基本介紹
- 中文名：短壁開採
- 外文名：Short Walling
- 對應概念：長壁開採
- 主要分類：房柱式採煤法、巷柱式採煤法等
- 主要優點：礦井建設投資少、工期短、出煤快
- 主要缺點：資源回收率低、通風條件差等
短壁開採的巷道布置,短壁開採的通風系統,短壁開採的主要參數確定,短壁開採的主要優點,短壁開採的主要問題和缺點,國內外短壁開採現狀,國外發展現狀,國內發展現狀,
短壁開採的巷道布置
短壁開採的礦井巷道布置也是由開拓巷道、準備巷道和回採巷道三部分組成，其特點是短壁開採礦井大巷基本上都布置為多條煤層大巷，盤區準備巷道和回採巷道連為一體，沿煤層布置構築成格線狀生產系統，並由此形成不同的採煤方法，如房式、房柱式採煤法等。長壁開採礦井中部分地段採用短壁開採時的巷道布置，只包括與採煤方法相關部分的采準巷道布置，其形式多種多樣。
短壁開採的通風系統
根據短壁機械化開採巷道和采硐的布置形式，相應的通風系統主要有兩種：局部通風機壓入式通風系統和雙巷全負壓與局部通風相結合的通風系統。
短壁開採的主要參數確定
短壁開採的主要參數包括采硐(又稱采巷、煤房)寬度、煤柱寬度及回採支巷長度。可以根據岩“梁”結構理論確定采硐寬度，根據輔助面積法及煤柱穩定性理論確定煤柱寬度，根據噸煤費用最低的最佳化準則及設備能力確定回採支巷長度。
短壁開採的主要優點
(1)礦井建設投資少、工期短、出煤快。短壁房柱式開採的礦井，基本上沿煤層開掘大巷和盤區巷道，掘進和採煤使用相同的機械化設備，一套短壁採煤設備的價格僅為長壁綜采設備的20%左右，煤巷多巷掘進如同房柱式採煤。因此，建設一個規模相同的礦井，短壁開採的井巷工程量少，設備投資較低，見效快。對於條件適宜於用平硐開拓的中、小型礦井，1～2年便可投入生產。
(2)用於採煤和掘進的連續採煤機，體積小，運輸方便，機動靈活。短壁開採時採煤與巷道掘進均採用連續採煤機及其配套設備，工藝過程基本上相同，採掘合為一體。由於設備體積小，運輸靈活，雖然在煤房、煤柱開採之間需要經常變換工作場地，但運行方便，可以連續進行，不存在工作面設備搬家、較長時間中斷採煤的問題。
(3)頂板控制技術簡單，礦山壓力小，巷道和採煤空間便於維護。由於短壁開採的基本出發點是利用煤柱來維護和控制頂板的變形移動，以及開採速度快，空頂時間短，因而巷道壓力和采場壓力小，便於維護，通常只採用錨桿便可支護頂板。
(4)開採對礦壓環境的影響較小，有利於環境保護。短壁開採的礦井極少掘進岩石巷道，從而大量減少了矸石的排放量；主要靠煤柱支撐頂板，岩石的移動量小，一般不會造成地表顯著變形和大面積沉陷，有利於地面農田水利設施和建築物的保護。同時也就減少了治理環境破壞方面的支出，使噸煤成本下降。
短壁開採的主要問題和缺點
(1)資源回收率低。在美國採用房柱式開採的礦井，資源回收率一般為50%～60%，煤炭資源的損失較為嚴重。
(2)礦井通風條件差，進迴風巷道並列，通風構築物多，漏風較大，並存在多頭串聯通風問題。
(3)適用條件有一定限制，一般情況下適用於開採深度不太大的近水平中厚煤層，頂板中等穩定，底板較平整，瓦斯含量小，煤層不易自燃的礦井。
國內外短壁開採現狀
國外發展現狀
短壁機械化開採技術始創於美國，它的主要設備有連續採煤機、錨桿鑽機、運煤車等。經過50多年的不斷研究與改進，已形成了自成體系的短壁機械化採煤方法。在美國，採用短壁機械化採煤法的產量在井工採煤中一直領先。近年來，由於長壁綜采技術的發展，連續採煤機開採的產量有所回落。目前，除美國外，還有澳大利亞、南非、印度及加拿大等國均廣泛採用短壁機械化採煤，取得了較好的經濟效益，但是採空區煤柱的回收問題沒有得到很好的解決，采出率一般為60%左右，有自移支護設備的工作面，其采出率可達80%以上。
國內發展現狀
20世紀50-60年代，我國使用比較普遍的短壁採煤方法有房式、巷柱式和房柱式等。70年代初，隨著長壁機械化採煤工藝在國內的興起和推廣普及，短壁採煤方法除地方小煤窯採用外，國有大型礦井基本上不再使用這種方法。主要原因是這種採煤工藝的煤炭采出率低，機械化程度低，通風條件較差，工效低，無法保證安全生產。
傳統房采的具體回採工藝如下：在採區內開掘平巷，將煤體切割成方形煤柱，然後在方形煤柱中開掘劈柱巷，並由劈柱巷向兩側再開煤房。開掘平巷和劈柱巷時用錨桿支護頂板，而在煤柱中掘煤房時不再打錨桿。這種回採工藝的最大缺點是通風系統複雜，通風管理困難；采出率低，僅為30%左右。
但是，相對而言，這種採煤方法投入較低，煤炭生產成本低廉，因而部分小煤窯仍然採用這種採煤方法。
從1979年開始，我國先後引進了多種型號的連續採煤機，並在條件適合的礦區進行了試驗。大同礦務局大斗溝煤礦使用JOYl2CM型連續採煤機進行刀柱式開採，年產量達35×104 t，曾創造了月進2187 m單巷的全國紀錄；山西雁北地區馬口煤礦使用連續採煤機在小窯破壞區回收煤柱，年產達7×104 t；山西大同市姜家灣礦使用連續採煤機條帶式採煤法開採，月產達2.5×104 t，發揮了連續採煤機採掘合一、機動靈活的優點。但當時只是採用了房式採煤方法進行回收，僅實現了落、裝、運的機械化，並沒有實現回收煤柱時的支護機械化。因此，在回收煤柱時只能採用部分回收法，在採空區留有大量殘餘煤柱。不僅煤炭采出率低，給井下煤炭自燃留下安全隱患，而且殘留煤柱的支承壓力在底板中傳播，易造成應力集中，給下煤層的開採帶來不利影響。由於上述問題未能得到很好的解決，目前國內大部分使用過連續採煤機的礦井已不再使用連續採煤機。
