急斜煤層采煤方法

1、Coal Mining Science2022-3-11第十三章第十三章 急斜煤層采煤法急斜煤層采煤法u13.1 采煤方法發(fā)展及主要特點采煤方法發(fā)展及主要特點u13.2 急斜煤層走向長壁采煤法急斜煤層走向長壁采煤法u13.3 俯偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法俯偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法u13.4 水平分段放頂煤采煤法水平分段放頂煤采煤法u13.5 倉儲采煤法倉儲采煤法Coal Mining Science2022-3-1213.1 采煤方法特點及發(fā)展采煤方法特點及發(fā)展u13.1.1 急斜煤層采煤法一般特點急斜煤層采煤法一般特點急傾斜煤層采煤法所開采煤層傾角，急斜煤層開采的特點均由煤層傾角增大引起。 1）地

2、質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤層賦存不穩(wěn)定。煤層由原水平狀態(tài)，經(jīng)過多次地質(zhì)變動，變成急斜煤層。在尺寸相同、煤層數(shù)目相同的井田內(nèi)，煤的儲量相對下降。 2）采下的煤和垮落矸石會自動下滑，從而簡化了工作面的裝運工作，但下滑的煤塊和矸石容易沖倒支架，砸傷人員，給生產(chǎn)帶來不安全因素。Coal Mining Science2022-3-1313.1 采煤方法特點及發(fā)展采煤方法特點及發(fā)展u13.1.1 急斜煤層采煤法一般特點急斜煤層采煤法一般特點3）采煤工作面行人，運料及落煤、支護(hù)、采空區(qū)處理等各工序均較困難。4）頂板沿傾斜方向的分力增大，垂直于層面方向的分力減小，礦壓顯現(xiàn)緩和，并同時引起：l工作面支架不穩(wěn)定；l底板巖層穩(wěn)

3、定性下降；l頂板、底板均會沿傾向滑動 5）采區(qū)中一組上山眼的布置可如下圖所示，以溜煤眼代替緩斜煤層中運輸上山。629178543216758 - 629178543216758 - 上山眼布置1-采區(qū)運輸石門；2-采區(qū)溜煤眼；3運料眼； 4行人眼 ；5聯(lián)絡(luò)巷 ； 6區(qū)段運輸平巷 ；7區(qū)段回風(fēng)平巷； 8采區(qū)回風(fēng)石門； 9采區(qū)煤倉Coal Mining Science2022-3-1513.1 采煤方法特點及發(fā)展采煤方法特點及發(fā)展u13.1.2 急斜煤層采煤法主要特點急斜煤層采煤法主要特點1）礦井常采用立井（斜井）多水平集中運輸大巷和采區(qū)石門開拓方式 。l開采水平垂高：80 150m；l采區(qū)走向長

4、：600 1000m 。2）采區(qū)用一組上山眼的布置方式，或用偽斜折返上山。3）采區(qū)一般不設(shè)上、中部車場，設(shè)下部車場。4）采煤方法多樣 Coal Mining Science2022-3-1613.1 采煤方法特點及發(fā)展采煤方法特點及發(fā)展53421俯斜折返上山俯斜折返上山1-運輸石門；2-溜煤眼；3-運料眼；4-行人眼； 5-回風(fēng)石門Coal Mining Science2022-3-1713.1 采煤方法特點及發(fā)展采煤方法特點及發(fā)展急傾斜煤層采煤法的發(fā)展急傾斜煤層采煤法的發(fā)展 解放前柱式采煤高落式或殘柱式解放后倒臺階走向長壁（20世紀(jì)50年代初）水平分層，斜切分層（20世紀(jì)50年代)偽傾斜長壁

5、（20世紀(jì)80年代）偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤（1965年）Coal Mining Science2022-3-1813.2 急斜煤層走向長壁采煤法急斜煤層走向長壁采煤法u13.2.1 倒臺階采煤法倒臺階采煤法1）基本概念）基本概念p 倒臺階采煤法（overhand step method） 工作面呈倒臺階形。工人在各臺階下分組作業(yè)，既可避免上方采落煤塊的傷害，又能充分利用工作面全長進(jìn)行多點作業(yè)。p 臺階劃分 工作面長度一般為40-50m，采區(qū)沿傾斜劃分為2 3個臺階 。2）工作面布置）工作面布置p 工作面一個臺階長10 20mp 倒臺階布置：上下臺階錯距為2 3m，為了通風(fēng)和行人方便及臨時儲存煤

6、炭最下一個臺階與上一臺階應(yīng)加寬到5 6m ，臺階長度縮短為8-10m。p 為了通風(fēng)、溜煤和行人，在區(qū)段運輸巷上方4 5m處開超前輔助平巷，兩者之間每隔5-6m用聯(lián)絡(luò)眼貫通。超前下臺階2 3個溜煤眼。Coal Mining Science2022-3-1913.2 急斜煤層走向長壁采煤法急斜煤層走向長壁采煤法u13.2.1 倒臺階采煤法倒臺階采煤法3）采煤工藝）采煤工藝p 落煤 每個臺階配備一臺風(fēng)鎬p 裝運 煤自溜。p 支護(hù) 人工，木支柱，平行工作面的一梁三柱或兩柱的對接棚子，棚距、柱距0.8-0.9m。p 底板不堅固有滑脫危險時，支架應(yīng)設(shè)底梁。p 處理采空區(qū) 垮落法或充填法。p 工作面控頂距一

7、般不超過4-6排支柱，各臺階錯開一定距離放煤。45.0m5.0m15.0m5.0m3400 - 1700800315.0m8453.0m20.9m762.4m8倒臺階采煤法倒臺階采煤法Coal Mining Science2022-3-11113.2 急斜煤層走向長壁采煤法急斜煤層走向長壁采煤法u13.2.1 倒臺階采煤法倒臺階采煤法4）評價及適用條件）評價及適用條件p 優(yōu)點：50年代開采急斜薄及中厚煤層常用方法，巷道布置簡單；掘進(jìn)率低；通風(fēng)系統(tǒng)簡單；采出率高；對地質(zhì)條件的適應(yīng)性強。p 缺點：工藝多，操作復(fù)雜，勞動強度大，支護(hù)技術(shù)要求高；坑木耗量大；煤塵大，安全性差；技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)低。p 適用：

8、煤層賦存變化大，厚度小于2m的急斜薄及中厚煤層。 Coal Mining Science2022-3-11213.2 急斜煤層走向長壁采煤法急斜煤層走向長壁采煤法u13.2.2 俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法 1）特點）特點p 采煤工作面呈直線形按俯偽斜方向布置，沿走向推進(jìn)；用水平分段密集切頂擋矸、隔離采空區(qū)與采面工作空間；采面分段爆破采煤，煤自溜。 工作面線與水平面夾角 一般為30 35，工作面斜長可達(dá)80-90m，工作面下部的溜煤眼不少于3個，漏斗狀，有溜槽。Coal Mining Science2022-3-11313.2 急斜煤層走向長壁采煤法急斜煤層

9、走向長壁采煤法u13.2.2 俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法 2）采煤工藝）采煤工藝p 工作面初采階段l工作面初采由開切眼與區(qū)段回風(fēng)巷交接處開始，按工作面?zhèn)蝺A角要求自上而下推進(jìn)，工作面長度逐漸增大。l為便于初采時工作面出煤和人員通行，開切眼沿偽斜方向布置。l隨著工作面向下推進(jìn)，開切眼自上而下報廢。當(dāng)工作面下端距回風(fēng)巷4m時，開始支設(shè)分段密集支柱。l當(dāng)工作面煤壁達(dá)6的位置時初采工作結(jié)束。28-46354153工作面初采1-區(qū)段運輸巷；2-區(qū)段回風(fēng)巷；3-開切眼，4-溜煤行人眼，5-調(diào)整中的工作面煤壁，6-調(diào)整好的工作面煤壁Coal Mining Science2

10、022-3-11413.2 急斜煤層走向長壁采煤法急斜煤層走向長壁采煤法u13.2.2 俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法 2）采煤工藝）采煤工藝p 工作面回采l工作面初采由開切眼與區(qū)段回風(fēng)巷交接處開始，按工作面?zhèn)蝺A角要求自上而下推進(jìn)，工作面長度逐漸增大。l正常支護(hù) 金屬支柱加鉸接頂梁。l密集支柱 沿傾斜45m設(shè)置一排密集支柱，一般為點柱，支柱間距0.20.3m，每排密集支柱沿走向長約4m。l采空區(qū)采用全部垮落法處理。l分段密集支柱過長，工作面控頂增大，頂板壓力隨之增大，造成回柱困難。分段密集支柱長度過短，則不能有效地起到擋矸作用。Coal Mining Scie

11、nce2022-3-11513.2 急斜煤層走向長壁采煤法急斜煤層走向長壁采煤法u13.2.2 俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法 2）采煤工藝）采煤工藝p 工作面收尾階段當(dāng)工作面上端推進(jìn)到距收作眼4m時，工作面進(jìn)入收尾階段，這時工作面長度逐漸縮短。在收作眼靠工作面一側(cè)應(yīng)設(shè)保護(hù)煤柱，其尺寸寬4m，傾斜長5m。13534652o1-區(qū)段運輸巷 2-區(qū)段回風(fēng)巷 3-收作眼 4-聯(lián)絡(luò)巷 5-收尾中的工作面煤壁 6-收作眼煤柱Coal Mining Science2022-3-11613.2 急斜煤層走向長壁采煤法急斜煤層走向長壁采煤法u13.2.2 俯偽斜走向長壁分段水

12、平密集采煤法俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法 3）評價及適用）評價及適用p優(yōu)點優(yōu)點l采面?zhèn)涡敝本€布置，減少了煤、矸下滑速度，安全 。l頂?shù)装迨芰Ω纳?，相對穩(wěn)定，不會出現(xiàn)大面積推底和頂板拉裂現(xiàn)象。 l工作面有效利用率比臺階采煤法高，單產(chǎn)高 l工作面支柱的損耗量及維修工作量減小 Coal Mining Science2022-3-11713.2 急斜煤層走向長壁采煤法急斜煤層走向長壁采煤法u13.2.2 俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法俯偽斜走向長壁分段水平密集采煤法 3）評價及適用）評價及適用p缺點缺點l工作面支柱回柱工作量大，工人操作不夠方便。l分段密集支柱下方的“三角區(qū)”通風(fēng)條件較差，易積聚

13、CH4 。l煤層頂板有淋水時，勞動環(huán)境比較差。p適用適用l適用于傾角40以上，頂板中等穩(wěn)定，煤壁易片幫，工作面采高不超過2.0m的低瓦斯煤層。l不宜適用偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法的不穩(wěn)定急斜薄及中厚煤層。Coal Mining Science2022-3-11813.3 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法u13.3.1 采煤系統(tǒng)采煤系統(tǒng) 偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法采面呈直線偽斜方向布置，沿走向推進(jìn)，并用柔性掩護(hù)支架隔離采空區(qū)，工人在掩護(hù)支架下采煤 。該采煤法區(qū)段高度取決于煤層傾角大小、沿傾斜變化情況以及采煤技術(shù)條件。目前一般為30-60m。工作面采下的煤沿工作面鋪

14、設(shè)的搪瓷溜煤，經(jīng)溜煤小眼到區(qū)段運輸巷的輸送機。當(dāng)工作面推進(jìn)到采區(qū)上山眼附近時，在該處開掘一對收作眼，逐步將掩護(hù)支架下放成水平位置，然后回收。Coal Mining Science2022-3-11913.3 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法u13.3.1 采煤系統(tǒng)采煤系統(tǒng) 通風(fēng)系統(tǒng)：通風(fēng)系統(tǒng)：采區(qū)運輸石門行人眼區(qū)段運輸巷溜煤小眼采煤工作面區(qū)段回風(fēng)巷行人眼采區(qū)回風(fēng)石門運料：運料：運輸石門采區(qū)運料眼區(qū)段回風(fēng)巷運料小車到支架安裝地點采空區(qū)采空區(qū)12水平水平1149988101013157345-250-14010m 10m6200m5m偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法巷道布置偽傾斜柔性掩護(hù)支

15、架采煤法巷道布置1-采區(qū)回采石門 2-采區(qū)運輸石門 3-運料眼 4-溜煤眼 5-行人眼 6-區(qū)段回風(fēng)巷 7-區(qū)段運輸巷 8-初采斜巷 9-收作眼 13-溜煤小眼Coal Mining Science2022-3-12113.3 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法u13.3.2 回采工作回采工作 可將回采工作分為三個階段，即準(zhǔn)備回采、正?；夭珊褪瘴?。1）準(zhǔn)備回采p在回風(fēng)巷內(nèi)安裝掩護(hù)支架，并逐步下放支架使工作面成偽斜安裝支架前，將回風(fēng)巷擴寬到煤層頂?shù)装?，從切眼?m處挖地溝。p在擴寬的回風(fēng)巷里安裝掩護(hù)支架。p為了防止支架在下放過程中下滑，應(yīng)使煤和矸石冒落點距偽斜工作上部拐點的距離經(jīng)常

16、保持在5m以上 。Coal Mining Science2022-3-12213.3 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法u13.3.2 回采工作回采工作 2）正?；夭桑┱；夭蓀在掩護(hù)支架下采煤，同時在回風(fēng)巷接長支架，并在工作面下端支架放平位置拆除一段支架。 在回風(fēng)巷接長掩護(hù)支架，超過上出口8 10m 。p在掩護(hù)支架下采煤（ 炮采）： 打眼裝藥聯(lián)線放炮（全采面一次爆破或分段爆破） 鋪溜槽出煤調(diào)支架等。p拆支架：在采面下端將支架放平，并留出空間1.2m高，拆除支架。Coal Mining Science2022-3-12313.3 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法u

17、13.3.2 回采工作回采工作 3）收尾階段）收尾階段p在停采線一側(cè)掘兩條收尾上山 走向間距8 10m，用聯(lián)絡(luò)眼貫通。p支架安裝到收尾上山處，不再接長。p隨采煤下放前端支架，偽斜角逐漸變小，并拆除上端多余的支架，放平支架。 p全部拆除支架 。Coal Mining Science2022-3-12413.3 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法u13.3.3 改進(jìn)支架結(jié)構(gòu)，擴大使用范圍改進(jìn)支架結(jié)構(gòu)，擴大使用范圍 1）“八八”字形掩護(hù)支架字形掩護(hù)支架p“八”字形掩護(hù)支架高度可在0.3-0.5m范圍內(nèi)變化，以便增大掩護(hù)支架下工作空間的高度。p適用煤層厚度1.31.6m。“八八”字形掩護(hù)

18、支架字形掩護(hù)支架Coal Mining Science2022-3-12513.3 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法u13.3.3 改進(jìn)支架結(jié)構(gòu)，擴大使用范圍改進(jìn)支架結(jié)構(gòu)，擴大使用范圍 2）“ ”形掩護(hù)支架形掩護(hù)支架p“”型掩護(hù)支架可以用來開采傾角5560、厚度M4.6m的急斜煤層p初步認(rèn)為煤層傾角55 左右時，肢長比應(yīng)采用1：1為宜，肢間夾角140 ，支架的角度（下肢與水平面的夾角）應(yīng)保持在65 80 之間，防止支架出現(xiàn)啃底或后仰的現(xiàn)象。Coal Mining Science2022-3-12613.3 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法u13.3.3 改進(jìn)支架

19、結(jié)構(gòu)，擴大使用范改進(jìn)支架結(jié)構(gòu)，擴大使用范圍圍 3單腿支撐式掩護(hù)支架單腿支撐式掩護(hù)支架 p掩護(hù)支架由扁八字形鋼梁和連接這些鋼梁的走向鋼梁組成，在偽斜工作面中每隔1m在掩護(hù)支架下打一根金屬支柱。掩護(hù)支架采用邁步式下放。下放步距為0.5-0.8m。p適用于開采傾角 、厚度 M = 1.45 4.6m 的煤層211541A31-走向鋼梁；2-鋼絲繩； 3-滑撬板；4-單腿；5-炮眼Coal Mining Science2022-3-12713.3 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法u13.3.3 改進(jìn)支架結(jié)構(gòu)，擴大使用范圍改進(jìn)支架結(jié)構(gòu)，擴大使用范圍 1）“7”7”字形掩護(hù)支架字形掩護(hù)支架

20、p結(jié)構(gòu)：是由木梁排成的平板形結(jié)構(gòu)和木梁下工作空間內(nèi)每隔0.7m安裝一根7字型的鋼梁，木梁之間以及木梁與“7”字型鋼梁之間，用u形螺栓將其與鋼絲繩聯(lián)合成一個柔性整體，并在其上鋪設(shè)兩層笆網(wǎng)片。p適用開采厚度M=0.71.3m的急斜煤層。Coal Mining Science2022-3-12813.3 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法u13.3.4 改進(jìn)巷道布置，減少支架拆除和安裝次數(shù)改進(jìn)巷道布置，減少支架拆除和安裝次數(shù) 為了減少支架的安裝、拆除次數(shù)，以節(jié)省人力和減少材料消耗，有些礦井改進(jìn)了巷道布置，增加區(qū)段高度、加長了工作面長度，用偽斜上山或溜煤眼把工作面分段。有些礦井在不改變原

21、來區(qū)段高度和巷道布置的情況下，成功地把掩護(hù)支架連續(xù)下放兩個區(qū)段，甚至三個區(qū)段，也達(dá)到了減少支架安裝和拆除的目的。3040m2530625565m514332530。32m1-區(qū)段回風(fēng)巷2-區(qū)段運輸巷3-偽斜上山4-工作面5-溜煤小眼6-聯(lián)絡(luò)巷偽斜上山工作面分段出煤偽斜上山工作面分段出煤 32413040m2535m溜煤眼工作面分段出煤溜煤眼工作面分段出煤 1-區(qū)段回風(fēng)巷2-區(qū)段運輸巷3-溜煤眼4-工作面Coal Mining Science2022-3-13013.3 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法u13.3.5 評價及適用評價及適用 優(yōu)點優(yōu)點p將工作面傾角變緩、工作面較長，

22、從而具有緩斜、傾斜煤層走向長壁采煤法巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)簡單、掘進(jìn)率低優(yōu)點。p簡化了復(fù)雜繁重的頂板管理工作，為安全生產(chǎn)和三班出煤創(chuàng)造了條件p工作面煤炭自溜，減輕了繁重的攉煤工作。缺點缺點p架結(jié)構(gòu)不完善，不能調(diào)節(jié)寬度，今后設(shè)計可以伸縮和調(diào)整的液壓掩護(hù)支架； Coal Mining Science2022-3-13113.3 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法u13.3.5 評價及適用評價及適用 缺點缺點p煤塵大，勞動條件差；p對煤層厚度、傾角等產(chǎn)狀變化的適應(yīng)性較差；p采煤工藝尚未實現(xiàn)機械化，限制了各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的進(jìn)一步提高；p支架拆除費事。 適用 偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤方法一般適用

23、于開采傾角 、厚度M= 2 6m埋藏穩(wěn)定、煤厚變化不大的急斜厚煤層。Coal Mining Science2022-3-13213.4 水平分段放頂煤采煤法水平分段放頂煤采煤法u13.4.1 水平分段放頂煤采煤法水平分段放頂煤采煤法水平分段放頂煤采煤法水平分段放頂煤采煤法在急斜煤層中，按一定高度分成若干個分段。在分段的底部采用水平分層采煤法的落煤方式，分段上部的煤由采場后方放出運走的方法。 水平分段放頂煤采煤法示意圖水平分段放頂煤采煤法示意圖126+16501690+169098+1650+1690345689+170012310115 1-主斜井，2-副斜井，3-1

24、650運輸大巷，4-1700回風(fēng)大巷，5-1650運輸石門， 6-1700回風(fēng)石門，7-開切眼，8-區(qū)段運輸巷，9-區(qū)段回風(fēng)巷，10-進(jìn)風(fēng)斜巷，11-溜煤眼，12-回風(fēng)斜巷水平分段放頂煤采煤法巷道布置水平分段放頂煤采煤法巷道布置Coal Mining Science2022-3-13413.4 水平分段放頂煤采煤法水平分段放頂煤采煤法u13.4.2 綜采放頂煤采煤工藝綜采放頂煤采煤工藝急斜煤層綜采放頂煤的采煤工藝過程及其參數(shù)選擇的原則與緩斜煤層放頂煤采煤法基本相同，但對采煤設(shè)備有一些特殊要求。 由于急斜煤層中水平分段放頂煤工作面的長度受煤層厚度限制，根據(jù)我國的煤層條件，一般在60m以下。采煤工

25、藝過程為：割煤移架推移輸送機放頂煤。Coal Mining Science2022-3-13513.4 水平分段放頂煤采煤法水平分段放頂煤采煤法u13.4.3 滑移支架放頂煤采煤工藝滑移支架放頂煤采煤工藝滑移支架放頂煤工作面裝備有滑移頂梁支架進(jìn)行機采或炮采的一種水平分段放頂煤采煤法。滑移頂梁支架一種無底梁，由滑移頂梁與雙作用液壓支柱等組成的液壓支架。工作面落煤方式：p采煤機割煤開幫；p清煤后立即鋪頂網(wǎng) ，伸探梁，一般網(wǎng)長10m，寬0.9m，前移輸送機，至煤壁；p滑移頂梁液壓支架p放出頂煤，由后輸送機運出Coal Mining Science2022-3-13613.5 倉儲式采煤法倉儲式采煤法u13.5.1 主要特點及分類主要特點及分類倉儲式采煤法主要特點：利用急斜煤層傾角大