煤矿大倾角采煤方法.pptx

煤矿大倾角采煤方法 大倾角煤层的界定 建国以来,我国一直将煤层按倾角划分为三类:倾角在25°以下的煤层为缓倾斜煤层;25°～45°为倾斜煤层;45°以上为急倾斜煤层。自20世纪80年代以来,我国煤炭行业学术界及工程界频繁出现了大倾角煤层开采这一新概念。北京煤炭科学研究总院牛锡卓教授早在1979年就指出:“现行的煤层划分为三类的分类法级差太大,不利于综采技术的研究与应用。”大倾角煤层概念的上、下限在我国极不统一,从25°到60°都有称为大倾角煤层的。因此,关于大倾角煤层的概念及范围的确定就显得十分必要了。 国外大倾角煤层开采技术研究主要集中在前苏联、德国和法国,并仅限于单一煤层综采,取得了较多成果,但20世纪80年代后基本停止。苏联和原西德均将煤层按倾角分为四类。在前苏联的分类中,≤18°为缓倾斜煤层;19°～35°为倾斜煤层;36°～54°为次急倾斜煤层;56°～90°为急倾斜煤层。原西德规定一个圆周为400°。煤层的分类为:0°～20,为缓倾斜煤层;20°～40°为倾斜煤层;40°～60°为大倾斜煤层;60°以上为急倾斜煤层。经过换算,原西德圆周400 ° 。的40°～60°与圆周360°的35°～54°相对应。由此可见,两国均把35°～55°。倾角的煤层划分为单独的一类(次急倾斜煤层和大倾斜煤层),是有一定合理性及实用价值的。原西德和前苏联都是综采技术发展较早、应用较广、技术相对成熟的国家,这些煤层分类方法对我国大倾角煤层的规范和统一具有特别好的借鉴意义。 随着综采技术水平和回采设备的不断发展进步,综合机械化开采的应用范围不断扩大,近年来有不少学者提出了大倾角的下限应该界定为35°以上的煤层。例如,平寿康教授和他领导的课题组多年致力于大倾角煤层的矿压研究,他们认为大倾角煤层是指35°～55°的煤层。石平五教授在1998年3月指出,“大倾角煤层至今没有确切的定义,大多的说法是倾角大于35°的煤层,有的矿区划分为35°～60°之间”。西安科技大学伍永平教授、贠东风教授1999年曾指出大倾角煤层至今没有确切的定义,但基于冒落矸石滑动的自然安息角和目前一般液压支架最大习惯角,认为大倾角煤层主要是指倾角大于35°的煤层,倾角的上限能够是55°或60°。 伍永平教授、贠东风教授在2000年10月再次指出:“大倾角煤层是指埋藏倾角35°～55°的煤层”。2001年,伍永平教授、贠东风教授论述了大倾角煤层概念,指出大倾角煤层一般是倾角在35°～55°的煤层,这主要是考虑到采空区冒落矸石的自然安息角为35°。当煤层的倾角大于35°时,冒落研石滑(滚)落形成采空区的下部填满而上部悬空,从而形成不同于35°以下煤层的矿压显现规律。 依照现在我国机械化开采发展的需要,应对我国传统按煤层倾角将煤层分为缓斜、倾斜及急斜的三类标准进行修改,增加35°～55°大倾角煤层这一类别,将煤层倾角划分为4类,缓倾斜煤层0°～25°不变,倾斜煤层上限改为35°,大倾角煤层35°～55°,急倾斜煤层下限改为55°,即:缓倾斜煤层为0°～25°;倾斜煤层为>25°～<35°;大倾角煤层为35°～55°;急倾斜煤层下限改为>55°～90°。 将大倾角煤层范围定义为35°～55°倾角的煤层,对我国大倾角煤层综采技术的发展具有一定的合理性和实际应用价值。 大倾角煤层的主要开采方法种类 国内外对大倾角煤层的开采主要有以下几种开采方法: (1)走向长壁一次采全高。在小于50°的情况下,采纳综合机械化技术比较成熟,有绿水洞的经验能够借鉴;角度再大的情况下,一直采纳倒台阶、正台阶、斜台阶等不利于机械化开采的方法进行。走向长壁综采在工作面布置上又可依照需要采纳伪仰斜或伪俯斜两种方法。 (2)分层开采。将煤层水平分层,是一种变复杂为简单的好方法,依照煤层厚度和倾角以及考虑开采技术条件的情况下,有倾斜分层、水平分层和斜切分层等。基本解决了急倾斜煤层安全生产和高效难题。存在的主要问题是工作面长度随煤层厚度变化,巷道掘进量大,工作面设备要习惯小工作面开采特点。因只能应用在急倾斜煤层,国内外均应用较少。 (3)急斜煤层平巷放顶煤。将急倾斜煤层水平分层,分层间距一般8m～12m左右,不另设风巷、机巷,只开水平巷道,在巷道中布置1～3架支架。支架在巷道中前移,架后放顶煤。这种采煤方法存在的主要问题是,通风问题没有特别好解决,制约高产高效。基本处于淘汰状态。 (4)大倾角走向长壁综采。随着开采技术尤其是煤机装备技术的发展,大倾角煤层走向长壁开采技术得到了长足的发展与应用。在实践中取得了良好的使用效