急倾斜煤层采煤法--教学PPT.ppt

急倾斜煤层采煤法 急倾斜煤层开采特点 急倾斜煤层采煤方法 教学重点 我国急倾斜煤层储量较丰富 分布很广 由于急倾斜煤层倾角大 在开采上具有许多特点 1 均由煤层倾角 增大引起的 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 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 为了防止滑落的煤块冲倒支架 砸伤人员 在技术上必须采取相应的安全措施 急倾斜煤层采煤法特点 急倾斜煤层开采特点 3 采煤工作面行人 运料及操作等各工序均较困难 4 煤层和围岩的节理发育 初次来压和周期来压均不明显 易发生无预兆的大面积突然冒顶垮落 造成顶板事故 生产的不安全因素多 安全性差 急倾斜煤层开采特点 5 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 6 开采两个相距较近的煤层 上 下 层开采后 由于底 顶 板岩层移动 会使下 上 层煤遭受破坏 因此要合理安排上下煤层开采顺序 急倾斜煤层开采特点 急倾斜煤层开采特点 7 机械化采煤一般比较困难8 采矿工程图要采用立面图或层面图 急倾斜煤层主要的采煤方法 走向长壁采煤法 俯伪斜走向长壁分段密集采煤法 伪倾斜柔性掩护支架采煤法 水平分层采煤法 厚煤层沿水平面划分分层的采煤方法 斜切分层采煤法 厚煤层中沿与水平面成25度至30度的斜面划分分层的采煤方法 水平分段放顶煤采煤法 长壁采煤法 分层采煤法 急倾斜煤层采煤法 走向长壁采煤法走向长壁分段密集采煤法伪斜长壁采煤法伪倾斜柔性掩护支架采煤法水平分段放顶煤采煤法 主要介绍 急倾斜煤层开采技术存在的问题 目前 我国急倾斜煤层开采方法中不同程度地存在很多问题 这些问题主要表现在以下几个方面 1 煤炭损失率高 2 巷道掘进率高 3 工作面通风条件差 4 工人劳动强度大 5 开采效益差 巷道布置区段划分 采区沿倾斜划分为2 3个区段 1 倒台阶采煤法 第一节走向长壁采煤法 采面下部 超前平巷 煤柱4 5m 超前下台阶2 3个溜煤眼 工作面布置 1 采面参数 一个台阶长15 20m 台阶数 2 4个 倒台阶布置 上下台阶错距为2 3m 最下一个台阶 错距为5 6m台阶较短 12m 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 评价及适用优点 巷道布置简单 掘进率低 通风系统简单 采出率高 对地质条件的适应性强 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 适用 煤层赋存变化大 厚度小于2m的煤层 二 正台阶采煤法 在急斜煤层的阶段或区段内沿倾斜或伪斜方向布置正台阶形工作面而沿走向推进的采煤方法 现将沿伪斜方向布置正台阶工作面的正台阶采煤法又称伪斜短壁采煤法或斜台阶采煤法 伪斜短壁采煤法工作面布置图1 回风石门 2 运输石门 3 工作面回风巷 4 工作面运输巷 5 伪斜小巷 6 竹笆 7 胶带挡煤板 8 支柱 9 放煤插板 10 溜槽 工作面布置 该采煤法是将一个在上下区段平巷之间的伪斜长壁工作面分为若干个短壁工作面 短壁工作面呈正台阶状布置 每个短壁工作面沿倾斜长5m左右 沿层面与走向线30 夹角的伪斜方向间距为15 20m 长壁工作面沿走向推进 始终保持沿倾斜方向的短壁工作面沿30 伪斜方向推进 见右图所示 回采工艺 行人通道短壁工作面上方利用木支柱 竹笆护顶 使采空区冒落矸石形成的垫层构成人工顶板以隔离采空区 该人工顶板与伪斜煤壁之间为一小巷 作为短壁工作面行人 运料 通风 溜煤的通道 回采工艺 落煤用风镐落煤 采落的煤先堆积与其下部伪斜小巷的溜煤槽内 各小巷内设挡煤板 当煤堆积到一定高度时 停止采煤 开始从下向上去掉挡煤板放煤 为防止煤炭窜到人工顶板上造成损失 可挂一胶皮挡煤板 使煤流落到伪斜小巷内 回采工艺 支护采用木支柱支护 木支柱支在沿顶底板的护板上 排距和柱距约为0 8m 1 0m 人工顶板支柱支在柱窝内 上有短梁 支柱上仰5 回采工艺 回柱 放顶短壁工作面用人工回柱 回撤工作面支柱前 先补人工顶板柱和加强支柱 再铺上竹笆 然后按矸石堆积的斜面 由下而上 由采空区向煤壁回收支柱 并使矸石滚到新铺的人工顶板上 放顶时短壁工作面停止生产 并挡住上短壁工作面的煤流 使回柱放顶与采煤交替进行 优缺点及适用 优点是 工作面位于采空区下方 不会积聚瓦斯 为采空区抽放瓦斯创造了条件 工作面浮煤少 采出率高 减少了采空区自然发火的隐患 对煤层厚度和倾角多变化 瓦斯含量大等地质条件适应性较强 巷道布置简单 掘进率低 缺点是 短壁工作面多 溜煤相互干扰 工作面利用率低 伪斜小巷断面小 煤尘大 落煤方法 支护设备有待改进 片帮滑底事故仍未能完全杜绝 适用 这种采煤方法可用于煤厚 倾角有变化或有小构造 厚度在2 4m以下 不宜使用伪斜柔性掩护支架采煤法的急斜煤层 第二节伪斜长壁采煤法 俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法 工作面线与水平面夹角 一般为30 35 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 采面可分段爆破落煤 煤自溜 2 回采工艺 正常支护 单体液压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 密集支柱随面前移而先支后回 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 1 密集 2 人字溜煤眼 3 单边钢板溜槽 4 点柱 3 评价及适用 采面伪斜直线布置 减少了煤 矸下滑速度 安全顶底板受力改善 相对稳定采面利用率高 单产高支柱工作量大分段密集 三角区 易积CH4顶如有淋水 劳动条件差适用 顶板中等稳定 M 2m 第三节伪倾斜柔性掩护支架采煤法 一 采煤系统伪斜柔性掩护支架采煤法 采面呈直线府伪斜布置 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 巷道布置2 采面布置3 采煤系统 巷道布置采区运输石门进入煤层后 向上掘进一组上山眼 布置区段运输平巷 回风平巷 在采区边界开掘一对开切眼 用于回采开始阶段的运输 通风和行人 然后即可安装支架 进行回采工作 正常的采煤工作面应有25 30 的伪倾斜角 回采时 为了溜煤 行人 通风和运料 在工作面下端掘进超前平巷 并沿走向每隔5m左右 由区段运输平巷回风巷向上开掘小眼与超前平巷贯通 11 工作面落下的煤 自溜至区段运输平巷 再运至采区溜煤眼 在石门装车外运 新鲜风流从采区石门进入 经行人眼区段运输平巷 到采煤工作面 废风从工作面经区段回风巷到采区石门排出 这种采煤法的回采工作 大致可分为三个阶段 即准备回采 正常回采和收尾工作 二 平板型支架结构 掩护支架的结构 柔性掩护支架主要由钢梁及钢丝组成 钢丝绳沿走向布置 钢梁沿煤层厚度布置 钢梁与钢绳进行联结 在钢梁上部铺设双层荆笆 用作隔离采空区矸石和折架子时的人工假顶 这种架子结构 其有柔性且便于控制和回收 三 回采工作 准备 回采 收尾 1 准备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 掩护支架调斜 将掩护支架调斜成伪斜工作面 斜角为25 2 正常回采 1 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 10m2 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 3 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 3 收尾 1 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2 支架安装到收尾上山处 不再接长3 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 4 全部拆除支架 四 改进支架结构 扩大使用范围 八 字形掩护支架适用 M 1 3 1 6m 形支架适用 4 6m 一 字型单支撑式支架适用 M 1 45 4 6m 五 改进巷道布置 减少支架拆除和安装次数 伪斜上山工作面分段出煤 溜煤眼工作面分段出煤 六 评价及适用 优点 安全 劳动条件好 巷道布置简单 掘进率低 工序简单 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 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 支架拆除费事 适用 M 2 6m 第四节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 一 采煤系统 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 二 综采放顶煤回采工艺 割煤 移架 推溜 放顶煤 适用 采面长 25m 综采放顶煤液压支架 综采放顶煤液压支架 综采放项煤采煤工艺特点 急斜煤层综采放顶煤的采煤工艺过程及其参数选择的原则与缓斜煤层放顶煤采煤法基本相同 由于在急斜煤层中水平分段放顶煤工作面的长度受煤层厚度限制 根据我国的煤层条件 一般在 以下 由此 对采煤设备有一些特殊要求 主要是要求适用于短工作面的短机身采煤机及其与之相配套使用的输送机 液压支架的型式并无差异 只是根据采场压力显现特征 可适当减小工作阻力及其重量 我国生产有MGD150 NW型采煤机 为无链牵引采煤机 包括滚筒在内 全长只有3m 它的摇臂出轴位于机身中部 能自由回转270 与短机身采煤机配套使用的SGI 730 90W型工作面刮板输送机的特点是 机头和机尾短而矮 在机头和机尾的侧帮上也设有齿轨 从而使采煤机能直接开到机头或机尾上部 滚筒能割透端部 进人巷道 这样 采煤机可从巷道人刀 不需专开切口 采煤工艺过程为 割煤 移架 推移输送机和放顶煤 一般割煤进刀量为0 5m 放煤自底板向顶板方向依次进行 放煤方式与缓斜放顶煤时大体相同 可以采用多轮顺序或单轮间隔顺序 顶煤高度较大 顶煤裂碎不充分时 一般用多轮放煤 为了发挥综采设备效能 一般工作面长度宜大于25m 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 M 56 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 4 0 5m 高0 8 1 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