钢丝绳锯采煤法是1910年在德国出现的。20世纪50年代末我国先后在四川田堡煤矿、京西大台煤矿进行了试验，后来在广东曲任矿务局等江南一些矿区得到应用。

一、特点及适用条件

钢丝绳锯一般每0.5~1m安装一组碎煤刀，钢丝绳通过两个出口绕过定向滑轮与位于巷道中的绞车相连接。绞车带动牵引钢丝绳，使绳锯压紧煤壁，作往复切割运动，煤锯就拉出一个槽沟，随着槽沟的加深，煤壁在矿山压力的作用下，自行垮落破碎，然后靠煤炭自重运出工作面，再由巷道中的输送机将煤运出。

1.钢丝绳锯开采模式的优点

（1）工人不进入工作面工作，在在巷道中开动绞车和移动导向滑轮，大大减轻了工人的劳动强度。

（2）设备简单，成本低，投资回报较快，且易于搬家倒面。

（3）由于工作面中没有支架、刮板输送机等设备，因此不存在工作面设备下滑问题，易于管理。

在实践过程中也暴露了该开采模式的一些问题：

（1）现有的钢丝绳锯的工作性能差、可靠性低，经常出现卡绳和断绳事故，而且割煤效果差，设备本身的缺点严重影响了它的应用。

（2）顶板控制存在问题，即使在顶板稳定的条件下，也经常发生冒顶事故，顶板的垮落和底板的滑落都使回采工作不能正常进行。

2.钢丝绳锯开采模式的适用条件

（1）煤层厚度：0.3~0.8m，对煤层厚度变化的适应性较强，允许工作面煤厚有较大变化。

（2）煤层倾角：倾斜和急倾斜煤层，煤层倾角越大越有利于煤炭的自溜。

（3）煤层硬度：软及中硬煤层，节理裂隙发育且煤层不粘顶底板。

（4）围岩条件：顶底板岩石比较稳固、允许有较大的悬露面积。

二、关键技术

钢丝绳锯开采工作面的主要设备为钢丝绳锯，因此如何保证钢丝绳锯在生产过程中的安全使用成为了这项开采技术的关键，经实践研究可采取如下技术措施：

1.采用高强度钢丝绳，防止因钢丝绳质量问题造成的频繁断绳现象。

2.工作面必须按正倾斜布置。在上下巷标出刻尺，每1.2m为一个刻度，按0、1、2、3……标出，上下巷移滑轮时，必须按相同刻度移动，每次移滑轮只许移动0.6m。

3.上下巷各设一台回柱绞车，必须稳固好，上、下巷绞车旁各设置一台电话及声光信号，以确保上下巷绞车工及时联系。绞车距工作面在30m外。

4.滑轮采用20t以上的滑轮，每个滑轮与两个底座用圆环链相连，每个底座用双柱戗压在底板上，要求牢固可靠。上、下导向滑轮安设要保证钢丝绳不与岩面摩擦，上下滑轮必须用单体柱固定好。

5.绳锯采用一组碎煤刀，刀具两侧用螺栓与1.5m长溜链连接，然后与绞车钢丝绳连接。绳锯与钢丝绳联接处，钢丝绳需使用鸡心铁进行插接。钢丝绳插接处必须用钢管包严，以防止摩擦产生火花。

6.为防止卡绳卡锯，绳锯在正常状况下应拉紧拉直、紧贴煤壁。在移动上下导向滑轮或检修时，需松绳处理，完后必须将绳子拉直拉紧。工作面发生片帮时，必须及时拉紧钢丝绳，防止出现卡绳卡锯。

7.上、下巷设专人在滑轮附近观察煤锯运行情况，及时发出煤锯运行情况的信号，下巷人员必须躲在滑轮外的安全地点，防止矸石下滑伤人。

8.因特殊情况，绳锯运行中发生卡锯时，应按逆行方向牵引绳锯，必须慢速牵引，将绳锯拉到上巷或下巷，更换成小规格的绳锯。如断绳时，在上巷出口用重力滚用麻绳通过工作面下滑至下巷，在用麻绳把钢丝绳带到下巷后，进行安装绳锯，出现以上两种情况时，人员不许进入工作面。

三、配套采煤工艺

钢丝绳煤锯采煤法的回采工艺如图1所示。以绞车牵引带碎煤刀的钢丝绳，在工作面煤壁往返切割落煤，工作面无支护，采煤过程中工人不进入工作面在上、下平巷内，距工作面10~20m处，各设置1台回柱绞车，导向滑轮安装在距工作

图1  钢丝绳锯工作面布置图

面出口1~2m处，绞车和导向滑轮均随工作面推进而移动。锯绳和碎煤刀相连接，每1.5~3.0m安装1把碎煤刀。正常割煤时，上下2台绞车一正一反牵引钢丝绳煤锯往复切割煤壁，在煤层底部掏出槽沟，上部的煤体在自重和矿压作用下破碎垮落，自溜至运输平巷。初锯时，为防止卡锯先割工作面下端1.5~3.0m，再割上端，使工作面略呈弧形，然后转入正常割煤，为防止煤下落时溜入采空区，应使工作面锯成下部略超前于上部，使之有利煤自溜，又能控制工作面上部采空区顶板形成滞后冒落。上、下平巷的回柱绞车处各安装1台防爆电话、1个打点器、1个点铃、1盏信号灯，便于上、下巷及时联系和控制，工作面三班出煤。采空区处理采用顶板弯曲下沉式，采空区大面积悬顶，有利于通风管理。

由于煤锯采煤法工作面内无支护，所以回采时的支护工作仅是在运输巷、回风巷内进行上下出口及采前超前支护的加固与维护，以及运输巷采后的沿空留巷工作。

四、应用实例

1. 试验工作面条件

某矿井属高瓦斯矿井，某工作面煤层厚度在0.3~0.9m，平均0.7m，煤层松软无夹矸，煤层赋存不稳定，经常遇有变薄带，最薄处在0.3m左右，对回采影响较大。工作面煤层倾角35°~ 45°，煤质为1/3焦煤，煤尘具有爆炸性。煤层顶底板均为中细砂岩，比较坚硬，无伪顶，采后顶板呈弯曲下沉。

该工作面采用走向长壁式布置，运输巷及回风巷为单巷，工作面倾斜平均长度110m，走向长度880m，工作面储量9.4万吨，工作面煤自滑，下巷刮板机转载，皮带机连续化运输。

2.工作原理及配套设备

（1）工作原理

煤锯由双向割煤的碎煤刀组成，碎煤刀上有截齿，截齿上钳有合金钢片。煤锯与牵引钢丝绳相连接，钢丝绳通过两个出口绕过导向滑轮，与位于巷

道中的绞车相连接。绞车带动牵引钢丝绳，使煤锯压紧煤壁，做往复切割运动，煤锯就拉出一个槽沟，随着槽沟的加深，煤壁在矿山压力的作用下，自行垮落破碎，然后靠煤炭自溜运出工作面，再由巷道中的输送机将煤运出。煤锯采煤工人不进入工作面工作，只是在巷道中开动绞车和移动导向滑轮，大大减轻了工人的劳动强度，而且设备简单。

（2）配套设备

牵引钢丝绳：规格为6*19，由直径18.8mm的锯绳和碎煤刀组成。

煤锯：煤锯的钢丝绳可根据使用的绞车合理选配，锯刀之间采用2.0~2.5m的短钢丝绳连接，锯刀的个数应根据绞车牵引能力及煤层硬度确定，一般2~3个。本煤层选3个。在短钢丝绳的绳头做出绳扣，用销轴使绳扣与锯刀两端扁孔连接。

碎煤刀：碎煤刀上有截齿，截齿上钳有合金钢片。

导向滑轮：根据具体情况选用不同直径规格的滑轮。

绞车：选用JH-8型回柱绞车。

工作面设备布置如下图2所示。

图2  钢丝绳锯开采工作面设备布置图

3.工作面作业方式

以绞车牵引带碎煤刀的钢丝绳，在工作面煤壁往返切割落煤，工作面不支护，采煤过程中工人不进入工作面。

在上、下平巷内，距工作面5~10m处，各设置一台JH-8型回柱绞车，导向滑轮安装在距工作面出口2m左右处，绞车和导向滑轮均随工作面推进而移动。牵引钢丝绳的规格为6*19，由直径18.8mm的锯绳和碎煤刀组成，安装一把碎煤刀。正常割煤时，上下两台绞车一正一倒牵引钢丝绳煤锯往复切割煤壁，在煤层底部掏出槽沟，上部的煤体靠自重和矿压作用垮落，自溜至运输平巷。为防止煤炭下落时溜入采空区，使工作面锯成下部略超前于上部，使之有利煤自溜，又能控制工作面上部采空区顶板形成滞后冒落。上下平巷内各安装有通信、电声信号及控制系统。工作面三个班出煤。

五、应用效果

1.工作面推进度：12月1~17日炮采累计推进21m；22~30日钢丝绳锯锯开采，工作面推进度达22m。原采用炮采时，工作面单一工种作业，工作面支护所占时间为生产时间的50%以上，每天最多完成两个循环(2.4m)。而钢丝绳锯锯式开采，除正常检修时不生产外，其余时间均可正常生产出煤，生产效率提高1倍以上。

2.安全性：采用钢丝绳锯式开采后，工作面无人作业，人员只在上下巷工作，作业的安全性提高了，极大的减少了工人劳动强度和人员数量。同时由于每班都能保证按正规循环作业，推进度较快，减少工作面停工时间长的现象，使工作面煤壁承受集中压力时间缩短，很少出现大面积煤壁片帮现象。在采用钢丝绳锯式开采后，工作面无支护，使采后顶板易于自然下沉接底。使工作面顶板压力有较大下降，工作面周期来压也不如以往明显。

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