第十二章 急倾斜煤层采煤方法
第一节采煤方法发展及围岩破坏特征
一、一般特点
1、地质构造复杂,煤层赋存不稳定
在尺寸相同、煤层数目相同的井田内,煤的储量相对下降。
急倾斜煤层开采的一般特点
2、煤矸石下滑
— 简化煤的运输;带来不安全因素
3、采面行人、运料及操作等各工序均较困难
急倾斜煤层开采的一般特点
4、垂直于层面方向的分力减小,矿压显现缓和,引起:
支架不稳定;
底板稳定性下降;
顶板、底板均会滑动
急倾斜煤层开采的一般特点
5、机械化采煤困难
6、采矿工程立面图、层面图、剖面图
急倾斜煤层开采的特点
1、矿井多采用:
立井
多水平
集中运输大巷
采区石门开拓方式
采区用一组真倾斜上山(眼)布置方式采区用一组伪倾斜折返上山(眼)布置方式
急倾斜煤层开采的特点
3、采区一般不设上、中部车场,设下部车场
4、采煤方法多样
三、急倾斜煤层采煤法的发展
1、倒台阶采煤法
回采工艺
落煤 — 风镐;爆破装运 — 煤自溜
支护 — 人工,木支柱,设顶梁、底梁、护身板
处理采空区 — 垮落法或充填法
倒台阶采煤法
评价及适用
缺点:工艺多,操作复杂,劳动强度大,支护技术要求高;坑木耗量大;煤尘大,安全性差;技术经济指标低。
目前应用少,由俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法逐渐替代。
适用:不能采用其它采煤法开采的急倾斜煤层。
第二节伪斜长壁采煤法
—工作面线与水平面夹角,一般为30° 35°
俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法
俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法
3、采煤工艺
正常支护 — 金属支柱加铰接顶梁,35排
密集支柱 —密集支柱(点柱)沿倾斜45m,支柱间距0.20.3m,每排密集支柱沿走向长约46m,随面前移前添后回
分段水平密集
4、评价及适用条件
优点
减缓了煤、矸的下滑速度,利于防止冲倒支架和砸伤人员。
评价及适用条件
问题
支回柱的工作量大,
分段密集支柱下方的“三角区”通风条件较差,易积聚瓦斯。
煤层顶板淋水时劳动环境比较差。
4、评价及适用条件
适用条件
倾角大于40°
顶板中等稳定,煤厚小于2 m的低瓦斯煤层
不宜使用伪倾斜柔性掩护支架采煤法的急斜薄及中厚煤层。
可替代倒台阶采煤法。
第三节伪倾斜柔性掩护支架采煤法
一、伪斜柔性掩护支架采煤法
采面呈直线伪斜布置,沿走向推进,并用柔性掩护支架隔离采空区,工人在掩护支架下采煤
伪倾斜柔性掩护支架采煤法
二、柔性掩护支架结构
平板型柔性掩护支架
钢梁:比煤厚小0.3~0.5 m的直钢梁
平行排列,每米宽度排放3~5根。
钢丝绳: 2 ~5根钢丝绳,直径22~43.5 mm
钢夹板和螺栓将钢梁联成整体。
柔性掩护支架结构
八字形掩护支架
适用: M =1.3 1.6m
增加高度0.3 0.5m
淮南李一矿
三、 采煤工艺
支架安装
位置:回风平巷工作面上出口前方15 m
扩巷:到煤层顶底板
运料:
挖地沟:在上出口前方的底板
地沟底部最小宽度不小于0.8 m。
采煤工艺
掩护支架的安装
扩巷、挖沟、安装掩护支架
采煤工艺
采煤工艺
掩护支护调斜
将掩护支护调斜成伪斜工作面,倾斜角为25
伪斜柔性掩护支架采煤法工作面
采煤工艺
正常采煤
接长掩护支架
采煤
拆支架
采煤工艺
采煤 — 炮采
打眼-装药-联线- 放炮(全采面一次爆破或分段爆破)
出煤(铺溜槽)- 调支架等。
炮眼布置
打眼-装药-联线- 放炮(全采面一次爆破或分段爆破)
五、评价及适用条件
优点
安全、劳动条件好;
巷道布置简单,掘进率低;
工序简单,煤自溜;
材料消耗低;
采面较长,利于高产;
技术经济指标较好。
评价及适用条件
缺点
体力劳动为主
支架结构不完善,不能调宽度;
淋水时劳动条件差;
煤尘大;
支架拆装费事。
评价及适用条件
适用条件
倾角大于60°,厚度2~6m,埋藏稳定的急斜煤层
6~10m,埋藏稳定的急斜煤层也有应用,
1.3 m,埋藏稳定的急斜煤层也有应用
第四节水平分段放顶煤采煤法
10 m以上的特厚煤层
水平分层采煤法
水平分段放顶煤采煤法
水平分段放顶煤采煤法 — 在急斜煤层中,按一定高度分成若干个分段。在分段的底部布置采煤工作面,先采出底部工作面的煤,随即放出上部顶煤的方法。
水平分段放顶煤采煤法
20世纪80年代后期
窑街二矿
乌鲁木齐六道湾矿
水平分段高度10~14 m,
迅速在我国推广。
综放
滑移顶梁液压支架放顶煤
水平分段放顶煤取代水平分层采煤法。
二、水平分段综采放顶煤
窑街二矿水平分段综采放顶煤
窑街二矿,煤厚25m,倾角55°,工作面长25m,推进长660m,分段高度10 m,采煤机采高2.5m,放煤高度7.5m,分5个分段,进、回风巷梯形断面,工字钢棚支护,面积7.8m2。
MLS3P170双滚筒采煤机,斜切进刀出煤,截深0.6m
FY280-14/28插板式放顶煤液压支架
双输送机
两刀一放,两轮,顺序放煤,两架同放,由底板向顶板方向放煤,日进3 m,日产910吨,面54人,
窑街二矿水平分段综采放顶煤
六道湾煤矿水平分段综采放顶煤
采煤机:MS-950,截深0.6m
液压支架:FYS300-19/28
前输送机与采煤机配套
后输送机:SGW-40T
六道湾煤矿水平分段综采放顶煤
割煤 先割上槽,中槽,再底槽
拉后输送机 移架前拉后输送机
移架 割完上槽煤后移架
移前输送机
放顶煤 顺序,两轮
六道湾煤矿水平分段综采放顶煤
水平分段综采放顶煤适用条件
煤层厚度大于20~25m,煤质中硬以下,结构简单的急斜厚煤层。
使用短机身采煤机。
第五节 仓储式采煤法
一 、仰斜推进的仓储采煤法
(一)巷道布置
沿走向每15 30m划分为仓房,
仓房的倾斜长度(区段斜长)一般为40 80m。
仓储采煤法
仓储采煤法
1、提前开掘一条上山眼用作进风和行人
2、一般仓房间留煤柱3 6m
3、仓房底部留小煤柱形成放煤口
仓储采煤法
4、每个仓房内布置一个工作面,工作面呈伪倾斜布置(便于通风,与走向15°~20°夹角),由下向上推进采煤
5、采下的煤暂时存于采面下的采空区内,临时支护顶板
6、仓房采完后,再把贮存的煤放出
打眼放炮落煤
由仓房沿倾斜最下部开始,由下而上进行。
破碎的煤大致在原地堆积,需经常将多余的煤放出。
顶板管理
顶底板和煤层的稳定性较好时,一般不进行支护;
当顶板、底板稳定性较差时,可采用木锚杆或点柱加以支护;
当煤层松软易冒时,应打支柱并用背板背好。
放煤
回采仓放煤
放煤仓放煤 放煤口依次顺序放煤
顶板冒落,放煤就可能混矸
(五)仓储采煤法评价及适用条件
优点:
巷道布置及生产系统简单。
工序少、效率高,支柱、回柱工作量少。
坑木耗量少。
劳动强度有所减轻。
仓储采煤法适用条件
1)顶底板坚硬,底板不易脱落,能悬露较大面积和较长时间不垮落。
2) 45。
3)煤厚M =1 4.5m,煤不易自燃,CH4小。
4)无淋水。
5)地质构造简单。
思考题
1、 急斜煤层开采有哪些主要特点?
2、 急斜厚煤层水平分段放顶煤采煤工艺种类及适用条件。
3、伪斜柔性掩护支架采煤法的特点及适用条件。
4、 急斜煤层伪斜走向长壁水平分段密集采煤法的主要特点?
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