急(傾)斜煤層開采法

1、第8章 急（傾斜）煤層采煤法1講授主要內(nèi)容第一節(jié) 急（傾）斜煤層開采概述第二節(jié) 俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法第四節(jié) 水平分層及水平分段放頂煤采煤法第三節(jié) 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法重點：第2、3、4、節(jié)第五節(jié) 水平、圓弧工作面綜采長壁放頂煤采煤法2第1節(jié) 急（傾）斜煤層開采概述一、急（傾）斜煤層的地質(zhì)特征 急傾斜煤層儲量占我國煤炭總儲量的5%，但在新疆、甘肅、青海等邊遠(yuǎn)地區(qū)和四川、貴州、海南、福建等南方缺煤地區(qū)的80%礦區(qū)賦存有急傾斜煤層，黑龍江省四大礦區(qū)均有急傾斜煤層。因此，關(guān)于急傾斜煤層開采方法的研究對我國煤炭工業(yè)的發(fā)展仍具有十分重要作用。3（1）形成原因：初期的地殼不均勻沉降、沖蝕作用

2、；后期的褶皺和斷裂運動結(jié)果。（2）煤層傾角：4590，甚至倒轉(zhuǎn)。（3）煤層厚度特征：薄、中厚、厚及特厚煤層。（4）煤層形態(tài)特征：復(fù)雜：扁豆?fàn)?、魚鱗狀、串珠狀或藕節(jié)狀（5）煤質(zhì)：脆；節(jié)理：發(fā)育。故易冒落（6）煤層頂?shù)装澹簬r層層理與裂隙發(fā)育，易冒落。（7）突出危險大（8）煤層自燃發(fā)火和煤層爆炸威脅大。在尺寸相同、煤層數(shù)目相同的井田內(nèi)，煤的儲量相對下降。二、急（傾）斜煤層開采特點1、井田開拓特點 急傾斜煤層多為不穩(wěn)定的復(fù)雜煤層，常給開采工作帶來了很大的困難。破落下來的煤巖會自動下滑，有利于工作面內(nèi)煤炭運輸和矸石的自重充填。但煤巖塊的自動滾落容易傷人和沖倒支架，對作業(yè)安全不利；不僅煤層頂板會垮落，底板

3、也會滑落。煤層傾角大，必須充分考慮支架的穩(wěn)定性。在頂板巖石性質(zhì)相同的條件下，工作面采過后，與緩傾斜煤層相比頂板不易垮落，頂板壓力小。在急傾斜煤層中，人員沿傾斜方向上下行走不方便。礦井多采用立井、多水平、集中運輸大巷、采區(qū)石門開拓方式 2、采準(zhǔn)巷道布置特點（1）采礦工程圖：立面圖、層面圖、剖面圖 （2）采區(qū)用一組真傾斜上山（眼）布置方式（3）采區(qū)用一組偽傾斜折返上山（眼）布置方式1-運輸石門，2-溜煤眼，3-運料眼，4-行人眼，5-回風(fēng)石門（3）采區(qū)一般不設(shè)上、中部車場，設(shè)下部車場3、采煤工藝特點（3）采煤方法多樣（1）采下煤、工具、支架自動下滑（2）機械化水平低。（4）垂直于層面方向的分力減小

4、，礦壓顯現(xiàn)緩和，引起：支架不穩(wěn)定；底板穩(wěn)定性下降；頂板、底板均會滑動 4、煤層間不同開采順序的巖層移動特點三、我國急（傾）斜煤層采煤方法的發(fā)展（1）解放前：柱式采煤體系。高落式或殘柱式。（2）20世紀(jì)50年代：進(jìn)行了采煤方法的改革。根據(jù)不同的煤層賦存條件，推行倒臺階工作面、水平分層和巷道放頂煤等采煤方法。采用風(fēng)鎬落煤，運輸機運煤和機械式回柱，用冒落法處理采空區(qū)。（3）六十年代開始，急傾斜煤層開采技術(shù)的進(jìn)步主要表現(xiàn)為改風(fēng)鎬落煤為電鉆打眼爆破落煤。為擴大掩護(hù)支架的使用范圍，淮南、開灤、徐州等礦區(qū)先后在掩護(hù)支架采煤法中成功應(yīng)用“八字”型等掩護(hù)支架，克服了平板型支架的一些缺點，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟效果

5、。（4）七十年代中期，淮南礦區(qū)首創(chuàng)的“偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法”獲得成功。這種采煤法具有產(chǎn)量大、生產(chǎn)系統(tǒng)簡單、巷道掘進(jìn)量小、回采工序少、生產(chǎn)安全、材料消耗低和勞動效率高等優(yōu)點。它的試驗成功是急傾斜煤層開采技術(shù)上的一大進(jìn)步，目前仍在許多礦區(qū)使用。為進(jìn)一步提高急傾斜煤層開采的機械化程度，在此期間： 北京等礦區(qū)試驗了滾筒式采煤機； 四川攀枝花礦區(qū)試驗了沖擊式刨煤機； 開灤、淮南礦區(qū)試驗了用于掩護(hù)支架下機械化落煤的地溝機。機械化開采一定程度上存在一些問題。 受不同地質(zhì)條件的影響，機械化試驗成功率不高，無法在進(jìn)行推廣。 目前，綜合機械化開采的煤層傾角已經(jīng)達(dá)到60。實驗了刨運機開采。（5）八十年代末九十年代

6、初：急傾斜煤層采煤方法得到進(jìn)一步的改進(jìn)。工作面長度加大，單產(chǎn)提高；安全條件進(jìn)一步改善。如四川芙蓉礦務(wù)局巡場煤礦試驗成功的“俯偽斜走向長壁分段密集采煤法”，是由偽斜短壁采煤法演變而成的一種采煤方法，具有產(chǎn)量大、通風(fēng)條件好、便于頂板管理的特點。煤安監(jiān)技裝20075號要求嚴(yán)格開采急傾斜煤層煤礦的安全準(zhǔn)入。積極組織推廣先進(jìn)適用的安全生產(chǎn)技術(shù)，加強安全生產(chǎn)技術(shù)交流，提高急傾斜煤層開采的安全保障能力。12009年1月1日起，嚴(yán)禁使用倉儲式等落后采煤法。2開采急傾斜煤層的采煤工作面必須形成全風(fēng)壓通風(fēng)系統(tǒng)。3保持至少兩個暢通的安全出口，一個通到回風(fēng)巷道，另一個通到進(jìn)風(fēng)巷道。4 采取有效措施，保障礦井安全生產(chǎn)。

7、5開展科學(xué)研究，提高技術(shù)裝備水平。6 要積極組織急傾斜煤層開采先進(jìn)適用技術(shù)的推廣工作。第2節(jié) 俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法四川芙蓉礦務(wù)局巡場礦研究試用的一種急傾斜煤層采煤方法，于1987年8月率先在地質(zhì)條件較復(fù)雜，傾角在3865的薄及中厚煤層內(nèi)應(yīng)用成功。目前這種方法已推廣到四川廣旺礦務(wù)局、湖南白沙、漣邵以及江西萍鄉(xiāng)等礦區(qū)。采面呈偽斜直線布置，沿走向推進(jìn)；水平分段密集切頂、檔矸、隔離采空區(qū)與采面工作空間；采面分段爆破采煤，煤自溜。工作面線與水平面夾角，偽傾角一般為30 35，斜長可達(dá)8090m，且工作面下部溜煤眼不少于3個一、工作面及回采巷道布置二、采煤工藝 沿傾斜方向劃分若干分段，每個分段

8、沿走向布置密集支柱（帶帽點柱），上鋪竹笆、荊笆或塑料網(wǎng)帶。1、工作面初采 由開切眼與區(qū)段回風(fēng)交接處開始、自上而下推進(jìn)。逐段報廢。P146.（圖8-6）。當(dāng)?shù)谝环侄蚊芗еL度達(dá)到5m而直接頂仍不垮落時，則采取強制放頂措施。2、工作面正常回采（1）落煤：自上而下分段爆破落煤。（2）運煤：工作面設(shè)搪瓷溜槽；區(qū)段運輸平巷裝刮板運輸機。裝煤 由一般由上向下，裝入搪瓷溜槽 （3）支護(hù)：正常支護(hù) 金屬支柱加鉸接頂梁，35排 ；密集支柱 密集支柱（點柱）沿傾斜45m，支柱間距0.20.3m，每排密集支柱沿走向長約46m，隨面前移前添后回3、工作面收尾 當(dāng)工作面上端推進(jìn)到距收作眼4m時，進(jìn)入收尾階段，為保證通

9、風(fēng)行人和運料需要?？抗ぷ髅嬉粋?cè)設(shè)保護(hù)煤柱（寬4m、傾斜長5m）。二、評價與適用條件優(yōu)點（1）減緩了煤、矸的下滑速度，利于防止沖倒支架和砸傷人員。（2）安全生產(chǎn)條件改善。（3）工作面有效利用率比臺階采煤法高，單產(chǎn)高 。（4）分段走向密集切頂、擋矸，可減少支柱的損耗量及維修工作量。（5）較好的技術(shù)經(jīng)濟效果。問題（1）支回柱的工作量大，（2）分段密集支柱下方的“三角區(qū)”通風(fēng)條件較差，易積聚瓦斯。（3）煤層頂板淋水時勞動環(huán)境比較差。適用條件煤層傾角40-65頂板中等穩(wěn)定，煤厚小于 的低瓦斯煤層不宜使用偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法的急斜薄及中厚煤層?？商娲古_階采煤法。第3節(jié) 偽斜走柔性掩護(hù)支架采煤法一、工

10、作面及回采巷道布置 偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法 采面呈直線偽斜布置，沿走向推進(jìn)，并用柔性掩護(hù)支架隔離采空區(qū)，工人在掩護(hù)支架下采煤。 采區(qū)一翼走向長度一般為200300m，有時可達(dá)400500m；階段垂高一般為100120m；采區(qū)內(nèi)沿傾斜方向劃分若干個區(qū)段，區(qū)段垂高一般為1840m。二、柔性掩護(hù)支架結(jié)構(gòu)1、平板型掩護(hù)支架主要用于2-5m厚的煤層。平板型工字鋼，鋼絲繩，荊笆，壓木，撐木鋼梁：比煤厚小0.30.5 m的直鋼梁平行排列，每米寬度排放3根。鋼絲繩： 2 5根鋼絲繩，直徑2243.5 mm鋼夾板和螺栓將鋼梁聯(lián)成整體。 鋼絲繩采用直徑2243.5mm的舊鋼絲繩，至少兩根，在鋼絲繩上擺好鋼梁，用螺

11、栓和夾板把鋼梁和鋼絲繩連結(jié)成一個整體，在鋼梁間一般用撐木支撐以保持鋼梁間距并防止鋼梁傾倒。在鋼梁上垂直鋪設(shè)23層金屬網(wǎng)，并用壓木和鋼絲固定在鋼梁上，以防止采空區(qū)矸石竄入工作空間且便于鋼梁和鋼絲繩回收。2、八字形掩護(hù)支架八字形掩護(hù)支架 適用： M =1.3 1.6m增加高度0.3 0.5m淮南李一礦3、單腿支撐式掩護(hù)支架 當(dāng)煤層傾角為4560時，多使用。每隔1m左右支柱。三、采煤工作1、柔性掩護(hù)支架安裝支架安裝位置：回風(fēng)平巷工作面上出口前方15 m擴巷：到煤層頂?shù)装暹\料：挖地溝：在上出口前方的底板地溝底部最小寬度不小于0.8 m。頂板；底板；地溝；鋼梁；鋼絲繩；竹笆；壓木；墊木；撐木2、正常采煤

12、接長掩護(hù)支架 采煤 溜煤眼上留巷拆支架在回風(fēng)巷接長掩護(hù)支架，超過上出口8 10m。 采煤 炮采 打眼- 裝藥- 聯(lián)線- 放炮（全采面一次爆破或分段爆破）出煤（鋪溜槽）- 調(diào)支架等。拆支架 在采面下端將支架放平，并留出空間1.2m高，拆除支架。區(qū)段回風(fēng)巷；區(qū)段運輸巷；初采斜巷；掩護(hù)支架；支架移動軌跡線；支架放平位置；溜煤小眼將掩護(hù)支護(hù)調(diào)斜成偽斜工作面，傾斜角為25 （1）地溝內(nèi)鉆眼、爆破、出煤 掩護(hù)支架下采煤包括地溝內(nèi)鉆眼、裝藥、爆破、鋪溜槽采煤 炮采打眼-裝藥-聯(lián)線- 放炮（全采面一次爆破或分段爆破）出煤（鋪溜槽）- 調(diào)支架等。正?；夭善陂g，要在工作面下部進(jìn)行支架的拆除回收工作，沿走向不斷推進(jìn)

13、導(dǎo)致工作面下端支架不斷加長，當(dāng)長度超過3個溜煤眼時，即可開始拆除尾部多余的支架。應(yīng)及時在鋼梁下打點柱支撐懸露出的支架，形成一個水平分層形式的回收工作面，支架回收也可在運輸平巷中進(jìn)行。（2）撤除支架四、工作面回收在停采線一側(cè)掘兩條收尾上山 走向間距810m，用聯(lián)絡(luò)眼貫通； 支架安裝到收尾上山處，不再接長； 隨采煤下放前端支架，偽斜角逐漸變小，并拆除上端多余的支架，放平支架； 全部拆除支架。 五、改進(jìn)與發(fā)展六、評價與適用條件優(yōu)點（1）安全、勞動條件好；（2）巷道布置簡單，掘進(jìn)率低； （3）工序簡單，煤自溜； （4）材料消耗低； （5）采面較長，利于高產(chǎn)； （6）技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)較好。缺點（1）體力勞動

14、為主（2）支架結(jié)構(gòu)不完善，不能調(diào)寬度； （3）淋水時勞動條件差； （4）煤塵大；（5）支架拆裝費事。 適用條件傾角大于60，厚度26m，埋藏穩(wěn)定的急斜煤層610，埋藏穩(wěn)定的急斜煤層也有應(yīng)用，1.3 m，埋藏穩(wěn)定的急斜煤層也有應(yīng)用第4節(jié) 水平分層及水平分段放頂煤采煤法10 m以上的特厚煤層水平分層采煤法斜切分層采煤法一、水平分層采煤法 每分層2m。水平分段放頂煤采煤法 在急斜煤層中，按一定高度分成若干個分段。在分段的底部布置采煤工作面，先采出底部工作面的煤，隨即放出上部頂煤的方法。二、水平分段放頂煤采煤法1、水平分段綜采放頂煤采煤法窯街二礦水平分段綜采放頂煤 2、水平分段滑移頂梁液壓支架放頂煤采煤法采煤機：MS-950，截深0.6m液壓支架：FYS300-19/28前輸送機與采煤機配套后輸送機：SGW-40T日產(chǎn)765噸64人截深0.6m，往返兩次20世紀(jì)80年代后期窯街二礦烏魯木齊六道灣礦水平分段高度1014