基本介紹
- 中文名：長壁開採
- 外文名：longwall mining
- 優點：通風良好、生產率高
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相關概念
前進式開採
advance mining：一種地下開採方法,是由豎井底部向外向礦床邊界方向進行開採。
後遇式開採
retreat mining：從礦床邊界開始向巷道往回開採的方法。
房柱式開採
bord and pillar：一種深井地下採煤方法。此法是用方形、矩形鐵路網或煤柱將煤區劃塊”,用常規的或連續的過程將煤取出。煤柱是有效的支護,但是除非以鋼或木支護代替,否則就有很大一部分煤被棄置。房柱式開採法是美國採用的主要方法,但長壁開採法(在歐洲廣泛採用)也已逐漸採用,以開採更深的煤層。
螺旋鑽採煤
auger mining：用螺旋鑽在夾層中鑽大直徑的孔採煤的方法。此法用於中等厚度的夾層,而且覆蓋層太深,剝除的方法耗費巨大。
傾斜長壁開採
傾斜長壁開採是直接從開採水平的主要運輸巷道向煤層沿傾斜方向布置採煤工作面的回採巷道,到階段的上部或下部邊界後,沿走向開掘工作面的切眼,布置安裝開採設備後,沿傾斜方向推進開採。傾斜長壁開採也稱為帶區開採。傾斜長壁開採不設採區上山,巷道系統簡單,初期開掘工程量較小,建井速度快,在一些傾角較小的礦井使用能取得較好的效果。
傾斜長壁開採主要使用在煤層傾角小於12°的近水平煤層。井田劃分為階段後,可以直接布置帶區工作面。進行帶區回採巷道布置,帶區布置也分為單一煤層和多煤層帶區。由於工作面是水平的,為減少帶區裝載點的數目,一般採用相鄰工作面共用裝載點的布置方式,稱為相鄰帶區布置方式,也有兩個以上條帶工作面共用裝載點的布置方式,稱為多帶區布置方式。
仰斜長壁開採
主要優點
(1)頂板的湧水可以直接流入採空區,使採煤工作面保持較好的工作環境。
(2)裝煤效果好,可利用煤的自重增加裝煤率,減少遺留煤量,效果比走向長壁好。
(3)由於頂板岩層和已垮落岩石沿傾斜方向的分力作用於採煤工作面下方採空區中,有利於採煤工作面的支護和頂板管理。
存在的缺點
(1)煤壁容易片幫。仰斜開採的最大問題就是煤壁穩定性差,容易發生煤壁片幫,甚至引起頂板冒落,當采高較大煤質較軟時尤其嚴重。
(2)開採設備的工作條件較差。由於採用的開採設備是以走向長壁開採條件設計的,設備使用載傾斜長壁工作面,設備適應性受到較大影響,主要表現為:①由於釆煤機自重沿傾斜分力及割煤時煤壁反力的作用,採煤機將向下方採空區一側滑移,使割煤部與煤壁距離加大減少截深而降低生產能力;②採煤機還可能因傾角加大而產生向採空區一側翻轉;③輸送機也由於其自重沿傾斜的分力及運行在輸送機上採煤機的分力作用,向採空區側滑移,使下幫輸送鏈負荷加大,下方槽幫的磨損大,斷鏈等事故增多④由於輸送機溜槽偏斜,使裝煤量減少,運輸能力有所降低;⑤由於機械設備在偏斜狀態下工作,機器傳動系統正常的潤滑受到影響。
(3)瓦斯易於超限。一般工作面存在乏風下行的通風方式,當風速較小時工作面易積聚瓦斯,造成瓦斯超限。
短壁開採與長壁開採
短壁開採是與長壁開採相對應的,以短工作面採煤為主要標誌的採煤方法,是柱式體系採煤法的總稱。短壁採煤法包括房式採煤法、房柱式採煤法、巷柱式採煤法、條帶式採煤法,以及其他布置短工作面進行採煤的方法,其中以房式採煤法和房柱式採煤法具有代表性和典型性。
短壁開採的主要優點
與長壁開採相比,短壁開採的主要優點如下：
(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,通常只採用鋪桿便可支護頂板。
(4)開採對礦壓環境的響較小,有利於環境保護。短壁開採的礦井極少掘進岩石巷道,從而大量減少了研石的排放量;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。
短壁開採的缺點
短壁開採的主要問題和缺點如下:
(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。
