一種大傾角厚煤層走向長壁工作面大采高開采方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大傾角厚煤層走向長壁工作面大采高開采方法，選擇一個偽仰斜走向長壁工作面作為大傾角厚煤層實際開采工作面，工作面與真傾斜工作面的夾角約為0°～7°，工作面傾斜長度大于80m；在工作面下端頭的運輸巷端，安裝全封閉專用的下端頭支架和排尾支架，沿工作面傾斜方向依次布置刮板輸送機、采煤機和兩柱掩護式或四柱支撐掩護式液壓支架，以大傾角煤層的走向為推進方向?qū)Υ髢A角煤層進行開采，工作面的采煤機留三角煤斜切進刀下行，即自回風(fēng)巷向運輸巷方向割煤，上行即自運輸巷向回風(fēng)巷方向清浮煤，由下向上順序移架、推溜，采煤機清完浮煤即完成一個工藝循環(huán)。本發(fā)明的有益效果是保持開采時系統(tǒng)的穩(wěn)定。
【專利說明】一種大傾角厚煤層走向長壁工作面大采高開采方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煤層開采【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種大傾角厚煤層走向長壁工作面大采高開 采方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 大傾角煤層是傾斜和急斜煤層的一部分，一般是指埋藏傾角為35?55°的煤層， 是一類特殊埋藏條件的煤層和國際采礦界公認的難采煤層。采用走向長壁（傾斜布置、走 向推進）工作面開采時，冒落矸石在工作面沿傾斜方向的采空區(qū)內(nèi)不均勻充填、支承壓力 非對稱分布、底板變形和破壞可能性增大、以及工作面"頂板-支架-底板"系統(tǒng)失穩(wěn)而導(dǎo) 致災(zāi)變等。
[0003] 由于大傾角煤層的上述特點，目前，綜合機械化開采只能應(yīng)用于1. 3?3. 5m的中 厚煤層之中，厚煤層一般采用綜合機械化放頂煤開采，該類方法存在著頂板管理困難、頂煤 放出率低、工作面"支架-圍巖"（頂板-支架-底板）系統(tǒng)穩(wěn)定性不易保證等問題，無法 保證安全高效開采。要解決以上大傾角厚煤層走向長壁綜合機械放頂煤開采存在的系列問 題，必須從工作面布置和工作面配套裝備入手進行研究，采用大傾角煤層走向長壁大采高 (一次采全高）的方法開采該類煤層。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種大傾角厚煤層走向長壁工作面大采高開采方法，解決 了現(xiàn)有的系統(tǒng)穩(wěn)定性不易保證的問題。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是按照以下步驟進行：
[0006] 步驟1 :工作面確定：選擇一個偽仰斜走向長壁工作面作為大傾角厚煤層實際開 采工作面，工作面與真傾斜工作面的夾角約為0°?7°，工作面傾斜長度大于80m ;
[0007] 步驟2 :工作面布置：在工作面下端頭的運輸巷端，安裝全封閉專用的下端頭支架 和排尾支架，沿工作面傾斜方向依次布置刮板輸送機、采煤機和兩柱掩護式或四柱支撐掩 護式液壓支架，在工作面上端頭的回風(fēng)巷端安裝排頭支架、上端頭支架，在運輸巷內(nèi)設(shè)有超 前支護支撐下端頭支架，在回風(fēng)巷內(nèi)設(shè)置超前支護用來支撐上端頭支架；
[0008] 步驟3 :煤層開采方法：采用綜合機械化開采一次采全高開采方法開采，以步驟一 所確定的工作面為實際開采工作面，且以大傾角煤層的走向為推進方向?qū)Υ髢A角煤層進行 開采，工作面的采煤機留三角煤斜切進刀下行，即自回風(fēng)巷向運輸巷方向割煤，上行即自運 輸巷向回風(fēng)巷方向清浮煤，由下向上順序移架、推溜，移架步距和采煤機截深均為〇.6m，采 煤機清完浮煤即完成一個工藝循環(huán)。
[0009] 進一步，所述步驟2中當工作面長度變化時在工作面上端頭處增設(shè)柔性過渡支護 調(diào)節(jié)。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是保持開采時系統(tǒng)的穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說明】 toon] 圖1為偽仰斜工作面布置示意圖；
[0012] 圖2為本發(fā)明的工作面布置俯視圖；
[0013] 圖3為圖2的A-A剖面圖。
[0014] 圖中：1-回風(fēng)巷，2-運輸巷，3-工作面，4-采空區(qū)，5-超前支護；6-上端頭支架， 7_排頭支架，8-排尾支架，9-下端頭支架，10-液壓支架，11-采煤機，12-刮板輸送機， 13-煤層底板，14-煤層，15-煤層頂板。

【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0016] 本發(fā)明采用的方法為：步驟1 :工作面3確定：工作面3即偽仰斜工作面，選擇一個 偽仰斜走向長壁工作面作為所述的大傾角厚煤層實際開采工作面，偽仰斜工作面3與真傾 斜工作面的夾角約為0°?7°，工作面傾斜長度大于80m;
[0017] 如圖1所示，AD為偽仰斜工作面3,工作面傾斜長度大于80m，Z ACB為真傾角，即 煤層傾角α，Z ADB為偽傾角，Z CAD為偽斜工作面與走向方向夾角（簡稱走向夾角）為 0°?7°，1^為真傾斜長度，Lft為偽傾斜長度，大于80m，DC方向為工作面走向推進方向， CA方向為傾斜方向。
[0018] 步驟2 :開采設(shè)備的布置：實際開采過程中，偽斜工作面角度ZCAD在0°?7° 之間，降低了大采高過程中支架及裝備的下滑，同時，可以適度降低大采高時煤壁片幫可能 性。
[0019] 其中，圖2中的采空區(qū)4、圖3中煤層底板13、煤層14和煤層頂板15構(gòu)成了整個 采煤區(qū)。
[0020] 如圖2、3所示，在偽仰斜工作面即工作面3下端頭的運輸巷2端，安裝全封閉專用 的下端頭支架9和排尾支架8,沿工作面傾斜方向依次布置刮板輸送機12、采煤機11和兩 柱掩護式或四柱支撐掩護式液壓支架10,在工作面3上端頭的回風(fēng)巷1端安裝排頭支架7、 上端頭支架6,在運輸巷2內(nèi)設(shè)有超前支護5支撐下端頭支架9,在回風(fēng)巷1內(nèi)設(shè)置超前支 護5用來支撐上端頭支架6,當工作面3長度變化時可在工作面3上端頭處增設(shè)柔性過渡支 護調(diào)節(jié)，完成工作面3布置；
[0021] 步驟3 :煤層開采方法：采用綜合機械化開采一次采全高開采方法開采，以步驟一 所確定的偽仰斜工作面為實際開采工作面，且以所述的大傾角煤層的走向為推進方向?qū)Υ?傾角煤層進行開采；工作面3推進方向見圖2,工作面3的采煤機11留三角煤斜切進刀下 行，即自回風(fēng)巷1向運輸巷2方向割煤，上行即自運輸巷2向回風(fēng)巷1方向清浮煤，由下向上 順序移架、推溜，移架步距和采煤機截深均為〇. 6m，采煤機清完浮煤即完成一個工藝循環(huán)。
[0022] 且實際開采過程中，采用工作面支架對實際開采工作面進行同步支護，所述工作 面支架為兩柱掩護式或四柱支撐掩護式液壓支架，支架采用大推力千斤頂和箱型側(cè)護板， 底調(diào)千斤頂可聯(lián)動或分開伸出或縮回，便于調(diào)正支架，并使用大面積護幫板防煤壁片幫、防 護擋板將機道和人行道隔開，工作面落煤采用雙滾筒采煤機，工作面運輸采用大運力刮板 輸送機，工作面利用"三機"（采煤機、刮板輸送機、支架）配合并加裝特殊裝備防止工作面 裝備下滑。
[0023] 上述大傾角煤層走向長壁工作面大采高開采方法，其特征是：
[0024] (1)如圖3所示，一次采高Η在3.5?5.0m的煤層傾角a達到35°?55°的煤 層，適用于開采厚及特厚大傾角煤層。
[0025] (2)工作面兩柱掩護式或四柱支撐掩護式液壓支架，支架采用大推力千斤頂和箱 型側(cè)護板，工作阻力達到6500kN，底調(diào)千斤頂可聯(lián)動或分開伸出或縮回，便于調(diào)正支架；支 架支護高度2. 2?5. 0m，支架自身寬度b為1. 75?2. 0m，并使用大面積護幫板（1. 75? 2. OmX 1. 5m)防煤壁片幫、防護擋板將機道和人行道隔開；工作面雙滾筒采煤機滾筒直徑D 為1. 8?2. 3m ;工作面輸送機功率不低于900kW ;工作面利用"三機"（采煤機、刮板輸送機、 支架）配合并加裝特殊裝備防止工作面裝備下滑。
[0026] 所述的工作面支架為兩柱掩護式或四柱支撐掩護式液壓支架10,支架采用大推力 千斤頂和箱型側(cè)護板，底調(diào)千斤頂可聯(lián)動或分開伸出或縮回，便于調(diào)正支架，并使用大面積 護幫板防煤壁片幫、防護擋板將機道和人行道隔開，工作面落煤采用雙滾筒采煤機11，工作 面運輸采用大運力刮板輸送機12,工作面利用"三機"（采煤機、刮板輸送機、支架）配合并 加裝特殊裝備防止工作面裝備下滑。
[0027] 綜上，實際開采過程中，實際開采工作面為偽斜角ZCAD為0°?7°的偽仰斜方 向布置，且沿煤層推進；實際開采工作面選用加有特殊掩護裝備的兩柱掩護式或四柱支撐 掩護式液壓支架，以及配套的雙滾筒采煤機、大運力刮板輸送機、下端頭支架等。保證了大 傾角大采高走向長壁工作面安全高效開采。
[0028] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù) 實質(zhì)對以上實例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的 保護范圍內(nèi)。
[0029] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0030] (1)設(shè)計合理、開采方法簡單便于施工。
[0031] (2)保證了大傾角煤層一次采高達到3. 5?5. Om，大幅度提高了開采該類厚度煤 層的資源回收率，簡化了回采工藝。
[0032] (3)所采用的大傾角條件下大采高液壓支架及成套裝備能保證在采高3. 5? 5.0m、傾角35°?55°工作面"支架-圍巖"系統(tǒng)的穩(wěn)定性，克服了采用放頂煤開采時"頂 板-支架-底板"系統(tǒng)元素缺失導(dǎo)致的支護裝備下滑傾倒問題。
[0033] 綜上所述，本發(fā)明設(shè)計合理、開采方法簡單、施工方便且所采用的大采高液壓支架 及成套裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、操作簡便、使用效果好，能有效解決現(xiàn)有大傾角厚煤層放頂煤開 采中存在的回采率低、工藝復(fù)雜、支護系統(tǒng)不穩(wěn)定等實際問題。開采方法簡單、施工方便且 所采用的大采高液壓支架及成套裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、操作簡便、使用效果好，能有效解決現(xiàn) 有大傾角厚煤層放頂煤開采中存在的回采率低、工藝復(fù)雜、支護系統(tǒng)不穩(wěn)定等實際問題。
【權(quán)利要求】
1. 一種大傾角厚煤層走向長壁工作面大采高開采方法，其特征在于按照以下步驟進 行： 步驟1 :工作面（3)確定：選擇一個偽仰斜走向長壁工作面作為大傾角厚煤層實際開采 工作面，工作面（3)與真傾斜工作面的夾角約為0°?7°，工作面傾斜長度大于80m; 步驟2 :工作面（3)布置：在工作面（3)下端頭的運輸巷（2)端，安裝全封閉專用的下 端頭支架（9)和排尾支架（8)，沿工作面傾斜方向依次布置刮板輸送機（12)、采煤機（11) 和兩柱掩護式或四柱支撐掩護式液壓支架（10)，在工作面（3)上端頭的回風(fēng)巷（1)端安裝 排頭支架（7)、上端頭支架￠)，在運輸巷（2)內(nèi)設(shè)有超前支護（5)支撐下端頭支架（9)，在 回風(fēng)巷（1)內(nèi)設(shè)置超前支護（5)用來支撐上端頭支架（6); 步驟3 :煤層開采方法：采用綜合機械化開采一次采全高開采方法開采，以步驟一所確 定的工作面（3)為實際開采工作面，且以大傾角煤層的走向為推進方向?qū)Υ髢A角煤層進行 開采，工作面（3)的采煤機（11)留三角煤斜切進刀下行，即自回風(fēng)巷（1)向運輸巷（2)方 向割煤，上行即自運輸巷（2)向回風(fēng)巷（1)方向清浮煤，由下向上順序移架、推溜，移架步距 和采煤機截深均為0. 6m，采煤機清完浮煤即完成一個工藝循環(huán)。
2. 按照權(quán)利要求1所述一種大傾角厚煤層走向長壁工作面大采高開采方法，其特征在 于所述步驟2中當工作面（3)長度變化時在工作面（3)上端頭處增設(shè)柔性過渡支護調(diào)節(jié)。
【文檔編號】E21C41/16GK104088639SQ201410290023
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】伍永平, 李方立, 解盤石, 黃國春, 贠東風(fēng), 陳建杰, 王紅偉, 尤國俊 申請人:西安科技大學(xué)