急倾斜煤层采煤方法(2).ppt
急倾斜煤层开采,急斜煤层采煤方法发展及采动特征,急倾斜煤层开采,急斜煤层伪斜长壁采煤法,急斜煤层伪倾斜柔掩支架采煤法,急斜煤层水平分段放顶煤采煤法,急斜煤层仓储式采煤法,,1,,2,,3,,4,,5,第一节采煤方法发展及围岩破坏特征,一、一般特点急斜煤层开采的特点均由煤层倾角增大引起1、地质构造复杂，煤层赋存不稳定煤层由原水平状态，经过多次地质变动，变成急斜煤层。地质构造复杂；煤层不稳定；在尺寸相同、煤层数目相同的井田内，煤的储量相对下降。,急倾斜煤层开采的一般特点,2、采下的煤和垮落矸石会自动下滑简化煤的运输；带来不安全因素3、采煤工作面行人，运料及操作等各工序均较困难,急倾斜煤层开采的一般特点,4、顶板沿倾斜方向的分力增大，垂直于层面方向的分力减小，矿压显现缓和，同时引起工作面支架不稳定；底板岩层稳定性下降；顶板、底板均会滑动,急倾斜煤层开采的一般特点,5、机械化采煤一般比较困难6、急倾斜煤层采矿工程图采用采矿工程立面图、层面图、剖面图,急倾斜煤层开采的特点,1、矿井多采用立井多水平集中运输大巷和采区石门开拓方式,2、采区用一组上山眼的布置方式，或用伪斜折返上山。,采区用一组真倾斜上山（眼）布置方式采区用一组伪倾斜折返上山（眼）布置方式,1-运输石门，2-溜煤眼3-运料眼，4-行人眼5-回风石门,急倾斜煤层开采的特点,3、采区一般不设上、中部车场，设下部车场4、采煤方法多样,三、急倾斜煤层采煤法的发展,急倾斜煤层采煤法的发展,巷道布置区段划分采区沿倾斜划分为23个区段,1、倒台阶采煤法,采面下部超前平巷煤柱45m超前下台阶23个溜煤眼。,（1）采面参数台阶长1520m台阶数24个；倒台阶布置上下台阶错距为23m，最下一个台阶错距为56m，台阶较短12m,工作面布置,回采工艺落煤风镐；爆破装运煤自溜支护人工，木支柱，设顶梁、底梁、护身板处理采空区垮落法或充填法,评价及适用缺点工艺多，操作复杂，劳动强度大，支护技术要求高；坑木耗量大；煤尘大，安全性差；技术经济指标低。目前应用少，由俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法逐渐替代。适用厚度小于2m，不能采用其它采煤法开采的急倾斜煤层。,倒台阶采煤法,工作面线与水平面夹角，一般为3035,1、特点采面呈伪斜直线布置，沿走向推进；水平分段密集切顶、档矸、隔离采空区与采面工作空间；采面分段爆破采煤，煤自溜。,第二节伪斜长壁采煤法,一、俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法,俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法,2、采煤系统3、采煤工艺正常支护金属支柱加铰接顶梁，35排密集支柱密集支柱（点柱）沿倾斜45m，支柱间距0.20.3m，每排密集支柱沿走向长约46m，随面前移前添后回,破煤采面分段爆破一般由下向上装煤由一般由上向下，装入搪瓷溜槽,俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法,分段水平密集,优点减少了煤、矸的下滑速度，有利于防止冲倒支架和砸伤人员。,4、评价及适用条件,工作条件得到改善。工作面有效利用率比台阶采煤法高，单产高。分段走向密集切顶、挡矸，可减少支柱的损耗量及维修工作量。较好的技术经济效果,评价及适用条件,主要问题支、回柱的工作量仍很大，分段密集支柱下方的“三角区”通风条件较差，易积聚瓦斯。煤层顶板有淋水时，劳动环境比较差。,4、评价及适用条件,适用条件倾角４０以上，顶板中等稳定，采高不超过２ｍ的低瓦斯煤层或不宜使用伪倾斜柔性掩护支架采煤法的急斜薄及中厚煤层。可替代倒台阶采煤法。,第三节伪倾斜柔性掩护支架采煤法,一、伪斜柔性掩护支架采煤法采面呈直线伪斜布置，沿走向推进，并用柔性掩护支架隔离采空区，工人在掩护支架下采煤,1、采区巷道布置2、采面布置,伪倾斜柔性掩护支架采煤法,1采区回风石门；2采区运输石门；3运料眼；4溜煤眼；5行人眼；6区段回风巷；7区段运输巷；8初采斜巷；9收作眼；10架尾移动轨迹线；11架头移动轨迹线；12采煤工作面；13溜煤小眼；14永久封闭墙；15小眼临时封闭,,,二、柔性掩护支架结构,平板型工字钢，钢丝绳，荆笆，压木，撑木,平板型柔性掩护支架,钢梁比煤厚小0.3～0.5m的直钢梁平行排列，每米宽度排放3～５根。钢丝绳2～5根钢丝绳，直径22～43.5mm钢夹板和螺栓将钢梁联成整体。,柔性掩护支架结构,八字形掩护支架适用M1.31.6m增加高度0.30.5m淮南李一矿,,三、采煤工艺,掩护支架的安装位置回风平巷工作面上出口前方15m扩巷将回风巷扩宽到煤层顶底板运料柔性掩护支架的全部材料运至工作面回风平巷挖地沟在上出口前方的底板开挖地沟地沟底部最小宽度不小于0.8m，并铺设搪瓷溜槽。,安装支架,采煤工艺,掩护支架的安装扩巷、挖沟、安装掩护支架,１顶板；２底板；３地沟；４钢梁；５钢丝绳；６竹笆；７压木；８垫木；９撑木,采煤工艺,拆除支架煤柱冒落或放炮崩落掩护支架上面有２～３ｍ厚的煤、矸垫层支架安装长度超过１５ｍ，并冒好矸石垫层以后，即可调整支架下放由水平状态逐步调斜下放成２５～３０的夹角,采煤工艺,掩护支护调斜,将掩护支护调斜成伪斜工作面，倾斜角为25,１区段回风巷；２区段运输巷；３初采斜巷；４掩护支架；５支架移动轨迹线；６支架放平位置；７溜煤小眼,伪斜柔性掩护支架采煤法工作面,正常回采接长掩护支架采煤拆支架,采煤工艺,在回风巷接长掩护支架，超过上出口810m,采煤炮采工艺打眼-装药-联线-放炮（全采面一次爆破或分段爆破）出煤（铺溜槽）-调支架等。,采煤工艺,打眼-装药-联线-放炮（全采面一次爆破或分段爆破）,炮眼布置,炮眼布置,五、评价及适用条件,优点安全、劳动条件好；巷道布置简单，掘进率低；工序简单，煤自溜，可全天连续采煤；材料消耗低；采面较长，利于高产；技术经济指标较好。,缺点全部工序以体力劳动为主（支架运输、安装和拆除，打眼、放炮，拆移溜槽等）支架结构不完善，不能调节宽度；如有淋水，劳动条件差；采面仅一组工人工作，工艺待改进；煤尘大；支架拆装费事。,评价及适用条件,适用条件倾角大于60，厚度2～6m，埋藏稳定的急斜煤层。我国一些矿井在6～10ｍ，埋藏稳定的急斜煤层，以及厚度小到1.3m，埋藏稳定的急斜煤层，也有成功的应用。,评价及适用条件,双地沟采煤方法－开滦赵各庄矿,赵各庄矿煤层地质条件极为复杂,煤层倾角2090,煤层厚度在1511m,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。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,在5060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得到了很大发展,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.。,,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2530,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1530m,采区上山两翼走向200250m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。,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810m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。,,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6m2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。切割眼使用套立眼,立眼垂高78m,每套立眼之间用顺槽横通。立眼使用10m10m的木垛眼,顺槽使用12m18m的梯形金属支架。正常回采时,运输巷沿走向每隔56m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.,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21m梁长28m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32m,然后开成倒梯形沟槽。2支架安装。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2530的伪倾角。,,4落煤与下放支架。用放炮方法开沟落煤,放炮后在工作面内由下向上开沟,搪瓷输送槽出煤,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12m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2530。5出顶煤。810m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58m,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。,,4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1525m为宜,最大不超过3m,煤柱小于25m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1520。2煤层厚度。支架跨度23m,煤层厚度810m,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06m,最大不超过8m。,,4工作面长度。伪斜工作面长在3040m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。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820m,倾角6590,煤质中硬,顶、底板随采随落的工作面。,10m以上的特厚煤层水平分层采煤法,第四节水平分段放顶煤采煤法,斜切分层采煤法,水平分段放顶煤采煤法,水平分段放顶煤采煤法在急斜煤层中，按一定高度分成若干个分段。在分段的底部布置采煤工作面，先采出底部工作面的煤，随即放出上部顶煤的方法。,20世纪80年代后期窑街二矿乌鲁木齐六道湾矿水平分段高度10～14m，迅速在我国推广。综放\滑移顶梁液压支架放顶煤水平分段放顶煤取代水平分层采煤法。,水平分段放顶煤采煤法,二、水平分段综采放顶煤,窑街二矿1-主斜井，2-副斜井，3-1650运输大巷，4-1700回风大巷，5-1650运输石门，6-1700回风石门，7-开切眼，8-区段运输巷，9-区段回风巷，10-进风斜巷，11-溜煤眼，12-回风斜巷,窑街二矿水平分段综采放顶煤,窑街二矿，煤厚25m，倾角55，工作面长25m，推进长660m，分段高度10m，采煤机采高2.5m，放煤高度7.5m，分5个分段，进、回风巷梯形断面，工字钢棚支护，面积7.8m2。MLS3P170双滚筒采煤机，斜切进刀出煤，截深0.6mFY280-14/28插板式放顶煤液压支架双输送机两刀一放，两轮，顺序放煤，两架同放，由底板向顶板方向放煤，日进3m，日产910吨，面54人，,窑街二矿水平分段综采放顶煤,六道湾煤矿水平分段综采放顶煤,采煤机MS-950，截深0.6m液压支架FYS300-19/28前输送机与采煤机配套后输送机SGW-40T,,,日产765吨64人截深0.6m，往返两次,六道湾煤矿水平分段综采放顶煤,割煤先割上槽，中槽，再底槽拉后输送机移架前拉后输送机移架割完上槽煤后移架移前输送机放顶煤顺序，两轮,倾角64～71面长38m，推进长385m分段高度10m，采煤机采高2.5m，放煤高度7.5m,六道湾煤矿水平分段综采放顶煤支架,水平分段综采放顶煤适用条件,煤层厚度大于20～25m，煤质中硬以下，结构简单的急斜厚煤层。使用短机身采煤机。,三、滑移支架放顶煤回采工艺,滑移顶梁支架是一种无底梁，由滑移顶梁与双作用液压支柱等组成的液压支架。,采面布置,（靖远局王家山矿）M56.5m，，采面长74m，分段高6m，其中采高2m，放顶煤4m，炮采工艺。工作面落煤方式采煤机落煤多采用爆破落煤（工作面长度短限制了采煤机的发挥，采煤机的机道较大）铺顶网推移输送机及滑移顶梁液压支架,工作面落煤方式采煤机落煤多采用爆破落煤（工作面长度短限制了采煤机的发挥，采煤机的机道较大）铺顶网推移输送机及滑移顶梁液压支架,铺顶网，伸出前伸梁，出煤,移前输送机,提前梁柱，准备滑移前梁,缩前伸梁，滑移前梁到位，支前梁支柱，提后梁前支柱，移后输送机,提后梁后柱,滑移后梁到位，支后梁支柱,放落顶煤,到放煤步距，移架后面停推，剪网放煤剪网宽0.40.5m，高0.81.0m，距顶板1m左右的放煤口放煤顺序从底板一端至顶板依次间隔1、3、52、4、6放煤口不超过2个23轮往复放煤补剪好放煤口,适用采面长15m,底板方向三角煤损失,ThankYou,
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