伪倾斜柔性掩护支架采煤方法以及新技术

伪倾斜柔性掩护支架采煤方法伪倾斜柔性掩护支架采煤方法以及新技术研究与探讨以及新技术研究与探讨_年_月主要内容采煤工艺采煤工艺 2柔性支架的结构柔性支架的结构3存在的问题存在的问题 4柔性支架的新技术柔性支架的新技术 5引言引言11、我国急倾斜煤层资源情况、我国急倾斜煤层资源情况引言引言1急倾斜煤层占我国煤层储量的急倾斜煤层占我国煤层储量的40%，而南方地区，而南方地区80%的矿区赋存有急倾的矿区赋存有急倾斜煤层。斜煤层。我过急倾斜矿井数量多但产量不大，具我过急倾斜矿井数量多但产量不大，具2000年统计有国内年统计有国内17%矿井具有矿井具有急倾斜工作面，但产量仅占急倾斜工作面，但产量仅占3.88%，随着近几年资源的减少急倾斜产量，随着近几年资源的减少急倾斜产量有所提高有所提高_年达到年达到5%。2、急倾斜煤层采煤特点、急倾斜煤层采煤特点 当煤层倾角当煤层倾角 时时，称急斜煤层开采。急倾斜煤层开采的主要特点：，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。急倾斜煤层的矿井多数是中、小型矿井。一般性特点：一般性特点：1、地质构造复杂，煤层赋存不稳定、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。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；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，煤在尺寸相同、煤层数目相同的井田内，煤的储量相对下降。的储量相对下降。2、采下的煤和垮落矸石会自动下滑、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、采煤工作面行人，运料及操作等各工序均较困难 4、顶板沿倾斜方向的分力增大，垂直于层顶板沿倾斜方向的分力增大，垂直于层面方向的分力减小，矿压显现缓面方向的分力减小，矿压显现缓和，同时和，同时引起：引起：工作面支架不稳定；工作面支架不稳定；底板岩层稳定性下降；底板岩层稳定性下降；顶板、底板均会滑动顶板、底板均会滑动5 5、机械化采煤一般比较困难、机械化采煤一般比较困难 6 6、急、急倾倾斜煤层采矿工程图采用采矿工程立面图、斜煤层采矿工程图采用采矿工程立面图、层面图、剖面图层面图、剖面图 急倾斜煤层开采的特点急倾斜煤层开采的特点1 1、矿井多采用立井多水平集中运、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输大巷和采区石门开拓方式 2 2、采区用一组上山、采区用一组上山眼的布置方式，眼的布置方式，或用或用伪斜折返上山。伪斜折返上山。1-1-运运运运输输石石石石门门，2-2-溜煤眼溜煤眼溜煤眼溜煤眼3-3-运料眼，运料眼，运料眼，运料眼，4-4-行人眼行人眼行人眼行人眼5-5-回回回回风风石石石石门门3 3、采区一般不设上、中部车场，设下部车场、采区一般不设上、中部车场，设下部车场4 4、采煤方法多样、采煤方法多样3、急倾斜煤层常用开采方法及其发展、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急倾斜煤层采煤法的发展 解放前解放前柱式采煤柱式采煤高落式或残柱式高落式或残柱式解放后解放后倒台阶走向长壁倒台阶走向长壁（2020世纪世纪5050年代初）年代初）水平分层，斜切分层水平分层，斜切分层（2020世纪世纪5050年代年代)伪倾斜长壁伪倾斜长壁（2020世纪世纪8080年代）年代）伪倾斜柔性掩护支架采煤（伪倾斜柔性掩护支架采煤（19651965）水平分段放顶煤（水平分段放顶煤（2020世纪世纪8080年代后年代后期）期）七十年代，中期淮南矿区首创七十年代，中期淮南矿区首创“伪斜柔性掩护支架采煤法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。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（综采放顶煤除外），是我国开采急倾煤层的一种主要方法。法。采煤工艺采煤工艺 21、采煤系统、采煤系统 伪斜柔性掩护支架采煤法伪斜柔性掩护支架采煤法 采面呈直线伪斜布置，沿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支架下采煤 111 1 采区回采区回风石石门；2 2采区运采区运输石石门；3 3运料眼；运料眼；4 4溜煤眼；溜煤眼；5 5 行人眼；行人眼；6 6区段回区段回风巷；巷；7 7区段运区段运输巷；巷；8 8 初采斜巷；初采斜巷；9 9收作眼；收作眼；1010架尾移架尾移动轨迹迹线；1111架架头移移动轨迹迹线；1212采煤工作面；采煤工作面；1313溜煤小眼；溜煤小眼；1414永永久封久封闭墙；1515小眼小眼临时封封闭顶板；底板；地沟；板；底板；地沟；钢梁；梁；钢丝绳；竹笆；竹笆；压木；木；垫木；撑木木；撑木1）准备）准备将回风巷扩宽到煤层顶底板，从切眼外将回风巷扩宽到煤层顶底板，从切眼外5m处挖地沟处挖地沟在扩宽的回风巷里安掩护支架在扩宽的回风巷里安掩护支架2、回采工作回采工作面上回风口回采工作面上回风口回采工作面回采工作面回采工作面下溜煤口回采工作面下溜煤口掩护支护调斜掩护支护调斜将掩护支护调斜成伪斜工作面，斜角为将掩护支护调斜成伪斜工作面，斜角为25 区段回区段回风巷；区段运巷；区段运输巷；初采斜巷；掩巷；初采斜巷；掩护支架；支架；支架移支架移动轨迹迹线；支架放平位置；溜煤小眼；支架放平位置；溜煤小眼采煤采煤 炮采炮采 工工艺打眼打眼-装装药-联线-放炮（全采面一次爆破或分段爆破）放炮（全采面一次爆破或分段爆破）出煤（出煤（铺溜槽）溜槽）-调支架等。支架等。炮眼布置炮眼布置2）正常回采）正常回采（1）接长掩护支架）接长掩护支架采煤采煤溜煤眼上留巷拆支架溜煤眼上留巷拆支架在回风巷接长掩护支架，超过上出口在回风巷接长掩护支架，超过上出口8 10m（2）采煤）采煤炮采炮采打眼打眼-装药装药-联线联线-放炮（全采面一次爆破或分段爆破）放炮（全采面一次爆破或分段爆破）出煤（铺溜槽）出煤（铺溜槽）-调支架等。调支架等。（3）拆支架）拆支架在采面下端将支架放平，并留出空间高，拆除支架在采面下端将支架放平，并留出空间高，拆除支架3）收尾）收尾（1）在停采线一侧掘两条收尾上山在停采线一侧掘两条收尾上山走向间距走向间距8 10m，用联络眼贯通，用联络眼贯通（2）支架安装到收尾上山处，不再接长）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）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。平支架。（4）全部拆除支架）全部拆除支架柔性掩护支架工作原理柔性掩护支架工作原理视频视频1、端、端头支支护 工作面上、下端工作面上、下端头支支护采用采用长度度为的的型型钢梁配梁配DW25型型单体液体液压支柱支柱四四对八梁，一梁三柱的支八梁，一梁三柱的支护方式。方式。2、超前支、超前支护 运运输和回和回风顺槽超前加槽超前加强支支护段采用段采用DW25型型单体液体液压支柱配支柱配DJB1000/300型金属型金属铰接接顶梁支梁支护，回，回风、运、运输顺槽加槽加强支支护长度均度均为20m，双加，双加强支支护方式。方式。3、工作面支、工作面支护 柔性掩柔性掩护支架并排（支架并排（6副副/m），两根新、两根旧的），两根新、两根旧的钢丝绳用用铁夹板、螺板、螺丝拧固成整体。固成整体。钢丝绳直径直径为 2830mm，长度度25m根，两端根，两端封封头不不少于。少于。3、支护工作、支护工作工作面采用适当工作面采用适当长度的度的单体液体液压支柱与半支柱与半圆木配合支撑掩木配合支撑掩护支架和控制支架和控制顶板，其支板，其支护方式可方式可为背背顶支柱或斜撑控架支柱，并要求背支柱或斜撑控架支柱，并要求背顶支柱和斜支柱和斜撑控架支柱撑控架支柱应交替交替实施支施支护作作业。规定支柱定支柱间距距为根，工作面的空根，工作面的空间高度（溜槽中高度（溜槽中间至架至架顶）控制在，）控制在，要求掩要求掩护支架放架到位，不得出支架放架到位，不得出现仰架、瓦架、仰架、瓦架、趴架、架、钻底及挂底及挂顶等情等情况。况。4、顶板控制板控制 掩掩护支架背支架背顶侧煤岩煤岩垫实厚度厚度为，作，作为直接直接顶或老或老顶垮落落时的的缓冲冲层。顶板在回采工作面上端板在回采工作面上端头回采回采长度超度超过25m仍未仍未垮落落时，必，必须进行行强制爆破。制爆破。4、评价及适用评价及适用 优点：优点：安全、劳动条件好；安全、劳动条件好；巷道布置简单，掘进率低；巷道布置简单，掘进率低；工序简单，工序简单，煤自溜煤自溜，可全天连续采煤；可全天连续采煤；材料消耗低；材料消耗低；采面较长，利于高产；采面较长，利于高产；技术经济指标较好。技术经济指标较好。缺点：缺点：支架结构不完善，不能调节宽度；支架结构不完善，不能调节宽度；全部工序以体力全部工序以体力劳动为主主（支架运（支架运输、安装和拆除，打眼、放炮，拆移溜槽等）、安装和拆除，打眼、放炮，拆移溜槽等）如有淋水，劳动条件差；如有淋水，劳动条件差；采面仅一组工人工作，工艺待改进；采面仅一组工人工作，工艺待改进；煤尘大；煤尘大；支架拆除费事。支架拆除费事。适用条件适用条件倾角大于角大于6060，厚度，厚度2 26m6m，埋藏，埋藏稳定的急斜煤定的急斜煤层。我国一些我国一些矿井在井在6 61010，埋藏，埋藏稳定的急斜煤定的急斜煤层，以及厚度小，以及厚度小到到1.3 m1.3 m，埋藏，埋藏稳定的急斜煤定的急斜煤层，也有成功的，也有成功的应用。用。柔性支架从结构上有：柔性支架从结构上有：1、平板型、平板型2、八字形掩护支架、八字形掩护支架 3、“”形支架形支架 4、单支撑式支架、单支撑式支架 5、“7”字形掩护支架字形掩护支架6、多边形柔性掩护支架、多边形柔性掩护支架柔性支架的结构柔性支架的结构31 1、平板型、平板型工字工字钢，钢丝绳，荆笆，笆，压木，撑木木，撑木钢梁：比煤厚小梁：比煤厚小0.5 m0.5 m的直的直钢梁梁平行排列，每米平行排列，每米宽度排放度排放3 3根。根。钢丝绳：2 2 5 5根根钢丝绳，直径，直径222243.5 mm43.5 mm钢夹板和螺栓将板和螺栓将钢梁梁联成整体。成整体。2 2、八字形掩、八字形掩护支架支架 适用：适用：M=1.3 M=1.3 增加高度增加高度0.3 0.3 淮南李一淮南李一矿3、“”形支架形支架适用：适用：，4.6m4、单支撑式支架、单支撑式支架 适用：适用：；M=1.45 5、“7”字形掩护支架字形掩护支架适应于倾角小于适应于倾角小于70，煤层厚度米。重庆中，煤层厚度米。重庆中梁山煤矿使用。梁山煤矿使用。重重庆南桐南桐矿业东林煤林煤矿架肩架脚6、多边形柔性掩护支架、多边形柔性掩护支架掩护支架的宽度掩护支架的宽度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、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，煤层倾角在在55以上，厚度为以上，厚度为0.76米的煤层。米的煤层。3、在煤层倾角为、在煤层倾角为4560各种厚度的急倾斜煤层中应用这种采煤方法时，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、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。切需要实现机械化，以改善工人的劳动条件。存在的问题存在的问题 4柔性掩护支架在生产中存在的柔性掩护支架在生产中存在的问题问题现场常见故障的现场常见故障的处理处理柔性支架的新技术柔性支架的新技术 51、四连杆铰接支架、四连杆铰接支架2、自移式机械化柔、自移式机械化柔性支架性支架河北诚田恒业煤矿设备有限公司 3、柔性掩护液压支架4、液压支腿式柔性掩护支架（设想）液压支腿式柔性掩护支架（设想）优点：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：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谢谢各位！