矿井倾斜分层下行垮落采煤法采煤工艺特点研究

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1、矿井倾斜分层下行垮落采煤法采煤工艺特点研究　　【摘要】顶分层采煤工作面的顶板是煤层的原生顶板，底板是煤层，采煤工艺与中厚煤层长壁采煤法基本相同。为了使顶分层开采后冒落的矸石与其下的煤层隔离开，并为下分层安全开采创造条件，顶分层增加了为下分层铺设人工假顶或形成再生顶板的工作。【关键词】倾斜分层；垮落；采煤工艺1.顶分层回采工艺特点1.1人工假顶我国煤矿中采用的人工假顶主要有竹笆或荆笆假顶、金属网假顶和塑料网假顶。1.1.1竹笆或荆笆假顶我国有些矿区，特别是南方的一些矿区，可就地取材，采用竹笆或荆笆作为人工假顶材料。竹笆是用竹片或细竹竿经

2、铁丝编织而成的笆片，宽约0.78～1.0m，长约2.2～2.4m。荆芭是用荆条交织编成的笆片。6竹笆或荆芭假顶只能沿底板铺设，一般沿工作面倾斜由下向上铺设，芭片之间相互搭接，搭接处用铁丝联结，接头要固定在底梁上以防芭片滑落。当垮落在采空区中的矸石具有较好的胶结性能时，也可不和底梁而改铺双层芭片。除最下部的一分层外，每一分层都需铺设。竹笆或荆笆假顶的整体性较差，强度较低，假顶下允许的悬顶面积较小，易腐烂失效，故逐渐少用。1.1.2金属网假顶这种假顶一般用12号～14号镀锌铁丝编织而成，为加强网边的抗拉强度，常用8号～10号铁丝织成网边。

3、常见的网孔形状有正方形、菱形及蜂窝形等。网孔尺寸一般为20mm×20mm或25mm×25mm。金属网假顶强度较高，柔性大、体积小、重量轻，便于运输和在工作面铺设，且耐腐蚀、使用寿命长，铺设一次可服务几个分层。因此，目前在分层开采的工作面得到了广泛应用。一般菱形网在承载性能方面均优于相同直径铁丝编成的经纬网。普采和炮采工作面的金属网要人工铺设，综采工作面的金属网可以人工铺设或机械铺设。金属网可以沿工作面底板铺设，也可以沿工作面顶板铺设。人工铺顶网时，紧跟踪采煤机割煤后暴露的顶板，将金属网卷沿平行于工作面的方向展开，用铁丝与原先的金属网联

4、成一体。金属网长边搭接，短边对接。长边用12号或14号铁丝单丝或双丝每隔80mm或100mm联一扣，联好网后移液压支架或挂梁支柱。6与铺底网相比，铺顶网可以同时服务于上下分层工作面的顶板管理，顶板较破碎的情况下效果明显。铺顶网工作面放顶时，金属网将采空区与工作空间隔开，可阻挡采空区矸石向工作面窜入，工作面浮煤均位于金属网下，不与顶板矸石混杂，在下分层开采时，这些煤可一并采出。综采工作面利用液压支架机械化铺设金属网工艺有了很大发展。机械化铺网有两种方式，一是铺设顶网，一般是在液压支架的前探梁或顶梁下增设托架。将金属网卷装在托架上，网从托

5、梁前端绕过后被紧压在顶板上，当支架前移时，网卷自行展开，一卷网铺完后再换装上新网卷，并将新网的网边与旧网的网边联接。联网工作在支架托梁下方由手工完成，铺凤的顶网长边垂直于工作面方向。图中网卷2为架间网工，其宽度与支架宽度相等，网卷1为架中网，其宽度比网卷2窄0.5m左右，两网互相搭接。这种方式的主要缺点是联网必须在靠近煤壁的托梁下方由手工完成，联网交低。由于网在靠近煤壁处下垂，当采高较低时，托梁下方没有足够的空间安置金属网卷，或金属网卷有碍于采煤机顺利通过。第二种机械化铺网方式是利用液压支架铺底网。支架后端掩护梁下（有的支架则在支架底

6、座前端）安设有架间网及架中网的网卷托架，前后排网卷交错间隔安放，网片长边搭接150～200mm，短边搭接500mm左右，支架前移时，网卷的底板上自行展开。联网工作在掩护梁6下进行，与采煤工作互不干扰。目前，有的国产支架上设计了机械压扣式联网机构，可取消手工联网，实现铺联网全部机械化。1.1.3塑料网假顶塑料网假顶是由聚丙烯树脂塑料带编织而成，网带宽13～16mm，厚度为0.8-0.9mm，塑料网网片通常有5.6m×0.9m和2.0m×0.9m两种尺寸。塑料网较轻，重量只有相同面积金属网的1/5左右，具有无味、无毒、阻燃、抗静电、柔性大

7、、耐腐蚀等优点。进一步降低成本后，将具有广泛应用阶值。1.2再生顶板当直接顶板含泥质成分较高时，顶分层开采后，在上覆岩层的压力作用下，加上顶分层回采时向采空区注水或灌浆，垮落在采空区的冒落矸石经过一段时间后就能重新胶结成为具有一定稳定性和强度的再生顶板。下分层即可在再生顶板下直接回采，不必铺设人工假顶。再生顶板形成的时间与岩层的特征、含水性、顶板压力大小等因素有关，一般至少需要4-6个月，有的甚至一年的时间。上下分层采煤工作面的滞后时间应大于上述时间。6再生顶板下的分层工作面采煤工艺与中厚煤层走向长壁采煤法相同，只是增加了向采空区注水

8、或灌黄泥浆的工作。再生顶板提高了劳动生产率，降低了采煤成本，改善了下分层的安全条件。故在条件适宜时，应充分利用再生顶板。国外有的矿井采取向采空区浇灌化学胶结剂的方法以促进再生顶板形成。如果煤层中含有厚度大于0.5m的夹石