柔性掩护支架采煤在走向长壁采煤工作面中的应用
摘要:采煤工作面因地质条件限制,选择一种采煤方法远远不能适应于开采要求。通过实践我们根据煤层厚度,煤层倾角变化较大的特点,在一个工作面将走向长壁后退式采煤法和柔性掩护支架采煤法相结合,同时布置在一个工作面内。通过实践检验效果非常好。保证了安全生产。
关键词:柔性掩护支架采煤法,走向长壁后退式采煤法,
回采工作面内通常都是选择一种合理的采煤方法进行生产,经过长期的生产实践,我们发现在相对复杂的地质条件下,不论采用那种采煤方法都有它的适应性。而采煤方法的选择又受诸多方面因素影响很大,如:煤层的倾角、厚度,煤层结构,煤层和围岩的性质等。当一个块段的煤层厚度、倾角、围岩性质都有很大变化时,选用一种采煤方法远远不能适应于开采要求。
我矿开采的煤层就存在此问题。 例如:
(1)开采三煤层时,煤层厚度变化较大1.4—3.5米,采用长壁式采煤法,受到单体液压支架高度的限制,厚煤层面无法开采。如图(1)
(2)煤层倾角变化无常,一个小阶段内煤层倾角在30—45度之间变化。采用长壁式采煤,当倾角超过45度时,为急倾斜煤层。采用1破碎的煤体可自动下滑,容易砸倒支长壁式采煤,有以下安全隐患○
2煤层倾角大,导致支架不稳易滑底。○3作业人员架威胁安全生产。○
在工作面作业困难,行走不便。
(3)工作面煤层因断层影响,煤层断开过断层开采坡度局部变陡50—70度左右,局部长壁开采难度大如图(2)。
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图( 2 )
由于种种客观原因,造成工作面单选用一种采煤方法难以开采。 为解决这个问题只有在主观上找原因,选择适应煤层条件变化的开采方案。
通过实践我们根据煤层厚度,煤层倾角,变化较大的特点,在一
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个工作面将走向长壁后退式采煤法和柔性掩护支架采煤法相结合。也就是说,适合柔性掩护支架采煤段就布置柔性掩护支架采煤,适合长壁采煤就布置长壁式采煤。通过实践检验效果非常好,保证了安全生产。
下面是两个采煤面,采用走向长壁单体支柱铰接顶梁支护采煤和柔性掩护支架采煤分段支护应用方式如下:
采面(1) 一、地质条件
该采面位于下西一四道北石门,煤层为三煤层,工作面平均走向长360米,平均倾斜长110米,煤层赋存不稳定,厚度在1.4—3.5米,煤层倾角30—45度。
二、工作面的支护方法
根据工作面的地质条件,将走向长壁单体铰接顶梁支护采煤和柔性掩支架采煤法,分段布置在工作面。煤层厚、倾角大地段布置柔性掩护支架,煤层薄地段布置单体液压支柱与铰接顶梁支护,具体布置方法如下:
当开采块段开切眼贯通后,基本上掌握了该块段煤层地质情况。根据块段地质情况,工作面上、下部煤层薄,先在上部薄煤层布置长壁面。开采达到最大控顶距时,开始在长壁面内选择合适地点(煤层变厚起始点),安装柔性掩护支架。长壁面向前开采薄煤层,同时柔性掩护支架下放开采厚煤层。待柔性掩护支架下放到煤层变薄处时,柔性掩护支架架尾停止下放,再形成下部长壁面。此时工作面的支护状
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态为长壁 — 柔掩 — 长壁,如图(3)。通过柔性掩护支架与单体铰接顶梁分段支护采煤,效果较好,月产在9千—1万吨左右,保证了安全生产。
采面(2) 一、 地质条件:
该采面位于下西一四道北石门五煤,工作面平均长130米,煤层倾角44度—40度,煤层平均厚2.0米。工作面断层影响较大有F1落差4.5米, F2落差0.9米, F3落差5.0米,如图(4)
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二、开采方法
工作面采用走向长壁采煤,单体铰接顶梁支护。由于断层影响,过断层开采断层位置坡度60—70度,单体铰接顶梁支护难度大。在断层位置采用柔性掩护支架支护,利用柔性掩护支架的特点,调整断层面上、下盘煤层之间的连接坡度。
三、作业顺序和掩护支架架尾的管理
工作面内长壁采煤和柔掩采煤为交替作业,上部长壁面向前推进1米,掩护支架随着跟进1米,掩护支架架尾回收1米,下部长壁面再向前推进1米。始终保持掩护支架架头,超前长壁面切顶线2米。掩护支架架尾,滞后长壁面切顶线1米。
当煤层变薄不能使用柔性掩护支架采煤时,柔性掩护支架停止下放,下部长壁面向前推进并逐渐向上延伸,同时柔性掩护支架架尾开始逐步回收,直到全部撤除掩护支架,形成走向长壁采煤。
四、柔性掩护支架形式
我矿使用的柔性掩护支架由11#矿工钢焊接而成,支架形状为“ 双八 ”字型如图(5),柔性掩护支架是利用钢丝绳及钢梁组成的,有柔性但又有一定的强度。
回采前预先安装掩护支架,随着采煤工作面不断前进,掩护支架
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