傾斜短壁式採煤法是我國在緩斜煤層條件下常用的水采方法，又稱漏斗式採煤法。採煤法分為雙面沖采（雙面漏斗）和單面沖采（單面漏斗）兩種方式。為保持生產的連續性，每個採區一般配置3個採煤工作面，其中一個生產，另一個進行拆移水槍、水管及溜槽等準備工作，第三個備用。
基本介紹
- 中文名：傾斜短壁式採煤法
- 外文名：Inclined short wall mining method
- 學科：煤炭工程
- 領域：開採
- 套用：緩斜煤層條件下常用的水采方法
- 別稱：漏斗式採煤法
採區準備工作順序,採區參數,採區生產系統,採煤工藝,
採區準備工作順序
自水平運輸大巷沿煤層傾斜開掘一對採區煤水上山和軌道上山，兩上山間距20-25m，並每隔一定距離以聯絡巷連通。採區上山與水平迴風大巷連通後，由上山向兩翼開掘區段迴風巷和區段運輸巷。為保證溜槽水力運輸，區段運輸巷坡度為5%-7%，掘到採區邊界後，沿煤層傾斜向上開掘回採眼與區段迴風巷連通。為避免底煤丟失，區段運輸巷和回採眼需沿煤層底板掘進。回採眼間距視水槍有效射程及回採眼維護狀況而定，一般為18-24m。在掘進區段巷道的同時可在採區下部開掘煤水硐室。在完成設備安裝及完善通風構築物之後即可進行回採。
由於水采工藝特點的限制，採區內均採用後退式下行開採順序，即水槍安設在回採眼中，自區段迴風巷開始由上而下依次沖採回采眼兩側的煤帶。單面漏斗式是安設在回採眼中的水槍自上而下依次沖採回采眼一側的煤帶，其巷道布置除回採眼間距較小（一般10-16m）外，其他與雙面漏斗式相同。
採區參數
採區參數主要指採區生產能力和採區尺寸。每個採區一般配備一套水采生產系統，因此採區生產能力則等於一套水采生產系統的生產能力。在合理配置設備時，一套水采生產系統的生產能力視開採條件而定。採區斜長等於階段斜長，其值主要取決於開採水平的劃分。
採區走向長度因受採區內明槽自流水力運輸的限制，為避免採區下部的三角形呆滯煤量過大，其一翼的走向長度不宜過大，而採區走向長度過短又將造成採區服務年限過短，採區的噸煤投資過大及採掘接續緊張等問題，所以採區有其合理的走向長度。我國的水采井（區）多採用雙翼採區，採區一翼的走向長度在開採緩斜煤層時一般為500-800m，急斜煤層時為200-500m。近年來，一些水采井（區）為增加採區服務年限，緩解採掘接續緊張的矛盾，增大了採區走向長度（緩斜煤層的採區翼長有的已達1000m以上，急斜煤層達600m以上），並採取在區段巷道使用U型鋼可縮支架、在三角煤區域增設輔助煤消水硐室、小型化輔助硐室等措施。實踐證明這些措施是有效的。因此，今後採區走向長度將會有所增大。區段斜長一般為120-150m，根據回採眼的維護狀況可適當加長或縮短，若維護困難可縮至60-80m。
採區生產系統
（1）運煤系統 由水槍沖採下來的煤沿溜槽由回採眼經區段運輸巷和煤水上山到採區煤水硐室。
（2）高壓供水系統 採區中的高壓供水管理沿與運煤相反的路線鋪設並連線於回採眼中的水槍。
（3）運料系統 由於是無支護採煤且設備簡單，所以輔助運輸的工作量較小。但因為採區內多為傾斜巷道，使運料工作比較困難。通常材料和設備在軌道上山中採用礦車沿軌道提升，而在區段巷道中用單軌吊車或簡易吊掛無極繩運輸。
（4）通風系統 新風沿採區上山到區段運輸巷，再經回採眼到採煤工作面。乏風經採空區到區段迴風巷和採區上部迴風巷道。
由於清洗工作面後的乏風要流經已冒落的採空區（俗稱“老塘竄風”），如果採空區已冒實，則風流阻力很大，可能會導致採煤工作面供風不足，此時則在區段運輸巷中增設局部通風機加強通風。各掘進工作面採用局部通風機進行通風。
採煤工藝
水采工作面的採煤工序包括：水力落煤；拆移水槍、管道及溜槽；支設護槍枝架及重新安設水槍等。
1.水力落煤（落垛）
在進行水力沖采時，水槍受其有效射程及頂板允許暴露面積等因素的限制、需經常拆移。水槍每拆移一次在巷道一側能沖采的範圍稱為煤垛。沖採煤垛的工作稱為落垛。每次拆移水槍的距離稱為移槍步距。
煤垛參數是無支護水采法的一個重要基礎參數，它主要包括煤垛的寬度（移槍步距）、煤垛的長度和煤垛的最終沖采角。不同的煤垛參數會直接影響破煤效率及回採率等，因此合理確定煤垛參數十分重要。影響煤垛參數的因素除水槍的有效射程、煤層頂板穩定性外，煤的硬度、厚度及礦壓等對其也有較大影響。
漏斗式採煤法的煤垛參數確定一般按下列原則和步驟進行：
（1）確定煤垛的最終沖采角合理的最終沖采角既要保證垛內煤水能通暢外流（即煤垛下幫邊界線必須有7%-10%以上的坡度），又要減少三角煤呆滯煤量。最終沖采角不宜過大或過小，過大時易造成煤水外流不暢，而過小時會導致三角煤呆滯煤量的增加。較適宜的最終沖采角一般為70°-75°。
（2）確定煤垛的最小寬度（最小移槍步距）為防止來自採空區的矸石壓埋水槍，最小移槍步距應大於採空區矸石在回採眼方向上可能竄入的距離。
（3）確定煤垛的長度煤垛的最大允許長度一般以最小移槍步距和最終沖采角為基礎，按最大沖采距離等於或略小於水槍有效射程以及煤垛面積應略小於頂板允許暴露面積的原則來確定。水槍的有效射程和頂板允許暴露面積都應考慮到地質條件、技術條件及礦壓作用的影響。實際套用中，漏斗式採煤法的煤垛長度一般為8-15m。
落垛過程中，垛內不設支架，為能在其頂板冒落前順利采完煤垛，落垛時要有一定的沖采順序（也稱落垛順序）。根據煤層頂板條件的不同，落垛順序可分為開式、閉式、半閉式三類。
開式落垛時首先沖采靠近回採眼一側的煤幫，然後按圖中所示序號依次沖采；在沖採過程中煤垛靠上方採空區側不留臨時隔離煤柱。這種落垛方式利用回採眼的側幫作為自由面，減少了掏槽作業，破煤效果較好，射流的平均生產能力較高。但由於水槍附近的煤垛頂板最早暴露及不暫留採空區隔離煤柱，使在落垛過程中垛內頂板提早垮落及採空區向垛內竄矸的可能性增加。因此這種落垛方式一般適用於頂板較穩定及傾角較小的煤層。
閉式落垛時首先進行水力掏槽沖採煤垛內部，而在煤垛周邊上暫留隔離煤柱，以臨時支撐煤垛頂板和阻擋採空區矸石向垛內竄入，待煤垛內部的煤量沖采完之後，再按照自下而上、先遠後近的原則沖采隔離煤柱。這種落垛方式有利於防止沖採過程中垛內頂板提早垮落及採空區向垛內竄矸，對於保證正常地采完煤垛具有一定效果。但其破煤效果不如開式落垛。因此這種落垛方式一般適用於頂板穩定性較差或傾角較大的煤層。
採用半閉式落垛時，在煤垛靠採空區側暫留隔離煤柱留待最後沖采，而煤垛其他部分的沖采順序與開式落垛相同。這種落垛方式的優缺點及適用條件介於前述兩種落垛方式之間。
水槍附近是人員作業較集中的地點，為確保全全，該處應加強支護，增設護槍枝架。常用護槍枝架形式有單斜抬棚、八字抬棚等。
2.其他輔助工序
煤垛沖采完畢後，關閉閥門停止供水，進行拆移水槍、水管及溜槽，這些工作可以平行作業。然後拆除原護槍枝架，並在新的水槍位置支設護槍枝架，為下一煤垛的沖采做好準備。
為保持生產的連續性，每個採區一般配置3個採煤工作面，其中一個生產，另一個進行拆移水槍、水管及溜槽等準備工作，第三個備用。相鄰的兩採煤工作面要保持適當錯距，其錯距的選定既要考慮到利於防止兩工作面相互影響及充分利用礦壓的作用採煤，又要避免回採眼維護困難，其錯距一般取8-15m。
