急倾斜分段采掘一体化放顶煤采煤方法

摘要

急倾斜分段采掘一体化放顶煤采煤方法，包括以下步骤：（1）选择煤层；（2）将煤层划分为若干采区，在一个采区内沿煤层倾斜方向划分为若干块均呈矩形的分段；（3）先对采区最下部的一块分段进行开采；（4）工作面回采巷道内，进行回采作业；（5）顶煤放过后利用转载机及输送机进行运煤；（6）接着向上对第二块分段的煤层进行开采；（7）按照步骤（3）‑（6）的施工方法自下而上依次对所有的分段放顶煤回采作业。本发明提供的一种急倾斜煤层分段采掘一体化采煤方法，可以实现在掘进机掘进巷道过程中采煤及掘进机退出时放顶煤，有效提高工效、减少采煤能量消耗、减少巷道布置、降低开采成本，并保证采煤工作安全高效。

说明书

技术领域

本发明属于煤层开采技术领域，尤其涉及一种急倾斜分段采掘一体化放顶煤采煤方法。

背景技术

目前，我国急倾斜煤层储量占煤炭总储量的8%左右，虽然所占比例较少，但是在南方地区40%的矿区煤层为急倾斜煤层。对于我国急倾斜煤层的开采，主要采煤方法有水平分层及斜切分层采煤法、急斜煤层走向长壁采煤法和水平分段放顶煤采煤法等。鉴于以上方法采用掘进工作与采煤工作分开作业，掘进巷道数量多，支护难度大，安全性较差。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种减少巷道掘进工作量、减轻支护难度、同时保证煤矿安全高效生产的急倾斜分段采掘一体化放顶煤采煤方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：急倾斜分段采掘一体化放顶煤采煤方法，包括以下步骤，

（1）选择煤层厚度为3-4m，煤层倾角大于55°的煤层作为待开采的煤层；

（2）将煤层划分为若干采区，在一个采区内沿煤层倾斜方向按一定长度将煤层划分为若干块均呈矩形的分段，每块分段的走向长度为50m、沿煤层的倾斜长度为8~10倍巷道高度；

（3）先对采区最下部的一块分段进行开采，在该分段的上部和下部沿走向长度分别布置回风巷道和回采巷道，在该块分段的左侧部沿煤层的倾斜方向布置首切巷，首切巷的上端和下端分别与回风巷道和回采巷道的左端连通，回风巷道的右端与回风上山巷道连通，回采巷道右端与运输上山巷道连通，从而构成通风回路；

（4）工作面回采巷道内，进行回采作业，掘进机将回采巷道掘进完成后到达首切巷后，向右退出回采巷道，并对掘进机进行加强支护，在退出过程中，巷道上方煤层在岩层压力及支架支撑力作用下开始破碎崩落，实现放顶煤回采，回采高度为8~10倍巷道高度，从而一次性实现整个分段的回采；

（5）顶煤放过后利用转载机及输送机进行运煤，对在运输过程中出现的输送能力问题，做实时调整，以适应不同开采阶段的运输；采空区利用垮落法进行处理；

（6）接着向上对第二块分段的煤层进行开采，此时将第一块的回风巷道作为第二块分段的回采巷道，按照步骤（3）-（5）的施工方法对第二块分段放顶煤回采作业；

（7）按照步骤（3）-（6）的施工方法自下而上依次对所有的分段放顶煤回采作业。

步骤（3）中的回风巷道和回采巷道均由掘进机掘出，对回风巷道和回采巷道采用工字钢附加液压支柱简易支护并铺设金属网；在首切巷掘进过程中，利用炮掘方式掘进，并利用液压支柱进行支护。

在巷道排水方面，通过在掘进巷道过程中开掘排水沟，利用排水沟排出工作面的水量，对于积水量较大区域，利用水泵进行排水。

在巷道通风过程中，使用压入式通风方式，在掘进回风巷道和、回采巷道和首切巷的初采阶段，风流由回采巷道经过首切巷流入回风巷道，形成通风回路；在回采阶段，风流由回采巷道流入采空区，冲洗采空区后流入回风巷道。

采用上述技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下优势：

1、巷道掘进量少，在一个分段开采完毕后，此分段的回风巷道可作为下一个分段的正常回采巷道，减少巷道布置。

2、本采煤方法简单高效，通过利用巷道布置工作面及利用掘进机进行回采工作，减少工作面设备布置，同时利用放顶煤技术，可实现高效开采。

3、本发明支护简单有效，在巷道掘进过程中利用工字钢附加液压支柱等简易支护并铺金属网，可充分保证工作面安全生产。

4、本发明对地层条件适应能力强，在煤层遇到断层、褶曲时，利用掘进巷道布置采煤工作面，可有效减少地层条件影响煤层开采工作。

总之，本发明提供的一种急倾斜煤层分段采掘一体化采煤方法，可以实现在掘进机掘进巷道过程中采煤及掘进机退出时放顶煤，有效提高工效、减少采煤能量消耗、减少巷道布置、降低开采成本，并保证采煤工作安全高效。

附图说明

图1是本发明中一个分段在煤层开采时的平面布置图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的急倾斜分段采掘一体化放顶煤采煤方法，包括以下步骤，

（1）选择煤层厚度为3-4m，煤层倾角大于55°的煤层作为待开采的煤层1；

（2）将煤层1划分为若干采区，在一个采区内沿煤层1倾斜方向按一定长度将煤层1划分为若干块均呈矩形的分段，每块分段的走向长度为50m、沿煤层1的倾斜长度为8~10倍巷道高度；

（3）先对采区最下部的一块分段进行开采，在该分段的上部和下部沿走向长度分别布置回风巷道2和回采巷道3，在该块分段的左侧部沿煤层1的倾斜方向布置首切巷4，首切巷4的上端和下端分别与回风巷道2和回采巷道3的左端连通，回风巷道2的右端与回风上山巷道5连通，回采巷道3右端与运输上山巷道6连通，从而构成通风回路；

（4）工作面回采巷道3内，进行回采作业，掘进机将回采巷道3掘进完成后到达首切巷4后，向右退出回采巷道3，并对掘进机进行加强支护，在退出过程中，巷道上方煤层1在岩层压力及支架支撑力作用下开始破碎崩落，实现放顶煤回采，回采高度为8~10倍巷道高度，从而一次性实现整个分段的回采；

（5）顶煤放过后利用转载机及输送机进行运煤，对在运输过程中出现的输送能力问题，做实时调整，以适应不同开采阶段的运输；采空区利用垮落法进行处理；

（6）接着向上对第二块分段的煤层1进行开采，此时将第一块的回风巷道2作为第二块分段的回采巷道3，按照步骤（3）-（5）的施工方法对第二块分段放顶煤回采作业；

（7）按照步骤（3）-（6）的施工方法自下而上依次对所有的分段放顶煤回采作业。

步骤（3）中的回风巷道2和回采巷道3均由掘进机掘出，对回风巷道2和回采巷道3采用工字钢附加液压支柱简易支护并铺设金属网；在首切巷4掘进过程中，利用炮掘方式掘进，并利用液压支柱进行支护。

在巷道排水方面，通过在掘进巷道过程中开掘排水沟，利用排水沟排出工作面的水量，对于积水量较大区域，利用水泵进行排水。

在巷道通风过程中，使用压入式通风方式，在掘进回风巷道2和、回采巷道3和首切巷4的初采阶段，风流由回采巷道3经过首切巷4流入回风巷道2，形成通风回路；在回采阶段，风流由回采巷道3流入采空区，冲洗采空区后流入回风巷道2。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。