專利名稱：巖漿侵入?yún)^(qū)天然焦煤包開采方法
一種巖漿侵入?yún)^(qū)天然焦煤包開采方法，屬于采礦領(lǐng)域。
煤層與侵入的高溫巖漿在接觸的過程中發(fā)生變質(zhì)變化，在煤礦領(lǐng)域里將煤質(zhì)分為肥煤、焦煤、瘦煤、貧煤、無煙煤等，天然焦這種變質(zhì)煤未列入煤質(zhì)分類表內(nèi)。在巖漿侵入嚴(yán)重地區(qū)，煤層被分割、推擠形成包狀體的煤包，目前國內(nèi)外煤炭領(lǐng)域內(nèi)對這種天然焦的煤包是不進(jìn)行營業(yè)性開采的。經(jīng)國際聯(lián)機(jī)終端檢索，D2ALOG系統(tǒng)File350、WPI(世界專利索引1963-1980)File351 WPI(世界專利索引1981-1992年)未檢索到相關(guān)文件，由此可見，巖漿侵入?yún)^(qū)天然焦煤包的開采是個空白點。普通煤層的開采是按地質(zhì)勘探報告，根據(jù)煤的儲量、走向而布置開采巷道、通風(fēng)方式、出煤系統(tǒng)等一個完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，而巖漿侵入地區(qū)的煤包內(nèi)天然焦體變化不定，無法用常規(guī)煤田開采方法開采，因此，普通的做法是放棄不采，造成能源資源的浪費(fèi)。
本發(fā)明的目的是利用探查巷道，在巖漿侵入?yún)^(qū)內(nèi)合理探找天然焦煤包，這些巷道在完成探找煤包的任務(wù)后，按照天然焦煤包的賦存條件按照不同的布局，開采不同狀況的天然焦煤包。
本發(fā)明的技術(shù)方案在巖漿侵入?yún)^(qū)內(nèi)，按照30-40米的間距布置探查巷道，這些巷道有的可能遇到天然焦煤包有的可能遇不到。這樣在這些平行的巷道之間再開掘一些分支巷道以探查主巷道之間的煤包情況。當(dāng)探查巷道遇到天然焦煤包時則在煤厚度變化點上開掘向上斜巷，以便查清煤厚，同時沿著煤包兩側(cè)邊緣布置探查巷道以查明煤包的范圍和形態(tài)。這些巷道在巖漿侵入?yún)^(qū)礦田里及天然焦煤包里組成菱格狀雁行式排列。在以后的回采過程中又作為通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)扔猛镜幕夭上锏?。這是煤厚在3-6米之間時巷道的布置方案。當(dāng)煤厚大于6米時，巷道的布置是將向上的探煤斜巷沿著煤包邊緣螺旋狀盤旋上升，開掘直至煤包頂部與回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷石門聯(lián)通的螺旋巷同時從該處向下掘直(斜)溜煤眼，與階段運(yùn)輸巷或探查時挖掘的向上斜巷聯(lián)通。另外還從螺旋巷向溜煤眼斜下掘若干回采斜巷，這樣各回采斜巷與溜煤眼在空間呈放射狀，在螺旋巷道所形成的螺旋面上將煤包切割成一塊塊傾斜的扇形面積。巷道布置好后用炮采工藝落煤，煤厚在3-4米時，采用放頂落煤式一次落清，煤厚在4-6米時，采用臺階式落煤二次落清，在煤厚大于6米時，則用螺旋式落煤，回采順序是從煤包頂部開始，自上而下逐個回采。也就是多次落清。工作面的通風(fēng)方案是新鮮風(fēng)流自階段運(yùn)輸巷內(nèi)用局扇壓入式供風(fēng)，新鮮風(fēng)經(jīng)主要探查巷道至采場，乏風(fēng)由回采斜巷經(jīng)探查巷道到階段回風(fēng)巷，其設(shè)備配置是在煤包頂部設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，兩側(cè)探查斜巷設(shè)立風(fēng)門，采場下部設(shè)一臺局扇，壓入式供風(fēng)，回采斜巷上出口設(shè)抽出式局扇。
本發(fā)明的特征在于利用探查巷道探明天然焦煤包的賦存情況，范圍、形態(tài)，其巷道的布置是這樣的在煤厚為3-6米時在煤包中間沿走向、煤層底板層位開掘一條向上傾斜的巷道作采煤時主干運(yùn)道，在部頂開掘階段回風(fēng)巷。由于在開掘探查巷道時已按菱格狀雁行斜列式排列，固此，煤厚在3-4米時，將巷道切割成的菱格狀煤體采用放頂式落煤一次落清;在煤厚為4-6米時，采用臺階式落煤，二次落清;煤厚大于6米時，則采用螺旋放頂式落煤，自上而下地將由螺旋巷道切割煤包而成一塊塊傾斜扇形面積的煤體，逐步落空。而它的巷道布置是這樣的發(fā)現(xiàn)可采煤包布置探煤斜巷時，將巷道沿煤包的周邊螺旋式布置，從底部向頂部螺旋盤旋上升，到煤包頂部與回風(fēng)門聯(lián)通，并在該處掘直(斜)溜煤眼，自煤包頂部開始從螺旋巷向溜煤眼斜掘若干回采斜巷，整個煤包開采過程中不需支護(hù)。


圖1為煤厚在3-6米時巷道布置示意圖;
圖2為煤厚在6米以上時巷道布置示意圖;
圖3為圖2的Ⅰ-Ⅰ剖面圖下面結(jié)合實施例對本發(fā)明加以詳細(xì)敘述在地層中，由于巖漿的侵入，煤層被擠壓形成范圍不同，形態(tài)各異的天然焦煤包。常規(guī)的地面勘探不能有效地查明天然焦煤包的空間形態(tài)、范圍。這樣就要布置巷道探找煤包，找到可采煤包后，按照煤厚的情況布置不同的巷道。下面分述之煤厚為3-4米時沿煤層底板層位開掘階段運(yùn)輸巷道1按照垂高30米、傾斜長75-80米、坡度20°的標(biāo)準(zhǔn)放面;根據(jù)階段運(yùn)輸巷道1揭露的煤厚變化情況，在煤厚變化點上布置向上斜探煤巷并與階段回風(fēng)巷道5貫通，這樣的探煤斜巷一方面可揭露沿傾斜方向上煤包的賦存情況，二方面可在以后的回采期間作為通風(fēng)、安全出口、及運(yùn)煤、行人等主干運(yùn)道2。這些主干運(yùn)道2的距離一般為30-40米。此外，在這些主干運(yùn)道2上再交叉布置一些斜巷，形成菱格狀雁行斜列式排列將煤包分割成若干塊段，(如圖1所示)作為回采巷道3系統(tǒng)，同時還在煤包兩側(cè)邊緣順圍巖掘探煤巷道4。開采時，新鮮風(fēng)流自階段運(yùn)輸巷1經(jīng)主干運(yùn)道2至采場。乏風(fēng)由回采巷道3到階段回風(fēng)巷5排出，在兩側(cè)探煤巷道4內(nèi)設(shè)風(fēng)門6。采煤時，按照常規(guī)采煤規(guī)定一次采高3.5米，故此種煤厚的回采采用空場法管理頂板，不需要支護(hù)，用放頂式落煤工藝。具體是4-6米寬3米高，作為一個落煤單元，炮眼布置盡量與巖漿巖侵入體頂板方向平行，眼深不大于2M，既能一次采全高，又不破壞頂板。在煤包內(nèi)沿傾斜，由上而下逐塊回采，回采每一條帶塊段時，由煤包中間向兩翼同時落煤，回采到兩側(cè)薄煤層時，可以留下拱基煤柱支撐和傳遞頂板壓應(yīng)力。在采上一個菱格狀塊段時，下一個菱格狀塊段可以作為其保護(hù)煤柱。分割塊段的回采斜巷3可以作為安全通道。
煤厚在4-6米時其巷道布置打眼、眼深均與3-4米時相同。只是落煤時不能一次采全高而采取臺階式落煤，也就是將煤厚劃分為上下兩個臺階，并采用暫時留礦的辦法進(jìn)行回采。當(dāng)工作面頂板完整不易垮落時，可采用先采上部臺階的正臺階工作面，如果頂板穩(wěn)定性較差時可采用先采下部臺階的倒臺階工作面。這種倒臺階工作面是在靠采空區(qū)一側(cè)留一米左右的臨時煤柱或打1-2排點柱支撐待采的上部臺階;下部臺階落煤后先放出1/3左右的松散煤體，余煤暫留采場內(nèi)并大致整平，做為回采上部臺階時的工作臺。上部臺階落煤時先崩落臨時煤柱或回撤點柱，再崩上部煤體。待上部臺階落煤后，將兩個臺階的松散煤體一塊通過回采斜巷3放出。
煤厚大于6米時由于煤厚超過6米，用臺階式落煤法也無法開采全厚，因此其探煤斜巷是沿煤包的周邊螺旋式盤旋上升布置的螺旋巷7(如圖2所示)直至煤包頂部與回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷道8聯(lián)通，形成主要通風(fēng)系統(tǒng)。從該處向下掘直(斜)溜煤眼9與主干運(yùn)道2、階段運(yùn)輸巷道1聯(lián)通，然后自煤包頂部開始，從螺旋巷7向溜煤眼9斜下掘若干回采斜巷3這些回采斜巷3在空間呈放射狀，彼此間不在一個平面上，而是位于一個螺旋面上，相鄰兩條高差5米，在螺旋面上將煤包切割成一塊塊傾斜的扇形面積煤體。由于煤包工作面頂板部易積聚有害氣體，所以在采場下部設(shè)一臺壓入式局扇10向頂板供風(fēng)，回采斜巷上出口設(shè)一臺抽出式局扇11配合主風(fēng)流能風(fēng)。開采時，各扇形面積間的回采順序是自煤包頂部開始，自上而下逐個回采，各扇形面積最寬處不大于7-8米，以免煤眼過長，不利于打眼和落煤。打眼時用接桿釬子在回采斜巷內(nèi)向兩側(cè)及上方或下方打眼，放煤落煤，松散煤自溜煤眼9放出。松散煤體借自重沿底板或沿鋪設(shè)的溜槽經(jīng)主運(yùn)干道2放出，如果采到煤包底部不能自溜時，可采用耙斗裝巖機(jī)(SBZ-0.15m3或SBZ-0.3m3型)扒斗出煤。
本發(fā)明改革了巷道的布置，探查巷道與開采巷道一致，一巷兩用，降低了掘進(jìn)工程量，由于巖漿侵蝕形成火成巖經(jīng)硬的頂板，所以不用支護(hù)手段，即能開采，節(jié)約了支護(hù)材料。本發(fā)明認(rèn)定天然焦是一種可以利用的能源資源，應(yīng)列入煤的工業(yè)分類，擴(kuò)大我國的能源資源。
權(quán)利要求
1.一種巖漿侵入?yún)^(qū)天然焦煤包開采方法，屬于采礦領(lǐng)域，其特征在于開掘巷道探明在巖漿侵入?yún)^(qū)天然焦煤包的范圍、形態(tài)；煤厚在3-6米時，探查、通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)雀鞣N巷道按菱格狀雁行斜列式排列，落煤方式采用放頂式一次落清臺階式二次落清二種；煤厚在大于6米時探查、通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)雀鞣N巷道按螺旋盤旋上升式布置、在空間呈放射狀，將煤包切割成一塊塊傾斜扇形面積的煤體、自上而下逐步落煤，不采用支護(hù)手段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖漿侵入?yún)^(qū)天然焦煤包開采方法，其特征在于當(dāng)厚煤在3-6米時，探查巷道位于煤包中間沿著煤層底板向上開掘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖漿侵入?yún)^(qū)天然焦煤包開采方法，其特征在于當(dāng)煤厚在大于6米時，自煤包頂部向下掘溜煤眼，并與螺旋探查巷道通過回采巷道溝通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖漿侵入?yún)^(qū)天然焦煤包開采方法，其特征在于當(dāng)煤厚在3-4米時，落煤工藝采取放頂式落煤、一次落清。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖漿侵入?yún)^(qū)天然焦煤包開采方法，其特征在于當(dāng)煤厚在4-6米時，落煤工藝采取臺階式落煤，二次落清。
全文摘要
一種巖漿侵入?yún)^(qū)天然焦煤包開采方法，屬于采礦領(lǐng)域。目前，采煤碰到巖漿侵入?yún)^(qū)內(nèi)的天然焦煤包一般不作經(jīng)營性開采。本方法采用探、采巷道合一，根據(jù)煤厚的情況采用菱格狀雁行斜列式排列布置探、采巷道，采用一次放頂落煤或臺階式落煤工藝及螺旋狀巷道布置和落煤工藝。本方法節(jié)約了巷道開掘量、支護(hù)材料，擴(kuò)大了能源資源的利用。
文檔編號E21C41/18GK1066906SQ9210760
公開日1992年12月9日 申請日期1992年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月13日
發(fā)明者吳大新, 姚愛寧, 李旭光, 杜龍生, 王振啟, 杜英 申請人:鹽城市礦務(wù)局