第5章 倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法

采矿学电子教案能源科学与工程学院采矿系2009年9月第五章倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法Descendinginclinedslicinglongwallmethodwithcaving倾斜分层：将厚煤层分成若干与煤层层面相平行的分层，然后逐层开采。回采顺序：下行式（descending）—先采顶分层，依次下行回采各分层，垮落法管理顶板，称倾斜分层下行垮落采煤法。分层同采：在同一区段范围内，上、下分层工作面错开一定距离同时采煤，称：“分层同采”。分层分采：在同一区段范围内，采完一个分层后再采下一个分层称“分层分采”或“大扒皮”。第一节倾斜分层走向长壁采煤法巷道布置及参数一、分层同采的采区巷道布置条件：厚煤层，分三层，=15O，埋藏稳定，低沼气矿；沿倾斜划为35个区段（一）采区巷道布置Fig．5—1示1、采煤方法：（Descendinginclinedslicingmethodwithcaving）981513127l6112610122018541417211020223119114518391020141278221191761322115132、巷道布置特点1)巷道名称：2)巷道布置特点:•阶段运输大巷(1)和回风大巷(2)均布置在距煤层1520m的底板岩石中。•各分层采用集中（共用）上山、集中（共用）区段平巷—联合布置方式（之一）114518391020141278221191761322115i、集中上山轨上（5）和运上（4）均布置在距煤层15m的底板岩石中，且在层位上错距≮2m（运“上”在下，轨“上”在上）114518391020141278221191761322115ii、集中运输巷（10）布置在距煤层810m的底板岩石中。iii、区段集中轨巷（9）提前在下区段顶分层回风巷位置开掘，超前（10）掘进，为（10）定向。114518391020141278221191761322115从（9）每隔200m开（11）沟通各分层。最后一个（11）距采区边界约200m。IV、集中区段平巷与分层平巷间联系（10）—（12）—沟通各分层机巷；（9）—（11）—沟通各分层机巷；从最后一个（12）反向掘（14）至采区边界，从最后一个（13）反向掘（15）至采区边界。9131211101313133）顶分层采面顶分层（14）、（15）超前采面两个（12）掘进。（14）—开切眼—（15）顶分层工作面。913121110131313119101412132154）I区段i、利用总回风巷（2）作为轨道集中巷，每隔200m左右开掘区段回风小石门（13）沟通各分层风巷。（如采用采区小风井，则另开集中岩石巷）。ii、从（10）每隔200400m（一台刮板运输机有效铺设长度，当用吊挂胶带机时，联络眼间距可扩大到400m）掘溜煤眼（12）沟通各分层机巷，最后一个（12）距采区边界约200m。9131211101313135）分层同采时集中轨道巷（9）作用•服务于各（顶、中、底）分层之辅助运输；•探清煤层走向变化，为（10）定向；同时满足顶分层超前平巷施工定向和泄水•利用（9）掘二、三分层超前运输机巷，掘进煤由（12）—(10）运出；物料由（9）—（11）。采掘无干挠。•缩短区段准备时间，利于接替6）联络眼（11）的开掘方法问题：顶分层与中、底分层的联络眼间距相同否？间距相同—如何布置？i、顶分层—(11)沿煤层顶板开掘，每200m一个，沟通（14）ii、二、三分层—（11）下口不动，上段向下卧底，形成斜巷，分别沟通二、三分层机巷（超前平巷），形成系统。7）第二区段开采第一区段采完后：（9）作为下区段顶分层回风巷，（10）作为集中轨巷。更换运输设备。9131211101313138）区段集中巷与上山间联络（10）—（18）—运上（4）（9）—（7）—轨上（5）可知：分层同采，必须有：共用区段集中机巷；共用区段集中轨巷。98718541410（二）巷道掘进顺序1、原则：2、顺序：3、生产中，随分层工作面推进，继续掘上分层超前运输和回风平巷，超前距保持两个溜煤眼与之相通4、中分层准备（1）上分层工作面采过第一个溜煤眼之后,再准备中分层。自（9）—（11）在假顶下，反向掘（20）开切眼，自（2）—（13）—（21）巷道掘进顺序同中分层准备之理，准备底分层工作面。第一区段底分层采完之前，要准备第二区段顶分层工作面，以备接替913121110131313（三）生产系统（productivesystem）•haulagesystem•物料：（material,equipment）•ventilationsystem采面、新风(freshair)掘进通风：分层超前平巷掘进，局扇•供电：地面35kV变电站—付井6kV—井底车场中央变电所—6kV送至采区变电所—送采掘面（1140V或3300V、660V、380V、127V）•压风：•供水：二、分层同采评价1、优点：1）实行上下分层同采，增产潜力大，能集中生产；2）为超前回采工作面推进分层平巷和多头掘进提供了条件，缩短了准备时间，利于接替；3）第二分层以下的区段运输平巷均布置在上分层采空区下，矿压小，易维护。由于各分层超前掘进，维护长度及时间短，维护费用低；4）各分层均可出煤，利用集中运输巷运煤，系统集中简单，占用设备少，管理集中；5）利于假顶防腐和防止煤的自燃发火。分层同采评价2、缺点：1）岩石工程量大（设区段集中平巷及联络巷）。2）生产系统复杂。3）同采工作面能力不易发挥。4）初期准备时间长。三、分层同采的适用条件•随着机械化水平提高，综采放顶煤出现，以及非放顶煤单层工作面生产能力加大，支护条件改善，分层同采的优点已逐渐弱化，缺点（主要是岩石工程量大、生产系统复杂）已日趋明显，分层同采已少用。•技术发展趋势：（1）多采用分层分采（2）“放顶煤”四、分层同采的参数1、倾斜分层厚度：普采2m，综采3.5m；2、工作面长度：150200m；3、分层同采的合理错距：P356，Fig5-8五、分层开采的采区巷道布置基本规律1、纵向：上山。2、横向：区段平巷分层同采时，有区段集中平巷。分层分采时，可不设区段集中平巷。3、纵横相联：上、中、下车扬。4、硐室：煤仓、绞车房、变电所。5、附属上述巷道的联络巷。问题：该采煤方法巷道布置基本规律？六、问题（作业）（讨论）厚煤层底板下方20m处有一薄及中厚煤层，该煤层和顶底板均稳定。1、设计分层分采的采区巷道布置方案画图并附文字说明；2、说明上、下区段过渡期如何独立通风，（可设采区回风井）第二节倾斜分层长壁采煤法采煤工艺特点一、顶分层回采工艺特点顶分层增加了为下分层铺设人工假顶或形成再生顶板的工作。顶板—煤层原生顶板顶分层采煤工作面—工艺同中厚煤层工艺底板—煤层（二分层）铺假顶或形成再生顶板（下分层用）1、人工假顶1)竹笆、荆笆假顶竹笆：宽0.71.0m，长2.22.4m，竹片或细竹用铁丝编成。荆笆：宽0.91.0m，长2.22.4m，用细铁丝编成。底梁：半圆木，或厚木板。竹笆、荆笆假顶铺设铺设：底梁与煤壁呈4560°布置，将竹笆放在底梁上，每片间搭接，用铁丝联好。腐朽期为68月。垮落矸石胶结性能好时可不铺底梁1526341242）金属网假顶金属网假顶一般用1214#镀锌铁丝编织而成。网边用810#铁丝编成。网孔2025mm网孔形状：正方形（经纬网）、菱形、蜂窝形。菱形网：承力好，延展性好，寿命长，广泛应用。3）塑料网假顶塑料网假顶：聚丙稀树脂制成的塑料编织而成。规格：网带宽1316mm，560.9m或2.00.9mm，网孔15mm塑料网：无毒、无味，阻燃，抗静电，重量轻，柔性大，耐腐蚀等。强度高，寿命长；抗剪性能差；延展性大，易形成网兜。4）人工假顶铺设方法•铺顶网•铺底网手工机械31245231231铺顶网优点•利于改善工作面顶板管理。铺一次网可为上、下分层服务。刚割过煤后，及时移架铺网，及时支护。•提高煤质。•提高煤炭采出率。采面浮煤在金属网下，采下分层时，一并采出。•简化回采工艺，提高效率。2、再生顶板煤层的顶板为页岩或含泥质成份较高的岩层，冒落后注水或注泥浆，在上覆岩层重压下形成再生顶板。一般46个月胶结形成。二、假顶下回采工艺特点1、假顶下支护及顶网管理假顶下回采，顶板是已垮落的碎石，老顶周期来压不明显，顶板压力较顶分层小。顶板管理的关键是护好破碎顶板。护好破碎顶板技术措施：1）浅截深采煤机；2）滚筒距网100mm；3）及时支护；4）普采面：a、采用正倒悬臂错梁直线柱布置；b、割煤后及时挂梁，支贴帮柱；c、型钢梁护顶。5）综采面：掩护式支架，或支撑掩护式支架。2、假顶下的放顶工艺单体支柱采面—无密集放顶。假顶下易拉斜歪支柱、推垮采面，必须设抬棚，或打斜撑柱。（戗柱）3、分层采高的控制主要控制底分层采高足够。在开切眼、采面及上、下平巷每隔30m向底煤打钻孔探煤厚。三、评价优点：1）有效解决中倾斜以下厚煤层开采时顶板支护和采空区处理问题；顶分层以下各分层矿压显现缓和；2）安全；3）采出率高；4）技术经济指标较好。缺点：1）铺假顶工作量大；2）巷道维护较困难；3）生产组织管理工作较复杂；4）开采易自燃煤层，采取防自燃措施等。四、适用条件煤层顶板不太坚硬，易于垮落、直接顶有一定厚度的缓、中倾斜厚煤层。分层开采在1990年，产量是统配煤矿产量的28.1%，目前占1520%。思考题P113—1-6