煤炭资源开采方法分类

井 下 采 煤

1. 开采顺序和方法

对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采，每一水平又分为若干采区，先在第一水平依次开采各采区煤层，采完后再转移至下一水平。开采近水平煤层时，先将煤层划分为几个盘区，立井于井田中心到达煤层后，先采靠近井筒的盘区，再采较远的盘区。如有两层或两层以上煤层，先采第一水平最上面煤层，再自上而下采另外煤层，采完后向第二水平转移。

按落煤技术方法，地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种，前二者称为旱采，后者称为水采，我国水采矿井仅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者为主。壁式采煤法工作面长，一般100～200 m，可以容纳功率大，生产能力高的采煤机械，因而产量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30 m，由于工作面短，顶板易维护，从而减少了支护费用，主要缺点是回采率低。

2. 生产系统

包括采煤系统、掘进系统、通风系统、排水系统、供电系统、辅助运输系统和安全系统等。

采煤系统包括工作面的落煤、装煤，将煤由工作面运往井底车场，直到提升至地面。主要井巷包括采煤工作面，采区顺槽、采区上山、水平运输大巷、石门等。主要设备有采煤机、运输机械，支护设备及提升机等。

掘进系统是为了保证生产的持续进行，即在当前生产同时，要开掘出新的工作面、采区及生产水平以备接替。其包括掘进工作面、矸石运至井底车场由副井提升后送至堆放地。主要设备包括掘进、支护、运输、提升等所用的设备以及风动凿岩机、空气压缩机及其管路等。

通风系统由进风井巷、回风井巷、通风机和井下通风设施如风桥、风门等构成。

排水系统由巷道中的水沟、水仓、水泵峒室、水泵及排水管路组成。

供电系统要求不得中断、以保安全，因此供电电流为双回路，同时进入采区和回风道的电器设备都必须采用矿用防爆型，防止瓦斯爆炸。

辅助运输系统包括人员上下和材料，设备的运输。

安全系统包括预防瓦斯爆炸、瓦斯突出，以及井下火灾和水灾所需要的救治设备、设施、器材、仪表和监测系统。

3. 采掘工作面

采煤工作面是地下采煤的工作场所，随着采煤的进行，工作面不断向前推进，原来的采场即成为采空区。长壁工作面采煤的工序为破煤、装煤、运煤、支护及控顶等五项；短壁工作面只有前四个工序。以滚筒式采煤机为主，组成长壁工作面综合机械化设备，可以完成五个主要工序，称为综合机械化采煤，简称综采，此工作面称综采工作面。

掘进工作面是井巷掘进的工作场所，分为岩巷、煤巷和半煤岩巷三种。掘进工序分破岩、装运和支护三项。掘进方法分两种，一为钻爆法，二为使用掘进机。前者应用范围广但机械化程度低，后者包括全断面岩巷掘进机及悬臂式掘进机两种。煤矿一般广泛使用悬臂式掘进机，包括掘进机、转载机、运输机和支护设备共同组成掘进综合机械化，完成三道主要工序，称为综掘。

4. 采煤机械化分级

按中国煤矿的地质情况及实际生产状况，将机械化分为三级：

普通机械化采煤，简称普采，采煤工作面装有采煤机、可弯曲链板输送机和摩擦式金属支柱、金属顶梁设备，可完成前三工序机械化，但功率较小，一般工作面年产量15～20万t。

高档普通机械化采煤，简称高档普采。采煤工作面装有采煤机，可弯曲链板输送机，液压支柱和金属顶梁，可使前三工序机械化。由于有液压支柱，因此顶板维护状况良好，支护和控顶虽为手工操作，但劳动强度大为减轻，功率亦较大，年产量为20～30万t。

综合机械化采煤，简称综采。可完成五个工序的机械化。当前性能不断改进，能力不断增大，操作日益简化，应用范围也进一步扩大。最高记录为山西潞安矿务局王庄矿综采一队工作面，年产量达253万t。

露 天 采 煤

移走煤层上覆的岩石及覆盖物，使煤敞露地表而进行开采称为露天开采，其中移去土岩的过程称为剥离，采出煤炭的过程称为采煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层，自上而下逐层开采，在空间上形成阶梯状。

1. 主要生产环节

首先用穿孔爆破并用机械将岩煤预先松动破碎，然后用采掘设备将岩煤由整体中采出，并装入运输设备，运往指定地点，将运输设备中的剥离物按程序排放于堆放场；将煤炭卸在洗煤厂或其他卸矿点。

2. 主要优缺点

优点为生产空间不受限制，可采用大型机械设备，矿山规模大，劳动效率高，生产成本低，建设速度快。另外，资源回采率可达90%以上，资源利用合理，而且劳动条件好，安全有保证，死亡率仅为地下采煤的1/30左右。

主要缺点是占用土地多，会造成一定的环境污染，而且生产过程需受地形及气候条件的制约。在资源方面，对煤赋存条件要求较严，只宜在埋藏浅，煤层厚度大的矿区采用。

3. 中国露天开采煤概况

中国最早的露天矿为抚顺西露天，建于1914年。新中国成立后至今已建成露天矿共78处，总设计规模5 085万t/a，其中最大的为安太堡露天矿，规模1 533万t/a，其次为霍林河矿，规模1 000万t/a。正在建设的大型露天矿还有准噶尔黑岱沟，规模1 200万t/a，元宝山规模500万t/a，伊敏规模500万t/a等。露天矿产量约占煤炭年产量的5%左右，比例偏低，随着大型露天采掘设备的研制，预计2000年露天矿年产量可望达到1亿t。

壁式采煤法的特点：是煤壁较长、工作面的两端巷道分别做为入风和回风、运煤和运料用，采出的煤炭平行于煤壁方向运出工作面，我国多采用壁式采煤法开采煤层。

柱式采煤法的特点：是煤壁短呈方柱形，同时开采的工作面数较多，采出的煤炭垂直于工作面方向运出。

我国当前常用的采煤方法主要有：

1、走向长壁采煤法：长壁工作面沿走向推进的采煤方法。

2、倾斜长壁采煤法：长壁工作面沿倾斜推进的采煤方法

3、倾斜分层采煤法：厚煤层沿倾斜面划分分层的采煤方法。

4、长壁放顶煤采煤法：开采6米以上缓斜后缓斜厚煤层时，先采出煤层底部长壁工作面的煤，随即放采上部顶煤的采煤方法。

5、掩护支架采煤法：在急斜煤层，沿走向布置采煤工作面，用掩护支架将采空区和工作空间隔开，向俯斜推进的采煤方法。

6、伪倾斜柔性掩护支架采煤法：在急斜煤层中，伪倾斜布置采煤工作面，用柔性掩护支架将采空区和工作空间隔开沿走向推进的采煤方法。

7、倒台阶采煤方法：在急斜煤层的阶段或区段内，布置下部超前的台阶形工作面，并沿走向推进的采煤方法。

8、正台阶采煤法：在急斜煤层的阶段或区段内，沿伪斜方向布置成上部超前的台阶形工作面，并沿走向推进的采煤方法。

9、水平分层采煤法：急斜厚煤层沿水平面划分分层的采煤方法。

10、斜切分层采煤法：急斜厚煤层中沿与水平面成25度至30度的斜面划分分层的采煤方法。

11、房柱式采煤法：沿巷道每隔一定距离先采煤房直至边界，再后退采出煤房之间煤柱的采煤方法。

12、房式采煤法：沿巷道每隔一定距离开采煤房，在煤房之间保留煤柱以支撑顶板的采煤方法。

13、仓储采煤法：急斜煤层中将落采的煤

暂存于已采空间中，待仓房内的煤体采完后，再依次放出存煤的采煤方法。

归纳起来，基本上可以分为壁式和柱式两大体系。

(1)壁式采煤法。根据煤层厚度不同，对于薄及中厚煤层，一般采用一次采全厚的单一长壁采煤法；对于厚煤层，一般是将其分成若干中等厚度的分层，采用分层长壁采煤法。按照回采工作面的推进方向与煤层走向的关系，又可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法两种类型。 (2)柱式采煤法。柱式采煤法分为房式和房柱式。房式及房柱式采煤法的实质，是在煤层内开掘一些煤房，煤房与煤房之间以联络巷相通。回采在煤房中进行，煤柱可留下不采，或在煤房采完后，再回采煤柱，前者称为房式采煤法，后者称为房柱式采煤法，这两种采煤法在我国应用很少。

2)缓倾斜及倾斜煤层单一长壁采煤法

缓倾斜及倾斜煤层采用单一长壁采煤法的工作面，回采工艺主要有炮采、普采(高档普采)和综采3种类型。在选择工作面回采工艺方式时，应结合矿山地质条件、设备供应状况、技术条件以及技术管理水平和采煤系统等统一考虑。

(1)炮采工艺。炮采工作面回采工艺包括：破煤、装煤、运煤、移置运输机、工作面支护和顶板管理六大工序。

　(2)普通机械化采煤工艺。普通机械化采煤是用浅截式滚筒采煤机落煤、装煤，利用可弯曲刮板输送机运煤，使用摩擦金属支柱(或单体液压支柱)和铰接顶梁组成的悬臂式支架支护。 iC gZ3M]

(3)综采工作面的回采工艺。综合机械化采煤是指采煤的全部生产过程，包括落煤、装煤、运煤、支护、顶板管理等全部采用机械化的。

3)综合机械化放顶煤开采技术

我国放顶煤开采主要是指长壁综合机械化放顶煤开采(以下简称综放开采)。综放开采的实质是沿煤层底部布置一个长壁工作面，用综合机械化方式进行回采，同时充分利用矿山压力作用(特殊情况下辅以人工松动方法)，使工作面上方的顶煤破碎，并在支架后方(或上方)放落，并把放出的煤用后部输送机运出工作面的一种开采方式。

是一种黑色、像岩石的物质。在距今3亿年前的古生代石炭纪，气候潮湿温和，大量植物腐败分解沉落于沼泽，形成泥煤，随着时间、压力、温度、地层变迁及地球变化的影响，形成煤。煤有三种主要类型：褐煤、烟煤、无烟煤。除了木材以外，煤是人类最古老的燃料。

我国西汉已经正式用煤炼铁，河南等地的煤田已经开始开采。对采煤技术有较详细记载的书是《天工开物》。书中曾说：“凡取煤经久者，从土面能辨有无之色。然后挖掘。深至五丈许，方始得煤。初见煤端时，毒气灼人。有将巨竹凿去中节，尖锐其末，插入炭中，其毒烟从竹中透上，人从其下施攫拾取者。或一井而下，炭纵横广有，则随其左右阔取。其上支板以防压崩耳”。可见我国自古已有了较科学的掘井采煤与排除煤层中瓦斯的技术。

煤的开采有两种主要方法：露天开采和地下开采。在煤层接近地表的.地方，可用剥离覆盖层的方法，露天开采。露天煤矿可用大型机械开采，产量高、成本低。煤层埋藏较深的地方只有用地下开采法，传统的地下开采有三种方法：竖井开采、斜井和横井开采。

人工挖掘采煤方式已经落后，现在地下开采大多使用机械。传统的开采法是将开采坑道支撑起来，然后挖掘、钻孔、爆破、装载，最后将煤运到地上。还有一种连续开采法，是用机械不断地挖掘和钻孔，再用其它机械将煤输出坑道。这种方式每分种大约可生产12吨煤。

采出的煤还要经过品质分析、分选大小、清洗、破碎等过程。煤的处理方式根据用途而定。

在20世纪初，英国领导着全世界的采煤业。1913年，英国煤的年产量达l亿吨之多。随后，德国、波兰也跟了上来。第二次世界大战后，美国开始大量输出廉价煤。但随着石油的大量开采，煤发日渐被取而代之。但70年代由于出现了中东石油危机，煤又重新引起人们的注意。今天在世界上所使用伪能源有三分之一是从煤而来。目前，全世界煤藏量仍很丰富，若以现代化的方法开采，这种既可靠又经济的能源可供应世界能源需求的一半以上。许多国家在研究提高煤的利用技术，其中把煤进行气化和液化是发展现代煤炭利用技术的重点。