一種用于急傾斜煤層的鉆采一體化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于急傾斜煤層的鉆采一體化方法，首先通過地質(zhì)鉆探或查閱相關(guān)地質(zhì)資料確定煤層參數(shù)，掌握預(yù)采煤層賦存特性；選擇合適的位置設(shè)立專用移動鉆采平臺；沿煤層傾斜方向向下鉆進(jìn)，一直鉆進(jìn)至設(shè)定最大鉆采深度，利用鉆采平臺的氣(液)反循環(huán)排渣(或提煤)系統(tǒng)將鉆頭切削下成顆粒狀的煤炭連續(xù)提升到地表專用洗煤池；利用管道或者專用車輛進(jìn)行裝運(yùn)；之后沿設(shè)計(jì)的鉆采方向移動專用鉆采鉆機(jī)，并在相鄰采洞間留設(shè)一定寬度的保護(hù)煤柱。重復(fù)以上步驟，直至煤層開采完畢。該方法是經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行、機(jī)械化程度高、安全系數(shù)大、適應(yīng)性好、效率高的急傾斜煤層開采方法。
【專利說明】一種用于急傾斜煤層的鉆采一體化方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采煤方法，尤其是一種適用于煤層傾角在45°以上的急傾斜煤層的鉆采一體化方法。

【背景技術(shù)】
[0002]采礦中把煤層傾角45°以上的煤層定義為急傾斜煤層，其儲量是我國煤炭儲量的重要組成部分，特別是南方80%礦區(qū)賦存有急傾斜煤層。因此，開展急傾斜煤層開采方法的研宄對我國煤炭工業(yè)的發(fā)展具有十分重要的作用。
[0003]傳統(tǒng)的急傾斜煤層開采方法很多，應(yīng)用較廣泛的幾種方法為:柔性掩護(hù)支架采煤法、俯偽傾斜走向長壁采煤法、倉儲采煤法、長孔爆破采煤法、滑移頂梁支架放頂煤采煤法、水平分段放頂煤采煤法和巷道放頂煤采煤法等。現(xiàn)有的開采方法各有適用條件和優(yōu)勢，但普遍存在開采工藝復(fù)雜、機(jī)械化水平低、勞動強(qiáng)度大、工作環(huán)境差、安全系數(shù)低、適應(yīng)性差等問題。為適應(yīng)日趨復(fù)雜的開采條件，減小勞動強(qiáng)度，提高急傾斜煤層機(jī)械化開采水平和安全系數(shù)，急需一種新的急傾斜煤層開采方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)急傾斜煤層開采工藝復(fù)雜、機(jī)械化水平低、勞動強(qiáng)度大、安全系數(shù)低、適應(yīng)性差等問題，提供一種機(jī)械化程度高、開采工藝簡單、勞動強(qiáng)度低、安全高效的急傾斜煤層鉆采一體化方法。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的用于急傾斜煤層開采的鉆采一體化方法，包括采用專用移動鉆采平臺、鉆桿液壓雙臂導(dǎo)向裝置、專用洗煤池，鉆采一體化方法包括如下步驟:
[0006]a、通過地質(zhì)信息確定急傾斜煤層的賦存參數(shù)，參數(shù)包括傾角、厚度、走向和傾向的長度；
[0007]b、根據(jù)急傾斜煤層的賦存參數(shù)確定鉆進(jìn)巷道的角度、最大鉆采深度、鉆桿、鉆頭的規(guī)格及采洞間的保護(hù)煤柱的寬度，在地面或井下鉆采巷道布置專用移動鉆采平臺；
[0008]C、在專用移動鉆采平臺上安裝鉆桿液壓雙臂導(dǎo)向裝置，利用鉆桿液壓雙臂導(dǎo)向裝置使鉆頭沿急傾斜煤層傾角鉆進(jìn)，形成第一采洞，鉆進(jìn)過程中，鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎煤巖，通過專用移動鉆采平臺的氣液反循環(huán)排渣(或提煤)系統(tǒng)，經(jīng)排渣管道將被鉆頭破碎成較小粒度的煤炭以氣液固三相流形式連續(xù)的送至地表專用洗煤池內(nèi)；
[0009]d、當(dāng)?shù)谝徊啥淬@進(jìn)至設(shè)定最大鉆采深度時，將鉆頭提至地表，沿垂直煤層走向方向移動專用移動鉆采平臺，沿急傾斜煤層傾角鉆進(jìn)，形成第二采洞，依次進(jìn)行鉆采完成一個個采洞，直至煤層邊界為止，鉆采過程中在相鄰采洞間留設(shè)保護(hù)煤柱；
[0010]e、沿煤層走向方向移動專用移動鉆采平臺，繼續(xù)沿急傾斜煤層傾角鉆進(jìn)，呈“S”形路線依次鉆采，完成整個急傾斜煤層的開采。
[0011 ] 所述采洞間的保護(hù)煤柱距離為0.1?0.35m，采洞的直徑為0.24?0.8m。
[0012]有益效果:本發(fā)明適用于煤層傾角45?90°、煤層硬度普氏系數(shù)f = 0.5?3.5，沿煤層傾斜方向一次鉆采深度為100?1600m，根據(jù)傾斜煤層具體參數(shù)選擇，確定與煤層參數(shù)適合的鉆采角度、采洞間煤柱寬度及采洞直徑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0013](I)通過使用專用鉆采設(shè)備，顯著提高急傾斜煤層開采的機(jī)械化水平，降低了工人的勞動強(qiáng)度；
[0014](2)通過使用專用鉆采設(shè)備，鉆采過程利用鉆頭破煤和氣液反循環(huán)提煤，大大提高人工作業(yè)環(huán)境和回采過程中的安全系數(shù)，確保了工人的生命安全，特別是在地面布置鉆采專用平臺時，作業(yè)人員在地面控制，鉆采過程實(shí)現(xiàn)井下無人作業(yè)，；
[0015](3)通過使用大功率的鉆采設(shè)備可以有效地提高急傾斜煤層開采的效率；
[0016](4)鉆采專用鉆機(jī)的鉆頭借助于導(dǎo)向裝置在煤層中可完成定向轉(zhuǎn)向，可實(shí)現(xiàn)鉆采地質(zhì)條件復(fù)雜的急傾斜煤層。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的主視圖；
[0018]圖2是本發(fā)明俯視圖。
[0019]圖中:1_專用移動鉆采平臺，2-鉆桿，3-鉆頭，4-急傾斜煤層，5-排渣管道，6_洗煤池，7-運(yùn)煤管道，8-巖體，9-第一采洞，10-第二采洞，11-保護(hù)煤柱，12-鉆桿液壓雙臂導(dǎo)向裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:
[0021]本發(fā)明的用于急傾斜煤層開采的鉆采一體化方法，如圖1所示，采用專用移動鉆采平臺1、鉆桿液壓雙臂導(dǎo)向裝置12、專用洗煤池6，鉆采一體化方法步驟如下:
[0022]a、通過地質(zhì)信息確定急傾斜煤層4的賦存參數(shù)，參數(shù)包括傾角、厚度、走向和傾向的長度；
[0023]b、根據(jù)急傾斜煤層4的賦存參數(shù)確定鉆進(jìn)巷道的角度、最大鉆采深度、鉆桿2、鉆頭3的規(guī)格及采洞間的保護(hù)煤柱11的寬度，在地面或井下鉆采巷道選擇合適的位置設(shè)立專用移動鉆采平臺I ;所述采洞間的保護(hù)煤柱11距離為0.1?0.35m，采洞9的直徑為0.24?0.8m ；
[0024]c、在專用移動鉆采平臺I上安裝鉆桿液壓雙臂導(dǎo)向裝置12，利用鉆桿液壓雙臂導(dǎo)向裝置12使鉆頭3沿急傾斜煤層4傾角鉆進(jìn)，形成第一采洞9，鉆進(jìn)過程中，鉆頭3旋轉(zhuǎn)破碎煤巖，通過專用移動鉆采平臺I的氣液反循環(huán)排渣(或提煤)系統(tǒng)，通過排渣管道5將被鉆頭3破碎成較小粒度的煤炭以氣液固三相流形式連續(xù)的送至地表或巖體8內(nèi)的專用洗煤池6內(nèi)，通過運(yùn)煤管道7將池內(nèi)的物料輸出或者通過專用車輛運(yùn)出；
[0025]d、當(dāng)?shù)谝徊啥?鉆進(jìn)至設(shè)定最大鉆采深度時，將鉆頭3提至地表，沿垂直煤層走向方向移動專用移動鉆采平臺1，沿急傾斜煤層4傾角鉆進(jìn)，形成第二采洞10，依次進(jìn)行鉆采完成下一個采洞，直到煤層邊界，鉆采過程中在相鄰采洞間留設(shè)保護(hù)煤柱11 ;
[0026]e、沿煤層走向方向移動專用移動鉆采平臺1，繼續(xù)沿急傾斜煤層4傾角鉆進(jìn)，如圖2所示呈“S”形路線依次鉆采，完成整個急傾斜煤層的開采。
【權(quán)利要求】
1.一種用于急傾斜煤層開采的鉆采一體化方法，包括采用專用移動鉆采平臺(1)、鉆桿液壓雙臂導(dǎo)向裝置(12)、專用洗煤池(6)，其特征在于，鉆采一體化方法包括如下步驟: a、通過地質(zhì)信息確定急傾斜煤層(4)的賦存參數(shù)，參數(shù)包括傾角、厚度、走向和傾向的長度； b、根據(jù)急傾斜煤層(4)的賦存參數(shù)確定鉆進(jìn)巷道的角度、最大鉆采深度、鉆桿(2)、鉆頭(3)的規(guī)格及采洞間的保護(hù)煤柱(11)的寬度，在地面或井下鉆采巷道布置專用移動鉆采平臺(I); c、在專用移動鉆采平臺(I)上安裝鉆桿液壓雙臂導(dǎo)向裝置(12)，利用鉆桿液壓雙臂導(dǎo)向裝置(12)使鉆頭(3)沿急傾斜煤層(4)傾角鉆進(jìn)，形成第一采洞(9)，鉆進(jìn)過程中，鉆頭(3)旋轉(zhuǎn)破碎煤巖，通過專用移動鉆采平臺(I)的氣液反循環(huán)排渣(或提煤)系統(tǒng)，經(jīng)排渣管道(5)將被鉆頭(3)破碎成較小粒度的煤炭以氣液固三相流形式連續(xù)的送至地表專用洗煤池(6)內(nèi)； d、當(dāng)?shù)谝徊啥?9)鉆進(jìn)至設(shè)定最大鉆采深度時，將鉆頭(3)提至地表，沿垂直煤層走向方向移動專用移動鉆采平臺(I )，沿急傾斜煤層(4)傾角鉆進(jìn)，形成第二采洞(10)，依次進(jìn)行鉆采完成一個個采洞，直至煤層邊界，鉆采過程中在相鄰采洞間留設(shè)保護(hù)煤柱(11); e、沿煤層走向方向移動專用移動鉆采平臺(1)，繼續(xù)沿急傾斜煤層(4)傾角鉆進(jìn)，呈“S”形路線依次鉆采，完成整個急傾斜煤層的開采。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于急傾斜煤層開采的鉆采一體化方法，其特征在于:所述采洞間的保護(hù)煤柱(11)距離為0.1-0.35m，采洞(9)的直徑為0.24-0.Sm。
【文檔編號】E21B7/02GK104481535SQ201410635472
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】趙一鳴, 張農(nóng), 潘東江, 孟子浩, 馮曉巍, 王磊, 楊林 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)