攸縣急傾斜雞窩狀復雜薄煤層采煤方法方案設計

攸縣急傾斜雞窩狀復雜薄煤層開采

采煤方法方案設計

湖南理工職業(yè)技術學院寧齊元2009.10分兩部分介紹1、項目的總說明2、地質條件簡況3、設計的采煤方法方案簡介一、項目的總說明1、項目背景

2、巷道式采煤方法存在的問題

3、正規(guī)壁式采煤法在攸縣的適用性分析

4、適用攸縣采煤方法研究與設計的必要性5、設計的采煤方法方案

6、設計成果說明

（一）、項目背景攸縣現(xiàn)有96個煤礦，分布在蘭村向斜、黃豐橋向斜、桃水向斜三個礦區(qū)，。三個礦區(qū)的煤層在走向和傾向上均變化很大，煤層呈雞窩狀，極不穩(wěn)定，且頂?shù)装宥急容^堅硬，不易垮落，屬典型的急傾斜雞窩狀復雜薄煤層。由于煤礦技術力量薄弱，生產(chǎn)技術落后，現(xiàn)大部分礦井仍普遍采用比較原始的巷道式采煤法。為搞好攸縣煤炭行業(yè)的安全生產(chǎn)，于二00九年八月，攸縣煤炭局委托湖南理工職業(yè)技術學院，針對攸縣煤礦的特殊條件，研究并設計出四種能適合攸縣煤礦的采煤方法。（二）、巷道式采煤方法存在的問題

1、不能形成兩個安全出口。2、不能形成負壓通風。這是兩個重大安全問題。另外存在：生產(chǎn)工藝落后、回采率低等問題；同時，也與國家的有關要求不符。（三）、正規(guī)壁式采煤法在攸縣的適用性分析

由于攸縣三個礦區(qū)均屬典型的急傾斜雞窩狀復雜薄煤層，煤層在走向和傾向上均變化很大，在厚度和傾角上也變化很大，煤層呈雞窩狀，極不穩(wěn)定，一般在20～30m內就會有變化，出現(xiàn)厚度由可采到不可采甚至尖滅現(xiàn)象，出現(xiàn)角度變化甚至倒轉現(xiàn)象，就是相對穩(wěn)定的主采煤層，也很難有在100m內不發(fā)生變化的情況。在這樣的條件下如采用壁式采煤法，回采工作面難以形成，就是形成了也難以推進和正常回采，由于煤層傾角大，還存在嚴重的不安全因素。故在攸縣大部分礦井不適宜采用正規(guī)的壁式采煤法。（四）、適用攸縣采煤方法研究與設計的必要性1、攸縣目前大部分礦井現(xiàn)用的巷道式采煤方法，而巷道式采煤方法又存在回采工作面兩個安全出口和負壓通風等重大安全問題。2、現(xiàn)有正規(guī)的壁式采煤法對于攸縣的特殊條件又不適用。故必須針對攸縣急傾斜雞窩狀復雜薄煤層的采煤方法進行專項研究和設計，以解決攸縣大部分煤礦的安全生產(chǎn)問題。（五）、設計的采煤方法方案

針對攸縣三個礦區(qū)急傾斜雞窩狀復雜薄煤層的特點和頂?shù)装鍒杂驳木唧w情況，設計如下四個采煤方法方案：1、斜坡短壁式采煤法；2、大塊段壁式采煤法；3、斜切倒臺階采煤法；4、斜切正臺階采煤法。這四種方案，重點解決了兩個安全出口的問題，解決了負壓通風的問題，解決了壁式工作面的問題。（六）、設計成果說明

設計的四個采煤方法方案，是在許多專業(yè)技術人員、現(xiàn)場管理人員和井下一線工人的大量工作的基礎上提出和設計的，有些是在別人的基礎上提高的，有些是在同類礦井的基礎上改進的，有些甚至是在現(xiàn)場初步模型的基礎上細化而成的，同時還得到了省煤炭局總工程師趙軍、湖南科技大學趙伏軍教授等許多專家的指導，得到了省煤炭局、省煤監(jiān)局長沙站、株洲市安監(jiān)局、省煤炭協(xié)會、攸縣煤炭局等部門的領導的支持和幫助，在此，對所有指導、支持、幫助和以前做了大量工作的同志表示衷心的感謝！二、地質條件簡況1、煤層賦存條件

主采2～4個煤層，且均為大部分可采。煤層厚度變化0～6m，平均厚為0.83～1.2m。煤層傾角變化25度～80度，平均傾角為58度左右。煤層可采系數(shù)76%左右，煤層硬度大，塊煤率達40%，煤層有分叉現(xiàn)象，結構中等偏復雜。2、開采技術術條件頂?shù)装鍘r巖性：頂頂?shù)装逡灰话銥樯吧皫r、砂砂質泥巖巖，巖性性結構致致密，不不易垮落落，屬1～2級級頂板，，頂?shù)装灏鍘r石的的普氏系系數(shù)一般般f≥12。均屬低瓦瓦斯，煤煤塵無爆爆炸性，，煤層無無自燃傾傾向性。。礦井水文文地質條條件簡單單，礦井井充水以以大氣降降水和老老窯水為為主要來來源。三、設計計的采煤煤方法方方案簡介介1、斜坡坡短壁式式采煤法法；2、大塊塊段壁式式采煤法法；3、斜切切倒臺階階采煤法法；4、斜切切正臺階階采煤法法。（一）、、斜坡短短壁式采采煤法1、巷道道布置采區(qū)進（（運輸））、回風風石門（（兩石門門垂高約約40～～50m左右））見煤后后，沿煤煤層走向向布置進進（運輸輸）、回回風平巷巷，進（（運輸））、回風風平巷到到采區(qū)邊邊界后，，沿煤層層走向布布置兩至至三組垂垂高3～～5m的的天眼（（兩個相相距3～～5m的的天眼為為一組，，其中一一個為溜溜煤天眼眼，一個個為行人人天眼，，然后兩兩個天眼眼在上部部聯(lián)通）），每組組天眼相相距30～50m左右右；再從從每組天天眼的溜溜煤眼上上部沿煤煤層偽傾傾斜方向向（傾角角30度度左右））分別布布置沿煤煤上山與與回風平平巷相通通，靠最最邊界的的一條為為溜煤上上山，靠靠近石門門的上山山為行人人上山；；然后在在兩上山山之間沿沿煤層偽偽傾斜方方向（與與上山相相反的方方向）布布置多條條聯(lián)絡斜斜巷（傾傾角30度左右右），兩兩上山之之間的間間距約20～40m左左右；兩兩聯(lián)絡斜斜巷之間間的間距距約8～～15m左右；；最后在在兩聯(lián)絡絡斜巷之之間布置置開切眼眼，以形形成斜坡坡短壁工工作面，，開切眼眼與上山山平行，，布置在在行人上上山的下下部3m左右處處，斜坡坡短壁工工作面斜斜長約8～15m，推推進長度度為20～40m左右右，沿偽偽斜方向向向下推推進。也也可將兩兩聯(lián)絡斜斜巷之間間溜煤上上山布置置為工作作面，工工作面沿沿偽斜方方向向上上推進。。2、開采采順序沿走向：：工作面面采用后后退式和和前進式式均可，，采區(qū)采采用后退退式（如如按布置置石門分分采區(qū)，，則采區(qū)區(qū)可采用用前進式式）。沿傾向：：按自上上而下的的開采順順序。3、保安安煤柱沿偽傾斜斜方向：：兩上山山之間留留3m左左右的保保安煤柱柱，兩聯(lián)聯(lián)絡斜巷巷之間留留1～2m的保保安煤柱柱。沿傾向：兩區(qū)區(qū)段之間留3～5m的保保安煤柱。4、回采工藝藝斜坡短壁采煤煤法的回采工工藝過程為：：（1）、落煤煤：爆破落煤煤（2）、裝煤煤、運煤：自自溜（3）、支護護：設計采采用木材點支支護支護材料：根據(jù)攸縣煤層層基本為急傾傾斜雞窩狀復復雜薄煤層的的特點和頂?shù)椎装遢^好（穩(wěn)穩(wěn)定、堅硬））的實際情況況，如采用單單體液壓支柱柱進行支護，，由于煤層傾傾角大，底板板堅硬，而單單體液壓支柱柱又較重，第一支護操作不方方便，且不安安全；第二由于煤層厚度度變化大，工工作面需要多多種規(guī)格型號號的單體液壓壓支柱，備用用支柱多，搬搬運困難，勞勞動強度大；；第三由于頂板堅硬硬，一般情況況下不會自然然垮落，回柱柱放頂非常困困難。故建議議回采工作采采用木材支護護。頂板管理：由由于頂板堅硬硬，一般情況況下不會自然然垮落，再加加上煤層厚度度變化大，經(jīng)經(jīng)常出現(xiàn)局部部不可采和尖尖滅現(xiàn)場，故故頂板管理采采用不垮落管管理頂板。采采空區(qū)由木支支柱、煤柱和和局部不可采采區(qū)的煤巖柱柱來支護頂板板，兩上山之之間采完后進進行封閉。5、生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)運煤：運料：通風：6、優(yōu)點（1）、煤層層厚度在走向向和傾向變化化較大、時常常出現(xiàn)局部不不可采和尖滅滅現(xiàn)場時，仍仍可形成壁式式回采工作面面，適應性較較強。（2）、工作作面傾角為300左右，，便于作業(yè)，，相對較安全全。（3）、可將將局部不可采采和尖滅地段段劃作一個塊塊段，留下來來支撐頂板，，有利于不垮垮落管理頂板板。（4）、工作作面產(chǎn)量穩(wěn)定定。（5）、全礦礦井采掘工作作面數(shù)目雖然然較多，但也也便于規(guī)劃和和管理。7、適用條件件適用于煤層頂頂?shù)装逑鄬Ψ€(wěn)定（（比較堅硬）），而煤層厚度度和傾角變化較大的急傾斜煤層層的低瓦斯、、煤層不自燃燃、煤塵不爆爆炸的條件下下。（二）、大塊塊段壁式采煤煤法1、巷道布置置（見大塊段段壁式采煤法法示意圖）進、回風石門門（兩石門垂垂高約40～～50m左右右）見煤后沿沿煤層走向布布置進、回風風平巷，進、、回風平巷到到采區(qū)或礦井井邊界后，沿沿煤層走向布布置三至四個個天眼（兩個個天眼之間相相距10m左左右），靠邊邊界（里面））一個為溜煤煤天眼，其余余為行人天眼眼，再沿煤層層傾斜方向按按垂高8m左左右布置4～～5條聯(lián)絡平平巷；這樣將將區(qū)段內煤層層沿傾向劃分分為5～6個個小塊段，先先將最下面一一個塊段按30度左右的的偽斜傾角由由里向外采至至距運輸平巷巷垂高3m左左右停采，再再對上面所有有塊段按上下下兩個相反的的偽斜方向由由里向外作業(yè)業(yè)，并將上面面所有塊段自自上而下依次次回采（可采采的塊段均全全部采完），，上面所有塊塊段齊頭并進進，總體上形形成大塊段壁壁式工作面。。2、開采順序序沿走向：工作作面采用后退退式（如分采采區(qū)，則采區(qū)區(qū)可采用后退退式）。沿傾向：自上上而下開采。。3、保安煤柱柱沿傾向：兩區(qū)區(qū)段之間留3～5m的保保安煤柱。沿走向：工作作面沿走向推推進20～50m（視頂頂板堅硬程度度而定）后現(xiàn)現(xiàn)重開切眼布布置工作面，，中間留3～～5m的保安安煤柱。4、回采工藝藝5、生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)×5、相對優(yōu)點點（1）、大塊塊段組合工作作面斜長較長長，產(chǎn)量較高高。（2）、在煤煤層厚度和傾傾角變化很大大、時常出現(xiàn)現(xiàn)局部不可采采和尖滅現(xiàn)場場時，可根據(jù)據(jù)具體情況按按塊段布置，，便于形成回回采工作面。。（3）、可將將局部不可采采和尖滅地段段劃作一個塊塊段，留下來來支撐頂板，，有利于不垮垮落管理頂板板。（4）、全礦礦井回采工作作面數(shù)目較少少，便于規(guī)劃劃和管理。7、適用條件件適用于煤層頂頂?shù)装逑鄬Ψ€(wěn)定（比比較堅硬），而煤層厚度度和傾角變化很大的急傾斜煤層層的低瓦斯、、煤層不自燃燃、煤塵不爆爆炸的條件下下。（三）、斜切切倒臺階采煤煤法1、巷道布置置（見斜切倒倒臺階采煤法法示意圖）進、回風石門門（兩石門垂垂高約40～～50m左右右）見煤后沿沿煤層走向布布置進、回風風平巷，進、、回風平巷到到采區(qū)或礦井井邊界后，沿沿煤層走向布布置三至四個個天眼（兩個個天眼之間相相距20～30m左右）），靠邊界（（里面）一個個為溜煤天眼眼，其余為行行人天眼，再再沿煤層傾斜斜方向按垂高高10m左右右布置3～4條聯(lián)絡平巷巷；這樣將區(qū)區(qū)段內煤層沿沿傾向劃分為為4～5個小小塊段，每個個塊段均按30度左右的的偽斜傾角由由里向外斜切切開采，先將將最下面一個個至距運輸平平巷垂高3m左右停采，，再自下而上上依次回采上上面所有塊段段（可采的塊塊段均全部采采完），下塊塊段超前上塊塊段，總體上上形成斜切倒倒臺階工作面面。2、開采順序序3、保安煤柱柱4、回采工藝藝5、生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)6、相對優(yōu)點點（1）、在煤煤層厚度和傾傾角變化很大大、時常出現(xiàn)現(xiàn)局部不可采采和尖滅現(xiàn)場場時，可根據(jù)據(jù)具體情況按按塊段布置，，便于形成回回采工作面，，適應性很強強。（2）、可將將局部不可采采和尖滅地段段劃作一個塊塊段，留下來來支撐頂板，，有利于不垮垮落管理頂板板。（3）、上下下塊段作業(yè)點點有一定的錯錯距，相對安安全。7、適