倒臺(tái)階采煤法概述

倒臺(tái)階采煤法是20世紀(jì)50年代初改革采煤方法時(shí)，由開(kāi)采大傾角薄及中厚煤層的走向長(zhǎng)壁煤法變化而來(lái)的。當(dāng)時(shí)主要是采用風(fēng)鎬落煤，而一臺(tái)風(fēng)鎬的生產(chǎn)能力又比較低。為了提高回采工作面的生產(chǎn)能力需采用多臺(tái)風(fēng)鎬同時(shí)落煤，在此情況下，為保證工作面下部工人的安全，而把工作面由直線形改為倒臺(tái)階形。

倒臺(tái)階采煤法采區(qū)巷道布置與走向長(zhǎng)壁采煤法基本相同。由于傾角大，為了安全，采區(qū)上山由3～4個(gè)上山眼組成，分別用于溜煤、溜矸石、運(yùn)料、通風(fēng)和行人。急傾斜工作面用風(fēng)鎬落煤時(shí)，為適應(yīng)多臺(tái)風(fēng)鎬同時(shí)安全作業(yè)而布置成倒臺(tái)階方式。倒臺(tái)階工作面全長(zhǎng)通常為40～50m，有時(shí)可達(dá)100m。一個(gè)臺(tái)階長(zhǎng)度為10～20m，臺(tái)檐寬為2～3m。最下部的臺(tái)階溜放煤塊，兼作通風(fēng)及安全出口用。其臺(tái)檐寬度應(yīng)加大到 4～6m。工作面支架既用于維護(hù)頂?shù)装澹肿鳛楣と瞬僮鞯哪_手架，必須牢固。為操作安全，還應(yīng)設(shè)置護(hù)身板、腳手板及溜煤板。頂板管理一般用全部垮落法。為開(kāi)采近距煤層，可用矸石充填，以消除上下層的采動(dòng)影響。本法巷道布置簡(jiǎn)單，對(duì)地質(zhì)變化適應(yīng)性強(qiáng)，回采率較高；但回采工序多，勞動(dòng)條件差，頂板管理困難，不安全，坑木消耗大，煤塵大。主要用于開(kāi)采煤質(zhì)松軟的急傾斜較薄煤層，現(xiàn)正逐步被掩護(hù)支架采煤法代替。

應(yīng)用倒臺(tái)階采煤法時(shí)，采區(qū)巷道既可單層布置，也可聯(lián)合布置。巷道布置如圖1所示。采用倒臺(tái)階采煤法時(shí)，采區(qū)內(nèi)一般沿傾斜劃分成2-3個(gè)區(qū)段。區(qū)段劃分取決于臺(tái)階工作面的長(zhǎng)度。因?yàn)槊簩觾A角大，工作面內(nèi)各項(xiàng)回采操作條件困難，工作面長(zhǎng)度不能太大。工作面和臺(tái)階的長(zhǎng)度主要根據(jù)煤層性質(zhì)、落煤方法、頂板管理和生產(chǎn)管理等因素而定。分區(qū)段布置時(shí)，工作面長(zhǎng)度一般為40—50m。

倒臺(tái)階工作面多用風(fēng)鎬落煤，每個(gè)臺(tái)階配備一臺(tái)風(fēng)鎬。此時(shí)，臺(tái)階的長(zhǎng)度按一臺(tái)風(fēng)鎬的工作量而定，一般10～20m。為了保證工作面下出口處的暢通，最下臺(tái)階的長(zhǎng)度比其它臺(tái)階要短，一般為5~7m。階檐寬度根據(jù)采空區(qū)處理方法、支柱排距等因素而定。采用全部冒落法處理采空區(qū)時(shí)，為了機(jī)械回柱方便和減少頂板懸露面積，采用較小的階檐寬度，一般為1.6～3.0m。為使工作面落煤能在工作面下口臨時(shí)堆放，保證工作面安全出口暢通及正常通風(fēng)，最下臺(tái)階的階檐寬度應(yīng)加大，通常為5—6m。

一些礦井沿采區(qū)傾斜方向不再劃分區(qū)段，即采用整階段布置，這時(shí)工作面長(zhǎng)度一般為100m左右，個(gè)別礦井如永川煤礦達(dá)1 80～200m。該礦采用爆破法落煤，部分充填法處理采空區(qū)，臺(tái)階長(zhǎng)度達(dá)80～100m；為了使各臺(tái)階在工作面內(nèi)保持單獨(dú)的煤炭下放路線，階檐寬度達(dá)8-10m。

采區(qū)準(zhǔn)備與典型的走向長(zhǎng)壁采煤法基本相同。采區(qū)石門(mén)進(jìn)入煤層后，一般在采區(qū)走向中部開(kāi)掘一套采區(qū)上山眼連通上下采區(qū)石門(mén)。為了掘進(jìn)方便，沿傾斜每隔10～15m用聯(lián)絡(luò)巷貫通各上山眼。為了行人安全，行人眼要分段錯(cuò)開(kāi)布置。在第一區(qū)段上下邊界，從采區(qū)上山眼向兩翼分別掘進(jìn)區(qū)段運(yùn)輸平巷和回風(fēng)平巷。至采區(qū)邊界附近，留5-7m寬隔離煤柱。從區(qū)段運(yùn)輸平巷向上沿采區(qū)邊界隔離煤柱掘開(kāi)切眼與上部的區(qū)段回風(fēng)平巷貫通。在區(qū)段運(yùn)輸平巷上部留3-5m的護(hù)巷煤柱，從開(kāi)切眼開(kāi)始掘超前順槽。沿走向每隔5-6m掘一溜煤小眼，貫通區(qū)段運(yùn)輸平巷和超前順槽。溜煤小眼上口應(yīng)呈漏斗形，以方便溜煤。

倒臺(tái)階工作面一般采用風(fēng)縞落煤。每個(gè)臺(tái)階面配備一臺(tái)風(fēng)鎬，由2～3名工人負(fù)責(zé)該臺(tái)階面范圍內(nèi)的落煤、支架和運(yùn)料等輔助工作。每班以推進(jìn)一排支架的距離為宜，這也是確定臺(tái)階傾斜長(zhǎng)度的原則。有些礦井煤質(zhì)較硬并且頂?shù)装夥€(wěn)定，采用爆破落煤。有的礦雖然煤質(zhì)較硬，但頂?shù)装宀粔蚍€(wěn)定，采用放震動(dòng)炮與風(fēng)縞落煤相結(jié)合的方法。

倒臺(tái)階工作面的支護(hù)工作尤為重要。因?yàn)閮A角大，工作面的支架不僅要防止頂板冒落而且要防止底板滑脫。支架要架設(shè)牢靠，因?yàn)橹Ъ懿粌H要作為工人操作、人員上下的腳手架，而且要承受煤塊、矸石的沖擊、擠壓。因此要架設(shè)平行于工作面的棚子（如圖2），一般一梁二柱或三柱，棚梁上下牢固地對(duì)接成一條直線。

如果底板有滑動(dòng)或冒落的危險(xiǎn)，還應(yīng)鋪設(shè)底梁。如果頂?shù)装寰鶊?jiān)固穩(wěn)定，可只支設(shè)點(diǎn)柱。支架棚距（即支柱沿走向的距離一般為0.8-1.0m）。在倒臺(tái)階工作面中，為了便于工人操作，在操作地點(diǎn)必須設(shè)置腳手板。為了工作安全，在操作地點(diǎn)上方必須設(shè)置護(hù)身板。為使破落的煤炭沿預(yù)定路線溜放，必須在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)設(shè)置溜煤板。為了防止階檐處煤壁塌落傷人還必須在臺(tái)階的底腳處加設(shè)保護(hù)臺(tái)板（即下臺(tái)階的護(hù)頂）。為避免采空區(qū)垮落的矸石滾滑進(jìn)人工作面，必須支設(shè)密集支柱將工作面與采空區(qū)隔離。工作面壓力較大時(shí)，應(yīng)在工作面上、下出口處架設(shè)木架。

倒臺(tái)階工作面一般采用全部冒落法處理采空區(qū)。工作面最大控頂距以上臺(tái)階為準(zhǔn)，一般不宜超過(guò)4～5排支柱。如果工作面長(zhǎng)度不大，臺(tái)階數(shù)目較少，可采用直線密集放頂。如果工作面長(zhǎng)度大，臺(tái)階數(shù)目多，下部臺(tái)階的控頂距將會(huì)很大，就要采用分段錯(cuò)碴放頂，使上下臺(tái)階的密集支柱錯(cuò)開(kāi)兩排支柱，上臺(tái)階的新密集支柱與下臺(tái)階的老密集支柱相接。

倒臺(tái)階工作面也可以采用緩慢下沉、部分充填和全部充填等方法處理采空區(qū)。如果煤層厚度較小并且頂板有較大的塑性而不易碎落時(shí)，可采用緩慢下沉法處理采空區(qū)。永榮永川煤礦在頂板堅(jiān)硬不易冒落、底板容易滑落的薄煤層中采用了部分充填法處理采空區(qū)。該礦走向充填條帶沿傾斜的寬度一般為4 7m，走向充填條帶沿傾斜的間距為6-7m，充填材料來(lái)自臥底的矸石。此外，為了改善工作面的頂板管理，可以把采空區(qū)上部的煤柱炸掉，使上區(qū)段（或階段）采空區(qū)的矸石自溜到本區(qū)段的采空區(qū)。

倒臺(tái)階采煤法具有巷道布置、通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，巷道掘進(jìn)率低，回采率高，對(duì)地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但這種采煤方法不利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，坑木消耗量大，經(jīng)濟(jì)效益差。因此，這種方法只在煤層賦存條件變化較大、厚度小于2 m的急傾斜薄及中厚煤層中少量應(yīng)用。2100433B