煤礦開采學(xué)講義：3-7急傾斜煤層采煤法

PAGE1第十四章急傾斜煤層采煤法第一節(jié)急斜煤層開采的特點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜：礦井地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，開采難度大，生產(chǎn)能力。2、煤自溜：由于煤層傾角已經(jīng)超過巖石自然安息角，采煤工作面破落的煤塊會(huì)沿底板自動(dòng)向下滑滾，簡化了采煤工作面的裝運(yùn)工作。3、勞動(dòng)強(qiáng)度大：機(jī)械化采煤一般比較困難，采面行人、破煤、支護(hù)、采空區(qū)處理、運(yùn)料等各項(xiàng)工序的操作困難。4、頂板管理困難：（1）急斜煤層頂板壓力垂直分力小，沿傾斜分力大，工作面頂板壓力不大，但支柱穩(wěn)定性差。（2）煤層傾角超過底板巖層移動(dòng)角，煤層開采后頂板會(huì)發(fā)生移動(dòng)垮落，底板也會(huì)發(fā)生滑動(dòng)和垮落。5、巷道布置特點(diǎn)（1）采礦工程圖采用立面圖或?qū)用鎴D。（2）礦井常采用立井（斜井）多水平集中運(yùn)輸大巷和采區(qū)石門開拓方式開采水平垂高：80~150m。采區(qū)走向長：600~1000m（3）采區(qū)用一組上山眼的布置方式，或用偽斜折返上山。（4）采區(qū)一般不設(shè)上、中部車場，設(shè)下部車場。偽斜折返上山布置

第二節(jié)急斜煤層走向長壁采煤法一、倒臺(tái)階采煤法1、工作面布置工作面布置：采面參數(shù)：一個(gè)臺(tái)階長工作面布置：采面參數(shù)：一個(gè)臺(tái)階長15~20m，臺(tái)階數(shù)：2~4個(gè)；倒臺(tái)階布置：上下臺(tái)階錯(cuò)距為2~3m，

最下一個(gè)臺(tái)階：錯(cuò)距為5~6m,臺(tái)階較短：12m±采面下部：超前平巷，煤柱4~5m，超前下臺(tái)階2~3個(gè)溜煤眼。（1）運(yùn)煤系統(tǒng)：工作面破煤自溜到下部儲(chǔ)煤臺(tái)階，由區(qū)段運(yùn)輸平巷中的運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至溜煤上山，下放至采區(qū)煤倉，由采區(qū)運(yùn)輸石門裝車運(yùn)至井底車場。（2）運(yùn)料系統(tǒng)：由采區(qū)運(yùn)輸石門、回風(fēng)石門運(yùn)進(jìn)，經(jīng)運(yùn)料上山提運(yùn)至區(qū)段平巷，經(jīng)人工轉(zhuǎn)運(yùn)至工作面運(yùn)輸平巷和回風(fēng)平巷，再轉(zhuǎn)到各臺(tái)階。（3）通風(fēng)系統(tǒng)：新鮮風(fēng)流由采區(qū)運(yùn)輸石門進(jìn)入，經(jīng)人行上山進(jìn)入?yún)^(qū)段運(yùn)輸平巷到采煤工作面，污濁風(fēng)流經(jīng)區(qū)段回風(fēng)平巷、采區(qū)回風(fēng)上山到上部回風(fēng)石門排出。2.采煤工藝落煤—風(fēng)鎬；爆破。裝運(yùn)—煤自溜。支護(hù)—人工，木支柱，設(shè)頂梁、底梁、護(hù)身板。處理采空區(qū)—垮落法或充填法。安全—加設(shè)“三板”——倒臺(tái)階工作面安全腳手板、護(hù)身板和溜煤板。3.優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件優(yōu)點(diǎn)：巷道布置簡單；掘進(jìn)率低；通風(fēng)系統(tǒng)簡單；采出率高；對地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)：工藝多，操作復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度大，支護(hù)技術(shù)要求高；坑木耗量大；煤塵大，安全性差；技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)低。適用：煤層賦存變化大，厚度小于2m的煤層。二、俯偽斜走向長壁采煤法1、特點(diǎn)：采面呈偽斜直線布置(偽斜角30~35度)，沿走向推進(jìn)；水平分段密集切頂、檔矸、隔離采空區(qū)與采面工作空間；采面分段爆破采煤，煤自溜?；夭晒に囌Ｖёo(hù)—金屬支柱加鉸接頂梁密集支柱—沿傾斜4~5m設(shè)置一排密集支柱，一般為點(diǎn)柱，支柱間距0.2~0.3m，每排密集支柱沿走向長約4~6m，密集支柱隨面前移前添后回。采面分段爆破一般由下向上裝煤由一般由上向下，裝入搪瓷溜槽?；夭蛇^程：初采-正常回采-殘采評價(jià)及適應(yīng)條件優(yōu)點(diǎn)：采面?zhèn)涡敝本€布置，減少了煤、矸下滑速度，安全頂?shù)装迨芰Ω纳?，相對穩(wěn)定采面利用率高，單產(chǎn)高缺點(diǎn)：支柱工作量大分段密集“三角區(qū)”易積CH4頂如有淋水，勞動(dòng)條件差適用：傾角>40°；頂板中等穩(wěn)定，易片幫；采高不超過2.0m的煤層。

第三節(jié)偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法采煤系統(tǒng)偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法—采面呈直線偽斜布置，沿走向推進(jìn)，并用柔性掩護(hù)支架隔離采空區(qū)，工人在掩護(hù)支架下采煤（1）通風(fēng)系統(tǒng)。新鮮風(fēng)流自采區(qū)運(yùn)輸石門進(jìn)入，經(jīng)運(yùn)輸平巷到采煤工作面。污濁風(fēng)流從采煤工作面經(jīng)回風(fēng)平巷到回風(fēng)石門排出。（2）運(yùn)料系統(tǒng)。支架等材料由回風(fēng)石門運(yùn)進(jìn)，經(jīng)回風(fēng)平巷運(yùn)到支架安裝地點(diǎn)（3）運(yùn)煤系統(tǒng)。工作面破煤經(jīng)自溜到運(yùn)輸平巷，經(jīng)刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)到運(yùn)輸石門，到采區(qū)溜煤眼，大巷裝車。二、掩護(hù)支架的結(jié)構(gòu)平板掩護(hù)支架結(jié)構(gòu)1－工字鋼；2－鋼絲繩；3－荊笆；4－壓木；5－撐木平板型掩護(hù)支架結(jié)構(gòu)簡單，由長度比煤層小0.2～0.4m直鋼梁及鋼絲繩構(gòu)成。鋼梁密度根據(jù)煤層厚度靈活掌握：2.5～4m：4～5根/m；3～5m：5～6根/m。理想適用條件：傾角大于60°，厚度2.4～3.6m，賦存穩(wěn)定的煤層。三、采煤工藝1、準(zhǔn)備階段：擴(kuò)巷、挖地溝、鋪設(shè)掩護(hù)支架、調(diào)斜（1）將回風(fēng)巷擴(kuò)寬到煤層頂?shù)装澹瑥那醒弁?m處挖地溝（2）在擴(kuò)寬的回風(fēng)巷里安掩護(hù)支架（3）將掩護(hù)支護(hù)調(diào)斜成偽斜工作面，斜角為25~30度2、正常采煤階段：在掩護(hù)支架下破煤，在回風(fēng)平巷鋪設(shè)支架，在工作面下端掩護(hù)支架放平位置撤除部分支架。3、收尾階段：1）在停采線一側(cè)掘兩條收尾上山—走向間距8~10m，用聯(lián)絡(luò)眼貫通2）支架安裝到收尾上山處，不再接長3）隨采煤下放前端支架，偽斜角逐漸變小，并拆除上端多余的支架，放平支架。4）全部拆除支架四、改進(jìn)支架結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大適用范圍1、八字形掩護(hù)支架：適用：M=1.3~1.6m2、“<”形支架：適用：a>55°~60°，M<4.6m3、單支撐式支架：適用：a>40°；M=1.45~4.6m五、改進(jìn)巷道布置，減少支架安裝和拆除次數(shù)1、上下山區(qū)段構(gòu)成連續(xù)工作面2、工作面分段連續(xù)推進(jìn)六、偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件1、優(yōu)點(diǎn)：安全、勞動(dòng)條件好；巷道布置簡單，掘進(jìn)率低；工序簡單，可全天連續(xù)采煤；材料消耗低；采面較長，利于高產(chǎn)；技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。2、缺點(diǎn)：支架結(jié)構(gòu)不完善，不能調(diào)節(jié)寬度；如有淋水，勞動(dòng)條件差；采面僅一組工人工作，工藝待改進(jìn)；煤塵大；支架拆除費(fèi)事。3、適用：M=26m，煤層賦存穩(wěn)定，傾角和厚度變化較小，夾矸層較薄的急斜煤層。

第四節(jié)水平分層及斜切分層采煤法(自學(xué))水平分層是把急斜煤層劃分為若干個(gè)與水平面平行的分層，每個(gè)分層厚2-3米，并在沒個(gè)分層內(nèi)布7回采巷道，形成采煤工作面，進(jìn)行回采。如圖8-24(a)所示。斜切分層是分層面與水平面成25-30度的夾角，以有利于運(yùn)煤工作。圖8-24(b、c)。現(xiàn)在用得較少。采煤系統(tǒng)圖8-25，煤層厚度小于10米。P160-161。二、采煤工藝P161-162。評價(jià)及適用條件P162。

第五節(jié)水平分段放頂煤采煤法水平分段放頂煤采煤法—在急斜煤層中，按一定高度分成若干個(gè)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，隨即放出上部頂煤的方法。一、采煤系統(tǒng)例：窯街二礦：1-主斜井，2-副斜井，3-1650運(yùn)輸大巷，4-1700回風(fēng)大巷，5-1650運(yùn)輸石門，6-1700回風(fēng)石門，7-開切眼，8-區(qū)段運(yùn)輸巷，9-區(qū)段回風(fēng)巷，10-進(jìn)風(fēng)斜巷，11-溜煤眼，12-回風(fēng)斜巷特點(diǎn)：分段高度大。10米的分段相當(dāng)于四個(gè)水平分層的高度，因此，巷道掘進(jìn)工程量小，費(fèi)用低；減少鋪網(wǎng)工作量及其費(fèi)用。二、綜采放頂煤回采工藝割煤、移架、推溜、放頂煤。適用：采面長25m。三、滑移支架放頂煤回采工藝滑移頂梁支架是一種無底梁，由滑移頂梁與雙作用液壓支等組成的液壓支架。1、工作面落煤多采用爆破落煤（工作面長度短限制了采煤機(jī)的發(fā)揮，采煤機(jī)的機(jī)道較大）2、鋪頂網(wǎng)3、推移輸送機(jī)及滑移頂梁液壓支架4、放落頂煤到放煤步距，移架后面停推，剪網(wǎng)放煤：剪網(wǎng)寬0.4~0.5m，高0.8~1.0m，距頂板1m左右的放煤口。放煤順序：從底板一端至頂板，依次間隔1#、3#、5#；2#、4#、6#放煤口不超過2個(gè)，2~3輪往復(fù)放煤補(bǔ)剪好放煤口。特點(diǎn)：支架始終處于處撐力狀態(tài)，穩(wěn)定物價(jià)較差，一般用在頂壓不大，傾角很小的煤層。適用：采面長>15m四、礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)1、急斜綜放面仍有明顯的周期來壓；2、工作面支架載荷普遍較低，隨分段高度的增加而減少；3、工作面方向的載荷分布不同；4、支架對圍巖的控制作用很小；5、第一分段頂煤載荷大，以后分段??；五、評價(jià)1、靠垮落碎矸的載荷，不足以破碎頂煤；中硬以上的煤，有時(shí)放煤困難；2、有三角煤損；P167。

第六節(jié)倉儲(chǔ)采煤法這是我國較早用于開采急斜薄及中厚煤層的一種方法。其主要特點(diǎn)是利用急斜煤層傾角大、煤炭可以自溜的特點(diǎn)，將采落的松散的煤炭暫時(shí)儲(chǔ)存在倉房內(nèi)，然后有計(jì)劃地將煤炭放出。一、特點(diǎn)1、沿走向每15~30m劃分為倉房，倉房的傾斜長度（區(qū)段斜長）一般為40~80m。2、一般倉房間留煤柱3~6m3、倉房內(nèi)開掘一條上山進(jìn)風(fēng)行人4、倉房底部留小煤柱形成放煤口5、每個(gè)倉房內(nèi)布置一個(gè)工作面，工作面呈偽傾斜布置（便于通風(fēng)），由下向上推進(jìn)采煤6、采下的煤暫時(shí)存于采面下的采空區(qū)內(nèi)，臨時(shí)支護(hù)頂板7、倉房采完后，再把貯存的煤放出8、采面不支護(hù)或只設(shè)臨時(shí)點(diǎn)柱。二、倉房的高度主要取決于頂板允許暴露的面積和時(shí)間，并與區(qū)段高度和采煤工作面推進(jìn)速度有關(guān)。一般以保持倉房在放煤過程中頂?shù)装宀话l(fā)生塌落為原則。倉房高度一般為15-30米，區(qū)段高度一般為40-60米。當(dāng)煤層頂板穩(wěn)定性好，允許暴露面積大時(shí)，可取大值。三、巷道布置據(jù)倉房沿走向的隔離方式不同，這種采煤方法的巷道布置有兩種形式：1、倉房間留煤柱；如圖（a）。沿走向每隔一定距離開掘兩條上山眼，上山眼間每隔6米用聯(lián)絡(luò)巷將工作面與倉房工作面貫通。巷道掘進(jìn)工程量大，煤損多；2、倉房間不留煤柱；如圖（b）。只在采區(qū)邊界處開一條上山眼，作為回采第一倉房時(shí)回風(fēng)用，隨著工作面的推進(jìn)打密集支柱形成工作面的上山眼，并作為下一倉房的回風(fēng)巷。坑木消耗量大，煤層厚度小。3、上部4m煤柱回收：放倉之前，炮采一齊放出。四、采煤工藝1、采煤一般使用爆破落煤。2、每次放炮后，將碎煤放出部分，其余暫存于工作面下方，支撐頂板。五、采掘安排采完放空倉放煤倉儲(chǔ)煤倉回采倉準(zhǔn)備倉六、評價(jià)優(yōu)點(diǎn)工藝過程簡單、勞動(dòng)強(qiáng)度小，操作技術(shù)易于掌