伪倾斜柔性掩护支架采煤方法以及新技术

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伪倾斜柔性掩护支架采煤方法以及新技术研究与探讨2013年10月 1引言2采煤工艺3柔性支架的结构4存在的问题5柔性支架的新技术http://www.hxytech.comhttp://www.hxytech.com 1引言1、我国急倾斜煤层资源情况急倾斜煤层占我国煤层储量的40%，而南方地区80%的矿区赋存有急倾斜煤层。我过急倾斜矿井数量多但产量不大，具2000年统计有国内17%矿井具有急倾斜工作面，但产量仅占3.88%，随着近几年资源的减少急倾斜产量有所提高2011年达到5%。http://www.hxytech.com 2、急倾斜煤层采煤特点当煤层倾角>时，称急斜煤层开采。急倾斜煤层开采的主要特点：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。一般性特点：1、地质构造复杂，煤层赋存不稳定煤层由原水平状态，经过多次地质变动，变成急斜煤层。地质构造复杂；煤层不稳定；在尺寸相同、煤层数目相同的井田内，煤的储量相对下降。2、采下的煤和垮落矸石会自动下滑—简化煤的运输；带来不安全因素3、采煤工作面行人，运料及操作等各工序均较困难http://www.hxytech.com 4、顶板沿倾斜方向的分力增大，垂直于层面方向的分力减小，矿压显现缓和，同时引起：§工作面支架不稳定；§底板岩层稳定性下降；§顶板、底板均会滑动http://www.hxytech.com 5、机械化采煤一般比较困难6、急倾斜煤层采矿工程图采用采矿工程立面图、层面图、剖面图ⅠⅠⅠ-ⅠⅠ-Ⅰ888877776666555544223399212111http://www.hxytech.comⅠⅠ 急倾斜煤层开采的特点1、矿井多采用立井多水平集中运输大巷和采区石门开拓方式http://www.hxytech.com Ⅰ5Ⅰ-Ⅰ887724663554239211Ⅰ12、采区用一组上山眼的布置方式，或用伪斜折返上山。http://www.hxytech.com 3、采区一般不设上、中部车场，设下部车场4、采煤方法多样Ⅰhttp://www.hxytech.comⅠ 3、急倾斜煤层常用开采方法及其发展急倾斜煤层采煤法的发展解放前柱式采煤高落式或残柱式倒台阶走向长壁水平分层，斜切分层（20世纪50年代初）（20世纪50年代)解放后伪倾斜柔性掩护支架采煤（1965伪倾斜长壁）（20世纪80年代）水平分段放顶煤（20世纪80年代后期）http://www.hxytech.com 2采煤工艺§七十年代，中期淮南矿区首创“伪斜柔性掩护支架采煤法”。§该法回采工艺筒单。可实现三班连续出煤，单产高、效率高。这种采煤方法的技术经济效果明显高于其它急倾煤层采煤方法（综采放顶煤除外），是我国开采急倾煤层的一种主要方法。1、采煤系统伪斜柔性掩护支架采煤法—采面呈直线伪斜布置，沿走向推进，并用柔性掩护支架隔离采空区，工人在掩护支架下采煤http://www.hxytech.com 200m10m10m114998-1408水平10采空区34510612采空区713155mhttp://www.hxytech.com-250水平 http://www.hxytech.com 200m10m10m114998-1408水平10采空区3451061112采空区713155m-250水平1采区回风石门；2采区运输石门；3运料眼；4溜煤眼；5行人眼；6区段回风巷；7区段运输巷；8初采斜巷；9收作眼；10架尾移动轨迹线；11架头移动轨迹线；12采煤工作面；13溜煤小眼；14永久封闭墙；15小眼临时封闭http://www.hxytech.com 2、回采工作1）准备§将回风巷扩宽到煤层顶底板，从切眼外5m处挖地沟§在扩宽的回风巷里安掩护支架１顶板；２底板；３地沟；４钢梁；５钢丝绳；http://www.hxytech.com６竹笆；７压木；８垫木；９撑木 http://www.hxytech.com http://www.hxytech.com http://www.hxytech.com 回采工作面上回风口http://www.hxytech.com 回采工作面http://www.hxytech.com 回采工作面下溜煤口http://www.hxytech.com 掩护支护调斜§将掩护支护调斜成伪斜工作面，斜角为255m1>15m3.5m38m364o2307１区段回风巷；２区段运输巷；３初采斜巷；４掩护支架；５支架移动轨迹线；６支架放平位置；７溜煤小眼http://www.hxytech.com 采煤—炮采工艺打眼-装药-联线-放炮（全采面一次爆破或分段爆破）出煤（铺溜槽）-调支架等。http://www.hxytech.com ⅠⅠⅠ顶3底Ⅱ800板Ⅱ3板800ⅡⅡ-Ⅰo60213炮眼布置http://www.hxytech.com 2）正常回采（1）接长掩护支架—采煤—溜煤眼上留巷拆支架§在回风巷接长掩护支架，超过上出口810m（2）采煤—炮采打眼-装药-联线-放炮（全采面一次爆破或分段爆破）出煤（铺溜槽）-调支架等。（3）拆支架—在采面下端将支架放平，并留出空间1.2m高，拆除支架http://www.hxytech.com 3）收尾（1）在停采线一侧掘两条收尾上山—走向间距810m，用联络眼贯通（2）支架安装到收尾上山处，不再接长（3）随采煤下放前端支架，伪斜角逐渐变小，并拆除上端多余的支架，放平支架。（4）全部拆除支架134376http://www.hxytech.com25 §柔性掩护支架工作原理视频http://www.hxytech.com 3、支护工作1、端头支护§工作面上、下端头支护采用长度为3.0m的π型钢梁配DW25型单体液压支柱四对八梁，一梁三柱的支护方式。2、超前支护§运输和回风顺槽超前加强支护段采用DW25型单体液压支柱配DJB1000/300型金属铰接顶梁支护，回风、运输顺槽加强支护长度均为20m，双加强支护方式。3、工作面支护§柔性掩护支架并排（6副/m），两根新、两根旧的钢丝绳用铁夹板、螺丝拧固成整体。钢丝绳直径为Ф28～30mm，长度25m／根，两端封头不少于0.1m。http://www.hxytech.com §工作面采用适当长度的单体液压支柱与半圆木配合支撑掩护支架和控制顶板，其支护方式可为背顶支柱或斜撑控架支柱，并要求背顶支柱和斜撑控架支柱应交替实施支护作业。§规定支柱间距为1.5～2.0m/根，工作面的空间高度（溜槽中间至架顶）控制在0.7m～1.6m，要求掩护支架放架到位，不得出现仰架、瓦架、趴架、钻底及挂顶等情况。§4、顶板控制§掩护支架背顶侧煤岩垫实厚度为1m-1.5m，作为直接顶或老顶垮落时的缓冲层。§顶板在回采工作面上端头回采长度超过25m仍未垮落时，必须进行强制爆破。http://www.hxytech.com 4、评价及适用优点：1§安全、劳动条件好；3437§巷道布置简单，掘进率低；6§工序简单，煤自溜，可全天连续采煤；25§材料消耗低；§采面较长，利于高产；§技术经济指标较好。http://www.hxytech.com 缺点：§支架结构不完善，不能调节宽度；§全部工序以体力劳动为主（支架运输、安装和拆除，打眼、放炮，拆移溜槽等）§如有淋水，劳动条件差；1§采面仅一组工人工作，工艺待改进；3437§煤尘大；6§支架拆除费事。25http://www.hxytech.com 适用条件倾角大于60°，厚度2～6m，埋藏稳定的急斜煤层。200m我国一些矿1井0m在10m6～10ｍ，埋藏稳定的急斜煤层，以及厚度小到1.3m，埋藏1稳定的14急99斜煤层，也有成功的应用。8-1408水平10采空区34510612采空区71315http://www.hxytech.com5m-250水平 3柔性支架的结构§柔性支架从结构上有：§1、平板型§2、八字形掩护支架§3、“<”形支架§4、单支撑式支架§5、“7”字形掩护支架§6、多边形柔性掩护支架http://www.hxytech.com 1、平板型工字钢，钢丝绳，荆笆，压木，撑木http://www.hxytech.com 钢梁：比煤厚小0.3～0.5m的直钢梁平行排列，每米宽度排放3～５根。钢丝绳：2～5根钢丝绳，直径22～43.5mm钢夹板和螺栓将钢梁联成整体。http://www.hxytech.com 2、八字形掩护支架适用：M=1.31.6m增加高度0.30.5m淮南李一矿ⅠⅡⅢ213αⅠhttp://www.hxytech.com Ⅰ3、“”形支架ⅡⅠⅡ适用：，4.6mⅠⅠⅡⅡⅢⅢ4、单支撑式支架适用：；M=1.454.6mA1243ρα115http://www.hxytech.com http://www.hxytech.com http://www.hxytech.com http://www.hxytech.com 5、“7”字形掩护支架适应于倾角小于70°，煤层厚度0.7—1.2米。重庆中梁山煤矿使用。http://www.hxytech.com 6、多边形柔性掩护支架重庆南桐矿业东林煤矿架肩架脚http://www.hxytech.com 掩护支架的宽度http://www.hxytech.com 4存在的问题§1、掩护支架不能适应煤层厚度太大的变化，因掩护支架的结构固定，不能调宽，对煤层厚度、倾角等产状变化的适应性差。尤其是当煤层中有夹矸时，工作面中无法排除矸石，影响煤质。§2、当煤层较薄时工作面空间小，工作环境较差。因此这种采煤方法最适用的条件是煤层埋藏稳定，倾角及厚度变化很小，没有厚的夹石，煤层倾角在55°以上，厚度为0.7—6米的煤层。§3、在煤层倾角为45～60°各种厚度的急倾斜煤层中应用这种采煤方法时，护架下放容易发生事故，要求具有较高的技术及管理水平，因此对于这种条件下的护架结构及其下放方式应进一步研究和改进。§4、目前这种采煤方法的全部工序都是人工进行，比较繁重。因此无论是护架的运送，安装和拆卸，还是回采工作面中的落煤及煤的装运工作，都迫切需要实现机械化，以改善工人的劳动条件。http://www.hxytech.com §柔性掩护支架在生产中存在的问题§现场常见故障的处理http://www.hxytech.com 5柔性支架的新技术1、四连杆铰接支架http://www.hxytech.com 2、自移式机械化柔性支架http://www.hxytech.com http://www.hxytech.com http://www.hxytech.com http://www.hxytech.com 3、柔性掩护液压支架河北诚田恒业煤矿设备有限公司http://www.hxytech.com §4、液压支腿式柔性掩护支架（设想）http://www.hxytech.com 优点：支架下放可控、支撑空间大、支撑力均匀、整体支架重量轻。需解决的问题：支架下放时稳定性、油缸的控制方式、在没有专用采煤机械前提下支持空间的有无意义http://www.hxytech.com http://www.hxytech.com 谢谢各位！http://www.hxytech.com