工作面台階式布置採煤法根據上下台階的相對位置不同，分為正台階和倒台階兩種。急斜煤層採煤工作面直線式布置時，上下段作業相互干擾，威脅作業人員安全，影響工作面的生產能力。為了充分利用工作面長度，多點平行作業，提高產量。
基本介紹
- 中文名：工作面台階式布置採煤法
- 外文名：Work face stage layout mining method
- 學科：煤炭工程
- 領域：開採
- 類型：正台階和倒台階
- 特點：多點平行作業，提高產量
簡介,倒台階採煤法,正台階採煤法,採空區處理,
簡介
急斜煤層採煤工作面直線式布置時，上下段作業相互干擾，威脅作業人員安全，影響工作面的生產能力。為了充分利用工作面長度，多點平行作業，提高產量。從20世紀50年代開始試用台階式工作面採煤法，並在一定的地質條件下得到推廣套用。台階式採煤法根據上下台階的相對位置不同，分為正台階和倒台階兩種。
倒台階採煤法
1.採區巷道布置
倒台階採煤法是將工作面呈倒台階形式布置而得名。這種採煤法由走向長壁法演變而來，即各台階工作面沿傾斜布置，沿走向同步推進。倒台階採煤法的採區巷道布置與急斜煤層走向長壁採煤法完全相同，可採用雙翼或單翼開採。雙翼開採時，在採區內沿走向的中部布置3-4條傾斜上山，沿傾斜一般劃分3-4個區段，也有的礦井採取整階段開採方式。分區段時，在區段上部或下部邊界布置區段迴風平巷與區段運輸平巷。在區段運輸平巷上方4-5m布置超前輔助平巷，每隔一段距離用聯絡眼聯通。超前輔助平巷隨工作面推進向前掘進，超前距離不少於2-3個個聯絡眼的間距。
倒台階採煤法工作面長度，主要取決於煤層產狀、落煤方式、台階面的長度與數目，以及頂板管理等因素。分區段布置時可達50-70m；整階段布置時可達100m以上。
2.台階要素
倒台階採煤法布置的基本問題是：倒台階的合理要素的確定，如台階面、階檐和上隅角等。每個台階沿傾斜的煤壁面，叫台階工作面，簡稱台階面。台階面的長度採用風鎬落煤時，是按一颱風鎬小班落煤工作能力確定的；爆破落煤時一般取10-20m。
兩台階工作面之間的平面，即上下台階的錯動面叫階檐。它沿走向的長度叫階檐寬度。階檐寬度根據頂板岩層性質和支架排距等因素確定，既要保證上下台階同時作業的安全，又要避免瓦斯大量積聚。階檐過寬會增加采場控頂面積，給頂板管理造成困難；階檐寬度過小，上下台階同時作業又不安全。故一般應取2-3m。
台階面與階檐的夾角叫上隅角，它應等於或略大於直角，以便減少瓦斯聚積。工作面最下一個台階叫儲煤台階。其台階面一般縮短到5-7m，階檐寬度加大至5-6m，以保證下出口通風與行人方便。
3.採煤工藝
台階面落煤有風鎬、爆破、放震動炮與風鎬相結合三種方式。採用風鎬落煤時，每個台階面配備一颱風鎬，2-3人負責落煤與支護工作；煤質比較堅硬，頂板又比較穩定時，台階面採用爆破落煤，或先放震動炮，然後用風鎬落煤。
工作面支護的要求和急斜煤層走向長壁採煤法基本相同。為了防止階檐煤壁片落砸傷人，沿階檐面要設定護身板；為了工人作業安全與操作方便，在階檐下方還要設定腳手板；為了控制煤流方向，沿工作面還要設定若干擋煤板，防止煤塊滾入採空區或亂滾砸傷作業人員。
採空區處理，可採用全部垮落、局部充填、全部充填和緩慢下沉等方法，其中以全部垮落法套用最廣泛。工作面控頂距、特種支架和回柱放頂方法，均和走向長壁採煤法相同。當區段斜長過大，台階面又很多時，為縮短儲煤台階等控頂距，需採取上下台階面錯茬放頂，即將上下兩台階的放頂排柱錯開一個放頂步距架設。
倒台階採煤法通常採用“兩采一準”的作業方式，即每個小班推進一排支架，單循環，循環進度1.6-2.0m。
倒台階採煤法，不僅頂板管理難度大，還難以實現機械化採煤；上隅角易積存瓦斯，煤壁轉角處應力集中程度較高，容易引起衝擊地壓或煤與瓦斯突出。由於這種採煤法存在的問題比較突出，因此只適用於煤層厚度小於2m，賦存又不穩定，不宜採用其它正規採煤法開採的煤層。
正台階採煤法
正台階採煤法，是在階段或區段內，沿煤層傾斜或偽斜方向布置成正台階形工作面、沿走向推進的一種急斜煤層開採方法。
1.採煤工作面布置
正台階採煤法的採區巷道布置，與倒台階採煤法基本相同。採煤工作面布置也是將工作面分成若干7-10m的台階面。不同的是，上台階面超前下台階面8-12m，形成正台階形式。各台階面之間採用30°左右的偽斜上山眼相聯，也稱為偽斜正台階採煤法。偽斜台階工作面沿走向推進，與偽斜上山眼延伸同步進行。
偽斜正台階的形成，是從開切巷上部18-20範圍內開始沿走向推進，每推進一排支柱時，由下向上縮短一個柱距，當推進到距開切巷8-12m時，形成第一個台階面；再沿開切巷向下截取7-10m，按上述方法形成第二個台階工作面；余此類推，直至形成區段內的全部台階工作面。
2.採煤工藝
落煤採取打眼放炮，由上而下進行。視煤層厚度和頂底板岩性，可採用單排眼或雙排眼，炮眼深度1-0m左右。采落的煤靠敷設在偽斜上山眼的溜槽，自行溜到區段運輸平巷後外運。
採煤工作面支護採用單體金屬支柱與鉸接頂梁相結合的懸臂樑支護。排距1.0m，柱距0.6m。由於煤層傾角大，採用走向棚子穩定性比較差。所以，要採取措施提高其穩定性。例如增加背板，在棚梁與支柱下方使用撐木，或在支柱間安設拉桿防倒器等，使支柱間相互聯成整體。此外，在工作面內架設木垛，增強支架的穩定性。
採空區處理
採空區處理採用全部垮落法，用三、四排支柱控頂。回柱時用手動回柱器人工回柱。偽斜正台階採煤法是一種較新的開採急斜煤層的方法。在四川、江蘇與湖南等省得到了推廣套用。取得了較好的技術經濟效果。
