急斜煤层开采的基本原则.doc

急斜煤层开采的基本原则与缓斜和倾斜煤层一样，但由于煤层倾角比较大，在地质、矿压、开采技术和安全方面，具有许多特点 由于地质构造结果，使煤层倾角变大、构造复杂，埋藏不稳定，增加了开采的困难。 （1）顶板沿层面倾斜方向的压力增大，而垂直层面方向的压力变小，因此支架不稳 定，容易倾倒；护巷煤柱容易片帮；顶，底板都可能沿倾斜方向滑动。 （2）采下的煤和冒落的矸石，都可自重下溜，简化工作面的装运工作，但容易砸人，冲 倒支架，影响安全。工作面行人、运料比较困难。 （3）一般用于缓斜煤层沿底板运行的采煤机和自移式液压支架，不适用于急斜煤层， 所以急斜煤层目前仍以炮采为主。 根据煤层厚度，急斜煤层的开采方法差别较大。在此重点介绍伪倾斜柔性掩护支架采煤法、水平分层及斜切分层采煤法、倒台阶采煤法， 一、伪倾斜柔性掩护支架采煤法 这种采煤法是用柔性掩护支架把采空区与回采空间隔开，随着工作面推进，掩护支 架靠自重和上部冒落矸石的压力推动而下移。工作面为直线形，与煤层走向成伪倾斜布置并沿走向推进。 （一）采区巷道布置和生产系统 1. 采区巷道布置它一般是采用双翼采区布置。采区一翼的走向 长度为 200-300米，划分为2个区段，一区段在回采，二区段在准备，区段高为30---40米。它一般是采用双翼采区布置。从采区运输石门上方沿煤层顶板倾斜掘进一组上山眼，至少有三条眼（溜煤眼、运料眼、行人眼），需要时还应掘进出矸眼，各眼的间距为10米。为安全起见，行人眼应错开布置，各眼之间用联络巷贯通。当上山眼与回风石门贯通后，就可从上山眼开始掘进区段运输平巷和区段回风平巷。每隔5 米左右沿区段运输平巷向上掘进溜煤小眼，当区段运输平巷和区段回风平巷掘完后，距采区边界 5米处，在煤层中间偏底板位置掘进间距5--8 米的两条切割眼，每隔10--15 米用联络巷贯通。两条切割眼的作用是为了支架逐步下放使工作面成伪倾斜，以便出煤、通风和行人需要而布置的。随着工作面的推进，为了存放材料和行人方便在工作面下端，区段运输平巷上部3--5m米处，掘进超前区段平巷。当工作面推进到靠近上山眼，沿煤层中间偏底板位置，掘进两条收作眼，它们之间也用联络巷贯通。两条收作眼的作用，也是为了缩短支架结束下放时工作面的通风和行人。 2. 运输系统 采下的煤沿工作面的搪瓷溜槽溜下，经溜煤小眼、区段运输平巷、采区溜煤眼，下放到采区运输石门装车外运。材料由采区运输石门，经运料眼向上运到区段回风平巷，送到工作面或由采区回风石经区段回风平巷送到工作面。 3. 通风系统 由采区石门进入的新风，经行人眼（或材料眼）、区段运输平巷、溜煤小眼到工作面。清洗工作面后的乏风经区段回风平巷到采区石门排出。 （二）回采工艺 这种采煤方法的回采工艺，可分为准备回采（初次放架）、正常回采（正常放架）、收尾 或收作（结束下放）三个阶段。 1、 准备回采 安装支架前，把回风平巷扩大到煤层顶底板，为了安装支架，从切割眼以外5米处，在回风平巷中间位置挖掘地沟（ 地沟挖好后，就可沿地沟安装支架，随着支架安装，地沟要不断延长，保持超前最后一根支架钢梁）米。在开始安装支架时，沿地沟两侧放置钢丝绳，钢丝绳两端应折回，每 根钢丝绳长30米，两根钢丝绳搭接长度不少于2米并用5付绳卡夹紧，钢丝绳接头位要错开。钢梁从切割眼以外3---5米处开始铺设，每隔200---300毫米在钢丝绳上放一根钢梁。俐梁垂直顶底板，靠近顶板的钢梁端垫高，使钢梁有3--5的倾角，这样便于联结钢梁和钢丝绳，而且也利于支架下放改为伪倾斜时转动方便。 这种支架的结构。架宽按煤层厚度而定，一般应比煤层厚度小 0.2--0.3 米，便于架子下放。钢丝绳的根数按架宽而定，可由3--5根组成。钢梁之间的间隙（一般为0.3 米）用撑木和荆笆充填。钢梁和钢丝绳用垫板螺栓联结，也可用环形卡 子联结。在钢梁上铺设双层荆笆，作为隔离采空区矸石和拆架时人工假顶之用，如含水较大，还需铺上油毡；如煤层极易自燃，可在支架上铺层黄泥或洒泥浆。这样结构的架子，具有柔性而且便于控制和回收冒落，应放炮崩落，使掩护支架上有2--3米厚的煤矸层。以防掩护支架受到冲击荷载而影响安全。为了防止支架下放过程中下滑，应使冒落的煤矸距工作面上部拐点处的长度不小于5米。 当支架安装长度已够15米，支架上全冒落煤矸层后，就可调整支架下放。支架下放是利用两个切割眼来完成的，在切割眼内打眼放炮，使架尾（安装支架的一端称架头）由水平位置逐步调斜下放。调斜下放过程中，在回风巷内不断接长支架，最后到达规定的位置形成25--30的伪倾斜工作面，同时沿工作面中间位置形成一条地沟， 这时回采准备阶段结束，转入正常回采阶段。在准备回采阶段落下的煤，经切割眼、溜煤小眼、运到区段运输平巷。材料由区段回 风平巷运到工作面。新风由区段运输平巷经溜煤小眼进入工作面。乏风经区段回风平巷排出。在准备回采阶段，支架调斜下放过程中，整个支架实际上是倾斜掩护支架和平板掩护支架的组合，即调斜工作面支架成为倾斜支架，调斜切割眼支架成为平板掩护支架。转入 正常回采随着工作面推进，在区段回风平巷内延长地沟和接长架头。同时在工作面下端的区段运输平巷内拆除架尾。在掩护支架下的正常回采工艺是打眼、放炮、出煤、移架。根据煤层的厚度和软硬情况，炮眼可布置单排或双排。双排炮眼的布置和眼、行距。煤质坚硬时，可加打刷帮眼。放炮工作，最好沿工作面全长一次放炮，这样有利于支架均匀下沉，工作面很长时，也可分段打眼放炮。崩落的煤，装入工作面的搪瓷溜槽滑下，经溜煤小眼运到区段运输平巷。 随着出煤，支架在自重和上部煤矸的作用下，逐渐下降而移架，同时工作面随着移架沿走向推进一定的距离。爆破后地沟两帮可能不规整，应有专人整修，把支架调整到正常位置，即支架沿工作面倾斜方向保持一直线，并与顶板有3--5的迎山角（即支架钢梁与顶板法线的夹角）。为了维护区段运输平巷作为下区段的回风平巷，必须保留煤柱。当工作面向前推进三个溜煤眼的距离（靠近工作面的溜煤眼用作溜煤；中间的用作行人和通风；靠近拆架处的用作运料），就可开始拆架尾。拆架前，要将地沟扩大到两侧的钢丝绳位置。扩大地沟时，要跟着打点柱，靠老塘口4排钢梁下也要加打临时点柱。 拆架时，先卸掉螺帽，拿去垫板，然后将钢丝绳折回，即能取下钢梁。为了便于拆架， 可用带帽点柱支撑老塘的笆片假顶 3、收尾 当工作面推进到采区停采线前的两条收作眼时，架头就不再接长，利用收作眼把架的平板架。随工作面缩短拆除多余架头，当工作面缩短到15--20米时，逐步减小工作面的斜度，呈扇形下放直到水平位置，拆除支架的方法，与上述相同。 （三）故障处理 这种采煤法在生产中发生的主要故障有 1、支架切入顶底板； （1）、支架扭斜；窜矸；钢丝绳和接头故障。 （2）、煤层顶底部的硬度相差过大，以致顶板或底板一侧不易崩落。 （3）、煤层倾角局部突变，支架控制不当。 处理的办法是打眼放炮下放切入端，在另一端打点柱支撑，经过几次下放调整切入端，逐步使支架回到煤层中的正常位置。 2、 支架扭斜 支架下放过程中，钢梁不垂直顶底板发生扭斜，支架扭斜后，不但缩小架宽，降低回采率，而且影响安全，其产生的主要原因是 （1）安装支架时，钢丝绳拉紧程度不一致。 （2）夹紧螺栓没有拧紧，使钢丝绳和钢梁产生相对移动，或钢丝绳接头松脱。 （3）工作面地沟两帮煤的硬度不一致。 （4）支架发生切入顶底板。 （5）钢梁由上拐点转入伪倾斜工作面时，底板一侧钢梁下移。 根据上述原因，可采取下列措施 安装支架时，所有钢丝绳拉力要保持一致，拧紧螺栓和钢丝绳接头的绳卡；靠近硬煤一侧布置地沟炮眼或调整装药量，放炮后，使支架保持平衡；在工作面上拐点处，靠底板一侧加打深炮眼，使支架逐渐转角，形成缓转弯。 3、窜矸 矸石窜入工作面，影响生产安全和煤质，其产生的主要原因是； （1）炮眼距顶底板太近或装药量不当，把煤帮和顶底板破坏，出现空洞或部分支架悬 空。 （2）钢梁上的荆笆移动，使钢梁间出现空隙。 （3）支架通过小溜煤眼或煤巷时，巷道周围煤岩受压而破碎，出现空洞或部分支架悬空。 处理办法是将窜矸的空洞用木料或笆片堵上；支架过老巷时，预先把老巷用碎煤填实。 4、钢丝绳和接头故障 钢丝绳接头滑脱，使钢梁间距拉大，其产生的主要原因是 （1）接头处绳卡不够或绳卡未夹紧。 （2）钢丝绳使用时间长，锈蚀严重，有断丝；绳的封头不牢。 （3）钢丝绳的强度不够。 （4）由于支架局部悬空，使钢丝绳受力太大。 （5）支架扭斜，使钢丝绳受力不均处理办法是在支架下放过程中，检查拧紧螺帽；更换断丝锈蚀严重的钢丝绳；采用 全长工作面一次放炮；已滑脱的部分，用短钢丝绳接上，并用绳卡接牢，每端绳卡不少于1 付。