《水平分层人工假顶采煤方法》解析.docx

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《水平分层人工假顶采煤方法》解析

《水平分层人工假顶采煤方法》

编制人：

XXX

201X年X月X日

我的初步设想方案：

XX矿，自从进入三月份以来，煤炭生产任务产量完成情况一直不理想，分析亏产原因：

有客观原因也有主观原因。

从地质角度分析，X矿地质条件复杂，煤层厚度变化较大、煤层倾角小（一般为35°～45°）属于倾斜煤层，煤层走向方向也有变化。

断层十分发育。

由于煤层产状要素变化大，而伪倾斜柔性掩护支架采煤方法适用于煤层产状要素较稳定，且煤层倾角≥55°。

为此，掩架在正常下放过程中需要随时和及时领架，故增加了领架工作量，影响了正常下放步距。

若没有及时领架或领架不到位，往往挂底板现象会越来越严重。

只有破底板调架加大领架步距。

故严重影响了煤质质量。

由于领架难度加大，除增加了工人的劳动强度外，还增加了领架工时，为此直接影响了煤炭任务的完成和煤炭质量。

最近我想了很多，不能眼睁睁的看着亏产下去。

能否改变一下现在的采煤方法，且新的采煤方法必须具备如下优点：

1、操作简便，易操作；

2、相应工人劳动强度低；

3、安全生产系数大；

4、不需改变采区原有巷道布置；

5、不需改变原有采煤生产系统；

6、适用于本矿地质条件。

符合上述优点的采煤方法有：

1、伪倾斜长壁采煤方法；

2、到台阶采煤方法；

3、水平分层人工假顶采煤方法等。

各种采煤方法优缺点

采煤方法名称

优点

缺点

1伪倾斜长壁采煤方法

1、产量大

2、效益好

3、适用于煤厚1.8m～2.4m

1、要求人员素质高

2、管理不到位易发生顶板事故

3、适应性较差

2、到台阶采煤方法

1、产量相应较高

2、效益中等

3、适用于煤厚0.7m～1.8m

1、煤层顶底板条件要求较高

2、登空作业

3、人员素质较高

4、适应性较差

3、水平分层人工假顶采煤方法

1、工作面比较安全

2、工作面回采率较高

3、适用于各类地质产状要素的变化

4、适用于煤厚2m～6m

5、适用于煤层倾角35°～90°

1、巷道掘进量大

2、工作面串联通风

3、工作面人员攉煤劳动强度大

4、相应产量较小、效益低

经采煤方法方案比较暂选用《水平分层人工假顶采煤方法》

一、水平分层人工假顶采煤方法：

水平分层人工假顶采煤方法，是我国开采急倾斜煤层、缓倾斜煤层，常用的正规采煤方法。

XX矿曾用过这种采煤方法效果很好。

（一）采区巷道布置及生产系统

1、保持原采煤方法《伪倾斜柔性掩护支架采煤方法》，采区巷道布置不变，仅在阶段平巷（上、下平巷）之间沿倾斜方向按水平面划分成若干个2.4m厚的分层，叫做水平工作面。

2、保持原生产系统不变，溜煤系统、运输系统、运料系统、行人系统、供电系统、通风系统等不变。

、

（二）水平分层人工假顶采煤方法

凡是把煤层沿倾斜方向按水平面划分成若干个2m～3m厚的分层叫做水平分层，当煤层厚度M≥7m时，为解决工人攉煤和扩散通风的困难，以相互平行的斜面（一般为25°～30°）把煤层划分成层厚2m～3m厚的若干个小分层叫做斜切分层。

水平分层和斜切分层采煤方法，有很多相似之处，因本矿煤层厚度一般约3m～5m.适宜水平分层采煤方法。

故以水平分层采煤方法作简要说明。

（三）水平分层人工假顶工作面主要工序

1、采煤：

风镐落煤及打眼放炮落煤，采落的煤人工攉煤至临近溜煤眼中

2、支柱：

（1）水平碴（第一碴煤皮碴）：

拉门柱架设垂直走向梁支柱，梁长（2200×180×120mm方木）一梁三柱。

工作面内满六排支柱（五档），暂停采煤支柱。

柱高2.4m。

（2）假顶碴：

支柱直接支在假顶梁上（一梁三柱）。

采够八排支柱（七档）。

暂停采煤支柱。

3、铺笆下梁（人工假顶）：

挖走向梁沟，梁沟间距中～中为1.0m。

铺设走向梁（2200×180×120mm方木）梁上铺纵横两层竹笆。

（2000×1000mm）或金属网。

笆与笆走向搭接150mm用16#铁丝连接扎紧，梁排距1.0m。

4、回柱：

（1）水平碴：

回柱前，首先铺梁铺笆。

首次铺梁沿走向3根，即六挡梁笆铺齐，暂留两档不铺；然后回柱打眼放炮放顶煤。

放顶回柱两排。

（2）假顶碴：

先铺笆下梁，再回柱。

5、辅助二种工作：

（1）掘进超前小眼，小眼间距中～中5m。

小眼净断面为（0.8m×0.8m）木盘小眼或铁盘小眼。

（2）掘进超前平巷，超前平巷净断面，上宽1.2m下宽2.0m净高1.8m。

水平分层人工假顶工作面落煤方式为打眼放炮落煤或用风镐落煤，采落下的煤，人工攉煤进入溜煤眼中。

回柱放顶前铺设人工假顶，把上分层采空区冒落的矸石与下分层未采的煤层分离开，以便保证下分层的回采。

分层工作面的运输系统是，采落的煤有人工攉煤进入临近小眼，从小眼溜到区段运输平巷运输机上，再运到采区集中溜煤眼，直接接车运至井底车场。

水平分层人工假顶工作面的通风是串联的，必要时可在通风线路中适当位置设通风设施，如简易风门、风帘之类，进行适当的风量调节。

工作面材料种类及规格：

1、支柱：

适用液压支柱2.4m

2、顶梁：

2200×180×120mm方木

3、大笆：

2000×1000mm竹笆

4、小眼盘：

1100×120×120mm方木或

轻便工字钢50mm×150mm

5、水平碴过顶板1100×100×30mm板皮

6、木垛料：

可用废旧顶梁代替

7、木垛腿：

槽钢圆钢管加工而成

8、手持电钻

9、放炮器

10、电雷管及炸药

11、平巷背板600×120×30mm板皮

12、回柱绳头

13、调绳滑轮

14、顶板大腿Ф=100mm钢管加工而成或用液压支柱代替。

二、安全技术措施

各类生产系统必须形成后，并经有关单位验收合格方可进行采煤落煤作业及相关工序。

（一）采煤落煤作业：

选择《水平分层人工假顶采煤方法》

1、落煤方式：

为打眼放炮落煤或风镐落煤。

2、打眼放炮落煤，崩落的煤人工攉煤至临近小眼内，溜至下阶段运输平巷。

3、打眼放炮前必须用风镐落煤，在平巷内撤棚、拉打门柱；门柱为一梁三柱（水平碴），假顶碴为一梁三柱。

拉打门柱时可与碴内打眼平行作业。

4、炮眼垂直煤壁，分上下两排。

炮眼间排距均为1.0m，炮眼深1.0m。

5、装药：

坚持三人连锁放炮制。

6、装药量：

每个炮眼一般装1～1.5卷，用炮棍将药卷轻轻抵入眼底，并用水泡泥外加封泥封实。

7、装药放炮前必须将电钻、风镐、铲子、手镐撤出工作面，存放于安全地点。

8、装药后连线只能由放炮员独自一人操作。

工作面一次性装药一次性起爆。

9、放炮前，班组长安排责任心比较强的同志，在所有通道上担任警戒。

10放炮使用型放炮器

附图：

一、水平分层人工假顶采掘工程平立面图（1:

100）

二、2m煤厚假顶支护控顶图（1:

50）

三、4m厚煤层（假顶）控顶图（1:

50）

四、工作面图（1:

50）

五、水平碴初采、平、立剖面图（1:

50）

11、鸣炮前，放炮员应吹哨鸣叫三声，并大叫一声“放炮啦”方可鸣炮。

12、炮响过，吹炮烟时间10分钟后，由班长放炮员进入工作面，巡视检查爆破效果及有无倒柱等现象发生。

当发现异常及时处理。

13、担任警戒的人员必须由班组长亲自撤回警戒人员。

14、攉煤工、支柱工进入工作面，当面内攉煤能支柱时，应及时支柱。

支柱要牢固、可靠、拴好。

15、门柱工回撤平巷棚、架设门柱，为采下一峒打眼放炮做准备。

16、当顶板大腿顶梁牙口露出应及时补插大腿，并补打二大腿，然后打戗柱（抗山、斜抗山）。

抗山顶木可为顶梁。

17、煤层顶板下侧，工作面底板标高上三角煤，掏挖净，以便于挖设地梁沟、铺设地梁及顶板大腿顶梁。

18、劳动组织：

每碴、每小班、四人同时作业，采四排柱，两班出煤一班回柱；三个假顶碴同时作业；日产：

528吨

每排出煤量：

Q=bhlr=22.4吨取22（吨）

式中Q──一峒出煤量（吨）

b──m/sin40°=4/sin40°=6.22煤层水平厚度（m）

m──煤层真厚（按m=4.0m计算）

h──采高2.4m

r──煤层容重1.5

l──一峒排距1.0m

两个工作面同时生产，则日生产为1056吨。

当每碴、每班三人同时作业，采2排距，3班生产、自采自回则日进6排。

四个碴同时作业。

Q=6×22×4=528吨

同理两个假顶工作面同时生产，则日产为1056吨。

当煤层厚度2m时：

每峒出煤为11吨每碴、每班三人同时作业，采四排回四排，三班生产自采自回。

四个碴同时作业：

4排×3班×11吨×4个碴=528吨

这样算两个半工作面维持工作，日产稳定在1300吨是没有问题的。

（二）铺设人工假顶及回撤支柱：

假顶材料：

地梁：

2.2m×0.18×0.12m方木

大笆：

2.0×1.0m大竹笆或金属网（见图1-1）

1、铺设人工假顶：

人工假顶由地梁和大笆构成。

假顶是在回采支柱控顶距离内铺设的。

首先将控顶距内浮煤清理净，沿煤层顶板侧挖地梁沟，地梁沟平行于煤层顶底板。

地梁沟尺寸深大于120mm、宽大于180mm，地梁沟间距中～中为1.0m且地梁沟相互平行，当煤层走向突然发生变化或受断层、顶、底鼓影响时，需要加梁或减梁时，应在底梁下方设置明显标记《以此向前几米加梁（减梁）某某人立据、×年×月×日》

地梁沿地梁沟铺设，梁间相互搭接。

搭接长度按搭接牙口对接。

地梁要平直、不悬空、搭接要实。

排与排要平行，不要忽高忽低，梁下好后，用浮煤填平填实梁沟缝。

之后铺设大笆，大笆铺设纵横两层。

第一层垂直地梁铺设，第二层垂直下层铺设。

同层之间两笆搭接长度不小于150mm。

然后用16#铁丝连接大笆使其成为一个整体。

要求扎紧扎牢。

2、回棚放顶：

人工假顶铺设完毕。

回柱放顶前，应将原切顶架梁或木垛撤除，易位重新架设切顶架梁或木垛。

架梁一梁三柱，加固三排梁。

在顶底板侧各架设一排。

若用木垛可安装在顶底板中间一个即可。

为减少安装拆除工作量，槽钢、圆柱钢管加工成一个木垛腿，反复使用。

木垛腿（见图1-2）。

木垛用料，为节约材料可用废旧顶梁代替。

1、回柱前保留近煤壁三峒四排支柱，为最小控顶范围。

2、易位架梁打在近煤壁二、三、四排位置。

木垛支设在三峒内。

架梁及木垛应打上劲。

3、回柱用11千瓦绞车，绞车安装在距离碴口5m以外的工作面平巷内。

回柱前打好压车柱，绞车生根要牢固。

4、回柱前，绞车司机（持证上岗）、信号工、栓住回柱工、调绳工，须做好回柱前的所有工作。

5、调好绳路，严防大绳箍住，若有箍柱现象，应及时挂设导向滑轮。

6、回柱先从底板侧老塘口第一根梁边柱回起，先回端柱，再回中柱放顶梁完整落下。

回中柱前应将梁栓牢，中柱回出后，在将梁拉出。

第一根回完再回第二排梁边柱。

7、回柱时，老塘矸石埋柱或推到支柱，在预回前，应将临近易推易埋支柱提前用绳头预栓，并将绳另一头栓扎在安全地点。

8、调绳回顶板侧近塘口，一根梁外边处戗柱（抗山），依次回顶板、大腿、边柱，中柱处戗柱（抗山）、大腿，端柱处戗柱（抗山）大腿、端柱，再回中柱放顶，整梁落下。

再回第二根梁，至回完为止。

9、重新调绳回底板侧、顶板侧，最后保留最小控顶距范围。

10、若绳路调不开，必须箍柱时，应及时将箍倒的支柱补打上，并打上劲。

11、回柱时，严防老塘矸石冲入最小控顶距范围内，必要时应及时或提前挂设大笆进行堵挡。

12、回出的支柱，应及时斜立放于近煤壁一峒内底板上。

回出的顶梁（完好的、可复用者）应斜立放于近煤壁侧二峒内底板上。

回出的废旧料，应码放于近木垛一峒内。

13、柱回完应及时将绞车绳收盘好，绞车信号收撤至安全地点挂好挂牢。

14、切断绞车电源。

水平碴放顶煤：

为水平分层人工假顶采煤方法创造条件的顶分层（首分层），用原平巷标高进行分层采煤的回采小面为水平分层。

水平分层护顶，选用一梁三柱顶梁护顶。

顶梁垂直煤层走向架设。

梁间搭接长度为15cm，要求搭接牙口要正、直。

一排梁采至顶底板后，再采第二排，排与排之间中～中为1.0m。

当首采八排柱后满七个挡，则清理浮煤挖地梁沟铺设地梁和大笆，然后回柱，打眼放炮出顶煤。

水平碴放顶煤为打眼放炮出煤。

1、打眼放炮前应在适当位置架双排架梁或在碴中（顶底板中间）打木垛，然后在顶底板侧回柱、打眼放炮。

2、炮眼适具体情况，确定炮眼方向、深度、装药量。

3、放炮崩落的煤，人工攉至临近的小眼内。

4、根据出煤情况，需要及时架设横塘木，横塘木一横两竖，两竖斜立在煤壁上，一横搭接在两竖上。

出煤时必须备齐穿枪和大扒钩、长把工具，任何人员严禁进入老塘内作业。

当老塘悬顶空间较大时，仍有煤可出必须用穿枪锥和扒钩扒，这时必须一人监护一人作业。

5、水平碴工作面最小控顶距三峒四排柱，最大控顶距七峒八排柱。

6、放顶回采率约60％～70％。

7、出顶煤时严禁煤矸同时出，但矸石滚落至出煤点时，适具体情况封堵出煤塘口或将大块矿石检出，确保煤质质量。

8、放顶煤装药量适具体情况而定，当眼深2.5m左右时，不超过三个药卷，当眼深3.5m左右不超过四个药卷为宜。

9、眼深适净煤皮高度，即眼底距采空区底界面约0.5m为宜。

严防眼底进入老塘，将采空区矸石崩落混于煤中，影响煤质质量和少出纯净煤。

10、打眼放炮出顶板侧顶煤时，应将出煤峒顶板抗山（戗柱）、顶板大腿、二大腿回掉，再打眼、放炮、出煤。

11、某一出煤点将煤出净后应及时封堵出煤塘口，严防之后自然冒落的矸石冲入最小控顶距内。

上述安全技术措施，因属方案性质编制不细，严谨度较低，若正式选用该采煤方法时，安全技术措施应进一步完善和重新编写，然后经审批后贯彻执行。

201X年X月X日