柔性掩护支架采煤方法在次急倾斜煤层中的应用
朱红兵
1．引言.
我们常称倾角在40°~45°之间的煤层为次急倾斜难采煤层，其采煤方法的选用一直是个难题。我矿东二采区煤层倾角在40°~45°之间，我们通常采用坑木支护单一长壁方法回采，安全条件差，工人劳动强度大，成本高，效率低。东二采区A1槽“三软”次急倾斜难采煤层，2002年11月在-400m~-370mE2A1槽工作面采用了“π”型组合梁放顶煤方法进行回采，因A1槽直接顶为炭质页岩，易冒落。工作面单体液压支柱工作阻力相对较小，组合钢梁支架稳定性差，造成工作面先后发生了“11.28”和“1.2”两起顶板事故，死亡两人，重伤1人。2003年元月，工作面又改用全负压通风伪斜巷道放顶煤方法回采，由于巷道布置复杂，一通三防管理难度大，加之巷道间贯透频繁，事故隐患多，吨煤成本高，产量低。针对这种情况，我们经过反复论证后于2003年6月在-370m~-350mE2A1槽采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法对该面进行试验性回采，工作面于2003年10月收作，取得了显著的安全和经济效益。
2．工作面地质概况
-370mE2A1槽工作面上限标高-350m，下限标高-370m，走向长287m，倾斜长24m，面积6888m2，煤厚0.8~1.8m，平均1.5m，煤层倾角44°~50°，平均46°。直接顶为炭质页岩及高灰份煤，厚度2.3，黑色，结构不均一，易冒落。老顶为砂质粘土岩，厚度6.1m，灰色，层状构造，块状，性较硬。直接底为粘土岩，厚度1.0m，灰色，贝壳状断口，块状，较硬。老底为砂泥岩土层，厚度为5.5m，灰~灰白色，性较硬。
3．工作面布置：工作面采用斜巷开切方式，呈伪斜布置，沿走向推进。由机巷沿走向每隔5m施工一个高约5m小眼与架内贯透，架尾段始终保持不少于3个小眼。上下顺槽采用11#矿用工字钢梯形棚支护。
4.主要技术措施.
4.1架型的选择及支架安装
4.1.1根据工作面煤厚（包括炭质页岩及高灰份煤）情况，工作面架宽选择为1.9m~2.0m。
4.1.2架子沿顶板摆设，安装时上肢超前下肢0.2m，架子中-中0.17m，每米6根。架下使用4根旧钢丝绳，通过六角头螺栓和小垫板将架子连结成一个整体。架内上下肢长扁铁对应安装，8根一组（4根软架子，4根硬架子），每两根架子间安装3块代用梁，上下肢及中肢各一块，长短适中。
4.2架子下放的管理规定：
4.2.1护架下每隔1.0m~1.5m支设一根点柱，支设在架头长扁铁下，支柱型号为DZ22-30/100单体液压支柱。单体液压支柱采用3分钢丝绳配合12#蛤蟆卡或双股8#铁丝固定在架头第一根钢丝绳与架子交接处。
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4.2.2工作面内布置一个带，带内一次打眼装药，一次放炮、整带下放。
4.2.3工作面炮眼布置为双排眼，平行于顶底板，炮眼深度为1.0m，眼距为0.6m，炮眼与水平面的夹角为30°，炮口避开支柱下端。
4.2.4工作面爆破每眼选用一个矿用水胶炸药和一发矿用瞬发电雷管，“一炮三泥”填满封实。
4.2.5工作面保持25o~30o的伪倾角，局部不超过35o。
4.3支架下放的受力分析
4.3.1根据支架下放的基本原理，支架是靠其自重和老塘的碎煤、矸石重力的作用下产生动力下移。支架在煤层沿倾斜方向所获得的作用力的大小，取决于煤层倾角的大小，煤层倾角越小，支架沿煤层倾斜方向所获得的推动力越小，支架越难下落。当煤层倾角小于45o时，煤层倾角接近煤矸运动的“安息角”，矸石在支架上方不发生运动，支架无法下放。因此在45o倾斜煤层中，支架下移只受部分煤、矸重力作用推移，支架下移比较困难，这是区别于急倾斜煤层的一个显著特点。合适的支架仰角和支柱仰角是保证掩护支架能够在次急倾斜煤层中顺利下放的关键。
4.3.2支架仰角的确定
支架在煤层中与水平面的夹角称为仰角。假定支架仰角为γ，煤层倾角为α，实际经验角为β，（β为支架与煤层法线的夹角），则γ=90°－α＋β。在45°倾斜煤层中，当支架垂直顶底板时，γ=45°，β=0°，是支架仰角的最小临界状态，支架的座底力和沿倾斜方向的推力相同，支架下肢不利形成迈步的趋势，架脚极仪易切入底板；当支架垂直于水平面时，β=45°，γ=90°，是仰角的最大临界状态，此时老塘煤、矸石也压迫支架座底，实际生产中支架仰角也不利于放到90°。合理选择支架仰角是为了改变支架的受力状态，增加老塘煤、矸石沿煤层倾斜方向对支架的推力。在45°倾斜煤层中，根据以上两种状态的分析，即要保证安全生产，又要使支架下放受阻小，结合本面生产实践，经验角β一般取5°~10°，则仰角γ一般取50°~55°。
4.3.3支架支柱仰角的确定
支柱与水平面的夹角称为支柱的仰角，支柱与水平面的夹角越小，获及抵抗坐力越大，支架向顶板移动的步距越大，但由于受到支架仰角及架内空间的限制，根据生产中总结的经验，在工作面坡度为30°，煤层倾角α＝45°的情况下，支柱的仰角为80°。当支架坐底时，可适当将柱窝偏向底板侧，与水平面夹角为70°~80°，使支柱“背”起支架，在其后煤、矸重力的共同作用下支架向顶板侧运行。
4.3.4支架支柱的选择
本面在试验回采前，充分考虑到架子仰角的调整和控制对支架下放的影响，屏弃了以往2m支架通常使用的木支柱，而改用单体液压支柱做为支架的支柱，由于单体液压支柱具有初撑力大，恒阻特性好的特点，并且能够直接通过注液升柱和卸压降柱调整和控制支架的仰角，使支架下放取得有利的条件。
4.3.5由于工作面煤层倾角较小，且架脚端面很小，在调整架子仰角和正常下放过程中，支架受重力作用造成架脚极易因此切入底板，直接影响架子的正常下放，
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为此经研究在架脚加焊了撬板，增大其受力面积，在实际应用中取得了较理想的效果。
5.实践证明，在45°倾斜煤层中，把支架的仰角控制在50°～55°，支柱仰角控制在70°～80°的范围内，采用单体液压支柱做为架内支柱，支架架脚加焊板，并充分利用支架上方煤矸重力对支架的推力，使之产生迈步式移动，只要严格管理，可以收到理想的效果。
6.存在问题
6.1由于工作面支架座底时，必须利用工作面单体液压支柱升压调整架子，支架的下滑速度较快，易发身支架挤人及窜矸伤人事故，因此在支柱升压前应在架脚用短木料预支平撑子，人员必须站在安全地点操作。
6.2在支架下放过程中，禁止放架后煤，避免因架后老塘内空虚支架无法获得足够推力而正常下放。
6.3架脚加焊的撬板可以考虑增加其弧度，采用圆弧形滑撬板加焊在架脚以减小支架下放过程中的摩擦力。
6.4次倾斜煤层应用掩护支架回采时，受煤层倾角影响，只能采用小阶段回采，巷道布置垂高应在20m～25m之间为宜。
7．主要经济技术指标对比：
-370mE2A1工作面采用了上述柔性掩护支架采煤工艺，自2003年7月15号开始回采，10月20号安全收作。
7.1回采产量：25259t 最高日产量为413t/日，平均日产260t,与巷道放顶煤比较平均日产提高120t/日。
7.2材料费共：70607元吨煤材料费：2.80元/t
巷道放顶煤材料费共：203449元，吨煤材料费：6.30元/t
节约吨煤材料费为3.50元/t，平均一个月节约成本4.43万元，共节约成本13.28万元。
7.3工效：掩护架为4.04t/工巷道放顶煤为：1.9t/工
7.4回采率的提高：掩护支架的回采率为95%，巷放回采率为74%，回采率提高21%。
8.结论
8.1一方面减少了支护材料，降低了生产成本；另一方面减少了工序，降低了施工难度，提高了工作面单产，降低了顶板管理难度，有利于通风和安全。
8.2我矿在-370m~-350mE2A1工作面试验柔性掩护支架采煤取得成功后，先后又在-390mE2EA1、-390mE2W A1推广应用均实现安全生产，取得显著的经济效益，其采煤方法在“三软”次急倾斜煤层中应用安全可靠，经济效益显著。
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目录： 第一章：采煤方法的选择……………………………………1——1 第二章：伪俯斜柔性掩护支架采煤法的条件………………1——1 第三章：伪俯斜柔性掩护支架采煤法的支护要求………… 2——3 一、支护………………………………………………… 2——2 二、掩护支架选型……………………………………… 3——3 第四章：伪俯斜柔性掩护支架的安架……………………… 3——6 一、开切斜坡安架……………………………………… 3——4 二、风巷安架…………………………………………… 4——5 三、掩护支架的安装…………………………………… 5——6 第五章、伪俯斜柔性掩护支架采煤法放架原理…………….6——7 第六章、伪俯斜柔性掩护支架采煤法拆架原理……………..7——9 第七章、伪俯斜柔性掩护支架采煤法巷道维修……………...9——10 第八章：收尾……………………………………………………10——10 第九章：顶板管理……………………………………………….10——10 第十章：采面生产能力、服务期限、劳动组织及落煤方式…10——12 第十一章：掩护支架顶板支护…………………………………12——13 第十二章：安全技术措施………………………………………13——14 第十三章：伪俯斜柔性掩护支架的制作方法如图……………14——14
伪俯斜柔性掩护支架 安装及使用方法 第一章：采煤方法的选择 我矿传统的斜切爆破采煤法产量低，采后进尺掘进量大，接替紧张，煤质差，工作面采用正压通风。属独头巷道采煤，安全状况差等缺点，为解决上述存在的问题，结合本矿的实际情况，则回采工作面采用伪俯斜柔性掩护支架采煤法回采（其特点有安全可靠、复压通风、煤质好、回收率高、万吨掘进率低、坑木消耗低等优点）。 第二章：伪俯斜柔性掩护支架采煤法的条件 一、开切斜巷已与风巷联通并已形成系统。 二、巷道规格：机巷净高为2.2米，上净宽为1.8米，风巷净高为2米，下净宽为1.6米，开切、收作净高为1.8米，上净宽为1.4米。 第三章：伪俯斜柔性掩护支架采煤法的支护要求 一、支护 ⑴机巷：回风巷采用金属支架。金属支架选用11#工字钢制做。 ⑵回风巷开切、收作斜巷：采用木支架。 ⑶回采工作面支护：四边形掩护支架。 二、掩护支架选型
1212采煤工作面柔性掩护支架安装 安全技术措施 ----煤矿 2014年6月10日
审批意见表
1212采煤工作面柔性掩护支架安装安全技术措施目前，我矿1212首采工作面切眼已贯通，按照设计要求，该工作面采用柔性掩护支架管理顶板，现1212采煤工作面安装准备工作已到位，经矿领导现场办公会议决定，在6月中旬开始工作面安装工作,为确保安装工作的安全顺利完成，特制定如下安全措施: 一、成立安装工作领导小组 组长：--- 副组长：---- 成员：--------------- 二、安装工期及劳动组织 1、安装工期 计划1212采面支架安装15天（总共安装480架柔性掩护支架，每天安装 32架）、超前支护 1 天、工作面调试 3 天，则工期为（15+1+3）×1.2=23 天。按照公司安排和矿整体部署，计划在 6月 31日前完成全部安装工作，形成开采条件。 2、安装劳动组织 12人分成3 个班负责安装工作，矿每班安排1人配合工作面安装，并安排4 人负责物料供应。领导小组成员跟班，协调安装工作全过程。安装共需要人员19 人。 三、安装步骤：
安装顺序：安装支架按照工作面从下到上的顺序进行安装，即先在落煤平巷进行安装—斜上山自下向上安装—回风平巷—安装超前支护—管路、设备、设施完善—系统调试。 工作面安装柔性掩护支架的工序安排：铺设钢丝绳—铺架—支架连锁—铺设溜煤槽—支撑单体支柱—连绳—以此循环—最后完成超前支护工作 四、支架安装安全技术措施 1、支架安装密度：支架中对中间距为0.2m，两支架之间用900×120×70mm（长×宽×厚）的木板做挡板，既每组支架安装6排。 2、摆架施工必须按斜巷的实际坡度30°由下向上逐排进行安装，平巷由里向外逐排进行安装。 3、支架安装好后，煤槽内必须及时打好点柱，点柱必须打在实处，在煤壁上可加垫草鞋板。 4、每组支架必须安装两块1.2×0.2m规格的槽钢进行加固，联接扣件安装到位，紧固螺帽必须拧牢。支架与支架之间联接可靠。 5、支架上使用3根Φ28.5mm、长40m的钢丝绳作为支架主绳，并使用小“U”形卡子将主绳于支架连接成整体，钢丝绳接头处搭接长度不得小于5m，绳卡个数不得低于4个。 6、支架紧跟顶板安装，沿煤层走向摆正，第一根支架安装必须紧贴迎头，托架钢丝绳拉直得力，与紧固位置相符，卡子螺帽必须拧紧，再使用槽钢将六根支架固定组成一个整体，即一组支架。
柔性掩护支架采煤工作面安装安全技术措施 目前我矿柔性掩护支架采煤工作面安装的准备工作已到位，经矿领导现场办公会议决定，在月底前开始工作面安装工作,为确保安装工作的安全顺利完成，特制定如下安全措施: 一、成立安装工作的领导小组： 组长：周友堂 副组长：苏永奇、黄经跑、王林、钟人国 成员：阳宗德、卿明刚、任建明、何怀根、陈维高 二、安装工期及劳动组织安排 工作面安装进度：计划支架安装12天（总共720付架掩护支架，每天安装60付架）、超前支护1天、工作面调试3天，则工期为（12+1+3）×1.2=19天。按照公司安排和矿整体部署，计划在3月10前完成全部安装工作，形成开采条件。 安装工作劳动组织：由任建明、何怀根、陈维高等3人分成3个班负责，矿每班配1人配合工作面安装，并安排4人负责物料供应。领导小组成员跟班，协调安装工作全过程。安装共需要人员15人。 三、安装步骤： 安装顺序：安装支架按照工作面从下到上的顺序进行安装，即先在落煤平巷进行安装——斜上山自下向上安装——回风平巷——安装超前支护——管路、设备、设施完善——系统调试。 工作面安装柔性掩护支架的工序安排：
铺设钢丝绳——铺架——支架连锁——铺设溜煤槽——支撑单体支柱——连绳——以此循环——最后完成超前支护工作 四、安装支架各工序的安全技术要求： 1、铺绳：每根钢丝绳的长度为25米，沿自下向上吊挂在工作面，安装支架至钢丝绳末端6米前，完成连锁钢丝绳的铺设工作。铺绳工序中要预先固定好钢丝绳，严防绳滑落或掉落伤人。 2、铺架：支架一端固定在巷道底板底侧，另一端支撑在巷道顶板侧煤壁，顶板侧支架与巷道底部高度不得小于1米。铺设每付支架前，首先先对作业场所进行严格的检查，顶板完好、作业空间满足作业要求时开始安装。为防止在铺架期间，架子滑落或倒架伤人事故的发生，支架铺好后要采取临时固定和防滑、防倒措施（绳索吊挂或采用木斜撑）。安装支架过程中作业人员始终要精神集中、密切配合，加强自保和互保。 3、支架连锁：每一架及时用钢丝绳连锁，穿好螺丝和压板，装上夹心板或木料把支架压紧。连锁过程中要确保螺丝上紧、钢板压紧，从而保证钢丝绳固定在支架上形成有效连锁。 4、铺设溜槽：按照工作面安装的跨度，及时安装落煤溜槽。安全要求：溜槽插件完好并用铁丝把每节连接好，要保证溜槽的固定、完好。在铺设溜槽和人员作业期间，人员要采取防护措施，同时溜槽每隔10米安设防止人员发生坠落防护网。 5、支撑单体支柱 ⑴单体支柱使用前，必须按有关规定进行操作试验和密封试验，
伪倾斜柔性掩护支架采煤方法 优点： XXXXXXX矿井煤层倾角较大，在45～76°之间，煤层厚度1.37～5.10m，平均厚度2.92～3.71m，煤层顶底板稳定。根据煤层赋存条件，开采技术条件，在提高单产、效率、回采率、生产安全、经济效益等因素，经综合技术比较后确定选用伪倾斜柔性掩护支架采煤方法（简称掩护法），炮采工艺。后退式开采，全部冒落法管理顶板。伪倾斜柔性掩护支架采煤法将工作面倾角变缓（工作面伪倾角一般为25°～30°），工作面较长，从而具有缓倾斜、倾斜煤层走向长臂采煤方法巷道布置和生产系统简单，掘进率相对较低的一系列特点。这种采煤方法利用掩护支架把工作面空间与采空区隔开，大大简化了繁重的顶板管理工作，为安全生产和三班出煤创造了良好的作业条件。工作面采出的煤自溜运输，减少了繁重的攉煤体力劳动强度。 工艺顺序：打眼爆破落煤→搪瓷溜槽溜煤→掩架下落→单体液压支柱支设。 落煤方式：采用钻眼爆破配合手镐落煤下放支架。 缺点: 1、由于矿井地质条件复杂，工作面推进过程中经常遇断层、底鼓等地质构造，影响了推进度和产量的提高，利用掩架采煤法矸石也必须采出，同时影响了煤质。 2、采煤工艺尚难实现机械化作业，工作面基本上是单点出煤，限制了这种采煤方法各项技术经济指标进一步提高。 3、矿井现为两个采煤工作面，因此种采煤方法在工作面回采结束收作、回撤过程中需用时间较长，约2至3个月方可收作完毕，所以在回撤两个面的同时，需要准备两个回采工作面才能保证矿井的正常安全生产接
续。 4、在布置两个备用工作面所需用时间较长，自工作面切眼施工至工作面设备安装需用约2至3个月时间，安装完成后工作面初采也影响产量的提高。 从以上几方面分析，为保证矿井产量完成和正常接续，在两个工作面正常回采时必须提前准备两个备用工作面，当前两个工作面收作完毕后下两个工作面能够保证正常生产，从而弥补工作面收作与初采过渡期间矿井产量降低的空缺。 XXXXXXX有限公司 二〇一四年六月十六日
伪倾斜柔性掩护支架采煤方法的改进 发表时间：2018-05-28T11:07:36.373Z 来源：《基层建设》2018年第3期作者：孙波持 [导读] 摘要：我们所采用的伪倾斜柔性掩护支架采煤技术，通常对60°以上的煤层较为适用，由于新集三矿施工技术的提升，煤层不断的减缓，之前的“八”字型逐渐难以适应生产需求。 红河州泸西县煤炭工业管理局 652400 摘要：我们所采用的伪倾斜柔性掩护支架采煤技术，通常对60°以上的煤层较为适用，由于新集三矿施工技术的提升，煤层不断的减缓，之前的“八”字型逐渐难以适应生产需求。在此前提下，我们对“八”字支架做了调整，并不断完善新工艺，并借以工作面为基础展开工作。事实表示，在对支架和开采工艺的完善下，妥善处理了之前的开采困境，为工作面优质高效的完成提供了必要条件，为后期类似工作面奠定现实基础。 关键词：伪倾斜；柔性掩护支架；采煤技术；效益 前言 这些年我们在中小规模的煤矿中，柔性掩护支架技术有了普遍发展和运用，是倾斜煤层中最符合实际的采煤技术。由于云南红河地区，通常是大倾角煤层较多，中厚煤层及软煤层覆盖面积广，通过事实表示，柔性掩护支架技术可以满足倾角在40°以上的区域，厚度4米的煤层，通常有着巷道畅通无阻，经济费用少，可靠、安全运行等优势。 一、采煤方法概述 柔性金属掩护支架的操作技术，特点往往是：通过柔性金属掩护支架来断开采空区和回采区，柔性支架通过自重压力和上部冒落矸石的压力共同推动逐渐向下移动，工作流程是直线性，依据伪斜角度进行安置，逐渐向前推进，完成壁式采煤，我们在施工期间运用的生产技术通常是运输平巷安装支架技术、回风平巷拆卸支架技术、回采爆破落煤技术、挖地沟技术以及安置支架。一般满足煤层倾角在50°以上的倾斜煤层，且厚度在5米左右，煤层运行稳定且变化幅度小。 二、采煤方法的应用 云南红河某煤业公司矿井煤层属于东西方位的向南倾斜的单构造煤层，实际厚度在14.2-3.7米左右，位于东中部区域，2012年煤层特点，部分形态呈倒转，倾向从南朝北，角度逐渐从78°转为40°，走向距离在263米，大约厚度都在4.5米，煤层质量松软，普氏系数在0.5-1.2左右，其顶板通常是灰紫色厚层粗砂岩，质地坚硬，节理清晰。底板则是炭质泥岩或页岩质地，土质软弱。在未出现A3煤层倒转的情况时，早在2009年大规模的改扩建项目在完工之后，利用水平分段支架技术来展开顶煤操作法，这种操作技术的巷道倾向每层间隔10米，高度为垂直50米，由此为一个采区，其走向在300米，进行打眼爆破等操作，在放顶进行回采，A3煤层顶板足够稳固，然而节理发育，使得底板岩石发生冒落情况，工作区域矸石遍布，难以清理，出煤量不高，使得回采率满足不了设计目标83%的标准，大多在60%的情况，某些煤层厚度在3米左右的，回采率甚至还不足50%，因煤层厚度仅仅在4米，工作区域难以成U型通风换气，回采施工期间，端头要利用局部通风机进行通风操作，回采区域小，使得产生的瓦斯难以消散，极大地降低了安全系数，另外工作面各种顺槽矿压发挥压力大，巷道修葺成本多，以及回采顺槽巷道施工进程快，制约经济发展，影响矿井的未来发展形势，再历经了两年的回采施工考察基础上，巷放式采煤技术未发挥出作用，所以我们表示这种采煤技术不满足东井的煤层开采环境，所以要利用安全高效的采煤技术是我们要注重考虑的，为了提高煤层开采，利用各种采煤技术，分析对比，并深入实地考察，决定推广柔性掩护支架伪倾斜回采技术。 三、采煤方法的改进 3.1巷道布置 工作施工环境下，运输巷和回风巷在A3煤层均匀布局，通过下端运输巷由A3煤层伪倾斜区域安装开切眼一直到上端回风巷，通常保持垂高40米，伪倾斜角度保持在30°，能够促使工作面能够自动进行溜煤，其工作面长度在100米，施工支护通常利用八字形钢焊接架进行操作，工作面各平巷超前支护根据铰接顶梁配液压支柱进行支护操作。超前支护期间，通常运用的材料规格是DJB1000/300型铰接顶梁以及2.2米单体液压支柱。超前支护施工，一般间隔为20米，伪斜金属钢支架能够统一安置在倾斜上山切眼中，施工期间铺设搪瓷溜槽进行输煤运煤。借助煤电钻进行打眼操作，爆破落煤，施工过程中煤通过溜煤上山逐渐运到大巷，施工回采逐渐从东向西运行。 3.2支架结构 支架通常是“八”字形钢梁结构、钢丝绳、卡子及螺帽等零部件构成。钢梁结构规格一般是11#号工字焊接形成钢架轮廓，宽度在2.2米，其钢架高度在80米，用来避免顶板矸石穿透到工作面，钢梁较短的一端长度是45米，以此来稳定住底板，各端都有铁板牢牢焊接，整个支架布局构成“7”字型，金属支架互相间通过钢丝绳和卡子进行连接，支架各端钢丝绳接头部位分开，避免钢丝绳在某一区域被断开。各钢丝绳长度在0.2米，并且两端要封头，避免钢丝绳出现松捻情况，并分担一些拉力。各钢丝绳搭接距离要小于2米，再利用5副钢丝绳卡加紧梁。架子各端用钢丝绳稳定，形成一个可靠的结构。钢支架间隔在0.2米，并用木板关背，木板一般有0.45米、1米，0.3米，通常用的是厚度在0.05米，宽度在0.17米的木板。为了满足不断变化的煤层和作业区域的调架，我们往往在支架较长的一端，间隔2米就安装一根单体液压支柱，钢支架长的一端紧紧固定在煤帮上，架头区域水平放置，钢支架较短的一端则是安置在底板煤上，推动支架的调节和正常运行。在水平巷与切眼斜巷的支架底端，间隔一米就利用单体液压支桩稳定在支架与壁之间，通常单体数量在5-10付。 3.3工作面的采煤工艺 柔性掩护支架通常在施工回采期间，不仅要在掩护支架下进行采煤，并且还要在回风巷接长支架，要在施工期间下端支架区域平坦位置，对支架进行拆除。掩护支架基础上的采煤流程依次是：打眼、装药、放炮、铺溜槽出煤和安放调节支架等。 （1）安架。支架通常在采区边界位置，顺着煤层底板方向，安置10米的支架，单体液压支柱能够稳定支架的较长端，再顺着伪斜开切眼逐渐扩展并装置钢支架，在安装期间，钢支架较短一端要与底板紧密焊接，掩护支架与开切眼上端都有5°左右的迎山角，等到回风巷再继续安置15米的钢支架，要注意的是钢支架一端要尽可能的贴近煤层底板位置。 （2）调架。也就是从伪斜开切眼的下部分进行地沟的挖掘，煤沿着搪瓷溜槽自溜到达溜煤眼内，在出煤时，钢支架对自重压力变小及煤矸压力变小，我们这里需要专业人员来对钢支架调节，把握支架下放速率、部位和状态。为了避免对支架调节期间，支架仰角出现过大的情况或者支架背部压力大时，对钢支架要距离5米就要对打横撑进行检查加固，因云南地区煤矿层较软，不用进行开帮，利用自上而下的方式进行爆破式落煤、出煤，施工期间自下而上的切眼，仅仅要挖地沟，一个放炮循环在1.5米，历经两个循环流程，在地沟与上端有1-
伪倾斜柔性掩护支架采煤方法 在急倾斜煤层中的应用 林在峰 （开滦（集团）兴隆县久长矿业有限公司承德：067306 ） 摘要在世界各国的煤炭开采中，急倾斜煤层的开采一直是一个世界性的难题。近几年，我国相继研制了大倾角自移式液压支架，能适应煤层的最大倾角达近60°，但支架结构复杂，操作困难且故障率高，同时，支架重量大，运输、安装、拆除都非常困难，还存在巷道掘进率高、煤炭损失率高、工人劳动强度大及开采效益低的致命缺陷。而本文推广的大角度伪倾斜柔性掩护支架采煤法具有：支架整体强度高、安全可靠、适应性强、安装拆解方便、工序简单、工作面空间大、效率高、工人劳动强度小等特点。 关键词厚煤层急倾斜伪倾斜柔性掩护支架采煤方法 0引言 我公司井田的煤层就属于这种赋存条件，建井20多年以来先后采用传统的巷柱式采煤和简易的地沟式采煤方法。以上两种采煤方法，安全事故多、工人劳动强度大、工作环境恶劣和资源回收率低（最低的还不足40%）。为彻底解决本公司采煤方法问题，实现回采工作面的转型换代并为集约增产、内涵增效和打造本质安全型矿井创造条件，2011年11月经与北京诚田恒业煤矿设备有限公司合作，针对我公司资源条件，专门研制了新型柔性掩护支架，该液压支架为液压系统控制、多段、多边形的设计结构，支架尾梁由液压缸伸缩控制实现摆动可使支架顺利通过煤层厚度变化频繁的特殊地质构造带，又可在煤层变厚时，利于侧放煤；在支架主梁靠近导向梁位置留有柱位，以便加挂支柱辅助支撑或用于调整支架状态。这一特点在国内、外绝无仅有。在国内属首面开采。开采实践表明，该支架从根本上改变了现有支架不能适应煤层厚度及倾角变化的不足和缺陷，解决了工作面安全状况，形成了大空间的安全环境，通风状态明显改观，有效地避免了瓦斯事故，工作面生产能力、回采率和回采效率明显提高。 1、矿井资源条件 1.1、地质构造：开采井田位于平顶山向斜的南、北两翼，区内派生构造多，中、小型褶皱发育，落差在2－5m的断层多，地质构造较复杂。 1.2、煤层及顶底板：井田含煤地层为中生界侏罗系下统下花园组，煤层倾角较大，倾角一般在40-63°之间，平均51°。煤层厚度一般为0.7m（最低可采边界）－8.50ｍ，属较稳定煤层。煤层直接顶板为鳞片状的黑色页岩、炭质泥岩，随采随冒，属Ⅰ类不稳定顶板。老顶为浅灰色板状钙质泥岩、钙质粉砂岩采动时老顶来压明显，属Ⅱ级顶板。煤层直接底板为灰黑色砂质页岩、泥岩，老底为黑灰色砂岩。 1.3、水文地质：矿井水文地质条件为中等，井下正常涌水量20m3/h,最大涌水量50m3/h。 1.4、瓦斯和煤尘：矿井相对瓦斯涌出量4.32m3/t，绝对瓦斯涌出量0.665 m3/min。煤尘爆炸指数为29%，煤层自燃发火倾向性为Ⅱ级，矿井属瓦斯矿井。 2、矿井工程条件 2.1、开拓方式：斜井开拓； 2.2、采区布置方式：下山采区，双翼开采； 2.3、矿井通风：抽出式通风方法，中央边界式通风方式； 2.4、工作面条件：工作面煤层厚度3－4 m，倾角52°，走向长400 m，倾斜长30m，伪斜坡度25°。回风、运输平巷顺煤层走向沿顶板布置，采用“25U型”钢拱形支护，净断面积
伪倾斜柔性掩护支架采煤法 这种采煤方法是用柔性掩护支架八采空区与回采空间隔开，随着工作面推进，掩护支架靠自重和上部冒落矸石的压力推动而下移。工作面为直线形，与煤层走向成25~30°的伪倾斜布置并沿走向推进。 伪倾斜柔性掩护支架采煤法的采区巷道布置30-40m 采区运输石门 采区行人眼采区行人眼 联络平巷采区溜煤眼 采区回风石门区段回风平巷掩护支架 采区行人眼 超前区段平巷 溜煤小眼区段运输平巷 第一区段 第二区段 10m 15m 一、采区巷道布置 1、一般采用双翼采区布置，上图表示采区一翼的布置情况，采区一翼的走向长度为200m ~300m,划分为2个区段，一区段在回采，二区段在准备，区段高为30~40m 。 2、从采区运输石门上方沿煤层顶板倾斜掘进一组上山眼，至少有三
条眼（溜煤眼、运料眼、行人眼），需要时还应掘进出矸眼，各眼的间距为10m。为了安全起见，行人眼应错开布置，各眼之间用联络巷贯通。当上山眼与回风石门贯通后，就可以从上山眼开始掘进区段运输平巷和区段回风平巷。每隔5m左右沿区段运输平巷向上掘进溜煤小眼，当区段运输平巷和区段回风平巷掘完后，距采区边界5m处，在煤层中间偏底板位置掘进间距5~8m的两条切割眼，每隔10~15m 用联络巷贯通。两条切割眼的作用是为了支架逐步下放使工作面成伪倾斜，以便出煤、通风和行人需要而布置的。 3、随着工作面的推进，为了存放和行人方便在工作面下端，区段运输平巷上部3~5m处，掘进超前区段平巷。 二、运输系统 1、采下的煤沿工作面的搪瓷溜槽溜下，经溜煤小眼、区段运输平巷、采区溜煤眼，下放到采区运输石门装车外运。 溜煤小眼区段运输平巷采区溜煤眼工作面搪瓷溜 地面主井运输采区运输石门2、材料由采区运输石门，经运料眼向上运到区段回风平巷，送到工作面或由采区回风石门、经区段回风平巷送到工作面。 第一运料方式： 材料副井区段运输石门运料眼区段回风平巷 工作面 此方式材料从运料眼往上运输较困难。如果区段运输系统采用刮板机
柔性掩护支架的采煤方法在急倾斜煤层开采中的应用 摘要：本文主要阐述了急倾斜煤层开采的主要特点，并分析了急倾斜煤层开采技术存在的问题，最后针对柔性掩护支架的采煤方法在急倾斜煤层开采中的应用进行论述，仅供参考。 关键词：急倾斜煤层；柔性掩护支架；采煤方法 一、急倾斜煤层开采的主要特点 1.急倾斜煤层的构造复杂,断层和褶曲多,煤层厚度变化较大,开采煤层的赋存条件普遍较差、储量少、开采困难、采煤工作面生产能力小。因此,开采急倾斜煤层的矿井多数是中、小型矿井。 2.急倾斜煤层的倾角大于岩石安息角,采煤工作面采下的煤能自动下滑,从而简化了工作面的装运工作,但下滑的煤和矸石容易冲倒支架,砸伤人员,急倾斜煤层和围岩的节理发育,初次来压和周期来压与不明显,易发生无预兆的大面积突然冒顶垮落,造成顶板事故,给生产带来一些不安全因素。因此,生产的不安全因素多,安全性差。 3.急倾斜煤层顶板压力垂直作用于支架或煤柱上的分力比缓倾斜煤层小,而沿倾斜作用的分力大,煤层开采后,煤层顶、底板都有可能沿倾斜方向滑动垮落,支架稳定性差,易发生扭曲与倾倒。因而工作面支护工作的难度大。 二、急倾斜煤层开采技术存在的问题 总的来说,目前我国急倾斜煤层开采方法中不同程度地存在很多问题,这些问题主要表现在以下几个方面: 1.煤炭损失率高。主要存在于那些采落的煤炭与采空区冒落矸石无隔离设施的采煤方法,如斜坡式、小分段爆破、水力采煤、仓储式等。这些采煤方法的煤炭损失率有的高达40%-50%,与此同时,生产的煤炭往往有较高的含矸率。煤炭损失率高,不但给煤炭自燃创造了条件,而且浪费资源,缩短矿井寿命。 2.巷道掘进率高。这些问题主要表现在斜坡式、小分段爆破和沿倾斜推进的掩护支架等采煤方法中。这些采煤法,有相当大的一部分巷道是在支承压力带内掘进和维护的,维护这些巷道的工作量很大。掘进率高,增加了巷道掘进维护的费用,影响工作面的接替,给通风管理工作造成困难。尤其在有冲击地压危险的煤层中,巷道对煤体切割过多,增加了冲击地压的危险。 3.通风条件差。这一问题,大部分急倾斜煤层采煤方法都不同程度地存在,而
急倾斜煤层柔性掩护支架采煤法 简 介 江贵公司小牛煤矿
第一部分柔性掩护支架采煤法简介 一、概述 根据《煤矿安全规程》规定，所有煤矿必须实行正规的采煤方法。对于急倾斜煤层，壁式开采的方法有仓储式采煤法、倒台阶采煤法、正台阶采煤法、俯伪斜分段式走向密集采煤法和柔性掩护支架采煤法。上述采煤法各有优缺点。但柔性掩护支架采煤法相比其它采煤法具有安全性较好、单产较高，通风、顶板管理较为简单，回采率较高等优点。柔性掩护支架工作面沿伪倾斜布置，沿煤层走向推进，它适用于煤层倾角45-90度、煤层厚度大于1米的煤层。长期的生产实践证明，柔性掩护支架采煤法是一种安全、高效，最适宜急倾斜煤层开采的新型采煤方法。掩护支架采煤法已经成为我国开采急倾斜煤层的一种主要采煤方法。 柔性掩护支架采煤法虽然具有上述众多优点，但也同时要求煤层较为规则，顶板较好，生产工人具有较高的操作技能，支架制作也必须根据煤导赋存条件不同而设计制作。因此，柔性掩护支架采煤法成功的关键在于煤层赋存条件、支架制作和熟练的采煤工人。 二、柔性掩护支架使用现状 根据调查，目前我国采用柔性掩护支架采煤法的地区主要有重庆南桐地区，贵州六枝、水城地区，江西、安徽的部分地区。随着相关法律法规的出台，柔性掩护支架采煤法得到了推广应用，
产生了较好的社会经济效益。 三、成功案例 水城县蟠龙乡甘家沟煤矿、阿戛乡禹举明煤矿，纸厂乡振兴煤矿、税上煤矿，水城县红岩乡新寨煤矿等。采用柔性掩护支架采煤的成功案例在六盘水举不胜举，绝大部分都产生了较好的经济效益。 第二部分支架专业厂商与使用特点 重庆市南局矿业集团机械工程技术有限公司是柔性掩护支架专业设计制作的厂家之一，其设计制作的柔性掩护支架得到了广泛应用。我公司具有二十几年的设计制作历史，具有较强的技术力量，可根据煤层赋存条件设计制作支架，质量可靠、安全性好、适应性强。我公司生产的柔性掩护支架具有如下特点： 一、结构特征与使用特点 柔性掩护支架采用热轧特种矿用11#工字钢弯曲加工形成，根据不同的煤层厚度和倾角，改变每段钢梁的尺寸和夹角，使其受力符合生产、安全需要。 掩护支架形成柔性钢结构整体，经检测其支承能力达30t以上，回采操作较为简单，支护效果好，操作空间安全，回采率高。 二、适用范围 该柔性掩护支架适用于45度以上倾角的薄及中厚煤层。 三、使用成本
株柏煤矿伪倾斜柔性掩护支架采煤法工作面快速安装的研究 与应用 摘要：株柏煤矿地质条件复杂，煤层倾角复杂且断层发育，致使工作面走向长 度及倾斜较短，致使工作面安装回撤频繁，为保证接续稳定，加快工作面布置及 安装速度，更改原有工作面切眼布置方式，将正倾斜两条切眼更改为伪倾斜一条 布置，从而将回风顺槽安装改为自下顺槽直接安装至上顺槽，节俭了工作面架尾 下沉时间，加快了工作面成形速度。 1、引言 株柏煤矿地质条件复杂，煤层平均倾角大于40°，属于急倾斜煤层，因其特殊的地质条件，经过多方考察，于2007年试验柔性掩护支架采煤工作面并于第二 年使用成功，以往工作面安装前需在下顺槽掘进两条长度约50m的正倾斜上山做切眼，最后在回风顺槽安装工作面，待工作面架尾下放至下顺槽时工作面采进行 正规推进，致使成形期长，且上山掘进期间遇松软煤层极易捅冒，造成安全事故。 2、原有切眼布置后安装工作面优缺点 2.1切眼布置及工作面下放方式 株柏煤矿工作面上下顺槽之间高差一般为35m，煤层平均倾角42°，切眼正 倾斜布置两条，间距10m，两条切眼之间每隔8m掘进一个联络巷，共需掘进约130m巷道。切眼布置完成后，自切眼里部向外水平安装支架20m后工作面安装 完成。因工作面为伪倾斜布置（伪倾角25°～30°），所以工作面架尾需下放至距 下顺槽5m，工作面方可成形。 附图一：工作面安装示意图 附图二：工作面架尾下方轨迹示意图 2.2优点 2.2.1因上顺槽相对断面较大，支架直接在回风巷安装，便于操作，安装速度 较快。 2.2.2支架在平巷运输，便于抬运，运输安全系数大。 2.2.3工作面安装时间短进入初采阶段早。 2.2.4 2.3缺点 2.3.1工作面架尾下放时经过切眼、联络巷及岔门，过上述区域加强支护并更 改频繁，操作难度大，顶板安全管理难度大。 2.3.2初采期间工作面长度短，架尾下方过程中操作不当易出现架尾超过切眼 状况，导致安全出口减少。 2.3.3工作面架尾下放到指定位置时间长，下放期间工作面不能按正规循环。 3、更改切眼布置后安装工作面优缺点 3.1切眼布置 自下顺槽掘进5m正倾斜上山，然后按伪倾斜布置26°上山，需掘进巷道约 90m，伪斜上山施工完成后，直接自伪斜上山下口安装支架至回风巷，工作面直 接形成。 附图三：工作面安装示意图