斜台階採煤法

斜台階採煤法也稱正台階採煤法。這種方法的采場煤壁形狀也是台階狀，但是其上下台階的超前位置關係與倒台階採煤法正好相反，即上台階超前於下台階，並且兩相鄰台階間以30°的偽斜小巷相連，整個采場（及其煤壁）呈偽斜的正台階狀。

基本介紹

• 中文名：斜台階採煤法
• 外文名：Slant step mining method
• 學科：煤炭工程
• 領域：開採
• 別稱：正台階採煤法
• 形狀：台階狀

簡介

為克服倒台階採煤法工作面控頂面積大、坑木消耗高和采場內行人、運料不便等缺點，四川省中梁山煤礦1984年6月試驗成功了偽斜短壁採煤法，又稱斜台階採煤法，有的稱正台階採煤法。這種方法的采場煤壁形狀也是台階狀，但是其上下台階的超前位置關係與倒台階採煤法正好相反，即上台階超前於下台階，並且兩相鄰台階間以30°的偽斜小巷相連，整個采場（及其煤壁）呈偽斜的正台階狀。

偽斜短壁採煤法

1.工作面布置

在工作面偽斜長度範圍內，每隔15-20m布置一個傾斜長度為5m左右的短壁工作面。短壁工作面之間以30°偽斜角的偽斜小巷相連，用以溜煤、運料、行人和通風，整個采場及其煤壁呈偽斜的正台階狀。短壁工作面和偽斜小巷上方利用木支柱、竹笆假頂，使採空區冒落的矸石堆積形成的墊層構成人工假頂來隔離採空區。落煤工作在各短壁面進行，各短壁同步推進。

2.回採工藝

初采時，從開切眼開始自上而下回採。各短壁工作面的傾斜采長控制在5-7m之內，上下台階沿偽斜（偽斜角30°）的間距為15-20m。這樣整個工作面逐步形成正常回採狀態。

正常回採時，各短壁面同步推進，用風鎬落煤。各短壁面采落的煤炭先積存在其下部的偽斜小巷內的溜槽里，小巷內設擋煤板，當煤積存到一定高度時停止採煤。然後從下往上去掉擋煤板放煤。為防止煤炭竄落到假頂上造成損失，可在偽斜小巷下口外側掛膠皮擋煤板，使煤炭落入下一偽斜小巷內。

各短壁工作面採用木支柱支護，根據頂底板岩石性質，柱距和排距取0.8-1.0m。假頂支柱，上須“戴帽”、下需有柱窩，且有5°的迎（仰）山角。

短壁工作面回柱放頂前要做好準備工作，即回收普通支柱前，先在原排間加補假頂支柱和假頂加強支柱，再鋪上竹笆。然後按矸石堆積的斜面從下向上，由採空區向采面依次人工回收其後方的支柱，使上段短壁面假頂上堆積的矸石垮落，沿堆積矸石斜面滾落到新鋪設的假頂上。短壁工作面放頂時，本短壁面停止採煤，並擋住上短壁面的煤流，即回柱放頂和採煤交替進行。

各短工作面每班推進兩排柱並回收兩排柱，實際上是每班一循環。循環進度1.8m。根據採煤班數，日循環數3-4。

3.評價

這種採煤法除了具有台階採煤法巷道布置簡單、掘進率低、回採率高和對地質條件變化適應性強的優點外，安全可靠性明顯提高。這種採煤法採用垮落法管理頂板，但具有充填法的某些特點，改善了頂底板的受力狀況，頂板壓力小，底板滑脫事故少。工作面呈偽斜正台階狀，工作面位於採空區下方，工作面無瓦斯積聚點，為採空區瓦斯抽放創造了條件，有利於防止瓦斯事故的發生；工作面浮煤少，阻止了煤炭掉入採空區，有利於防止採空區自然發火。

這種斜台階採煤法也有不少缺點：整個采場內的短壁工作面短而多，各短壁工作面溜煤互相干擾，工作面利用率低；落煤方法仍較落後；煤塵大；坑木消耗雖較倒台階採煤法大幅度減少，但坑木消耗量仍較大。

斜台階採煤方法

鎮江煤炭工業公司古洞煤礦針對上述採煤方法中工作面坑木消耗大等缺點，進行了改進：工作面採用金屬摩擦支柱和鉸接頂梁組成的走向棚支護，並針對工作面傾角大的特點採取措施增加了支架的穩定性；短壁面的長度有所增加，偽斜小巷的長度有所減少。下面介紹改進後的斜台階採煤法。

1.工作面布置

整個工作面呈偽斜的正台階狀，它由兩種基本部分組成，即短壁工作面和偽斜小巷。短壁工作面沿傾斜長7-8m，回採就在短壁工作面內進行，各短壁工作面沿煤層走向、斜巷留設方向同步推進。上短壁面沿煤層走向超前下短壁面12-15m，其間由回採過程中留設的偽斜小巷連通。小巷的坡度由煤層傾角的大小和棚距確定。

2.回採工藝

短壁工作面回採採用打眼放炮落煤。

初采先從區段迴風平巷以下18-20m處的開切眼開始，沿煤層走向向前回採，隨著推進，該短壁面由下部向上縮短，當推進到距開切眼12-15m時即形成第一個短壁工作面。接著在開切眼處沿傾斜向下截取7-8m，按上述方法推進即可形成第二個短壁工作面。依此法逐步形成其餘短壁工作面。在初采期間所形成的短壁工作面都必須與第一個短壁工作面同步推進，使各短壁工作面始終保持12-15m的間距。所有短壁工作面形成後整個工作面即可進入正常回採。

正常回採時，最上一個短壁工作面逐漸縮短，而最下一個短壁面逐漸加長。當上短面還剩2.4m時即停止回採，等下一短壁工作面推到上短面停采位置時再一起回採。當最下一個短壁工作面逐步加長到9.6m時，該短壁工作面上部按一個短壁工作面的長度推進、留下多餘部分暫不回採，等上一個短壁工作面距留下部分12-15m時，留下部分再向前回採。如此可避免回採尖角煤，減少上、下出口管理的麻煩。

各短壁工作面采落的煤炭先積存於其下部偽斜小巷的溜槽內，斜巷內設有擋煤板，當煤積存到一定高度時停止採煤，自下而上去掉擋煤板放煤。工作面採用金屬支柱和鉸接頂梁走向棚子支護，排距1.0m、柱距0.6m，頂樑上方鋪荊條笆片護頂。為防止底板滑動導致金屬支柱滑動：沿傾斜，在支柱間上方使用拉桿防倒器、下方貼底板使用下撐棍；沿走向，在支柱間鋪設底梁，便於人員上下和物料運送。這樣工作面支架沿走向、傾向連成一體，增強了支架的穩定性。在各短壁工作面上部靠近採空區一側架設一個木垛，該木垛隨工作面推進而移設。

兩短壁面之間的斜巷是隨短壁面的推進逐步留設而成的，斜巷坡度以保證煤能自溜為原則。靠斜巷下幫鋪有搪瓷溜槽。採空區處理採用全部垮落法。回柱前，應先在斜巷靠採空區側的兩根支柱間補打一根戴帽金屬支柱，作為加強支柱，並在支柱上方鋪雙層荊條笆片。笆片由下向上鋪設，接頭相互搭牢，然後從採空區向笆片上扒部分矸石作為假頂的緩衝層，以減少放頂時矸石對支柱的衝擊。放頂前，還必須在新切頂線的斜巷方向超前一檔鋪設假頂。放頂時必須在新切頂線一排支柱的採空區側掛擋矸笆片。回柱放頂時在各短壁面內由下向上依次人工擊落柱鎖，用拔柱器回收支柱和頂梁。斜巷的回柱放頂與其下部短壁面的回柱放頂同步進行。短壁面內“四、五排”控頂，最大控頂距5m，最小控頂距4m，放頂步距1m。

當最上部短壁面推採到停采線位置時，停止回採，並把短壁面控頂距縮小到最小，在煤壁側兩排金屬棚子間加套木棚。但其他各短壁面仍按正常回採。當第二個短壁面推採到距第一個短壁面2m時，停止回採第二個短壁面，用與第一個短壁面相同的方法處理第二個短壁面，以此類推。所有短壁面都停采加套木棚後，從最下面的短壁面開始自下而上逐個短壁面回收金屬支柱和頂梁。回收完畢整個工作面回採結束。工作面作業形式為“三班採煤、邊采邊準”。每班一循環，循環進度1m，每日3循環，日推進度3m。

評價與適用條件

斜台階採煤法的整個工作面由沿真傾斜的短壁工作面和偽斜小巷依次相間連結而成，整個采場呈偽斜正台階狀。因此這種採煤方法，既吸取了偽傾斜掩護支架採煤法的優點，消除了倒台階採煤法工人可能掉入採空區的不安全因素，又吸收了倒台階採煤法對斷層、煤厚、傾角適應性強的優點和水平分層（以及斜切分層）採煤法鋪設假頂隔離採空區並便於處理矸石的優點。

採空區處理方法對整個工作面而言是全部垮落法，而對於下部的短面則是矸石充填法。因煤壁整體偽斜，沿走向頂板的支承壓力傳遞穩定，縮短了工作面真傾斜方向控頂的長度，減少了頂底板的滑動，從而改善了采場頂底板的受力狀態，增加了頂板的穩定性，頂板壓力小，無明顯周期來壓現象，提高了工作面的安全可靠性。用假頂隔離採空區，落煤損失少，不僅提高了煤炭回收率而且有利於防止採空區自然發火。斜台階採煤法巷道布置簡單，掘進率低。實際套用表明，這種採煤法的技術經濟效果不僅優於相同地質條件下的長壁式採煤法；而且優於倒台階採煤法：工作面單產提高、成本降低，大幅度提高了回採工效和降低了坑木消耗。

斜台階採煤法工作面煤壁利用率較低，回採時煤塵較大，工作面初采與收作時間較長，此期間達不到正常產量。斜台階採煤對地質條件適應性較強，可用於厚度、傾角有變化及有小構造的厚度在2.4m以下的大傾角煤層。