倒台阶采煤法

倒台阶采煤法是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。倒台阶采煤法是20世纪50年代初改革采煤方法时，由开采大倾角薄及中厚煤层的走向长壁煤法变化而来的。

介绍

倒台阶采煤法是20世纪50年代初改革采煤方法时，由开采大倾角薄及中厚煤层的走向长壁煤法变化而来的。当时主要是采用风镐落煤，而一台风镐的生产能力又比较低。为了提高回采工作面的生产能力需采用多台风镐同时落煤，在此情况下，为保证工作面下部工人的安全，而把工作面由直线形改为倒台阶形。

倒台阶采煤法采区巷道布置与走向长壁采煤法基本相同。由于倾角大，为了安全，采区上山由3～4个上山眼组成，分别用于溜煤、溜矸石、运料、通风和行人。急倾斜工作面用风镐落煤时，为适应多台风镐同时安全作业而布置成倒台阶方式。倒台阶工作面全长通常为40～50m，有时可达100m。一个台阶长度为10～20m，台檐宽为2～3m。最下部的台阶溜放煤块，兼作通风及安全出口用。其台檐宽度应加大到 4～6m。工作面支架既用于维护顶底板，又作为工人操作的脚手架，必须牢固。为操作安全，还应设置护身板、脚手板及溜煤板。顶板管理一般用全部垮落法。为开采近距煤层，可用矸石充填，以消除上下层的采动影响。本法巷道布置简单，对地质变化适应性强，回采率较高；但回采工序多，劳动条件差，顶板管理困难，不安全，坑木消耗大，煤尘大。主要用于开采煤质松软的急倾斜较薄煤层，现正逐步被掩护支架采煤法代替。

采煤系统

应用倒台阶采煤法时，采区巷道既可单层布置，也可联合布置。巷道布置如图1所示。采用倒台阶采煤法时，采区内一般沿倾斜划分成2-3个区段。区段划分取决于台阶工作面的长度。因为煤层倾角大，工作面内各项回采操作条件困难，工作面长度不能太大。工作面和台阶的长度主要根据煤层性质、落煤方法、顶板管理和生产管理等因素而定。分区段布置时，工作面长度一般为40—50m。

倒台阶工作面多用风镐落煤，每个台阶配备一台风镐。此时，台阶的长度按一台风镐的工作量而定，一般10～20m。为了保证工作面下出口处的畅通，最下台阶的长度比其它台阶要短，一般为5~7m。阶檐宽度根据采空区处理方法、支柱排距等因素而定。采用全部冒落法处理采空区时，为了机械回柱方便和减少顶板悬露面积，采用较小的阶檐宽度，一般为1.6～3.0m。为使工作面落煤能在工作面下口临时堆放，保证工作面安全出口畅通及正常通风，最下台阶的阶檐宽度应加大，通常为5—6m。

一些矿井沿采区倾斜方向不再划分区段，即采用整阶段布置，这时工作面长度一般为100m左右，个别矿井如永川煤矿达1 80～200m。该矿采用爆破法落煤，部分充填法处理采空区，台阶长度达80～100m；为了使各台阶在工作面内保持单独的煤炭下放路线，阶檐宽度达8-10m。

采区准备与典型的走向长壁采煤法基本相同。采区石门进入煤层后，一般在采区走向中部开掘一套采区上山眼连通上下采区石门。为了掘进方便，沿倾斜每隔10～15m用联络巷贯通各上山眼。为了行人安全，行人眼要分段错开布置。在第一区段上下边界，从采区上山眼向两翼分别掘进区段运输平巷和回风平巷。至采区边界附近，留5-7m宽隔离煤柱。从区段运输平巷向上沿采区边界隔离煤柱掘开切眼与上部的区段回风平巷贯通。在区段运输平巷上部留3-5m的护巷煤柱，从开切眼开始掘超前顺槽。沿走向每隔5-6m掘一溜煤小眼，贯通区段运输平巷和超前顺槽。溜煤小眼上口应呈漏斗形，以方便溜煤。

回采工艺

倒台阶工作面一般采用风缟落煤。每个台阶面配备一台风镐，由2～3名工人负责该台阶面范围内的落煤、支架和运料等辅助工作。每班以推进一排支架的距离为宜，这也是确定台阶倾斜长度的原则。有些矿井煤质较硬并且顶底扳稳定，采用爆破落煤。有的矿虽然煤质较硬，但顶底板不够稳定，采用放震动炮与风缟落煤相结合的方法。

倒台阶工作面的支护工作尤为重要。因为倾角大，工作面的支架不仅要防止顶板冒落而且要防止底板滑脱。支架要架设牢靠，因为支架不仅要作为工人操作、人员上下的脚手架，而且要承受煤块、矸石的冲击、挤压。因此要架设平行于工作面的棚子（如图2），一般一梁二柱或三柱，棚梁上下牢固地对接成一条直线。

如果底板有滑动或冒落的危险，还应铺设底梁。如果顶底板均坚固稳定，可只支设点柱。支架棚距（即支柱沿走向的距离一般为0.8-1.0m）。在倒台阶工作面中，为了便于工人操作，在操作地点必须设置脚手板。为了工作安全，在操作地点上方必须设置护身板。为使破落的煤炭沿预定路线溜放，必须在适当的地点设置溜煤板。为了防止阶檐处煤壁塌落伤人还必须在台阶的底脚处加设保护台板（即下台阶的护顶）。为避免采空区垮落的矸石滚滑进人工作面，必须支设密集支柱将工作面与采空区隔离。工作面压力较大时，应在工作面上、下出口处架设木架。

倒台阶工作面一般采用全部冒落法处理采空区。工作面最大控顶距以上台阶为准，一般不宜超过4～5排支柱。如果工作面长度不大，台阶数目较少，可采用直线密集放顶。如果工作面长度大，台阶数目多，下部台阶的控顶距将会很大，就要采用分段错碴放顶，使上下台阶的密集支柱错开两排支柱，上台阶的新密集支柱与下台阶的老密集支柱相接。

倒台阶工作面也可以采用缓慢下沉、部分充填和全部充填等方法处理采空区。如果煤层厚度较小并且顶板有较大的塑性而不易碎落时，可采用缓慢下沉法处理采空区。永荣永川煤矿在顶板坚硬不易冒落、底板容易滑落的薄煤层中采用了部分充填法处理采空区。该矿走向充填条带沿倾斜的宽度一般为4 7m，走向充填条带沿倾斜的间距为6-7m，充填材料来自卧底的矸石。此外，为了改善工作面的顶板管理，可以把采空区上部的煤柱炸掉，使上区段（或阶段）采空区的矸石自溜到本区段的采空区。

评价及适用条件

倒台阶采煤法具有巷道布置、通风系统简单，巷道掘进率低，回采率高，对地质条件适应性强等优点。但这种采煤方法不利于实现机械化作业，劳动强度大、效率低，坑木消耗量大，经济效益差。因此，这种方法只在煤层赋存条件变化较大、厚度小于2 m的急倾斜薄及中厚煤层中少量应用。

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