短壁采煤法中的完全垮落法采煤工艺介绍.pdf

Co a l Mi n i n g Te c h n o l o g y 短壁采煤法中的完全垮落法采煤工艺介绍 邑磊 国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿。安徽 阜阳 2 3 6 0 0 0 【 摘要 】 传统的短壁采煤工艺一般采用不垮落或不完全垮落 法管理顶板 ，煤炭 回收率低 。无煤柱 完全垮 落的短壁机械化 开采技 术 的出现 ，克服 了上述不足 。按 照回采 方式不同，无煤柱 完全垮 落 的短壁机械化 开采技 术又可分 为单侧无煤柱短壁机械化 开采技 术和 双侧无煤柱短壁机械化开采技术 ，文章分别给予 了介 绍。 【 关键词 】 短壁采煤法；完全垮落；采煤工艺；单侧；双侧 1 言 传 统的短壁开采在我 国煤矿应用 已有几 十年， 它 是柱式开采体 系的总称，包括房式采煤法、房柱式采煤法及在此基础上演变而来 的其它一些采煤方法，一般以短工作面采煤为基本特征。 长期以来， 回采率一直是 困扰短壁机械化开采在我 国推广应用 的首要 问题 。 目 前我国应用的短壁开采多为不垮落或不完全垮落的短壁开采，且开 采 的区域多为埋藏浅 、瓦斯低 、顶底板条件较好 的残采煤 区、残 留 煤柱和 “ 三下”压煤等。随着行走支架的研制成功和推广应用，无 煤柱完全垮落 的短壁机械化开采技术成为现实， 该采煤技术有 效地 解决 了顶板垮落较难控制、 煤炭回收率低的问题， 是一种 非常优越高 效的短壁开采技术，在国外应用已比较普遍，特别是在美国、澳大 利亚 、南非等一些 国家 。按照 回采方式不 同，该技术又可 以分 为单 侧无煤柱短壁机械化开采技术和双侧无煤柱短壁机械化开采技术， 下面分别予 以介绍 。 1单侧 无煤 柱短壁 机械化 开采技术 该采煤工 艺特 点是整 个开采 区域不 留设任何保护 煤柱， 顶板 可以充 分、有规律 的垮落 。人 员和设备始终处于保护煤柱之 下的应 力降低 区，安全状况 良好 。该工艺适合于开采埋藏深度 小于2 0 0 m 、 顶板中等稳定的近水平中厚煤层。 l _ 1巷道掘进与支护 如图2 所示，利 用连采机与锚杆 机交叉作业依次 向前掘进七条 平巷，平巷宽度一般应在5 m以上， 保证放下两台行走支架。平巷采 用锚杆支护，相邻平巷 间隔1 1 m 在平巷掘进过 程中，沿平巷 每隔 2 8 m 掘一联络巷，联络巷采用锚杆支护，整个开采区域被切割成长 2 8 m 、宽l 1 m 的方形煤柱 。 1 ． 2煤柱回收 在整个巷 道系 统掘进完 成后， 即可进 行煤 柱的回收。首先将行 走支架摆放至位置l ，连采机采1 A 、1 B采硐； 采完后，连采机从采 硐中退出，行走支架移至位置2 ，连采机再采2 号采硐。如此类推， 连采机每采一刀，两台行走支架同时向前移动一个步距，且两台支 架始终成阶梯形布置。在回收完一侧的煤柱后，将行走支架连采机 开到下一支巷，按图中的数字顺序依次回采，直至所有煤柱回收完 毕。如图l 所示 。 图 l浅埋深单侧无煤柱短壁机械化开采工艺 1 ． 3顶板管理 行走式液压支架可 以有效的支护顶板，但在使用支架控制顶板 垮落时，务必要使顶板有规律的垮落。其原因是 1 完全垮落可 减轻工作面顶板的压力，有效的防止底鼓、片帮的发生； 2 可以 尽可能少的留设保护煤柱，从而取得8 0 9 0 ％的煤炭回收率； 3 可以使顶板沿着每一个煤柱或每一排煤柱有规律的垮落。 特别要注意的是在顶板条件不好的情况下，行走支架可以适当 的带压移架。但对于坚硬、大面积不跨落的顶板要定期进行强制放 顶，特别是在初采期间，要尽可能减小顶板的初次垮落步距。 1 ． 4运输方式 3 2 0 I 华东 科技 运输可以选用蓄电池运煤车，也可以选用梭车。蓄电池运煤车 可实现长距离运输，速度也较快，在运输过程中也不需拖拽电。梭 车在运输过程中需拖 电缆，但其运输效率和灵活性都远高于蓄 电池 运煤车，因此梭车适合 于短距 离的运输 。 1 ． 5通风方式 工作面通风采用局扇通风和风幛导流相结合 的方式，实 现全负 压通风。 1 ． 6 电缆管理 电缆的管理必须做到 以下的要求 1 电缆布置 必须允许连采 机、行走支架能够完全的从一个煤柱行走到下一个煤柱； 2 电缆 可以挂在顶板、煤帮或布置在底板上，但对于有条件的工作面应尽 量布置在顶板上； 3 电缆需要非常容易的从挂钩上移开，以确保 安全和高产； 4 每排煤柱的电缆布置应尽可能一致。 2双侧 无煤 柱短璧 机械化 开采工艺 双侧无煤柱短壁机械化开采工艺，在设备配置、巷道掘进、项 板管理、通风方式、电缆布置与管理方面与单侧基本相同，所不同 的是双侧开采使用4台行走支架，煤柱留设尺有所增大，因此煤柱 回收方式不同 。双 向开 采留设 的房柱 长一般为2 5 3 0 m ， 宽为 1 8 ～ 2 0 m ，其回收方式为双翼回采，如图2 所示。 将A 、 B两组行走支架 每 组两架 布置到待回收煤柱的巷道 端头处， 如图中所示 。 连采机 向两 侧煤柱交替进刀，每次进刀长度大约为l 1 m左右 为一连采机整个 机身长度 。A组 的两 台行走支架 以迈步方 式移动，连采机采 1 号采 硐时，两 台行走支架 同时放在 图中1 的位置 ； 连采机采2 号采硐 时， A 组左边行走支架 向前移动到2 的位置； 采3 号采硐 时，A 组支架 同 时移动到虚线3 的位置 。 如此类推直至l O 号采硐采 完。此时A 组行走 支架移到下一支巷端头， 准备下一个循环。 连采机此时开采1 1 号采硐 采完后退出，B组支架同时向前移动一个步距到图中虚线位置处， 如此类推直至1 3 号采硐采完。在开采过程中特别要注意l 0 号采硐与 l 3 号采硐之间的回撤专用保护煤柱的留设，按以往开采经验，该煤 柱留设可以有效的保证连采机与B 组支架的安全撤出。 图 2较深中厚煤层双翼开采工艺 该采煤工艺特点是每一煤柱的中间_及边角部分需要留设一定 的保 安煤柱，便 于顶板 管理以及保证煤机和 行走支架 的安全撤 出。 该工艺可适应埋藏深度相对较大的矿井。其采深最大己达6 0 0 m 。其 回采 率可达8 0 ％ 以上 。 3 结束语 无煤柱完全垮落短壁机械化开采技术立足于生产实际，实现了 现有成 熟开 采技 术与先进 开采 设备的综 合集 成，在巷 道掘 进与煤柱 回收工艺方 面都 具有切 实可行 的特 点，保留了原有 短壁机械 化开采 的人员设备投入少、见效快、搬家、移动灵活特点外，还实现了短 壁无煤柱开采，降低顶板管理与维护的难度，大大提高了资源采出 率，其采区采出率可提高2 0 ％ 以上。 该技术在美国、 澳大利亚已发展 比较成熟，但在国内应用还较少，推广应用该短壁开采技术意义重 大。 参考文献 ⋯徐永圻．煤矿开采学【 M1 ．徐州中国矿业大学出版， 1 9 9 9 ． 作者简介 邑磊，男，1 9 8 4 年 6 月出生，采矿助理工程师， 2 0 0 5 年 4 月参加工 作， 现任国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿综掘一队主管工程师。