仍。型工作面目前仍用打眼放炮落煤用打眼放炮落煤,小型输送机运煤。落煤中的小型输送机运煤。落煤中的5050,自行装入输送机内自行装入输送机内,其余用人力装载。工作面支护用带帽木柱或棚子。采区走向长度通常其余用人力装载。工作面支护用带帽木柱或棚子。采区走向长度通常为为320320400m400m。沿走向可布置。沿走向可布置4 45 5个型工作面个型工作面,每个长度为每个长度为8080100m,100m,每翼长每翼长404050m50m。与走向长壁充填法相比，优点是：充填准。与走向长壁充填法相比，优点是：充填准备工作简单，工作量少，充填事故少，采区产量较高；缺点是：目前备工作简单，工作量少，充填事
49、故少，采区产量较高；缺点是：目前尚未实现机械化，工作面容易片帮，巷道系统复杂，通风路线曲折，尚未实现机械化，工作面容易片帮，巷道系统复杂，通风路线曲折，容易聚集瓦斯。本法适用于倾角容易聚集瓦斯。本法适用于倾角20204545的特厚煤层，或地质构造的特厚煤层，或地质构造复杂，走向断层较多的煤层。复杂，走向断层较多的煤层。壁式采煤法壁式采煤法n n倒台阶采煤法倒台阶采煤法 用于急倾斜薄煤层的一种走向长壁采煤法，其采区巷用于急倾斜薄煤层的一种走向长壁采煤法，其采区巷道布置与走向长壁采煤法基本相同。由于倾角大，为了安全，采区上道布置与走向长壁采煤法基本相同。由于倾角大，为了安全，采区上山由山由3 34
50、 4个上山眼组成，分别用于溜煤、溜矸石、运料、通风和行人。个上山眼组成，分别用于溜煤、溜矸石、运料、通风和行人。急倾斜工作面用风镐落煤时，为适应多台风镐同时安全作业而布置成急倾斜工作面用风镐落煤时，为适应多台风镐同时安全作业而布置成倒台阶方式。倒台阶工作面全长通常为倒台阶方式。倒台阶工作面全长通常为404050m,50m,有时可达有时可达100m100m。一个台阶长度为一个台阶长度为101020m20m，台檐宽为，台檐宽为2 23m3m。最下部的台阶溜放煤。最下部的台阶溜放煤块，兼作通风及安全出口用。其台檐宽度应加大到块，兼作通风及安全出口用。其台檐宽度应加大到446m6m。工作面。工作面支架