攸縣急傾斜雞窩狀復(fù)雜薄煤層采煤方法方案設(shè)計(jì)

攸縣急傾斜雞窩狀復(fù)雜薄煤層開采

采煤方法方案設(shè)計(jì)

湖南理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧齊元2009.10分兩部分介紹1、項(xiàng)目的總說明2、地質(zhì)條件簡(jiǎn)況3、設(shè)計(jì)的采煤方法方案簡(jiǎn)介一、項(xiàng)目的總說明1、項(xiàng)目背景

2、巷道式采煤方法存在的問題

3、正規(guī)壁式采煤法在攸縣的適用性分析

4、適用攸縣采煤方法研究與設(shè)計(jì)的必要性5、設(shè)計(jì)的采煤方法方案

6、設(shè)計(jì)成果說明

（一）、項(xiàng)目背景攸縣現(xiàn)有96個(gè)煤礦，分布在蘭村向斜、黃豐橋向斜、桃水向斜三個(gè)礦區(qū)，。三個(gè)礦區(qū)的煤層在走向和傾向上均變化很大，煤層呈雞窩狀，極不穩(wěn)定，且頂?shù)装宥急容^堅(jiān)硬，不易垮落，屬典型的急傾斜雞窩狀復(fù)雜薄煤層。由于煤礦技術(shù)力量薄弱，生產(chǎn)技術(shù)落后，現(xiàn)大部分礦井仍普遍采用比較原始的巷道式采煤法。為搞好攸縣煤炭行業(yè)的安全生產(chǎn)，于二00九年八月，攸縣煤炭局委托湖南理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，針對(duì)攸縣煤礦的特殊條件，研究并設(shè)計(jì)出四種能適合攸縣煤礦的采煤方法。（二）、巷道式采煤方法存在的問題

1、不能形成兩個(gè)安全出口。2、不能形成負(fù)壓通風(fēng)。這是兩個(gè)重大安全問題。另外存在：生產(chǎn)工藝落后、回采率低等問題；同時(shí)，也與國(guó)家的有關(guān)要求不符。（三）、正規(guī)壁式采煤法在攸縣的適用性分析

由于攸縣三個(gè)礦區(qū)均屬典型的急傾斜雞窩狀復(fù)雜薄煤層，煤層在走向和傾向上均變化很大，在厚度和傾角上也變化很大，煤層呈雞窩狀，極不穩(wěn)定，一般在20～30m內(nèi)就會(huì)有變化，出現(xiàn)厚度由可采到不可采甚至尖滅現(xiàn)象，出現(xiàn)角度變化甚至倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，就是相對(duì)穩(wěn)定的主采煤層，也很難有在100m內(nèi)不發(fā)生變化的情況。在這樣的條件下如采用壁式采煤法，回采工作面難以形成，就是形成了也難以推進(jìn)和正?；夭?，由于煤層傾角大，還存在嚴(yán)重的不安全因素。故在攸縣大部分礦井不適宜采用正規(guī)的壁式采煤法。（四）、適用攸縣采煤方法研究與設(shè)計(jì)的必要性1、攸縣目前大部分礦井現(xiàn)用的巷道式采煤方法，而巷道式采煤方法又存在回采工作面兩個(gè)安全出口和負(fù)壓通風(fēng)等重大安全問題。2、現(xiàn)有正規(guī)的壁式采煤法對(duì)于攸縣的特殊條件又不適用。故必須針對(duì)攸縣急傾斜雞窩狀復(fù)雜薄煤層的采煤方法進(jìn)行專項(xiàng)研究和設(shè)計(jì)，以解決攸縣大部分煤礦的安全生產(chǎn)問題。（五）、設(shè)計(jì)的采煤方法方案

針對(duì)攸縣三個(gè)礦區(qū)急傾斜雞窩狀復(fù)雜薄煤層的特點(diǎn)和頂?shù)装鍒?jiān)硬的具體情況，設(shè)計(jì)如下四個(gè)采煤方法方案：1、斜坡短壁式采煤法；2、大塊段壁式采煤法；3、斜切倒臺(tái)階采煤法；4、斜切正臺(tái)階采煤法。這四種方案，重點(diǎn)解決了兩個(gè)安全出口的問題，解決了負(fù)壓通風(fēng)的問題，解決了壁式工作面的問題。（六）、設(shè)計(jì)成果說明

設(shè)計(jì)的四個(gè)采煤方法方案，是在許多專業(yè)技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)管理人員和井下一線工人的大量工作的基礎(chǔ)上提出和設(shè)計(jì)的，有些是在別人的基礎(chǔ)上提高的，有些是在同類礦井的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，有些甚至是在現(xiàn)場(chǎng)初步模型的基礎(chǔ)上細(xì)化而成的，同時(shí)還得到了省煤炭局總工程師趙軍、湖南科技大學(xué)趙伏軍教授等許多專家的指導(dǎo)，得到了省煤炭局、省煤監(jiān)局長(zhǎng)沙站、株洲市安監(jiān)局、省煤炭協(xié)會(huì)、攸縣煤炭局等部門的領(lǐng)導(dǎo)的支持和幫助，在此，對(duì)所有指導(dǎo)、支持、幫助和以前做了大量工作的同志表示衷心的感謝！二、地質(zhì)條件簡(jiǎn)況1、煤層賦存條件

主采2～4個(gè)煤層，且均為大部分可采。煤層厚度變化0～6m，平均厚為0.83～1.2m。煤層傾角變化25度～80度，平均傾角為58度左右。煤層可采系數(shù)76%左右，煤層硬度大，塊煤率達(dá)40%，煤層有分叉現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)中等偏復(fù)雜。2、開采技術(shù)術(shù)條件頂?shù)装鍘r巖性：頂頂?shù)装逡灰话銥樯吧皫r、砂砂質(zhì)泥巖巖，巖性性結(jié)構(gòu)致致密，不不易垮落落，屬1～2級(jí)級(jí)頂板，，頂?shù)装灏鍘r石的的普氏系系數(shù)一般般f≥12。均屬低瓦瓦斯，煤煤塵無(wú)爆爆炸性，，煤層無(wú)無(wú)自燃傾傾向性。。礦井水文文地質(zhì)條條件簡(jiǎn)單單，礦井井充水以以大氣降降水和老老窯水為為主要來(lái)來(lái)源。三、設(shè)計(jì)計(jì)的采煤煤方法方方案簡(jiǎn)介介1、斜坡坡短壁式式采煤法法；2、大塊塊段壁式式采煤法法；3、斜切切倒臺(tái)階階采煤法法；4、斜切切正臺(tái)階階采煤法法。（一）、、斜坡短短壁式采采煤法1、巷道道布置采區(qū)進(jìn)（（運(yùn)輸））、回風(fēng)風(fēng)石門（（兩石門門垂高約約40～～50m左右））見煤后后，沿煤煤層走向向布置進(jìn)進(jìn)（運(yùn)輸輸）、回回風(fēng)平巷巷，進(jìn)（（運(yùn)輸））、回風(fēng)風(fēng)平巷到到采區(qū)邊邊界后，，沿煤層層走向布布置兩至至三組垂垂高3～～5m的的天眼（（兩個(gè)相相距3～～5m的的天眼為為一組，，其中一一個(gè)為溜溜煤天眼眼，一個(gè)個(gè)為行人人天眼，，然后兩兩個(gè)天眼眼在上部部聯(lián)通）），每組組天眼相相距30～50m左右右；再?gòu)膹拿拷M天天眼的溜溜煤眼上上部沿煤煤層偽傾傾斜方向向（傾角角30度度左右））分別布布置沿煤煤上山與與回風(fēng)平平巷相通通，靠最最邊界的的一條為為溜煤上上山，靠靠近石門門的上山山為行人人上山；；然后在在兩上山山之間沿沿煤層偽偽傾斜方方向（與與上山相相反的方方向）布布置多條條聯(lián)絡(luò)斜斜巷（傾傾角30度左右右），兩兩上山之之間的間間距約20～40m左左右；兩兩聯(lián)絡(luò)斜斜巷之間間的間距距約8～～15m左右；；最后在在兩聯(lián)絡(luò)絡(luò)斜巷之之間布置置開切眼眼，以形形成斜坡坡短壁工工作面，，開切眼眼與上山山平行，，布置在在行人上上山的下下部3m左右處處，斜坡坡短壁工工作面斜斜長(zhǎng)約8～15m，推推進(jìn)長(zhǎng)度度為20～40m左右右，沿偽偽斜方向向向下推推進(jìn)。也也可將兩兩聯(lián)絡(luò)斜斜巷之間間溜煤上上山布置置為工作作面，工工作面沿沿偽斜方方向向上上推進(jìn)。。2、開采采順序沿走向：：工作面面采用后后退式和和前進(jìn)式式均可，，采區(qū)采采用后退退式（如如按布置置石門分分采區(qū)，，則采區(qū)區(qū)可采用用前進(jìn)式式）。沿傾向：：按自上上而下的的開采順順序。3、保安安煤柱沿偽傾斜斜方向：：兩上山山之間留留3m左左右的保保安煤柱柱，兩聯(lián)聯(lián)絡(luò)斜巷巷之間留留1～2m的保保安煤柱柱。沿傾向：兩區(qū)區(qū)段之間留3～5m的保保安煤柱。4、回采工藝藝斜坡短壁采煤煤法的回采工工藝過程為：：（1）、落煤煤：爆破落煤煤（2）、裝煤煤、運(yùn)煤：自自溜（3）、支護(hù)護(hù)：設(shè)計(jì)采采用木材點(diǎn)支支護(hù)支護(hù)材料：根據(jù)攸縣煤層層基本為急傾傾斜雞窩狀復(fù)復(fù)雜薄煤層的的特點(diǎn)和頂?shù)椎装遢^好（穩(wěn)穩(wěn)定、堅(jiān)硬））的實(shí)際情況況，如采用單單體液壓支柱柱進(jìn)行支護(hù)，，由于煤層傾傾角大，底板板堅(jiān)硬，而單單體液壓支柱柱又較重，第一支護(hù)操作不方方便，且不安安全；第二由于煤層厚度度變化大，工工作面需要多多種規(guī)格型號(hào)號(hào)的單體液壓壓支柱，備用用支柱多，搬搬運(yùn)困難，勞勞動(dòng)強(qiáng)度大；；第三由于頂板堅(jiān)硬硬，一般情況況下不會(huì)自然然垮落，回柱柱放頂非常困困難。故建議議回采工作采采用木材支護(hù)護(hù)。頂板管理：由由于頂板堅(jiān)硬硬，一般情況況下不會(huì)自然然垮落，再加加上煤層厚度度變化大，經(jīng)經(jīng)常出現(xiàn)局部部不可采和尖尖滅現(xiàn)場(chǎng)，故故頂板管理采采用不垮落管管理頂板。采采空區(qū)由木支支柱、煤柱和和局部不可采采區(qū)的煤巖柱柱來(lái)支護(hù)頂板板，兩上山之之間采完后進(jìn)進(jìn)行封閉。5、生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)煤：運(yùn)料：通風(fēng)：6、優(yōu)點(diǎn)（1）、煤層層厚度在走向向和傾向變化化較大、時(shí)常常出現(xiàn)局部不不可采和尖滅滅現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，仍仍可形成壁式式回采工作面面，適應(yīng)性較較強(qiáng)。（2）、工作作面傾角為300左右，，便于作業(yè)，，相對(duì)較安全全。（3）、可將將局部不可采采和尖滅地段段劃作一個(gè)塊塊段，留下來(lái)來(lái)支撐頂板，，有利于不垮垮落管理頂板板。（4）、工作作面產(chǎn)量穩(wěn)定定。（5）、全礦礦井采掘工作作面數(shù)目雖然然較多，但也也便于規(guī)劃和和管理。7、適用條件件適用于煤層頂頂?shù)装逑鄬?duì)穩(wěn)定（（比較堅(jiān)硬）），而煤層厚度度和傾角變化較大的急傾斜煤層層的低瓦斯、、煤層不自燃燃、煤塵不爆爆炸的條件下下。（二）、大塊塊段壁式采煤煤法1、巷道布置置（見大塊段段壁式采煤法法示意圖）進(jìn)、回風(fēng)石門門（兩石門垂垂高約40～～50m左右右）見煤后沿沿煤層走向布布置進(jìn)、回風(fēng)風(fēng)平巷，進(jìn)、、回風(fēng)平巷到到采區(qū)或礦井井邊界后，沿沿煤層走向布布置三至四個(gè)個(gè)天眼（兩個(gè)個(gè)天眼之間相相距10m左左右），靠邊邊界（里面））一個(gè)為溜煤煤天眼，其余余為行人天眼眼，再沿煤層層傾斜方向按按垂高8m左左右布置4～～5條聯(lián)絡(luò)平平巷；這樣將將區(qū)段內(nèi)煤層層沿傾向劃分分為5～6個(gè)個(gè)小塊段，先先將最下面一一個(gè)塊段按30度左右的的偽斜傾角由由里向外采至至距運(yùn)輸平巷巷垂高3m左左右停采，再再對(duì)上面所有有塊段按上下下兩個(gè)相反的的偽斜方向由由里向外作業(yè)業(yè)，并將上面面所有塊段自自上而下依次次回采（可采采的塊段均全全部采完），，上面所有塊塊段齊頭并進(jìn)進(jìn)，總體上形形成大塊段壁壁式工作面。。2、開采順序序沿走向：工作作面采用后退退式（如分采采區(qū)，則采區(qū)區(qū)可采用后退退式）。沿傾向：自上上而下開采。。3、保安煤柱柱沿傾向：兩區(qū)區(qū)段之間留3～5m的保保安煤柱。沿走向：工作作面沿走向推推進(jìn)20～50m（視頂頂板堅(jiān)硬程度度而定）后現(xiàn)現(xiàn)重開切眼布布置工作面，，中間留3～～5m的保安安煤柱。4、回采工藝藝5、生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)×5、相對(duì)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)（1）、大塊塊段組合工作作面斜長(zhǎng)較長(zhǎng)長(zhǎng)，產(chǎn)量較高高。（2）、在煤煤層厚度和傾傾角變化很大大、時(shí)常出現(xiàn)現(xiàn)局部不可采采和尖滅現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)時(shí)，可根據(jù)據(jù)具體情況按按塊段布置，，便于形成回回采工作面。。（3）、可將將局部不可采采和尖滅地段段劃作一個(gè)塊塊段，留下來(lái)來(lái)支撐頂板，，有利于不垮垮落管理頂板板。（4）、全礦礦井回采工作作面數(shù)目較少少，便于規(guī)劃劃和管理。7、適用條件件適用于煤層頂頂?shù)装逑鄬?duì)穩(wěn)定（比比較堅(jiān)硬），而煤層厚度度和傾角變化很大的急傾斜煤層層的低瓦斯、、煤層不自燃燃、煤塵不爆爆炸的條件下下。（三）、斜切切倒臺(tái)階采煤煤法1、巷道布置置（見斜切倒倒臺(tái)階采煤法法示意圖）進(jìn)、回風(fēng)石門門（兩石門垂垂高約40～～50m左右右）見煤后沿沿煤層走向布布置進(jìn)、回風(fēng)風(fēng)平巷，進(jìn)、、回風(fēng)平巷到到采區(qū)或礦井井邊界后，沿沿煤層走向布布置三至四個(gè)個(gè)天眼（兩個(gè)個(gè)天眼之間相相距20～30m左右）），靠邊界（（里面）一個(gè)個(gè)為溜煤天眼眼，其余為行行人天眼，再再沿煤層傾斜斜方向按垂高高10m左右右布置3～4條聯(lián)絡(luò)平巷巷；這樣將區(qū)區(qū)段內(nèi)煤層沿沿傾向劃分為為4～5個(gè)小小塊段，每個(gè)個(gè)塊段均按30度左右的的偽斜傾角由由里向外斜切切開采，先將將最下面一個(gè)個(gè)至距運(yùn)輸平平巷垂高3m左右停采，，再自下而上上依次回采上上面所有塊段段（可采的塊塊段均全部采采完），下塊塊段超前上塊塊段，總體上上形成斜切倒倒臺(tái)階工作面面。2、開采順序序3、保安煤柱柱4、回采工藝藝5、生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)6、相對(duì)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)（1）、在煤煤層厚度和傾傾角變化很大大、時(shí)常出現(xiàn)現(xiàn)局部不可采采和尖滅現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)時(shí)，可根據(jù)據(jù)具體情況按按塊段布置，，便于形成回回采工作面，，適應(yīng)性很強(qiáng)強(qiáng)。（2）、可將將局部不可采采和尖滅地段段劃作一個(gè)塊塊段，留下來(lái)來(lái)支撐頂板，，有利于不垮垮落管理頂板板。（3）、上下下塊段作業(yè)點(diǎn)點(diǎn)有一定的錯(cuò)錯(cuò)距，相對(duì)安安全。7、適