煤矿开采学讲义：3-7急倾斜煤层采煤法

PAGE1第十四章急倾斜煤层采煤法第一节急斜煤层开采的特点构造复杂：矿井地质构造复杂，开采难度大，生产能力。2、煤自溜：由于煤层倾角已经超过岩石自然安息角，采煤工作面破落的煤块会沿底板自动向下滑滚，简化了采煤工作面的装运工作。3、劳动强度大：机械化采煤一般比较困难，采面行人、破煤、支护、采空区处理、运料等各项工序的操作困难。4、顶板管理困难：（1）急斜煤层顶板压力垂直分力小，沿倾斜分力大，工作面顶板压力不大，但支柱稳定性差。（2）煤层倾角超过底板岩层移动角，煤层开采后顶板会发生移动垮落，底板也会发生滑动和垮落。5、巷道布置特点（1）采矿工程图采用立面图或层面图。（2）矿井常采用立井（斜井）多水平集中运输大巷和采区石门开拓方式开采水平垂高：80~150m。采区走向长：600~1000m（3）采区用一组上山眼的布置方式，或用伪斜折返上山。（4）采区一般不设上、中部车场，设下部车场。伪斜折返上山布置

第二节急斜煤层走向长壁采煤法一、倒台阶采煤法1、工作面布置工作面布置：采面参数：一个台阶长工作面布置：采面参数：一个台阶长15~20m，台阶数：2~4个；倒台阶布置：上下台阶错距为2~3m，

最下一个台阶：错距为5~6m,台阶较短：12m±采面下部：超前平巷，煤柱4~5m，超前下台阶2~3个溜煤眼。（1）运煤系统：工作面破煤自溜到下部储煤台阶，由区段运输平巷中的运输机运至溜煤上山，下放至采区煤仓，由采区运输石门装车运至井底车场。（2）运料系统：由采区运输石门、回风石门运进，经运料上山提运至区段平巷，经人工转运至工作面运输平巷和回风平巷，再转到各台阶。（3）通风系统：新鲜风流由采区运输石门进入，经人行上山进入区段运输平巷到采煤工作面，污浊风流经区段回风平巷、采区回风上山到上部回风石门排出。2.采煤工艺落煤—风镐；爆破。装运—煤自溜。支护—人工，木支柱，设顶梁、底梁、护身板。处理采空区—垮落法或充填法。安全—加设“三板”——倒台阶工作面安全脚手板、护身板和溜煤板。3.优缺点和适用条件优点：巷道布置简单；掘进率低；通风系统简单；采出率高；对地质条件的适应性强。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，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的煤层。二、俯伪斜走向长壁采煤法1、特点：采面呈伪斜直线布置(伪斜角30~35度)，沿走向推进；水平分段密集切顶、档矸、隔离采空区与采面工作空间；采面分段爆破采煤，煤自溜。回采工艺正常支护—金属支柱加铰接顶梁密集支柱—沿倾斜4~5m设置一排密集支柱，一般为点柱，支柱间距0.2~0.3m，每排密集支柱沿走向长约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，装入搪瓷溜槽。回采过程：初采-正常回采-残采评价及适应条件优点：采面伪斜直线布置，减少了煤、矸下滑速度，安全顶底板受力改善，相对稳定采面利用率高，单产高缺点：支柱工作量大分段密集“三角区”易积CH4顶如有淋水，劳动条件差适用：倾角>40°；顶板中等稳定，易片帮；采高不超过2.0m的煤层。

第三节伪斜柔性掩护支架采煤法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，并用柔性掩护支架隔离采空区，工人在掩护支架下采煤（1）通风系统。新鲜风流自采区运输石门进入，经运输平巷到采煤工作面。污浊风流从采煤工作面经回风平巷到回风石门排出。（2）运料系统。支架等材料由回风石门运进，经回风平巷运到支架安装地点（3）运煤系统。工作面破煤经自溜到运输平巷，经刮板输送机转到运输石门，到采区溜煤眼，大巷装车。二、掩护支架的结构平板掩护支架结构1－工字钢；2－钢丝绳；3－荆笆；4－压木；5－撑木平板型掩护支架结构简单，由长度比煤层小0.2～0.4m直钢梁及钢丝绳构成。钢梁密度根据煤层厚度灵活掌握：2.5～4m：4～5根/m；3～5m：5～6根/m。理想适用条件：倾角大于60°，厚度2.4～3.6m，赋存稳定的煤层。三、采煤工艺1、准备阶段：扩巷、挖地沟、铺设掩护支架、调斜（1）将回风巷扩宽到煤层顶底板，从切眼外5m处挖地沟（2）在扩宽的回风巷里安掩护支架（3）将掩护支护调斜成伪斜工作面，斜角为25~30度2、正常采煤阶段：在掩护支架下破煤，在回风平巷铺设支架，在工作面下端掩护支架放平位置撤除部分支架。3、收尾阶段：1）在停采线一侧掘两条收尾上山—走向间距8~10m，用联络眼贯通2）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，放平支架。4）全部拆除支架四、改进支架结构、扩大适用范围1、八字形掩护支架：适用：M=1.3~1.6m2、“<”形支架：适用：a>55°~60°，M<4.6m3、单支撑式支架：适用：a>40°；M=1.45~4.6m五、改进巷道布置，减少支架安装和拆除次数1、上下山区段构成连续工作面2、工作面分段连续推进六、伪斜柔性掩护支架采煤法的优缺点及适用条件1、优点：安全、劳动条件好；巷道布置简单，掘进率低；工序简单，可全天连续采煤；材料消耗低；采面较长，利于高产；技术经济指标较好。2、缺点：支架结构不完善，不能调节宽度；如有淋水，劳动条件差；采面仅一组工人工作，工艺待改进；煤尘大；支架拆除费事。3、适用：M=26m，煤层赋存稳定，倾角和厚度变化较小，夹矸层较薄的急斜煤层。

第四节水平分层及斜切分层采煤法(自学)水平分层是把急斜煤层划分为若干个与水平面平行的分层，每个分层厚2-3米，并在没个分层内布7回采巷道，形成采煤工作面，进行回采。如图8-24(a)所示。斜切分层是分层面与水平面成25-30度的夹角，以有利于运煤工作。图8-24(b、c)。现在用得较少。采煤系统图8-25，煤层厚度小于10米。P160-161。二、采煤工艺P161-162。评价及适用条件P162。

第五节水平分段放顶煤采煤法水平分段放顶煤采煤法—在急斜煤层中，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，随即放出上部顶煤的方法。一、采煤系统例：窑街二矿：1-主斜井，2-副斜井，3-1650运输大巷，4-1700回风大巷，5-1650运输石门，6-1700回风石门，7-开切眼，8-区段运输巷，9-区段回风巷，10-进风斜巷，11-溜煤眼，12-回风斜巷特点：分段高度大。10米的分段相当于四个水平分层的高度，因此，巷道掘进工程量小，费用低；减少铺网工作量及其费用。二、综采放顶煤回采工艺割煤、移架、推溜、放顶煤。适用：采面长25m。三、滑移支架放顶煤回采工艺滑移顶梁支架是一种无底梁，由滑移顶梁与双作用液压支等组成的液压支架。1、工作面落煤多采用爆破落煤（工作面长度短限制了采煤机的发挥，采煤机的机道较大）2、铺顶网3、推移输送机及滑移顶梁液压支架4、放落顶煤到放煤步距，移架后面停推，剪网放煤：剪网宽0.4~0.5m，高0.8~1.0m，距顶板1m左右的放煤口。放煤顺序：从底板一端至顶板，依次间隔1#、3#、5#；2#、4#、6#放煤口不超过2个，2~3轮往复放煤补剪好放煤口。特点：支架始终处于处撑力状态，稳定物价较差，一般用在顶压不大，倾角很小的煤层。适用：采面长>15m四、矿压显现特点1、急斜综放面仍有明显的周期来压；2、工作面支架载荷普遍较低，随分段高度的增加而减少；3、工作面方向的载荷分布不同；4、支架对围岩的控制作用很小；5、第一分段顶煤载荷大，以后分段小；五、评价1、靠垮落碎矸的载荷，不足以破碎顶煤；中硬以上的煤，有时放煤困难；2、有三角煤损；P167。

第六节仓储采煤法这是我国较早用于开采急斜薄及中厚煤层的一种方法。其主要特点是利用急斜煤层倾角大、煤炭可以自溜的特点，将采落的松散的煤炭暫时储存在仓房内，然后有计划地将煤炭放出。一、特点1、沿走向每15~30m划分为仓房，仓房的倾斜长度（区段斜长）一般为40~80m。2、一般仓房间留煤柱3~6m3、仓房内开掘一条上山进风行人4、仓房底部留小煤柱形成放煤口5、每个仓房内布置一个工作面，工作面呈伪倾斜布置（便于通风），由下向上推进采煤6、采下的煤暂时存于采面下的采空区内，临时支护顶板7、仓房采完后，再把贮存的煤放出8、采面不支护或只设临时点柱。二、仓房的高度主要取决于顶板允许暴露的面积和时间，并与区段高度和采煤工作面推进速度有关。一般以保持仓房在放煤过程中顶底板不发生塌落为原则。仓房高度一般为15-30米，区段高度一般为40-60米。当煤层顶板稳定性好，允许暴露面积大时，可取大值。三、巷道布置据仓房沿走向的隔离方式不同，这种采煤方法的巷道布置有两种形式：1、仓房间留煤柱；如图（a）。沿走向每隔一定距离开掘两条上山眼，上山眼间每隔6米用联络巷将工作面与仓房工作面贯通。巷道掘进工程量大，煤损多；2、仓房间不留煤柱；如图（b）。只在采区边界处开一条上山眼，作为回采第一仓房时回风用，随着工作面的推进打密集支柱形成工作面的上山眼，并作为下一仓房的回风巷。坑木消耗量大，煤层厚度小。3、上部4m煤柱回收：放仓之前，炮采一齐放出。四、采煤工艺1、采煤一般使用爆破落煤。2、每次放炮后，将碎煤放出部分，其余暂存于工作面下方，支撑顶板。五、采掘安排采完放空仓放煤仓储煤仓回采仓准备仓六、评价优点工艺过程简单、劳动强度小，操作技术易于掌