第十二章 急倾斜煤层采煤方法

3、收尾
1） 在停采线一侧掘两条收尾上山 —走向间距 ） 走向间距 8 ∼ 10m，用联络眼贯通 ， 支架安装到收尾上山处， 2）支架安装到收尾上山处，不再接长 随采煤下放前端支架，伪斜角逐渐变小， 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。 拆除上端多余的支架，放平支架。 4）全部拆除支架 1
8
Ⅱ
0.9m
Ⅱ
7
2.4m 6
Ⅱ -Ⅱ
15.0m
1700
5 800
3400 3 8 4
5.0m
5.0m 1
5.0m
45.0m
• 评价及适用 优点：巷道布置简单；掘进率低； 优点：巷道布置简单；掘进率低；通风系 统简单；采出率高； 统简单；采出率高；对地质条件的适应 性强。 性强。 缺点：工艺多，操作复杂，劳动强度大， 缺点：工艺多，操作复杂，劳动强度大， 支护技术要求高；坑木耗量大；煤尘大， 支护技术要求高；坑木耗量大；煤尘大， 安全性差；技术经济指标低。 安全性差；技术经济指标低。 适用：煤层赋存变化大，厚度小于2m的煤 适用：煤层赋存变化大，厚度小于 的煤 层。
1、倒台阶采煤法 、 （overhand step method） ）
•巷道布置 巷道布置 •区段划分：采区 区段划分： 区段划分 沿倾斜划分为2 沿倾斜划分为2 ∼ 3个区段
Ⅰ
采面下部： 采面下部：超前 平巷，煤柱4 平巷，煤柱 ∼ 5m，超前下台阶 ， 2 ∼ 3个溜煤眼。 个溜煤眼。 个溜煤眼
1300
Ⅲ
Ⅲ
m
Ⅰ Ⅰ
Ⅲ
Ⅲ
分段水平密集
初采Fig、 初采 、12 — 8示， 示 采面正常回采 采面收尾Fig、 采面收尾 、12 — 8示。 示
2
2
5
6 4
6 3 4 1
1
5
35°
35
o
3
4、评价及适用： 评价及适用：
• 采面伪斜直线布置，减少了煤、矸下滑 采面伪斜直线布置，减少了煤、 速度， 速度，安全 • 顶底板受力改善，相对稳定 顶底板受力改善， 采面利用率高， 采面利用率高，单产高 • 支柱工作量大 • 分段密集“三角区”易积 分段密集“三角区”易积CH4 • 顶如有淋水，劳动条件差 顶如有淋水， 适用： 40°，顶板中等稳定， 适用：α > 40°，顶板中等稳定，M < 2m
200m 10m 10m
1
-140 水平
14
9 9
8 8
采空区
10
11
3 4 5 6
10 12
采空区
7
13 5m
15
-250 水平
二、平板型支架结构
6 3
Ⅱ
4
1
A放大
1 6
5
Ⅰ Ⅱ
6
Ⅰ
2
Ⅰ Ⅰ
4
3
1
A
2
Ⅱ Ⅱ
1 2 3 4 300
600
500
1100 2800
600
一、
准备、回采、 回采工作 — 准备、回采、收尾
第二节
伪斜长壁采煤法
一、俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法 （Oblique longwall retreating on the strike with sectional horizontal breaking --off props ）
1、特点： 特点： 采面呈伪斜直线 布置， 布置，沿走向推 进；水平分段密 集切顶、档矸、 集切顶、档矸、 隔离采空区与采 面工作空间； 面工作空间；采 面分段爆破采煤， 面分段爆破采煤， 煤自溜。 煤自溜。 β — 工作面线与水平面夹角， 工作面线与水平面夹角， β 一般为30°∼ 35° 一般为30 30° 35°
β
2.0m
1.5m
1
4000
1000 1000 1000 600
7600
m 1.6 1.3
1. 2
m
3
Ⅳ
0.8m
Ⅳ Ⅱ Ⅱ
28
o
4 -5 m
1.3m
35 o
1.6m
Ⅳ Ⅳ
4000 6600 1300
1000 1000 600
1.2m
Ⅰ
Ⅰ
2 3
10m
5m
4
1.5m
2.0m
Ⅱ
Ⅱ
45。
1-密集，2-人字溜 密集， 人字溜 密集 煤眼， 单边钢板 煤眼，3-单边钢板 溜槽， 点柱 溜槽，4-点柱
3 3 7 6 4
2
5
4、改进支架结构，扩大使用范围 改进支架结构，
• 八字形掩护支架 适用： 适用： M =1.3 ∼ 1.6m • “<”形支架 < 形支架 适用： 60°， 适用：α > 55° ∼ 60°， Μ < 4.6m • 单支撑式支架 适用： 40°； 适用：α > 40°； M = 1.45 ∼4.6m
3.0m
•工作面布置： 工作面布置： 工作面布置
2
8
Ⅱ
0.9m
Ⅱ
7
2.4m 6
• 回采工艺 风镐；爆破。 落煤 — 风镐；爆破。 煤自溜。 装运 — 煤自溜。 人工， 支护 — 人工，木支 设顶梁、 柱，设顶梁、底 护身板。 梁、护身板。 处理采空区 — 垮落的一般特点 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 简化煤的运输；带来不安全 煤的运输 不安全因素 采煤工作面行人， 3、采煤工作面行人，运料及操作等各工序 均较困难
急倾斜煤层开采的一般特点 4、 顶板沿倾斜方向的分力 、 增大， 增大，垂直于层面方向的 分力减小， 分力减小，矿压显现缓 同时引起： 和，同时引起： • 工作面支架不稳定； 工作面支架不稳定； • 底板岩层稳定性下降； 底板岩层稳定性下降； • 顶板、底板均会滑动 顶板、
Ⅰ Ⅰ-Ⅰ 8 7 6 4 5 3 2 Ⅰ 1 5 2 9 1 7 6 8
伪斜折返上山
5
1-运输石门 2-溜煤眼
2 3 4
3-运料眼 4-行人眼 5-回风石门
1
急倾斜煤层开采的特点
3、采区一般不设上、中部车场，设下部车 采区一般不设上、中部车场， 场。 4、采煤方法多样
Ⅰ
三、急倾斜煤层采煤法的发展
1 3 3 7 6 4
2
5
第四节 水平分段放顶煤采煤法
（top – slicing system of sublevel caving） ） Concept： Concept： 水平分段放顶煤采煤法 — 在急斜煤层 按一定高度分成若干个分段。 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， 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。 随即放出上部顶煤的方法。
表 解放前 急倾斜煤层采煤法的发展 柱式采煤 高落式或残柱式 水平分层， 倒台阶走向长壁 水平分层，斜切分层 世纪50年代初 世纪50年代 （20世纪 年代初） （20世纪 年代 世纪 年代初） 世纪 年代)
解放后
伪倾斜长壁 世纪80年代 （20世纪 年代） 世纪 年代）
伪倾斜柔性掩护支架 采煤 （1965年） 年
二、综采放顶煤回采工艺
优点： 优点： • 安全、劳动条件好； 安全、劳动条件好； • 巷道布置简单，掘进率低； 巷道布置简单，掘进率低； • 工序简单，可全天连续采煤； 工序简单，可全天连续采煤； • 材料消耗低； 材料消耗低； • 采面较长，利于高产； 采面较长，利于高产； • 技术经济指标较好。 技术经济指标较好。
3 3 7 6
1
4
2
5
缺点： 缺点： • 支架结构不完善，不能调节宽度； 支架结构不完善，不能调节宽度； • 如有淋水，劳动条件差； 如有淋水，劳动条件差； • 采面仅一组工人工作，工艺待改进； 采面仅一组工人工作，工艺待改进； • 煤尘大； 煤尘大； • 支架拆除费事。 支架拆除费事。 适用： 适用：α > 60° M= 2 ∼ 6m
第三节 伪倾斜柔性掩护支架采煤法
（ flexible shields mining in false dip ）
一、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， 斜布置，沿走向推进，并用柔性掩护支 架隔离采空区， 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
采矿学电子教案
能源科学与工程学院 2004年 采矿系2004年5月
第十二章 急倾斜煤层采煤方法
Mining methods of steeply inclined seam 第一节 采煤方法发展及围岩破坏特征 一、一般特点 煤层 α > 45° ，急斜煤层开采的特点均由煤层 倾角α 倾角α增大引起 地质构造复杂， 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， 煤层由原水平状态，经过多次地质变动，变成 急斜煤层。 急斜煤层。 地质构造复杂 煤层不稳定； 在尺寸相同、 构造复杂； 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 储量相对下降。 层数目相同的井田内，煤的储量相对下降。
Ⅱ -Ⅱ
15.0m
1700
5 800
3400 3 8 4 5.0m
5.0m 1
5.0m
45.0m
（1）采面参数：一个台阶长 ∼ ）采面参数：一个台阶长15 20m，台阶数：2 ∼ 4个； ，台阶数： 个 倒台阶布置：上下台阶错距为2 倒台阶布置：上下台阶错距为 ∼ 3m， ， 最下一个台阶： 错距为5 最下一个台阶： 错距为 ∼ 6m 台阶较短： 台阶较短：12m± ±
β
2、采煤系统：Fig、12 — 7 采煤系统： 、 示 回采工艺： 3、回采工艺： 正常支护 — 金属支柱加铰 接顶梁 沿倾斜4 5m设 密集支柱 — 沿倾斜4∼5m设 置一排密集支柱， 置一排密集支柱，一般为 点柱，支柱间距0.2 0.3m， 0.2∼ 点柱，支柱间距0.2∼0.3m， 每排密集支柱沿走向长约 6m， 4∼6m，密集支柱随面前移 前添后回 采面分段爆破一般由下向上 装煤由一般由上向下， 装煤由一般由上向下，装入 搪瓷溜槽