薄煤层、大倾角煤层采煤方法

薄煤层、大倾角煤层开采技术的探讨

淮南矿业集团孔李煤矿

2004 年 8 月 13 日

薄煤层、大倾角煤层开采技术的探讨

前言

倾角在35°以上的倾斜煤层，安全开采是国内外采矿界比较棘手的问题，由于其在开采煤层中产量比例很小，国内外研究得比较少，加之又有特殊的矿压显现，使其管理复杂，采煤方法的选择是一个难题。

我矿目前可采与局部可采煤层13 层，总厚度约22.93 米，其中稳定煤层2 层

C13、B9b厚8.13m,占可采厚度的35.46%，较稳定煤层4层B11b、B8b、B7b、B4b 厚8.05m, 占可采厚度的35.15%，不稳定煤层4 层，B11a、B9a、B8a、A1厚5.0m, 占可采厚度的21.81%，极不稳定煤层3层C12、B10、A2（A3）厚1.75m,占可采煤层7.63%，含煤系数为6.32%。煤厚仅C13、B11b 两层煤是中厚煤层，其余煤层均属于薄煤层，所有煤层倾角均在35°以上。

我矿于1958年建井，1960年投产以来，采煤方法的选择始终是一个难题。我们曾采用过的水平分层假顶、老回煤、倒台阶及坑木支护的长壁、柔性掩护支架等采煤方法，因煤炭资源回收率低、掘进率高、通风安全差、易发生瓦斯积聚和火灾事故、单产低、坑木消耗大、安全条件差、易使顶板抽冒推垮、窜矸堵面等缺点。另外，我矿煤层顶底板基本上为粘土岩，性软易破碎，给顶板管理带来诸多困难。柔性掩护支架采煤法，受煤层倾角限制，煤层倾角小于50° 时，架子难以下放。为此，我矿近几年大胆地在大倾角、中厚煤层工作面使用悬移支架放顶煤工艺；在次急倾斜煤层中应用柔性掩护支架采煤工艺；在近距薄煤层群采组合钢梁联合开采，采一层煤放两层煤；取得了较好的安全经济技术效果。

第一部分：悬移支架放顶煤在大倾角、中厚煤层中的应用大倾角、中厚煤层悬移支架放顶煤在孔李公司李井-440mE4C13 工作面试验。

1．工作面概况

1.1 工作面地质概况：

1.1.1 C13顶板为灰色砂质粘土岩，厚度6.4~10.3m,平均8.3m；C13底板为灰色粘土岩，厚度0.3~0.7m,平均0.5m，其下为C12 煤层，厚度0.3~9.0m平均0.6m；C12 煤层底板为灰色粘土岩，厚度

2.1~2.5m平均2.3m。

1.1.

2.C13 煤层厚度2.3~8.7m平均5.5m，该煤层在本采区内属稳定的厚煤层，黑色，弱油脂光泽，为半亮～半暗型，呈鳞片状、粉沫状，性较软，中间夹有镜煤条带。

该煤层与顶部C15煤层法线距18.0m左右，与底部B11b煤层法线距63.0m左右。

1.1.3．本工作面走向长422~446m，平均434m，倾斜长47~70m，平均55m，煤层倾角30~46°，平均38°。

1.1.4 工作面回采上限：-394.6 ～-39

2.2m, 回采下限：-428.7 ～-426.8m 。

1.2 工作面技术概况

1.2.1 支架型号规格和间距悬移支架工作面选用望峰岗机厂生产的转向式悬移支架，

其型号为

XDY-H ，梁长2.66m，架宽0.68m，顶梁高度250mm，单梁宽度260mm，行程1.0m，每架6 柱，支架重量1000Kg，支架沿走向方向排列，支架间距420mm，中心距1200mm。

1.2.2、最大及最小控顶距

第一次放顶、初次放顶、正常放顶，其最大控顶距为3.66米,最小控顶距为2.66米。两端头最大控顶距为3.4 米，最小控顶距为2.40米。

1.2.3 工作面临时支护采用2000×φ 220mm，一锯两半优质半园木作梁子，

DZ22/30-100 单体液压支柱作腿子，一梁两柱顺山棚支护顶板。

1.2.4 工作面背顶沿走向铺设金属网，网的规格为5000×110mm，网孔规格

50×50mm, 网与网间搭接长度不少于150mm,并用12#铁丝连结，间距不大于200mm。用1000×φ30mm 塘棍进行过顶，过顶数量根据顶板的破碎程度而定，一般情况不少于4 根/每米。

附图1: 工作面支架、设备布置示意图

进风巷

排组合梁

绞车煤

电钻链

扳机

排组合梁

回风巷

2.主要要安全技术措施

2.1支护措施“大倾角”工作面支护的关键问题是支护对顶板的稳定性问题。提高支

护的稳定性，应从支架本身和其它特殊措施两方面着手。针对我矿具体情况，采取如下防倒防推措施。

2.1.1 提高支柱本身的初撑力为了提高单体液压支柱的初撑力，我们采取的具体方法

是：⑴确保液压泵的输出泵压，18~20Mpa。

⑵工作面所有支柱全承载。⑶每班对工作面所有支柱至少二次加压一次。

⑷支柱支到实底上，并挖矸子窝不少于50mm。底软或留有底煤时，必须穿特制的铁鞋。

2.1.2 提高支架的刚度

假设把“顶板-支架-底板”看成一个建筑体，我们知道，提高建筑体的稳定性，必须提高其刚度。

悬移支架是由支柱和顶梁组成的，支柱的刚度是一定的，关键是顶梁与顶板、支柱与顶梁、支柱与底板的接触质量。在这方面我们采取措施是：

⑴采用2000mm×φ 220mm 一锯两半的半元木过顶，增大顶梁与顶板接触面积。

⑵支柱与顶梁接触严密、平稳。⑶所有支柱必须有柱窝，以提高底板比压。

⑷顶板破碎及局部漏空地点，一律用塘柴、老料等物填严背实之后再铺网扶梁支柱。

2.1.3 提高支架的整体性

工作面所有独立支架间用30 型刮板机链条和特制的拉丝钩将支架联成一个整体，使用时在煤壁和老塘侧两个档各一路，且用制的拉丝钩进行预紧。这就在采场中组了一个稳定的、可以阻止顶板沿层面向下的滑移力的“整体支架” 附图2：防倒设施示意图