傾斜長壁采煤法煤礦開采學-寧建國PPT演示文稿

1、2020/12/1,1,第十二章 傾斜長壁采煤法,12.1 基本特點及分類 12.2 單一傾斜長壁采煤法 12.3 傾斜分層傾向長壁下行垮落采煤法 12.4 采煤系統(tǒng)分析 12.5 礦壓顯現(xiàn)及支護特點 12.6 采煤工藝特點 12.7 傾斜長壁采煤法評價及適用條件,2020/12/1,2,12.1 基本特點及分類,12.1.1 傾斜長壁采煤法基本特點 傾斜長壁采煤法回采工作面沿煤層走向布置，沿傾斜（仰斜或俯斜）方向推進采煤。 回采工作面沿煤層走向布置，沿傾斜（仰斜或俯斜）推進采煤。與走向長壁采煤法相比，采煤工作面布置及回采方向不同，取消了采（盤）區(qū)上（下）山巷道。 多數(shù)礦井根據(jù)地質(zhì)條件在某一個

2、區(qū)域采用傾斜長壁采煤法，在另一個區(qū)域采用走向長壁采煤法，也有礦井在同一區(qū)域內(nèi)采用傾斜長壁和走向長壁相結(jié)合的布置方式。,2020/12/1,3,12.1 基本特點及分類,12.1.2 傾斜長壁采煤法分類 傾斜長壁采煤法可分為單一傾斜長壁采煤法及傾斜分層傾斜長壁下行垮落采煤法；按推進方向不同又可分為仰斜長壁和俯斜長壁兩種。,傾斜長壁采煤法,單一傾斜長壁采煤法,傾斜分層傾斜長壁下行垮落采煤法,按推進方向不同,仰斜長壁,俯斜長壁,2020/12/1,4,12.2 單一傾斜長壁采煤法,12.2.1 掘進順序 自運輸大巷1帶區(qū)下部車場進風行人斜巷分帶運輸巷4 采區(qū)邊界。 自大巷1在煤層中開掘，為了形成一定

3、的煤倉高度，分帶運輸斜巷4在接近煤倉處，應向上抬起，進入煤層頂板。 自大巷沿煤層傾斜向上掘進分帶回風斜巷5。該巷與回風大巷2相交，掘進到上部邊界后，開掘開切眼，即可進行回采。 煤的運輸：工作面-運輸斜巷4帶區(qū)煤倉6運輸大巷1 通風系統(tǒng)：運輸大巷1 進風行人斜巷7 運輸斜巷4 采煤 工作面3 回風運料斜巷5 回風大巷2 兩個分帶共用一個煤倉，組成一個帶區(qū),2020/12/1,5,1-運輸大巷； 2-回風大巷； 3-采煤工作面； 4-分帶運輸斜巷； 5-分帶回風斜巷； 6-帶區(qū)煤倉； 7-進風行人斜巷,1-運輸大巷； 2-回風大巷； 3-采煤工作面； 4-分帶運輸斜巷； 5-分帶回風斜巷； 6-帶

4、區(qū)煤倉； 7-進風行人斜巷,1-運輸大巷； 2-回風大巷； 3-采煤工作面； 4-分帶運輸斜巷； 5-分帶回風斜巷； 6-帶區(qū)煤倉； 7-進風行人斜巷,單一傾斜長壁采煤法巷道布置,2020/12/1,6,12.2 單一傾斜長壁采煤法,12.2.2 巷道布置特點 1）水平運輸大巷和回風大巷均沿煤層走向置于階段同一側(cè)。 2）分帶運輸斜巷和回風斜巷均沿煤層傾斜方向掘進，并垂直或斜交于平運輸大巷 。 3）采面沿煤層走向布置，對拉采面，面長 120-150m ，斜長1000m。,2020/12/1,7,12.2 單一傾斜長壁采煤法,12.2.3 實例 棗莊田屯礦 ，M =0.8 m； 分帶斜長1000m

5、；頂板5 6m灰?guī)r，緩慢下沉； 對拉采面 總長280 320m 陽泉一礦 , M=1.6m； CH4 40m3/dt；采面長180m； 斜長1070m。,2020/12/1,8,12.3 傾斜分層傾斜長壁下行垮落采煤法,示例 煤層厚度為7.0m，平均傾角7。煤層劃分為三個分層開采，俯斜工作面長度為120180m，普通機械化采煤，上下分層同采 運輸系統(tǒng)：自采煤工作面17分層分帶運輸巷6一運輸斜巷8巖石運輸聯(lián)絡平巷10分帶巖石集中運輸巷4帶區(qū)煤倉14運輸大巷1。 通風系統(tǒng)：新風由大巷1、2進風運料斜巷14分帶巖石集中運輸巷4巖石運輸聯(lián)絡平巷10進風運料斜巷8分層分帶運輸巷6工作面17分層分帶回風巷

6、7回風運料斜巷9運料聯(lián)絡平巷11巖石集中回風軌道巷5回風大巷3.,傾斜分層傾斜長壁下行垮落采煤法巷道布置圖,1-運輸大巷；2-軌道大巷； 3-回風大巷；4-巖石集中分帶運輸巷；5-巖石集中分帶回風軌道巷；6-煤層分帶運輸巷； 7-煤層分帶回風巷；8-進風運輸斜巷；9-回風運料斜巷；10-巖石運輸聯(lián)絡平巷； 11-巖石運料聯(lián)絡平巷； 12-中分層分帶運輸巷； 13-中分層分帶運料回風巷；14-進風（運料）斜巷； 15-帶區(qū)煤倉； 16-聯(lián)絡巷；17-上分層工作面；18-中分層工作面；19-運料斜巷,2020/12/1,10,12.4 采煤系統(tǒng)分析,12.4.1 仰斜開采和俯斜開采 1）仰斜開采

7、采面沿傾斜從下向上推進采煤。 適用條件：頂板穩(wěn)定，煤質(zhì)較硬；頂板淋水大；煤易自燃，需在采空區(qū)注漿時；臨界角一般為 。,仰斜開采示意圖,2020/12/1,11,12.4 采煤系統(tǒng)分析,12.4.1 仰斜開采和俯斜開采 2）俯斜開采 采面沿傾斜從上向下推進采煤。 適用條件：適用：煤厚、傾角 大，煤松軟易片幫，CH4含量高。當煤層傾角較小或近水平煤層，煤層條件又無特殊要求時，可采用仰斜與俯斜相結(jié)合的形式。大巷以上俯斜，大巷以下仰斜。,俯斜開采示意圖,2020/12/1,12,12.4 采煤系統(tǒng)分析,12.4.2 單工作面與雙工作面 1）單工作面 單工作布置時，每個工作面有兩條回采巷道，炮采、普采、

8、綜采工作面均可采用。 2）雙工作面 兩個工作面布置三條回采巷道，又稱對拉工作面。其中運輸巷為兩個工作面共用。一般普采和炮采工作面采用。 3）優(yōu)缺點：雙工作面布置同單工作面布置相比，減少一條巷道和有關聯(lián)絡巷，降低了巷道掘進工作量，節(jié)省了一套設備；與走向長壁開采相比：不存在向下或向上運煤的問題，兩個工作面可以等長，不存在風流上行和下行的問題。,2020/12/1,13,12.4 采煤系統(tǒng)分析,12.4.3 前進式、后退式、和混合式回采順序 前進式 采煤工作面自大巷附近向上部邊界推進。 后退式 采煤工作面自上部邊界附近向大巷推進，我國普遍使用后退式回采順序。 往復式 前進式與往復式回采相結(jié)合的回采順

9、序。 在薄及中厚煤層條件下，當上部邊界設有總回風巷時，則為往復式回采創(chuàng)造了有利的條件。 這種布置方式既可以實現(xiàn)仰斜和俯斜相結(jié)合方式開采，又可以克服或減輕前進式回采的缺點，并有利于工作面搬遷。,2020/12/1,14,12.4 采煤系統(tǒng)分析,上部邊界設總回風巷時的前進式和往復式回采 (a) 設分帶煤柱 (b) 分帶間無煤柱,(a),(b),1運輸大巷 2回風大巷 3分帶運輸巷 4分帶回風巷,2020/12/1,15,12.4 采煤系統(tǒng)分析,厚煤層采用分層同采時，一般設置分帶集中斜巷。 分帶集中斜巷與分層斜巷之間的聯(lián)系方式多采用斜巷聯(lián)系，用于留煤的也可用立眼聯(lián)系，并另設進風、行人斜巷。,6-區(qū)段

10、巖石運輸集中平巷 7-區(qū)段巖石軌道集中平巷8-區(qū)段煤倉 9-進風巷 10-進風行人斜巷 11-回風運料斜巷 12-溜煤眼，,12.4.4 分層斜巷布置及其聯(lián)系方式,2020/12/1,16,12.4 采煤系統(tǒng)分析,12.4.5 生產(chǎn)系統(tǒng) 主運系統(tǒng)一般采用膠帶機運輸。 輔運系統(tǒng) 以前：多臺小絞車串聯(lián)和 無極繩運輸；缺點為人工操作勞動強度較大，事故較多，與采煤和運煤機械化的水平不相適應； 目前：少數(shù)礦井采用了單軌吊、卡軌車、齒軌車或無軌膠輪機車運輸；優(yōu)點為系統(tǒng)簡單、運輸量大、運距較長且比較安全。 現(xiàn)在還應提高輔助運輸機械化水平，研制出適合我國國情的新型輔助運輸設備。,2020/12/1,17,12

11、.4 采煤系統(tǒng)分析,通風系統(tǒng) 根據(jù)采煤工作面產(chǎn)量、瓦斯涌出量及分帶巷道布置等因素，傾斜長壁采煤法的采場通風方式可有U、Z、W、H型等幾種。 如煤層傾角較大（10），瓦斯涌出量又較大時，為避免分帶斜巷污風下行，總回風巷設置在上部邊界為宜。 采用分帶集中巷布置時，要解決分帶超前斜巷及聯(lián)絡斜巷的局部污風下行問題，則應采取措施，如加強通風與檢查，防止局部瓦斯積聚。,2020/12/1,18,12.5 礦壓顯現(xiàn)及支護特點,12.5.1 仰斜開采礦壓顯現(xiàn)及支護特點 頂板產(chǎn)生向采空區(qū)方向的分力； 頂板受向下拉力，不易獲得平衡； 煤壁易片幫； 采空區(qū)頂板冒落滾向采空區(qū)； 支架主要作用是支撐頂板； 工作面支護采

12、用支撐式或支掩式支架（當 ，支柱迎山角為6）。,2020/12/1,19,12.5 礦壓顯現(xiàn)及支護特點,12.5.2 俯斜開采礦壓顯現(xiàn)及支護特點 頂板產(chǎn)生指向煤壁的分力 ； 巖層受壓力，頂板易平衡，穩(wěn)定； 煤壁穩(wěn)定, 不易片幫； 矸石易竄入采面； 支架支撐頂板，并防矸石竄入工作面； 采用支稱掩護式支架，掩護梁上有防竄裝置。,（a）仰斜工作面,（b）俯斜工作面,頂板產(chǎn)生向采空區(qū)方向的分力，在此分力作用下，頂板的懸臂巖層向采空區(qū)方向移動，使頂板巖層受拉力作用，支柱有推向采空區(qū)的趨勢。,沿頂板巖層的分力指向煤壁側(cè)，頂板巖層受壓力作用，使頂板裂隙有密合的趨勢，有利于頂板保持連續(xù)性和穩(wěn)定性。,煤層傾角越

13、大，上述礦壓現(xiàn)象越顯著,（a）仰斜工作面,（b）俯斜工作面,支架主要作用是支撐頂板，選用支撐式或支撐掩護式支架，傾角12，支柱應斜向煤壁6左右。,支架支撐頂板和防止破碎矸石涌入，選用支撐掩護式或掩護式支架，掩護梁應具有良好的掩護性和承載性能。,2020/12/1,22,12.6 采煤工藝特點,12.6.1 仰斜開采特點 1）水可自動流入采空區(qū)，工作面無積水； 2）勞動條件好，機械設備不易受潮，裝煤效果好； 3）當 時，采煤機因偏離煤壁而減少截深，輸送機因煤滾入下側(cè)，易斷鏈； 4）當 時，采煤機不穩(wěn)定，易翻倒。措施：輸送機設下部三角架，進行調(diào)平。,2020/12/1,23,12.6 采煤工藝特點

14、,12.6.2 俯斜開采特點 1）水流入采面，工作條件差； 2）頂板相對穩(wěn)定； 3）隨著煤層傾角的加大，采煤機和輸送機的事故也會增加，裝煤效率降低； 4）俯斜開采的最大問題是裝煤困難的問題。,2020/12/1,24,12.7 傾斜長壁采煤法適用條件及評價,12.7.1 傾斜長壁采煤法的評價 1）優(yōu)點 巷道布置簡單，巷道掘進及維護費低，投產(chǎn)快。巷道掘進工程量少15%，相應工期短。 運輸系統(tǒng)簡單，占用設備少，運輸費用低。運輸設備及輔助人員可減少30。 回采巷道沿煤掘進，易固定方向，采面可等長布置，利于生產(chǎn)管理。 通風系統(tǒng)簡單，風路短，風流方向轉(zhuǎn)折變化少，同時使巷道交叉點和風橋等通風構(gòu)筑物減少約1

15、/3。,2020/12/1,25,12.7 傾斜長壁采煤法適用條件及評價,12.7.1 傾斜長壁采煤法的評價 1）優(yōu)點 對某些地質(zhì)條件的適應性強，如：傾斜斷層 可沿斷面?zhèn)涡辈贾茫?淋水 仰斜開采；瓦斯大 俯采。 技術經(jīng)濟效益顯著采面單產(chǎn)增加，巷道掘進率（m/萬t）降低，采出 率（%）增加，工效（t/工）提高 。,2020/12/1,26,12.7 傾斜長壁采煤法適用條件及評價,12.7.1 傾斜長壁采煤法的評價 2）缺點 長距離傾斜巷道，使掘進及輔運、行人困難； 當前采掘運機械設備不完全適應傾斜長壁的要求，基本都是按走向長壁工作面的回采條件設計和制造； 大巷裝車點多，可設帶區(qū)，共用一個煤倉。如陽泉一礦：4個分帶共用一煤倉；二道河子礦：5個分帶共用一煤倉。 有時候存在污風下行的問題 ，應注意監(jiān)測。,2020/12/1,27,12.7 傾斜長壁采煤法適用條件及評價,12.7.2 傾斜長壁與走向長壁采煤法異同 1）傾斜長壁法取消了采（盤）區(qū)巷道，設帶區(qū)、巷道少。 2）采面布置及推進方向不同。 3）采煤工藝具有不同特點，傾