房柱式采煤法的基本特点及应用情况

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1、房柱式开采资源工程系樊克恭第一章柱式体系采煤法的基本特点及应用概况第一节柱式体系采煤法的基本特点柱式体系采煤法一般以短工作面采煤为其主要标志。我国传统的柱式体系采煤法多用于中小煤矿。在大、中型煤矿，大多在不正规条件或回收巷道煤柱时使用，机械化水平低，产量比重在10％以内。近年来引进了一些美国的配套设备，以提高机械化程度，也应用于一些特大型现代化矿井。这种高度机械化的短壁采煤法作为长壁开采的一种补充手段。柱式体系采煤法包括：房式采煤法、房柱式采煤法、巷柱(切块)式采煤法等，根据不同的矿山地质条件和技术条件，每类采煤方法又有多种变化。房式及房柱式采煤法的实质在煤层内开掘一系列宽

2、为5～7m左右的煤房，煤房间用联络巷相连，形成近似于长条形的煤柱，煤柱宽度由数米至十多米不等。回采在煤房中进行。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。前者称为房式采煤法，后者称为房柱式采煤法。由于房式采煤法与房柱式采煤法巷道布置基本相似，因此美国现在将这两种方法统称为房柱式采煤法，前者称为这种采煤方法的“部分回采”方式；后者在煤柱回收相对较彻底时称为“全部回采”方式。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20~30mX20~30m)，然后有计划地回采这些煤柱。随着机械化发

3、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。房柱式采煤法的基本特点采用短工作面推进，将煤柱作为暂时或永久的支撑物，开采时的矿山压力显现及规律与壁式体系长壁采煤法相比存在着差异。随着工作面(房)推进，可只用较简单的支架(锚杆)支撑顶板，用于防止碎块岩石冒落。由于采用锚杆支护，增大了工作面空间，又为机械化采煤创造了有利条件。此外，由于采用同类机械先后回采煤房(巷)与煤柱，采掘基本合一，大大提高了采煤的灵活性。柱式体系采煤法中的美国短壁法(short

4、wallsystem)是不同于房柱式采煤法(roomandpillarsystem)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.第二节国内外应用概况柱式体系各种短壁采煤法在美国、澳大利亚、加拿大、印度、南非等国已获得广泛应用。美国井工开采中，约84％的煤是由这种类型的采煤法采出的。美国，经过50多年对机械

5、化采煤不断改进和配套，已形成整套适应房柱式采煤法的以连续采煤机为中心的设备体系。美国目前井工开采中，采用连续采煤机的产量约占64％；采用爆破落煤—装载机的产量约占20％，长壁采煤约占16％。澳大利亚、印度等也均是以短壁为主，长壁产量不到10％。澳大利亚、南非引进美国连续采煤机，在美国房柱式采煤法的基础上，结合其具体条件试验成功了一种采煤方法，这种采煤方法在澳大利亚称为“汪格维里”采煤法，在南非称为“西格玛”采煤法，均获得良好的技术经济效果。．全世界使用的连续采煤机有3000多台，90％左右在美国。其中，澳大利亚使用约300台左右，占井工产量的90％以上；南非使用近百台，占井工

6、产量的75％左右；此外，印度、日本也有一些矿区使用。我国传统的柱式体系采煤多用于中小煤矿，20世纪80年代以来我国先后引进了20多套连续采煤机，在西山矿区、鸡西矿区、黄陵矿区、大同矿区、兖州矿区等试验。目前，在神华神东等矿区仍在使用。第三节房柱式采煤法的主要优缺点及使用条件与长壁相比房柱式采煤法的主要优点1．设备投资少一套短壁采煤设备的价格为长壁综采的1/5~l/6．而其单产一般为长壁的1/2~1/3左右。因此建设一个规模相同的矿井，短壁采煤法的设备投资较低。2．采掘合一，建设期短，出煤快由于采、掘使用同一类型的机械设备，采掘基本合一，多巷(房)掘进即为采煤，矿井开拓及准备

7、工作量很小，建井期短，出煤快。特别对于用平峒开拓的中、小型矿井，在一年左右或更短的时间内即可很快投入生产。3.设备运转灵活，搬迁快由于利用煤柱来维护顶板，采场压力小，支护较简单，这就为设备搬迁创造了有利条件。美国的采煤设备多用履带或胶轮，可自行行走，移动十分方便灵活，提高了搬迁、折、装效率。因此可以在不规则地带、综采不宜连续推进的条件下采用。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