柱式采煤法

南非 ‘西格玛’ 汪格维里
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。
五．煤柱回收顺序
采煤工艺过程

房式 连续采煤机进行割煤，梭车在采机与 转载破碎机间接力运煤，转载机与胶带运煤， 同时锚杆机在另一煤房进行锚钻，进行锚杆 安装。另外调节通风系统。采机与锚杆机交 替在不同的煤房平行作业。 房柱式 采房与房式同，根据煤柱尺寸采用 不同方式回柱，回柱时有时需进行切顶支护， 一般前进采房，后退回柱。
二．“旺格维里”采煤工艺
巷道布置及参数 煤房掘进
回收煤柱
特点及适用条件
“旺格维里‛采煤法

澳大利亚在采深大于300米的条件下，鉴戒美 国肋条采煤法，发展了‚旺格维里‛采煤法。 该方法主要在盘区区段的划分和区段内煤体 切割及回收方法不同。


煤柱回收后，顶板似长壁工作面一样充分冒 落，使房柱的回采避开支撑压力高峰区。
３．‚旺格维里‛采煤法生产系统
１）不设区段巷布置




在盘区巷道一侧或两侧布置 长条形煤房，房柱宽15米， 长约65～90米。 盘区巷长500～600米，有条 件可达1000米。 长条形房柱一般后退回采， 两翼布置时，可一侧前进， 一侧后退。 单头掘进，长条煤柱连续。
２）设区段巷布置


盘区巷一侧或两侧划分区段，区段巷一侧或两侧布置 长条形煤柱，区段平巷长500～1000米。 房宽5.5～6米，锚杆支护；柱宽９米，长度可达 120～130米。


支护及辅助设备

锚杆机 在房柱式采煤法中主要采用胶轮自行式锚 杆机，可打深度为1.5～6.0m的不同角度的钻孔，有 单臂、双臂、四臂。 给料破碎机 由机架，履带行走机构，破碎机构和 转载运输机构等主要部件组成。给料破碎机用于带 式输送机端部。 铲车为辅助运输设备，主要用来搬运物料、运送人 员及清理巷道。铲车为长距离运输设备，胶轮行走 机构，以蓄电池或柴油机为动力。具有运行机动灵 活、效率高等优点。
柱式采煤法 (room and pillar system)
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。
１．回采工艺系统
破装煤 １ 运煤 １→２ →３ →４ 运料 铲车 支护 ５ 通风 如图所示 供电 中心电源


２ ． 回 采 工 艺 系 统

连续采煤机→转载破碎机→万向接长机→胶带
二．连续采煤机——输送机工艺系统

这种系统是将采煤机采落的煤，通过多台输送机转 运至胶带输送机上。 主要用于薄煤层，在中厚煤层的使用也呈上升趋势。 这种连续运输系统克服了梭车间断运输产生的影响， 且有利于在薄煤层中应用。 连续运输设备是由一台桥式转载机和三台万向接长 机(自行输送机、互相铰接)、一台特低型胶带输送 机组成。


按开采方式可分为房式采煤法巷道布置和房柱式采煤法巷道 布置两种方式。
（一）房式采煤法巷道布置方式与特点
1. 房 式 采 煤 法 巷 道 布 置 方 式
２．房式采煤法巷道布置特点

上图为美国某矿井采用连续采煤机——梭车 工艺系统的房式采煤方法巷道布置。主要大 巷由5条组成，盘区准备巷为3条，在盘区巷 两侧各布置煤房，形成区段。盘区一翼前进 式开采，另一翼后退式开采。采取较大的煤 柱(60m)维护主要大巷。区段由6个房同时推 进。房宽7m，煤柱尺寸为8m×8m，区段间煤 柱宽为8m，因受地质构造影响，房长约220m。


3．袋翼式
在一个煤柱内交替回收
1.外进式
柱宽１０～ １２米由 煤房直接 向两侧煤 柱进刀， 用于煤柱 较小的情 况，煤柱 小时一侧 进刀完全
２．劈柱式（单袋回收）
煤柱中掘 巷 后退回收 煤柱 柱宽１５ 米左右 煤柱长时 可双袋 回收
３．袋翼式





在煤柱中采出一 条巷道，在巷道 与采空区之间留 下一条煤翼． 煤巷进行支护， 煤柱不再支护． 后退式回收煤柱 斜切长６～７米 用于大煤柱回收
房 柱 式 采 煤 法 巷 道 布 置 方 式
1.
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。


二、房式开采生产机 →胶带→盘区胶 带→大巷胶带 运料 辅运大巷 →盘区辅运巷→ 煤房 通风 进风井→ 进风大巷→盘区 进风巷→煤房→ 盘区回风巷→ 回 风大巷→回风井
三、房柱式开采生产系统



运煤 连采机 →转载破碎机 →万向接长机 →胶带→大巷 运料 辅巷运 大巷→盘区辅 运→煤房 通风 进风大 巷→盘区进风 巷→煤房→盘 区边界回风巷 →回风大巷
第三节

房式、房柱式采煤工艺
按落煤方式的不同，采煤工艺大致可分为两大类： 一类为传统的放炮落煤工艺；一类为连续采煤机采 煤的工艺。目前美国和澳大利亚一般采用后者。 连续采煤机采煤工艺系统按运煤方式的不同，又可 分为两种：一种是连续采煤机——梭车——转载破 碎机——胶带输送机工艺系统；另一种是连续采煤 机——转载破碎机——万向接长机——胶带输送机 工艺系统。前者是间断运输工艺系统，后者是连续 运输工艺系统。
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房柱式采煤法
柱式采煤法分类
柱式体系 采煤法
房式采煤法 部分回采方式 房柱式采煤法 切块式 全部回采方式 短壁式采煤法
切块式
条带式
肋条式
部分回采方式 美国肋条式 全部回采方式
按是否回收房间煤柱分：房式， 房柱式； 按煤柱形状分：切块式，肋条式， 条带式； 按工作面布置及顶板管理：房柱 式，短壁式。

一．连续采煤机——梭车工艺系统


这种系统主要用于中厚煤层，有时也用于厚度较大的薄 煤层。 连续采煤机主要有横滚筒和纵螺旋两大类。在中厚煤层 中使用的都是横滚筒。如乔伊(JOY)12CM型，就属这一类。 滚筒宽度2.7～3.4 m，采煤机长9～10m，同时完成割煤 与装煤工作。梭车容量一般为7～25t，车高0.7～1.6m， 车长8.0m左右，车宽2.7～3.3m，自重11～18t。为了将 煤匀速送人胶带输送机，在输送机前面设置了转载破碎 机，以利梭车快速卸载，并破碎大块煤。锚杆机是系统 中的重要设备，大多为拖电缆胶轮自行式(也有简易手提 式)，打锚杆也是作业中耗时较多的一道工序，采煤机与 锚杆机轮流进入煤房作业。先采煤到一定进度(例如6m)， 采煤机退出至另一煤房采煤，锚杆机进入进行支护。 这种工艺系统与传统工艺系统相比，机械化程度高，大 大减少了作业人员。一般采用三班作业制，每班配备7～ 9人，工效较高。
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
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。
主要设备

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。 运煤车，用蓄电池运煤车可替代梭车。运煤车可避 免因电缆损伤而造成停产，而且机动灵活。
二．盘区巷布置
一般在大巷两侧划分盘区，盘区准备巷道可布置在盘区 中央形成双翼盘区；也可以布置在盘区一侧形成单翼盘区。 盘区准备巷道一般不少于3条，即一条运输巷，铺设带式输 送机，一条进风巷和一条回风巷，最多可达5~7条。
1-盘区进风巷；2-盘区回风巷；3-胶带输送机巷
盘区巷布置方式

盘区准备方式按区内布置通常有以下三种：盘区内设盘区区 段巷、盘区内不设盘区区段巷以及大巷两侧直接布置煤房； 按是否设边界回风道可分为封闭式和敞开式两种；
一、肋条式采煤法
肋条式采煤法巷道布置及特点
区段尺寸一般为长500m，宽120m（不计煤柱）。 区段平巷一般布置三条，中间一条设胶带输送机。房内 采用梭车运输。 特点： 区段内一般划分成条后退回采； 每个条带布置二条煤房，中线距离为10～12m，即房间 留3m宽煤柱； 二条煤房同时掘进并与上区段巷贯通后，即后退回收侧 翼煤柱； 煤柱宽度较窄（6～8m），回收时不支护，采煤机司机 不进入煤柱； 回收侧翼煤柱时，留下肋条形煤柱； 肋条形煤柱宽3m，与房间煤柱一起支撑顶板。 该方法属于部分回采方式。