一种急倾斜厚煤层走向长壁综放开采动态分段采放工艺

摘要

本发明提供了一种急倾斜厚煤层走向长壁综放开采动态分段采放工艺。该工艺包括，在急倾斜厚煤层中开掘两条巷道分别作为运输巷和回风巷，在所述急倾斜厚煤层中布置走向长壁综放工作面，在所述走向长壁综放工作面布置放煤支架、采煤机、刮板输送机等回采设备，采煤机采煤后，将所述放煤支架自上而下移架，依据煤层赋存和工作面开采条件，将所述放煤支架自上至下依次动态划分为数段，每个分段内自下而上放煤，直至放完工作面下部最后一个分段的顶煤。本发明充分发挥急倾斜厚煤层走向长壁综放开采动态分段采放工艺的优势，实现均衡放煤，提高综放设备稳定性，提高资源回收率，该采放工艺适用于急倾斜煤层条件下的走向长壁综放工作面。

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿开采领域，尤其涉及一种急倾斜厚煤层走向长壁综放开采动态分段采放工艺。

背景技术

急倾斜厚煤层是指一种倾角大于45°、厚度大于3.5m的煤层，其具有在我国的分布较广、赋存条件复杂、开采难度大等特点，由于现有开采技术落后，且国内矿井数量较多，因此，近年来我国发生了多起重大事故。2006年12月国家煤炭监察局针对近年来难采煤层开采中所发生重大事故的教训，积极推进采煤工艺改革，淘汰非正规采煤方法，进一步提高急倾斜厚煤层安全开采技术和管理水平，对于违反《煤矿安全规程》、达不到安全要求的各种非正规采煤方法应责令其停止使用。并逐步淘汰木支柱和金属支柱支护，提高急倾斜厚煤层安全开采的技术和装备水平。

采放工艺确实对于急倾斜厚煤层走向长壁放顶煤开采极其重要，合理的采放工艺有利于支架和工作面设备稳定、有利于提高工作面回收率。在早期的大倾角工作面采放工艺方面，强调四个“自下而上”，即自下而上采煤、自下而上移架、自下而上放煤、自下而上推溜。但是对于急倾斜厚煤层综放开采，当工作面倾角大于破碎顶煤自然安息角、或破碎顶煤与支架掩护梁摩擦角时，整个工作面的自下而上放煤不再适用，工作面下部放煤时，会引起上部支架顶煤向下流动，减小上部支架与顶煤及顶板的作用力，减弱支架的稳定性。因此基于急倾斜厚煤层的顶煤运动与放出规律，开发了急倾斜厚煤层走向长壁综放开采的“下行动态分段、段内上行放煤”的采放工艺。

发明内容

本发明提供了一种急倾斜厚煤层“下行动态分段、段内上行放煤”的采放工艺，对现有的综放设备和工艺进行改进以适应急倾斜厚煤层的综放要求，从而确保了人员安全、提高其产量，该采放工艺适用于急倾斜煤层条件下的走向长壁综放工作面。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种急倾斜厚煤层走向长壁综放开采动态分段采放工艺，其特征在于，该工艺包括：在急倾斜厚煤层中开掘两条巷道，分别作为运输巷和回风巷，在所述急倾斜厚煤层中布置走向长壁综放工作面；在所述走向长壁综放工作面安置支护系统，将所述走向长壁综放工作面的所述支护系统从上至下依次划分为数段；所述采煤机采煤后，所述放煤支架进行放煤作业，所述刮板输送机将所述采煤机采下来的煤和所述支护系统放出的煤运出；

在所述急倾斜厚煤层中开掘两条巷道，在所述急倾斜厚煤层中布置走向长壁综放工作面，所述的两条巷道分别位于所述走向长壁综放工作面的上下两端；

所述支护系统包括俯视为长方形的放煤支架，多个所述放煤支架的顶梁前边缘依次沿所述走向长壁综放工作面的边缘安置，上下相邻的所述放煤支架沿所述走向长壁综放工作面的推进方向形成从上至下的依次排布，多个所述放煤支架的顶梁俯视沿所述走向长壁综放工作面走向组合形成完整的工作面；

在所述急倾斜厚煤层中开掘两条巷道，在所述急倾斜厚煤层中布置倾角为设定角度的走向长壁综放工作面，所述的两个巷道分别位于所述走向长壁综放工作面的上下两端，其中上巷的开掘进路超前下巷的开掘进路；

所述支护系统包括俯视为梯形的放煤支架，多个所述放煤支架的顶梁前边缘依次沿所述走向长壁综放工作面的斜度走向设置，上下相邻的所述放煤支架沿所述走向长壁综放工作面的推进方向形成从上至下的依次滞后错位，多个所述放煤支架的顶梁俯视沿所述初采走向长壁综放工作面走向组合形成完整的工作面俯视形状；

自上而下动态分段放煤，在各段内所述放煤支架采用自下而上的放煤方式；

在所述走向长壁综放工作面采用自上而下分段式放煤方式时，每一分段内的支架数量根据煤层赋存和开采条件动态确定；

在急倾斜厚煤层中布置倾角为设定角度的走向长壁综放工作面，所述设定角度为急倾斜厚煤层倾角的三分之二；

所述采煤机自上而下采煤，自上而下移架，自上而下动态分段，在放煤过程中，每个放煤分段内自下而上放煤，接着进行第二段的放煤工作，放煤方式与第一段相同，直至各段内的全部放煤支架完成放煤工作，如此重复，完成对整个工作面的放煤作业。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明充分发挥急倾斜厚煤层走向长壁放顶煤开采的优势，在急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面采用本发明所提供的采放工艺，可以实现工作面的均衡放煤，提高综放设备防滑性能的效果，提高综放工作安全性、提高采出率和资源利用率，该采放工艺适用于急倾斜煤层条件下的走向长壁综放工作面。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种急倾斜厚煤层采放工艺的走向长壁综放工作面实施流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种急倾斜厚煤层走向长壁综放开采动态分段采放工艺在无俯伪斜角的走向长壁综放工作面应用的俯视图；

图3是本发明实施例提供的一种急倾斜厚煤层走向长壁综放开采动态分段采放工艺在无俯伪斜角情况下的工作面放煤支架划分示意图；

图4为本发明实施例提供的一种急倾斜厚煤层走向长壁综放开采动态分段采放工艺在具有俯伪斜角的走向长壁综放工作面应用的俯视图；

图5是本发明实施例提供的一种急倾斜厚煤层走向长壁综放开采动态分段采放工艺在具有俯伪斜角情况下的工作面放煤支架划分示意图。

【附图标记】

1——急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面上巷

2——急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面下巷

3——放煤支架

3-1-1——急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面第1段第1个放煤支架

3-1-2——急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面第1段第2个放煤支架

……

3-n-5——急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面第n段第5个放煤支架

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

图1为本发明实施例提供的一种急倾斜厚煤层走向长壁综放开采动态分段采放工艺的走向长壁综放工作面实施流程示意图，如图1所示：

该方法进行放煤作业的实施流程包括如下几个步骤：

S1步骤一：在急倾斜厚煤层中开掘运输巷和回风巷；

S2步骤二：在急倾斜厚煤层中布置综放工作面；

S3步骤三：在工作面中安置放煤支架、采煤机、刮板输送机等回采设备；

S4步骤四：采煤机进行自上而下采煤作业；

S5步骤五：根据煤层赋存和开采条件，确定各分段内的支架数量；

S6步骤六：第1分段内放煤支架自上而下移架、自下而上放煤；

S7步骤七：第2分段内放煤支架自上而下移架、自下而上放煤；

S8步骤八：第n分段内放煤支架自上而下移架、自下而上放煤。

实施例一：

图2为本发明实施例提供的一种急倾斜厚煤层走向长壁综放开采动态分段采放工艺在无俯伪斜角的走向长壁综放工作面应用的俯视图；如图2所示：

所述多个放煤支架3是俯视为长方形的放煤支架，多个所述放煤支架的顶梁前边缘依次沿所述走向长壁综放工作面的边缘安置，上下相邻的所述放煤支架沿所述走向长壁综放工作面的推进方向形成从上至下的依次排布，多个所述放煤支架的顶梁俯视沿所述走向长壁综放工作面走向组合形成完整的工作面。

采煤机自上而下采煤后，在走向长壁综放工作面上进行放煤过程中将工作面的放煤支架3人为的从上至下依次划分为数段；

所述每段放煤支架3的个数一般为3～5个最宜；

图3为本发明实施例提供的一种急倾斜厚煤层走向长壁综放开采动态分段采放工艺在无俯伪斜角情况下的工作面放煤支架划分示意图，如图3结合图2对本发明实施例进行以下说明：

本实施例以放煤支架3的个数为三个进行说明，在各段内放煤支架3采用从下往上的放煤方式，即先放急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面第1段第1个放煤支架3-1-1，然后为急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面第一段第二个放煤支架3-1-2，直至第1分段内全部放煤支架3全部放完，接着进行第二段的放煤工作，放煤方法如第一段相同直至各段内的全部放煤支架3完成放煤工作，如此重复，直至第n个分段内的全部放煤支架3完成放煤工作，从而完成对整个工作面的放煤作业，最后刮板输送机将采煤机采下来的煤和放煤支架放出的煤运出。

综上所述，本发明实施例技术方案中，由于放煤支架的顶梁俯视外轮廓形状为长方形，多个放煤支架的顶梁前边缘依次沿工作面倾向设置，上下相邻的放煤支架沿工作面的推进方向形成了从上至下的依次排布，从而有效形成了急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面，配合所述采放工艺进行急倾斜厚煤层开采。

实施例二：

图4为本发明实施例提供的一种急倾斜厚煤层走向长壁综放开采动态分段采放工艺在具有俯伪斜角的工作面应用的俯视图；如图4所示：

所述俯伪斜角度为急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面上巷1超前急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面下巷2所产生的工作面倾角；

所述走向长壁综放工作面俯伪斜角度可以为20°～30°；

所述多个放煤支架3的顶梁前边缘依次沿走向长壁综放工作面的斜度走向设置，上下相邻的放煤支架3沿工作面的推进方向形成从上至下的依次滞后错位，多个放煤支架3的顶梁俯视沿走向长壁综放工作面走向组合形成完整的走向长壁综放工作面俯视形状；

采煤机自上而下采煤后，在走向长壁综放工作面上进行放煤过程中将工作面的放煤支架3人为的从上至下依次划分为数段；

所述每段放煤支架3的个数一般为3～5个最宜；

图5为本发明实施例提供的一种急倾斜厚煤层走向长壁综放开采动态分段采放工艺的具有俯伪斜角情况下的工作面放煤支架划分示意图，如图5结合图4对本发明实施例进行以下说明：

本实施例以放煤支架3的个数为三个进行说明，在各段内放煤支架3采用从下往上的放煤方式，即先放急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面第1段第1个放煤支架3-1-1，然后为急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面第一段第二个放煤支架3-1-2，直至第1分段内全部放煤支架3全部放完，接着进行第二段的放煤工作，放煤方法如第一段相同直至各段内的全部放煤支架3完成放煤工作，如此重复，直至第n个分段内的全部放煤支架3完成放煤工作，从而完成对整个工作面的放煤作业，最后刮板输送机将采煤机采下来的煤和放煤支架放出的煤运出。

综上所述，本发明实施例技术方案中，由于放煤支架的顶梁俯视外轮廓形状为梯形，多个放煤支架的顶梁前边缘依次沿工作面的斜度走向设置，上下相邻的放煤支架沿工作面的推进方向形成了从上至下的依次滞后错位，从而有效形成了急倾斜厚煤层俯伪斜走向长壁的工作面，可以方便实现综放作业，以减小工作面的实际倾角提高综放设备防滑性能，配合采放工艺进行煤层开采。

本发明提供的一种急倾斜厚煤层采放工艺，减少了安全隐患、提高采出率和资源利用率，放煤方式采用“下行动态分段、段内上行放煤”，可保证放煤的均匀性和提高放煤支架设备的稳定性，该采放工艺适用于急倾斜煤层条件下的走向长壁综放工作面。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。