傾斜煤層采煤方法的分析

周思偉

（貴州省煤礦設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽(yáng) 550025）

我國(guó)開(kāi)采急傾斜煤層的產(chǎn)量比重不大，但開(kāi)采急傾斜煤層的礦井甚多，研究和使用過(guò)的急傾斜采煤方法也很多。由于開(kāi)采大傾角煤層有一些特殊的困難，在采煤機(jī)械化和改善生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面都還存在不少問(wèn)題，至今仍在研究先進(jìn)有效的采煤方法。蘇聯(lián)、法國(guó)等發(fā)展的急傾斜煤層采煤機(jī)械化技術(shù)，可供我們借鑒。

1 小階段液壓支架爆破放頂煤采煤法

這一方法的實(shí)質(zhì)是在小階段爆破采煤法中應(yīng)用了拱形掩護(hù)式液壓支架。采區(qū)內(nèi)劃分為6-8m 高的小階段。沿煤層底板掘小階段的煤層乎巷，采用可縮性拱形金屬支架支護(hù)。小階段按下行后退式回采，上一小階段工作面超前于下一小階段工作面10～15m。需要時(shí)可3～5 個(gè)小階段同時(shí)進(jìn)行回來(lái)。小階段乎巷掘進(jìn)至采區(qū)邊界后，在邊界巷道中，安設(shè)硬CB只型掩護(hù)式液壓支架。利用錨固裝置撐緊巷道兩側(cè)，作為移架的支點(diǎn)。在支架頂部開(kāi)有放煤天宙，由液壓閥門(mén)啟閉。支架中沒(méi)有刮板轉(zhuǎn)載機(jī)，可將放下的頂煤轉(zhuǎn)載至乎巷刮板輸送機(jī)。在靠放頂煤支架內(nèi)例，沒(méi)有導(dǎo)軌，其上安置兩臺(tái)電鉆，用以向上打眼。

采煤過(guò)程是，先以電鉆向頂煤打眼，而后拆除后面一段巷道支架，再移動(dòng)拱形放頂煤掩護(hù)支架。在放頂煤支架掩護(hù)下，裝藥爆破，爆落的頂煤儲(chǔ)存在支架上面，然后開(kāi)天窗，放頂煤，由輸送機(jī)運(yùn)出。全部頂煤放完后，完成一個(gè)循環(huán)。每循環(huán)進(jìn)度與層厚有關(guān)，層厚為2～4m 時(shí)，每循環(huán)進(jìn) 2～3m，日進(jìn) 6～9m；層厚為4～6m 時(shí)，日進(jìn)4～6m。蘇聯(lián)庫(kù)茲巴斯礦區(qū)以此法開(kāi)采2～6m 厚的急斜煤層。這種方法能適應(yīng)層厚變化大、頂板較難管理的煤層條件，每班出煤 80～100t，工作面效率 20～30t/工。

2 水平分層綜采放頂煤采煤法

法國(guó)急斜厚煤層開(kāi)采中，成功地應(yīng)用了這一方法，取得了較好的效果。

2.1 回采巷道布置

與水平分層采煤法相同。分層高度一般為10m 左右。工作面裝備有正面截割式短機(jī)身滾筒采煤機(jī)、輸送機(jī)和放頂煤液壓支架，實(shí)行綜合機(jī)械化采煤。

2.2 放頂煤液壓支架

法國(guó)的FE21-30S 型放頂煤支架 (馬雷爾)，屑支撐掩護(hù)式支架。支架的項(xiàng)梁和掩護(hù)梁之間由單鉸連接，輸送祝鋪設(shè)在支架的底座上。放煤窗口(斷面0.71m2)開(kāi)在掩護(hù)梁的后部，兩扇天宙封閉宙口，各由一個(gè)千斤頂控制，放煤時(shí)，兩扇天窗同時(shí)向下轉(zhuǎn)開(kāi)。在掩護(hù)板的下面，宙口中部沒(méi)有香蕉形的液壓劈，可上下擺動(dòng)伸出敢煤宙口，用來(lái)破開(kāi)掩護(hù)梁上的金屬網(wǎng)，破碎天宙上面的大塊煤或矸石，疏通阻塞的頂煤，加快放煤速度和提高煤的回收串。放煤窗口兩例設(shè)有噴霧裝置，掖壓閥門(mén)打開(kāi)能自動(dòng)灑水滅塵。掩護(hù)梁上還有一個(gè)4100 圓m 的圓孔，平時(shí)用鋼板蓋嚴(yán)，必要時(shí)可以打開(kāi)，通過(guò)它進(jìn)行頂煤的打眼放炮或向來(lái)空區(qū)充填。底座為整體的，與掩護(hù)梁的連接可靠，穩(wěn)定性好，能承受較大的例向和縱向力。支架前后部各鋪有一臺(tái)輸送機(jī)。后部輸送機(jī)放在支架的底座上，推移方便。掩護(hù)梁較長(zhǎng)，有利于礦壓落煤。后拄的后邊空間較大，便于操作和行人。其主要技術(shù)特征為：支架最大高度為2980mm；支架最小高度為2060mm，移架步距為 600～750mm；支架初撐力為3000kN；支架工作阻力為4130kN；支架質(zhì)量為13.35t。

2.3 水平分層放頂煤采煤法的應(yīng)用

窯街礦務(wù)局二礦應(yīng)用此法進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)，并已獲得成功。試采煤層平均厚220，傾角370～850，乎均為550。煤層頂權(quán)屬Ⅱ級(jí)中等冒落性頂板，炭質(zhì)泥巖偽頂，直接項(xiàng)為灰白色中細(xì)粒砂巖，煤層自然發(fā)火期為3～6 個(gè)月，屬低沼氣礦井。試驗(yàn)區(qū)按水乎分層采煤法布置，工作面凈長(zhǎng)20m，分層高10m，工作面采高2.5m，放頂煤高度7.5m，運(yùn)輸、回風(fēng)順福分別沿頂?shù)装寰蜻M(jìn)，巷道斷面為7.8m2：，巷道凈高為2.5m，與工作面采高相等。

工作面生產(chǎn)采取單班循環(huán)方式，包括分層工作面的回采及放落頂煤。對(duì)分層工作面，采煤機(jī)斜切進(jìn)刀。割煤后及時(shí)移架，而后推溜，先推移前部輸送祝，后部輸送機(jī)則在放完頂煤后購(gòu)移。放頂煤從釀底攝的支架開(kāi)始，自底板向頂板方向依次進(jìn)行，視情況可一次一架、或同時(shí)故相鄰兩架。為使全工作面頂煤放落下降均勻，放頂煤在工作面全長(zhǎng)分兩輪進(jìn)行，第一輪約放落一半，第二輪放露余下的一半。

3 走向長(zhǎng)壁工作面采煤機(jī)械化

3.1 工作面無(wú)支護(hù)滾筒采煤機(jī)采煤

北京大臺(tái)礦為解決堅(jiān)硬煤層的采煤機(jī)械化，研制了MJW-80 型滾筒采煤祝，用于走向長(zhǎng)壁工作面的回采。MJW-80 采煤機(jī)組由裁煤部、電動(dòng)機(jī)、減速器、滾筒、頂輪支架、懸吊裝置、滑撬和機(jī)殼組成。頂輪支架是使采煤機(jī)保持一定截割深度的導(dǎo)向裝置，底輪支架是采煤機(jī)沿煤壁下放時(shí)起導(dǎo)向作用的機(jī)構(gòu)，避免采煤機(jī)傾倒。懸吊裝置連接牽引鋼絲繩和采煤機(jī)，滑捐可使采煤機(jī)沿煤層底板上下滑動(dòng)，減小阻力和避免滾筒截割煤層底板，滑撬安裝在機(jī)殼一例，調(diào)整其位置即可適用左或右工作面。采煤機(jī)借助牽引絞車(chē)及天輪懸吊在工作面。

采煤機(jī)依靠自重和滾筒螺旋進(jìn)刀，并由下而上沿底板滑行采煤，其截深為0.6m，割至上部后，利用天輪架的行程開(kāi)關(guān)，使采煤機(jī)自動(dòng)停止。然后，牽引絞車(chē)下放采煤機(jī)至塘口，松開(kāi)天輪架支撐，用小絞車(chē)移動(dòng)天輪架，再固定支撐，進(jìn)行下一次截煤。

這種方法的適用條件為，煤層厚度1.0-2.0m，傾角大于500，地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，煤層無(wú)堅(jiān)硬夾石，底板乎整，頂?shù)装鍒?jiān)固，不易冒落，無(wú)瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)。

3.2 KT 型急斜薄煤層綜采機(jī)械化

KT 型綜采設(shè)備由M3t 型采煤機(jī)和KTK型液壓支架組成，它用于開(kāi)采層厚0.7～1.2m、傾角350～900、圍巖松軟的煤層。其主要特點(diǎn)為項(xiàng)梁和底座可覆蓋90%的頂?shù)装?。采煤機(jī)與支架在動(dòng)作上互相聯(lián)系，支架靠煤壁例的支撐能力較高。

KTM 型采煤機(jī)有兩個(gè)主滾筒，分別安裝在機(jī)身兩端，滾筒直徑為700mm，截深為0.6-1.2m，牽引速度為6m/min，在工作面進(jìn)行雙向采煤。采煤機(jī)截煤后，支架由工人在鄰架操作控制，帶載移架，并用全部培落法管理頂板。采用這種設(shè)備的工作面長(zhǎng)度可達(dá)140m，工作面通風(fēng)順槽有操縱臺(tái)控制采煤機(jī)工作。

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