大倾角综放开采经验范文

1开采技术条件

1.1采区地质情况

开采区位于梅河三井南翼,属于12层煤,煤种为长焰煤,煤层顶板为褐色泥岩,底板为粉砂岩,煤层厚度为13-38m,平均厚度25m。煤层倾角为15°-45°,一般在30°左右,煤层硬度大于1。煤层节理发育易冒落。采区两道采用25U∮3.2×3棚支护,棚距1.0m。自然涌水量为2.0m3/h,该煤层北部以F4断层为界,南部以F5断层控制。东西走向600m左右。

1.2采区装备

GZFS4000-16/26型液压支架;MD-150-NW型单滚筒割煤机。工作面为MGD-180/630运输机;砂邦为SGD-90/630运输机,运输顺槽为SGW-40T刮板运输机和SDJ-80型胶带运输机。

2水平分层与大倾角综放开采比较(见图1)

2.1水平分层

特点:本区1-9层采用水平分层法布置回采工作面,工作面坡度在3°-10°,近于水平。在尽量保证工作面等长的前提下,回风顺槽沿煤层底板布置,运输顺槽沿顶板布置,设计采高一般在12-15m之间。

缺点:工作面长度有限,采放高度不宜过高,生产能力低,成本高。三角煤损失率大,采区回采率低。煤层按30°倾角,上下层间距按15m,45°落煤角度,三角煤损失面积为(15×26)÷2-12.5×12.5÷2=117m2。

优点:工作面坡度小,易管理。

2.2大倾角综放开采

特点:采区回风顺槽、运输顺槽均贴煤层底板布置。一次采全高。

缺点:工作面坡度大,不易管理。

优点:工作面长度可适当加长,按工作面长度40m左右布置,2个大倾角综放开采工作面可布置3个水平工作面。这样掘进率低。

采放高度可以一次采全高,生产能力大,成本低。三角煤损失率小,采区回采率高。煤层按30°倾角、上层运输顺槽与下层回风顺槽间距按7.5米高度、45°落煤角度计算,三角煤损失面积为7.5×13÷2-5×5÷2+5.5×5.5÷2=51m2。

3大倾角综放开采管理措施

3.1工作面管理

根据倾斜工作面特点,为了防止移支架下滑,工作面可采取伪斜的方法,即运输顺槽超前回风顺槽。原理为支架的受力分析(见图2),即支架的下滑力T与前移支架拉力F的合力P,正好平行于运输顺槽。伪斜角b确定为6°-8°伪1°。即倾角a为17°-25°,伪斜角b为3°-5°为宜,倾角a在26°-32°之间,伪斜角b在6°-7°间为宜。煤质破碎松软时控制超前冒落,使支架初撑有力;工作面运输机与支架间“十字头”联接好,使溜子与支架互相制约;适当加大伪斜角,即可控制支架下滑倾斜。3.2工作面倾角较大,需采取防倒防滑措施

(1)工作面采用伪斜开采,下端头超前上端头,在移架子时调整伪斜角,开采伊始,先开下端头,使之超前上端头,伪斜角达到预定范围。

(2)工作面两台运输机头各打2个戗顶子,防止运输机下滑。

(3)在1号支架下侧护板打戗柱,防止支架向下倾斜。

3.3工作面顶板管理

为防止工作面架子倾倒,必须保证工作面顶板完整,使架子初撑有力,移架子时要带压前移,以维护顶板不破碎,必要时可利用单柱配合移架。本文由中国论文联盟收集整理。

3.4工作面煤帮管理

(1)如果围岩压力较大,煤质破碎,煤帮片帮等情况出现时,严禁超前割帮,机组可适当牵引到靠近下缺口位置,以挡住片帮货沿倾斜工作面飞落伤人。

(2)加强煤壁管理,必须执行敲帮问顶制度,浮块伞檐及时叫落,移架后及时刹好架间。

(3)待割完煤壁后,工作面(工作面刮板运输机至煤帮)每10m设一挡货栅栏(用金属网),以挡住煤帮及上方滑下大块伤人。

(4)进入工作面的所有人员,严禁沿着煤壁行走,以防煤帮片帮或掉块滚落伤人。

3.5移支架顺序

先由3号支架开始向上移架子,移几盘支架后,再移2号、1号。移架子时,尽量带压擦顶前移,移完后,支架要初撑有力。为防止1号支架向下倾斜,可用两根加长单体柱分别打在支架前后部的侧护板上,单柱底部穿铁鞋,打在运输顺槽的下帮,移1号支架时,戗柱可适当带压前移。

3.6上、下端头及超前支护的管理

工作面下端头采用3.2m长π型钢做梁,液压单体柱做腿支护,分为前后两组,每组3对6根π型钢支护,一梁四腿,并随支架前移交替迈步移动。工作面上端头支护方式与下端头相同,只采用前部一组支护即可,使后砂口距离短。根据架子距回风顺槽上帮距离决定使用π型钢的数量,但每对π型钢中心间距不得超过0.5m(见图3)。

运输顺槽超前支护采用木棚为宜,在原U钢棚中间加备一架木梁单柱腿梯形棚,原U型钢棚不拆,做加强支护,长度为20m,待下端头支护的π型钢梁移至U钢棚梁下时,再拆除该架U型钢棚,同时在原位置加一根圆木棚梁,使进入端头的木梁间距为0.5m。这样,既增加了端头的支护,又可对1号支架起支撑作用。待圆木移至后砂口,即可回收。

采用金属梁有如下缺点:(1)金属梁与π钢之间摩擦阻力小,支护不稳定,曾出现过整个下端头严重倾斜的情况;(2)金属梁与1号支架相摩擦,移支架困难。

回风顺槽在原U型钢棚中间加备一架金属梁单柱腿的梯形棚做加强支护,长度5m,以后15m打中间顶子。当支架伸缩梁能挑起金属梁时,撤出金属梁,改用圆木梁,一端搭在架子上,另一端用单柱做腿,同时用上端头π型钢抬起,维护上端头。

3.7工作面增减支架:因工作面不等长,需增减支架

(1)增支架。

当最上部支架与回风顺槽上帮距离超过1.5m时,可考虑增支架。超前煤壁6米开始替棚。梁长2.4m,单柱腿,随支架前移,木梁一侧搭在支架上,当长度达到一盘支架长度时,即可加架子。

(2)减支架。

减支架时替棚与加架时相同,但所替木棚梁在撤完支架后另一端要搭在下部支架上。撤出支架后,及时加π型钢支护。

(3)增减支架可用单体柱移架子。当移至工作面煤帮时,要调整好方向,打好戗柱,以防支架倾倒,尽量使该处工作面坡度达到最小。

4通风及瓦斯管理

采区设计风量为500m3/分,最大时为687m3/分。瓦斯绝对涌出量为5.58m3/分,相对涌出量为8.04m3/吨。开采前,在+180西翼大巷打钻与本区5层旧采迹连通,采取高位尾巷抽放。抽放浓度为44%,抽放量为4.64m3/分。

在回风顺槽内设钻场,开采前打防煽钻4钻,分别比支架顶板高4m、6m、8m、10m。开采中,每隔10-15m向上层旧采迹打抽放钻孔进行抽放,也可在回风顺槽后砂口插明管抽放。通过采取以上抽放措施,回风瓦斯浓度基本控制在0.5%以内。

各抽放地点要天天取样化验分析,使抽出量与涌出量相适应,以免造成抽放量过大供氧充分而发火。

5经济指标对比

6总结

通过2110区9-13层开采的实践对比,大倾角开采比水平开采提高了工作面的单产水平及回采率,降低了掘进率及回采成本,为集团公司在倾斜煤层按大倾角布置工作面开采创出了一条新路。