不稳定煤层开采方法ppt课件

1、提 纲 云南省煤炭资源概略云南省煤炭资源概略 不稳定煤层对矿井消费的影响不稳定煤层对矿井消费的影响 不稳定煤层开采方法不稳定煤层开采方法一、云南省煤炭资源概略 云南省煤炭资源丰富，2003年全省探明煤炭资源储量252.8687亿吨，居全国第9位，在南方省区中仅次于贵州。第三纪褐煤全国第一。 产地265处，主要分布在滇东、滇南和滇东北地域。 一、云南省煤炭资源概略 -曲靖炼焦煤矿区 曲靖炼焦煤矿区：该区资源丰富，煤炭产量占全省的一半左右，是云南省炼焦用煤的主要分布区，全省炼焦用煤的98%集中于该地域。曲靖地域以焦煤、瘦煤为主，有少量肥煤和气煤。全区共有大中型以上煤矿区18处，其中大型矿区2 处，

2、主要分布于宣威地域、富源地域、师宗地域。 大矿区一、云南省煤炭资源概略 -昭通褐煤矿区 昭通褐煤矿区：我国已发现的最大的褐煤矿区。矿区含煤面积140 km2。可采煤层23层，厚度最大194m，普通3080m，已探明褐煤储 量80多亿t。 煤层构造较简单，属稳定型煤层。由于埋藏浅，煤层大部分可露天开采，不利于远间隔 送煤，只适宜就地开发利用，建立大型坑口电站。 大矿区一、云南省煤炭资源概略 -小龙潭矿区 小龙潭矿区位于开远市区北西23千米的小龙潭盆地中，面积18平方千米。 具有工业价值的煤层共有两个含煤段，即主煤层段和薄煤层段。主煤层段为巨厚煤层，最大厚度215.68米，最小厚度2.37米，平均

3、厚度72米。煤质较好，保有储量10.3亿吨。 小龙潭煤矿坑口电站总装机 容量60千瓦，占云南省火力发电的50%以上。 大矿区-小龙潭矿区 一、云南省煤炭资源概略 云南省煤层总体较为稳定，但也有部分矿区煤层稳定性较差，如： 恩洪矿区宣威组可采厚度1031m，平均18.04m，可采系数为7.22% ，煤层单层变化厚度最大达5m； 老厂矿区可采煤层厚度733m，平均20m，可采系数4.44%。 全省也有透镜体、鸡窝状矿区, 如晚古生代煤层, 稳定性普遍较差。 煤炭蜕变程度：从低蜕变褐煤到烟煤直至高蜕变无烟煤。一、云南省煤炭资源概略 煤层数量和厚度不一, 可采煤层单层厚度薄的不到1m, 厚的达多米。如

4、： 恩洪煤田, 可采层数多达25层, 可采层总厚度才19.3m； 小龙潭煤田只一层, 平均厚度116.5m, 最厚处到达250m。 煤层倾度不一, 从近程度到80-90, 甚至有的构成倒转, 但大多数为缓倾斜煤层尤其是褐煤田。 因此，对云南地域不稳定煤层开采方法的研讨有一定现实意义。 二、不稳定煤层对矿井消费的影响1 1、煤层稳定性的定义、煤层稳定性的定义煤层稳定性是指煤层形状、厚度、构造和可煤层稳定性是指煤层形状、厚度、构造和可采性的变化程度，以及煤类和煤质的变化采性的变化程度，以及煤类和煤质的变化情况。其中，对资源量小，连不成片，或情况。其中，对资源量小，连不成片，或者不能单独开采的煤类可

5、不予思索。者不能单独开采的煤类可不予思索。二、不稳定煤层对矿井消费的影响2 2、煤层稳定程度的划分、煤层稳定程度的划分根据根据20022002年的年的? ?煤、泥炭地质勘查规范煤、泥炭地质勘查规范? ?的划的划分，煤层稳定程度共划分为四类：分，煤层稳定程度共划分为四类：1 1稳定煤层：煤层厚度变化很小，变化规稳定煤层：煤层厚度变化很小，变化规律明显，构造简单至较简单；煤类单一，律明显，构造简单至较简单；煤类单一，煤量变化很小。全区可采或大部分可采。煤量变化很小。全区可采或大部分可采。 二、不稳定煤层对矿井消费的影响2较稳定煤层：煤层厚度有一定变化，但无明显规律；构造简单至复杂；有两个煤类，煤量

6、变化中等；全区可采或大部分可采；可采范围内煤厚和煤量变化不大。二、不稳定煤层对矿井消费的影响 3不稳定煤层：煤层变化较大，无明显规律，构造复杂至极复杂；有两个或三个以上煤类，煤量变化大。包括： 1煤层变化很大，具忽然增厚、变薄景象，全区可采或大部分可采； 2煤层呈串珠状、藕节状，普通延续，部分可采，可采边境不规那么； 3难以进展分层对比，但可进展分组对比的复煤层。 串珠状煤层二、不稳定煤层对矿井消费的影响4极不稳定煤层：煤层厚度变化极大，呈透镜状、鸡窝状，普通不延续，很难找出规律，可采快段零星；或为无法进展煤分层对比，且层组对比也有困难的复煤层；煤量变化很大，且无明显规律。鸡窝状煤层二、不稳定

7、煤层对矿井消费的影响3 3、煤层稳定性的评定目的、煤层稳定性的评定目的? ?矿井地质规程矿井地质规程? ?19841984指出，在定量评定指出，在定量评定煤层稳定性时：煤层稳定性时：1 1 薄煤层：以煤层可采性指数薄煤层：以煤层可采性指数KmKm为主为主要目的，煤厚变异系数要目的，煤厚变异系数r r为辅助目的；为辅助目的；2 2中厚及厚煤层：以煤厚变异系数为主要目中厚及厚煤层：以煤厚变异系数为主要目的，煤层可采系数为辅助目的。的，煤层可采系数为辅助目的。据此，可定量划分煤层稳定类型。据此，可定量划分煤层稳定类型。二、不稳定煤层对矿井消费的影响煤层可采性系数Km：表示评定区内可采煤层所占比例的参

8、数，其计算公式如下：式中： Km煤层可采性指数； n评定区内一切参与评定的见煤点数； n见煤点总数n中煤厚大于或等于最低可采规范的见煤点数。煤厚变异系数r：反映评定区内煤层厚度变化偏离平均厚度程度的参数。 /mKn n二、不稳定煤层对矿井消费的影响二、不稳定煤层对矿井消费的影响4 4、不稳定煤层产生的缘由、不稳定煤层产生的缘由 由于煤层厚度变化对开采的影响最大，而由于煤层厚度变化对开采的影响最大，而且最为常见。普通来说，不稳定煤层主要是指厚且最为常见。普通来说，不稳定煤层主要是指厚度变化大的煤层。呵斥煤层不稳定的主要缘由有：度变化大的煤层。呵斥煤层不稳定的主要缘由有： 1 1煤层构成时地壳不平

9、衡沉降呵斥的；煤层构成时地壳不平衡沉降呵斥的； 2 2泥炭堆积基底不平呵斥的；泥炭堆积基底不平呵斥的； 3 3河流或海流冲蚀呵斥的；河流或海流冲蚀呵斥的； 4 4地质构造挤压呵斥的；地质构造挤压呵斥的； 5 5石灰岩地层岩溶塌陷或火成岩侵入呵石灰岩地层岩溶塌陷或火成岩侵入呵斥的。斥的。二、不稳定煤层对矿井消费的影响煤层厚度的变化往往不是单一地由某一种缘由呵斥，而是由两种或几种缘由综协作用的结果。在同一矿井的不同煤层或同一煤层的不同部位，引起厚度变化的缘由也能够不同，有些地方能够是原生堆积呵斥的厚度变化，而另一些地方那么能够是后期地质构造构成的厚度变化。二、不稳定煤层对矿井消费的影响5 5、不稳

10、定煤层对消费的影响、不稳定煤层对消费的影响 1 1巷道掘进率高巷道掘进率高 不稳定煤层由于延续性和稳定程度差，不稳定煤层由于延续性和稳定程度差，需求高密度的巷道进展控制。需求高密度的巷道进展控制。二、不稳定煤层对矿井消费的影响2预备巷道布置困难 对于构造相对简单的不稳定煤层，主要是煤层厚度和倾角发生变化。要求：按腰线开掘一条预备巷道，以探清煤炭赋存；根据己知地质资料布置好巷道后，煤层厚度变化往往需求重新调整巷道布置。如：分层开采的厚煤层，煤层变薄只能单一煤层开采；或单一煤层开采，由于煤层变厚被迫改为分层开采，需求重新调整巷道布置。对于赋存特别复杂的煤层，往往还需求一些特殊的采煤方法。二、不稳定

11、煤层对矿井消费的影响 3消费方案制定困难 制定消费方案时需求思索煤层赋存变化所带来的产量变化；煤层变薄会呵斥采煤量减少，使消费方案难以完成。 二、不稳定煤层对矿井消费的影响4采出率降低，浪费资源 不稳定煤层厚度变化呵斥任务面回采率下降是对矿井最严重的影响。假设煤层部分变薄，且变薄区的厚度小于破煤设备和支架的最小任务高度，为保证任务面延续推进，那么需采出部分顶底板矸石或将该变薄区丢弃不采。任务面煤层部分变厚时，假设变厚区范围不大，不值得布置分层任务面，那么只能采出破煤设备和支架允许高度范围内的煤体，而将变厚的部分作为厚度损失丢弃不采；假设变厚区的范围较大，那么需改用分层开采，并需改动原有的采区或

12、带区巷道预备方式。 三、不稳定煤层开采方法迄今为止，国内外尚没有一种采煤方法可以顺应各种不稳定煤层的开采。缘由：由于不稳定煤层往往地质条件比较复杂，煤层赋存不规那么，无规律，煤层厚度和倾角变化难以预测，大型化的设备很难发扬产能空间，现有的探测技术很难顺应这种复杂的地质条件等。 三、不稳定煤层开采方法1 1、不稳定煤层的开采方法、不稳定煤层的开采方法不稳定厚煤层的开采，主要方法有：不稳定厚煤层的开采，主要方法有：分层下行开采；分层下行开采；恒底式分层开采；恒底式分层开采；炮采放顶煤开采；炮采放顶煤开采；普采放顶煤及综放开采。普采放顶煤及综放开采。一些矿区也实验一些新型的不稳定煤层采煤方法，一些矿

13、区也实验一些新型的不稳定煤层采煤方法，获得了显著的效益。如，济宁二号煤矿在获得了显著的效益。如，济宁二号煤矿在3 3下不稳下不稳定煤层将任务面分成综采区、过渡区和综放区三定煤层将任务面分成综采区、过渡区和综放区三个部分用同一套设备进展回采以顺应煤厚的变化。个部分用同一套设备进展回采以顺应煤厚的变化。 三、不稳定煤层开采方法1分层下行开采运用最为广泛的方法。在煤层较厚的部分地域，对煤层进展分层，布置走向或倾斜长壁任务面，用综采、普采或炮采工艺自上而下顺序开采。但由于煤层厚度的变化大，分层厚度及任务面大小常受影响，导致任务面的产量、效率和回收率普遍偏低，同时也不顺应综合机械化开采的要求，难以到达高

14、产高效。114518391020141278221191761322115三、不稳定煤层开采方法2恒底分层开采恒底分层开采方法先沿底板回采第一分层，上方顶煤和顶板自然垮落。顶煤和顶板经过一段时间活动稳定后再沿底板回采第二分层，并用同样的方法顺序采完各个分层。但是，恒底分层开采的条件是上部煤层垮落后可以胶结为再生煤层，对煤层条件要求高，且最后分层任务面由于垮落顶板影响，煤质灰分高。三、不稳定煤层开采方法3一次采全厚放顶煤开采该法是沿厚煤层的底板布置回采巷道，在采用走向长壁采煤方法回采底层煤的同时放顶煤，一次采全厚。巷道布置简单、效率高、产量大、消费平安、回采率高等优点，可以很好地处理缓倾斜不稳定

15、厚煤层的开采问题。我国在开采厚煤层中先后有炮采放顶煤采煤法、普通机采放顶煤采煤法和综采放顶煤采煤法等。三、不稳定煤层开采方法滑移顶梁液压支架铺顶网滑移顶梁液压支架铺顶网低位放顶煤双保送机液压支架任务面低位放顶煤双保送机液压支架任务面三、不稳定煤层开采方法 一次采全厚放顶煤采煤法的任务面一直沿底板推进，这样煤层厚度变化不会影响任务面的正常消费，不存在丢顶煤和丢底煤的问题。 在煤层厚度变化较大的厚煤层中，采用放顶煤采煤法比分层开采可以获得较高的采出率。 此方法被以为是处理缓倾斜不稳定厚煤层开采的最好方法。三、不稳定煤层开采方法 对于急倾斜不稳定厚煤层的开采，普通采用仓储式放顶煤采煤法。 对于较薄不

16、稳定厚煤层开采，目前国内有少数矿井采用轻型放顶煤支架进展综采放顶煤开采，任务面年产量普通为70100万t。三、不稳定煤层开采方法4不稳定煤层其它开采方法开采倾斜不稳定煤层还有有水力采煤法等；开采急倾斜不稳定煤层有程度分层采煤法、斜坡采煤法、巷道长壁采煤法、程度巷柱采煤法、深孔爆破采煤法、水力采煤法等。三、不稳定煤层开采方法2 2、不稳定煤层的开采工艺、不稳定煤层的开采工艺开采不稳定煤层的工艺应有较强的顺应地质开采不稳定煤层的工艺应有较强的顺应地质条件变化的才干。条件变化的才干。对于薄及中厚煤层的一次采全高及厚煤层分对于薄及中厚煤层的一次采全高及厚煤层分层开采主要有摩擦支柱层开采主要有摩擦支柱+

17、 +金属铰接顶梁、单金属铰接顶梁、单体支柱体支柱+ +金属铰接顶梁金属铰接顶梁/ / 型钢梁、整体顶型钢梁、整体顶梁悬移支架等炮采工艺，普采和高档普采，梁悬移支架等炮采工艺，普采和高档普采，炮采炮采/ /普采铺网和综采放顶煤工艺以及轻型普采铺网和综采放顶煤工艺以及轻型支架放顶煤工艺等。支架放顶煤工艺等。以厚煤层放顶煤为类引见不稳定煤层的开采以厚煤层放顶煤为类引见不稳定煤层的开采工艺。工艺。三、不稳定煤层开采方法1普采放顶煤工艺普采本钱低，对地量变化的顺应性强，任务面搬迁容易。对推进间隔 短、外形不规那么、小断层和褶曲较发育的任务面，采用普采较综采可获得较好的效果，而且普采操作技术较易掌握，组织

18、消费比较容易。普采是我国中小型矿井开展采煤机械化的重点。三、不稳定煤层开采方法 普采放顶煤任务面采用金属摩擦支柱/单体液压支柱+金属铰接顶梁/ 型钢梁进展支护，采煤机采煤，顶板铺金属网，综合了普采顺应性强和放顶煤效率高、产量大等优点，在消费中得到了广泛的运用。 如盘江矿务局山脚村矿121215高档面，采用DZ25单体柱配合HDJH-1200铰接顶梁，铺金属网护顶，MG15022滚筒采煤机，沿底割煤，采高2.02.2m，回柱放顶时人工破网回收护顶煤，发明了良好的效益。三、不稳定煤层开采方法2炮采放顶煤工艺 炮采放顶煤工艺在不稳定厚煤层一次采全高开采中运用最为广泛。 1单体液压支柱型钢梁支护操作简

19、单、管理方便、平安可靠、经济效益显著，是处理难采厚煤层的一种适用技术，是一种技术上可行，经济上合理的新支护方法，是高档普采和炮采设备的新开展，值得推行运用，尤其适宜地质构造复杂的任务面。单体液压支柱型钢梁支护在地质多变的情况下有更大的顺应性。型梁属刚性支护，放炮后及时移主梁，能及时有效地支护顶板，阻止顶板离层。过破碎带时，炮后即使炮道上方出现漏顶，只需型梁插入煤壁，用网和背板封顶，支架仍有一定的稳定性。三、不稳定煤层开采方法 义马煤业集团陕渑煤田主采二叠系山西组二1煤层，煤层赋存极不稳定。石壕13111实验实验任务面煤层厚度48m,平均5m。该任务面分上下两段,上段走向长220m,倾斜长75m

20、;下段走向长350m,倾斜长70m,任务面总长度145m。任务面采用2.4m长的型钢梁配合DZ22-30/100单体液压支柱支护。实际证明,放顶煤一次采全高技术对煤层厚度变化有较强的顺应性，提高了任务面单产和工效,平均单产由原来的7000t/月提高到1300t/月,平均采煤工效由原来的2.1t/工提高到3.9t/工,分别提高了85.7%,降低了本钱,减轻了工人的劳动强度,缓和了采掘接替紧张的局面,平安情况良好,获得了显著的经济和社会效益。三、不稳定煤层开采方法2与单体液压支柱相比，悬移支架稳定性强，护顶面积大，实现了移架的机械化，减少了支护任务量和减轻了工人的劳动强度；与自移液压支架相比，其价

21、钱低廉。悬移支架采煤工艺尤其是适用于煤厚变化大，地质条件复杂的缓倾斜厚煤层的开采。郑煤大平煤矿实验任务面长65m，可采推进长度240m，煤层厚度3.021.8m，平均6.5m；煤层赋存不稳定，构造复杂。选用ZH1600 /16 /24Z型整体顶梁悬移液压支架,每棚四柱,棚架中心距1 000 20mm,最大控顶距3 600mm,最小控顶距3 000 mm,放顶步距800 mm。回采工艺流程:打眼放炮移架采煤放顶煤移刮板保送机。悬移支架移架操作工序：炮后护顶前伸翻转梁超前护顶 刷帮出煤收回翻转梁提起前后4根立柱前移整体顶梁落四柱支撑顶梁移托梁。 悬移顶梁液压支架任务面采煤工艺图悬移顶梁液压支架任务

22、面采煤工艺图三、不稳定煤层开采方法 3运用单体液压支柱金属铰接顶梁的任务面，在回采过程中： 任务面采用“单体液压支柱金属铰接顶梁的支护方式。 在顶板特别破碎的条件下，任务面支护普通采用“单体液压支柱金属十字铰接顶梁的支护方式。三、不稳定煤层开采方法3综采放顶煤工艺煤层厚度大，且厚度变化较小，顶底板较平整的不稳定煤层，采用综采放顶煤开采可以获得较好的技术经济效果。如郑州米村矿在任务面煤层厚度68m，倾角 68，任务面长78m 的条件下采用高位开天窗放顶煤综采，到达了任务面月产6.0万t，回采工效223t/工 ，任务面回果率达85.1%, 比条件一样的分层炮采任务面月产提高近2倍炮采月产约2.1万

23、t，工效提高4倍多炮采工效4.290 3t/工 。三、不稳定煤层开采方法 常用的还有轻型支架放顶煤工艺。 淮北临涣煤矿矿井地质构造复杂、断层多,主采煤层为7、9煤，煤厚为1.64.8 m,平均3.2 m。 多年来采用炮采工艺,由于煤层赋存不稳定，煤体松软，顶板破碎，呵斥单产低、资源回收率低,平安可靠性差。 2000年以来，试用轻型支架放顶煤开采工艺，任务面降低采高，跟底回采，矿井在平安性、资源回收和消费才干等方面均收到了较好的效果。支架型号为三、不稳定煤层开采方法 ZF2400-16/24,为单摆杆、整顶梁、伸缩前梁、四柱式放顶煤支架构造，任务阻力为2 400 kN，采高范围1.62.4 m；

24、采煤机为G160/375-W；前后部运输机均为SGZ630/264型。 郑州煤电集团在不稳定煤层条件下，经过对综放工艺和综放设备不断进展技术改良，任务面月产量由3万t提高到1018万，t年产量由25万t提高到180万t。综采放顶煤开采技术在三软不稳定厚煤层条件下，获得了显著的经济效益和社会效益。三、不稳定煤层开采方法3 3、不稳定煤层巷道布置、不稳定煤层巷道布置1 1不稳定煤层开辟方法不稳定煤层开辟方法开采不稳定煤层要有矿井地质资料作指点，开采不稳定煤层要有矿井地质资料作指点，而不稳定煤层在勘探阶段往往难以查清煤而不稳定煤层在勘探阶段往往难以查清煤层的详细赋存情况。层的详细赋存情况。在矿井开发

25、过程中必需加强矿井地质任务，在矿井开发过程中必需加强矿井地质任务，用钻探找煤，进一步查清矿井地质情况。用钻探找煤，进一步查清矿井地质情况。不稳定煤层由于可采煤层的延续性和稳定性不稳定煤层由于可采煤层的延续性和稳定性差，必需有较高密度的巷道来控制，这是差，必需有较高密度的巷道来控制，这是不稳定煤层开辟特点，也是巷道掘进率高不稳定煤层开辟特点，也是巷道掘进率高的缘由。的缘由。三、不稳定煤层开采方法3 3、不稳定煤层巷道布置、不稳定煤层巷道布置巷道布置参数选择的原那么：除像稳定巷道布置参数选择的原那么：除像稳定煤层思索技术经济上合理外，还要思煤层思索技术经济上合理外，还要思索客观上的能够性，如：索客

26、观上的能够性，如：回采任务面倾斜长度、走向长度，首先回采任务面倾斜长度、走向长度，首先取决于煤层可采部分在走向和倾向上取决于煤层可采部分在走向和倾向上的延续长度。的延续长度。三、不稳定煤层开采方法 在不稳定煤层中进展开辟设计应思索如下几点： 1开采阶段的垂高：必需小于褶皱起伏的平均幅度，否那么就会出现某段煤层在上下阶段石门之间起伏而不被阶段石门所揭露； 2回采任务面倾斜长度：取决于切眼起点到向、背斜轴的长度；三、不稳定煤层开采方法 3石门间距：必需和褶曲轴的倾伏相顺应，否那么沿煤层的运输顺槽就能够因进人背斜顶部或向斜底部而脱离煤层； 4在设计阶段应正确选择阶段垂高、石门间距，如设计不当，待根本巷道系统构成后再进展改造，往往是不经济的。 如垂高25m为适宜阶段，但设计为35m，以后不加密阶段那么难以充分开采储量，进展加密，阶段高度那么为17.5m，掘进量又太大。三、不稳定煤层开采方法2采区划分不稳定煤层采区的划分是以断裂块段、不延续的煤带或煤包作为采区范围，对间隔 较近的零星块段，那么以岩巷联通并入大块段内，这样有利于各采区构成独立通风系统，减少平安煤柱，易于封锁，防止采空区自燃蔓延到其他采区。三、不稳定煤层开采方法 对于不稳定煤层，巷道布置时可以在一定程度上经过工程措施，将复杂条件重新分解为简单条件，使采煤预备巷道尽能够沿各种变化和构造的边缘和界限进展。 如厚薄变化的界限、倾角变