急倾斜煤层长孔爆破无人作业工作面空场采煤法

摘要

本发明提供了一种急倾斜煤层长孔爆破无人作业工作面空场采煤法，回采工作面上巷回风，下巷入风运煤；在上巷与下巷之间布置打眼道，在打眼道与下巷之间留设区段保护煤柱，沿走向每间隔一定距离布置一个放煤口；上巷与打眼道之间形成正倾斜工作面，沿煤层走向方向向前推进；它的巷道布置分为两种方式，一种是短壁工作面布置方式，一种是长壁工作面布置方式。本发明解决了现有急倾斜煤层采煤方法在应用和效果方面均不同程度地存在的产量和工效低、掘进率和坑木消耗高、劳动强度大、回采率低和不安全因素多等缺陷，提高了急倾斜煤层开采工艺在当前市场经济中的竞争能力。

说明书

(一)技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种无人作业采煤法。

(二)背景技术

目前，由于急倾斜煤层地质条件复杂，以及开采急倾斜煤层的特殊困难，虽然现有采煤方法的类型很多，如倒台阶采煤法、俯伪斜分段水平密集采煤法、钢丝绳锯走向长壁采煤法、普通机械化走向长壁采煤法、仓储式采煤法、柔性掩护支架采煤法等，但在应用和效果方面均不同程度地存在产量和工效低、掘进率和坑耗高，劳动强度大、回采率低和不安全因素多等缺陷，导致急倾斜煤层开采工艺在当前市场经济中的竞争能力较差。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种回采工效高，坑木、单体支柱、铰接顶梁、柔性掩护支架等使用数量减少，火药、雷管消耗低，直接成本低，单产稳定的急倾斜煤层长孔爆破无人作业工作面空场采煤法。

本发明的目的是这样实现的：回采工作面上巷回风，下巷入风运煤；在上巷与下巷巷道之间布置打眼道，在打眼道与下巷之间留设区段保护煤柱，沿走向每间隔一定距离布置一个放煤口；上巷与打眼道之间形成正倾斜工作面，沿煤层走向方向向前推进；人员不进入回采工作面，工作面无支护，工人在打眼道内，在巷道的保护下向巷道上帮上方沿煤层打眼，长孔爆破落煤，采落的煤炭自放煤口放到下巷，通过设在下巷内的刮板运输机或矿车运走。

本发明的巷道布置分为两种，一种是短壁工作面布置方式，一种是长壁工作面布置方式。

1、短壁工作面布置方式：

回采工作面上巷回风，下巷入风运煤，在上巷与下巷之间布置三条打眼道；最下一条打眼道可预先掘出，也可超前掘送，与下巷间隔6米；在最下一条打眼道与下巷之间留设区段保护煤柱，沿走向每间距4.1米布置一个放煤口；上巷与三条打眼道之间形成上、中、下三个相连的正倾斜小工作面，同时向前推进；三个工作面按自上而下的顺序依次分别放炮或一次同时分段爆破。

回采工艺特别简单，人员不进入回采工作面，工作面无支护，工人在打眼道内，在巷道的保护下向巷道上帮上方沿煤层打眼，长孔爆破落煤，采落的煤炭自放煤口放到下巷，通过设在下巷内的刮板运输机或矿车运走。

工作面无人作业，工作面和空场全风压通风，一部分风流经由工作面下巷和运输斜巷，进入打眼道1，冲洗上下相连的三个无支护工作面；一部分风流经由工作面下巷，从靠近空场软帮的放煤口进入空场。工作面及空场的回风汇入工作面上巷。沿走向间隔一定距离沿煤层倾向布置一条运输斜巷，三个工作面采至距运输斜巷一定距离时停止回采，留设一条倾向煤柱，将上巷、三条打眼道和放煤口全部封闭。

2、长壁工作面布置方式：

长壁工作面布置方式与短壁工作面布置方式的差别是：只布置一条打眼道，打眼道与上巷之间为长壁工作面，用专用钻打眼；一部分风流经由工作面下巷和运输斜巷，进入打眼道1，冲洗无支护工作面；一部分风流经由工作面下巷，从靠近空场软帮的放煤口进入空场；工作面采至距运输斜巷一定距离时停止回采，留设一条倾向煤柱，将上巷、打眼道和放煤口全部封闭；其他与短壁工作面布置方式相同。

本发明解决了现有采煤方法在应用和效果方面均不同程度地存在的产量和工效低、掘进率和坑木消耗高、劳动强度大、回采率低和不安全因素多等缺陷，提高了急倾斜煤层开采工艺在当前市场经济中的竞争能力。

与现有采煤方法相比，安全状况大为改善，回采工效提高2～5倍以上，坑木、单体支柱、铰接顶梁、柔性掩护支架等使用数量减少90％以上，火药、雷管消耗降低50％以上，直接成本降低60％以上，单产提高30％以上，一个工作面每年节省成本180万元以上，吨煤直接经济效益20元以上。

(四)附图说明

图1为第一种实施方式短壁工作面布置方式示意图；

图2为第二种实施方式长壁工作面布置方式示意图。

(五)具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明：

本发明急倾斜煤层长孔爆破无人作业工作面空场采煤法巷道布置方式分为两种，一种是短壁工作面布置方式，一种是长壁工作面布置方式。

实施例1：结合图1，短壁工作面布置方式为：

回采工作面上巷4与下巷3倾斜间距取36～38米，上巷回风，下巷入风运煤，在上巷与下巷之间布置三条打眼道1；最下一条打眼道可预先掘出，也可超前掘送，与下巷3间隔6米；在最下一条打眼道与下巷3之间留设区段保护煤柱8，沿走向每间隔4.1米布置一个放煤口6；沿走向每间隔一定距离沿煤层倾向布置一条运输斜巷5，把采区一翼走向长度划分为若干个块，该运输斜巷根据时间和空间的不同，有时是生产“块”的开切眼，有时是生产“块”打眼道的入风巷道，有时又可能是准备“块”掘送打眼道的运输巷道；打眼道掘进时用电耙运煤；上巷4与三条打眼道1之间形成了上、中、下相连的三个正倾斜小工作面；回采工艺特别简单，人员不进入回采工作面，工作面无支护，工人在打眼道1内，在巷道的保护下向巷道上帮上方沿煤层打眼，长孔爆破落煤，采落的煤自放煤口6放到下巷，通过设在下巷内的刮板运输机运走。根据煤层厚度确定钻孔排距和每排钻孔个数。上、中、下三个相连的小工作面同时向前推进。三个工作面按自上而下的顺序依次分别放炮或一次同时分段爆破。三个工作面采至距运输斜巷5一定距离时停止回采，留设一条倾向煤柱，将上巷4、三条打眼道1和放煤口6全部封闭。

工作面和空场10全风压通风，一部分风流经由工作面下巷和运输斜巷，进入打眼道1，冲洗上下相连的三个无支护工作面；一部分风流经由工作面下巷，从靠近空场10软帮的放煤口6进入空场10。工作面及空场10的回风汇入工作面上巷。

块间回采顺序先远后近，后退式回采。远处块回采，近处块准备；远处块回采结束，在放煤口6、三条打眼道1、上巷4等处设置密闭9，再依次向外开采外部块。

实施例2：结合图2，长壁工作面布置方式为：

长壁工作面布置方式与短壁工作面布置方式的差别是：只布置一条打眼道1，打眼道1与上巷4之间为长壁工作面，用专用钻打眼；工作面和空场10全风压通风，一部分风流经由工作面下巷和运输斜巷，进入打眼道1，冲洗无支护工作面；一部分风流经由工作面下巷，从靠近空场10软帮的放煤口6进入空场10。工作面采至距运输斜巷5一定距离时停止回采，留设一条倾向煤柱，在上巷4、打眼道1和放煤口6等处设置密闭9；其他无差别。

长壁工作面布置方式与短壁工作面布置方式相比，巷道掘进率低，接续从容，产量高，但要求钻孔定向质量高。