大倾角煤层开采课件、

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特点3、急倾斜煤层工作面采下的煤块和垮落的矸石会沿底 板自动下滑，简化了工作面的装运工作。但下滑的煤块和矸 石容易冲倒支架，砸伤人员，给安全生产带来不利因素。 特点4、采空区管理，采空区垮落的矸石自动向下滑滚把采 空区下部空间充填起来，对顶板起着自然支撑作用，在短期 内，离工作面较近的采空区老顶不会折断。所以急倾斜工作 面在正常开采期间一般不出现明显的周期来压现象。 特点5、急倾斜煤层的落煤和支护机械化要比缓倾斜煤层困 难的多，要考虑到机械化采煤支架稳定性和防倒防滑问题， 增加了机械化采煤的难度。
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大倾角长壁工作面开采选择采煤方法为走向长壁后退式、放炮落煤。顶板管 理为全部垮落法。工作面支护选择DZ14-14/100型、DZ16-16/100型、DZ2222/100型DZ25-25/100型单体液压支柱与HDJA-1000型铰接顶梁配套支护。（泵站 对单体液压支柱供乳化液，泵站为WRB-100型乳化液泵站，它由两台泵组和一台 乳化液箱组成，一台泵组工作，另一台泵组备用。）工作面支柱排距1米，柱距 0.5米。支护方式：3～4排支柱管理顶板，支柱为齐梁齐柱悬臂对称布置如图。 工作面上、下出口采用DZ25-25/100型单体液压支柱，HDJA-1000铰接顶，超 前工作面煤壁外20m范围内棚梁下加打双棚支护。 出煤铺设塑料跑槽出煤，工作面抓煤层顶底板开采。
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走向长壁后退式采煤工艺 流程为：打眼—装药—铺槽— 放炮—放货—临时支柱—扫 货—支柱—放顶。 工作面出货；炮后煤在塑 料跑槽内下滑到运输顺槽刮板 溜子上，在工作面倾角较大段， 煤沿着工作面底板自行滑落。 回柱放顶；使用3.0吨回 柱器由下往上分伙分段进行回 柱放顶。
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三、沈煤集团林盛煤矿急倾斜煤层采煤的开采历史
（一）沈煤集团林盛煤矿井田地质状况 林盛煤矿井田地质状况
沈煤集团林盛煤矿于1981年12月25日正式建成投产，设计年生产能 力90万吨，2006年核定生产能力120万吨，目前实际年产量120万吨。井田 煤质牌号为气煤、肥煤，其中肥煤占90%，气煤和焦煤占10% 。林盛煤矿 隶属于沈阳煤业（集团）有限责任公司，位于沈阳市苏家屯区林盛堡镇。 Your Text here Your Text here 矿井井田面积为27平方公里。林盛煤矿井田在构造单元上位于辽东台背斜 与下辽河凹陷之过渡带内，林盛堡向斜的北端，全井为一不对称的倾伏向 斜构造，轴向为北北东向，倾向西南，其西翼倾角较缓，一般为20°～ 40°，东翼倾角较陡,从北向南由20°～45°～55°～70°。井田煤层为 14层煤，矿井可采煤层为3煤、5煤、7煤、12煤。其中7煤、12煤为主采煤 层，3煤、5煤为局部可采煤层，煤层厚度：3煤、5煤、7煤为薄煤层，其 中3煤煤层厚度不均，煤质较好，12煤为中厚煤层。 矿井分东西翼开采，目前煤层已开采到-735水平，开延工程已掘到 -800水平。
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五、大倾角长壁工作面开采存在的主要问题和关键技术处理
一、急倾斜煤层开采现状
国内急倾斜煤层储量和产量均占4%左右，由于急倾斜 左右， 国内急倾斜煤层储量和产量均占 左右 煤层倾角大、地质条件复杂等因素影响。 煤层倾角大、地质条件复杂等因素影响。急倾斜煤层采煤机 械化的发展远较缓倾斜煤层缓慢，因此， 械化的发展远较缓倾斜煤层缓慢，因此，国内急倾斜煤层目 前仍以炮采为主，主要的采煤方法：倒台阶式采煤法； 前仍以炮采为主，主要的采煤方法：倒台阶式采煤法；仓储 采煤法；钢丝绳锯采煤法；伪倾斜柔性掩护支架采煤法； 采煤法；钢丝绳锯采煤法；伪倾斜柔性掩护支架采煤法；走 向长壁采煤法…等 向长壁采煤法 等。沈煤集团林盛煤矿在开采大倾角煤层同 时不断探索急倾斜煤层开采支护技术，经过多年的开采经验， 时不断探索急倾斜煤层开采支护技术，经过多年的开采经验， 结合本矿煤层地质实际情况， 结合本矿煤层地质实际情况，最终选择了走向长壁后退式采 煤法。 煤法。当工作面遇地质构造煤层倾角突变采取长壁柔掩联合 采煤。 采煤。
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倒台阶采煤法实质上是走向长壁采煤 法在急倾斜煤层的应用，它在采区巷道布 置和生产系统上与缓倾斜煤层走向长壁采 煤法基本相同，只是工作面不是直线，而 是倒台阶形状见图1，倒台阶采煤法巷道 布置简单，但是回采工序多，落煤、支架、 回柱等项工序主要靠人力操作，劳动条件 困难而且繁重，不够安全，坑木消耗量大， 回采工作面煤尘大，产量、效率等项技术 经济指标都比较低，由于上述缺点，在建 矿初期使用一段时间后取消了这种采煤方 法。
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96年到外地学习伪倾斜金属柔性掩护支架采煤法，柔性掩护支架采 煤法是开采急倾斜煤层的较好的一种方法。优点是：工人在掩护支架下 作业比较安全，劳动条件较好。回采工作面工序简单，取消了单体支护 和采空区顶板管理。减轻了工人劳动强度，减少了作业人员，降低了材 料消耗。但是伪倾斜金属柔性掩护支架采煤法，适用条件是煤层赋存稳 定，倾角大于55°，煤层厚度在1.8—4.0米。当煤层倾角小于50度时支 架下放有困难。林盛煤矿煤层在30～50度倾角的煤层赋存量较大，占总 储量的（70）%，急倾斜中厚煤层赋存量较小（只有12煤层）。由于伪倾 斜金属柔性掩护支架采煤法受煤层条件限制，煤层倾角在55度以上的中 厚煤层，选择伪倾斜金属柔性掩护支架采煤法。 沈煤集团林盛煤矿在开采大倾角煤层（煤层倾角在30～50度之 间）最终选择走向长壁后退式采煤法，使用单体液压支柱进行支护。在 大倾角煤层工作面遇地质构造，煤层倾角突然增大我们采取长壁、柔性 联合支护的方式开采。通过不断的学习和总结，已经摸索出适合林盛煤 矿煤层条件的支护形式和采煤方法。保证了安全生产。
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目录
1 2 3 4 5 6
急倾斜煤层开采现状
急倾斜煤层构造的主要特点 沈煤集团林盛煤矿急倾斜煤层采煤的开采历史
沈煤集团林盛煤矿大倾角煤层长壁工作面开采
大倾角长壁工作面开采存在的主要问题和关键技术处理 结论
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Company 壁工作面开采
85年沈煤集团林盛煤矿引进了单体液压支柱，在12煤、7煤缓倾斜长壁回采 工作面试采成功后，所有的缓倾斜采煤工作面全部使用单体液压支柱支护。取消 了采煤工作面摩擦支柱和木支柱支护。在生产实践中通过对单体液压支柱支护的 特性了解、掌握了单体液压支柱的特点：1）单体液压支柱是用高压液体作为动 力的一种支柱，支柱初撑力决定于泵站的泵压，所以支柱初撑力较大可达到 18Mpa（摩擦支柱初撑力是靠人工手动油压升柱器来达到，支柱初撑力的只能达 到30KN）。支柱初撑力大提高了对顶板的支撑能力。特别在工作面初采期间，支 柱初撑力大，能有效的防止顶板离层而导致出现推垮型冒顶事故的发生。2) 单 体液压支柱是基本恒定的工作阻力，当工作面正常开采时顶板压力增大时，单体 液压支柱工作阻力随着增大。当达到额定工作阻力（28～30吨）时，支柱的安全 阀开启支柱沉缩，工作阻力略有下降，安全阀又重新关闭，工作阻力又有所上升， 安全阀又重新打开，如此往复，保证了单体液压支柱工作阻力，同时单体液压支 柱又能随顶板的下沉而下缩，这一特性有效的降底了顶板下沉量。单体液压支柱 由于工作阻力大，在工作面切顶线侧做切顶支柱非常好，有效的把顶板沿采空区 方向切落。根据这一特性我们又将单体液压支柱引入到大倾角工作面中试用。
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84年又选择了仓储采煤法，这种采煤 方法的特点是，在区段范围内沿走向以一 定宽度，划分成若干仓房。在每个仓房内 有一个沿走向布置仰斜推进的工作面，采 落的煤就暂时贮存在工作面下面的采空区 内，临时支撑顶板，待这个仓房采完后， 再把贮存的煤全部放出，见图2，这种采 煤方法适合于顶板岩石坚硬，能暴露较大 面积而不跨落，底板平整稳固不滑脱；煤 层倾角在45°以上，最好在50°（小于 50°时，放仓比较困难）；煤层厚度1～3 米，厚度过大时，回收率很低，煤质不易 保证。厚度过小时，放仓也有困难。另外， 对煤质要求坚硬， 层理、节理不太发育， 不易自燃，煤层瓦斯含量低，无淋水等条 件，而林盛煤矿煤层条件与上述要求正相 反，煤层层理、节理发育，易自燃（煤的 Text 1 Tet 2 发火期1～3个月），煤层瓦斯含量较大。 自从选择了仓储式采煤法后受通风限制， 易发生瓦斯事故， 94年取消了仓储式采 煤法。 同年又选择了水采方法，因为一次性 投资大，回收较低，95年取消了水采方法。
小区段内煤层倾角在30—50度之间变化，当倾角超过45 度之间变化，当倾角超过 小区段内煤层倾角在 度之间变化 度时，为急倾斜煤层。 度时，为急倾斜煤层。大倾角煤层开采回采效率和资源回收 率都很低。因此， 率都很低。因此，大倾角煤层开采一直是采煤工作者重点研 究的课题。近年来， 究的课题。近年来，沈煤集团林盛煤矿重点研究了对大倾角 煤层开采这一课题，并在30～ 度倾角的煤层工作面采取 煤层开采这一课题，并在 ～50度倾角的煤层工作面采取 走向长壁后退式开采，通过详细掌握地质条件、 走向长壁后退式开采，通过详细掌握地质条件、认真分析技 术关键、合理选择配套支柱、采取一系列防滑、 术关键、合理选择配套支柱、采取一系列防滑、防倒和顶板 控制以及伪斜开采等措施， 年以来， 控制以及伪斜开采等措施，自2002年以来，采煤工作面没 年以来 有发生过事故，实现了安全生产，回采率、 有发生过事故，实现了安全生产，回采率、生产效率分别得 到了提高。 到了提高。 关键词: 关键词 急倾斜 薄及中厚煤层 单体 炮采
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二、急倾斜煤层构造的主要特点
特点1、急倾斜煤层赋存状态是由煤层水平成层状态变化而 来，经历了较大的或多次的地质构造变化。因此，急倾斜煤 层地质构造复杂，煤层赋存不稳定。 特点2、急倾斜煤层顶板受力分析，由于煤层倾角大，顶板 垂直层面的重力被分解为沿顶板倾斜方向的下滑力，顶板法 线方向的分力。煤层倾角越大，沿倾斜方向的下滑力越大， 而垂直层面方向的作用力越小。因此，作用在工作面支架上 的压力变小，支架的稳定性降低，容易倾倒。由于倾角大， 垂直层面的作用力变小，在顶板岩性相同时，急倾斜煤层的 顶板比缓倾斜煤层顶板难于冒落，冒落步距会增大。由于沿 倾斜方向的作用力增大，底板岩层的稳定性降低。为此在开 采急倾斜煤层时，不仅顶板会发生移动和冒落，而且底板也 可能发生移动滑底。