岩浆侵入区天然焦煤包开采方法

摘要

一种岩浆侵入区天然焦煤包开采方法，属于采矿领域。目前，采煤碰到岩浆侵入区内的天然焦煤包一般不作经营性开采。本方法采用探、采巷道合一，根据煤厚的情况采用菱格状雁行斜列式排列布置探、采巷道，采用一次放顶落煤或台阶式落煤工艺及螺旋状巷道布置和落煤工艺。本方法节约了巷道开掘量、支护材料，扩大了能源资源的利用。

说明书

一种岩浆侵入区天然焦煤包开采方法，属于采矿领域。

煤层与侵入的高温岩浆在接触的过程中发生变质变化，在煤矿领域里将煤质分为肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、无烟煤等，天然焦这种变质煤未列入煤质分类表内。在岩浆侵入严重地区，煤层被分割、推挤形成包状体的煤包，目前国内外煤炭领域内对这种天然焦的煤包是不进行营业性开采的。经国际联机终端检索，D₂ALOG系统：File350、WPI（世界专利索引1963-1980）File351>

本发明的目的是：利用探查巷道，在岩浆侵入区内合理探找天然焦煤包，这些巷道在完成探找煤包的任务后，按照天然焦煤包的赋存条件按照不同的布局，开采不同状况的天然焦煤包。

本发明的技术方案：在岩浆侵入区内，按照30-40米的间距布置探查巷道，这些巷道有的可能遇到天然焦煤包有的可能遇不到。这样在这些平行的巷道之间再开掘一些分支巷道以探查主巷道之间的煤包情况。当探查巷道遇到天然焦煤包时则在煤厚度变化点上开掘向上斜巷，以便查清煤厚，同时沿着煤包两侧边缘布置探查巷道以查明煤包的范围和形态。这些巷道在岩浆侵入区矿田里及天然焦煤包里组成菱格状雁行式排列。在以后的回采过程中又作为通风、运输等用途的回采巷道。这是煤厚在3-6米之间时巷道的布置方案。当煤厚大于6米时，巷道的布置是将向上的探煤斜巷沿着煤包边缘螺旋状盘旋上升，开掘直至煤包顶部与回风联络巷石门联通的螺旋巷同时从该处向下掘直（斜）溜煤眼，与阶段运输巷或探查时挖掘的向上斜巷联通。另外还从螺旋巷向溜煤眼斜下掘若干回采斜巷，这样各回采斜巷与溜煤眼在空间呈放射状，在螺旋巷道所形成的螺旋面上将煤包切割成一块块倾斜的扇形面积。巷道布置好后用炮采工艺落煤，煤厚在3-4米时，采用放顶落煤式一次落清，煤厚在4-6米时，采用台阶式落煤二次落清，在煤厚大于6米时，则用螺旋式落煤，回采顺序是从煤包顶部开始，自上而下逐个回采。也就是多次落清。工作面的通风方案是：新鲜风流自阶段运输巷内用局扇压入式供风，新鲜风经主要探查巷道至采场，乏风由回采斜巷经探查巷道到阶段

回风巷，其设备配置是：在煤包顶部设调节风窗，两侧探查斜巷设立风门，采场下部设一台局扇，压入式供风，回采斜巷上出口设抽出式局扇。

本发明的特征在于：利用探查巷道探明天然焦煤包的赋存情况，范围、形态，其巷道的布置是这样的：在煤厚为3-6米时在煤包中间沿走向、煤层底板层位开掘一条向上倾斜的巷道作采煤时主干运道，在部顶开掘阶段回风巷。由于在开掘探查巷道时已按菱格状雁行斜列式排列，固此，煤厚在3-4米时，将巷道切割成的菱格状煤体采用放顶式落煤一次落清;在煤厚为4-6米时，采用台阶式落煤，二次落清;煤厚大于6米时，则采用螺旋放顶式落煤，自上而下地将由螺旋巷道切割煤包而成一块块倾斜扇形面积的煤体，逐步落空。而它的巷道布置是这样的：发现可采煤包布置探煤斜巷时，将巷道沿煤包的周边螺旋式布置，从底部向顶部螺旋盘旋上升，到煤包顶部与回风门联通，并在该处掘直（斜）溜煤眼，自煤包顶部开始从螺旋巷向溜煤眼斜掘若干回采斜巷，整个煤包开采过程中不需支护。

图1为煤厚在3-6米时巷道布置示意图;

图2为煤厚在6米以上时巷道布置示意图;

图3为图2的Ⅰ-Ⅰ剖面图：

下面结合实施例对本发明加以详细叙述：在地层中，由于岩浆的侵入，煤层被挤压形成范围不同，形态各异的天然焦煤包。常规的地面勘探不能有效地查明天然焦煤包的空间形态、范围。这样就要布置巷道探找煤包，找到可采煤包后，按照煤厚的情况布置不同的巷道。下面分述之：

煤厚为3-4米时：沿煤层底板层位开掘阶段运输巷道1按照垂高30米、倾斜长75-80米、坡度20°的标准放面;根据阶段运输巷道1揭露的煤厚变化情况，在煤厚变化点上布置向上斜探煤巷并与阶段回风巷道5贯通，这样的探煤斜巷一方面可揭露沿倾斜方向上煤包的赋存情况，二方面可在以后的回采期间作为通风、安全出口、及运煤、行人等主干运道2。这些主干运道2的距离一般为30-40米。此外，在这些主干运道2上再交叉布置一些斜巷，形成菱格状雁行斜列式排列将煤包分割成若干块段，（如图1所示）作为回采巷道3系统，同时还在煤包两侧边缘顺围岩掘探煤巷道4。开采时，新鲜风流自阶段运输巷1经主干运道2至采场。乏风由回采巷道3到阶段回风巷5排出，在两侧探煤巷道4内设风门6。采煤时，按照常规采煤规定一次采高3.5米，故此种煤厚的回采采用空场法管理顶板，不需要支护，用放顶式落煤工艺。具体是：4-6米宽3米高，作为一个落煤单元，炮眼布置尽量与岩浆岩侵入体顶板方向平行，眼深不大于2M，既能一次采全高，又不破坏顶板。在煤包内沿倾斜，由上而下逐块回采，回采每一条带块段时，由煤包中间向两翼同时落煤，回采到两侧薄煤层时，可以留下拱基煤柱支撑和传递顶板压应力。在采上一个菱格状块段时，下一个菱格状块段可以作为其保护煤柱。分割块段的回采斜巷3可以作为安全通道。

煤厚在4-6米时：其巷道布置打眼、眼深均与3-4米时相同。只是落煤时不能一次采全高而采取台阶式落煤，也就是将煤厚划分为上下两个台阶，并采用暂时留矿的办法进行回采。当工作面顶板完整不易垮落时，可采用先采上部台阶的正台阶工作面，如果顶板稳定性较差时可采用先采下部台阶的倒台阶工作面。这种倒台阶工作面是在靠采空区一侧留一米左右的临时煤柱或打1-2排点柱支撑待采的上部台阶;下部台阶落煤后先放出1/3左右的松散煤体，余煤暂留采场内并大致整平，做为回采上部台阶时的工作台。上部台阶落煤时先崩落临时煤柱或回撤点柱，再崩上部煤体。待上部台阶落煤后，将两个台阶的松散煤体一块通过回采斜巷3放出。

煤厚大于6米时：由于煤厚超过6米，用台阶式落煤法也无法开采全厚，因此其探煤斜巷是沿煤包的周边螺旋式盘旋上升布置的螺旋巷7（如图2所示）直至煤包顶部与回风联络巷道8联通，形成主要通风系统。从该处向下掘直（斜）溜煤眼9与主干运道2、阶段运输巷道1联通，然后自煤包顶部开始，从螺旋巷7向溜煤眼9斜下掘若干回采斜巷3这些回采斜巷3在空间呈放射状，彼此间不在一个平面上，而是位于一个螺旋面上，相邻两条高差5米，在螺旋面上将煤包切割成一块块倾斜的扇形面积煤体。由于煤包工作面顶板部易积聚有害气体，所以在采场下部设一台压入式局扇10向顶板供风，回采斜巷上出口设一台抽出式局扇11配合主风流能风。开采时，各扇形面积间的回采顺序是自煤包顶部开始，自上而下逐个回采，各扇形面积最宽处不大于7-8米，以免煤眼过长，不利于打眼和落煤。打眼时用接杆钎子在回采斜巷内向两侧及上方或下方打眼，放煤落煤，松散煤自溜煤眼9放出。松散煤体借自重沿底板或沿铺设的溜槽经主运干道2放出，如果采到煤包底部不能自溜时，可采用耙斗装岩机（SBZ-0.15m³或SBZ-0.3m³型）扒斗出煤。

本发明改革了巷道的布置，探查巷道与开采巷道一致，一巷两用，降低了掘进工程量，由于岩浆侵蚀形成火成岩经硬的顶板，所以不用支护手段，即能开采，节约了支护材料。本发明认定天然焦是一种可以利用的能源资源，应列入煤的工业分类，扩大我国的能源资源。