第十章 傾斜分層下行垮落采煤法
傾斜分層—將厚煤層分成若干與煤層層面相平行的分層,然后逐層開采。
回采順序:下行式(descending)— 先采頂分層,依次下行回采各分層,垮落法管理頂板,稱傾斜分層下行垮落采煤法。
分層同采:在同一區(qū)段范圍內(nèi),上、下分層工作面錯開一定距離同時采煤,稱:“分層同采”
分層分采 :在同一區(qū)段范圍內(nèi),采完一個分層后再采下一個分層稱“分層分采”或“大扒皮”
第一節(jié) 傾斜分層走向長壁采煤法巷道布置及參數(shù)
一、分層同采的采區(qū)巷道布置
條件:厚煤層,分三層,?=15O,埋藏穩(wěn)定, 低沼氣礦;沿傾斜劃為3 ? 5個區(qū)段
(一)采區(qū)巷道布置
Fig.10 —1示
1、采煤方法:
2、巷道布置特點
1)巷道名稱:
2)巷道布置特點:
階段運輸大巷 (1)和 回風(fēng)大巷 (2) 均布置在距煤層15 ? 20m的底板巖石中。
各分層采用集中(共用)上山、集中(共用)區(qū)段平巷 — 聯(lián)合布置方式(之一)
i、集中上山
軌上(5)和運上(4)均布置在距煤層15m ? 的底板巖石中,且在層位上錯距 ≮2m(運“上”在下,軌“上”在上)
ii、集中運輸巷(10)布置在距煤層8?10m的底板巖石中。
iii、區(qū)段集中軌巷(9)提前在下區(qū)段頂分層回風(fēng)巷位置開掘,超前(10)掘進,為(10)定向。
從(9)每隔200m ? 開(11)溝通各分層。最后一個(11)距采區(qū)邊界約200m。
IV、集中區(qū)段平巷與分層平巷間聯(lián)系
(10) —(12 ) —溝通各分層機巷;
(9) — (11)— 溝通各分層機巷;
從最后一個(12)反向掘(14)至采區(qū)邊界,
從最后一個(13)反向掘(15)至采區(qū)邊界。
3)頂分層采面
頂分層(14)、(15)超前采面兩個(12)掘進。
(14)— 開切眼—(15)頂分層工作面。
4)I 區(qū)段
i、利用總回風(fēng)巷(2)作為軌道集中巷,每隔200m左右開掘區(qū)段回風(fēng)小石門(13)溝通各分層風(fēng)巷。(如采用采區(qū)小風(fēng)井,則另開集中巖石巷)。
ii、從(10)每隔200 ? 400m (一臺刮板運輸機有效鋪設(shè)長度,當(dāng)用吊掛膠帶機時,聯(lián)絡(luò)眼間距可擴大到400m ?)掘溜煤眼(12)溝通各分層機巷,最后一個(12)距采區(qū)邊界約200m。
5)分層同采時集中軌道巷(9)作用:
服務(wù)于各(頂、中、底)分層之輔助運輸。
探清煤層走向變化,為(10)定向;同時滿足頂分層超前平巷施工定向和泄水
利用(9)掘二、三分層超前運輸機巷,掘進煤由(12)—(10)運出;
物料由(9)—(11)。采掘無干撓。
縮短區(qū)段準(zhǔn)備時間,利于接替
7)第二區(qū)段開采
8)區(qū)段集中巷與上山間聯(lián)絡(luò)
(10)— (18)— 運上(4)
(9)— (7)— 軌上(5)
可知:分層同采,必須有 :
共用區(qū)段集中機巷;
用區(qū)段集中軌巷。
(二)巷道掘進順序
1、原則:
2、順序:
3、生產(chǎn)中,隨分層工作面推進,繼續(xù)掘上分層超前運輸和回風(fēng)平巷,超前距保持兩個溜煤眼與之相通
4、中分層準(zhǔn)備
(1) 上分層工作面采過第一個溜煤眼之后,再準(zhǔn)備中分層。
自(9)—(11)在假頂下,反向掘(20)開切眼,自(2) — (13) —(21)
巷道掘進順序
同中分層準(zhǔn)備之理,準(zhǔn)備底分層工作面。
第一區(qū)段底分層采完之前,要準(zhǔn)備
第二區(qū)段頂分層工作面,以備接替
(三)生產(chǎn)系統(tǒng)(productive system )
haulage system
物料:(material ,equipment)
ventilation system
采面、新風(fēng) (fresh air)
掘進通風(fēng):分層超前平巷掘進,局扇
供電: 地面35kV變電站—付井6kV —井底車場中央變電所—6kV送至采區(qū)變電所— 送采掘面(1140V或3300V、660V、380V、127V)
壓風(fēng):
供水:
二、分層同采評價:
1、優(yōu)點:
1)實行上下分層同采,增產(chǎn)潛力大,能集中生產(chǎn);
2)為超前回采工作面推進分層平巷和多頭掘進提供了條件,縮短了 準(zhǔn)備時間,利于接替;
3)第二分層以下的區(qū)段運輸平巷均布置在上分層采空區(qū)下,礦壓小,易維護。由于各分層超前掘進,維護長度及時間短,維護費用低;
4)各分層均可出煤,利用集中運輸巷運煤,系統(tǒng)集中簡單,占用設(shè)備少,管理集中;
5)利于假頂防腐和防止煤的自燃發(fā)火。
分層同采評價:
2、缺點:
1)巖石工程量大(設(shè)區(qū)段集中平巷及聯(lián)絡(luò)巷)
2)生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜。
3)同采工作面能力不易發(fā)揮。
4)初期準(zhǔn)備時間長。
三、分層同采的適用條件:
隨著機械化水平提高,綜采放頂煤出現(xiàn),以及非放頂煤單層工作面生產(chǎn)能力加大,支護條件改善,分層同采的優(yōu)點已逐漸弱化,缺點(主要是巖石工程量大、生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜)已日趨明顯,分層同采已少用。
技術(shù)發(fā)展趨勢:
(1)多采用分層分采;
(2)“放頂煤”
四、分層同采的參數(shù)
1、傾斜分層厚度:普采2m?,綜采3.5m?;
2、工作面長度:150?200m;
3、分層同采的合理錯距:P356, Fig17-8
五、分層開采的采區(qū)巷道布置基本規(guī)律
1、縱向: 上山。
2、橫向: 區(qū)段平巷
分層同采時,有區(qū)段集中平巷。
分層分采時,可不設(shè)區(qū)段集中平巷。
3、縱橫相聯(lián): 上、中、下車揚。
4、硐室: 煤倉、絞車房、變電所。
5、附屬上述巷道的聯(lián)絡(luò)巷。
問題: 該采煤方法巷道布置基本規(guī)律?
六、問題(作業(yè))(討論)
厚煤層底板下方20m處有一薄及中厚煤層,該煤層和頂?shù)装寰€(wěn)定。
1、設(shè)計分層分采的采區(qū)巷道布置方案
畫圖并附文字說明;
2、說明上、下區(qū)段過渡期如何獨立通風(fēng),(可設(shè)采區(qū)回風(fēng)井)
第二節(jié) 傾斜分層長壁采煤法采煤工藝特點
一、頂分層回采工藝特點
頂分層增加了為下分層鋪設(shè)人工假頂或形成再生頂板的工作
頂板 — 煤層原生頂板
頂分層采煤工作面 ——工藝同中厚煤層工藝
底板— 煤層(二分層) 鋪假頂或形成再生頂板(下分層用)
1、人工假頂
1)竹笆、荊笆假頂
竹笆:寬0.7 ? 1.0m,長2.2 ? 2.4m,竹片或細(xì)竹用鐵絲編成。
荊笆:寬0.9 ? 1.0m,長2.2 ? 2.4m,用細(xì)鐵絲編成。
底梁:半圓木,或厚木板。
竹笆、荊笆假頂鋪設(shè):
鋪設(shè):底梁與煤壁呈45 ? 60°布置,將竹笆放在底梁上,每片間搭接,用鐵絲聯(lián)好。腐朽期為6 ? 8月。
垮落矸石膠結(jié)性能好時可不鋪底梁
2)金屬網(wǎng)假頂
3)塑料網(wǎng)假頂
塑料網(wǎng)假頂:聚丙稀樹脂制成的塑料編織而成。
規(guī)格:網(wǎng)帶寬13 ? 16mm,5 ? 6?0.9m或2.0?0.9mm,網(wǎng)孔15mm
塑料網(wǎng):無毒、無味,阻燃,抗靜電,重量輕,柔性大,耐腐蝕等。
強度高,壽命長;抗剪性能差;延展性大,易形成網(wǎng)兜。
4)人工假頂鋪設(shè)方法 :
鋪頂網(wǎng)
鋪底網(wǎng)
手工
機械
鋪頂網(wǎng)優(yōu)點:
利于改善工作面頂板管理。鋪一次網(wǎng)可為上、下分層服務(wù)。剛割過煤后,及時移架鋪網(wǎng),及時支護。
提高煤質(zhì)。
提高煤炭采出率。采面浮煤在金屬網(wǎng)下,采下分層時,一并采出。
簡化回采工藝,提高效率。
2、再生頂板
煤層的頂板為頁巖或含泥質(zhì)成份較高的巖層,冒落后注水或注泥漿,在上覆巖層重壓下形成再生頂板。一般4 ? 6個月膠結(jié)形成。
二、假頂下回采工藝特點
1、假頂下支護及頂網(wǎng)管理
假頂下回采,頂板是已垮落的碎石,老頂周期來壓不明顯,頂板壓力 較頂分層小。頂板管理的關(guān)鍵是護好破碎頂板。
護好破碎頂板技術(shù)措施 :
1)淺截深采煤機;
2)滾筒距網(wǎng) ? 100mm;
3)及時支護;
4)普采面:
a、采用正倒懸臂錯梁直線柱布置;
b、割煤后及時掛梁,支貼幫柱;
c、?型鋼梁護頂。
5) 綜采面:
掩護式支架,或支撐掩護式支架。
2、 假頂下的放頂工藝
單體支柱采面 — 無密集放頂。
假頂下易拉斜歪支柱、推垮采面,必須設(shè)抬棚,或打斜撐柱。(戧柱)
3、 分層采高的控制
主要控制底分層采高足夠。
在開切眼、采面及上、下平巷每隔30m向底煤打鉆孔探煤厚。
三、評價
優(yōu)點:
1)有效解決中傾斜以下厚煤層開采時頂板支護和采空區(qū)處理問題;頂分層以下各分層礦壓顯現(xiàn)緩和。
2)安全;
3)采出率高;
4)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)較好。
缺點:
1)鋪假頂工作量大;
2)巷道維護較困難;
3)生產(chǎn)組織管理工作較復(fù)雜;
4)開采易自燃煤層,采取防自燃措施等。
四、適用條件:
煤層頂板不太堅硬,易于垮落、直接頂有一定厚度的緩、中傾斜厚煤層。
分層開采在1990年,產(chǎn)量是統(tǒng)配煤礦產(chǎn)量的28.1%,目前占15?20%。
思考題
P228—1-6
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