急倾斜煤层开采方法

急倾斜煤层开采方法急倾斜煤层开采概况1急倾斜煤层开采的发展过程2急倾斜煤层主要开采方法3急倾斜煤层储量占我国煤炭总储量的40%，而南方地区80%的矿区赋存有急倾斜煤层，黑龙江省四大矿区均有急倾斜煤层。因此，关于急倾斜煤层开采方法的研究对我国煤炭工业的发展仍具有十分重要作用。急倾斜煤层开采概况急倾斜煤层开采概况开采特点在顶板岩石性质相同的条件下，工作面采过后，与缓倾斜煤层相比顶板不易垮落，顶板压力小。急倾斜煤层多为不稳定的复杂煤层，常给开采工作带来了很大的困难。煤层倾角大，必须充分考虑支架的稳定性。急倾斜煤层开采概况开采特点在急倾斜煤层中，人员沿倾斜方向上下行走不方便。破落下来的煤岩会自动下滑，有利于工作面内煤炭运输和矸石的自重充填。但煤岩块的自动滚落容易伤人和冲倒支架，对作业安全不利；不仅煤层顶板会垮落，底板也会滑落。急倾斜煤层开采概况开采特点垂直岩层层面的作用力减小，沿层面方向的力加大。巷道易发生鼓帮、片落，支架棚腿易内移、折损。开采大倾角近距离煤层群时，除了先采下部煤层会影响上部煤层和围岩外，先开采上部也会影响下部煤层和围岩，但是顶底板移动和垮落的范围均比缓倾斜煤层小得多，因此在开采时可以采用自上而下的开采顺序，也可以采用自下而上的开采顺序。急倾斜煤层开采概况hMsinsin1hMsinsin2急倾斜煤层开采概况hMsinsin1hMsinsin2如果煤层间距较小，为了使上、下煤层开采不致互相影响，应缩小区段（或阶段）的高度。629178543216758Ⅰ-ⅠⅠⅠ629178543216758Ⅰ-ⅠⅠⅠ单一薄及中厚煤层采区巷道布置图煤安监技装[2007]5号关于急倾斜煤层安全开采的指导意见要求严格开采急倾斜煤层煤矿的安全准入。积极组织推广先进适用的安全生产技术，加强安全生产技术交流，提高急倾斜煤层开采的安全保障能力。12009年1月1日起，严禁使用仓储式等落后采煤法。2开采急倾斜煤层的采煤工作面必须形成全风压通风系统。3保持至少两个畅通的安全出口，一个通到回风巷道，另一个通到进风巷道。4采取有效措施，保障矿井安全生产。煤安监技装[2007]5号关于急倾斜煤层安全开采的指导意见5开展科学研究，提高技术装备水平。6要积极组织急倾斜煤层开采先进适用技术的推广工作。急倾斜煤层开采过程五十年代初，进行了采煤方法的改革。根据不同的煤层赋存条件，推行倒台阶工作面、水平分层和巷道放顶煤等采煤方法。采用风镐落煤，运输机运煤和机械式回柱，用冒落法处理采空区，提高工作面生产能力，减轻了工人劳动强度，一定程度上改善了安全状况，初步改变了矿井急倾斜煤层开采的技术经济面貌。急倾斜煤层开采过程六十年代开始，急倾斜煤层开采技术的进步主要表现为改风镐落煤为电钻打眼爆破落煤。为扩大掩护支架的使用范围，淮南、开滦、徐州等矿区先后在掩护支架采煤法中成功应用“八字”型等掩护支架，克服了平板型支架的一些缺点，取得了较好的技术经济效果。急倾斜煤层开采过程一些开采急倾斜煤层的矿井还进行了矿井开拓和巷道布置方面的改革。降低了掘进率，改善了巷道的维护条件；开始应用金属支柱和金属铰接顶梁；在水平分层工作面中采用金属网假顶,或因地制宜地利用竹笆、荆笆等作假顶材料。急倾斜煤层开采过程七十年代中期，淮南矿区首创的“伪斜柔性掩护支架采煤法”获得成功。这种采煤法具有产量大、生产系统简单、巷道掘进量小、回采工序少、生产安全、材料消耗低和劳动效率高等优点。它的试验成功是急倾斜煤层开采技术上的一大进步，目前仍在许多矿区使用。急倾斜煤层开采过程为进一步提高急倾斜煤层开采的机械化程度，在此期间：•北京等矿区试验了滚筒式采煤机；•四川攀枝花矿区试验了冲击式刨煤机；•开滦、淮南矿区试验了用于掩护支架下机械化落煤的地沟机。急倾斜煤层开采过程机械化开采一定程度上存在一些问题。•受不同地质条件的影响，机械化试验成功率不高，无法在进行推广。•目前，综合机械化开采的煤层倾角已经达到60度。实验了刨运机开采。急倾斜煤层开采过程•八十年代末九十年代初，急倾斜煤层采煤方法得到进一步的改进。•工作面长度加大，单产提高；安全条件进一步改善。•如四川芙蓉矿务局巡场煤矿试验成功的“俯伪斜走向长壁分段密集采煤法”，是由伪斜短壁采煤法演变而成的一种采煤方法，具有产量大、通风条件好、便于顶板管理的特点。急倾斜煤层主要开采方法1柔性掩护支架采煤法早期工作面是沿煤层倾斜向下推进，掩护支架都是平板型的。急倾斜煤层主要开采方法采区每翼走向长度为150~200m，采区间留8~10m的隔离煤柱。采区内沿走向划分成若干个倾斜条带，每个采煤带的走向宽度一般为26~38m，倾斜长度一般为80~100m。在每个采煤带内由下向上掘进4~6条相距6m的溜煤眼。急倾斜煤层主要开采方法相邻溜煤眼的间距可为8m，以便回采时采煤带之间留2m宽的煤柱。采煤带内沿走向掘联络巷贯通溜煤眼，以便能风与行人。上部区段回风平巷扩巷后在其中安装支架，支架比煤层厚度稍小约0.5m，在支架下用风镐或爆破法破煤。评价较其他采煤方法比较具有产量大、效率高、操作简单、生产安全的特点；但煤炭损失大，溜煤眼掘进量大且施工困难，生产系统复杂，材料消耗多，劳动强度大，工作条件差。改进支架改用柔性；用向上钻机钻进大直径钻孔作为溜煤眼。淮南大通煤矿提出了“伪斜柔性掩护支架采煤法”急倾斜煤层主要开采方法1柔性掩护支架采煤法柔性掩护支架采煤法试验成功后，迅速在淮南矿区、开滦矿区和徐州等矿区推广应用。是我国改革大倾角（急倾斜）煤层采煤方法的一大创举。1柔性掩护支架采煤法采空区采空区12水平水平1149988101013157345-250-14010m10m6200m5m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柔性掩护支架采煤法采区一翼走向长度一般为200~300m，有时可达400~500m；阶段垂高一般为100~120m；采区内沿倾斜方向划分若干个区段，区段垂高一般为18~40m。1柔性掩护支架采煤法支架1柔性掩护支架采煤法支架钢丝绳采用直径22~43.5mm的旧钢丝绳，至少两根，在钢丝绳上摆好钢梁，用螺栓和夹板把钢梁和钢丝绳连结成一个整体，在钢梁间一般用撑木支撑以保持钢梁间距并防止钢梁倾倒。在钢梁上垂直铺设2~3层金属网，并用压木和钢丝固定在钢梁上，以防止采空区矸石窜入工作空间且便于钢梁和钢丝绳回收。1柔性掩护支架采煤法准备阶段将回风巷扩宽到煤层顶底板，从切眼外5m处挖地沟，在扩宽的回风巷里安掩护支架。1柔性掩护支架采煤法准备阶段架宽/m地沟高/m地沟上宽/m地沟下宽/m2.00.80.80.52.2~3.21.01.30.83.6~5.01.01.61.25.2~7.21.21.81.41柔性掩护支架采煤法准备阶段钢丝绳上垂直于煤层走向放置钢梁，钢梁一端要紧靠煤层顶板，并将钢梁在近顶板处垫高3~5度，有利于下放。安装支架时，地沟应保持超前安装护架钢梁的距离为1m。支架安装一段距离后，应从采区边界回柱放顶，预先确定扩巷的最大控顶距。掩护支架安装长度超过15m，在护架上形成煤矸垫层后，就可以从架尾开始进行掩护支架的初次下放工作，将其从水平状态调放成伪斜状态。1柔性掩护支架采煤法准备阶段1柔性掩护支架采煤法装药量不宜过大，以防崩坏架子和两帮煤台，造成架子下落失常，局部窜矸；安排专人调架，及时处理地沟两帮未崩掉的煤，使支架与工作面倾角均匀一致；爆破可为全断面一次起爆，也可以自下而上分段起爆，分段起爆时，下段爆破后，工作面下段出煤，同时上段打眼，不停止出煤，但由于分段起爆，在出煤调架时支架沿工作面方向易出现较大的台阶波折，护架拉力较大，易变形损坏。一次起爆则不易出现此类情况，然而打眼与出煤不能平行作业。每循环工作面沿煤层走向推进0.8~0.9m，一般三班出煤，每班一循环，一日三循环。1柔性掩护支架采煤法正常回采阶段•接长掩护支架—采煤—溜煤眼上留巷拆支架在回风巷接长掩护支架，超过上出口810m。•采煤—炮采打眼-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。•拆支架—在采面下端将支架放平，并留出空间1.2m高，拆除支架。1柔性掩护支架采煤法正常回采期间，要在工作面下部进行支架的拆除回收工作，沿走向不断推进导致工作面下端支架不断加长，当长度超过3个溜煤眼时，即可开始拆除尾部多余的支架。应及时在钢梁下打点柱支撑悬露出的支架，形成一个水平分层形式的回收工作面，支架回收也可在运输平巷中进行。147633521柔性掩护支架采煤法收尾阶段•在停采线一侧掘两条收尾上山—走向间距810m，用联络眼贯通；•支架安装到收尾上山处，不再接长；•随采煤下放前端支架，伪斜角逐渐变小，并拆除上端多余的支架，放平支架；•全部拆除支架。1柔性掩护支架采煤法支架结构改进21α1ρ541A3八字形掩护支架适用1.31.6m煤层，“”形支架适用于4.6m煤层，单支撑式支架适用：,1.454.6m煤层1柔性掩护支架采煤法支架结构改进1柔性掩护支架采煤法支架结构改进1柔性掩护支架采煤法支架结构改进1柔性掩护支架采煤法支架结构改进1柔性掩护支架采煤法支架结构改进1柔性掩护支架采煤法改进巷道布置1柔性掩护支架采煤法•平斜巷相结合出煤的巷道布置•真倾斜上山眼出煤巷道布置•伪斜上山（真倾斜）、上山眼相结合出煤巷道布置不同支架宽度所适应的煤层厚度支架宽度/m煤层厚度/m支架宽度/m煤层厚度/ma70°a70°a70°a70°1.31.51.63.64.24.41.51.71.84.04.74.91.72.02.14.55.35.52.02.32.55.96.16.32.22.62.75.26.26.52.42.82.95.66.77.02.63.03.16.07.27.52.83.23.36.47.78.03.03.53.66.88.28.53.23.73.97.28.79.0采煤法评价1柔性掩护支架采煤法•工作面沿走向推进，具有走向长壁采煤系统的优点，与沿俯斜推进的掩护支架采煤方法和其它柱式采煤方法相比，减少了大量溜眼和其它巷道的掘进量。•简化了复杂而繁重的顶板管理工作，使生产工艺大为简化。优点•采用30°左右的伪斜工作面，把急倾斜煤层变成了缓倾斜煤层来开采，使工作面行人、操作比较方便，减轻了工人的劳动强度，工作安全可靠。•掩护支架的安装与拆卸工作与工作面的回采工序在空间上互不干扰，可实现三班采煤，非生产的准备时间较短。采煤法评价1柔性掩护支架采煤法掩护支架受力较小，支架可以多次回收复用，在回采过程中只消耗一些竹（荆）笆或金属网，使矿井的材料消耗和生产成本降低。优点支架结构不完善，不能在下放过程中适应煤层厚度的变化，倾角的变化也不能太大。要求煤层赋存比较稳定，否则会造成很大困难。缺点采煤法评价1柔性掩护支架采煤法•这种采煤方法在厚度2～5m、倾角50°～70°的煤层中使用效果较好；在厚度超过5m和倾角小于50°的煤层中使用比较困难。•工艺虽然简单，但难以实现机械化回采，并且拆装支的劳动强度较大。缺点•在掩护支架下采煤，支架将工作空间与采空区隔离，所以在回采过程中不能排除矸石。另外当煤层含有夹矸以及煤层变薄需要破底时，会降低煤质。2俯伪斜走向长壁分段密集采煤法俯伪斜走向长壁分段密集采煤法是四川芙蓉矿务局巡场矿研究试用的一种急倾斜煤层采煤方法，于1987年8月率先在地质条件较复杂，倾角在38～65°的薄及中厚煤层内应用成功。目前这种方法已推广到四川广旺矿务局、湖南白沙、涟邵以及江西萍乡等矿区。β2俯伪斜走向长壁分段密集采煤法特点采面呈伪斜直线布置，走向推进；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，自溜。2俯伪斜走向长壁分段密集采煤法回采工艺•正常支护—金属支柱加铰接顶梁•密集支柱—沿倾斜45m设置一排密集支柱，一般为点柱，支柱间距0.20.3m，每排密集支柱沿走向长约46m，密集支柱随面前移前添后回采面分段爆破一般由下向上装煤,一般由