急倾斜煤层综采关键技术与装备.ppt

急倾斜煤层综采关键技术 第一页，共三十三页。 新铁煤矿主采煤层，煤厚1.7m，倾角58~62°、平均60°，复合顶板条件、工作面长84m。 （1）急倾斜综采面覆岩变形破坏机理 （2）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术 （3）急倾斜综采面支架研制与设备配套 （4）急倾斜综采面“三机”设备动态稳定控制 （5）急倾斜综采面设备安撤技术 第二页，共三十三页。 （一）急倾斜综采面覆岩变形破坏机理 急倾斜煤层开采的覆岩运动规律模拟 急倾斜煤层开采覆岩运动一般规律 直接顶垮落后，冒落矸石在自重作用下，向工作面下部滑落； 覆岩破断范围集中在工作面中上部。 第三页，共三十三页。  将直接顶分为极易冒落岩层H1和滞后冒落岩层H2 ，极易冒落岩层随移架很快冒落，工作面上部滞后冒落岩层随着工作面的推进冒落并对工作面下部采空区进行充填。得出充填带宽度L1 采空区冒落矸石充填示意图 L为工作面长度，M为采高，k为碎涨系数，该工作面极易冒落岩层为1.9m煤和粉砂岩，滞后冒落岩层为2.4m的细砂岩和粉砂岩，因此可得矸石充填带宽度为57m。 （一）急倾斜综采面覆岩变形破坏机理 采空区矸石自溜充填带宽度 第四页，共三十三页。  急倾斜工作面中上部顶板中卸压范围大，岩层冒落高度大，中下部顶板由于冒落矸石支撑作用卸压范围小，岩层冒落高度小，造成上巷、区段煤柱围岩稳定性差，需对巷道加强支护、选择合理区段煤柱尺寸。 （一）急倾斜综采面覆岩变形破坏机理 急倾斜工作面围岩应力分布特征 第五页，共三十三页。  随着煤层倾角的增大，采空区顶底板围岩中垂直应力减小，剪切应力增大，角度越大，顶底板围岩受剪切破坏的可能性越大、工作面支护设备和区段煤柱的稳定性降低。 （一）急倾斜综采面覆岩变形破坏机理 工作面倾角对急倾斜工作面围岩应力分布的影响 第六页，共三十三页。  区段煤柱失稳后顶板冒落特征 急倾斜工作面区段煤柱变形破坏特征 急倾斜工作面区段煤柱变形失稳后，将引起本工作面和上方已采工作面老顶失稳，造成工作面大面积来压，上部采空区中水和瓦斯等有害气体溃入工作面，引发灾害性事故。 （二）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术 第七页，共三十三页。 （二）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术 第八页，共三十三页。  区段煤柱宽度与煤层倾角、采高关系 当煤层倾角大于60°时，区段煤柱宽度受倾角影响急剧增大，煤柱宽度与工作面采高基本上呈线性正比关系。 新铁煤矿合理区段煤柱宽度应大于13m，现场实际留设煤柱尺寸为10m偏小，实际开采过程中曾出现煤柱失稳引起工作面支架压架，回风巷变形破坏严重，造成巷道围岩控制困难。 （二）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术 第九页，共三十三页。 区段煤柱巷旁充填技术研究 巷旁充填参数确定 充填体结构特征 （二）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术 充填宽度：巷旁充填体上部沿顶板宽度为4m，下部沿底板宽度为7.5m； 充填体强度：5MPa； 充填材料配比：42.5普通硅酸盐水泥：水：砂：碎石=1:0.5:2:2； 充填设备：充填泵型号为HBGS60-13-90灌浆泵，充填泵安装在皮带道距工作面切眼300m处，充填管路采用5英寸无缝钢管。 第十页，共三十三页。 充填工艺 工作面充填平面图 工作面割完煤移支架过程中保留靠近工作面充填体上侧的支架不移架，在排头支架后方形成充填空间，在充填空间内铺充填袋与充填隔板，在充填袋上方预先放置厚木板，在短时间内起到缓冲顶板下沉作用，工作面每推进两个循环充填一次。 （二）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术 第十一页，共三十三页。  巷道支护 顶板用三排预应力树脂锚索联合铁网及钢带支护，间排距1.0m；两帮结合顶板一根锚索与帮部两根锚杆加铁网形成帮部煤体与复合顶板全封闭的刚柔支护，间距1.0m。 回采巷道支护图 （二）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术 第十二页，共三十三页。 （三）急倾斜综采面支架研制与设备配套 急倾斜综采面支架研制 液压支架选型要求： （1）安全防护装置——保障人员设备安全 （2）高初撑力——控制复合顶板离层 （3）电液阀——移架速度快、提高支架稳定性 （4）调架及防滑防倒装置——提高支架稳定性 （5）高阻力侧护装置——提高支架稳定性、利于设备回撤 （6）与刮板输送机间的铰接装置——提高刮板输送机稳定性 林州重型机械公司研制了 带电液阀的ZQY3600/12/26型液压支架，支架工作阻力为3600kN、初撑力3092kN，配有防矸装置、防滑防倒装置、调架装置、高阻力侧护装置、斜拉装置、单体戗柱的受力支撑点。 第十三页，共三十三页。 机道挡矸装置设计 1） 机道挡矸装置 设