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典型复杂煤层的工作面布置特点

2023
06/20
02:23
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一、向斜及背斜构造

1.回采工作面应尽量以向斜或背斜轴作为边界线,避免回采工作面在推进中通过走向变化剧烈的轴部,给生产带来困难。

2.根据煤层倾角的变化,调整回采工作面的巷道布置。

向斜或背斜构造煤层倾角的变化直接影响回采工作面的斜长,尤其是当斜长增大时,就要给回采工作面的循环作业组织带来困难,所以,往往采用在回采工作面中部的适当位置布置中间平巷的方式,将较长的回采工作面分成上下两个较短的回采工作面,按一定的超前距同时或分别进行回采。

3.根据煤层走向的变化,调整回采工作面的推进度,以适应原定的循环作业。

在缓倾斜、倾斜煤层中,无论煤层走向发生怎样的变化,回采工作面正常的推进方向尽量与煤层的走向保持一致,尤其是当煤层走向变化频繁时,要经常采取调整回采工作面支柱排距的方法,使回采工作面始终保持与上下区段平巷垂直。

在急倾斜煤层,根据采煤方法(尤其是走向长壁)、煤质软硬、围岩性质、地质构造等因素,随着煤层走向发生的变化,也要经常调整回采工作面的推进方向。

二、盆地煤层

因为盆地煤层沿走向的变化很大,所以在这种条件下,除了矿井的开拓、阶段的设置、采区的准备方式与单斜煤层有所不同之外,采区内回采巷道的布置方式也有其特点。目前众多矿井采用的回采巷道的布置方式通常有两种:一种称为“只平不直”,一种被称为“只直不平”。

只直不平回采巷道布置法,就是沿煤层底板等高线布置回采巷道。其优点是巷道沿煤层掘进容易掌握前进的方向、掘进期的矿车运输及排水等生产系统简单。缺点是回采工作面的长度变化比较大,对循环作业组织不利。另外,由于区段运输平巷是弯曲的,对于铺设输送机不利。

只直不平布置法是指回采巷道按照设计的方向布置,无论煤层的走向或倾角发生怎样的变化,巷道始终是直的。这种巷道布置的优缺点与只平不直布置法相反。

这两种布置方式在实践中可根据生产的需要及煤层的具体情况进行选择,如果煤层倾角较大、断层破坏煤层及设计要求巷道必须水平时,可选择“只平不直”的方法布置。反之,可选择“只直不平”的方法布置。

三、穹窿构造煤层

穹窿构造与盆地构造是两个概念恰恰相反的地质构造。该种构造比较少见,一般程度不同的受到断层的破坏,经常被分割成几个部分,其中每一部分都可参照背斜构造煤层的方式进行采区巷道布置。

阶段运输平巷设在穹窿构造的顶部时,可通过环形的运输平巷向穹窿的四周煤层布置几条采区下山,依次进行回采。这种布置方式的优点是井巷工程量少、建井工期短、投产快等。缺点是下山掘进速度慢,矿井需多段提升、多级排水,环节多,管理复杂。

阶段运输平巷设在穹窿构造的底部时,可通过这条环形运输平巷或石门向穹窿的顶部煤层布置几条采区上山,然后依次回采。

四、鸡窝煤

鸡窝煤是埋藏极不稳定煤层的总称。这类煤层沿其走向或倾斜常呈透镜状、鸡窝状、藕节状、串珠状以及扁豆状等等。其共同的特点是埋藏不连续、煤层的产状和厚度变化剧烈,甚至出现大范围的无煤带。

开采鸡窝煤,首先要掌握井田范围内鸡窝煤的分布规律,然后根据已掌握的地质资料,确定开采方法。回采鸡窝煤,一般是先用巷道控制“鸡窝”的范围,然后用巷柱式、房柱式、短壁式或水平分层等采煤方法进行回采。

开采鸡窝煤的特点是阶段、区段的垂高较小,区段平巷多采用单巷掘进,边掘进边探煤,遇煤后根据含煤面积的大小及煤层的赋存条件选择采煤方法。

对于含煤面积较小的零星块段,其区段巷道布置的顺序,通常先在区段运输平巷的见煤点沿倾斜向上掘进探煤上山,遇煤层尖灭即停止掘进。然后,探煤上山向两侧掘进水平或伪倾斜的巷道,控制该含煤块段的走向宽度。再按含煤面积的大小,合理选择采煤方法,布置开切眼,进行回采。

回采工艺取决于所选择的采煤方法,开采急倾斜鸡窝煤时,其运输系统通常是:采落的煤炭自动滚落到探煤平巷或区段运输平巷,由区段运输平巷输送机运至采区溜煤上山眼,在采区下部装车站装车外运。开采倾斜及缓倾斜的鸡窝煤则多在区段运输平巷将煤炭装入矿车,经采区上山下放到阶段运输平巷,再外运。回采工作面所需的新鲜风流,一般由局扇供给(按开采三角煤、残留煤柱管理)。有条件时,应尽量实行全矿井总负压通风。

开采鸡窝煤的目的在于提高煤炭资源回收率,在缺煤地区更具有现实意义。但此类煤层的回采存在着掘进率高、工人劳动环境差、劳动强度大、安全性较差等缺点。如果再加上煤质松软,瓦斯含量高以及自然发火期短等情况,尤其应采取有效的措施,以确保生产安全顺利进行。

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