傾斜分層下行垮落采煤法

第十章    傾斜分層下行垮落采煤法

傾斜分層—將厚煤層分成若干與煤層層面相平行的分層，然后逐層開采。

回采順序：下行式（descending）— 先采頂分層，依次下行回采各分層，垮落法管理頂板，稱傾斜分層下行垮落采煤法。

分層同采：在同一區(qū)段范圍內(nèi)，上、下分層工作面錯(cuò)開一定距離同時(shí)采煤，稱：“分層同采”

分層分采 ：在同一區(qū)段范圍內(nèi)，采完一個(gè)分層后再采下一個(gè)分層稱“分層分采”或“大扒皮”   

第一節(jié)  傾斜分層走向長壁采煤法巷道布置及參數(shù)

一、分層同采的采區(qū)巷道布置

條件：厚煤層，分三層，?=15O，埋藏穩(wěn)定，         低沼氣礦；沿傾斜劃為3 ? 5個(gè)區(qū)段

（一）采區(qū)巷道布置

       Fig．10 —1示

1、采煤方法：  

2、巷道布置特點(diǎn)

1)巷道名稱：

2)巷道布置特點(diǎn):

階段運(yùn)輸大巷 (1)和 回風(fēng)大巷 (2) 均布置在距煤層15 ? 20m的底板巖石中。

各分層采用集中（共用）上山、集中（共用）區(qū)段平巷  — 聯(lián)合布置方式（之一）

i、集中上山

 軌上（5）和運(yùn)上（4）均布置在距煤層15m ? 的底板巖石中，且在層位上錯(cuò)距 ≮2m（運(yùn)“上”在下，軌“上”在上）

ii、集中運(yùn)輸巷（10）布置在距煤層8?10m的底板巖石中。

iii、區(qū)段集中軌巷（9）提前在下區(qū)段頂分層回風(fēng)巷位置開掘，超前（10）掘進(jìn)，為（10）定向。 

從（9）每隔200m ?  開（11）溝通各分層。最后一個(gè)（11）距采區(qū)邊界約200m。

IV、集中區(qū)段平巷與分層平巷間聯(lián)系

（10） —（12 ） —溝通各分層機(jī)巷；

（9） —  （11）—  溝通各分層機(jī)巷；

從最后一個(gè)（12）反向掘（14）至采區(qū)邊界，

從最后一個(gè)（13）反向掘（15）至采區(qū)邊界。

3）頂分層采面

頂分層（14）、（15）超前采面兩個(gè)（12）掘進(jìn)。

（14）—  開切眼—（15）頂分層工作面。

4）I 區(qū)段

i、利用總回風(fēng)巷（2）作為軌道集中巷，每隔200m左右開掘區(qū)段回風(fēng)小石門（13）溝通各分層風(fēng)巷。（如采用采區(qū)小風(fēng)井，則另開集中巖石巷）。

ii、從（10）每隔200 ? 400m （一臺(tái)刮板運(yùn)輸機(jī)有效鋪設(shè)長度，當(dāng)用吊掛膠帶機(jī)時(shí)，聯(lián)絡(luò)眼間距可擴(kuò)大到400m ?）掘溜煤眼（12）溝通各分層機(jī)巷，最后一個(gè)（12）距采區(qū)邊界約200m。

5）分層同采時(shí)集中軌道巷（9）作用：

服務(wù)于各（頂、中、底）分層之輔助運(yùn)輸。

探清煤層走向變化，為（10）定向；同時(shí)滿足頂分層超前平巷施工定向和泄水

 利用（9）掘二、三分層超前運(yùn)輸機(jī)巷，掘進(jìn)煤由（12）—(10）運(yùn)出；

 物料由（9）—（11）。采掘無干撓。

縮短區(qū)段準(zhǔn)備時(shí)間，利于接替 

7）第二區(qū)段開采

     

8）區(qū)段集中巷與上山間聯(lián)絡(luò)

（10）— （18）—  運(yùn)上（4）

（9）— （7）—  軌上（5）

可知：分層同采，必須有 ：

共用區(qū)段集中機(jī)巷；

用區(qū)段集中軌巷。 

（二）巷道掘進(jìn)順序

1、原則：

2、順序：

3、生產(chǎn)中，隨分層工作面推進(jìn)，繼續(xù)掘上分層超前運(yùn)輸和回風(fēng)平巷，超前距保持兩個(gè)溜煤眼與之相通

4、中分層準(zhǔn)備

  （1）   上分層工作面采過第一個(gè)溜煤眼之后，再準(zhǔn)備中分層。

自（9）—（11）在假頂下，反向掘（20）開切眼，自（2） — （13） —（21）

巷道掘進(jìn)順序

同中分層準(zhǔn)備之理，準(zhǔn)備底分層工作面。

第一區(qū)段底分層采完之前，要準(zhǔn)備

第二區(qū)段頂分層工作面，以備接替

（三）生產(chǎn)系統(tǒng)（productive system ）

haulage system

物料：（material ,equipment）

ventilation system

 采面、新風(fēng) (fresh air)

 掘進(jìn)通風(fēng)：分層超前平巷掘進(jìn)，局扇

供電：  地面35kV變電站—付井6kV —井底車場中央變電所—6kV送至采區(qū)變電所— 送采掘面（1140V或3300V、660V、380V、127V）

壓風(fēng)：

供水：   

二、分層同采評(píng)價(jià)：

1、優(yōu)點(diǎn)：

1）實(shí)行上下分層同采，增產(chǎn)潛力大，能集中生產(chǎn)；

2）為超前回采工作面推進(jìn)分層平巷和多頭掘進(jìn)提供了條件，縮短了 準(zhǔn)備時(shí)間，利于接替；

3）第二分層以下的區(qū)段運(yùn)輸平巷均布置在上分層采空區(qū)下，礦壓小，易維護(hù)。由于各分層超前掘進(jìn)，維護(hù)長度及時(shí)間短，維護(hù)費(fèi)用低；

4）各分層均可出煤，利用集中運(yùn)輸巷運(yùn)煤，系統(tǒng)集中簡單，占用設(shè)備少，管理集中；

5）利于假頂防腐和防止煤的自燃發(fā)火。

分層同采評(píng)價(jià)：

2、缺點(diǎn)：

1）巖石工程量大（設(shè)區(qū)段集中平巷及聯(lián)絡(luò)巷）

2）生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜。

3）同采工作面能力不易發(fā)揮。

4）初期準(zhǔn)備時(shí)間長。

 

三、分層同采的適用條件：

隨著機(jī)械化水平提高，綜采放頂煤出現(xiàn)，以及非放頂煤單層工作面生產(chǎn)能力加大，支護(hù)條件改善，分層同采的優(yōu)點(diǎn)已逐漸弱化，缺點(diǎn)（主要是巖石工程量大、生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜）已日趨明顯，分層同采已少用。

技術(shù)發(fā)展趨勢：

（1）多采用分層分采；

（2）“放頂煤”

四、分層同采的參數(shù)

1、傾斜分層厚度：普采2m?，綜采3.5m?；

2、工作面長度：150?200m；

3、分層同采的合理錯(cuò)距：P356， Fig17-8

五、分層開采的采區(qū)巷道布置基本規(guī)律

1、縱向：  上山。

2、橫向： 區(qū)段平巷  

                    分層同采時(shí)，有區(qū)段集中平巷。

                    分層分采時(shí)，可不設(shè)區(qū)段集中平巷。

 3、縱橫相聯(lián)： 上、中、下車揚(yáng)。

 4、硐室： 煤倉、絞車房、變電所。

 5、附屬上述巷道的聯(lián)絡(luò)巷。

問題： 該采煤方法巷道布置基本規(guī)律？

六、問題（作業(yè)）（討論）

厚煤層底板下方20m處有一薄及中厚煤層，該煤層和頂?shù)装寰€(wěn)定。

1、設(shè)計(jì)分層分采的采區(qū)巷道布置方案

畫圖并附文字說明；

2、說明上、下區(qū)段過渡期如何獨(dú)立通風(fēng)，（可設(shè)采區(qū)回風(fēng)井）

第二節(jié)  傾斜分層長壁采煤法采煤工藝特點(diǎn)

一、頂分層回采工藝特點(diǎn)

頂分層增加了為下分層鋪設(shè)人工假頂或形成再生頂板的工作

 

               頂板 — 煤層原生頂板

頂分層采煤工作面 ——工藝同中厚煤層工藝

            底板—  煤層（二分層）  鋪假頂或形成再生頂板（下分層用）

1、人工假頂

1)竹笆、荊笆假頂

竹笆：寬0.7 ? 1.0m，長2.2  ? 2.4m，竹片或細(xì)竹用鐵絲編成。

荊笆：寬0.9 ? 1.0m，長2.2 ? 2.4m，用細(xì)鐵絲編成。

底梁：半圓木，或厚木板。

竹笆、荊笆假頂鋪設(shè)：

鋪設(shè)：底梁與煤壁呈45 ? 60°布置，將竹笆放在底梁上，每片間搭接，用鐵絲聯(lián)好。腐朽期為6 ? 8月。

垮落矸石膠結(jié)性能好時(shí)可不鋪底梁

2）金屬網(wǎng)假頂

3）塑料網(wǎng)假頂

塑料網(wǎng)假頂：聚丙稀樹脂制成的塑料編織而成。

規(guī)格：網(wǎng)帶寬13 ? 16mm，5 ? 6?0.9m或2.0?0.9mm，網(wǎng)孔15mm

塑料網(wǎng)：無毒、無味，阻燃，抗靜電，重量輕，柔性大，耐腐蝕等。

強(qiáng)度高，壽命長；抗剪性能差；延展性大，易形成網(wǎng)兜。

4）人工假頂鋪設(shè)方法 ：

鋪頂網(wǎng)                               

鋪底網(wǎng)

手工

機(jī)械

鋪頂網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：

利于改善工作面頂板管理。鋪一次網(wǎng)可為上、下分層服務(wù)。剛割過煤后，及時(shí)移架鋪網(wǎng)，及時(shí)支護(hù)。

提高煤質(zhì)。

提高煤炭采出率。采面浮煤在金屬網(wǎng)下，采下分層時(shí)，一并采出。

簡化回采工藝，提高效率。

2、再生頂板

煤層的頂板為頁巖或含泥質(zhì)成份較高的巖層，冒落后注水或注泥漿，在上覆巖層重壓下形成再生頂板。一般4 ? 6個(gè)月膠結(jié)形成。

二、假頂下回采工藝特點(diǎn)

1、假頂下支護(hù)及頂網(wǎng)管理

假頂下回采，頂板是已垮落的碎石，老頂周期來壓不明顯，頂板壓力 較頂分層小。頂板管理的關(guān)鍵是護(hù)好破碎頂板。

護(hù)好破碎頂板技術(shù)措施 ：

1）淺截深采煤機(jī)；

2）滾筒距網(wǎng) ? 100mm；

3）及時(shí)支護(hù)；

4）普采面：

a、采用正倒懸臂錯(cuò)梁直線柱布置；

b、割煤后及時(shí)掛梁，支貼幫柱；

c、?型鋼梁護(hù)頂。

5） 綜采面：

掩護(hù)式支架，或支撐掩護(hù)式支架。

2、 假頂下的放頂工藝

單體支柱采面 — 無密集放頂。

假頂下易拉斜歪支柱、推垮采面，必須設(shè)抬棚，或打斜撐柱。（戧柱）

 3、 分層采高的控制

   主要控制底分層采高足夠。

在開切眼、采面及上、下平巷每隔30m向底煤打鉆孔探煤厚。

三、評(píng)價(jià)

優(yōu)點(diǎn)：

1）有效解決中傾斜以下厚煤層開采時(shí)頂板支護(hù)和采空區(qū)處理問題；頂分層以下各分層礦壓顯現(xiàn)緩和。

2）安全；

3）采出率高；

4）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。

缺點(diǎn)：

1）鋪假頂工作量大；

2）巷道維護(hù)較困難；

3）生產(chǎn)組織管理工作較復(fù)雜；

4）開采易自燃煤層，采取防自燃措施等。

四、適用條件：

煤層頂板不太堅(jiān)硬，易于垮落、直接頂有一定厚度的緩、中傾斜厚煤層。

分層開采在1990年，產(chǎn)量是統(tǒng)配煤礦產(chǎn)量的28.1%，目前占15?20%。

思考題

P228—1-6