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短壁开采
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'''短壁开采'''是与长壁开采相对应的，以短工作面采煤为主要标志的采煤方法，是柱式体系采煤法的总称。短壁采煤法包括房式采煤法、房柱式采煤法、巷柱式采煤法、条带式采煤法，以及其他布置短工作面进行采煤的方法，其中以房式采煤法和房柱式采煤法具有代表性和典型性。<ref>[https://zhuanlan.zhihu.com/p/145678408 矿山地下开采空间的处理方式]知乎</ref>
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== 国内外短壁开采现状 ==
国外发展现状
短壁机械化开采技术始创于美国，它的主要设备有连续[[采煤机]]、[[锚杆钻机]]、运煤车等。经过50多年的不断研究与改进，已形成了自成体系的短壁机械化采煤方法。在美国，采用短壁机械化采煤法的产量在井工采煤中一直领先。近年来，由于长壁综采技术的发展，连续采煤机开采的产量有所回落。除美国外，还有澳大利亚、南非、印度及加拿大等国均广泛采用短壁机械化采煤，取得了较好的经济效益，但是采空区煤柱的回收问题没有得到很好的解决，采出率一般为60%左右，有自移支护设备的工作面，其采出率可达80%以上。
国内发展现状
20世纪50-60年代，我国使用比较普遍的短壁采煤方法有房式、巷柱式和房柱式等。70年代初，随着长壁机械化采煤工艺在国内的兴起和推广普及，短壁采煤方法除地方小煤窑采用外，国有大型矿井基本上不再使用这种方法。主要原因是这种采煤工艺的煤炭采出率低，机械化程度低，通风条件较差，工效低，无法保证安全生产。
传统房采的具体回采工艺如下：在采区内开掘平巷，将煤体切割成方形煤柱，然后在方形煤柱中开掘劈柱巷，并由劈柱巷向两侧再开煤房。开掘平巷和劈柱巷时用锚杆支护顶板，而在煤柱中掘煤房时不再打锚杆。这种回采工艺的最大缺点是通风系统复杂，通风管理困难；采出率低，仅为30%左右。
但是，相对而言，这种采煤方法投入较低，煤炭生产成本低廉，因而部分小煤窑仍然采用这种采煤方法。
从1979年开始，我国先后引进了多种型号的连续采煤机，并在条件适合的矿区进行了试验。大同矿务局大斗沟煤矿使用JOYl2CM型连续采煤机进行刀柱式开采，年产量达35×104t，曾创造了月进2187 m单巷的全国纪录；山西雁北地区马口煤矿使用连续采煤机在小窑破坏区回收煤柱，年产达7×104t；山西大同市姜家湾矿使用连续采煤机条带式采煤法开采，月产达2.5×104t，发挥了连续采煤机采掘合一、机动灵活的优点。但当时只是采用了房式采煤方法进行回收，仅实现了落、装、运的机械化，并没有实现回收煤柱时的支护机械化。因此，在回收煤柱时只能采用部分回收法，在采空区留有大量残余煤柱。不仅煤炭采出率低，给井下煤炭自燃留下安全隐患，而且残留煤柱的支承压力在底板中传播，易造成应力集中，给下煤层的开采带来不利影响。由于上述问题未能得到很好的解决，国内大部分使用过连续采煤机的矿井已不再使用连续采煤机。
== 短壁开采的巷道布置 ==
短壁开采的矿井巷道布置也是由开拓巷道、准备巷道和回采巷道三部分组成，其特点是短壁开采矿井大巷基本上都布置为多条煤层大巷，盘区准备巷道和回采巷道连为一体，沿煤层布置构筑成网格状生产系统，并由此形成不同的采煤方法，如房式、房柱式采煤法等。长壁开采矿井中部分地段采用短壁开采时的巷道布置，只包括与采煤方法相关部分的采准巷道布置，其形式多种多样。
== 短壁开采的通风系统 ==
根据短壁开采工作面风量及风压大小，确定合理的通风系统，选择满足其需要的局部通风机及其配套设施，是保证通风系统安全、稳定、可靠，实现高产高效的关键。
根据短壁机械化开采巷道和采硐的布置形式，相应的通风系统主要有两种：局部通风机压入式通风系统和双巷全负压与局部通风相结合的通风系统。[2]
== 短壁开采的主要参数确定 ==
短壁开采的主要参数包括采硐(又称采巷、[[煤房]])宽度、煤柱宽度及回采支巷长度。可以根据岩“梁”结构理论确定采硐宽度，根据辅助面积法及煤柱稳定性理论确定煤柱宽度，根据吨煤费用最低的优化准则及设备能力确定回采支巷长度。
== 短壁开采的主要优点 ==
(1)矿井建设投资少、工期短、出煤快。短壁房柱式开采的矿井，基本上沿煤层开掘大巷和盘区巷道，掘进和采煤使用相同的机械化设备，一套短壁采煤设备的价格仅为长壁综采设备的20%左右，煤巷多巷掘进如同房柱式采煤。因此，建设一个规模相同的矿井，短壁开采的井巷工程量少，设备投资较低，见效快。对于条件适宜于用平硐开拓的中、小型矿井，1～2年便可投入生产。
(2)用于采煤和掘进的连续采煤机，体积小，运输方便，机动灵活。短壁开采时采煤与巷道掘进均采用连续采煤机及其配套设备，工艺过程基本上相同，采掘合为一体。由于设备体积小，运输灵活，虽然在煤房、煤柱开采之间需要经常变换工作场地，但运行方便，可以连续进行，不存在工作面设备搬家、较长时间中断采煤的问题。
(3)顶板控制技术简单，矿山压力小，巷道和采煤空间便于维护。由于短壁开采的基本出发点是利用煤柱来维护和控制顶板的变形移动，以及开采速度快，空顶时间短，因而巷道压力和采场压力小，便于维护，通常只采用锚杆便可支护顶板。
(4)开采对矿压环境的影响较小，有利于环境保护。短壁开采的矿井极少掘进岩石巷道，从而大量减少了矸石的排放量；主要靠煤柱支撑顶板，岩石的移动量小，一般不会造成地表显著变形和大面积沉陷，有利于地面农田水利设施和建筑物的保护。同时也就减少了治理环境破坏方面的支出，使吨煤成本下降。
== 短壁开采的主要问题和缺点 ==
(1)资源回收率低。在美国采用房柱式开采的矿井，资源回收率一般为50%～60%，煤炭资源的损失较为严重。
(2)矿井通风条件差，进回风巷道并列，通风构筑物多，漏风较大，并存在多头串联通风问题。
(3)适用条件有一定限制，一般情况下适用于开采深度不太大的近水平中厚煤层，顶板中等稳定，底板较平整，瓦斯含量小，煤层不易自燃的矿井。
==參考來源 ==
{{Reflist}}
[[Category:330 物理学总论]]
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== 国内外短壁开采现状 ==
国外发展现状
短壁机械化开采技术始创于美国，它的主要设备有连续[[采煤机]]、[[锚杆钻机]]、运煤车等。经过50多年的不断研究与改进，已形成了自成体系的短壁机械化采煤方法。在美国，采用短壁机械化采煤法的产量在井工采煤中一直领先。近年来，由于长壁综采技术的发展，连续采煤机开采的产量有所回落。除美国外，还有澳大利亚、南非、印度及加拿大等国均广泛采用短壁机械化采煤，取得了较好的经济效益，但是采空区煤柱的回收问题没有得到很好的解决，采出率一般为60%左右，有自移支护设备的工作面，其采出率可达80%以上。
国内发展现状
20世纪50-60年代，我国使用比较普遍的短壁采煤方法有房式、巷柱式和房柱式等。70年代初，随着长壁机械化采煤工艺在国内的兴起和推广普及，短壁采煤方法除地方小煤窑采用外，国有大型矿井基本上不再使用这种方法。主要原因是这种采煤工艺的煤炭采出率低，机械化程度低，通风条件较差，工效低，无法保证安全生产。
传统房采的具体回采工艺如下：在采区内开掘平巷，将煤体切割成方形煤柱，然后在方形煤柱中开掘劈柱巷，并由劈柱巷向两侧再开煤房。开掘平巷和劈柱巷时用锚杆支护顶板，而在煤柱中掘煤房时不再打锚杆。这种回采工艺的最大缺点是通风系统复杂，通风管理困难；采出率低，仅为30%左右。
但是，相对而言，这种采煤方法投入较低，煤炭生产成本低廉，因而部分小煤窑仍然采用这种采煤方法。
从1979年开始，我国先后引进了多种型号的连续采煤机，并在条件适合的矿区进行了试验。大同矿务局大斗沟煤矿使用JOYl2CM型连续采煤机进行刀柱式开采，年产量达35×104t，曾创造了月进2187 m单巷的全国纪录；山西雁北地区马口煤矿使用连续采煤机在小窑破坏区回收煤柱，年产达7×104t；山西大同市姜家湾矿使用连续采煤机条带式采煤法开采，月产达2.5×104t，发挥了连续采煤机采掘合一、机动灵活的优点。但当时只是采用了房式采煤方法进行回收，仅实现了落、装、运的机械化，并没有实现回收煤柱时的支护机械化。因此，在回收煤柱时只能采用部分回收法，在采空区留有大量残余煤柱。不仅煤炭采出率低，给井下煤炭自燃留下安全隐患，而且残留煤柱的支承压力在底板中传播，易造成应力集中，给下煤层的开采带来不利影响。由于上述问题未能得到很好的解决，国内大部分使用过连续采煤机的矿井已不再使用连续采煤机。
== 短壁开采的巷道布置 ==
短壁开采的矿井巷道布置也是由开拓巷道、准备巷道和回采巷道三部分组成，其特点是短壁开采矿井大巷基本上都布置为多条煤层大巷，盘区准备巷道和回采巷道连为一体，沿煤层布置构筑成网格状生产系统，并由此形成不同的采煤方法，如房式、房柱式采煤法等。长壁开采矿井中部分地段采用短壁开采时的巷道布置，只包括与采煤方法相关部分的采准巷道布置，其形式多种多样。
== 短壁开采的通风系统 ==
根据短壁开采工作面风量及风压大小，确定合理的通风系统，选择满足其需要的局部通风机及其配套设施，是保证通风系统安全、稳定、可靠，实现高产高效的关键。
根据短壁机械化开采巷道和采硐的布置形式，相应的通风系统主要有两种：局部通风机压入式通风系统和双巷全负压与局部通风相结合的通风系统。[2]
== 短壁开采的主要参数确定 ==
短壁开采的主要参数包括采硐(又称采巷、[[煤房]])宽度、煤柱宽度及回采支巷长度。可以根据岩“梁”结构理论确定采硐宽度，根据辅助面积法及煤柱稳定性理论确定煤柱宽度，根据吨煤费用最低的优化准则及设备能力确定回采支巷长度。
== 短壁开采的主要优点 ==
(1)矿井建设投资少、工期短、出煤快。短壁房柱式开采的矿井，基本上沿煤层开掘大巷和盘区巷道，掘进和采煤使用相同的机械化设备，一套短壁采煤设备的价格仅为长壁综采设备的20%左右，煤巷多巷掘进如同房柱式采煤。因此，建设一个规模相同的矿井，短壁开采的井巷工程量少，设备投资较低，见效快。对于条件适宜于用平硐开拓的中、小型矿井，1～2年便可投入生产。
(2)用于采煤和掘进的连续采煤机，体积小，运输方便，机动灵活。短壁开采时采煤与巷道掘进均采用连续采煤机及其配套设备，工艺过程基本上相同，采掘合为一体。由于设备体积小，运输灵活，虽然在煤房、煤柱开采之间需要经常变换工作场地，但运行方便，可以连续进行，不存在工作面设备搬家、较长时间中断采煤的问题。
(3)顶板控制技术简单，矿山压力小，巷道和采煤空间便于维护。由于短壁开采的基本出发点是利用煤柱来维护和控制顶板的变形移动，以及开采速度快，空顶时间短，因而巷道压力和采场压力小，便于维护，通常只采用锚杆便可支护顶板。
(4)开采对矿压环境的影响较小，有利于环境保护。短壁开采的矿井极少掘进岩石巷道，从而大量减少了矸石的排放量；主要靠煤柱支撑顶板，岩石的移动量小，一般不会造成地表显著变形和大面积沉陷，有利于地面农田水利设施和建筑物的保护。同时也就减少了治理环境破坏方面的支出，使吨煤成本下降。
== 短壁开采的主要问题和缺点 ==
(1)资源回收率低。在美国采用房柱式开采的矿井，资源回收率一般为50%～60%，煤炭资源的损失较为严重。
(2)矿井通风条件差，进回风巷道并列，通风构筑物多，漏风较大，并存在多头串联通风问题。
(3)适用条件有一定限制，一般情况下适用于开采深度不太大的近水平中厚煤层，顶板中等稳定，底板较平整，瓦斯含量小，煤层不易自燃的矿井。
==參考來源 ==
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[[Category:330 物理学总论]]