赵各庄矿急倾斜煤层开采方法的实践与探索.pdf

赵各庄矿急倾斜煤层开采方法的实践与探索 姬超文 开滦集团 赵各庄矿业分公司,河北 唐山 063102 摘 要根据急倾斜煤层及原煤层倾角的变化,试验采用双地沟采煤方法进行巷道布置,并对回采工 艺给以详细论述。 关键词急倾斜煤层;开采方法;双地沟;巷道布置 中图分类号TD823. 21 3 文献标识码B 文章编号1007 - 1083200504 - 0014 - 02 Study on the mining in the rapid tipping coal seam of Zhaoge - zhuang mine JI Chao - wen 1 概 述 开滦集团赵各庄矿业分公司始建于1906年,是 一个有近百年开采历史的急倾斜矿井,煤层地质条 件极为复杂,煤层倾角20～90,煤层厚度在115～ 11m ,矿井采深1150m ,且具有突出、 自燃发火和煤尘 爆炸危险,现生产水平为12、13水平,可采煤层为7、 9、12煤层,处于多水平、 多煤层开采,急倾斜产量比 重占全矿井的40 左右。 自1970年以后开始试验推广伪倾斜柔性掩护 支架采煤法,使柔性掩护支架采煤方法,由一开始大 跨度单沟,发展至中厚煤层的单沟,特厚煤层的双 沟,并根据煤层倾角的变化,在50～60 煤层倾角区 域实施了阶梯双沟。从而使柔性掩护支架采煤法在 赵各庄矿得到了很大发展,现伪倾斜掩护支架采煤 方法在该矿急倾斜煤层开采比重占85 以上。 2 急倾斜煤层开采巷道布置的综合特点 2.1 采区上山 急倾斜煤层采区沿倾斜方向,由运输石门至回 风石门沿煤层底板布置一组上山,上山可分立眼上 山和伪斜上山。现一般采用伪斜上山的布置方式, 伪斜角25～30,伪斜上山分段开掘成折返式,由于 上山倾角变缓,掘进技术比较简单,并可使上山断面 加大。 2.2 阶段划分及回采分段的巷道布置 阶段垂高的确定与所采用的采煤方法有直接关 系,该矿生产水平阶段垂高90m ,急倾斜区回采分段 垂高一般15～30m ,采区上山两翼走向200～250m , 由两翼向上山方向相向推采。采区平巷掘到回采边 界,依采煤方法的不同而开掘不同形式的切割眼。 2.3 双地沟采煤方法巷道布置及回采工艺特点 所谓双沟就是在8～10m厚的煤层中,沿煤层底 板和顶板布置两个独立的支架跨度为3m的平板式 伪斜柔性掩护支架,沿顶板的称为板沟,沿底板的称 为底沟。 图1 双沟采煤巷道布置示意 1 底沟; 2 板沟; 3 底沟出煤眼; 4 板沟斜眼; 5 板沟煤门; 6 底沟回风巷; 7 板沟回风巷; 8 运输巷 41 河 北 煤 炭 2005年第4期 2. 3. 1 巷道布置 1在采区生产石门与回风石门之间,沿煤层 底板布置伪斜上山,根据上、 下巷道之间阶段垂高 90m ,分为三个回采分阶段,分阶段垂高30m左右, 沿走向开掘分阶段回风巷和运输巷,一般情况下,分 阶段回风巷及运输巷都沿底板布置,巷道规格6拱 型支架,回风巷布置两条,沿煤层顶板布置一条,做 为板沟的回风巷,距煤层底板1～115m左右布置一 条,做为底沟的回风巷,两条回风巷均与采区上山相 通,沿走向每隔50m用平煤门联通。 2沿煤层顶板和底板各布置4个立眼与回风 巷相通,做为底沟和板沟的切割眼。切割眼使用4 套立眼,立眼垂高7～8m ,每套立眼之间用顺槽横 通。立眼使用110m110m的木垛眼,顺槽使用 112m118m的梯形金属支架。正常回采时,运输巷 沿走向每隔5～6m沿底板超前掘进溜煤眼与底沟相 通,板沟用爬坡煤门和立眼与板沟相通,供伪斜工作 面通风、 行人、 运煤及供料之用。 2. 3. 2 回采工艺 1扩大巷道。从底、 板沟回风道切眼开始,用 腿长211m 梁长218m直径240mm的梯形园木支架 扩大巷道,扩大后的巷道下宽不小于312m ,然后开 成倒梯形沟槽。 2支架安装。按照支架结构要求,由扩巷后 1m开始,沿走向进行铺梁造顶,支架安装时要保持 钢梁与回风巷道的方向线垂直。 3支架下放。亮面在回风巷支架安装20m 后,按照板沟在前,底沟在后的顺序,由支架尾部边 缘开始,拆除切眼的垛眼,开沟落煤下放支架,逐步 将工作面形成25～30 的伪倾角。 4落煤与下放支架。工作面内用放炮方法开 沟落煤,放炮后在工作面内由下向上开沟,借助搪瓷 输送槽出煤,然后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,用点柱控制,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,其水平夹角为90-αα角为煤 层倾角 , 支架沿走向的伪倾角保持25～30 。 5出顶煤。8～10m厚的煤层,使用总跨度6m 的支架,因此有顶煤回收问题,顶煤回收在掩护支架 底沟的下出口出煤眼以下,支架回撤以前的板、 底沟 的平沟进行。 6工作面爆破。采用放炮落煤,一般采用分 段放炮。 7支架回撤。随着伪斜工作面向前推进,在 沟尾四个尾后面的支架,必须及时回撤,回撤钢梁地 点要扩大断面,露出梁头,梁头打点柱或托板,然后 逐根拆卸回收支架材料,支架回下来以后,每隔5～ 8m ,用托板将金属网托住,防止采空区矸石窜入回收 支架地点,回下来的支架要及时上运复用。 3 几个参数的确定与分析 1对于倾角在70 以上的煤层,使用双沟掩护 支架,隔离煤柱以115～215m为宜,最大不超过3m , 煤柱小于215m在支架下放过程中容易使两沟靠拢 贯通,煤柱大于3m会影响回采率的提高,实践表明, 隔离煤柱在3m以下时,其回采率一般保持在90 左右,两煤柱每增加1m ,回采率会降低15 ～20 。 2煤层厚度。支架跨度2～3m ,煤层厚度8～ 10m ,采用双沟巷道布置为最好。 3底沟与板沟的距离。在双沟掩护支架回采 时最理想的拉开距离是底沟与板沟拉开距离为0 ,但 这不易控制。沿走向方向板沟超前底沟0～6m ,最 大不超过8m。 4工作面长度。伪斜工作面长一般在30～ 40m为宜。 5回收率。回收率是衡量采煤方法好坏的重 要指标之一,对于双沟掩护支架,在煤层厚度一定的 前提下,影响回收率主要是支架跨度、 中间隔离煤柱 的煤顶回收的好坏等,但支架跨度,隔离煤柱等都不 能任意扩大或缩小,因此,要想提高回收率只能从回 收顶煤上下功夫,但在支架下放过程中,采支架两端 的顶煤,会影响支架下放质量,不宜采用。采用伪斜 面尾部回撤支架时,这部分顶煤也随之采出。 4 结 语 双地沟采煤方法适应条件为煤层赋存条件比较 稳定,沿走向及倾斜没有较大的地质变化,煤层厚度 8～20m ,倾角65～90,煤质中硬,顶、 底板随采随落 的工作面,凡具备上述条件皆可采用此种采煤方法。 作者简介姬超文1964 - ,男,河北唐山人,开滦集团赵各 庄矿业分公司副经理。 收稿日期 2005 - 06 - 29;编辑吕桂安 512005年第4期 河 北 煤 炭