專利名稱：復(fù)雜地質(zhì)條件下綜—機(jī)對(duì)拉面采煤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采煤方法，尤其是涉及一種復(fù)雜地質(zhì)條件下綜一機(jī)對(duì)拉面采煤方法。
背景技術(shù)：
由于復(fù)雜地質(zhì)條件下煤層穩(wěn)定性(包括煤層形態(tài)、厚度、結(jié)構(gòu)和可采性)和地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜多變，造成井下局部地段可采區(qū)域的煤塊呈不規(guī)則形狀；針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下不規(guī)則形狀可采煤塊資源的井工開采，通常都是采用炮采工藝方式和普通機(jī)械化采煤工藝(機(jī)采)方式，采用這兩種采煤工藝工作面布置靈活，這兩種采煤工藝對(duì)工作面傾角、長度、煤層厚度變化適應(yīng)性強(qiáng)。同時(shí)由于以上兩種采煤工藝工作面通常采用單體液壓支柱和頂梁支護(hù)頂板，支護(hù)設(shè)備質(zhì)量較小，方便在工作面內(nèi)安裝、撤出，因此可以靈活的適應(yīng)工作面長度的變化。但以上兩種采煤工藝由于機(jī)械化水平低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高，生產(chǎn)效率較小，安全系數(shù)低，不能滿足當(dāng)今對(duì)礦井高產(chǎn)高效集中化生產(chǎn)的要求。隨著礦山機(jī)械設(shè)備研發(fā)水平的提高，如針對(duì)大傾角煤層的開采研發(fā)了大傾角綜采液壓支架，針對(duì)薄煤層的開采研發(fā)了薄煤層綜采液壓支架和薄煤層采煤機(jī)，針對(duì)煤層厚度變化大、頂板不平整工作面的開采研發(fā)了輕型液壓支架等；這使得對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤層實(shí)施綜合機(jī)械化開采(綜采)得以實(shí)現(xiàn)。對(duì)煤層實(shí)施綜采時(shí)由于工作面三機(jī)配套設(shè)備噸位高、安裝拆卸用時(shí)長，為了避免開采過程中因工作面長度變化造成的增減支架的問題，在布置綜采工作面時(shí)一般都按照工作面等長布置。由于受復(fù)雜地質(zhì)條件下煤層穩(wěn)定性和地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多變的影響，造成井下局部地段可采區(qū)域的煤塊形狀不規(guī)則，對(duì)這些不規(guī)則形狀煤塊實(shí)施綜采時(shí)，當(dāng)為了回收更多煤炭資源就需要依據(jù)所采煤塊形狀布置不規(guī)則的工作面，由于工作面長度不等，開采過程中必然面臨著增減支架的問題；當(dāng)為了避免開采過程中增減支架的問題，綜采工作面就必須按照等長布置，這樣勢(shì)必會(huì)丟棄一些煤柱，造成煤炭資源的浪費(fèi)，孤島煤柱也會(huì)對(duì)突出礦井和沖擊地壓礦井造成嚴(yán)重的礦壓影響；即便選擇對(duì)孤島煤柱資源進(jìn)行回收，也面臨很多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有復(fù)雜地質(zhì)條件下采煤方法存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種綜采工作面無需增減支架，并實(shí)現(xiàn)最大限度的回收煤炭資源的復(fù)雜地質(zhì)條件下綜一機(jī)對(duì)拉面采煤方法。本發(fā)明包括如下步驟:
I)針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下不規(guī)則區(qū)段內(nèi)煤炭資源的開采，在區(qū)段內(nèi)不規(guī)則煤塊上部按照工作面等長布置綜采工作面，依據(jù)剩余煤塊形狀將煤塊下部布置成不等長的機(jī)采工作面；在綜采工作面的上方布置上軌道平巷，在綜采工作面和機(jī)采工作面之間布置運(yùn)輸平巷，在機(jī)采工作面的下方布置下軌道平巷，兩工作面對(duì)拉開采，機(jī)采工作面超前綜采工作面5m，在機(jī)采工作面超前綜采工作面段，靠近機(jī)采工作面采空區(qū)一側(cè)搭設(shè)木垛；
2)在綜采工作面內(nèi)裝配采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)；在機(jī)采工作面裝配第二采煤機(jī)、第二刮板輸送機(jī)；
3)分別開啟采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和第二采煤機(jī)、第二刮板輸送機(jī)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件區(qū)段的煤礦進(jìn)行開采，推進(jìn)過程始終保持機(jī)采面超前綜采面5m，直至完成這一區(qū)段的開采。上述的復(fù)雜地質(zhì)條件下綜一機(jī)對(duì)拉面采煤方法中，步驟3)中當(dāng)機(jī)采面長度變化時(shí)，通過增減機(jī)采工作面內(nèi)的單體液壓支柱和鉸接頂梁數(shù)量或在要求的支護(hù)密度下適當(dāng)調(diào)整柱距以適應(yīng)工作面長度的改變。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在復(fù)雜地質(zhì)條件下不規(guī)則煤塊的開采中布置出等長的綜采工作面，同時(shí)最大限度的回收煤炭資源，大幅度提高了復(fù)雜地質(zhì)條件下煤炭開采的機(jī)械化水平。本發(fā)明利用上軌道平巷、運(yùn)輸平巷和下軌道平巷布置兩個(gè)回采工作面，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜地質(zhì)條件下區(qū)段無煤柱開采，提高了煤炭資源回收率，減低了萬噸掘進(jìn)率，大幅度提高了復(fù)雜地質(zhì)條件煤炭開采的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明改善了工作面環(huán)境，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)集中程度和煤炭開采效率，還具有方法簡單，安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明開采系統(tǒng)巷道布置示意圖。圖2是本發(fā)明開采工藝示意圖。圖中:1-運(yùn)輸平巷，2-上軌道平巷，3-下軌道平巷，4-綜采工作面，5-機(jī)采工作面，
6-軌道上山，7-回風(fēng)上山，8-運(yùn)輸上山，9-區(qū)段溜煤眼；10-綜采面刮板輸送機(jī)，11-綜米面米煤機(jī)，12-綜米液壓支架，13-綜米面端頭支架，14-機(jī)米工作面刮板輸送機(jī)，15-機(jī)采工作面采煤機(jī)，16-單體液壓支柱和鉸接頂梁，17-轉(zhuǎn)載機(jī)，18-可伸縮膠帶輸送機(jī)，19-工字鋼梁和單體液壓支柱，20-木垛，21-錯(cuò)距段內(nèi)運(yùn)輸平巷。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明包括如下步驟:
I)針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下不規(guī)則區(qū)段內(nèi)煤炭資源的開采，如圖1、2所示，在區(qū)段內(nèi)不規(guī)則煤塊上部按照工作面等長布置綜采工作面4，采用綜采液壓支架12支護(hù)工作面4的回采空間；將區(qū)段內(nèi)不規(guī)則煤塊下部布置為不等長的機(jī)采工作面5，采用單體液壓支柱和鉸接頂梁16支護(hù)工作面5的回采空間；機(jī)采工作面5超前綜采工作面4，超前距離保持5m，在機(jī)采工作面5超前綜采工作面4段，靠近機(jī)采工作面5的采空區(qū)一側(cè)搭設(shè)木垛20，在木垛20中間填充矸石，增強(qiáng)木垛20的支護(hù)能力，以維護(hù)錯(cuò)距段內(nèi)運(yùn)輸平巷I的正常使用；在運(yùn)輸平巷I內(nèi)自綜采工作面4煤壁處向前30m范圍架設(shè)三排工字鋼梁和單體液壓支柱19進(jìn)行超前支護(hù)。在綜采工作面4的上方布置上軌道平巷2，在機(jī)采工作面5的下方布置下軌道平巷3，在綜采工作面4和機(jī)采工作面之間5布置運(yùn)輸平巷I ;布置時(shí)要保障上軌道平巷2和運(yùn)輸平巷I平行布置以確保綜采工作面4等長，機(jī)采工作面5和綜采工作面4共用中間運(yùn)輸平巷1，要求機(jī)采工作面5的布置能盡可能多的采出區(qū)段內(nèi)的煤炭資源，因此機(jī)采工作面5中的下軌道平巷3應(yīng)依據(jù)綜采工作面布置后區(qū)段下部所剩余的不規(guī)則煤塊形狀進(jìn)行布置，從而，將機(jī)采工作面5布置成不規(guī)則(工作面不等長)的形狀。綜采工作面4應(yīng)盡量長，機(jī)采工作面5應(yīng)盡量短，但不宜小于25m，以保障綜采面和機(jī)采面推進(jìn)速度的協(xié)調(diào)一致，提高推進(jìn)效率。2)在綜采工作面4內(nèi)裝配采煤機(jī)11和刮板輸送機(jī)10 ;在機(jī)采工作面5裝配第二采煤機(jī)15、第二刮板輸送機(jī)14。綜采工作面4的煤炭經(jīng)綜采工作面4內(nèi)的刮板輸送機(jī)10向下端頭方向運(yùn)輸，機(jī)采工作面5的煤炭經(jīng)機(jī)采工作面5內(nèi)的第二刮板輸送機(jī)14向上端頭方向運(yùn)輸，兩工作面的煤炭集中至轉(zhuǎn)載機(jī)17上，后經(jīng)轉(zhuǎn)載機(jī)17轉(zhuǎn)運(yùn)至可伸縮膠帶輸送機(jī)18上，經(jīng)中間運(yùn)輸平巷I運(yùn)出。綜采工作面4和機(jī)采工作面5內(nèi)所需新鮮風(fēng)流由中間運(yùn)輸平巷I進(jìn)入，綜采工作面4的乏風(fēng)由上軌道平巷2排出，機(jī)采工作面5的乏風(fēng)自下軌道平巷3排出。綜采工作面4和機(jī)采工作面5所需材料分別通過上軌道平巷2和下軌道平巷3運(yùn)輸而來。3)分別開啟采煤機(jī)11、刮板輸送機(jī)10和第二采煤機(jī)15、第二刮板輸送機(jī)14對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件區(qū)段的煤礦進(jìn)行開采，推進(jìn)過程始終保持機(jī)采面超前綜采面5m，直至完成這一區(qū)段的開采。當(dāng)機(jī)采工作面5變長時(shí)，及時(shí)增加機(jī)采工作面5內(nèi)的單體液壓支柱和鉸接頂梁16數(shù)量或在要求的支護(hù)密度下適當(dāng)增大柱距以適應(yīng)工作面長度的增加；當(dāng)機(jī)采工作面變短時(shí)，撤出部分機(jī)采工作面5內(nèi)的單體液壓支柱和鉸接頂梁16或在要求的支護(hù)密度下適當(dāng)減小柱距以適應(yīng)工作面長度的減小。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)雜地質(zhì)條件下綜一機(jī)對(duì)拉面采煤方法，包括如下步驟: 1)針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下不規(guī)則區(qū)段內(nèi)煤炭資源的開采，在區(qū)段內(nèi)不規(guī)則煤塊上部按照工作面等長布置綜采工作面，依據(jù)區(qū)段剩余煤塊形狀將煤塊下部布置成不等長的機(jī)采工作面；在綜采工作面的上方布置上軌道平巷，在綜采工作面和機(jī)采工作面之間布置運(yùn)輸平巷，在機(jī)采工作面的下方布置下軌道平巷，兩工作面對(duì)拉開采，機(jī)采工作面超前綜采工作面5m,在機(jī)采工作面超前綜采工作面段，靠近機(jī)采工作面采空區(qū)一側(cè)搭設(shè)木垛； 2)在綜采工作面內(nèi)裝配采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)；在機(jī)采工作面裝配第二采煤機(jī)、第二刮板輸送機(jī)； 3)分別開啟采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和第二采煤機(jī)、第二刮板輸送機(jī)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件區(qū)段的煤礦進(jìn)行開采，推進(jìn)過程始終保持機(jī)采面超前綜采面5m，直至完成這一區(qū)段的開采。
2.如權(quán)利I所述的復(fù)雜地質(zhì)條件下綜一機(jī)對(duì)拉面采煤方法，步驟I)中機(jī)采工作面的長度不小于25m。
3.如權(quán)利I所述的復(fù)雜地質(zhì)條件下綜一機(jī)對(duì)拉面采煤方法，步驟I)中的木垛中間填充有矸石。
4.如權(quán)利I所述的復(fù)雜地質(zhì)條件下綜一機(jī)對(duì)拉面采煤方法，步驟3)中當(dāng)機(jī)采面長度變化時(shí)，通過增減機(jī)采工作面內(nèi)的單體液壓支柱和鉸接頂梁數(shù)量或在要求的支護(hù)密度下適當(dāng)調(diào)整柱距來適應(yīng)工作面長度的變化。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種復(fù)雜地質(zhì)條件下綜—機(jī)對(duì)拉面采煤方法，針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下不規(guī)則區(qū)段內(nèi)煤炭資源的開采，在區(qū)段內(nèi)煤塊上部布置等長的綜采工作面，依據(jù)區(qū)段剩余煤塊形狀將煤塊下部布置成不等長的機(jī)采工作面，利用三條區(qū)段平巷準(zhǔn)備兩個(gè)回采工作面，形成等長綜采面和不等長機(jī)采面對(duì)拉開采形式，兩工作面同步協(xié)調(diào)推進(jìn)，始終保持機(jī)采面超前綜采面5m，當(dāng)機(jī)采面長度發(fā)生變化時(shí)，通過增減機(jī)采工作面內(nèi)的單體液壓支柱和鉸接頂梁數(shù)量或在要求的支護(hù)密度下適當(dāng)調(diào)整柱距以適應(yīng)工作面長度的改變。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在復(fù)雜地質(zhì)條件下不規(guī)則煤塊的開采中布置出等長的綜采工作面，同時(shí)最大限度的回收了煤炭資源，提高了復(fù)雜地質(zhì)條件下煤炭開采的機(jī)械化水平。
文檔編號(hào)E21C41/16GK103104260SQ20131006032
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者趙伏軍, 徐燕飛, 王國舉, 唐輝雄, 樊寶杰 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)