采煤方法:柱式体系采煤法和壁式体系采煤法

从霜谈地 2025-04-12 02:02:39

在煤矿开采技术体系中,采煤方法的选择直接影响资源回收率、生产效率及安全保障。目前应用最广泛的两类方法 ——柱式体系采煤法与壁式体系采煤法,因技术特征和适用场景不同形成显著差异,以下从技术原理、工艺特点及工程应用展开分析。

一、柱式体系采煤法:房柱间隔式短壁开采技术

(一)核心技术特征

柱式体系采煤法以 "房柱间隔" 为典型标志,其工艺特点表现为:

工作面形态:单个工作面长度较短,通常为 10~30 米,但通过密集布置多个工作面形成群状开采格局;

运输系统:工作面内煤炭运输方向垂直于煤壁,形成 "横向出煤" 的独特模式;

采空区处理:回采过程中一般不专门设置采空区处理工序,依赖煤柱自然支撑顶板;

通风条件:受限于短壁结构和多工作面布局,工作面通风效率较低,易形成局部瓦斯积聚风险。

(二)工程应用现状

该方法在我国主要应用于地质条件复杂的小型矿井或边角煤回收场景。由于其资源回收率较低(通常低于 60%)且通风安全管理难度大,已逐步被壁式体系采煤法取代,目前仅占全国煤矿开采方法的 5% 以下。

二、壁式体系采煤法:长壁连续开采技术体系

(一)基础工艺特征

壁式体系采煤法以 "长壁工作面" 为核心标志,具备以下技术优势:

工作面参数:单工作面长度达 80~250 米,通过两端巷道(进风巷、回风巷、运输巷、轨道巷)构建完善的通风与运输系统,煤炭沿工作面推进方向平行运出;

支护与采空区处理:采用液压支架或单体支柱支护工作空间,随开采推进同步实施采空区处理,主要方法包括:

垮落法:利用顶板自然垮落充填采空区,适用于顶板岩性较软的煤层;

充填法:通过矸石、粉煤灰等材料人工充填采空区,实现岩层控制与绿色开采,适用于 "三下"(建筑物、水体、铁路下)压煤开采。

(二)煤层适应性分类技术

根据煤层厚度及赋存条件,壁式体系衍生出两大技术分支:

1. 整层采煤法

针对薄及中厚煤层(厚度≤5 米),实现一次采全厚的高效开采:

单一长壁采煤法:适用于 3.5~5.0 米缓斜厚煤层,通过大采高设备(如采高 5 米的液压支架)一次性开采全厚;

综采放顶煤技术:针对厚度>4.0 米的特厚煤层(尤其是厚度变化大的复杂煤层),在割煤的同时通过放顶煤支架回收上部煤炭,单工作面日产量可达万吨级。

2. 分层采煤法

将厚度>5 米的厚煤层划分为 2~3 米 采高的分层进行开采,根据分层布置方式细分为:

倾斜分层:分层与水平面呈一定倾角(15°~25°),适用于缓斜厚煤层;

水平分层:分层呈水平状态,用于倾角>45° 的急倾斜煤层;

斜切分层:结合倾斜与水平特征,适应复杂构造煤层的开采。

(三)技术优势与应用占比

壁式体系因具备高资源回收率(通常>80%)、强通风保障能力及机械化适配性,成为我国煤矿主流技术,占比超过 95%。尤其在年产百万吨级以上的大型矿井中,综采长壁工作面已实现智能化开采,单班作业人数降至 10 人以下,生产效率较柱式体系提升 3~5 倍。

0 阅读:4

从霜谈地

简介:感谢大家的关注