柱式采煤法
柱式体系采煤法
柱式体系采煤法 It was last revised on January 2, 2021柱式体系采煤法柱式体系采煤法可分为房式和房柱式采煤法，有时房式采煤法也称为巷柱式采煤法。
在煤层内开掘一系列称为煤房的巷道，煤房左右用联络巷相连，这样就形成一定尺寸的煤柱。
煤柱可留下不采，用以支撑顶板，或在煤房采完后，再将煤柱按要求尽可能采出，前者称为房式采煤法，后者称为房柱式采煤法。
按装备不同，柱式体系采煤法可分为传统的钻眼爆破工艺和高度机械化的连续采煤机采煤工艺两大类。
传统的爆破落煤工艺与煤巷钻眼爆破掘进基本相同，高度机械化的柱式体系采煤法主要在美国、澳大利亚、加拿大、印度和南非等国应用。
我国地方煤矿，特别是乡镇煤矿应用机械化水平低的柱式体系采煤法较多。
近年来我国部分大型现代化矿井也引进了连续采煤机等配套设备，提高了机械化程度。
部分矿井用于回收边角煤柱或地质破坏带煤柱。
第一节房式采煤法房式采煤法的特点是只采煤房不回收煤柱，用房间煤柱支撑上覆岩层。
煤房宽度取决于采高、采深、顶底板稳定性及设备。
采用连续采煤机开采时的煤房宽度多为5～7 m，钻眼爆破开采时的煤房宽度多小于4 m。
以下只对高度机械化的房式采煤法进行介绍。
一、盘区巷道布置及主要技术参数1．盘区巷道布置示例美国某矿采用房式采煤方法的巷道布置如图9—1所示，主巷5条，盘区准备巷道3条，在盘区巷两侧布置煤房，形成区段。
区段内6个煤房同时推进。
房宽7 m，煤柱尺寸为8 m×8 m。
区段间煤柱宽度为8 m，因受地质构造影响，煤房长约220 m。
2．房式采煤法技术参数(1)平巷数目根据运输、行人、工作面推进速度、顶板管理方式及通风能力综合确定平巷数目，因为掘进和采煤合一，因而多条巷道并列布置对生产及通风更有利。
通常主副平巷为5～8条，一般中间数条进风，两侧回风，区段平巷为3～5条。
由于通风和安全的要求，还需同时开掘横向联络巷贯通每条平巷。
：(2)煤柱尺寸煤柱尺寸由上覆岩层厚度、煤层和底板强度确定，常留设8～20 m宽的煤柱。
柱式采煤法汇总
连续采煤机
❖ 连续采煤 机是该工 艺的主要 设备，由 截割机构、 行走机构、 装载运输 机构、电 气系统、 液压系统 以及辅助 装置等部 分组成。
梭车为运煤设 备，往返于连 续采煤机和给 料破碎机之间， 主要由行走机 构、卸载机构、 箱体和司机室 等部分组成。 车厢底部设双 边链刮板输送 机，卸载时间 一般为30～45s。
柱式采煤法 (room and pillar system)
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房柱式采煤法
柱式体系采煤法的实质 是在煤层内开掘一系列宽为 5～7m左右的煤房，煤房间 用联络巷相连，形成近似于 长条形或块状的煤柱，煤柱 宽度由数米至二十多米不等。 采煤在煤房中进行。煤柱可 根据条件留下不采，或在煤 房采完后，再将煤柱按要求 尽可能采出。留下煤柱不采 的称为房式采煤法，既采煤 房又采煤柱的称为房柱式采 煤法。
第一节 柱式采煤法巷道布置方式与特点
❖ 一．大巷布置
柱式采煤法大巷一般沿走向布置，每组由4~12条巷道组 成，宽5~6m，分别用作运输、运人和通风。可以用中间几条 进风，两侧几条回风；也可一侧几条进风，另一侧几条回风。 由于其大巷数目多，故不必单独设井底车场，大巷本身就很 容易形成井底车场。
多巷布置、大风量、低风速、低负压通风，是柱式采煤 法巷道布置的一个基本特点。
房 柱 式 采 煤 法 巷 道 布 置 方 式
２.切块式房柱式采煤法巷道布置特点
❖ 典型切块式房柱式采煤法布置方式。这种方法通常把4～5 个以上煤房组成一组同时掘进，煤房宽5～6m，煤房中心 距为20～30m，每隔一定距离用联络巷贯通，形成方块或 矩形煤柱。煤房掘进到预定长度后，即可回收煤柱。
❖ 在图中主要巷道由5条组成，中间三条进风，两边各一条 回风。采用胶带输送机运煤。主要大巷一侧的独头短巷， 用来堆放矸石，以便矸石不外运；在主要大巷另一侧布置 盘区，盘区内不再布置盘区准备巷道，直接多房推进然后 返回回收煤柱。盘区由5条煤房组成，房宽5 m，留方形煤 柱，房与房中心距为29m。盘区间留设24m长条形煤柱。该 煤柱也可在后退回收煤柱时采出。
房柱式采矿法在井下采矿的应用
房柱式采矿法在井下采矿的应用房柱式采矿法是一种常用的采矿方法，应用广泛，能够有效地提高井下采矿的效率和安全性。
本文将介绍房柱式采矿法在井下采矿中的应用，并探讨其优缺点。
1. 房柱式采矿法的原理和流程房柱式采矿法是一种支柱式采矿法，其原理是在矿井中开凿出一系列大小不等的房间，然后在房间之间留下一些柱子作为支撑，将煤炭从房间侧壁中切割出来，然后进行运输和加工。
具体流程如下：（1）开拓房间：首先需要在煤矿床的顶部和底部开掘出水平的房间。
根据矿井地质条件的不同，房间的大小和形状可以进行适当的调整。
（2）布设支撑柱：在房间之间留下一些柱子，作为支撑，防止房间坍塌。
支撑柱的尺寸、种类和间距由矿井地质条件所决定。
（3）采煤：在房间侧壁中，使用切割机将煤炭切割出来，并运输到地面进行处理。
2. 房柱式采矿法的优点房柱式采矿法相比于其他采矿方法具有以下优点：（1）适用范围广：房柱式采矿法适用于各种类型的煤炭矿床。
由于其灵活性，可以根据不同的地质条件进行调整，因此能够应对更多的采矿环境。
（2）采煤效率高：采煤时不需要移动支撑柱，便于操作，也不会损坏矿井结构，因此能够保证高效率的采煤。
（3）安全性较高：支撑柱的设置能够有效地防止矿井坍塌，提高了操作人员的安全保障。
（4）节能环保：由于其采煤效率高，运输及加工的过程也较为简单，因此采用这种采煤方法会减少能源消耗，同时也能够减少对环境的污染。
3. 房柱式采矿法的缺点房柱式采矿法虽然有诸多优点，但也存在一些缺点：（1）支撑柱较多：为了保障采煤安全，采用房柱式采矿法必然需要布设支撑柱，这样就会导致采煤的空间受到限制。
（2）难以对采煤顺序进行控制：柱子的设置难以调整，因此会限制采煤的顺序，不能按需求进行控制。
（3）难以充分利用煤炭资源：由于支撑柱的设置，采煤的空间受到限制，这样会导致煤炭的利用率降低。
4. 总结房柱式采矿法是一种常用的采矿方法，具有适用范围广、采煤效率高、安全性较高和节能环保等优点。
09-第九章 柱式体系采煤法
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2. 应注意的问题 房和柱的尺寸应根据围岩性质及开采条件确定。
为便于设备运行，房宽不应小于5m。
坚硬顶板条件下，一般房宽略大于柱宽，留设 条状煤柱，但留设的煤柱宽度应使煤柱能起到支撑 顶板的作用，以防止基本顶大面积来压或冒顶； 在地面需要保护时，一般柱宽略大于房宽，留
设块状煤柱，以保持其稳定性，采出率一般不超过
2. 试述高度机械化的柱式体系采煤法优缺点与适
用条件。
41
12
铲车：运送人员、搬运物料和设备、清理工作面
残留浮煤和杂物。
锚杆机：安装锚杆支护围岩一道工序，采
煤机与锚杆机轮流进入煤房作业。先采煤一定进 度，采煤机退出至另一煤房，锚杆机进入支护。
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2. 连续采煤机可分为以下两个工序：
在煤房左侧掘 进，待采煤机 调正到位后切 割正前方的煤 壁，当深度达 到5-6m时停止， 这一工序称为 “切槽”工序。 采煤机退出，调整到煤 房另一侧，再切割剩余 的煤壁，掘至要求的深 度，称为“采垛”工序。 1. 切 槽工序 2. 采 垛工序
这样，要求截深一般为5-6m。
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二、采煤工艺
按运煤方式的不同，连续采煤机采煤工艺可分为 以下两种工艺系统：
9
1.连续采煤机—梭车间断运输工艺系统
典型的连续采煤机运输工艺系统配套设备包括：
1台 1台 连续 锚杆 采煤 机 机
最少 1台 2台 破碎 梭车 机 或蓄 电池 运煤 车
1台 蓄电 池铲 车
40%左右。
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第二节 房柱式采煤法
一、块状煤柱房柱式采煤法
二、条状煤柱房柱式采煤法
三、适用条件
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房柱式采煤法：煤房间留设不同形状的煤柱， 采煤房时煤柱暂时支撑顶板，采完煤房后有计划 的回收所留设的煤柱，如顶板稳定，可直接回收 全部煤柱；反之，则要留设部分煤柱的一种采煤 方法。
5.采煤方法
1、概念采煤方法：是采煤工艺与回采巷道布置及其在时间、空间上的相互配合按照采煤工艺和矿压控制特点:可以将采煤方法分为壁式和柱式两大体系2、分类长壁式体系采煤方法以工作面的开采长度为主要标志。
长度一般在50m以上的采煤工作面称为长壁工作面。
长壁式体系采煤方法的一般特点采煤工作面较长，通常在80-400m；随着采煤工作面推进，顶板暴露面积增大，矿山压力显现比较强烈；采煤工作面两端，一般至少各有一条回采巷道与之相连，以形成生产系统；采煤工作面可分别用爆破、采煤机或刨煤机破煤、装煤，用支架支护空间，用垮落或充填法处理采空区。
1、特点2、分类长壁式体系采煤方法分类按煤层倾角：近水平、缓（倾）斜、中斜和急（倾）斜煤层采煤法；按煤层厚度：薄煤层、中厚煤层和厚煤层采煤法；按采煤工艺：爆破采煤法、普通机械化采煤法和综合机械化采煤法；按采空区处理方法：垮落采煤法、煤柱支撑采煤法、充填采煤法。
按工作面布置及推进方向：走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。
按是否将煤层进行一次开采：整层采煤法和分层采煤法。
3、整层采煤方法整层采煤法：一次采出煤层全厚的开采方法称为整层采煤法按采煤工艺不同又分为：单一长壁采煤法、放顶煤长壁采煤法单一长壁采煤法“单一”表示不分层开采，多用于薄及中厚煤层，对于厚度在3.5~8.0m 的近水平、缓（倾）斜厚煤层，该采煤方法又称为大采高一次采全厚采煤法，采煤工作面一般采用综合机械化采煤工艺；对于急（倾）斜煤层中的薄及中厚煤层，为减小工作面倾角，采煤工作面可沿伪斜布置。
（a）走向长壁（b）倾斜长壁（仰斜）（c）倾斜长壁（俯斜）煤柱支撑采煤法示意图当煤层坚硬时，如采用强制放顶垮落法处理采空区有困难，有时采用煤柱支撑法处理采空区。
3、整层采煤方法：放顶煤放顶煤长壁采煤对于厚度在5.0m以上的近水平、缓（倾）斜煤层，可沿底板布置采高为2.0~4.0m的采煤工作面，工作面向前推进采煤的同时，在工作面后部放落上部和后部的顶煤，实现整层开采。
14第九章 柱式体系采煤法.
第三节 适用条件及评价
柱式体系采煤法的优点： ①设备投资少； ②采掘可实现合一，建设期短，出煤快； ③设备运转灵活，搬迁快； ④巷道压力小，便于维护，支护简单，可用锚杆支护 顶板；由于大部分为煤层巷道，故矸石量很少；矸 石可在井下处理不外运，有利于环境保护； ⑤当地面要保护农田水利设施和和建筑物时，采用房 式采煤法有时可使总的吨煤成本降低； ⑥全员效率较高，特别是中小型矿井更为明显。
二、连续采煤机—输送机工艺系统
• 主要用于薄煤层，在中厚煤层的使用也呈上升趋势。
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第二节 柱式采煤方法特点
一、柱式采煤方法特点
（一）房式采煤法 • 特点：只采煤房不回收煤柱，用房间煤柱支承上覆 岩层。 （二）房柱式采煤法 • 特点；房间留设不同形状的煤柱，采完煤房后有计 划地回收这些煤柱。
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第二节 柱式采煤方法特点
18
作业
1.柱式采煤法的主要类型及其区别是什么？ 2. 柱式采煤法的适用条件是什么？
（课本
P166,
2 、3 ）
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第二节 柱式采煤方法特点
(3)采煤工艺 ①煤房掘进：由连续采煤机和锚杆钻机交替进行掘进和 支护作业。作业循环进度不大于7m。 ②煤柱回收：双翼进刀回收和单翼进刀回收两种方式。 ③顶板管理： ④通风方式：“旺格维利”采煤法仅适用于开采低瓦斯 工作面，而且工作面风流要通过采空区回风。 ⑤“旺格维利”采煤法的应用特点：用于开采综采无法 回采的煤炭资源，比房柱式采煤法煤炭回收率高，产 量大，掘进率低。
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第二节 柱式采煤方法特点
(2)巷道布置及参数 “旺格维利”采煤法 的工艺系统：
I 3
15m
65-90m II 2 1
连续采煤机—运煤 车（梭车）—转载 破碎机—带式输送 机工艺系统； 连续采煤机—连续 运输系统—带式输 送机工艺系统。
第一章 房柱式采煤法的基本特点及应用情况
短壁采煤法的主要缺点
1．采出率低 房柱式开采，矿井采出率一般为50～60％左右，损失率 高达40％以上。在某些条件下，若采用全部回采方式尽可能 回采煤柱，采出率也可达70％以上。澳大利亚一些矿井在采 用美国连续采煤机时，在采煤方法上作了改进，据称开采深 度在300～500m时，采出率可达80～90％。但从国外总的 情况采看，采出率仍较低。 2．通风条件差 进、回风巷并列，通风建筑物多，漏风大。掘进及回收 煤柱时多头串联通风，有采空区串风现象，通风与长壁相比 条件较差。
巷柱(切块)式采煤法的实质
在采区(盘区)范围内，首先开掘大量沿走向 及倾斜的巷道，将煤层切割成较大的方形或 矩形煤柱(如20~30mX 20~30m)，然后有计 划地回采这些煤柱。随着机械化发展和连续 采煤机的应用，巷道断面加大，巷与房已无 差别。过去的巷柱式采煤法现在在美国也统 称为房柱式采煤法。因此，典型的柱式体系 短壁采煤法主要指的是房柱式采煤法，是前 述三种方法的总称。
4．巷道压力小，便于维护，出矸量少 通常为单一煤层开采，开采速度快，加上压力 小，巷道变形小，用锚杆即可支护顶板，一般不使 用昂贵的U型钢支护；也不开岩巷，矸石量很小。 少量矸石即在井下处理不外运，生产系统简单，地 面也无矸石山，有利于环境保护。 5．留设煤柱保护地表农田水利设施及建筑物时， 可减少总的生产费用 如在美国采后地面造田，有关建筑物搬迁费用昂 贵，如果采用房柱式采煤法部分回采方式，有时可 使总的吨煤成本下降。 6．全员效率较高 特别是中、小型矿井，生产效率比一般机采,炮采 高,井上下人员少，易于管理。
柱式体系采煤法中的美国短壁法(short wall system)是不同于房柱式采煤法(room and pillar system)的一· 种短工作面采煤法。这种 采煤方法的巷道布置、通风系统和工作面液 压支架等均与长壁式采煤法相似，不同的是 工作面短(30～75m)，采煤设备采用房柱式采 煤法使用的连续采煤机，有时也使用梭车。 因此，这种方法实质是柱式与壁式体系相结 合的一种采煤方法。由于这种方法在美国使 用较少，下面将着重介绍与房柱式采煤法开 采技术有关的问题.
煤矿开采学-第十三章柱式采煤法
目录
• 柱式采煤法的概述 • 柱式采煤法的工艺流程 • 柱式采煤法的优缺点分析 • 柱式采煤法的应用实例
01 柱式采煤法的概述
定义与特点
定义
柱式采煤法是一种将煤层划分 为若干个垂直的煤柱，然后按 照一定顺序逐个开采的采煤方
法。
分层开采
将煤层分为若干个分层，每个 分层高度较小，一般为2-3米。
优点
01
02
03
04
资源利用充分
柱式采煤法能够充分利用煤炭 资源，减少浪费，提高采收率
。
安全性能较高
由于采用自下而上的开采方式 ，工作面较小，有利于控制矿
压和减少顶板事故。
灵活性高
柱式采煤法可以根据煤层厚度 和地质条件灵活调整采高和柱
间距，适应性强。
经济性好
柱式采煤法在某些条件下可以 降低生产成本，提高经济效益
煤柱留设
在采空区留设一定尺寸的煤柱 ，以支撑顶板和防止垮塌。
通风困难
由于分层开采，通风系统较为 复杂，通风效果较差。
适用条件
01
02
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煤层赋存稳定
煤层厚度、倾角、赋存位 置等变化较小，适合进行 大规模开采。
地表允许塌陷
由于柱式采煤法需要留设 煤柱，因此地表允许塌陷 是必要条件。
瓦斯含量低
柱式采煤法通风效果较差， 因此要求煤层瓦斯含量较 低。
02 柱式采煤法的工艺流程
准备阶段
划分工作面
根据煤层赋存条件和生产 技术条件，在工作面上划 分出若干个煤柱。
设备安装
在工作面上安装采煤机、 输送机和液压支架等设备， 确保采煤作业顺利进行。
采前检查
对工作面进行安全检查， 确保工作面无安全隐患， 符合安全生产要求。
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第十三章柱式采煤法
柱式采煤法的实质是在煤层内开掘一系列宽5～7m的煤房，煤房间用联络巷相连，形成近似于长条形或块状的煤柱，煤柱宽度由数米至二十米不等。
房式采煤法——留下煤柱支撑顶板，不在回采。
房柱式采煤法——先采煤房后采煤柱。
第一节柱式采煤工艺
按破煤方式不同，采煤工艺大致可分为两大类：
一类为传统的爆破落煤工艺（现仅在少数地方煤矿使用）；另一类为连续采煤机采煤工艺（发展方向）。
连续采煤机采煤运煤方式的不同分为两种工艺系统：
一种是连续采煤机—梭车—转载破碎机—带式输送机工艺系统——连续采煤机—梭车工艺系统；
另一种是连续采煤机—桥式转载机—万向接长机—带式输送机工艺系统——连续采煤机—输送机工艺系统。
一、连续采煤机—梭车工艺系统
主要用于中厚煤层。
如下图所示。
1、机械设备：截割机构、行走机构、装载转载运输机构及辅助装备等。
2、运煤设备：梭车
3、配套设备：给料破碎机
4、搬运物料设备：铲车
（一）煤房掘进
1、连续采煤机房柱式开采平巷和联络巷开采顺序
图13-3连续采煤机房柱式开采平巷和联络巷开采顺序
1/－回风道；2/－进风道；3/－永久性风墙；4/－采区供电中心；
5/－铲车；6/－给料破碎机；7/-防火帘；8/－风帘
2、连续采煤机掘进顺序
图13-4 连续采煤机掘进顺序
（a）切槽工序；（b）采垛工序；1－连续采煤机；2－风障
3、连续采煤机截割方式
图13-5 连续采煤机截割方式
（a）切入；（b）下行截割；（c）平整底板
（二）回收煤柱
1、袋翼式——在煤柱中开掘一条巷道，亦用锚杆支护。
这条
巷道称之为煤柱中的通道（或袋），此种巷道与采空区之间留下的煤带称之为翼。
2、外进式
二、连续采煤机—输送机工艺系统
主要用于薄煤层，在中厚煤层的使用也呈上升趋势。
第二节柱式采煤方法特点及适用条件
一、柱式采煤方法特点
（一）房式采煤法
特点：只采煤房不回收煤柱，用煤房之间煤柱支承上覆岩层，可减少地表移动下沉。
（二）房柱式采煤法
特点；煤房之间留设不同形状的煤柱，采完煤房后有计划地回收这些煤柱。
1、切块式房柱式采煤法：通常把4～5个以上煤房组成一组同时掘进，煤房宽5～6m，煤房中心距为20～30m，每隔一定距离用联络巷贯通，形成方块或矩形煤柱。
煤房掘进到预定长度后，即可回收煤柱。
2、“旺格维利”采煤法
（1）基本概念和工艺系统
“旺格维利”采煤法与传统的房柱式采煤法的主要区别是：采煤区段划分和区段内煤体切割及回收方法不同，煤柱回收后，顶板类似长壁工作面一样充分垮落，使煤房、煤柱的回采避开支承压力高峰区。
“旺格维利”采煤法的工艺系统：
连续采煤机—运煤车（梭车）—转载破碎机—带式输送机工艺系统；
连续采煤机—连续运输系统—带式输送机工艺系统。
（2）巷道布置及参数
神东矿区“旺格维利”采煤区的巷道布置形式：
（3）采煤工艺
①煤房掘进：由连续采煤机和锚杆钻机交替进行掘进和支护
作业。
作业循环进度不大于7m。
②煤柱回收：双翼进刀回收和单翼进刀回收两种方式。
③顶板管理：
④通风方式：“旺格维利”采煤法仅适用于开采低瓦斯工作面，
而且工作面风流要通过采空区回风。
⑤“旺格维利”采煤法的应用特点：用于开采综采无法回采
的煤炭资源，比房柱式采煤法煤炭回收率高，产量大，掘进率低。
二、适用条件及评价
柱式体系采煤法的优点：①设备投资少；②采掘可实现合一，建设期短，出煤快；③设备运转灵活，搬迁快；④巷道压力小，便于维护，支护简单，可用锚杆支护顶板；由于大部分为煤层巷道，故矸石量很少；矸石可在井下处理不外运，有利于环境保护；⑤当地面要保护农田水利设施和和建筑物时，采用房式采煤法有时可使总的吨煤成本降低；⑥全员效率较高，特别是中小型矿井更为明显。
主要缺点：①采区采出率低，一般为50％～60％左右，回收煤
柱时可提高到到70%~75%左右；②通风条件差，进回风并列布置，通风构筑物多，漏风大，开采煤房及回收煤柱时，出现多头串联通风。
适用条件为：①开采深度较浅，一般不宜超过300~500m；②顶板较稳定的薄及中厚煤层；③倾角在10°以下，最好为近水平煤层，煤层赋存稳定，起伏变化小，地质构造简单；④底板较平整，不太软，且顶板无淋水；⑤低瓦斯煤层，且不易自然发火。
习题：
1、柱式体系采煤法的特点有哪些？
2、柱式体系采煤法的主要，类型及其区别是什么？
3、柱式体系采煤法的适用条件是什么？
4、分析我国柱式体系采煤法的应用前景以及存在的问题。