攸县急倾斜鸡窝状复杂薄煤层采煤方法方案设计

攸县急倾斜鸡窝状复杂薄煤层开采

采煤方法方案设计

湖南理工职业技术学院宁齐元2009.10分两部分介绍1、项目的总说明2、地质条件简况3、设计的采煤方法方案简介一、项目的总说明1、项目背景

2、巷道式采煤方法存在的问题

3、正规壁式采煤法在攸县的适用性分析

4、适用攸县采煤方法研究与设计的必要性5、设计的采煤方法方案

6、设计成果说明

（一）、项目背景攸县现有96个煤矿，分布在兰村向斜、黄丰桥向斜、桃水向斜三个矿区，。三个矿区的煤层在走向和倾向上均变化很大，煤层呈鸡窝状，极不稳定，且顶底板都比较坚硬，不易垮落，属典型的急倾斜鸡窝状复杂薄煤层。由于煤矿技术力量薄弱，生产技术落后，现大部分矿井仍普遍采用比较原始的巷道式采煤法。为搞好攸县煤炭行业的安全生产，于二00九年八月，攸县煤炭局委托湖南理工职业技术学院，针对攸县煤矿的特殊条件，研究并设计出四种能适合攸县煤矿的采煤方法。（二）、巷道式采煤方法存在的问题

1、不能形成两个安全出口。2、不能形成负压通风。这是两个重大安全问题。另外存在：生产工艺落后、回采率低等问题；同时，也与国家的有关要求不符。（三）、正规壁式采煤法在攸县的适用性分析

由于攸县三个矿区均属典型的急倾斜鸡窝状复杂薄煤层，煤层在走向和倾向上均变化很大，在厚度和倾角上也变化很大，煤层呈鸡窝状，极不稳定，一般在20～30m内就会有变化，出现厚度由可采到不可采甚至尖灭现象，出现角度变化甚至倒转现象，就是相对稳定的主采煤层，也很难有在100m内不发生变化的情况。在这样的条件下如采用壁式采煤法，回采工作面难以形成，就是形成了也难以推进和正常回采，由于煤层倾角大，还存在严重的不安全因素。故在攸县大部分矿井不适宜采用正规的壁式采煤法。（四）、适用攸县采煤方法研究与设计的必要性1、攸县目前大部分矿井现用的巷道式采煤方法，而巷道式采煤方法又存在回采工作面两个安全出口和负压通风等重大安全问题。2、现有正规的壁式采煤法对于攸县的特殊条件又不适用。故必须针对攸县急倾斜鸡窝状复杂薄煤层的采煤方法进行专项研究和设计，以解决攸县大部分煤矿的安全生产问题。（五）、设计的采煤方法方案

针对攸县三个矿区急倾斜鸡窝状复杂薄煤层的特点和顶底板坚硬的具体情况，设计如下四个采煤方法方案：1、斜坡短壁式采煤法；2、大块段壁式采煤法；3、斜切倒台阶采煤法；4、斜切正台阶采煤法。这四种方案，重点解决了两个安全出口的问题，解决了负压通风的问题，解决了壁式工作面的问题。（六）、设计成果说明

设计的四个采煤方法方案，是在许多专业技术人员、现场管理人员和井下一线工人的大量工作的基础上提出和设计的，有些是在别人的基础上提高的，有些是在同类矿井的基础上改进的，有些甚至是在现场初步模型的基础上细化而成的，同时还得到了省煤炭局总工程师赵军、湖南科技大学赵伏军教授等许多专家的指导，得到了省煤炭局、省煤监局长沙站、株洲市安监局、省煤炭协会、攸县煤炭局等部门的领导的支持和帮助，在此，对所有指导、支持、帮助和以前做了大量工作的同志表示衷心的感谢！二、地质条件简况1、煤层赋存条件

主采2～4个煤层，且均为大部分可采。煤层厚度变化0～6m，平均厚为0.83～1.2m。煤层倾角变化25度～80度，平均倾角为58度左右。煤层可采系数76%左右，煤层硬度大，块煤率达40%，煤层有分叉现象，结构中等偏复杂。2、开采技术术条件顶底板岩岩性：顶顶底板一一般为砂砂岩、砂砂质泥岩岩，岩性性结构致致密，不不易垮落落，属1～2级级顶板，，顶底板板岩石的的普氏系系数一般般f≥12。均属低瓦瓦斯，煤煤尘无爆爆炸性，，煤层无无自燃倾倾向性。。矿井水文文地质条条件简单单，矿井井充水以以大气降降水和老老窑水为为主要来来源。三、设计计的采煤煤方法方方案简介介1、斜坡坡短壁式式采煤法法；2、大块块段壁式式采煤法法；3、斜切切倒台阶阶采煤法法；4、斜切切正台阶阶采煤法法。（一）、、斜坡短短壁式采采煤法1、巷道道布置采区进（（运输））、回风风石门（（两石门门垂高约约40～～50m左右））见煤后后，沿煤煤层走向向布置进进（运输输）、回回风平巷巷，进（（运输））、回风风平巷到到采区边边界后，，沿煤层层走向布布置两至至三组垂垂高3～～5m的的天眼（（两个相相距3～～5m的的天眼为为一组，，其中一一个为溜溜煤天眼眼，一个个为行人人天眼，，然后两两个天眼眼在上部部联通）），每组组天眼相相距30～50m左右右；再从从每组天天眼的溜溜煤眼上上部沿煤煤层伪倾倾斜方向向（倾角角30度度左右））分别布布置沿煤煤上山与与回风平平巷相通通，靠最最边界的的一条为为溜煤上上山，靠靠近石门门的上山山为行人人上山；；然后在在两上山山之间沿沿煤层伪伪倾斜方方向（与与上山相相反的方方向）布布置多条条联络斜斜巷（倾倾角30度左右右），两两上山之之间的间间距约20～40m左左右；两两联络斜斜巷之间间的间距距约8～～15m左右；；最后在在两联络络斜巷之之间布置置开切眼眼，以形形成斜坡坡短壁工工作面，，开切眼眼与上山山平行，，布置在在行人上上山的下下部3m左右处处，斜坡坡短壁工工作面斜斜长约8～15m，推推进长度度为20～40m左右右，沿伪伪斜方向向向下推推进。也也可将两两联络斜斜巷之间间溜煤上上山布置置为工作作面，工工作面沿沿伪斜方方向向上上推进。。2、开采采顺序沿走向：：工作面面采用后后退式和和前进式式均可，，采区采采用后退退式（如如按布置置石门分分采区，，则采区区可采用用前进式式）。沿倾向：：按自上上而下的的开采顺顺序。3、保安安煤柱沿伪倾斜斜方向：：两上山山之间留留3m左左右的保保安煤柱柱，两联联络斜巷巷之间留留1～2m的保保安煤柱柱。沿倾向：两区区段之间留3～5m的保保安煤柱。4、回采工艺艺斜坡短壁采煤煤法的回采工工艺过程为：：（1）、落煤煤：爆破落煤煤（2）、装煤煤、运煤：自自溜（3）、支护护：设计采采用木材点支支护支护材料：根据攸县煤层层基本为急倾倾斜鸡窝状复复杂薄煤层的的特点和顶底底板较好（稳稳定、坚硬））的实际情况况，如采用单单体液压支柱柱进行支护，，由于煤层倾倾角大，底板板坚硬，而单单体液压支柱柱又较重，第一支护操作不方方便，且不安安全；第二由于煤层厚度度变化大，工工作面需要多多种规格型号号的单体液压压支柱，备用用支柱多，搬搬运困难，劳劳动强度大；；第三由于顶板坚硬硬，一般情况况下不会自然然垮落，回柱柱放顶非常困困难。故建议议回采工作采采用木材支护护。顶板管理：由由于顶板坚硬硬，一般情况况下不会自然然垮落，再加加上煤层厚度度变化大，经经常出现局部部不可采和尖尖灭现场，故故顶板管理采采用不垮落管管理顶板。采采空区由木支支柱、煤柱和和局部不可采采区的煤岩柱柱来支护顶板板，两上山之之间采完后进进行封闭。5、生产系统统运煤：运料：通风：6、优点（1）、煤层层厚度在走向向和倾向变化化较大、时常常出现局部不不可采和尖灭灭现场时，仍仍可形成壁式式回采工作面面，适应性较较强。（2）、工作作面倾角为300左右，，便于作业，，相对较安全全。（3）、可将将局部不可采采和尖灭地段段划作一个块块段，留下来来支撑顶板，，有利于不垮垮落管理顶板板。（4）、工作作面产量稳定定。（5）、全矿矿井采掘工作作面数目虽然然较多，但也也便于规划和和管理。7、适用条件件适用于煤层顶顶底板相对稳定（（比较坚硬）），而煤层厚度度和倾角变化较大的急倾斜煤层层的低瓦斯、、煤层不自燃燃、煤尘不爆爆炸的条件下下。（二）、大块块段壁式采煤煤法1、巷道布置置（见大块段段壁式采煤法法示意图）进、回风石门门（两石门垂垂高约40～～50m左右右）见煤后沿沿煤层走向布布置进、回风风平巷，进、、回风平巷到到采区或矿井井边界后，沿沿煤层走向布布置三至四个个天眼（两个个天眼之间相相距10m左左右），靠边边界（里面））一个为溜煤煤天眼，其余余为行人天眼眼，再沿煤层层倾斜方向按按垂高8m左左右布置4～～5条联络平平巷；这样将将区段内煤层层沿倾向划分分为5～6个个小块段，先先将最下面一一个块段按30度左右的的伪斜倾角由由里向外采至至距运输平巷巷垂高3m左左右停采，再再对上面所有有块段按上下下两个相反的的伪斜方向由由里向外作业业，并将上面面所有块段自自上而下依次次回采（可采采的块段均全全部采完），，上面所有块块段齐头并进进，总体上形形成大块段壁壁式工作面。。2、开采顺序序沿走向：工作作面采用后退退式（如分采采区，则采区区可采用后退退式）。沿倾向：自上上而下开采。。3、保安煤柱柱沿倾向：两区区段之间留3～5m的保保安煤柱。沿走向：工作作面沿走向推推进20～50m（视顶顶板坚硬程度度而定）后现现重开切眼布布置工作面，，中间留3～～5m的保安安煤柱。4、回采工艺艺5、生产系统统×5、相对优点点（1）、大块块段组合工作作面斜长较长长，产量较高高。（2）、在煤煤层厚度和倾倾角变化很大大、时常出现现局部不可采采和尖灭现场场时，可根据据具体情况按按块段布置，，便于形成回回采工作面。。（3）、可将将局部不可采采和尖灭地段段划作一个块块段，留下来来支撑顶板，，有利于不垮垮落管理顶板板。（4）、全矿矿井回采工作作面数目较少少，便于规划划和管理。7、适用条件件适用于煤层顶顶底板相对稳定（比比较坚硬），而煤层厚度度和倾角变化很大的急倾斜煤层层的低瓦斯、、煤层不自燃燃、煤尘不爆爆炸的条件下下。（三）、斜切切倒台阶采煤煤法1、巷道布置置（见斜切倒倒台阶采煤法法示意图）进、回风石门门（两石门垂垂高约40～～50m左右右）见煤后沿沿煤层走向布布置进、回风风平巷，进、、回风平巷到到采区或矿井井边界后，沿沿煤层走向布布置三至四个个天眼（两个个天眼之间相相距20～30m左右）），靠边界（（里面）一个个为溜煤天眼眼，其余为行行人天眼，再再沿煤层倾斜斜方向按垂高高10m左右右布置3～4条联络平巷巷；这样将区区段内煤层沿沿倾向划分为为4～5个小小块段，每个个块段均按30度左右的的伪斜倾角由由里向外斜切切开采，先将将最下面一个个至距运输平平巷垂高3m左右停采，，再自下而上上依次回采上上面所有块段段（可采的块块段均全部采采完），下块块段超前上块块段，总体上上形成斜切倒倒台阶工作面面。2、开采顺序序3、保安煤柱柱4、回采工艺艺5、生产系统统6、相对优点点（1）、在煤煤层厚度和倾倾角变化很大大、时常出现现局部不可采采和尖灭现场场时，可根据据具体情况按按块段布置，，便于形成回回采工作面，，适应性很强强。（2）、可将将局部不可采采和尖灭地段段划作一个块块段，留下来来支撑顶板，，有利于不垮垮落管理顶板板。（3）、上下下块段作业点点有一定的错错距，相对安安全。7、适