3.11　开采方法

由于大多数煤矿都比较浅，所以只要有可能，就从地面通过水平巷道或隧道进入矿内工作区开采。如果做不到这一点，则从地面挖一些浅竖井，而且把尽可能多的煤从竖井各侧开采掉。人们发现，如果全部的煤被开采掉，那么顶板就会坍塌，因此发展出在现场留下煤柱来支撑的做法。这些煤柱在形式和形状上并不规则，并且会导致损失许多煤。

接下来，人们认识到，（“整个”矿内工作区）以直角或近似直角开凿的巷道，把煤层分成一些22—60码见方的大煤柱，之后再“接着”回采这些煤柱或“已截断”工作区，这既切实可行又非常经济。人们最初是把整个区域开采成一些煤柱，但是通风问题却因此难以控制。后来发现，通过留下坚固的煤壁把整个区域分成一些小区域或板块的做法是很有利的。这种方法把煤矿分隔成了一些独立的部分，从而使得某一板块中的任何意外事故都必然不会影响其他区域。人们发现在煤柱形成后不久就对其进行回采，是更经济而且更安全的举措。

对每一个单独煤柱的回采都是通过把大约6码宽的煤块从一边采落来进行的。一个煤块被开采的同时，要用一些垂直的木支柱支撑顶板，这些置于水平木板和横木下的木支柱通常是将圆支柱沿中心纵向锯开制成的。在该煤块被开采掉后，拆除这些木支柱，让顶板倒塌下来。在倒塌结束后，再开始开采另一并列的煤块，并依次类推，直到整个煤柱被回采完为止。有了良好的管理，再加上一定的运气，一个煤柱上至少有90%的煤可以开采掉。一个早先已经指出过的要点是，应使被开采煤柱的连线或倒塌顶板的连线与顶板内的主要天然“断层”或裂缝大约成45度角。用这种方法可以使意外坍塌的危险减至最低程度，而且通常能够避免倒塌。

这种技术上称为房柱式采煤法（bord-and-pillar，bord是一个撒克逊单词，意思是巷道）的方法，实际上是以两道工序进行开采的。人们发现，矿内工作区没有处于过厚的上覆岩石之下，这才是一种最佳体系。它的最大允许深度约为900英尺，但这一数字变化较大。在深度较大的区域，上覆岩石的重量会在开采煤柱时——有时在开采煤柱之前——将这些煤柱压塌。结果就损失了一些煤炭，换句话说，将煤柱压碎成了小的煤块或煤屑。为克服这一缺点，就产生了只有一道工序的开采方法，这在技术上叫长壁采煤法（图47）。如果煤矿较浅，或者那里的煤层厚实、纯净而且坚固，则不使用这种方法。直到1850年以后，这种方法才在别处获得了普遍应用。在切实可行的场合，长壁开采具有许多优点。它是在不纯煤层——其中有一层石头或页岩的煤层——或者煤层坚硬的场合采用机械挖煤的最佳方法，因为如果开采得当，悬于其上的顶板的重量会帮助挖煤。在此方法中，大约100码长的煤壁可以被挖下并整体移出。当煤被开采掉后，任何可以利用的石头都被用来修建6—21英尺宽的干石壁或砌体，它以一定角度与推进的煤壁或工作面成平行线排列。设置这些干石壁的目的是在支撑顶板的煤被开采后缓冲顶板的下降，从而尽可能地维持其不倒塌状态，特别是在工作面区域。(https://www.daowen.com)

图47　长壁采煤法。

17世纪末在什罗普郡开始应用。上图：平面图；下图：立面图。

当然，这两种方法——房柱式采煤法和长壁采煤法——并不能涵盖实际操作中遇到的每一个可能遇到的问题，人们就提出了一些混合的方法，以适用各种不同情况。最普遍的是威尔士煤坑法，采用这种方法是将一个10—20码的短长壁工作面沿一个方向推进，之后矿工们再调头把一个类似的平行的煤块回采到水平巷道。