急斜煤层采煤法采煤法

1、第四章 急斜煤层采煤法我国开采急倾斜煤层的矿井较多，90年占17%，但总产量不大，占3.39%。由于开采急倾斜煤层有一些特殊困难，在采煤机械化和改善生产技术经济指标方面都还存在不少问题。急倾斜采煤的主要特点如下：1、 采煤工作面采下的煤块能自动下滑 ，从而 简化了工作面的装运工作，但下滑的煤块和垮落矸石易冲倒支架，砸伤人员，给生产带来不安全因素。2、急倾斜煤层顶板压力垂直作用于支架或煤柱上的分力比缓斜煤层要小，而沿倾斜作用的分力要大，煤层顶底板都有可能沿倾向滑动，支架稳定性差，因而增加了回采和支护工作的复杂性。3、采煤工作面的行人、运料、落煤、支护、采空区处理等各项工序的操作均较困难，增加了机

2、械化采煤的难度。 为了克服这些困难，采用了多种多样的采煤工作面的布置形式和推进方向，因而构成了各种各样的采煤方法。图227 上山眼布置 1-采区运输石门；2-采区溜煤眼；3-运料眼；4-行人眼；5-联络巷；6-区段运输平巷；7-区段回风平巷；8-采区回风石门；9-采区煤仓4、上山叫溜眼，  采区中一组上山眼的布置可如图227所示，以溜煤眼代替缓斜煤层中的运输上山，面以运料眼代替轨道上山；为了安全，分段设行人眼；出矸时还需另设溜矸眼。5、一般说来，急倾斜煤层都经历过强烈的地质变动，地质构造复杂，围岩条件较差；再加上采煤工作面推进度慢，采出率较低。因此，采区走向长度比缓斜煤层要小。6、急

3、斜煤层采煤工程图纸地般采用立面投影图或层面图。 7、走向较长，倾斜较短。 一、倒台阶采煤法倒台阶采煤法是开采急斜薄及中厚煤层的一种走向长壁采煤法，其主要特点是采煤工作面呈台阶状布置。 1、采煤系统 倒台阶采煤法的采煤工作面呈倒台阶形，如图228所示。工人在各台阶下分组作业既可避免上方采落煤块的伤害，又能充分利用工作面全长进行多点作业。 为了通风、溜煤和行人安全，在区段运输巷上方45 m处开一条超前辅助平巷3,两者之间每隔56 m用联络眼贯通。为了溜煤方便，联络眼上端做成漏斗形。该区段运输巷做为下区段回风巷。 工作面长度较短，一般为4050 m。工作面沿倾斜分为23个台阶,台阶长度一般为1020

4、 m。上下台阶的错距为23 m。为了通风和行人方便及临时贮存煤炭，最下面的台阶与上一台阶错距应加宽到56 m，台阶长度缩短为810 m。 2、采煤工艺 倒台阶工作面一般采用风镐落煤。每个台阶上配备一台风镐，由23名采煤工进行落煤和支架工作。 倒台阶工作面一般采用木支架。为了保证支架的稳定性，应采用平行与工作面的一粱三柱或两柱的对接棚子，后者应用较多。棚距一般为0。8O9 m，柱距为0 80 9 m，一般取0 8 m。为避免采空区垮落的矸石滚人工作面必须支设密集支柱隔离采空区。台阶面每向前推进O 80 9m。应立即架设一排支架。底板不坚固有滑脱危险时，支架应设底粱。为了防止煤块砸人或滚入采空区，

5、沿工作面适当地点应设溜煤护身板，每个阶檐处要刹好背板以防阶檐煤壁塌落伤人。工人操作地点应设置脚手板以保证安全、便于操作。 采空区一般用全部垮落法处理(也可采用充填法处理采空区，称为倒台阶矸石充填采煤法)，工作面控顶距一般不超过46排支柱。各台阶错开一定距离放顶。回柱工作多采用回柱绞车进行回柱绞车设在回风巷内通过钢丝绳沿工作面自下而上将支柱拉倒，支柱回收较困难。 工作面一般为两班采煤，每班推进0809m，另一班放顶，每日一循环，循环进度为1. 6l. 8m。 3、评价及适用条件倒台阶采煤法是我国50年代开采急斜薄及中厚煤层常用的一种采煤方法。优点：巷道布置简单，对煤层地质条件的适应性较强；通风系

6、统简单；便于分段平行作业；煤炭采出率高； 缺点：劳动强度大，顶板管理工作量大，安全性较差，坑木消耗多，不利于实现采煤机械化，劳动工效低，风镐落煤时煤尘大、噪音大，在台阶上隅角容易积聚瓦斯等缺点。图228 倒台阶采煤法1-区段运输巷；2-区段回风巷；3-超前辅助平巷；4-溜煤小眼；5溜煤护身板；6-脚手板；7-支架背板；8-超前加强支架适用条件：目前应用越来越少，只在煤层赋存条件变化较大，厚度小于2 m的急倾斜薄及中厚煤层中还有少量应用。二、斜台阶采煤法比倒台阶好，可代替之。1、采煤系统，分成78m的短面，两面错距1215m2、回采工艺：爆破落煤最上台阶逐渐缩短，至2.4m时，停，下一台阶到时接

7、上，最下台阶采，从上一台阶留下的部分开始，逐渐加长，长到9.6m时，留下一部分，剩78m时继续采。斜巷内有挡煤板，堆积到一定程度时，整个工作面停，开始放煤，而采空区与工作面用支柱和金属网隔开。这种采煤方法的主要特点是：采煤工作面成直线形按俯伪斜方向布置，沿走向推进；用分段走向密集切顶挡矸隔离采空区和回采空间；工作面分段爆破落煤，煤炭自溜运输。采煤系统如图229所示，图229 伪斜走向长壁采煤法1-密集支柱；2-人字形溜煤眼；3-单边钢板溜槽；4-带帽点柱；5-超前掘进工作面一、俯伪斜分段走向密集长壁采煤法工作面布置 如图228所示，布置与倾斜方向夹角的俯伪斜直线工作面，工作面与水平面夹角为 3

8、0 °35 °，煤炭可在溜槽中有控制地自溜（防止飞出砸伤人员），也便于人员行走和工作，工作面斜长可达8090m。为了溜煤、通风、行人和溜煤掘进工作的方便，工作面下部的溜煤眼不少于3个。排距一般为工作面一次推进距离，采用“三五排控顶”。 沿倾斜方向划分为若干分段。每个分段沿走向布置密集支柱，密集支柱上方铺荆笆网，或塑料网带。它的作用是阻挡了每个分段向下滚落的矸石，并形成一个天然的冒落矸石充填带，不仅保护回采工作空间，还能有效支撑顶板（和底板），控制基本顶破断后的回转运动，减缓基本顶来压的影响。   二、采煤工艺 1、工作面初采和收尾 工作面一般采用后退式开采，在采空

9、区边界沿真倾斜掘进开切眼，按计算的俯伪斜角度自上而下推采。当推至工作面运输平巷后，进入正常开采阶段。见图230所示。当工作面上出口推至上山眼煤柱边界时，自上而下缩短，直至整个工作面至上山眼煤柱边界停采，见图2-31所示。 2、回采工序 采用爆破落煤，一般由工作面下部向上部分段放炮，而装煤从上向下进行，以保证安全。支护采用齐梁齐柱，如直接顶在中等稳定及以下，可采用倒悬臂。密集支柱按设计进度随工作面推进前添后回，一般为带帽点柱。沿工作面线铺设搪瓷溜槽，煤炭自溜装入区段运输平巷的刮板输送机。 分段走向密集支柱每排沿走向长度一般在 46m 布置一根密集支柱（一般为单体液压支柱），相邻两排密集支柱沿倾斜

10、方向距离也为 46m 。 图230工作面初采 1-区段运输巷；2-区段回风巷；3-开切眼；4-溜煤行人眼；5-调整中的工作面煤壁；6-调整好的工作面煤壁三、工作面长度 由于俯伪斜长壁采煤法应用打眼放炮落煤，工作面长度一般在 80100m 。在倾角为 45 °时，工作面上出口超前下出口 5670m 左右，沿走向控制顶板总的范围很长。当采用俯伪斜小巷密集正台阶采煤时，每间隔一个分段有一沿真倾斜的台阶面，沿走向跨度较小，目前应用的工作面最长达 100120m 。 图231 工作面收尾 1-区段运输巷；2-区段回风巷；3-收作眼；4-联络巷；5-收尾中的工作面煤壁；6-收作眼煤柱四、俯伪斜长

11、壁采煤法的评价及适用条件 1、优点：（1）采面伪斜直线布置，减少了煤、矸下滑速度，安全 ；（2）顶底板受力改善，相对稳定；（3）采面利用率高，单产高 。2、缺点：（1）支柱工作量大 ；（2）分段密集“三角区”易积CH4 ；（3）顶如有淋水，劳动条件差 。3、适用条件：（1）倾角大于 35 °的倾斜和急倾斜煤层，开采区域内倾角和采高的变化不适宜于应用伪斜柔性掩护支架采煤法的煤层； （2）在倾角 45 °60 °时，煤层一般不大于 22.5m ； （3）倾角大于 60 °的煤层，一般煤厚不大于 1.21.8m 。 伪斜柔性掩护支架采煤法具有走向长壁法的某些特

12、点，采煤工作面是直线形，按伪倾斜布置，沿走向推进，用柔性掩护支架隔离采空区，工人在掩护支架下采煤。如图232所示。图232 伪斜柔性掩护支架采煤法巷道布置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-熘煤小眼；14-永久封闭墙；15-小眼临时封闭一、柔性掩护支架的结构 1、柔性平板型掩护支架，见图233所示。2、八字型掩护支架，二、采煤工艺 采煤工作包括三个部分：安装护架、正常采煤和下放护架，以及在下部区段运输平巷中进行护架回收。 1、柔性掩护

13、支架的安装 护架安装在回风平巷中进行。在回风平巷工作面上出口前方 15m 将回风平巷扩宽至顶底板，以便安装柔性掩护支架。并从开切眼以外 5m 处开始挖地沟，地沟位于开切眼之上，呈倒梯形断面。如图234所示 扩巷及挖地沟后，即可开始安装。在地沟两侧沿走向放置钢丝绳，在绳上沿走向放置钢梁，钢梁垂直顶底板，一端紧靠顶板并垫高，使梁有 35 °的倾角，这样便联钢梁和钢丝绳，而且也有利于支架下放改为伪倾斜时转动方便。第一根钢梁应从开切眼以外 35m 处开始铺起。钢梁用螺栓夹板联成整体后，还应在钢梁上铺设金属网及荆笆，以防漏矸。随着铺梁不断挖地沟并接长钢丝绳。钢丝绳接头处，要用 45 个绳卡夹紧

14、，防止支架受力后，绳头脱落。联接钢梁和钢图233 柔性平板型掩护支架结构1-钢梁；2-钢丝绳；3-竹笆；4-压木；5-撑木丝绳时，应注意将绳拉紧，各条钢丝绳的拉紧程度要力求一致。安装工作沿走向推进 15m 后就应当回柱放顶，即将平巷的支架拆除，使上面的煤柱冒落，回柱一般采用回柱绞车。冒落的煤矸压在护架上，用以增加护架重量以防止护架向伪斜工作面滑移，所以冒落的碎煤矸沿走向长度不应小于 5m ，碎煤矸形成缓冲垫层还可以避免护架被砸损坏。如煤柱不能自行冒落，应放炮崩落。 当护架的安装水平长度超过 15m 时，开始调放支架，即在其后方开切眼中进行爆破，逐步将柔性整体护架由水平状态调为伪斜状态，达到规定

15、的位置，即与水平面成 2530 °夹角。 在支架下放到面下端时，再调整回水平位置，如图235所示。图234掩护支架安装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-撑木图235掩护支架的调斜 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-熘煤小眼2、正常开采 正常开采工作主要是爆破落煤、铺溜槽出煤及支架调整等工作。 炮眼布置：根据煤层厚度及煤质软硬而定，当煤层厚度小于 2m 时，在地沟中布置单排炮眼，煤厚大于 2m 及煤质较软时布置双排炮眼。炮眼与工作面的夹角均为 60 

16、6;，软煤夹角可大一些，硬煤夹角可小一些，地沟眼的间距一般为 0.50.6m ，眼深 1.21.6m ，装药量不宜过大，以防崩坏两端煤台，造成架子歪斜或悬空，使架子起伏或发生局部窜矸等事故。如图236所示。 工作面爆破之后，自下而上铺设溜槽，煤装入溜槽中自溜到下部运输平巷中。 随着工作面出煤，护架便自动下落，应随时注意调整，使护架落到预定的位置。如图237所示。 3、护架的回收工作 回收时将下拐点以外的护架平放在运输辅巷中，在放平段的尾部，由地沟向煤层顶底板两帮扩巷，到钢梁两端露出为止，这时钢梁失去两侧煤台的支承，应及时打上点柱支承悬露出来的护架，下部的回收巷道高度不小于 1.2m 。回收工作

17、自最后一根钢梁开始，卸掉螺栓、夹板，将钢梁由小眼运走，钢丝绳也由小眼拉出。后方悬露出的假顶应及时架设点柱维护，当达到一定控顶距时回柱放顶。如图238、239所示。所示。 三、工作面劳动组织 伪倾斜掩护支架工作面，每天可以三班出煤。每班的工作内容大致相同，配备的工种和人数也大致相同。根据煤层厚度和工作面长度不同，每个工作面一般配备 4050人。 四、故障处理 1、支架切入底板或顶板 将局部底板或顶板岩石打掉，并加大切入底板或顶板一端支架的下放距离，逐步使支架回到正常位置。在处理过程中应注意切入端的下放距离，每次不应过大，需经几次调整，逐步使支架回到煤层中正常位置； 2、矸石窜入工作面 及时将窜矸

18、处的空洞，用木料或笆片堵塞；支架通过旧的巷道时，预先把这种旧巷用碎煤填塞起来，支架经过时，应注意使支架座实在煤帮上； 3、支架扭斜 安装支架时，注意拉紧钢丝绳，上紧螺栓；生产过程中，经常检查螺栓拧紧程度；发现有扭斜现象时，用点柱支撑，逐步把扭斜现象调整过来；打眼放炮时，注意炮眼方向及装药量，保证支架正常下放； 4、钢丝绳接头故障 把已经拉开滑脱的部分，用短绳接上用绳卡固定牢固，下放支架过程中经常检查绳卡螺丝是否拧紧；锈蚀、断丝严重的绳应更换，尽量采用全工作面一次放炮，使支架下放时受力均匀。 图236双排眼炮眼布置1-地沟；2-掩护支架；3-炮眼图237架子下放时长度的变化图238掩护支架回收 1-区段运输巷；2-溜煤眼；3-钢梁；4-钢丝绳