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1、急倾斜及薄煤层开采技术,华 道 友,2018/10/22,华道友,2,急 倾 斜 煤 层 采 煤 技 术,2018/10/22,华道友,3,煤层 ，急斜煤层开采的特点均由煤层倾角增大引起 1、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。 地质构造复杂；煤层不稳定； 在尺寸相同、煤层数目相同的井田内，煤的储量相对下降。,一、急倾斜煤层开采的一般特点,2018/10/22,华道友,4,急倾斜煤层开采的一般特点,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 3、采煤工作面行人，运料及操作等各工序均较困难,2018/10/22,华道友,5,急倾斜煤
2、层开采的一般特点,4、 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,2018/10/22,华道友,6,综采工艺问题,顶板的有效控制；煤壁与端头的稳定；支架的平稳移动；采煤机爬坡、割煤及运行中的有效控制；采煤机、支架、刮板输送机等设备的防下滑；支架及工作面的安装等,2018/10/22,华道友,7,急倾斜综采的安全问题,工作面的推进方向、倾斜方向、老顶破断、支架受力和稳定性 三机设备的防倒、防滑， 片邦、冒顶和滚碴伤人等， 架在降架、移架过程中释放的大部分顶板压力的排放问题 自重作用下，或推进过程中因重心
3、偏移而造成的倾倒、咬架和挤架问题 上行时牵引能力爬坡 下行时自重力引起下滑所造成的飞车问题 及其停车时制动器的制动力矩足以保证可靠停车,2018/10/22,华道友,8,急倾斜煤层开采的特点,1、矿井常采用立井（斜井）多水平集中运输大巷和采区石门开拓方式 开采水平垂高：80 150m。采区走向长：600 800m 2、采区用一组上山眼的布置方式，或用伪斜折返上山。,2018/10/22,华道友,9,2018/10/22,华道友,10,伪斜折返上山,1-运输石门 2-溜煤眼 3-运料眼 4-行人眼 5-回风石门,2,3,4,1,5,2018/10/22,华道友,11,急倾斜煤层开采的特点,3、采
4、区一般不设上、中部车场，设下部车场。 4、采煤方法多样,2018/10/22,华道友,12,急倾斜煤层采煤方法发展,2018/10/22,华道友,13,巷道布置 区段划分：采区沿倾斜划分为2 3个区段,一、倒台阶采煤法,2018/10/22,华道友,14,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,2018/10/22,华道友,15,2018/10/22,华道友,16,2018/10/22,华道友,17,四川中小煤矿倒
5、台阶应用及变化分析,2018/10/22,华道友,18,二、伪斜长壁采煤法,分段密集采煤法 及其演变,2018/10/22,华道友,19,2018/10/22,华道友,20,2018/10/22,华道友,21,分段水平密集,2018/10/22,华道友,22,初采 采面正常回采 采面收尾,2018/10/22,华道友,23,三、斜台阶采煤法,2018/10/22,华道友,24,四、伪倾斜柔性掩护支架采煤法,1、采煤系统 伪斜柔性掩护支架采煤法 采面呈直线伪斜布置，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,2018/10/22,华道友
6、,25,2018/10/22,华道友,26,11,1、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,2018/10/22,华道友,27,将掩护支护调斜成伪斜工作面，斜角为25 ,2018/10/22,华道友,28,2018/10/22,华道友,29,2、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 10m 2）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,2018/10/22,华道友,30,3、收尾
7、,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,2018/10/22,华道友,31,4、改进支架结构，扩大使用范围,2018/10/22,华道友,32,2018/10/22,华道友,33,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,2018/10/22,华道友,34,5、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
8、指标较好。,2018/10/22,华道友,35,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。,2018/10/22,华道友,36,2018/10/22,华道友,37,五、顶煤采煤法,1、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。,2018/10/22,华道友,38,2018/10/22,华道友,39,2、巷道放顶煤开采技术,2018/10/22,华道友,40,2018/10/22,华道友,41,六、仓储式采煤法（淘汰）,1、
9、仰斜推进的仓储采煤法 沿走向每15 30m划分为仓房，仓房的倾斜长度（区段斜长）一般为40 80m。,2018/10/22,华道友,42,2、一般仓房间留煤柱3 6m 3、仓房内开掘一条上山进风行人 4、仓房底部留小煤柱形成放煤口 5、每个仓房内布置一个工作面，工作面呈伪倾斜布置（便于通风），由下向上推进采煤 6、采下的煤暂时存于采面下的采空区内，临时支护顶板,7、仓房采完后，再把贮存的煤放出,2018/10/22,华道友,43,炮采工艺，不支护或只设临时点柱。上部4m煤柱回收：放仓之前，炮采一齐放出。,2018/10/22,华道友,44,2018/10/22,华道友,45,七、急倾斜煤层伪斜
10、分割采煤法,回采工作必须坚持先里后外,先上后下回采原则,具体回采顺序如图1编号所示:即11。从前一组上山上部第一块煤柱开始采,采完后转入第二条斜巷,当第二块伪斜条块()采至中部(即回采10m左右),跳到第一条斜块()进行回采,采至距后一组溜煤上山附近留34m护巷煤柱停采,再转入第二块伪斜条块()回采。距上山均留34m煤柱,以此类推逐条斜巷往下回采。,2018/10/22,华道友,46,八、斜 坡 采 煤 法,2018/10/22,华道友,47,九、深孔爆破采煤法,2018/10/22,华道友,48,2018/10/22,华道友,49,2018/10/22,华道友,50,急倾斜煤层 技术与安全管
11、理（研讨）,采煤方法选择 内容、难点、重点 方法、技术,2018/10/22,华道友,51,薄煤层开采技术,2018/10/22,华道友,52,一、薄煤层开采概述,薄煤层分布广泛，根据我国煤层厚度划分，厚度0813 m属于薄煤层，小于06 m属于极薄煤层。 我国炭储量大且赋存多样化，其中薄与极薄煤层的可采储量约为60多亿t，约占全国煤炭总储量的19 ，而产量只占总产量的104 ，远远低于储量所占的比例，并且产量的比重还有进一步下降的趋势。 全国国有重点煤矿薄煤层储量为2529亿t，其中山西、河北、四川、内蒙、贵州、东北和重庆，薄煤层储量达501亿吨。,2018/10/22,华道友,53,201
12、8/10/22,华道友,54,2018/10/22,华道友,55,我国薄煤层的开采经历了几个发展阶段。 20世纪50年代薄煤层开采主要使用炮采工艺； 60年代开始使用深截煤机掏槽，爆破落煤； 70年代薄煤层机组得到较大发展，分别研制出不同类型的刨煤技术研究提供了很好的手段,2018/10/22,华道友,56,1974年研制成功BM一100型薄煤层滚筒采煤机。 90年代，天府矿务局和徐州矿务局，分别从俄罗斯和乌克兰引进了螺旋钻采煤机，2003年新汶矿业集团也引进了2台三钻头的螺旋钻采煤机，用于薄与极薄煤层的开采，使一些用传统采煤工艺不能开采的薄煤层、极薄煤层得到有效开采利用。,2018/10/2
13、2,华道友,57,刨煤机液压支架结合机械化无人工作面采煤在铁法小青矿实验成功，在中国实现了无人工作面开采和高产高效两项历史性的突破。,2018/10/22,华道友,58,2005年5月大同煤矿集团在晋华官矿 “两硬” (顶板硬、底板硬)条件下薄煤层无人工作面投产。该煤系薄煤层储量达34亿t。公司投入11亿元从德国DBT公司引进了一套自动化刨煤机。该套设备自动化程度高、技术含量高、操作标准高的特点，结合晋华宫矿的特定井下工作面环境，经过改造后的刨煤机最高日产量能够达到6185t。延长了矿井寿命，节约了煤炭资源，实现了自动化、智能化的井下安全生产。,2018/10/22,华道友,59,二、薄煤层开
14、采技术,2018/10/22,华道友,60,1、薄煤层开采特点,(1)回采高度小，工作条件差，人员在工作面中只能爬行，设备移动困难，特别是采高在1m以下时，人员出入、作业以及设备移动都非常困难；(2)掘进率高，采掘比小，工作面接替困难。在长壁机械化采煤技术发展条件下，工作面推进速度大大加快，而薄煤层工作面的回采巷道多为半煤岩巷，巷道掘进主要采用打眼放炮人工装煤的方法，掘进速度慢，造成工作面接替紧张,2018/10/22,华道友,61,(3)薄煤层的采煤机械和液压支架受空间尺寸限制，设计难度大同时薄煤层长壁机械比采煤工作面的投入产出比高，经济效益远不如开采厚及中厚煤层；(4)由于薄煤层采高小，顶
15、板压力显现一般较小，围岩变形破坏程度也小，因此工作面支护强度一般小于中、厚煤层工作面，其日常顶板管理相对中厚煤层工作面要简单些。如遇顶板来压明显等特殊情况，可在来压之前，采用局部加强支护等措施解决；(5)薄煤层开采受煤层厚度、地质构造影响比中厚及厚煤层工作面要大，因此薄煤层机采工作面布置比较困难。,2018/10/22,华道友,62,薄煤层开采安全：通风管理、瓦斯治理,2018/10/22,华道友,63,2、薄煤层开采巷道系统,开采薄煤层矿井开拓 薄煤层采区巷道布置 薄煤层条带布置,2018/10/22,华道友,64,2018/10/22,华道友,65,2018/10/22,华道友,66,20
16、18/10/22,华道友,67,2018/10/22,华道友,68,2018/10/22,华道友,69,3、采煤方法,2018/10/22,华道友,70,1）炮采工作面工艺,爆破设计：毫秒爆破 顶板控制：,2018/10/22,华道友,71,2018/10/22,华道友,72,2018/10/22,华道友,73,2018/10/22,华道友,74,2018/10/22,华道友,75,2018/10/22,华道友,76,拖钩刨 滑行刨 拖钩滑行刨,2018/10/22,华道友,77,2018/10/22,华道友,78,拖钩刨,刨头是通过压在输送机下面的拖板由靠采空侧安置的牵引刨链拖动，贴工作面底板运行，刨头通过之后靠干斤顶将输送机推进。这种方置方式既安全又便于接链，但刨头阻力大，整机振动也较大。刨硬煤时，输送机会在刨头通过时出现向采空侧后让的现象。试验表明：拖钩刨煤机的牵引刨链需要多承受20一30的附加力、可见，这种刨煤机有效功率的利用比较低。,
