2011年复训：采煤新技术

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1、采煤新技术、新工艺,龙岩学院煤矿安全技术培训中心林世豪,主讲：林世豪,国家安监总局关于急倾斜煤层安全开采的指导意见,急倾斜煤层在我国分布较广，赋存条件复杂，开采矿井数量多，开采难度大，近年来发生了多起重特大事故。为吸取事故教训，积极推进采煤工艺改革，提高急倾斜煤层安全开采技术水平，现就急倾斜煤层安全开采提出如下指导意见。,主讲：林世豪,一、严格开采急倾斜煤层煤矿的安全准入,各级煤炭行业管理和煤矿安全监管部门、煤矿安全监察机构要加强对辖区内开采急倾斜煤层煤矿的监督管理、监察工作，对存在重大隐患的应责令其限期改正，经整改达不到有关要求的，不得开采。要积极组织推广先进适用的安全生产技术，加强安全生产

2、技术交流，提高急倾斜煤层开采的安全保障能力。 对开采急倾斜煤层的新建、改扩建煤矿应当进行安全评价，编制安全专篇，施工前其安全设施设计应经煤矿安全监察机构审查同意，竣工投产使用前，其安全设施和安全条件应经煤矿安全监察机构验收合格，严格执行矿井建设“三同时”制度。,主讲：林世豪,二、合理选择采煤方法,开采急倾斜煤层的煤矿要本着安全可靠、技术先进、淘汰落后的原则选择采煤方法，不断提高机械化水平，合理布置采掘工作面和选择开采顺序，严格安全生产管理，确保安全生产。 要积极采用长壁采煤法、柔性掩护支架采煤法、水平分层（段）采煤法等采煤方法。 要坚决淘汰仓储式采煤方法。2008年1月1日起，严禁使用仓储式采

3、煤法。 开采急倾斜煤层的采煤工作面必须形成全风压通风系统，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。,主讲：林世豪,三、采取有效措施，保障矿井安全生产,开采急倾斜煤层的煤矿企业要建立健全安全生产责任制，加强技术管理和从业人员的安全培训；严格执行煤矿安全规程等法律法规的有关规定，建立并完善隐患排查、报告制度，加大隐患排查治理力度；要结合矿井实际，认真编制开采设计和作业规程，制定针对性的安全技术措施，并认真组织落实。 开采急倾斜煤层必须明确工作面支护方式和顶板管理方法，严禁空顶作业。采煤工作面必须及时放顶或充填，控顶距离超过作业规程规定时，禁止采煤。用垮落法控制顶板，悬顶距

4、离超过作业规程的规定而不能自行跨落的，必须停止采煤，实行人工强制放顶或其他措施进行处理。工作面支架、支柱应采取防滑、防倾倒措施，还应设置防止作业人员滑倒和被坠物、窜矸砸伤的设施。,主讲：林世豪,三、采取有效措施，保障矿井安全生产,开采有自然发火危险的急倾斜煤层时，除按照煤矿安全规程要求建立可靠的自然发火预报、监测制度，采取综合防灭火措施外，严禁在火区的下部区段进行采掘作业。 要认真贯彻执行“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”防治水害方针，加强老空（窑）积水的探测和矿井涌水的观测，并采取措施治理和排除水患，防止发生突水事故；采煤工作面要按规定留设隔水煤柱；急倾斜厚煤层和特厚煤层开采要专门制

5、定防止因抽冒、上部采空区积水甚至地表水灌入工作面的安全措施。,主讲：林世豪,四、开展科学研究，提高技术装备水平,各级煤炭行业管理部门、煤矿安全监管部门和煤矿安全监察机构要积极组织急倾斜煤层开采先进适用技术的推广工作。开采急倾斜煤层的煤矿企业，要针对本企业需要解决的安全技术问题，与科研院所、高等院校开展联合攻关，提高急倾斜煤层安全开采的技术和装备水平。 二七年三月二日,主讲：林世豪,急倾斜煤层采煤方法,一、急倾斜煤层开采特点和巷道布置 二、常用的急倾斜煤层采煤法三、小煤矿常用的急倾斜煤层采煤法,主讲：林世豪,一 、急倾斜煤层开采特点和巷道布置,知识点,1、急倾斜采煤法特点2、急倾斜采煤法采区巷道

6、布置3、急倾斜采煤法采区车场布置方式,主讲：林世豪,相关知识,（一）急斜煤层开采的特点（二）急斜煤层采区巷道布置方式 1、单层布置 2、近距离煤层群联合布置 3、采区车场布置,主讲：林世豪,（一）急斜煤层开采的特点,1、矿井地质构造复杂、开采难度大、生产能力小。 2、由于煤层倾角已经超过岩石自然安息角，采煤工作面 的 装运工作，但其安全性较差。 3、采煤工作面的行人、破煤、支护、采空区处理、运料 等各项工序的操作困难，增加了采煤机械化的难度。,主讲：林世豪,4、急斜煤层顶板压力垂直作用于支柱或煤柱上的分力比 缓斜要小，而沿倾斜作用的分力要大，煤层顶底板都 有可能沿倾斜方向滑动、垮落，支柱稳定性

7、差，增加 了破煤和支柱工作的复杂性。 5、由于煤层倾角超过底板岩层移动角，煤层开采后顶板 会发生移动垮落，底板也会发生滑动和垮落。（图） 6、由于急斜煤层倾角大于岩石自然安息角，采空区垮落 矸石会自动由上部向下部滚落，对下部采空区产生局 部充填作用。,主讲：林世豪,急斜煤层群开采对未采煤层的影响 （） 上部煤层开采底板移动影响未采煤层； （b） 下部煤层开采顶板移动影响未采煤层,主讲：林世豪,（二）急斜煤层采区巷道布置方式,1、单层布置 在采区中央沿煤层倾斜方向掘进35条上山眼，用于溜煤、运料、行人以及溜矸等。当工作面涌水量大时，还需设置放水眼。,主讲：林世豪,2、近距离煤层群联合布置,急斜煤

8、层群分组联合采区巷道布置,1采区进风石门；2采区回风石门；3、3采区溜煤眼；4、4采区溜矸眼；5、5采区人行眼；6、6采区运料眼；7、7区段输送机石门；8、8区段轨道石,主讲：林世豪,3、采区车场布置 开采急斜煤层时，往往在煤层中布置一组上山眼，由于煤层倾角较大，一般不使用轨道运输，可以不布置上部车场和中部车场，但必须设置下部车场。急斜煤层采区下部车场多为石门车场。当采用岩石轨道上山布置方式时，仍需设置上部车场、中部车场、下部车场，其布置原则与缓倾斜煤层基本相同。,主讲：林世豪,二、常用的急倾斜煤层采煤法,（一）倒台阶采煤法（二）俯伪斜长壁采煤法（三）伪斜柔性掩护支架采煤法 （四）水平分段放顶

9、煤采煤法 （五）仓储采煤法 （六）水平分层、斜切分层采煤法,主讲：林世豪,（一） 倒台阶采煤法,巷道布置区段划分：采区沿倾斜划分为2 3个区段,主讲：林世豪,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采面下部：超前平巷，煤柱4 5m，超前下台阶2 3个溜煤眼。,主讲：林世豪,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。,主讲：林世豪,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

10、。缺点：工艺多，操作复杂，劳动强度大，支护技术要求高、工作量大；坑木耗量大；煤尘大，安全性差；难以实现机械化，技术经济指标低。适用：煤层赋存变化大，不适宜采用掩护支架开采，厚度小于2m的煤层。,主讲：林世豪,（二）俯伪斜长壁采煤法,知识点,1、俯伪斜走向长壁采煤法采煤系统2、俯伪斜走向长壁采煤法采煤工艺 3、俯伪斜走向长壁采煤法的优缺点和 适用条件,主讲：林世豪,相关知识,俯伪斜走向长壁采煤法又称俯伪斜走向长壁分段密集采煤法，它是由正台阶采煤法逐渐演变而形成的。1987年首次在四川芙蓉巡场矿试验成功，现已在四川广旺、湖南白沙及涟邵、江西萍乡、河北开滦等矿区广泛采用，取得较好经济效果。 俯伪斜走

11、向长壁采煤法的主要特点：采煤工作面沿伪斜方向呈直线布置，沿走向推进；用分段水平密集支柱切顶挡矸隔离采空区与采煤空间；工作面分段爆破方式破煤，煤炭自溜运输。,主讲：林世豪,1、采煤系统,俯伪斜走向长壁采煤法工作面呈伪斜直线布置，放顶密集支柱呈近水平排列，工作面沿走向推进，如图166所示。通过对正台阶采煤法的改进，改善了工作面近煤壁处的通风条件，提高了工作面煤壁的有效利用率，大大改善了工作面顶板管理，为采煤机械化创造了条件。 工作面伪斜角应满足煤炭自溜、人员行走和减轻工人劳动强度的要求，一般取3035。在目前技术条件下，区段垂高一般为5060 m，工作面伪斜长度可达8090 m。为了溜煤、通风、行

12、人和掘进方便，工作面下部的溜煤眼不得少于3个，掘成漏斗状，以便溜煤。,主讲：林世豪,俯伪斜走向长壁采煤法工作面布置,1区段运输平巷；2区段回风平巷；3超前准备眼；4下安全出口；5溜煤眼；6分段密集；7上安全出口,主讲：林世豪,2、采煤工艺,工作面初采由开切眼与区段回风平巷交接处开始，按工作面伪斜角要求自上而下推进，工作面斜长逐渐增大，如下图所示。为了便于初采时工作面出煤和人员通行，开切眼沿伪斜方向布置，随工作面推进开切眼自上而下逐段报废。当工作面下端距区段回风平巷4 m时，开始支设分段密集支柱。当第一分段密集长度达到5 m而直接顶不垮落时，应采取强制放顶措施，打眼爆破获取垫层。随着工作面继续推

13、进，不断增设新的分段密集，当工作面煤壁达到下图所示位置时，初采工作结束。,主讲：林世豪,俯伪斜工作面初采示意图,1区段运输平巷；2区段回风平巷；3开切眼；4溜煤、人行眼；5调整中工作面煤壁；6调整结束时工作面煤壁,主讲：林世豪,工作面采用爆破破煤，自上而下分段爆破。支护采用单体液压支柱和铰接顶梁，支护形式采用倒悬壁齐梁齐柱布置，排、柱距均为0.9 m。单体液压支柱架设时应采取防倒措施。沿煤层倾斜方向，每隔45 m设置一排水平密集支护，每排密集支柱沿走向长4 m，上铺竹笆或荆笆。密集支柱随工作面推进，先添后回，支柱间距一般不超过0.3 m，放顶前后始终保持1315根带帽点柱。相邻的排密集支柱沿煤

14、层走向保持1.01.5 m错距，密集支柱除起到切顶作用外，还用于挡矸。 采空区采用全部垮落法处理。当回风平巷上方采空区出现大面积悬顶时，除采用人工强制放顶外，还可将上区段采空后垮落矸石放入本区段采空区 。,主讲：林世豪,当工作面上端推进到距收尾眼4 m时，工作面进入收尾阶段，工作面逐渐缩短，如图所示。为满足工作面收尾时的通风、行人和运料需要，收尾眼必须加强维护，始终保持畅通，在收尾眼靠工作面一侧应设保安煤柱，宽度为4 m。,1区段运输平巷；2区段回风平巷；3收尾眼；4联络平巷；5收缩中工作面煤壁6收尾眼煤柱,主讲：林世豪,3、优缺点及适用条件,优点： 减少煤矸下滑速度，有利于防止冲倒支架和砸伤人员，改善了 工作面安全生产条件； 改善了工作面顶底板受力状况，相对增加了稳定性，出现大面 积底推和顶板拉裂的可能性减小； 工作面有效利用率提高，为提高单产，改善工作面近煤壁处的 通风状况，为采煤机械化的发展提供了技术支持； 分段走向密集除切顶外，主要起挡矸作用，拦截采空区矸石， 在工作空间与采空区垮落区之间形成一个自然充填带，使老顶 来压滞后，减缓了老顶来压作用，减少了工作面支柱损耗量及 维修工作量； 减少了煤炭自溜过程中因窜入采空区造成的煤炭损失，提高了 采区回收率，有利于工作面煤层自然发火的防治。,