專利名稱：急斜近距煤層水平分段輕型支架放頂煤采煤法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地下采煤方法，特別是厚度在10m以下的急斜近距煤層水平分段輕型支架放頂煤采煤法。
背景技術(shù)：
急傾斜煤層是指賦存角度45°-90°的煤層。這類煤層的形成是地殼不均衡沉降和沖蝕作用，以及后期地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)數(shù)度褶皺和斷裂運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。因而，賦存條件、煤層結(jié)構(gòu)、應(yīng)力環(huán)境較緩斜(0°～25°)、中斜(25°～45°)煤層要復(fù)雜得多。厚度10m以下急斜煤層長(zhǎng)期沿用的正規(guī)采煤方法是水平分層和斜切分層采煤法。工作面長(zhǎng)度短，生產(chǎn)能力極為有限；采用單體支柱支護(hù)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，頂板安全沒(méi)有保證；每個(gè)分層高度在2m左右，每個(gè)分層分別沿頂板和底板布置運(yùn)輸平巷和回風(fēng)平巷，掘進(jìn)量極大；分層間需鋪金屬網(wǎng)，或留煤柱，成本較高。
對(duì)于賦存有10m以下厚度的急斜煤層，湘潭工學(xué)院與廣東梅田礦務(wù)局合作，研究了巷道放頂煤采煤法。巷道放頂煤采煤法應(yīng)用于厚度2-10m的急斜煤層，一般分段高度15-30m，在分段底部沿走向布置一條放煤巷道，巷道兩端分別與進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷相連。在放煤巷道的一側(cè)每隔一段距離向煤層開(kāi)掘放煤小眼，依序在放煤小眼向放落頂煤打眼，將頂煤從放煤小眼放進(jìn)放煤巷道的輸送機(jī)。提高了采出率，使單產(chǎn)和工效比水平分層采煤法提高了2-3倍。降低了工作面的直接成本，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。據(jù)該方法發(fā)明人之一陳良棚副教授在《煤》1999年第5期發(fā)表的“急傾斜煤層巷道放頂煤采煤法”一文客觀指出這種采煤法存在的問(wèn)題是①工作面回采初期準(zhǔn)備工作量大，結(jié)束時(shí)收尾工作量大；②工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，工效低；③生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)效益較差。而且這種在巷道放煤的方法，應(yīng)屬“巷柱式”，是國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)察局不提倡的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)于厚度10m以下急斜煤層、特別是近距煤層的水平分段放頂煤開(kāi)采方法，不僅采出率高、大幅度減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度、降低了生產(chǎn)成本和掘進(jìn)率，而且工人在液壓支架下工作、安全可靠。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種急斜近距煤層水平分段輕型支架放頂煤采煤法，包括近距煤層聯(lián)合開(kāi)采巷道，根據(jù)水平分層放頂高度，開(kāi)掘分層巷道、開(kāi)掘采區(qū)上下山、回風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)巷、溜煤眼、行人眼和將分層巷道與軌道石門和回風(fēng)石門溝通，回采工藝有下述步驟1、超前支護(hù)將原梯形斷面巷道的網(wǎng)絡(luò)支架更換為輕型液壓支架后，需要將巷道擴(kuò)幫，安裝單體液壓支柱支護(hù)，一梁兩柱；2、頂煤打眼在支架頂梁前方用巖石電鉆沿煤層傾斜方向，向上方打眼，炮眼間距1.8-2.2m，炮眼排距2.8-3.2m，炮眼長(zhǎng)度達(dá)到段高的下方1-1.5m；3、裝藥炮眼內(nèi)裝藥后，眼口的封泥長(zhǎng)度不小于3.5m；4、移機(jī)尾刮板輸送機(jī)的機(jī)尾以不滯后于液壓支架插板所能達(dá)到的最大距離為準(zhǔn)，每隔2.8-3.2m，移一次機(jī)尾；5、移架下降液壓支架后，伸出插板，架設(shè)單體支架，頂起液壓支架的前端，收起插板，升起液壓支架，去掉單體支柱；6、放炮每隔2.8-3.2m放一次炮；7、放頂煤放落的煤從兩支架之間的刮板輸送機(jī)運(yùn)走。
本發(fā)明的采煤方法實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代放頂煤采煤方法。近距離煤層聯(lián)合開(kāi)采，可以保證這些煤資源得到充分的回收，大大地提高了煤資源的采出率。本發(fā)明的采煤方法，由于不需預(yù)留采倉(cāng)隔離煤柱，采出率提高了67.42％，降低了生產(chǎn)成本。工作面人工效率有了大幅度的提高，由倉(cāng)儲(chǔ)式采煤方法3.46t/d，提高到7.3t/d。降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，原倉(cāng)儲(chǔ)式采煤方法溜煤眼和通往倉(cāng)內(nèi)的聯(lián)絡(luò)巷全部采用人工打眼放炮，勞動(dòng)強(qiáng)度大。本發(fā)明的采煤方法只掘聯(lián)絡(luò)巷，工程量小，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減小。本發(fā)明的采煤方法在開(kāi)采中擴(kuò)巷安裝兩架輕型液壓支架實(shí)現(xiàn)自移放頂煤，工人在液壓支架下工作，安全有了根本保證。


圖1為本發(fā)明的工作面布置示意圖，圖2為液壓支架移架前結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為液壓支架的降架結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為液壓支架伸出插板的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為液壓支架前端架設(shè)單體支柱的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6為液壓支架收起插板的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7為液壓支架完成前移的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8為煤層打眼的結(jié)構(gòu)示意圖，圖9為頂煤放落后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
一種急斜近距煤層水平分段輕型支架放頂煤采煤法，根據(jù)生產(chǎn)煤礦階段劃分的特點(diǎn)，通常情況下，水平分層放頂高度確定為15-20m，采區(qū)階段高度為100米和50米。在階段高度范圍內(nèi)，根據(jù)水平分層放頂高度，開(kāi)拓分層巷道，同時(shí)開(kāi)掘采區(qū)上下山、回風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)巷、溜煤眼、行人眼等，將分層巷道與軌道石門和回風(fēng)石門溝通。如圖1所示的工作面布置示意圖，通過(guò)在煤層3中開(kāi)掘聯(lián)絡(luò)巷6將進(jìn)風(fēng)巷5與回風(fēng)巷4連通，在兩液壓支架2之間安裝著刮板輸送機(jī)1，其回采工藝有下述步驟1、超前支護(hù)將兩工作面原來(lái)采用網(wǎng)絡(luò)支架回采，巷道掘進(jìn)斷面按照網(wǎng)格支架設(shè)計(jì)為梯形斷面，高2米，上寬2.6米，下寬3米，斷面面積5.6m2，然后更換為輕型液壓支架2，需要將巷道擴(kuò)幫，其高為2.1米，寬為3.2米，斷面面積6.5m2。擴(kuò)幫后，用3米長(zhǎng)的工字鋼，配單體支柱支護(hù)，一梁兩柱。2、頂煤打眼厚度10米以下急斜煤層3放頂煤，頂煤的破碎主要依靠爆破松碎。如圖8所示的煤層打眼結(jié)構(gòu)示意圖，先在支架頂梁前方用巖石電鉆沿煤層3傾斜方向，向上方打眼9。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，兩工作面的煤層3都布置兩個(gè)炮眼9，炮眼間距2m，炮眼排距3m左右，炮眼長(zhǎng)度達(dá)到段高的下方1.25m。3、裝藥炮眼9內(nèi)裝藥后，眼口的封泥長(zhǎng)度不小于3.5m；4、移機(jī)尾刮板輸送機(jī)1的機(jī)尾以不滯后于液支架插板7所能達(dá)到的最大距離為準(zhǔn)，每隔3m移一次機(jī)尾。這一步距與每隔3米放一次頂煤一致。5、移架移架的方式如圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示，液壓支架2的頂部為頂煤3，下降液壓支架2后，伸出插板7，架設(shè)單體支架8，頂起液壓支架2的前端，收起插板7，升起液壓支架2，去掉單體支柱8。6、放炮每隔3m放一次炮。7、放頂煤放炮后，用液壓支架2的放煤機(jī)構(gòu)實(shí)施放煤，放落的煤從兩液壓支架2之間的刮板輸送機(jī)1運(yùn)走。如圖9所示為頂煤放落后的結(jié)構(gòu)示意圖，頂煤放落后，形成放礦橢球10。
具體實(shí)施中的關(guān)鍵安全技措煤礦生產(chǎn)、安全為天，在實(shí)施本采煤方法中，必須強(qiáng)調(diào)遵守《煤礦安全規(guī)程》。而且需要特別注意從聯(lián)絡(luò)巷到布置液壓支架的放頂煤工作面，必須安設(shè)局部扇風(fēng)機(jī)，實(shí)施24小時(shí)向工作面連續(xù)送風(fēng)；保證液壓支架前方巷道頂板的穩(wěn)定性，松動(dòng)頂煤需架后爆破，工人在作業(yè)期間要明確專人觀察頂板，嚴(yán)格敲幫問(wèn)頂；移架作業(yè)必須設(shè)專人觀察頂板及作業(yè)的規(guī)范性；決不允許工人進(jìn)入支架后方破碎大塊頂煤。
權(quán)利要求
1.一種急斜近距煤層水平分段輕型支架放頂煤采煤法，包括近距煤層聯(lián)合開(kāi)采巷道，根據(jù)水平分層放頂高度，開(kāi)掘分層巷道、開(kāi)掘采區(qū)上下山、回風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)巷、溜煤眼、行人眼和將分層巷道與軌道石門和回風(fēng)石門溝通，其特征是回采工藝有下述步驟(1)超前支護(hù)將原梯形斷面巷道的網(wǎng)絡(luò)支架更換為輕型液壓支架后，需要將巷道擴(kuò)幫，安裝單體液醫(yī)支架支護(hù)，一梁兩柱；(2)頂煤打眼在支架頂梁前方用巖石電鉆沿煤層傾斜方向，向上方打眼，炮眼間距1.8-2.2m，炮眼排距2.8-3.2m，炮眼長(zhǎng)度達(dá)到段高的下方1-1.5m；(3)裝藥炮眼內(nèi)裝藥后，眼口的封泥長(zhǎng)度不小于3.5m；(4)移機(jī)尾刮板輸送機(jī)的機(jī)尾以不滯后于液壓支架插板所能達(dá)到的最大距離為準(zhǔn)，每隔2.8-3.2m，移一次機(jī)尾；(5)移架下降液壓支架后，伸出插板，架設(shè)單體支架，頂起液壓支架的前端，收起插板，升起液壓支架，去掉單體支柱；(6)放炮每隔2.8-3.2m放一次炮；(7)放頂煤放落的煤從兩支架之間的刮板輸送機(jī)運(yùn)走。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的急斜近距煤層水平分段輕型支架放頂煤采煤法，其特征是炮眼間距為2m，炮眼排距為3m，炮眼長(zhǎng)度達(dá)到段高的下方1.25m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的急斜近距煤層水平分段輕型支架放頂煤采煤法，其特征是每隔3m移一次刮板輸送機(jī)(1)的機(jī)尾。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的急斜近距煤層水平分段輕型支架放頂煤采煤法，其特征是每隔3m放一次炮。
全文摘要
本發(fā)明涉及地下采煤方法，特別是急斜近距煤層水平分段輕型支架放頂煤采煤法，包括近距煤層聯(lián)合開(kāi)采巷道，根據(jù)水平分層放頂高度，開(kāi)掘分層巷道，開(kāi)掘采區(qū)上下山，回風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)巷、溜煤眼、行人眼和將分層巷道與軌道石門和回風(fēng)石門溝通，回采工藝的步驟為超前支護(hù)、頂煤打眼、裝藥、移機(jī)尾、移液壓支架、放炮和放頂煤。本發(fā)明提高了煤資源的采出率，生產(chǎn)成本低，工作面人工效率大幅度提高。掘進(jìn)工程量小，大大減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，液壓支架實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放頂煤，工人在液壓支架下工作，安全有了根本保證。
文檔編號(hào)E21C41/00GK1607316SQ200310101130
公開(kāi)日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2003年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月16日
發(fā)明者胡開(kāi)江, 盧儉, 漆濤, 王栓存, 李東明, 田英男, 蔣東暉, 陳明 申請(qǐng)人:新疆烏魯木齊礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司