偽斜長壁採煤法是指在採煤工作面沿煤層偽斜方向向上或向下推進採煤,工作面運輸巷和迴風巷由走向長壁採煤法的沿走向方向布置改為沿偽斜方向布置,並可以取消採區上、下山的一種
採煤方法。
分類及特點
偽斜長壁採煤法與走向長壁採煤法相比,主要是採煤工作面布置及回採方向不同,並且取消了采(盤)區上(下)山巷道。1975年,我國開始採用偽斜長壁採煤法。實踐證明,在一定的地質開採技術條件下,技術經濟效益比較顯著。目前已有100多個礦井採用偽斜長壁採煤法,有的礦井已全部採用偽斜長壁採煤法,如西山東曲礦、神華集團大柳塔礦等。多數礦井則根據地質條件分別在同一區域採用偽斜長壁採煤法,在另一個區域採用走向長壁採煤法,也有礦井再同一區域內 採用偽斜長壁和走向長壁相結合的布置方式。
仰斜開採與俯斜開採
偽斜長壁回採工作面按推進方向可分為偽斜開採和俯斜開採兩種。一般情況下,在頂板比較穩定、煤質較硬、頂板淋水較大或煤層易自燃,需在採空區進行注漿時,宜採用仰斜開採;當煤層厚度和煤層傾角較大,煤質鬆軟容易片幫或瓦斯含量較大時,宜採用俯斜開採。有時由於迴風大巷位置不同,也影響採用仰斜或俯斜開採的選擇,應通過技術經濟分析比較後確定。對於傾角較小或近水平煤層、進迴風大巷並列布置、煤層條件又無特殊要求時,可採用仰斜開採和俯斜開採相結合的方式,採煤工作面均向大巷方向以後退式推進,即運輸大巷以上部分採用俯斜開採,以下部分採用仰斜開採。這樣,對於運輸、通風、巷道維護均比較有利。
前進式、後退式和混合式回採順序
根據偽斜長壁工作面的推進方向與主要運輸巷道或主要水平大巷的相互位置關係,其回採方式可分為前進式、後退式和混合式三種。採煤工作面自大巷附近向上(下)部邊界推進的,稱為前進式回採,反之稱為後退式回採,兩者結合稱為複式回採。前進式、後退式、往復式回採順序及其優點比較與走向長壁採煤法基本相同。目前,我國採用後退式回採順序。在薄及中厚煤層條件下,當上部邊界設有總迴風巷時,則為往復式回採創造了有利條件,這種布置方式既可以實現仰斜和俯斜開採相結合方式開採,又可以克服或減輕前進式回採的缺點,有利於工作面的搬遷。
單工作面回採與雙工作面回採
偽斜長壁採煤法工作面可以採用單工作面布置可以採用對拉工作面布置。單工作面布置時,每個工作面有兩條回採巷道。對拉工作面布置是兩個工作面布置三條回採巷道,其中運輸巷為兩個工作面共用。由於工作面近似沿煤層走向呈水平狀布置,不存在走向長壁時向下運煤和向上拉煤的問題,兩個工作面可以等長布置。工作面風流不存在上行與下行問題,兩個工作面的通風狀況都同樣良好。由於對拉工作面減少了一條運煤巷道和有關聯絡巷道,降低了巷道掘進工程量,節省了一套運輸設備,相對來說生產比較集中。所以,頂板較好的薄及中厚煤層,特別是採用炮采和普通機械化採煤工藝時,一般採用對拉工作面可取得較好的技術經濟效果。綜采工作面開採強度大,不採用分帶對拉布置形式。
特點
優點
1)巷道布置簡單,巷道掘進和維護費用低,準備時間短、投產快。
2)運輸系統簡單,占用設備少,運輸費用低。
3)由於傾斜長壁採煤法工作面的回採巷道可以沿煤層掘進,又能夠保持固定方向,可保持工作面的長度不變,給工作面創造了優良的開採技術條件,有利於綜合機械化採煤。
4)通風路線短,風流方向折轉變化少,減少了風橋、風門等通風構築物,漏風少,通風效果好。
5)對地質條件的適應性強。
6)技術經濟效果好,工作面單產、巷道掘進率、煤炭采出率、噸煤成本等指標,都比走向長壁採煤法有明顯的改善和提高。
缺點
1)長距離的斜巷,使得掘進和輔助運輸、行人比較困難。
2)現有的採煤工作面設備都是按走向長壁工作面的開採條件設計和製造的,不能完全適應傾斜長壁工作面的生產要求。
3)每2~4個分帶布置一個煤倉與大巷聯繫,大巷裝車點較多,相鄰分帶之間的大巷運輸干擾較大。
4)有時還存在著污風下行的問題。
最佳化偽斜長壁採煤法開採的措施
提高直接頂穩定性
由大傾角仰斜開採工作面的直接頂的受力狀況可知,沿工作面推進方向,直接頂在基本頂作用力和自身重力合力的作用下,可以分解給支架的正壓力和向老塘方向下滑力,造成工作面直接頂穩定性降低,頂板難以管理。因此我們採取以下頂板管理措施:
(1)合理的支柱迎山角為沿工作面推進方向支柱迎向煤壁1~2。沿工作面偽斜方向,支柱垂直於頂底板。
(2)鋪礦用塑膠頂網,鋪網時上下網之間壓邊不少於200mm。
(3)提高支柱的初撐力和工作阻力。
提高工作面支架的穩定性
工作面行人道兩側的兩排支柱,使用聯柱器用在支柱三用閥上端,棚棚連線,並始終處於緊固狀態,使工作面支架連成整體。沿工作面走向每棚下好底梁,防止支柱因底炭下滑,造成失腳倒柱。
防止煤壁片幫
防止煤壁片幫可以採取以下措施:(1)使用超前棚。使用超前棚後,工作面支護能始終到煤壁,對煤壁側的頂板能及時有效地進行支護,煤壁的傘也基本消除了,從而控制和防止了煤壁片幫。(2)及時支護。放炮後能時進行挑頂、掛梁、楔緊水平楔,腰好幫,鋪好塑膠頂網,並打上臨時支柱,做到及時有效地支護頂板。