第十二章 急傾斜煤層采煤方法
第一節(jié)采煤方法發(fā)展及圍巖破壞特征
一、一般特點
1、地質構造復雜,煤層賦存不穩(wěn)定
在尺寸相同、煤層數目相同的井田內,煤的儲量相對下降。
急傾斜煤層開采的一般特點
2、煤矸石下滑
— 簡化煤的運輸;帶來不安全因素
3、采面行人、運料及操作等各工序均較困難
急傾斜煤層開采的一般特點
4、垂直于層面方向的分力減小,礦壓顯現緩和,引起:
支架不穩(wěn)定;
底板穩(wěn)定性下降;
頂板、底板均會滑動
急傾斜煤層開采的一般特點
5、機械化采煤困難
6、采礦工程立面圖、層面圖、剖面圖
急傾斜煤層開采的特點
1、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
采區(qū)用一組真傾斜上山(眼)布置方式采區(qū)用一組偽傾斜折返上山(眼)布置方式
急傾斜煤層開采的特點
3、采區(qū)一般不設上、中部車場,設下部車場
4、采煤方法多樣
三、急傾斜煤層采煤法的發(fā)展
1、倒臺階采煤法
回采工藝
落煤 — 風鎬;爆破裝運 — 煤自溜
支護 — 人工,木支柱,設頂梁、底梁、護身板
處理采空區(qū) — 垮落法或充填法
倒臺階采煤法
評價及適用
缺點:工藝多,操作復雜,勞動強度大,支護技術要求高;坑木耗量大;煤塵大,安全性差;技術經濟指標低。
目前應用少,由俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法逐漸替代。
適用:不能采用其它采煤法開采的急傾斜煤層。
第二節(jié)偽斜長壁采煤法
—工作面線與水平面夾角,一般為30°? 35°
俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法
俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法
3、采煤工藝
正常支護 — 金屬支柱加鉸接頂梁,3?5排
密集支柱 —密集支柱(點柱)沿傾斜4?5m,支柱間距0.2?0.3m,每排密集支柱沿走向長約4?6m,隨面前移前添后回
分段水平密集
4、評價及適用條件
優(yōu)點
減緩了煤、矸的下滑速度,利于防止沖倒支架和砸傷人員。
評價及適用條件
問題
支回柱的工作量大,
分段密集支柱下方的“三角區(qū)”通風條件較差,易積聚瓦斯。
煤層頂板淋水時勞動環(huán)境比較差。
4、評價及適用條件
適用條件
傾角大于40°
頂板中等穩(wěn)定,煤厚小于2 m的低瓦斯煤層
不宜使用偽傾斜柔性掩護支架采煤法的急斜薄及中厚煤層。
可替代倒臺階采煤法。
第三節(jié)偽傾斜柔性掩護支架采煤法
一、偽斜柔性掩護支架采煤法
采面呈直線偽斜布置,沿走向推進,并用柔性掩護支架隔離采空區(qū),工人在掩護支架下采煤
偽傾斜柔性掩護支架采煤法
二、柔性掩護支架結構
平板型柔性掩護支架
鋼梁:比煤厚小0.3~0.5 m的直鋼梁
平行排列,每米寬度排放3~5根。
鋼絲繩: 2 ~5根鋼絲繩,直徑22~43.5 mm
鋼夾板和螺栓將鋼梁聯成整體。
柔性掩護支架結構
八字形掩護支架
適用: M =1.3 ? 1.6m
增加高度0.3 ? 0.5m
淮南李一礦
三、 采煤工藝
支架安裝
位置:回風平巷工作面上出口前方15 m
擴巷:到煤層頂底板
運料:
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。
采煤工藝
掩護支架的安裝
擴巷、挖溝、安裝掩護支架
采煤工藝
采煤工藝
掩護支護調斜
將掩護支護調斜成偽斜工作面,傾斜角為25? ? ???
偽斜柔性掩護支架采煤法工作面
采煤工藝
正常采煤
接長掩護支架
采煤
拆支架
采煤工藝
采煤 — 炮采
打眼-裝藥-聯線- 放炮(全采面一次爆破或分段爆破)
出煤(鋪溜槽)- 調支架等。
炮眼布置
打眼-裝藥-聯線- 放炮(全采面一次爆破或分段爆破)
五、評價及適用條件
優(yōu)點
安全、勞動條件好;
巷道布置簡單,掘進率低;
工序簡單,煤自溜;
材料消耗低;
采面較長,利于高產;
技術經濟指標較好。
評價及適用條件
缺點
體力勞動為主
支架結構不完善,不能調寬度;
淋水時勞動條件差;
煤塵大;
支架拆裝費事。
評價及適用條件
適用條件
傾角大于60°,厚度2~6m,埋藏穩(wěn)定的急斜煤層
6~10m,埋藏穩(wěn)定的急斜煤層也有應用,
1.3 m,埋藏穩(wěn)定的急斜煤層也有應用
第四節(jié)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
水平分段放頂煤采煤法
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。
水平分段放頂煤采煤法
20世紀80年代后期
窯街二礦
烏魯木齊六道灣礦
水平分段高度10~14 m,
迅速在我國推廣。
綜放
滑移頂梁液壓支架放頂煤
水平分段放頂煤取代水平分層采煤法。
二、水平分段綜采放頂煤
窯街二礦水平分段綜采放頂煤
窯街二礦,煤厚25m,傾角55°,工作面長25m,推進長660m,分段高度10 m,采煤機采高2.5m,放煤高度7.5m,分5個分段,進、回風巷梯形斷面,工字鋼棚支護,面積7.8m2。
MLS3P170雙滾筒采煤機,斜切進刀出煤,截深0.6m
FY280-14/28插板式放頂煤液壓支架
雙輸送機
兩刀一放,兩輪,順序放煤,兩架同放,由底板向頂板方向放煤,日進3 m,日產910噸,面54人,
窯街二礦水平分段綜采放頂煤
六道灣煤礦水平分段綜采放頂煤
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
六道灣煤礦水平分段綜采放頂煤
割煤 先割上槽,中槽,再底槽
拉后輸送機 移架前拉后輸送機
移架 割完上槽煤后移架
移前輸送機
放頂煤 順序,兩輪
六道灣煤礦水平分段綜采放頂煤
水平分段綜采放頂煤適用條件
煤層厚度大于20~25m,煤質中硬以下,結構簡單的急斜厚煤層。
使用短機身采煤機。
第五節(jié) 倉儲式采煤法
一 、仰斜推進的倉儲采煤法
(一)巷道布置
沿走向每15 ? 30m劃分為倉房,
倉房的傾斜長度(區(qū)段斜長)一般為40 ?80m。
倉儲采煤法
倉儲采煤法
1、提前開掘一條上山眼用作進風和行人
2、一般倉房間留煤柱3 ? 6m
3、倉房底部留小煤柱形成放煤口
倉儲采煤法
4、每個倉房內布置一個工作面,工作面呈偽傾斜布置(便于通風,與走向15°~20°夾角),由下向上推進采煤
5、采下的煤暫時存于采面下的采空區(qū)內,臨時支護頂板
6、倉房采完后,再把貯存的煤放出
打眼放炮落煤
由倉房沿傾斜最下部開始,由下而上進行。
破碎的煤大致在原地堆積,需經常將多余的煤放出。
頂板管理
頂底板和煤層的穩(wěn)定性較好時,一般不進行支護;
當頂板、底板穩(wěn)定性較差時,可采用木錨桿或點柱加以支護;
當煤層松軟易冒時,應打支柱并用背板背好。
放煤
回采倉放煤
放煤倉放煤 放煤口依次順序放煤
頂板冒落,放煤就可能混矸
(五)倉儲采煤法評價及適用條件
優(yōu)點:
巷道布置及生產系統簡單。
工序少、效率高,支柱、回柱工作量少。
坑木耗量少。
勞動強度有所減輕。
倉儲采煤法適用條件
1)頂底板堅硬,底板不易脫落,能懸露較大面積和較長時間不垮落。
2)? ? 45?。
3)煤厚M =1 ? 4.5m,煤不易自燃,CH4小。
4)無淋水。
5)地質構造簡單。
思考題
1、 急斜煤層開采有哪些主要特點?
2、 急斜厚煤層水平分段放頂煤采煤工藝種類及適用條件。
3、偽斜柔性掩護支架采煤法的特點及適用條件。
4、 急斜煤層偽斜走向長壁水平分段密集采煤法的主要特點?
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