柔性掩护支架开采法在急倾斜煤层开采中的实践
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急倾斜煤层柔性掩护支架采煤法简介xx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。
浅谈急倾斜煤层伪倾斜柔性掩护支架采煤法作者:颜奇峰来源:《科技创新导报》2013年第05期摘要:介绍了急倾斜煤层伪倾斜柔性掩护支架采煤法的开采条件、特点及常见问题的处理。
关键词:急倾斜煤层伪倾斜柔性掩护支架支撑能力中图分类号:TD823.4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(b)-0117-011.矿井概况新集三矿属国投新集能源股份有限公司的第三座矿井,位于安徽省凤台县境内,地处淮河北(西)岸,距凤台县城4km。
井田内可采及局部可采煤层共8层,分别为1煤、3煤、6-1煤、8-1煤、8-2煤、11-2煤、13-1煤和14煤;1、3煤由于受灰岩水威胁尚未进行开采。
井田东以淮河为边界,西到Ⅸ勘探线以西1300m处,南以1煤底板为界,北至14煤层,东西走向长8.6km,南北倾斜宽0.79km,开采上限-200m,开采下限-800m,井田面积6.8174km2。
矿井最高年产达96万t(2002年),工作面平均单产14482t/面·月,最高单产17696t/面·月。
目前,一水平(-340m)以上已经全部回采完毕,二水平(-550m)已回采至-410m标高以下。
矿井水文地质条件复杂,矿井主要充水含水体有新生界松散层水,砂岩(构造)裂隙水、采空区水和太原群灰岩水。
目前,旷井正常涌水量约130m3/h。
2.伪倾斜柔性掩护支架采煤法简介伪倾斜柔性掩护支架采煤法是指在急倾斜煤层中,沿伪倾斜布置采煤工作面,变急倾斜为伪倾斜25-30°的工作面,采用工字钢架梁与钢丝绳组成柔性掩护支架将采空区和工作空间隔开,沿走向推进的采煤方法。
急倾斜煤层多为不稳定的复杂煤层,常给开采工作带来了很大的困难;由于煤层倾角大,支架的支撑能力较小,必须充分考虑支架的稳定性;在顶板岩石性质相同的条件下,工作面采过后,与缓倾斜煤层相比顶板不易垮落;破落下来的煤岩会自动下滑,有利于工作面内煤炭运输和矸石的自重充填,但煤岩块的自动滚落容易伤人和冲倒支架,对作业安全不利;不仅煤层顶板会垮落,底板也会滑落。
柔性掩护支架在急倾斜煤层开采中的新应用伪倾斜柔性掩护支架采煤法主要适应于60°以上的煤层,随着新集三矿开采水平的延深,煤层逐渐变缓,原有的“八”字型支架已不能满足生产的需要。
鉴于此,对原“八”字支架进行更新,同时调整开采工艺,并以254308工作面进行实践。
结果表明,通过对支架和回采工艺的革新,较好的解决了原有开采问题,为工作面高产、高效奠定了基础,为指导类似工作面开采提供了一定的理论依据。
标签:柔性掩护支架;急倾斜煤层;“八”字型支架;回采工艺引言国投新集能源股份有限公司新集三矿二水平以上储量已基本开采完毕,现逐步进入三水平开采,随着开采水平的不断延伸,煤层倾角逐渐变缓,地质构造渐趋复杂,采用现有的新“八”字型柔性掩护支架进行回采时,架下顶、底板管理难度越来越大,工作面支架在下放过程中,极易造成支架刮底板矸石,以往采取通过调整支架仰角保障工作面生产,从而易造成顶板暴露面积大,顶板管理难度增大,工作面推进缓慢,影响产量和煤质的正常完成,同时也给采空区防灭火工作带来一定的难度。
针对此种现状,在无新支架投入的背景下,通过多方调研和现场研究实践摸索出一套适合急倾斜煤层倾角变缓时的开采新技术-单体斜撑引领支架,并通过优化采煤工艺,实现了工作面的顺利开采。
现以251308工作面为例,介绍改进型“八”字型掩护支架急倾斜煤层角度变缓的情况下的应用。
1 工作面概况251308工作面上方为251306工作面采空区,下部为尚未掘进的251310工作面,北部为正在掘进251108工作面,西部为251307工作面采空区。
工作面回采范围内地层南倾,倾角40°~72°,走向90°~100°。
受地质构造影响,工作面内地层倾角变化大,风巷在-480m~-410m西五13-1煤生根眼煤眼以东500m段、机巷在煤眼以东400m段范围内煤层倾角65°~72°,平均倾角70°;风巷在煤眼以东500m至开切眼段、机巷在煤眼以东400m至开切眼段范围内煤层倾角40°~57°,平均倾角45°。
柔性掩护支架开采法在急倾斜煤层开采中的实践以淮南某矿251308工作面为例,从柔性掩护支架采煤法应用、应解决的关键问题和回采工艺等方面介绍了柔性掩护支架在急倾斜煤层开采中的应用。
开采实践表明,柔性掩护支架采煤法回采工艺较简单,简化了工作面支护作业,取消了采空区放顶,降低了工人劳动强度,有助于采煤工作面综合经济效益的提高。
标签:柔性掩护支架;急倾斜煤层;回采工艺;应用分析1 工作面概况淮南某矿251308工作面位于西五采区东翼,西起-480m西五石门,东至-480m 四五石门东740m。
该工作面上部为251306、241305工作面采空区,西部和东部分别为251307和241307工作面采空区,北部和南部为实体煤。
受地质条件影响,风巷在-480m~-410m西五13-1煤生根眼煤眼以东500m段、机巷在煤眼以东400m段范围内煤层倾角65°~72°;风巷在煤眼以东500m至开切眼段、机巷在煤眼以东400m至开切眼段煤层倾角40°~57°。
据工作面掘进资料可知,f25-01和f25-01断层附近煤层赋存不稳定,煤厚变薄;该工作面设计可采走向长度为700m,阶段垂高为33.8m;直接顶为均厚4.0m的灰~深灰色、薄层状砂质泥岩,老顶为均厚3.5m的灰~灰白色、厚层状细砂岩,直接底为均厚8.0m的灰~灰褐色、厚层状砂质泥岩,老底为均厚18m的浅灰~灰白色、厚层状石英砂岩。
根据矿井开采经验,该工作面采用八字形柔性掩护支架伪倾斜开采。
2 采煤方法的应用2.1 采场支护2.1.1 支护材料的确定根据地质说明书提供的煤厚,采场支架选用宽度为2.4m~3.0m的“ ”字型架料。
具体选型见表1。
2.4m和2.7m支架架下用3组钢丝绳连结,3.0m支架架下用4组钢丝绳连结,钢丝绳直径均为32~36mm。
“T”字型螺栓的丝扣长度为60mm,直径为18mm。
“ ”字型支架架下连接的钢丝绳必须错茬搭接,不得出现其中两组及两组以上钢丝绳同时搭接的现象。
急倾斜煤层柔性掩护支架工作面防治在自然发火技术的探索与实践(冀中能源峰峰集团拜城县峰峰煤焦化有限公司,新疆拜城县 842300)张力、张存江摘要:急倾斜煤层自然发火问题始终困扰着矿井安全生产,通过对急倾斜煤层工作三带规律及自然发火特点,采取充填堵漏、降压减风、均压通风等技术运用的成功实例,探索出急倾斜煤层柔性掩护支架工作面防治自然发火的应注意的几个关键问题,为相似矿井防治自然发火提供了范例。
关键词:急倾斜煤层柔性掩护支架防灭火技术应用1、概述:拜城县峰峰煤焦化有限公司弘利煤矿是冀中能源峰峰集团重组兼并的一个煤矿。
位于拜城县城北偏东约110km,行政区划属拜城县克孜尔乡管辖。
该矿十二五规划升级改造设计能力45万吨/年,目前升级改造正在进行中。
该矿主采煤层是良好的焦煤和气煤,主要销往宝钢集团八钢公司及南疆缺煤地区。
井田含煤地层为中生界侏罗系下统塔里奇克组(J1t),煤层倾角79°-81°,井田内可采煤层三层,分别为A5、A6、A9煤层,煤层平均厚度分别为2.2m、2.1m、2.3m。
弘利煤矿为高瓦斯矿井,煤尘有爆炸危险性,煤层自燃倾向性为II级自燃煤层,自然发火期3-6个月。
2、工作面情况:+1960m水平-+1915m水平A5煤层柔采工作面位于弘利矿东翼,工作面进风顺槽标高+1915m,回风顺槽标高+1960m,工作面走向长度500米,倾斜长度105米,阶段煤柱高度40米,工作面采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法放顶煤。
工作面于2014年5月开始回采,回采期间,工作面配风量为250m3/min,工作面瓦斯绝对涌出量为0.5m3/min左右。
3、伪倾斜柔性掩护支架采煤法的特点及矿压显现规律:伪倾斜柔性掩护支架采煤法是指在急倾斜煤层中,沿伪倾斜布置采煤工作面,用柔性掩护支架将采空区和工作空间隔开,沿走向推进的采煤方法)。
掩护支架选用11#矿用工字钢制作成多边形形状,采用钢丝绳、铁夹板与螺栓等连接成一柔性掩护整体,工作面落煤方式采用爆破落煤、移架放煤,采用矿多边形柔性掩护支架支护顶板,全部垮落法管理顶板。
浅谈急倾斜中厚煤层柔性掩护支架采煤法关键技术摘要:攀枝花市沿江实业有限责任公司田堡二矿开采煤层均为急倾斜煤层,率先推广俯伪斜柔性掩护支架采煤法,通过几年时间的开采实践,结合矿井实际情况,对开采中遇到的一些关键问题,形成了一套较成熟的安全生产管理办法,为本区域矿井推广应用柔掩采煤技术提供了丰富的经验。
关键词:急倾斜煤层柔掩采煤法俯伪斜柔性掩护支架采煤法是我国目前开采急倾斜煤层的主要方法之一,田堡二矿开采煤层(38#、39#、40#、40-1#)均为急倾斜煤层,其中38#煤层为中厚煤层,其余为薄煤层。
现在以38#煤层为例,简单介绍一下柔掩采煤方法、工艺流程及开采过程处理问题的关键技术。
1、俯伪斜柔性掩护支架采煤法俯伪倾斜柔性掩护支架采煤法的特点是回采工作面成直线形,按伪倾斜方向布置,一般工作面伪倾角为35°,便于工作面爆落煤炭自溜。
工作面煤壁沿走向整体推进,掩护支架本身是钢性的,采用11#工字钢加工成“四边形”,支架间通过垫木板和直径26mm的钢丝绳联接成整体,形成一个柔性的钢架支护,隔离采煤工作面和采空区,每间隔一定距离打一个单体液压支柱支撑柔掩支架,起控制支架和调整工作面作业空间的作用,工作人员在掩护支架的保护下进行采煤工作。
采空区垮落岩块自然堆积在柔掩支架后方,因柔掩支架沿工作面伪斜布置,采空区岩块的重力使柔掩支架受2个方向分力的作用,1个方向的作用力沿柔掩支架法线方向,该作用力将柔掩支架向工作面煤壁方向推压,通过调整工作面单体液压支柱的支撑高度和方向,保障工作面作业空间悬露顶板面积可控,保障作业人员安全;另1个方向的作用力沿柔掩支架布置的方向(与法线方向垂直),该作用力将柔掩支架向下部推拉,保障工作面柔掩支架向下部缓慢移动走架。
工作面一般铺设平板溜槽,爆落煤炭在自重的作用下,沿平板溜槽自溜至工作面下部溜煤眼内。
2、巷道布置工作面布置初期,需要沿煤层走向掘送工作面进、回风巷,平巷坡度不超过5‰,可设计刮板输送机运输巷道,也可设计铺设轨道,采用电机车运输。
柔性掩护支架开采法在急倾斜煤层开采中的实践
作者:徐良
来源:《科技创新与应用》2014年第18期
摘要:以淮南某矿251308工作面为例,从柔性掩护支架采煤法应用、应解决的关键问题和回采工艺等方面介绍了柔性掩护支架在急倾斜煤层开采中的应用。
开采实践表明,柔性掩护支架采煤法回采工艺较简单,简化了工作面支护作业,取消了采空区放顶,降低了工人劳动强度,有助于采煤工作面综合经济效益的提高。
关键词:柔性掩护支架;急倾斜煤层;回采工艺;应用分析
1 工作面概况
淮南某矿251308工作面位于西五采区东翼,西起-480m西五石门,东至-480m四五石门东740m。
该工作面上部为251306、241305工作面采空区,西部和东部分别为251307和241307工作面采空区,北部和南部为实体煤。
受地质条件影响,风巷在-480m~-410m西五13-1煤生根眼煤眼以东500m段、机巷在煤眼以东400m段范围内煤层倾角65°~72°;风巷在煤眼以东500m至开切眼段、机巷在煤眼以东400m至开切眼段煤层倾角40°~57°。
据工作面掘进资料可知,f25-01和f25-01断层附近煤层赋存不稳定,煤厚变薄;该工作面设计可采走向长度为700m,阶段垂高为33.8m;直接顶为均厚4.0m的灰~深灰色、薄层状砂质泥岩,老顶为均厚3.5m的灰~灰白色、厚层状细砂岩,直接底为均厚8.0m的灰~灰褐色、厚层状砂质泥岩,老底为均厚18m的浅灰~灰白色、厚层状石英砂岩。
根据矿井开采经验,该工作面采用八字形柔性掩护支架伪倾斜开采。
2 采煤方法的应用
2.1 采场支护
2.1.1 支护材料的确定
根据地质说明书提供的煤厚,采场支架选用宽度为2.4m~3.0m的“ ”字型架料。
具体选型见表1。
2.4m和2.7m支架架下用3组钢丝绳连结,3.0m支架架下用4组钢丝绳连结,钢丝绳直径均为32~36mm。
“T”字型螺栓的丝扣长度为60mm,直径为18mm。
“ ”字型支架架下连接的钢丝绳必须错茬搭接,不得出现其中两组及两组以上钢丝绳同时搭接的现象。
每组钢丝绳接头处搭接长度不小于2.5m,且任意两组之间错距不小于2.0m。
2.1.2 支架的安装
支架沿顶板摆设,安装时上肢超前下肢0.2m。
支架架下钢丝绳必须保持完好,连接支架和钢丝绳时,必须拧到钢丝绳变形。
安装支架时,顶板棚腿随支架安装而逐根回撤,并采用单根前探梁对回撤掉棚腿的棚梁进行临时支护。
风巷超前支护架梁随支架安装向外回撤,一次回撤最多不得超过2.0m,并及时将回撤的架梁向外延接,确保超前支护长度不小于20m。
支架安装时,上肢应与棚梁平行;支架安装后在支架上肢与棚梁之间采用木板或老料等接上劲,从而将棚梁托住。
架内单体液压支柱应沿煤层走向支设,风巷平架长度不小于8.0m,不大于
30m,压实碴不小于7.0m,老塘口距离架头1.0~3.0m之间。
2.1.3 支架的下放
当支架安装压实茬长度为15~30m时即可进行初次下放架子,在工作面架尾下放至机巷之前,架尾应保持3.0~5.0m的平架子,允许上翘角度不得超过15°,架尾至少保留2个眼,且不能同时出煤,确保一个小眼管理完好,余煤清理干净,供通风和上下人使用。
工作面初次下放时,开切眼眼口(距离开切眼0~2.0m)作业人员必须佩带保险带,且生根牢固。
架子正常推进时,工作面伪倾角保持在25°~30°之间,上拐点及分段放炮连接处,伪倾角可适当变大,但不得超过35°。
严禁出现陡台阶。
架子仰角保持在不大于煤层法线方向的10°。
平架子地沟高度在1.2~1.5m之间,地沟顶板侧打一行单体液压支柱,沿走向间距不超过2.0m。
如顶板破碎易窜矸时,必须将单体液压支柱间距缩小至1.0~1.5m,并用大板或老料将顶板腰背严实。
2.1.4 架头平架段及斜架管理
架头平架段浮煤杂物必须经常清理,顶板腰背严实,确保断面符合要求。
上拐点顶板暴露处必须采用老料、大板等背实,防止大块煤矸片落伤人。
人员进入工作面时,必须先检查支架内支柱及顶、底板情况,发现问题及时处理。
架下设置牢固的扶手绳,方便行人使用。
打眼前必须将自滑溜槽拴牢在架料上,在距离老塘附近(距离老塘口0.5~0.8m),上下各打一根支柱。
如支柱损坏或缺少,应及时更换或增补,歪倒的支柱及时扶正并与支架打上劲。
2.2 应解决的关键问题
251308回采工作面范围内煤层倾角变化较大,对工作面回采影响较大,支架是否能够顺利下放是影响该工作面回采的关键。
为确保工作面支架顺利下放,该工作面在-480m西五石门东600处至开切眼范围内施工了腰巷。
工作面回采时,首先回采腰巷上段工作面,暂将腰巷下段工作面进行封闭,待后期进行回收。
当工作面推至老开切眼位置时,若工作面煤层倾角可以满足支架下放条件时,则通过老开切眼将腰巷上方工作面支架下放至机巷;若此时工作面煤层倾角仍不足以满足支架下放条件时,则继续向西施工腰巷并每隔5.0~6.0m施工高眼贯通腰巷,继续推进腰巷上方工作面,直至煤层倾角满足支架下放条件时,则将工作面支架下放至机巷。
2.3 回采工艺
工作面伪倾斜柔性掩护支架下打眼、装药、放炮落煤→人工攉煤至自滑溜槽→刮板输送机运煤→架下支护→采空区处理。
在回采过程中,采用爆破落煤,人工攉煤至自滑溜槽的装煤方式,循环进度确定为
1.1m。
采腰巷上方工作面期间运煤方式为煤由腰尾第2部刮板输送机转至腰巷第1部刮板输送机,通过251308工作面老切眼(煤眼)再转至机巷第一部胶带输送机,经机巷第二部胶带输送机至-480m西五采区石门,通过-550~-480m西五13-1煤生根眼(煤眼)进入矿井总运出煤系统;工作面正常回采期间运煤方式为煤由机尾刮板输送机转至机巷胶带输送机,至-480m西五采区石门,通过-550~-480m西五13-1煤生根眼(煤眼)进入矿井总运出煤系统。
3 结束语
针对急倾斜煤层开采而言,柔性掩护支架采煤法回采工艺较简单,简化了工作面支护作业,取消了采空区放顶,大幅度的提高了作业人员的工作效率,降低了工人劳动强度。
同时,所用柔性掩护支架拆装方便,可为作业人员提供较高的安全保障。
此外,运用该柔性掩护支架采煤法时可减少大量坑木的使用,有助于提高工作面综合效益。
251308工作面开采实践表明,运用柔性掩护支架开采急倾斜煤层是可行的,符合煤炭科学发展观的要求。
当然,该开采方法也具有一定的局限性,如对煤层倾角变化适应较差,综合机械化程度较低,但仍不失为急倾斜煤层小型工作面开采的有效方法。
作者简介:徐良(1983,12-),男,湖北红安人,本科,助理工程师,2008年毕业于安徽理工大学土木工程专业,现从事煤矿开采技术管理工作。