[發明專利]厚煤層大采高工作面臺階煤壁采煤方法

無效

• 申請號: 200910073898.4
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101498216A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 康天合;李建勝;柴肇云;王開;楊永康;李義寶;王東
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18
• 代理公司: 山西五維專利事務所（有限公司）
• 代理人: 李印貴

技術領域

本發明涉及一種厚煤層采煤方法，具體是一種厚煤層大采高工作面臺階煤壁采煤方法。

背景技術

在開采緩傾斜與傾斜厚煤層的現有技術中，主要采用分層開采、放頂煤開采和大采高開采的采煤方法。在厚煤層大采高開采中，工作面煤壁的高度已由原來的3.5m以下，增大到6m，由于煤壁高度的增加，所帶來的最大問題是工作面煤壁片幫和由片幫所引起的端面冒漏，而這一問題又極大地影響了在大采高工作面的安全生產和采煤工序的正常進行，因此，限制了大采高開采技術的推廣應用。

以上所述現有技術中大采高工作面煤壁都是與煤層頂底板垂直的平直煤壁。如果工作面的采煤機為單滾筒采煤機，采煤機上行或下行割頂煤，然后反向割底煤，往返一次完成一個循環進度B，使工作面煤壁處于與煤層頂底板垂直的平直狀態。如果工作面的采煤機為雙滾筒采煤機，則采煤機上滾筒割頂煤、下滾筒割底煤，上行使工作面煤壁向前截割一個循環進度B，下行也使工作面煤壁向前截割一個循環進度B，采煤機上、下行往返一回，完成工作面煤壁向前截割兩個循環進度2B，同樣也使工作面煤壁處于與頂底板垂直的平直狀態。工作面的采高越大，平直煤壁的穩定性就越差。在現有技術中有四種防治工作面煤壁片幫的方法：

1)使用液壓支架的翻轉式或伸縮式護幫板維護工作面煤壁和端面的穩定。

2)通過在煤壁上安裝可截割的護幫錨桿維護煤壁的穩定。

3)通過在煤壁上鉆孔，并向孔內壓注漿(水泥漿或化學漿)固結煤壁。

4)通過提高工作面支護系統的剛度和能力來提高煤壁的穩定。

然而，在目前厚煤層大采高工作面防治煤壁片幫的方法中，存在以下不足和明顯的缺陷：

1)液壓支架護幫板的翻轉或伸出不能與煤壁和端面頂板的暴露同步進行，并且護幫板僅能對工作面煤壁的上部局部范圍起到水平推力，作用不到大采高工作面煤壁的中部和下部，因而，使用護幫板不能有效維護大采高工作面煤壁和端面頂板的穩定。

2)在煤壁上安裝護幫錨桿和壓注漿重新固結煤壁的方法，則存在的問題更大。例如：對于一個長200m，高5～7m的工作面煤壁來說，安裝錨桿和注漿需要很長時間，即在完成安裝錨桿和注漿前，煤壁的劇烈變形和破壞已經基本結束，這樣就難以實現加固與煤壁和頂板的暴露同步的要求，并且注漿加固的頂板在工作面前方支承壓力的劇烈作用下會重新破裂。更為嚴重的問題是，安裝錨桿和注漿施工人員要在5～7m高，且極易片幫、冒漏的煤壁和頂板下工作，隨時有生命危險，極為不安全。

3)提高工作面支護系統的剛度和能力，將使支護系統的設備增大，成本也會加大，雖然有利于煤壁的穩定，但其效果十分有限。

綜上所述，現有技術對大采高工作面煤壁的作用存在著局部性、滯后性、被動性、有限性和危險性，極大地限制了大采高開采技術的推廣應用，也難以發揮其高產高效作用。

發明內容

本發明的目的是克服了現有技術的不足和缺陷，是根據厚煤層大采高工作面煤壁的結構與受力特點，提供了一種能夠從根本上解決工作面煤壁片幫和端面頂板冒漏，并可實現安全、高效生產的厚煤層大采高工作面臺階煤壁采煤方法。

為實現上述目的本發明的技術方案是：

一種厚煤層大采高工作面臺階煤壁采煤方法，在工作面內使用采煤機、液壓支架及刮板輸送機進行機械化采煤，其特征是：該工作面的煤壁是有一個臺階的臺階煤壁，所述的臺階煤壁由臺階面、臺階面上煤壁與臺階面下煤壁構成；所述的臺階煤壁在工作面推進過程中，臺階面上煤壁始終超前臺階面下煤壁。

所述的工作面的煤壁為一個臺階的臺階煤壁，所述臺階面上煤壁的高度小于或等于臺階面下煤壁的高度。

所述的厚煤層大采高工作面臺階煤壁采煤方法，將所述的臺階煤壁改進為向工作面前方傾斜的傾斜煤壁。

本發明與現有技術比較，突出的實質性特點和顯著的效果是：

1、煤壁片幫深度和片幫程度與煤壁的垂直高度呈非線性規律增加，降低了大采高工作面煤壁的平直高度，使一個大高度平直煤壁改變成前后錯開的兩個煤壁，臺階面上煤壁承受的頂板應力向下轉移到了臺階面下煤壁的深處，作用在煤壁上應力狀態發生了變化，即由原來的煤壁淺表部的二向應力狀態轉變為深部三向應力狀態，同時釋放了頂板傳遞給臺階面下煤壁的支承應力，使臺階面下煤壁為無載荷煤壁，改善了大采高工作面煤壁的穩定性。

2、當發生煤壁片幫和頂板端面冒漏，片幫或冒漏的煤和巖石會掉落在臺階面上，或在臺階面上低位滑落，從而可以確保位于臺階面下煤壁前機道處的人員和設備的安全，實現了安全、高效生產，有利于大采高開采技術的推廣應用。

附圖說明：