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[摘 要]在近水平煤层中。不沦工作面采用仰斜推进还足俯斜推进,其工艺过程和走向长壁采煤法相似。但随着煤层倾角的增大,工作面矿山压力显现规律及采煤工艺又有一些特点,若仍采有用和走向长壁采煤法相同的设备,就会带来—定的困难。
[关键词]采煤工艺 显现规律 研究
中图分类号:TD823.251 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)01-0302-01
一、矿压显现及支护特点
對于仰斜工作面,由于体倾角的影响,顶板将产生向采空区方向的分力(沿层面方向)。在此分力作用下,顶板的悬臂岩层将向采空区方向移动,使顶板岩层受拉力作用。因此。它更容易出现裂隙和加剧破碎,并有将支柱推向采空区侧的趋势。
对于俯斜工作面,沿顶板岩层的分力指向煤壁侧,顶板岩层受压力作用,使顶板裂隙有密合的趋势,有利于顶板保持连续性和稳定性。如图6—5中可以看出,倾角。越大,仰斜工作面的顶板越不稳定,而在俯斜工作面的顶板越稳定。
对于仰斜工作面,采空区顶板冒落矸石基本上涌向采空区,这时支架的主要作用是支撑顶板,如图1所示。因此,可选用支撑式或支撑掩护式支架。当倾角大于12°左右时,为防止支架向采空区侧倾斜,支柱应斜向煤壁6°左右,并加强复位装置或设置复位千斤顶,以确保支柱与煤壁的正确位置关系。煤层倾角较大时,工作面长度不能过大,否则由于煤壁片帮造成煤量过多,输送机难以启动。煤层厚度增加时,需采取防片帮措施。如打锚杆控制煤壁片帮;液压支架应设防片帮装置等。仰斜开采移架困难,当倾角较大时,可采用全工作面小移量多次移的方法,同时优先采用大拉力推移千斤顶的液压支架。倾角较大时,垛式支架有向后倾倒的现象且移架困难。支撑掩护式支架则可加大掩护梁坡度,使托梁受力作用方向趋向底座内,对支架工作有利,稳定性较好。鸡西城子河矿开采37号煤层,坡度在18°时,采用ZY2B型支撑掩护式支架,稳定性能良好。
对俯斜工作面,采空区顶板冒落的矸石可能会直接涌人工作空间,这样支架的作用除支撑顶板外,还要防止破碎矸石涌人,因此,根据具体情况可选用支撑掩护式或掩护式支架。由于碎石作用在掩护梁上,其载荷有时较大,所以,掩护梁应具有良好的掩护性和承载性能。为防止顶板岩石冒落时直接冲击掩护梁,可增加顶梁的后臂长度,如图1(b)所示。掩护式支架容易前倾,在移架过程中当倾角较大,采高大于2.0m,降架高度大于300 mm时,经常出现支架向煤壁倾倒现象。为此,移架时严格控制降架高度不大于150 mm,并收缩支架的平衡千斤顶,拱起顶梁的尾部,使之带压擦顶移架,以有效地防止支架倾倒。
二、采煤工艺特点
仰斜开采时,水可以自动流向采空区。工作面无积水,劳动条件好,机械设备不易受潮,装煤效果好。当煤层倾角小于10°左右时,采煤机及输送机工作稳定性尚好。如倾角较大,采煤机在自重影响下,截煤时偏离煤壁减少了截深;输送机也会因采下的煤滚向溜槽下侧,易造成断链事故。为此,要采取——些措施,如减少截深、采用中心链式输送机、下部设三角架把输送机调平;加强采煤机的导向定位装置等。在煤层夹矸较多时,滚筒切割反弹力较大,使采煤机受震动和滚筒易“割飘”,导向管在煤壁侧磨损严重。当倾角大于17°时,采煤机机体常向采空区一侧转动,甚至出现翻倒现象。仰斜开采的工作面布置如图2所示。
在俯斜开采时,随着煤层倾角的加大采煤机和输送机的事故也会增加,装煤率降低。由于采煤机的重心偏向滚筒,俯斜开采将加剧机组的不稳定,易出现机组掉道或断牵引链的事故,并且采煤机机身两侧导向装置磨损严重。鸡西矿区小恒山矿通过采取加高滚筒滑靴的措施,在煤层倾角17°左右时,仍取得了较好的效果。俯斜开采最大的问题是装煤困难。城子河矿开采倾角20°左右的煤层,采取下述措施较好地解决了装煤困难的问题。最初,该矿选用采煤机的滚筒是相向旋转的,滚筒螺旋叶升角小、装煤串低、牵引负荷大、安全阀经常开启,无法正常割煤。为此,将采煤机两滚筒对换位置,改为背向旋转,且割底煤滚筒用弧形挡煤板,70%的煤能靠采煤机装入输送机,30%的煤由铲煤板装入输送机。但这种方法使采煤机负荷加大。为此,应适当降低割煤速度。当倾角大于22°时,采煤机机身下滑,滚筒钻人煤壁,煤装不进输送机中,经试验采取把输送机靠煤壁侧先吊起来,使溜槽倾斜度保持在13°~15°左右,采煤机割底煤时卧底,使底板始终保持台阶状,采煤机可正常工作。工艺特点如图3所示。其中,(a)采煤机处于正常割煤状态,割底形成台阶;(b)利用支架及绳套吊起输送机,然后推移输送机进入下一个台阶;(c)割完一刀移输送机后,进入正常割煤。
[关键词]采煤工艺 显现规律 研究
中图分类号:TD823.251 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)01-0302-01
一、矿压显现及支护特点
對于仰斜工作面,由于体倾角的影响,顶板将产生向采空区方向的分力(沿层面方向)。在此分力作用下,顶板的悬臂岩层将向采空区方向移动,使顶板岩层受拉力作用。因此。它更容易出现裂隙和加剧破碎,并有将支柱推向采空区侧的趋势。
对于俯斜工作面,沿顶板岩层的分力指向煤壁侧,顶板岩层受压力作用,使顶板裂隙有密合的趋势,有利于顶板保持连续性和稳定性。如图6—5中可以看出,倾角。越大,仰斜工作面的顶板越不稳定,而在俯斜工作面的顶板越稳定。
对于仰斜工作面,采空区顶板冒落矸石基本上涌向采空区,这时支架的主要作用是支撑顶板,如图1所示。因此,可选用支撑式或支撑掩护式支架。当倾角大于12°左右时,为防止支架向采空区侧倾斜,支柱应斜向煤壁6°左右,并加强复位装置或设置复位千斤顶,以确保支柱与煤壁的正确位置关系。煤层倾角较大时,工作面长度不能过大,否则由于煤壁片帮造成煤量过多,输送机难以启动。煤层厚度增加时,需采取防片帮措施。如打锚杆控制煤壁片帮;液压支架应设防片帮装置等。仰斜开采移架困难,当倾角较大时,可采用全工作面小移量多次移的方法,同时优先采用大拉力推移千斤顶的液压支架。倾角较大时,垛式支架有向后倾倒的现象且移架困难。支撑掩护式支架则可加大掩护梁坡度,使托梁受力作用方向趋向底座内,对支架工作有利,稳定性较好。鸡西城子河矿开采37号煤层,坡度在18°时,采用ZY2B型支撑掩护式支架,稳定性能良好。
对俯斜工作面,采空区顶板冒落的矸石可能会直接涌人工作空间,这样支架的作用除支撑顶板外,还要防止破碎矸石涌人,因此,根据具体情况可选用支撑掩护式或掩护式支架。由于碎石作用在掩护梁上,其载荷有时较大,所以,掩护梁应具有良好的掩护性和承载性能。为防止顶板岩石冒落时直接冲击掩护梁,可增加顶梁的后臂长度,如图1(b)所示。掩护式支架容易前倾,在移架过程中当倾角较大,采高大于2.0m,降架高度大于300 mm时,经常出现支架向煤壁倾倒现象。为此,移架时严格控制降架高度不大于150 mm,并收缩支架的平衡千斤顶,拱起顶梁的尾部,使之带压擦顶移架,以有效地防止支架倾倒。
二、采煤工艺特点
仰斜开采时,水可以自动流向采空区。工作面无积水,劳动条件好,机械设备不易受潮,装煤效果好。当煤层倾角小于10°左右时,采煤机及输送机工作稳定性尚好。如倾角较大,采煤机在自重影响下,截煤时偏离煤壁减少了截深;输送机也会因采下的煤滚向溜槽下侧,易造成断链事故。为此,要采取——些措施,如减少截深、采用中心链式输送机、下部设三角架把输送机调平;加强采煤机的导向定位装置等。在煤层夹矸较多时,滚筒切割反弹力较大,使采煤机受震动和滚筒易“割飘”,导向管在煤壁侧磨损严重。当倾角大于17°时,采煤机机体常向采空区一侧转动,甚至出现翻倒现象。仰斜开采的工作面布置如图2所示。
在俯斜开采时,随着煤层倾角的加大采煤机和输送机的事故也会增加,装煤率降低。由于采煤机的重心偏向滚筒,俯斜开采将加剧机组的不稳定,易出现机组掉道或断牵引链的事故,并且采煤机机身两侧导向装置磨损严重。鸡西矿区小恒山矿通过采取加高滚筒滑靴的措施,在煤层倾角17°左右时,仍取得了较好的效果。俯斜开采最大的问题是装煤困难。城子河矿开采倾角20°左右的煤层,采取下述措施较好地解决了装煤困难的问题。最初,该矿选用采煤机的滚筒是相向旋转的,滚筒螺旋叶升角小、装煤串低、牵引负荷大、安全阀经常开启,无法正常割煤。为此,将采煤机两滚筒对换位置,改为背向旋转,且割底煤滚筒用弧形挡煤板,70%的煤能靠采煤机装入输送机,30%的煤由铲煤板装入输送机。但这种方法使采煤机负荷加大。为此,应适当降低割煤速度。当倾角大于22°时,采煤机机身下滑,滚筒钻人煤壁,煤装不进输送机中,经试验采取把输送机靠煤壁侧先吊起来,使溜槽倾斜度保持在13°~15°左右,采煤机割底煤时卧底,使底板始终保持台阶状,采煤机可正常工作。工艺特点如图3所示。其中,(a)采煤机处于正常割煤状态,割底形成台阶;(b)利用支架及绳套吊起输送机,然后推移输送机进入下一个台阶;(c)割完一刀移输送机后,进入正常割煤。