浅析伪倾斜柔性掩护支架采煤法.pdf

Mineral Technology 390 20205 华东科技 浅析伪倾斜柔性掩护支架采煤法浅析伪倾斜柔性掩护支架采煤法 李红英，陈 勇 （贵州天润矿业有限公司，贵州 六盘水 553411） 摘要对于急倾斜煤层采煤方法，我国先后试验成功有倒台阶采煤法、俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法、伪倾斜柔性掩护支架 采煤法。水平分层及斜切分层采煤法、水平分段放顶煤采煤法、仓储式采煤法。其中伪倾斜柔性掩护支架采煤法是我国开采急倾斜煤层创 造的一种先进的适用技术。我公司从 2007 年在四川楠同矿务局鱼田堡煤矿学习柔性掩护支架采煤法以来，用该采煤方法成功开采了十几个 工作面。积累了丰富的工作经验。 关键词伪倾斜；柔性掩护支架；采煤法 1 伪倾斜柔性掩护支架发展史 第一阶段（1957 年至 1965 年） ， 1957 年，俯斜柔性掩护支架 采煤法在淮南、开滦矿务局先后试验成功，1958 年获得推广。主要 特点工作面沿煤层走向布置，沿倾斜向下（俯斜）推进。 第二阶段（1965 年至今） ，1965 年，伪斜柔性掩护支架采煤法 在淮南大通煤矿试验成功，并获得全面推广应用。主要特点工作 面沿伪倾斜布置，沿煤层走向推进。 2 伪倾斜柔性掩护支架采煤法的优、缺点 2.1 优点 （1）生产系统简单，掘进率低。 （2）掩护支架隔离了采空区和控顶区，能够有效地控制顶板， 改善工作面安全环境。 （3）生产工艺简单能够实现三班采煤，提高工作面单产。 （4）支护用品不易丢失，材料成本低等。 2.2 缺点 （1） 掩护支架结构还不够完善， 对煤厚、 倾角等产状适应性差。 （2）工作面操作空间受限。 （3）回采过程中无法排除矸石，影响煤质。 （4）工作面难以实现机械化采煤。 3 掩护支架的基本类型 3.1 平板型掩护支架（一字型） 3.1.1 单梁式平板型掩护支架 适用条件倾角 60以上，厚度 2.4～3.5m 的中厚煤层。 3.1.2 组合梁式掩护支架 适用条件倾角 60以上，厚度 3.5～10m 的厚煤层。 3.2 八字型掩护支架 3.2.1 单梁式八字型掩护支架 适用条件倾角 60以上，厚度 1.2～1.6m 的薄及中厚煤层。 3.2.2 组合梁式八字型掩护支架 适用条件倾角 60以下，厚度 3.5～6m 的厚煤层。 3.3 7 字型掩护支架 适用条件倾角 70以上，厚度 0.7～1.2m 的薄煤层。 4 巷道布置特点 4.1 采区巷道布置 单翼或双翼布置，一般采用双翼布置。采区一翼走向长一般 300～500 m 或更长，阶段垂高 80～100m。采区石门两侧布置 3～4 条上山眼间距 10m ，上山眼之间布置联络巷间距 15～20m。开 切眼按真倾斜平行布置 2 条或采用伪斜布置。采区内开采顺序沿走 向为后退式，沿倾斜为下行式。 4.2 区段巷道布置 4.2.1 工作面沿俯斜推进布置特点 采区每翼走向长 300～500m，采区沿倾斜划分为区段。区段内 沿走向划分为若干个 24～36m 宽的条带，在每个条带内布置若干个 溜煤眼（间距 6m） ，条带间设 2m 带间煤柱。 4.2.2 工作面沿俯斜推进布置特点 （1）工作面单一出煤布置。 （2）伪斜上山工作面分段出煤布置。 （3）上山眼工作面分段出煤布置。 （4）伪斜上山与上山眼结合工作面分段出煤布置。 5 采煤工艺 回采工艺流程主要包括掩护支架安装、采煤、放架、支架回撤 等。 （1）掩护支架安装开切眼安装、风巷平架安装。 （2）落煤工艺风镐或手镐落煤、放炮落煤、小炮加风镐或手 镐落煤。 （3）掩护支架下放。 1）初次下放初采调斜阶段。 2）正常下放正常回采阶段。 3）结束下放收尾阶段。 4）支架回撤工作面回撤、机巷回撤。 6 矿压显现特点 6.1 掩护支架工作面矿山压力分布特点 （1）风巷平架段支架承受静载荷，压力最大。 （2）工作面伪斜段煤矸垫层静载荷与动载荷共同 作用，所 受载荷仅为风巷平架段载荷的一半。 （3）架尾段支架承受静载荷，压力最小。 6.2 掩护支架工作面控顶原理 （1）掩护支架连接一体将采场控顶区与采空区完全隔离开，掩 护支架本身对顶板无支撑作用，只起到隔离和掩护作用。 （2） 掩护支架与采空区矸石充填体共同构成的支护体系分布于 伪斜工作面全长，有效地支撑控制整个工作面顶板，将老顶的破坏 折断推迟到远离工作面的采空区后方，加上支护体系具有足够的支 撑力和缓冲特性，因此工作面无明显的周期来压显现，矿压显现小 且平缓稳定。 7 掩护支架受力分析 掩护支架受背负矸石的静载荷 P 静、动载荷 P 动以及自重 G 的 合力 P0 的作用。 掩护支架的合力 P0P0 P静 P动 G。 工作面伪斜方向所受力 P伪P0sinβ。 支架下放轨迹方向上产生的推力 P推为P推 P0sinω。 放架时掩护支架所受推力 P推与煤层倾角 α 和支架下放移动方 向的伪斜角 ω 成正比。 掩架下放移动角与煤层倾角的关系 掩护支架 OA 各点始终以下端点 O 为圆心， 以各点到 O 点的斜长 为半径作圆弧运动，如 AA1 弧。其对应的圆心角为90-ρ，该弧 的弦线 AA1 近似为支架下放的运动方向，该方向与煤层倾向的夹角 为 δ δ45-ρ/245-arc cossinβ/sinα/2 支架下放移动方向对应的煤层伪倾角为 ω ωarcsinsinδsinα 支架下放移动角 ω 与煤层倾角 α 成正比，与工作面伪斜角 β 成反比。 8 掩架下放推力 P 推与煤层倾角α的关系 当煤层倾角 α 愈大， 角 ρ 和 δ 相对增大， 支架的载荷 P 愈大， 支架下放愈容易。当煤层倾角 α 愈小，则角 ρ 和 δ 相对愈小，支 架的载荷 P0 愈小，支架下放愈困难。 （1） 当满足关系式 α﹥θ 且 ω﹥θ 时 （矸石的自然安息角 θ （下转第 397 页） 学术论坛 华东科技 20205 397 的，使招投标的信息化技术运用得到进一步提高，极大程度之上遭 受阻碍与制约。 4.2 信息数据资源共享较少 工程招标投标为社会生产活动当中的一方面，有着极强社会属 性，因此不可以只是依靠着个人或者独立团队就能完成，需社会资 源进行支撑。而现行招标投标因为管理与隶属不同因此使招投标的 管理工作当中有地域不同、行业不同以及发展不同等问题产生，再 加现行资源信息体系是独自构成的，因此是互相独立存在，不具有 统一性与完整性特征，不可以及时获得有效反馈与应用，而且存有 资源浪费以及重复建设问题。相应单位需对于相应规范制度进行健 全进而进一步强化政策方面指导，并得到有着统一标准、互相关联 以及共享的招投标共享制度，推动信息数据共享标准化的建设，强 化竞争秩序的完善，使行业业务间是互相疏通与关联的，进而对于 资源的共享制度进行建立与完善。 5 结语 综上所述，工程的招标代理工作为中国市场经济向前发展，并 逐渐规范化的关键方式，强化工程招标代理当中信息技术管理工作 的应用，可以在最大限度之上使得工作效率得到提升，并且成本得 到有效降低。 参考文献 [1]陈战营.信息管理在工程招标代理工作中的应用[J].科技向导, 20132778-80. [2]米特特.探讨工程招标代理中信息管理的具体运用[J].科技创新导 报,201415112-116. [3]高延华.探析工程招标代理中信息管理的具体运用[J].四川水泥, 2015. [4]吴鑫炀.论信息管理在工程招标代理中的具体运用[J].价值工程, 201030. [5]陈战营.信息管理在工程招标代理工作中的应用[J].科技致富向导, 20132744. （上接第 387 页） 3.6 煤层对比的可靠程度 煤层对比工作是在充分综合分析、总结归纳已有地质成果的基 础上，综合利用煤岩层所处的层位（沉积旋回） 、标志层、层间距、 岩煤层组合特征、岩煤层测井曲线特征等进行的，所建立起的煤层 对比格架依据较为充分，对比方法多，对比手段齐全，主要可采煤 层对比标志较明显。因此，综合对比结果认为K8、K4、K1 煤层对 比可靠，其余煤层对比基本可靠。 4 结语 地质勘查中要对煤层层位、结构变化、构造形态、资源量估算 进行推断和解释最直接的方法就是煤层对比工作，正确的煤层对比 工作在煤田地质勘查中具有重要的作用， 其对比结果直接影响到煤 层、煤质的评价， 煤炭资源量估算的可靠性。煤层对比又是一项较 为复杂的工作， 有时采用某一种对比方法难以准确地确定煤层层位, 需要多种方法共同使用，有时针对某一地层采用其中一种方法更为 有效。在实际的煤田地质勘探工作中，我们不能只靠一种方法来进 行岩煤层对比工作，而是要结合各种方法，相互印证、相互结合， 才能得到最具参考价值的煤田地质报告，才能更加正确指导指导矿 井开发生产。 参考文献 [1]陈润,尚冠,包悦芳,席书娜.四川省大竹明月峡矿区城门洞井田煤炭 普查报告[R].川评审,2011. [2]吴艳,贾建称,杜志强.煤炭地质勘查中煤层综合对比方法研究 以永陇矿区老爷岭普查区为例[J].中国煤炭地质,2012. （上接第 390 页） 一般为 28 至 30 度） ，说明煤层倾角足够大，矸石不但沿煤层倾向下 滑而且沿支架下放移动方向下滑并从上述两个方向充满整个采空 区，支架下滑时所受推力 P 推很大，支架下滑容易，不需要采取任 何辅助移架措施。 （2）当满足关系式 α﹥θ 且 φ﹤ω≤θ 时（φ 为工作面的 底板下滑摩擦角， 一般情况下 φ 为 26 至 28 度） ， 煤层倾角大于 θ， 顶板跨落矸石能够沿工作面真倾斜方向下滑充满采空区；支架下放 移动角 ω 未超过矸石的自然安息角， 矸石不能沿支架下放移动方向 下滑充满采空区，但 ω 大于 φ，矸石能够沿支架下放移动方向的 工作面底板下滑使支架下放方向上有一定的充填，作用在支架上的 动载荷小，因此移架时需要采取一定的辅助移架措施。 （3）当满足关系式 φ﹤α﹤θ 且 φ﹤ω≤θ 时，煤层倾角太 小，矸石不能沿工作面真倾斜方向和支架下放移动方向下滑充满采 空区，矸石体对支架作用的静载荷 P 静为零。由于矸石体能够沿工 作面真倾斜方向和支架下放移动方向的底板下滑，有部分矸石充填 在支架上，有一定的动载荷 P 动但很小。这种情况支架的推力最小， 放架困难，必须采取可靠的辅助移架措施。 由于掩护支架在放架时所受推力与支架下放移动角 ω 成正比， 而 ω 又与工作面伪斜角 β 成反比。因此在第 2、3 条的条件下，以 降低工作面伪斜角的方式来提高支架所受推力 P 推的方法尤为重 要。 9 急倾斜煤层推广的主要途径 9.1 架型选择与设计 设计的基本思路使掩护支架的重心高于中心，支架顶端可以 绕底端旋转；避免掩护支架扎底；减少掩护支架下放移动时的摩擦 阻力。我公司经过几年的实践逐步完善使掩护支架定型为多边形， 完全适应于大倾角中斜煤层和倾斜煤层。 9.2 降低工作面的伪斜角 β 在煤层倾角 α 一定的情况下，降低工作面的伪斜角 β（25～ 30 度） ，不仅可以使很低的支架下放推力 P推得以提高，还可以减少 工作面掩护支架向下坠的力量，有利于防止皱架和防止支架扭斜。 9.3 辅助移架措施 在大倾角中斜煤层和倾斜煤层伪斜柔性掩架工作面，由于采空 区充填较差，矸石体对支架产生的载荷小，架头及其以下地带相对 于工作面其它地点来说，支架所受载荷最小，支架下放最困难。通 常借助风巷回柱绞车牵引或放上部采空区矸石压架等方法使支架移 到规定位置。在工作面其它地点主要采用单体液压支柱以迈步式的 方法移架。 参考文献 [1]王安生.伪倾斜柔性掩护支架采煤法[J].黑龙江科学,2018,913 122-123. [2]张景龙,魏永东.伪倾斜柔性掩护支架采煤法的应用[J].山东煤炭科 技,2016,625-26,28. 作者简介 李红英，男，汉族，贵州省六盘水市人，学士学位，助理工程 师，毕业于中国矿业大学，现为贵州天润矿业有限公司六枝黑塘矿 区新华煤矿的主管技术员，主要从事煤矿生产、设计方面的工作。 （上接第 391 页） 分发挥煤矿地质勘探技术，以便最大程度地获取有利的地质资料信 息来为矿井的安全生产服务，从而提升企业的安全保障能力和经济 效益。 参考文献 [1]张鹏,刘亮,江辉,等.煤矿地质勘探技术及地质环境综合治理探析[J]. 山西冶金.2019,0262-63 [2]程建远,李淅龙,张广忠,杨辉煤矿井下地震勘探技术应用现状与发 展展望[J].勘探地球物理进展.2009,0296-10011179 [3]冯中贵.高密度电阻率法在金凤煤矿水文地质探测中的应用[J].宁 夏工程技术.2011,04362-364 [4]张开伟,赵海超,王世淼.多种物探技术在煤矿采空区探测中的应用 研究[J].山西建筑.2017,0960-61 [5]李志斌.煤矿地质勘探技术及其重要性[J].内蒙古煤炭经济.2013, 1221-22 作者简介 向丰志（1965.12-）男，汉族，四川岳池人，工程师，煤矿安 全生产技术管理。