单一倾斜长臂采煤系

《单一倾斜长臂采煤系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单一倾斜长臂采煤系（13页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、目录1 单一倾斜长壁采煤法1.1单一倾斜长壁采煤法巷道布置及生产系统自运输大巷1开掘带区下部车场和进风行人斜巷7,掘进分带运输巷 4至上部边界由于运输 大巷1在煤层中开掘,为了形成一定煤仓高度,分带运输斜巷4,在接近煤仓出,应向上抬起, 进入煤层顶板.同时,自大巷1沿煤层倾斜向上掘进分带回风斜巷5.该巷与回风大巷2相交, 掘进到上部边界后,开掘开切眼,即可进行回采。采煤工作面长度为120-150m,工作面俯斜连续推进长度可达1000m或以上.在运输斜巷4中可铺设橡胶带输送机, 在工作面附近设一台挂板输送机或转载机;运料斜巷5铺设轨道, 一般用多台小绞车串联运送材料.小绞车设于巷道一侧即可.在转

2、运处巷道宜设一段平坡 煤的运输系统:自工作面3运输斜巷4带区煤仓6运输大巷1外运。通风系统：运输大巷 1进风行人斜巷 7运输斜巷 4采煤工作面 3回风运料斜巷 5 回风大巷 2 掘进。两个分带共用一个煤仓，组成一个带区。21 6I7图1 一倾斜长壁普采工作面。2 倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法示例条件为：煤层平均厚度为7.0m，平均倾角70。煤层划分为三个分层开采，俯斜工 作面长度为120m180m,米用普通机械化米煤。上下分层同米。巷道布置及生产系统。相邻分带组成一个带区，一面两巷，合用一个煤仓，但相邻分 带不同米。在分带两侧距煤层底板10-15m处，从运输大巷沿煤层倾斜向上开掘分带岩石集中

3、运输 带和分带岩石集中回风轨道平巷. 分带岩石运输集中巷（机轨合一巷）作为各分层的集中运 煤和回风巷。它与胶带机运输大巷有带区煤仓联接，与轨道运输大巷有进风运料斜巷联接。 在分带岩石集中运输巷内，每隔120m-150m开一小段岩石运输联络平巷，自送运输平巷向 煤层开一对方向相反的进风运输斜巷（各服务于一个分带），斜巷坡度为30，斜巷与分带 煤层（超前）运输巷联系;分带岩石集中轨道回风巷与回风大直接相连，与轨道运输大巷 用运料斜巷联系。在分带岩石集中轨道回风巷内，可采用无极绳运输物料。每隔120m150m 开掘一小段岩石。运料回风联络平巷，自运料回风联络平巷向煤层开掘一对方向相反的运 料回风斜巷

4、，坡度为 15-30。斜巷与分带煤层（超前）运料回风斜巷连接。各分带煤层分 层巷道重叠布置。在掘进分带岩石集中巷时，需要有一条顶分层分带煤层巷一次掘进边界， 做为配风及探煤巷，其他各分层带煤层巷均为超前米煤工作面掘进。运煤系统：自米煤工作面-分层带运输巷-运料斜巷-岩石运输联络平巷-分带岩石集中 运输巷-带区煤仓-运输大巷。材料与设备运输为：从运料斜巷-分带岩石集中轨道巷-运料联络平巷-回风运料斜巷- 分层分带轨道回风斜巷-工作面。另外，部分物料可由轨道大巷，进风（运料）斜巷-进入 机轨合一巷。通风系统：新风由大巷-进风运料斜巷-分带岩石集中运输巷-岩石运输联络平巷-进风 运料斜巷-分层分带运

5、输巷-工作面-分层分带回风巷-回风运料斜巷-运料联络平巷-岩石 集中回风轨道巷-回风大巷。3采煤系统分析3.1 仰斜开采与俯斜开采一般情况下,在顶板较稳定,煤质较硬,顶板淋水较大或煤层易自然,需在采空空区进 行注浆时,宜采用仰斜开采;当煤层厚度和煤层倾角较大,煤质松软容易片帮或瓦斯含量较 大时,宜采用俯斜开采.有时由于回风大巷位置不同,也影响采用仰斜或俯斜开采的选择, 在通过既是经济分析比较后确定. 对于倾角角小或近水平煤层,进风大巷并列布置.煤层条件有无特殊要求时可采用仰斜和 俯斜开采相结合的方式,采煤工作面均向大巷方向后以退式推进.图 3 为倾斜长壁采煤法仰斜与俯斜采煤法的示意图即运输大巷

6、以上部分采用仰斜开采,以下部分采用仰斜开采.这样,对于运输,通风和 巷道维护均比较有利.单工作面和对拉工作面倾斜长壁采煤法工作面可以采用单工作面布置也可以采用对拉工作面布置.但工作面布置时,每个工作面有两条回采巷道.对拉工作面布置是两个工作面布置三条回采巷道,其中运输巷道为两个工作面共用.由于工作面近似沿煤层走向呈现水平布置,不存在走向长壁时向下运煤和向上拉煤的问题,两个工作面可以等长布置.工作面风流不存在上行于下行问题,两个工作面 的通风状况都同样良好.由于对拉工作面减少了一条运煤巷道和有关联络巷道,降低了巷 道掘进工程量,节省了一套运输设备,相对来说生产比较集中.所以,顶板较好的薄及中厚

7、煤层,特别是采用炮采和普通接卸化采煤工艺时,一般采用对拉工作面可取得较好的技术 经济效果.综采工作面开采强度大,不采用分带对拉布置形.4 前进式、后退式和混合式回采顺序2 2图 4 前进式 后退式和糊混合回采示意图1 图 1- 运输大巷2- 回风大巷 3- 分离运输巷 4- 分离回风巷 图， 上部边界设总回风巷时的前进式和往复式回采踩灭工作面自大巷附近向上(下)部(b)边界推进的称为前进式回采，反之，称为后退式回采，两者结合称为往复回采。前进式，后退式，往复式回采顺序及优缺点比较与走向长壁采煤法基本相同。目前，我国多采用后 退式回采顺序。在薄及中厚煤层条件下，当长部边界设有总回风时，则为往复式

8、回采创造了有利条件。如图 .这种布置方式既可以实现仰斜和俯斜相结合方式开采，又可以克服减轻前进式回采 的缺点，并有利于工作面搬迁。图(a)为设分带煤柱，(b)为无煤柱护巷，某些选择原则与走 向长壁布置相同 .5 分带斜巷布置及其联系方式厚煤层采用分层同时采，则必须设置分带集中斜巷。不少矿井根据煤层储存条件，巷道服 务年限，生产能力等因素采用了分层分采不设分带集中斜巷的布置方式，减少了岩石巷道 和联络巷工程量。具体到某个工作面是否设分带集中斜巷，其原则与走向长壁采煤法确定 是否设区段集中巷时基本相同。但应当指出：在特定条件下，如运输大巷以下带区（上山 带区）要求采用仰斜开采或大巷以下带区（下山带

9、区）要求采用俯斜开采时，由于厚煤层 前进式回采沿空留巷技术目前尚处于试验阶段，因此，不论分层是否同采，一般均采用设 置分带集中斜巷的布置方式。由于这种采煤方法适用于倾角较小的条件，分带集中斜巷与分层斜巷之间的联系方式多采 用斜巷联系，用于溜煤的也可以采用立眼联系并另设进风，行人斜巷。当分带间无煤柱时。 相邻两分带可以共用联络斜巷及立跟。6 生产系统倾斜长壁采煤法取消了（盘）区上（下）山，分带斜巷联络巷直接与运输大巷相连。运输 系统少了一个环节，但分带斜巷一般都很长，辅助运输比较困难。当前我国不少矿井根据 运辅能力和煤层倾角采用 T 多台小绞车串联和无极绳运输方式，人工操作劳动强度大。事 故也较

10、多，与采煤和运煤机械化的水平不相适应，影响了倾斜长壁采煤法技术潜力的发挥 和经济效益的进一步改进。当前在我国只有少数矿井根据条件分别试验和采用了单轨吊， 单轨车 齿轨车和无极绳胶轮机车运输。这些较为先进的辅助运输设备，系统简单，运输 量较大，运距较长且比较安全。为了提高效率，实现安全生产，应迅速提高辅助运输机械 化水平，研制出适合我国国情的新型辅助运输设备。根据采煤工作面产量，瓦斯涌出量及分带巷道布置等因素，倾斜长壁采煤法的采场通 风方式也可有U I Y W H型等几种，可根据不同条件选用。如煤层倾角较大（大于等于10度），瓦斯涌出量有较大时，为避免分带斜巷沿风下 行，总回风巷设置在上部边界为

11、宜。应用分带集中巷布置时，要解决分带超前斜巷及联络 巷的布局沿风下行问题，则应采取措施，如加强通风与通风检查，防止局部瓦斯积聚。7 采煤工艺特点在近水平煤层中，不论工作面采用仰斜推进还坏死俯斜推进，其工艺过程和走向长壁 采煤法相似。但随着煤层倾角的增大，工作面矿山压力呈现规律及采煤工艺又有一些特点， 若仍采用和走向长壁采煤法相似的设备，就会带来一定的困难。7.1 矿压显现及支护特点对于仰斜工作面，由于倾角的影响，顶板将产生向采空区方向的分力（沿层面方向）在 此分力作用下，顶板的悬壁岩层将向采空区方向移动，使顶板岩层受拉力作用。因此，它 更容易出现裂隙和加剧破碎，并有将支柱推向采空区侧的趋势。由

12、于仰斜工作面，采空区顶板冒落矸石基本上涌向采空区,这时指甲的主要作用是支撑 硬板。因此,可选用支撑式或掩护式支架.当倾角大于 12 度左右时,为防止支架向采空区侧 倾斜,支柱应斜向煤壁 6 度左右,并加强复位装置或设置位千斤顶,以确保支柱与煤壁的正 确位置关系。煤层倾角较大时,工作面长度不能过大,否则由于煤壁片帮造成煤量过多,输 送机难以启动。煤层厚度增加时,需采取防片帮措施。仰斜开采移架困难,当倾角较大时, 可采用全工作面小移量多次移的方法,同时优先采用大拉力推移千斤顶的液压支架。 对于俯斜工作面,沿顶板岩层的分力指向煤壁侧,顶板岩层受压力作用,使顶板裂隙有密合 的趋势,有利于顶板保持连续性

13、个稳定性.倾角越大,仰斜工作面的顶板月不稳定,而在俯 斜工作面的顶板越稳定。对于俯斜工作面,采空区顶板冒落的矸石可能会直接涌入工作空间,这样支架的作用除 了支撑顶板外,还要防止破碎矸石涌入.因此,根据具体情况可选用支撑掩护式或掩护式支 架.由于碎石作用在掩护梁上,其载荷有时较大,所以掩护梁应具有良好的掩护性和承载性 能.为防止顶板岩石冒落时直接冲击掩护梁,可增加顶梁的后臂长度.掩护式支架容易前倾, 在移架过程中当倾角较大，采高大于2.0,m,降架高度大于30mm时，经常出现支架向煤壁倾 倒现象. 为此, 移架时严格控制降架高度不大于 150mm, 并收缩支架的平衡千斤顶, 拱起顶梁 的尾部,

14、使之带压撑顶移架, 以有效地防止支架倾倒。7.2 采煤工艺特点仰斜开采时,水可以自动流向采空区. 工作面五积水,劳动条件好,机械设备不易受潮, 装煤效果好. 当煤层倾角小于10度左右时,采煤机及输送机工作稳定性尚好. 如倾角较大, 采煤机在自重影响下,截煤时偏离煤壁减少了截深;输送机也会因采下的煤滚向槽下侧,易 造成断链事故.为此,要采取一些措施,如减少截深,采用中心链式输送机,下部设三角架把 输送机调平,加强采煤机的导向定位装置等.在煤层夹矸较多时,滚筒切割反弹力较大时, 使采煤机受振动和滚筒易割飘,导向管在煤壁侧磨损严重.当倾角大于 17 度时,采煤机常向 采空区一侧移动,甚至出现翻倒现象

15、。在俯斜开采时,随着煤层倾角的加大,采煤机和输送机的事故增加.装煤效率降低.由于 采煤机的重心偏向滚筒,俯斜开采将加剧机组的不稳定,易出现机组掉道或断牵引链事故, 并且采煤机机身两侧导向装置磨损严重.鸡西矿区小恒山矿通过采取加高流筒滑靴的措施, 在煤层倾角 17 度左右时,仍取得了较好的效果。俯斜开采最大的问题是装煤困难.城子河 矿开采倾角 20 度左右的煤层,采取下述措施较好的解决装煤困难的问题.最初,该矿宣统采 煤机的滚筒式相向旋转的,滚筒螺旋叶升角小,装煤效率低,牵引负荷大.安全阀经常开启, 无法正常割煤.为此,将来采煤机两滚筒对换位置,改为背向旋转,且割底煤滚筒用弧形挡 煤板,70%的

16、煤能靠采煤机装入输送机.但这种方法使用采煤机负荷增大.为此,应当降低割 煤速度.当倾角大于 22 度时,采煤机机身下滑,滚筒钻人煤壁,煤装不进输送机中.经试验采 取把输送机靠煤壁侧吊起来,使底板始终保持台阶状,采煤机可正常工作。(a) 采煤机处于正常切割状态，割底形形成台阶。(b) 利用支架及绳套吊起铺送机，然后推移输送机进入下一个台阶。(c) 割完一刀移输送机后，进入正常割煤。8 适用条件倾斜长壁采煤法的适用条件是否布置成倾斜长壁工作面主要考虑煤层倾 角大小，其次考虑地质构造特点，着重于断层的分布规律并保证工作面有足够的连 续推进长度：1. 按目前的设备条件，倾斜长壁采煤法主要适用于倾角在

17、12M 以下的煤层， 应做为推广应用的重点。2. 当对采煤工作面设备采取有效的技术措施，可应用于 12-17 的煤层。当煤 层在 20 左3. 对于倾斜和斜交断层角度的区域，能大致划分成较为规划分带的情况下， 可采用倾右时现有少数矿井使用，总的也有待于改进。斜长壁采煤法或伪斜长壁采 煤法。其他因素对采用倾斜长壁采煤法的影响较小。必要时，要进行技术经济比较最 后确定采煤方法。9 评价倾斜长壁采煤法的评价根据倾斜长壁采煤法的巷道布置及采煤工艺特点，以及国内外一些 矿井实践中获得饿经济效果，可以看出在矿山地质条件适宜的煤层中，采用倾斜长壁采煤 法比走向长壁采煤法具有以下优点：1. 巷道布置简单，巷道

18、掘进和维护费用低，投产快。与走向长壁采空巷道布置相比， 这种方法减少了一些准备巷道，相应的可以缩短矿井建设期。当井底车场和少量 的大巷工程完毕后，就可以很快地准备出采煤工作面投入生产。在生产期间，由 于减少课巷道工程量，工作面接续也比较容易掌握；同时，还减少了巷道维护工 程量和维护费用。2. 运输系统简单，占用设备少，运输费用低。工作面出煤经与分带斜巷运输直达运 输大巷，运输环节少，系统简单。3. 由于那个斜巷长壁工作面的回采巷道既可以沿煤层掘起，又可以保持固定方向， 故可使用工作面长度保持等长，从而减少课工作面长度的变化给生产带来的不利 影响，对综合机械化采煤非常顺利。另外，也便于布置对拉工

19、作面，有利于普采 工作面的集中生产。4. 通风路线短，风流方向转折变化少，同时使巷道交叉点和风桥等通风构筑物也相 应减少。5. 对某些地质条件的适应性较强。当煤层的地质构造如倾斜和斜交断层比较发育时， 布置倾斜长壁工作面课减少断层对开采的影响，可保证工作面的有效推进长度， 当煤层顶板淋水较大或采空区采用注浆防火时，仰斜开采有利于疏干工作面，创 造很好的工作环境；当瓦斯涌出量较大时，俯斜开采有利于减少工作面瓦斯含量。6. 技术经济效果比较显著。国内实践表明，在工作面单产，巷道掘进率，采出率， 劳动生产率和吨煤成本率等几项指标方面，都有显著提高或改善。存在主要问题是：1. 长距离的倾斜巷道，使掘进

20、及辅助运输，行人比较困难。2. 现有设备都按走向长壁工作面饿 回采条件设计和制造的，不能完全适应倾斜长壁工作面生产要求。3. 大巷装车点较多，特点是当工作面单产低，回采工作面个数较多时，这一问题更 加突出。4. 有时存在污风下行的问题。 上述问题采用措施后可以逐步得到克服，例如，采用先进的辅助运输设备，改进现 有工作面以适应倾斜推进和较大倾角时的需要，加强对瓦斯的检查等。致谢词本篇论文是在李甲林周宇翔两位老师悉心指导下而完成的，老师那严肃的教学风格，精益 求精的工作态度，深深的感动着我、激励着我。从给我们分配选题到最后的完成论文编写， 两位老师始终都给我细心的指导和不懈的支持。所以，在此致以诚挚的谢意，以及崇高的 敬意。在此，我还要感谢和我一起度过了大学生涯的的同学们。是你们真诚的帮助和衷心的支持， 我才能克服一个又一个的困难和疑惑。直到我顺利的完成本文。在此，也衷心的感谢你们。 在论文即将完成之际，我的内心久久无法平静。从拿到选题到论文的完成，有许许多多默 默无闻的老师和同学们在背后给了我很大的鼓励和支持。在这里，请你们再次接受我诚挚 的谢意，谢谢你们。参考文献1钱鸣高矿山压力及其控制M.北京：煤炭工业出版社，19932曹允伟煤矿开采方法M.北京:煤炭工业出版社，20053许永圻采矿学M。徐州；中国矿业大学出版社，1999