长壁采煤.pdf

倾斜长壁采煤法俯采 比仰采 优越 t J 、也∞ lI 1 0 I 乇 ． 级 【 l f l “希 文 蝴斜 l 乏 壁采 法 ，魁将 堞层 计 i倾斜方 向 划 分 成 条 带进 f 回 果 的 ～ 种 采 攥 方 法 ， j 走向 睦 采蝶 法相比 ， 经 济救箍好 ． 技术 优 ， 吲此发展 很快 。 颤斜 艮壁采煤 法 义 分 仰 采 和 俯 采 两 种 ， 据 1 9 8 6 年 的统 计 ． 在 倾 斜 艮 1 件 而 叶 1 ， 伸采 占7 I ． u 0 ，附乐 占 2 5 ． 0 1 ％ 。 在 小 屯矿 已采 的 倾 斜 长啭 【 ． 作l 【1 ． 仰采 占6 9 ． 4 ， 俯 采 占3 O ． 6 。 而 实 际生 t 中 ， 褥采 比仰采优 越 ． 现 列L 七如 r 一 、衢采 的采场 压力分布 与 繇掰． 为 r认识俯 莱 和 仰采 _采场矿 压 J 趣 及 其 册 期 或 仲 角 大 小 与采 场 压 力 分 佑和 现 的关 系，近年 来 ．小 屯矿在 耨} p 条 件 蛙 本栩 的条件 F，刈 俯 皋 和仰采 的 罘场 豫板 雎 力 分 布 和 矿 压 砸 进 行 _r 烈 洲 l，观 测 J 作两 的拱 本 情 2 4 l 和 3 8 1 作 砥 ， 均 属 于 2号缫 的 顶 抒 ，采高 1 ． 8 m， 采两 妊9 0 ～ 】 f J O m， 采 澡标 商在 一l 2 ～ 一2 8m之间 两个 工 作而 的顶 板 ，际0 ． 4 m厚 的层 状、易 碎炭 质 岢伪预 之外 ，赢 接 顶 灰 色纳 粒 方 解 脉 的 砂 艟 艇嚣 ， 4 ． 7 m 右 ． f 为 琶 j 狗艘造 等 。 除此之 外 ，还准 备雀 球 ； x 【 仆r场 建 一 3 5 k ， 眨f 也站 ． 以提 高 } 供 电 质 蹬。 四、 尚 斋 配套 工 程 山 j 资 垒限制 ，有一 群分需要 补套 、 配 套 1 程 ，在 审批 改扩 建设计项 H时被 删 掉或 术被 获 列入 工程概 算。主 要有 1．扩 大l 董瓦斯遥 6 分装 备 的 补 } 2 ． 3 ． 建 } 4 5 ． 1 - 程 。 矿 井道汛系 统及调度 系统改 造 I 坑 术场 及坑代 品加 工 的 场 地 扩 l I』 1 换 轻 型 箕 斗 ； 地 f 6 f 产 系 统的装 、诸 、 运改造 此外 ， 坯_彳 1 分生 活幅 利、 综 台利 、 纠 境保 护等 c殳施 也未能列入 攻扩 建项 日。 通 过改扩 建 ．矿井 的 吾个生 产 环 将 电加完 溥，技 术面貌 电将有 一个 较 犬变 化。 首先是 使年生 产 能 提商4 t ， J “可能将垒 矿年产 琏挝岛 到l 5 0 玎t 。 掼 是矿 井 采掘 运 的机 械 化水 、 将得 到很 大的 提高 和改 膂 ，l尤其 姓 圆采 手段 ，将 是 由 高 档酱 果过渡 到综 采的开端 ， 』 J 争今后 综 采产 量保 持 在3 0 ～ 4 0 ， 回采机械 化水 、 接 近 】 O 0 。 扩 大区帕 十盘 区将 建成用较 先 进技 术 装 备的 果区 ， 采 煤 、掘进 、运输 和 通风 等基 础设施 ‘ 俩 ，l倒造 一 个比较优 越 的生 J 环境 ． 增 强其克 服复杂地 质条 件、 高 瓦斯 等 斟难 的适 当能力 ， 从l 为提 岛单 产 、 单 进 水 甲和 改 薄安 全环 境等 刮造较 好条件。 球m 井辅助 提 升设 备 的投 运，将使 矿 井的排 奸、 人 员输 进及辅 助材料 的遥送等 薄 弱 环 徭 到 御 域 加 强 。 通 过改扩 建工 程 ， 世将适 当地使 一些 {】 I 活搞刊设 施借 到改 羚。 1 7 维普资讯 顶 ，属 中细 粒 砂 岩 ， 质 密 而坚 硬 ， 厚 8～ 8． 5 11 2 o 两十工 作 面 均是 一侧为 实煤 ，一 到为 老空 医。2 4 1 工 作面 为 体 果 ， 仰 角 为 5。 2 O ～ 8。 3 7 I 3 8 1 5 5 作面为 俯 采 ， 俯 角 为 一 6 3 0 。 2．观 测工 作面的 支护与顸 板管 理 两个 工作 面 均采 用全部 陷落 法和三 、 四排支柱管理顶板。正常推进时，最大控 顶距 4 m，堆小 控顶距 3 m。采用 DZ 2 2 3 O ／1 0 0 型单 体液 压支柱 ， 与铰 接顶粱 配套 支护． 被观 测的支柱 初 撑力 约3 ． 1 t ，支护 密度 2 ． 2 2 ～2 ． 4 根／ m 表 1。 3．观铡仪 表及 观 测时嘟 仪表 采用 D2型 渡压 蛹力计 、顶板 动 支 柱 型 号 最 奋 度 喜 度 DZ 2 2 3 0 ／ 1 0 0 0 2 2 4 0 ． 1 4 40 卷 仪及 其 它 量 具。 时 间 2 , 1 l 工 作面从 l 9 8 7 年 2 月 2 6 列 4 月2 9日， 计 6 4 天 。3 8 1 工 作面 从1 9 8 7 年 7月 2 O 到 9月 7日，计 4 7 天。 4．观 渊结果 经 综合整 理 后的观 测所获数 据见 表 2 和 图 l A 、 B、 C。 观 测所获 周期来 压步距 分别 是； 仰 采 9～l 0m，俯 采l 2 ～ 1 3m。 从寝 2与图 l可 得 出结论； 1．佛 采 采场 的支柱工 作 阻力 比俯 采 大 ， 自第 l， 2排 到 3、 4排 ， 平 均分别 大 2 ． 5 、3 ． 7 、4 ． 1 和4 ． 9 t ／根左 右。 2．俯 采采场第 3、 4排顶板 下沉量 相 焦 甚 小 不大 T - I O mm ，此段 曲线平 表 1 作 行程l额 定 [ 作阻 力{工作 液 压i支柱 重 量 { 装液 鼍 r l l m k N } MP a ； k g } kg 8 o o 2 9 4 3 7 ． l 5 5 、 ． 0 0 5 l A 四种不同颤角的仰 、俯采果场支 柱 平 均 工 作 阻力R T l瑚线 。 。 箍 主挂郁 譬 5 图 l B四种不 同倾角的 仰 、俯 采采场 顶板下沉 曲线 1 8 参 妞 墨三 言 图 l C仰 采 和俯 采工 作 面 采场压力 与推 进方 向倾角 大小 的关 系曲线 缓I而 仰 采 倾 角 大于 6 时 ，采 场第 3 、 4排 顶板 下沉量相 差较 大 ， 为3 0 3 5 m m， 此段 曲线较 陡。 图 l和表 2可以说明 ，在 煤层 赋 存条 件基本 一致 的 情况下 ，俯 采 的采场顶 板压 力 小 于仰 采 ，第 3～ 4排 分 布 近均 匀 ，仰 ●●● L I -r‘ ‘● ■ 1‘● ● L， ● I ●● ■ ■【 维普资讯 ● 粥 一 L 0 一 ； 。 。 口 ∞ “ 一 0 ∞ _ _ 羁 叵 卜 蹬 艇 C ‘ 0 H 鲁 ∞ 彝 趸 0 I 疗 l a ； { 二 趟 妊 巨 目 n 惶 竖 暑 ＼ E 厘 ＼ 收 捌 螭 H 蝼 糖 鞋 热 赫 制 趟 簸 藩 s 槭 采 昀 矿 压 显 现 明 显 ，周 期 来 压 间 隔 时 间 较 短 。在 一定的 推进 角窆 范围内 ，俯 采更有 刘予管 理 ，有 铡于安 全生产 ，有 _和 J 于 进一 步 提高经 济效 益 二、 譬采预坂 压力 分 布 及 三 】． 仰采时 ，断 裂 老顶及 未落老顶 都 一 个 作 用于老空 医方 向的 力Q ， l／二 使 老顶弯 沉变 形加 速 ，弯 沉点 a 距 切 顶 排近 图 2A ，老顶断 裂长 发L短 9 ～ l 0 m ，采 场曲 正 常压 力 和尉 期 压 力 值都在 增 大I而俯 采 时， 老顶有 作用 于煤 壁方 向的力 Q ，使 老 顶产 生 向煤 肇 方 向 运动的趋 势，从丽使 老顶 的弯沉 变 形 减 缓 ，且 弯沉点 a距切 顶 排较远 图 2 B，老 顶的断 裂距 L长 1 2 ～1 3 n 1， 采场 压 力相对 被 小 。 2．随 着工 作面 的推进 和回柱 ，工 作 面直 接 顼板 冒落 ，其 冒落岩层 碎涨后 能否 填 满 采煤 后的空 间，使 老 硬岩是在 弯沉变 图 2A仰 采 图 2 B俯 采 一 维普资讯 形 的 采空 区 一 端 较 快 接 触 矸 石 ，变 悬 壤 受 力为 简支 受力 也是 影 响采场 压力 分佑的重 要 因 素 ． 按下式 计算直 接 嘎板 钭落后的 体 科 M H -SA 一 一 KA 一 1 ’ 一 H 1 KS “ A I 一 式 中H 采高} S A 岩石 实际 沉 降值； KS 岩层在 来 落 未 剪断 时 实 际沉 降值 与采 高的 比 例 系 数 j KA } 的碎涨 系数。 填 满 采空 吲的条 件是直 接顶 厚度 ≥ 采 商2 ． 8 倍 。在直接 顶 为砂质 页 ，其 厚 为 4 ． 7 1 1 9 ．时 ，碎 涨 后不 l 1』 能填 满 ，尤 其是 仰 采 更是 如 此 。 I 是 ，1缸 】 { 】 } f 采 的老顶Q 力 的 仵崩 ， 在 老j 圻裂 的 一瞬间 ，断 落段 迅速挤 E 米 断裂的 老顶断面 上 ， 形成 强 大的 挤雠 。 这 个铸 压 力，在 一 定的 『H J 可使 束断裂 的 老顶 形成简 支状奄 ， 从I n f 使 采场 力减 缓 。 此外 ，由于 妊i 时采 ，直 接 顶板 W落后 的碎涨 岩石 ， 从第 一 次垮 落起 ，总是 雅近 切顶 排 支柱 附近。这 种 堆 积与 仰 采比 ，照 然 有利于老顶 粤 C 变 形时在 采 区 一 端 岛奸 石 的接 触 随 着采面的 推 进 ， 老 蕊悬 露 距 离达到一 定程度 、使 挤压 力不 低 I 老 坝 g i “ 最时 ，老 坝因 “ 弯变 ”砺 触 I ，井 随老 顶前方渐 渐裂断 而触矸 面 积迅速扩 大； 此 时老顶 的大部 分n 三 在雌涨 矸石上 ，从而使 采 场 压 力 相 对 减 缓 。 3． 在 采深度 大 于1 5 0 n 】 矿 压 较 火 、煤层 较 软 F 2～ 3度 的 煤 层 时，随 着顼板岩层 移动 ，支承压 力 区的煤 层 随 J 作面推 进而 破 坏 ，煤 壁上部逐 步片 。帮 实 观 洲表明 ，仰 采时这种片 帮 深度 达0 ． 4 ～0 ． 5 m。从而导致 采煤 工 作 面运输 机 道 挑 梁 端 头 至 煤 壁无 支 护度 宽 扩 火 ， 顶 板外 露 面积 增加，使 采场压力 增 大．俯 采 时 尽管 也有 此种 现象 ，但煤 壁 支承压 力区 压力较小 ，爆体破 坏程度 较轻 ，煤壁上部 片 帮较 浅 ，顶板外 露而 积较小 ，加之顶板 岩石 不易 滑 向采空 区， 支架稳 定性较强 ． 所以采场 压力 明显的 小 于伸 采。 4．俯 采 采场丁 甄 板压 力分 布静i 显 现 忧 于仰 采 ，还与 顶板 外 露时 间短有 关． 同一 性质的 崧 ，礁 炙护 和联扳管 弹 形式 托 的 条件 F ，柱 一 定盼 时瓤 I r H J j 埏板外 露 时扫 j 愈 ，变形 愈剁裂 ， 罘 场 力 愈太 由 j 俯 采 在 顶板 变形 、受力 状 、 碎石 堆 秘 ． ” 帮深馊 、 顶 露 秋等方 而 都好 J 仰采 ， 所以为一 r作 面的 采场 管理 和 维护 提供 f 』 便 ， 而为 Ⅱ 快 1 作 的推 进 速度 赢得 rI时同。据统 计 ，俯 采] 作而 的 刖 进度 是仲采 的 t 2 J ． 7 ％。推 进 速腰 的加快 、顶板外 裤 时 的缩 短、 顶扳压 的相 刘缓 减 ，使 俯 采支柱 毗力 比伸 采 火幅 瞧 降 低 ，这 雀 2 l } 1 表 现 得 十 分 明 娃 。 三、 大力推广倾斜 长壁俯采 方 法 实践表 蚪 ， l 倾斜长 睫 采燃 泣中 ，蛳 采与仰采相比 如 r 优点 1 ． 町以挺岛 作衙 产1 2 ％石 翕 以2 4 1 - L作面 为侧 ， 录面 长发 为9 O m时 ，仲 采年产 量为2 0 厅t ；{ j『j 采可达到2 ,1 ． 4 玎 t } 一 个年产 5 O 万 t 的t it井 ，要 全 酃 采用俯 采 的 话，年 平 均 E作面个 数 町减 少o ． 5 个， 从而使 矿 井的 各项 经 济技术 指 标都 可以I f { } 刊 大幅 度 的改 渣． 2． 可减 小 支护密度 、 节省材料 、降 低 支护 费用 。支 柱曲 工 作lj且力 ，查有 关资 料 得 知 ，井 涑 范 各 庄 矿 i 8 5 1 1 - i t 【 平 均 为 ● 维普资讯 ● 开采峰峰煤 田下组煤 几个重要 问题 的实践与分析 峰 峰 矿 务 岛 副 总 L 程 师 级 工 氍 师 刘 起 才 峰 峰煤 出位 】 A 行J I j 东麓 中段 ，为石 炭 叠 系 煤 ￡ Ⅱ ， 是 我 国重 要 的 焦 煤 产 地 。 煤 系 地 瑶 的基 腻 为 O 0 1 I I 以 上 的 挺 陶系 ， 青有 丰 富的地 F 承J 1 水 。奥 堡 蘑 基 毡 3 o ～ 、I 4 0 m ～, q - 芦 井 井 下开 采 达 一4 O 0 r ] l ， 堞 层底 板 承 受 水 高 达 5 3 k g ／ C T 『 生 。 由 于 煤 系 地 受断 层、潲 曲 『 玎破 坏加 上受 采动后 矿压 最 现 的影 响 ， 奥 灰 水 常 从 采 后 煤 瑶 底 板 的 破 坏或 构造 裂隙 中突 出成 为灾 寄。轻 州影 响生 产 ，重 则 造成 淹井 干 人 员伤 。 尤其 是 F- 煤 ， 由 r距 艇反 水 较近 ，开 采 l{ 1 被 易 发 突水 附袭 。 f ‘ 多年 来 ，峰局 与各 有关的乖 {研单位 干 Ⅱ 商等院 髓』 } 研究 认为 由 _f 蜒跃 水的 动 、静 砬都 靛大 ，采 用疏f或 放 啦耐 降 的方 法来保 证 r组煤 的爱 开 采，披 术 j 爱杂 、绎济 } 难 醺受 ， i t t 一 州地 下 水资源 的保 护、彳 } 理 矸发 列『 f j “藏保 持 _奉地 的 自然 生态 衡方 i 【 红 是 允 汁 的。 田斫 使F 组煤 在 开井【 ， 1 采方 而 现 下 7 L 个 萤要 课题 ， 需要在 实践 中解决； 一 、疏排水 井巷硐 主 结 台峰峰一 目 排 水工 程 寅例r 以 醣 删。该 I 群 设计排 水能 n为 2 m。 ／ s， 分 两期建 没， 每期 为 l m s 。 期 1 2程 于 】 9 7 8 年 投用 ， 获得 r预潮较果 {图 1 ， 2 3 ． 3 t ／根 ． 为 全国 之冠 。 如取 2 0 t ／根计 ， 情 采 支护密度 即为1 ． 8 2 根 ／ I P ． ， 可 比 仰 采支 护 合理 帮度 降低 1 1 ， 比现实支 护宿 度 降 低 2 4 。 { 工 作 面 匠睦奶 以9 O m计 ，攮 大控顶 距 勾4 m，一 个 l 作面 年 l 省 液 压 支 柱 1 2 0 2 4 0 根 未 考憾 备用 和维修 ， 可以少 坩 顺梁2 1 0 ～ 2 4 0 根 ， 年 节省支护 费用5 ． 9 2 万 元 。 一个年 产5 0 万 t的矿 井 ， 仅 用_ 两个 工 ．作 面生 产 即 町，而且每年 可节省 ‘支护 投资 少 1 0 ． 6 万 元 。 3．工 作面 第 3、 4排支柱 阻力小、 顶板 F 挝 不大 ，对 【 u 】 柱 、破 顺均有 利 ， 从而 可以 降低事 故 率 ，提 安 全程度 ，促 进 安 全 i 产 。 俯 采倾角 以 ⋯ 5 1 0 。 为‘ 。如 翅 过 一 1 0 一 ，叁给 采堞 带来 硝礁 ，老 空 的 i ’ } 好 电易赶 翔采场 ．给 支护管 理 造成 颤 。 围 此 ，、 倾 角大 ] 1 0 。 的 缓 倾斜 煤层 采 用 俯 采时 ，要进行 词 栏， 将 1 作 伯 i 布拦 成储 倾斜， 适应 推 进方 向倾角 的要求 鹿 陵说明 的娃 E述仰 采 和俯 采采场 顶 板压力 分 与盟现 的观 测 ， 是在 一 6。 和 5。 ～ 9。 倾角 范围内 进行 的 ，有一定 的 局限性 。为此 还 需要扩 大范 围继续 观 测。 倾斜长壁俯 斜推进采煤法具有碉 的 经 济敏 果 和技术上 、安 全生 产上 的 优 越 悱 ，具有推 广 价值 。 2 L 维普资讯