伪倾斜柔性掩护支架采煤方法以及新技术

1、.伪倾斜柔性掩护支架采煤方法伪倾斜柔性掩护支架采煤方法以及新技术研究与探讨以及新技术研究与探讨2013年10月.http:/采煤工艺采煤工艺 2柔性支架的结构柔性支架的结构3存在的问题存在的问题 4柔性支架的新技术柔性支架的新技术 5引言引言1.1、我国急倾斜煤层资源情况、我国急倾斜煤层资源情况引言引言1急倾斜煤层占我国煤层储量的急倾斜煤层占我国煤层储量的40%，而南方地区，而南方地区80%的矿区赋存有急倾的矿区赋存有急倾斜煤层。斜煤层。我过急倾斜矿井数量多但产量不大，具我过急倾斜矿井数量多但产量不大，具2000年统计有国内年统计有国内17%矿井具有矿井具有急倾斜工作面，但产量仅占急倾斜工作面

2、，但产量仅占3.88%，随着近几年资源的减少急倾斜产量，随着近几年资源的减少急倾斜产量有所提高有所提高2011年达到年达到5%。.2、急倾斜煤层采煤特点、急倾斜煤层采煤特点 当煤层倾角当煤层倾角 时时 ，称急斜煤层开采。急倾斜煤层开采的主要特点：，称急斜煤层开采。急倾斜煤层开采的主要特点：急倾斜煤层的构造复杂，断层和褶曲多，煤层厚度变化较大，开采煤层的急倾斜煤层的构造复杂，断层和褶曲多，煤层厚度变化较大，开采煤层的赋存条件普遍较差、储量少、开采困难、采煤工作面生产能力小。因此，赋存条件普遍较差、储量少、开采困难、采煤工作面生产能力小。因此，开采急倾斜煤层的矿井多数是中、小型矿井。开采急倾斜煤层

3、的矿井多数是中、小型矿井。 一般性特点：一般性特点：1、地质构造复杂，煤层赋存不稳定、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。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；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，煤在尺寸相同、煤层数目相同的井田内，煤的储量相对下降。的储量相对下降。2、采下的煤和垮落矸石会自动下滑、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；带来不安全因素3、采煤工作面行人，运料及操作等各工序均较困难、采煤工作面行人，运料及操作等各工序均较困难 .4、顶板沿倾

4、斜方向的分力增大，垂直于层顶板沿倾斜方向的分力增大，垂直于层面方向的分力减小，矿压显现缓面方向的分力减小，矿压显现缓和，同时和，同时引起：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、底板均会滑动.5 5、机械化采煤一般比较困难、机械化采煤一般比较困难 6 6、急、急倾倾斜煤层采矿工程图采用采矿工程立面图、斜煤层采矿工程图采用采矿工程立面图、层面图、剖面图层面图、剖面图 629178543216758 - 629178543216758 - .急倾斜煤层开采的特点急倾斜煤层开采的特点1 1、矿井多采用立井多水平集中运、矿井多采用

5、立井多水平集中运输大巷和采区石门开拓方式输大巷和采区石门开拓方式 .629178543216758 - 2 2、采区用一组上山、采区用一组上山眼的布置方式，眼的布置方式，或用或用伪斜折返上山。伪斜折返上山。54321.3 3、采区一般不设上、中部车场，设下部车场、采区一般不设上、中部车场，设下部车场4 4、采煤方法多样、采煤方法多样.3、急倾斜煤层常用开采方法及其发展、急倾斜煤层常用开采方法及其发展急倾斜煤层采煤法的发展急倾斜煤层采煤法的发展 解放前解放前柱式采煤柱式采煤高落式或残柱式高落式或残柱式解放后解放后倒台阶走向长壁倒台阶走向长壁（2020世纪世纪5050年代初）年代初）水平分层，斜切

6、分层水平分层，斜切分层（2020世纪世纪5050年代年代) )伪倾斜长壁伪倾斜长壁（2020世纪世纪8080年代）年代）伪倾斜柔性掩护支架采煤（伪倾斜柔性掩护支架采煤（19651965）水平分段放顶煤（水平分段放顶煤（2020世纪世纪8080年代年代后期）后期）.七十年代，中期淮南矿区首创七十年代，中期淮南矿区首创“伪斜柔性掩护支架采煤法伪斜柔性掩护支架采煤法”。该法回采工艺筒单。可实现三班连续出煤，单产高、效率高该法回采工艺筒单。可实现三班连续出煤，单产高、效率高。这种采煤方法的技术经济效果明显高于其它急倾煤层采煤。这种采煤方法的技术经济效果明显高于其它急倾煤层采煤方法（综采放顶煤除外），是

7、我国开采急倾煤层的一种主要方法（综采放顶煤除外），是我国开采急倾煤层的一种主要方法。方法。 采煤工艺采煤工艺 21、采煤系统、采煤系统 伪斜柔性掩护支架采煤法伪斜柔性掩护支架采煤法 采面呈直线伪斜布置，沿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支架下采煤 .采 空 区采 空 区12水 平水 平1149988101013157345-250-14010m10m6200m5m.采空区采空区12水平水平1149988101013157345-250-14010m 10m6200m5m111 1 采区回风石门；采区

8、回风石门；2 2采区运输石门；采区运输石门；3 3运料眼；运料眼； 4 4溜煤眼；溜煤眼；5 5 行人行人眼；眼；6 6区段回风巷；区段回风巷；7 7区段运输巷；区段运输巷；8 8 初采斜巷；初采斜巷；9 9收作眼；收作眼； 1010架尾架尾移动轨迹线；移动轨迹线；1111架头移动轨迹线；架头移动轨迹线；1212采煤工作面；采煤工作面； 1313溜煤小眼；溜煤小眼； 1414永久封闭墙；永久封闭墙；1515小眼临时封闭小眼临时封闭.顶板；底板；地沟；钢梁；钢丝绳；顶板；底板；地沟；钢梁；钢丝绳；竹笆；压木；垫木；撑木竹笆；压木；垫木；撑木1）准备）准备 将回风巷扩宽到煤层顶底板，从切眼外将回风

9、巷扩宽到煤层顶底板，从切眼外5m处挖地沟处挖地沟 在扩宽的回风巷里安掩护支架在扩宽的回风巷里安掩护支架2、回采工作.回采工作面上回风口回采工作面上回风口.回采工作面回采工作面.回采工作面下溜煤口回采工作面下溜煤口.掩护支护调斜掩护支护调斜 将掩护支护调斜成伪斜工作面，斜角为将掩护支护调斜成伪斜工作面，斜角为25 30o1248m15m3.5m73635m区段回风巷；区段运输巷；初采斜巷；掩护支架；区段回风巷；区段运输巷；初采斜巷；掩护支架；支架移动轨迹线；支架放平位置；溜煤小眼支架移动轨迹线；支架放平位置；溜煤小眼.采煤采煤 炮采炮采 工艺工艺打眼打眼- -装药装药- -联线联线- - 放炮（

10、全采面一次爆破或分段爆破）放炮（全采面一次爆破或分段爆破）出煤（铺溜槽）出煤（铺溜槽）- - 调支架等。调支架等。.-o60312顶底80038003板板炮眼布置炮眼布置.2）正常回采）正常回采 （1）接长掩护支架）接长掩护支架采煤采煤溜煤眼上留巷拆支架溜煤眼上留巷拆支架 在回风巷接长掩护支架，超过上出口在回风巷接长掩护支架，超过上出口8 10m（2）采煤）采煤炮采炮采打眼打眼-装药装药-联线联线-放炮（全采面一次爆破或分段爆破）放炮（全采面一次爆破或分段爆破）出煤（铺溜槽）出煤（铺溜槽）-调支架等。调支架等。（3）拆支架）拆支架在采面下端将支架放平，并留出空间在采面下端将支架放平，并留出空间

11、1.2m高，拆除支架高，拆除支架.3）收尾）收尾（1）在停采线一侧掘两条收尾上山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，用联络眼贯通（2）支架安装到收尾上山处，不再接长）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）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。平支架。（4）全部拆除支架）全部拆除支架14763352. 柔性掩护支架工作原理柔性掩护支架工作原理视频视频NoImage.1、端头支护、端头支护 工作面上、下端头支护采用长度为工作面上、下端头支护采用长度为3.0m的的型钢梁配型钢梁配

12、DW25型单体液压型单体液压支柱四对八梁，一梁三柱的支护方式。支柱四对八梁，一梁三柱的支护方式。2、超前支护、超前支护 运输和回风顺槽超前加强支护段采用运输和回风顺槽超前加强支护段采用DW25型单体液压支柱配型单体液压支柱配DJB1000/300型金属铰接顶梁支护，回风、运输顺槽加强支护长度均为型金属铰接顶梁支护，回风、运输顺槽加强支护长度均为20m，双加强支护方式。，双加强支护方式。3、工作面支护、工作面支护 柔性掩护支架并排（柔性掩护支架并排（6副副/m），两根新、两根旧的钢丝绳用铁夹板、螺），两根新、两根旧的钢丝绳用铁夹板、螺丝拧固成整体。钢丝绳直径为丝拧固成整体。钢丝绳直径为 2830

13、mm，长度，长度25m根，两端根，两端封头封头不不少于少于0.1m。 3、支护工作、支护工作.工作面采用适当长度的单体液压支柱与半圆木配合支撑掩护支架和控工作面采用适当长度的单体液压支柱与半圆木配合支撑掩护支架和控制顶板，其支护方式可为背顶支柱或斜撑控架支柱，并要求背顶支柱制顶板，其支护方式可为背顶支柱或斜撑控架支柱，并要求背顶支柱和斜撑控架支柱应交替实施支护作业。和斜撑控架支柱应交替实施支护作业。 规定支柱间距为规定支柱间距为1.52.0m/根，工作面的空间高度（溜槽中间至架顶）根，工作面的空间高度（溜槽中间至架顶）控制在控制在0.7m1.6m，要求掩护支架放架到位，不得出现仰架、瓦架、，要

14、求掩护支架放架到位，不得出现仰架、瓦架、趴架、钻底及挂顶等情况。趴架、钻底及挂顶等情况。4、顶板控制、顶板控制 掩护支架背顶侧煤岩垫实厚度为掩护支架背顶侧煤岩垫实厚度为1m-1.5m，作为直接顶或老顶垮落，作为直接顶或老顶垮落时的缓冲层。时的缓冲层。 顶板在回采工作面上端头回采长度超过顶板在回采工作面上端头回采长度超过25m仍未垮落时，必须进行仍未垮落时，必须进行强制爆破。强制爆破。.4、评价及适用评价及适用 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，工序简单，煤自溜煤自溜，可全天连续采煤；可全天连续采煤； 材料消耗低；材料

15、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。14763352.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； 全部工序以体力劳动为主全部工序以体力劳动为主（支架运输、安装和拆除，打眼、放炮，拆移溜槽等）（支架运输、安装和拆除，打眼、放炮，拆移溜槽等） 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。14763352.适用条件适用条件倾角大于倾角大于6060，厚度，厚度2 26m6m，埋藏稳定的急斜煤层。，埋藏稳定的

16、急斜煤层。我国一些矿井在我国一些矿井在6 61010，埋藏稳定的急斜煤层，以及厚度小，埋藏稳定的急斜煤层，以及厚度小到到1.3 m1.3 m，埋藏稳定的急斜煤层，也有成功的应用。，埋藏稳定的急斜煤层，也有成功的应用。采 空 区采 空 区12水 平水 平1149988101013157345-250-14010m10m6200m5m. 柔性支架从结构上有：柔性支架从结构上有： 1、平板型、平板型 2、八字形掩护支架、八字形掩护支架 3、“”形支架形支架 4、单支撑式支架、单支撑式支架 5、“7”字形掩护支架字形掩护支架 6、多边形柔性掩护支架、多边形柔性掩护支架柔性支架的结构柔性支架的结构3.1

17、 1、平板型、平板型工字钢，钢丝绳，荆笆，压木，撑木工字钢，钢丝绳，荆笆，压木，撑木.钢梁：比煤厚小钢梁：比煤厚小 m0.5 m的直钢梁的直钢梁平行排列，每米宽度排放平行排列，每米宽度排放3 3根。根。钢丝绳：钢丝绳： 2 2 5 5根钢丝绳，直径根钢丝绳，直径222243.5 mm43.5 mm钢夹板和螺栓将钢梁联成整体。钢夹板和螺栓将钢梁联成整体。 .2 2、八字形掩护支架、八字形掩护支架 适用：适用： M =1.3 M =1.3 1.6m 1.6m增加高度增加高度0.3 0.3 0.5m 0.5m淮南李一矿淮南李一矿123.3、“ ”形支架形支架适用：适用： ， 4.6

18、m4、单支撑式支架、单支撑式支架 适用：适用： ；M=1.45 4.6m211541A3.5、“7”字形掩护支架字形掩护支架适应于倾角小于适应于倾角小于70，煤层厚度，煤层厚度0.71.2米。重庆中梁山煤矿使用。米。重庆中梁山煤矿使用。.重庆南桐矿业东林煤矿重庆南桐矿业东林煤矿架肩架脚6、多边形柔性掩护支架、多边形柔性掩护支架.掩护支架的宽度掩护支架的宽度. 1、掩护支架不能适应煤层厚度太大的变化，因掩护支架的结构固定，不能掩护支架不能适应煤层厚度太大的变化，因掩护支架的结构固定，不能调宽，对煤层厚度、倾角等产状变化的适应性差。尤其是当煤层中有夹矸调宽，对煤层厚度、倾角等产状变化的适应性差。尤其是当煤层中有夹矸时，工作面中无法排除矸石，影响煤质时，工作面中无法排除矸石，影响煤质 。 2、当煤层较薄时工作面空间小，工作环境较差。因此这种采煤方法最适用、当煤层较薄时工作面空间小，工作环境较差。因此这种采煤方法最适用的条件是煤层埋藏稳定，倾角及厚度变化很小，没有厚的夹石，煤层倾角的条件是煤层埋藏稳定，倾角及厚度变化很小，没有厚的夹石，煤层倾角在在55以上，厚度为以上，厚度为0.76米的煤层。米的