急倾斜煤层采煤方式.ppt

全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心1 第三章第三章 急倾斜煤层采煤方法急倾斜煤层采煤方法 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心2 第一节 采煤方法发展及围岩破坏特征 一 一般特点 煤层 急斜煤层开采的特点均由煤层倾角 增大引起 1 地质构造复杂 煤层赋存不稳定 煤层由原水平状态 经过多次地质变动 变成急斜煤层 地质构造复 杂 煤层不稳定 在尺寸相同 煤层数目相同的井田内 煤的储量相对 下降 2 采下的煤和垮落矸石会自动下滑 简化煤的运输 带来不安全因素 3 采煤工作面行人 运料及操作等各工序均较困难 4 顶板沿倾斜方向的分力增大 垂直于层面方向的 分力减小 矿压显现缓和 同时引起 工作面支架不稳定 底板岩层稳定性下降 顶板 底板均会滑动 5 机械化采煤一般比较困难 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心3 二 急倾斜煤层开采的特点 1 矿井常采用立井 斜井 多水平集中运输大巷和采区 石门开拓方式 开采水平垂高 80 150m 采 区走向 长 600 1000m 2 采区用一组上山眼的布置方式 或用伪斜折返上山 3 采区一般不设上 中部车场 设下部车场 4 采煤方法多样 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心4 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心5 伪斜折返上山 1 运输石门 2 溜煤眼 3 运料眼 4 行人眼 5 回风石门 2 3 4 1 5 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心6 三 急倾斜煤层采煤法的发展 表 急倾斜煤层采煤法的发展 解放前柱式采煤高落式或残柱式 倒台阶走向长壁 20世纪50年代初 水平分层 斜切分层 20世纪50年代 解放后 伪倾斜长壁 20世纪80年代 伪倾斜柔性掩护支架 采煤 1965年 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心7 1 特点 采面呈伪斜直线布置 沿 走向推进 水平分段密集切顶 挡矸 隔离采空区与采面工 作空间 采面分段爆破采煤 煤自溜 为了满足煤炭自溜又方便 人员行走 工作面伪倾斜角度 工作面线与水平面夹角 一般为30 35 工作面斜长 可达到80 90m 为了溜煤 通风 行人和溜煤眼掘进方便 工作面下部的溜煤眼不少于 3个 掘成漏斗状 并铺有溜 槽 第二节 俯伪斜走向长壁采煤法 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心8 1 密集 2 人字溜 煤眼 3 单边钢板 溜槽 4 点柱 2 采煤系统 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心9 3 回采工艺 正常支护 金属支柱加铰接 顶梁 密集支柱 沿倾斜4 5m设置 一排密集支柱 一般为点柱 支柱间距0 2 0 3m 每排 密集支柱沿走向长约4 5m 密集支柱随面前移前添后回 相邻两排密集支柱沿煤层 走向保持1 0 1 5m错距 密 集支柱除起切断顶板作用外 主要用于挡矸 隔离采空 区和工作面空间 分段水平密集 切顶 挡矸 隔离采空区和工作面空间 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心10 1 工作面初采 a 工作面又开切眼与区段回风巷交接处开始 按工作面伪倾角要求自 上而下推进 工作面长度逐渐增大 如图所示 b 为便于初采时工作面出煤和人员通行 开切眼沿伪倾斜方向布置 c 随着工作面向下推进 开切眼 自上而下逐段报废 d 当工作面下端距回风巷4m时 开始支设分段密集支柱 e 当第一分段密集支柱长度达到 5m而直接顶仍不垮落时 采用强 制放顶措施 f 随着工作面的继续推进 不断 增设新的分段密集支柱 g 当工作面煤壁到达图中6的位 置时 储采工作结束 1 区段运输巷 2 区段回风巷 3 开切眼 4 溜煤行人眼 5 调整中 的工作面煤壁 6 好的工作面煤壁 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心11 2 工作面正常回采 采面分段爆破 一般由下向上 装煤一般由上向下 装入搪瓷溜槽 采空区采用全部垮落法管理 当回风巷下方采空区出现大面积悬 顶时 除采用人工强制放顶外 可将上区段采空区冒落矸石放入本 区段采空区 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心12 3 采面收尾 当工作面上端推进到 距收作眼4m时 工作面 开始进入收尾阶段 这 时工作面长度逐渐缩短 如图所示 为满足工作面收尾时 的通风 运料和行人需 要 收作眼影始终保持 畅通 为此 在收作眼 靠工作面一侧应留有保 护煤柱 其尺寸宽为4m 倾斜长5m 1 区段运输巷 2 区段回风巷 3 收作眼 4 联络巷 5 收尾中的工 作面煤壁 6 收作眼煤柱 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心13 分段水平密集 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心14 俯伪斜分段单体液压支柱密集采煤工作面布置 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心15 4 评价及适用 优点 采面伪斜直线布置 减少了煤 矸下滑速度 安全 顶底板受力改善 相对稳定 采面利用率高 单产高 缺点 支回柱工作量大 操作不方便 分段密集下方 三角区 通风条件差 易积CH4 顶如有淋水 劳动条件差 适用 40 75 顶板中等稳定 煤壁易片帮 M 2m 低瓦斯 不适宜采用柔性掩护支架采煤法的不稳定急斜薄及中厚煤层 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心16 第三节 伪倾斜柔性掩护支架采煤法 一 采煤系统 伪斜柔性掩护支架采煤法 伪斜柔性掩护支架采煤法 是把采工作面布置呈伪斜直线 用一定结构形式的掩护支 架 将回采工作空间遮掩起来隔离采空区 使之不受冒落 岩石的影响 随着回采工作面沿走向的推进 掩护支架在 其自重和冒落岩石压力的作用下 紧随工作面移动 采煤 工作在掩护支架下进行的一种采煤方法 区段高度一般 30m 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心17 伪斜柔性掩护支架采煤法是我国在开采急倾斜煤层过程中目 前最为经济 安全 操作简单的一种采煤方法 也是2007年 被国家煤矿安全监察局重点推广的一种采煤方法 在目前煤 矿安全 经济压力较大的情况下 作为开采急倾斜煤层的矿 井更是应优先选用此种采煤法进行开采 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心18 在区段范围内 区段运输巷和回风巷掘到边界后 距采区边界5m处掘 进一对斜巷 两巷相距5 8m 并沿倾斜每隔 10 15m用联络巷贯通 斜巷贯通回风巷后 在回风巷中安装掩护支架 利用这两条斜巷逐 步把水平铺设的掩护支架下放到与水平面成25 30 夹角的伪倾斜位 置 即形成了伪倾斜采煤工作面 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心19 正常回采时 为保证工作面的运煤和通风 随着工作面的推进 在 区段运输巷内沿走向每隔5m掘进溜煤小眼 为了使溜煤 通风和行 人互不干扰 同时维持的小眼应不少于3个 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心20 二 柔性掩护支架结构 1 工字钢 2 钢丝绳 3 荆笆 4 压木 5 撑木 平板型柔性掩护支架是使用最早和最广的一种 主要由钢 梁和钢丝绳构成 3 4 1 2 5 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心21 1 钢梁 长度比煤厚小0 2 0 4 m 便于支架下放 平行排列 每米宽度排放4 根 间距200 300mm 2 钢丝绳 直径25 35 mm 旧钢绳 掩护支架上钢绳的宽度按架宽确定 一般架宽3m以下时用2 3根 架宽3m以上时用4 5根 3 钢夹板和螺栓 夹板用60mm 12mm的扁铁 螺栓用12mm 16mm的圆钢做成 用钢夹板和螺栓将钢梁固定在钢丝绳上联成整体 梁间用撑木保持 间距并固定 4 荆笆 在钢梁上交错铺设 2 3层 用铁丝与钢梁联紧 以隔离采空区矸 石 荆笆宽度应比钢梁的长度稍短 以避免支架下放时 荆笆挂住顶底 板矸石被拉开而发生漏矸现象 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心22 三 采煤工艺 1 准备回采 主要是在回风巷里安掩护支架 并逐步下放支架式工 作面成伪斜工作面 为正常回采做准备 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心23 掩护支架的安装 位置 回风平巷工作面上出口前方15 m 扩巷 将回风巷扩宽到煤层顶底板 运料 柔性掩护支架的全部材料运至工作面回风平巷 挖地沟 在上出口前方5m处的底板开挖地沟 地沟底 部最小宽度不小于0 8 m 并铺设搪瓷溜槽 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心24 掩护支架的安装 地沟挖好一段后 即可安装掩护支架 其一端紧靠顶板并垫 高 使梁有3 5 的倾斜 便于连接钢梁和钢丝绳 而且也有 利于支架下放改为伪倾斜时转动方便 顶板 底板 地沟 钢梁 钢丝绳 竹笆 压木 垫木 撑木 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心25 钢梁从初采斜巷以外3 5m处就开始铺设 随着铺梁 不 断地挖地沟并接长钢丝绳 钢丝绳接头处的搭接长度应 不小于2m 并要用5个绳卡夹紧 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心26 掩护支架安装超过一定距离后 将平巷支架拆除 使上面的煤 柱自行冒落或放炮崩落 使掩护支架上面有2 3m厚的煤 矸 垫层 用以保护掩护支架 为了防止支架在下放过程中下滑 应使煤和矸石冒落点距伪斜工作面上部拐点经常保持在5m以 上 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心27 支架安装长度超过15m 并冒好矸石垫层以后 即可调整支架下放 用放 炮方法开沟落煤 放炮后在工作面内由下向上开沟 搪瓷输送槽出煤 用 手镐将梁头的煤台找下 使支架依次平稳下落 支架下放时 使支架的尾端 安装支架的一端为头部 由水平状态逐步调斜下放 支架与水平面成25 30 的夹角 必要时使用点柱控制支架 一般沿沟面的伪斜方向每1 2m 使用一棵点柱 使支架保持与煤层顶底垂直 在支架下放到工作面下端 时 再调整回水平位置 如图所示 初次下放 2 1 4 3 6 5 7 1 区段运输巷 2 区段回风巷 3 初采斜巷 4 掩护支架 5 支架移动轨迹 线 6 支架放平位置 7 溜煤小眼 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心28 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心29 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心30 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心31 2 正常回采 1 接长掩护支架 采煤 溜煤眼上留巷拆支架 在回风巷接长掩护支架 超过上出口8 10m 2 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 3 拆支架 在采面下端将支架放平 将巷道断面扩大 露出钢梁两端 并及时打上点柱托住钢梁 并留出 空间1 2m高 然后拆除支架 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心32 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心33 3 收尾 1 在停采线一侧掘两条收尾上山 走向间距8 10m 用联络 眼贯通 2 支架安装到收尾上山处 不再接长 3 随采煤下放前端支架 伪斜角逐渐变小 并拆除上端多余的 支架 放平支架 4 全部拆除支架 1 区段回风巷 2 区段运输巷 3 收作眼 4 掩护支架 5 溜煤小眼 6 支 架放平位置 7 支架移动轨迹线 全省煤矿总工程师培训煤矿开拓开采 云南煤矿安全监察局安全技术中心34 四 改进支架结构 扩大使用范围 八字形掩护支架 适用 M 1 3 1 6m 当煤层厚度为1 3 1 6m时 由于掩护支架 下地沟断面小 操作不 方便 而且工作面。