急斜煤層採煤方法

急斜煤層採煤方法

急斜煤層井田的開拓方式與緩斜或傾斜煤層基本相同。但由於急斜煤層傾角大,埋藏在丘陵地區或淺部比較多,所以,大多數礦井採用立井或平硐多水平分區式開拓。急斜煤層是煤系地層受劇烈的構造運動而成。在地質構造作用的影響下,煤層的構造形態和產狀發生很大的變化。

基本介紹

  • 中文名:急斜煤層採煤方法
  • 外文名:Method of coal seam mining
  • 學科:煤炭工程
  • 領域:開採
  • 特點:與緩斜或傾斜煤層基本相同
  • 開拓方式:採用立井或平硐多水平分區式
簡介,急斜煤層開採的特點,井田開拓,採區巷道布置,採煤工藝,總結,

簡介

急斜煤層在我國分布廣,儲量較豐富,據不完全統計,在已探明的煤田中,約有75個煤田有急斜煤層。全國統配煤礦中,以開採急斜煤層為主的礦井,占統配煤礦礦井總數的16.5%左右。因此,大力開發急斜煤層對充分利用國家資源,改善煤炭工業布局,減少北煤南運具有重要意義。

急斜煤層開採的特點

急斜煤層是煤系地層受劇烈的構造運動而成。在地質構造作用的影響下,煤層的構造形態和產狀發生很大的變化。所以,開採急斜煤層時,生產條件複雜,技術難度大。在開拓開採技術上逐步形成了自己的一些特點。

井田開拓

急斜煤層井田的開拓方式與緩斜或傾斜煤層基本相同。但由於急斜煤層傾角大,埋藏在丘陵地區或淺部比較多,所以,大多數礦井採用立井或平硐多水平分區式開拓。開採水平高度比較小,有的礦井為保證有足夠的水平服務年限,採取加大井田走向長度的辦法;急斜煤層傾角大,故沿傾斜方向的運輸與行人均比較困難,一般只採用上山開採,很少開採下山;階段大巷一般都布置在煤層底板岩層中,以利避開採動影響,改善其維護條件。各個採區均用採區石門貫通煤層,石門的間距往往就是採區的走向長度。

採區巷道布置

開採急斜煤層的採區劃分、採區巷道的組成與布置原則和緩斜煤層基本相同。不同的是採區開採範圍小、採區巷道系統比較複雜,尤其是採煤巷道布置,隨著煤層傾角或採煤方法的改變而有很大的區別。
1.採區參數
採區走向長度因受地質構造變化、開採技術條件、採煤方法和巷道維護等因素的影響,一般走向長度比較短。雙翼採區只有400-600m。隨著採區集中聯合布置的推廣套用,採區走向長度呈加大的趨勢。
採區內沿傾斜一般只劃分3-4個區段,個別情況可達6個以上。區段內垂高取決於煤層的傾角、層間距、岩層性質和採煤方法等因素,一般為20-40m。採區生產能力受採區可采儲量、工作面產量和通風條件的限制都比較小,所以,開採急斜煤層的礦井,大多屬於中、小型礦井。
2.採區上山布置
開採單一煤層或煤層群分層時,採區內可沿煤層布置3-4條傾斜上山,分別用作採區溜煤、通風、行人、運料或溜矸石。上山間距10m左右,沿傾斜10-15m用聯絡巷連通。
傾斜上山在生產過程中,容易發生墜眼或卡眼事故,為此應將上山沿煤層布置成30°-35°的偽斜折返式。折返上山常用隔板一分為二,一部分為通風行人道;另一部分敷設溜槽運送煤炭。這種布置方式可以充分利用巷道斷面,減少巷道掘進工程量。採用折返上山,掘進技術比較簡單、施工與生產比較安全。但這種上山形式由於折返多,難以實現運輸機械化,有時需要另掘一條運料上山;其次增大了上山保護煤柱,不僅減少了採區沿走向的有效開採長度,增加了煤炭損失,還給工作面的初采或末采工作帶來一定的困難。從而使偽斜折返上山的套用範圍,受到了一定的限制。
隨著急斜煤層採煤方法的不斷發展和採區巷道聯合布置的套用,沿煤層的傾斜上山或折返上山,都不適應採區生產能力的需要。不少礦區因地制宜採用在煤層底板岩層中,掘進偽斜岩石上山或穿岩上山與垂直溜煤眼相結合的布置形式,從而改善了運輸系統,提高了採區的生產能力。

採煤工藝

急斜煤層採煤工藝仍然包括:落煤、裝煤、運煤、支護與採空區處理。但由於煤層傾角增大,各採煤工序的操作方法與要求則不完全相同。急斜煤層採煤工作面落煤,一般是採用爆破法,也有採用風鎬或機械等方法的。采落的煤可以沿煤層底板自行滑落,從而減少了工作面裝運煤炭的設備與工序。但是,煤塊自由下滑容易砸傷人,也易衝倒支架,還會引起煤塵飛揚,污染工作環境,影響工人身體健康。另外,採用人工或爆破落煤的效率低、安全沒有保障,資源回收率也較低。
當煤層傾角很大時,頂板岩層沿傾斜方向的分力也增大,而沿垂直岩層方向的分力減小,從而使支柱的支承載荷減小、頂板的垮落步距加大,使工作面的控頂距與放頂距增加,放頂次數減少;頂板岩石垮落後,能夠自行下滑充實採空區,支撐上覆頂板岩層,故工作面壓力減小,不會出現明顯的周期來壓。但是,隨著頂板下滑力的增加,支柱的穩定性降低,容易向下傾倒,工作面支護難度加大;採空區處理勞動強度大、機械化程度低、安全性很差;頂板岩石向下滑,造成採空區上段充填不實,致使工作面壓力不均衡;當煤層傾角大於岩層移動角時,不僅頂板會垮落,而且底板也會發生移動或滑落。

總結

總之,開採急斜煤層存在頂板管理難度大、機械化程度低、巷道系統複雜三個突出的問題。嚴重製約了急斜煤層開採時的產量、安全與經濟效益。急斜煤層由於構造形態和產狀的變化很大,不同條件煤層的開採技術與採煤方法也不相同,所以急斜煤層開採方法種類繁多。這些採煤方法按其採煤工作面布置不同,可分為直線式、台階式、偽斜式與水平式等。

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