[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于急傾斜煤層的鉆采一體化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410635472.4
• 申請(qǐng)日: 2014-11-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104481535A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙一鳴;張農(nóng);潘東江;孟子浩;馮曉巍;王磊;楊林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21C41/16
• 分類(lèi)號(hào): E21C41/16;E21B7/02;E21B7/04
• 代理公司: 南京瑞弘專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采煤方法，尤其是一種適用于煤層傾角在45°以上的急傾斜煤層的鉆采一體化方法。

背景技術(shù)

采礦中把煤層傾角45°以上的煤層定義為急傾斜煤層，其儲(chǔ)量是我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量的重要組成部分，特別是南方80％礦區(qū)賦存有急傾斜煤層。因此，開(kāi)展急傾斜煤層開(kāi)采方法的研究對(duì)我國(guó)煤炭工業(yè)的發(fā)展具有十分重要的作用。

傳統(tǒng)的急傾斜煤層開(kāi)采方法很多，應(yīng)用較廣泛的幾種方法為：柔性掩護(hù)支架采煤法、俯偽傾斜走向長(zhǎng)壁采煤法、倉(cāng)儲(chǔ)采煤法、長(zhǎng)孔爆破采煤法、滑移頂梁支架放頂煤采煤法、水平分段放頂煤采煤法和巷道放頂煤采煤法等。現(xiàn)有的開(kāi)采方法各有適用條件和優(yōu)勢(shì)，但普遍存在開(kāi)采工藝復(fù)雜、機(jī)械化水平低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境差、安全系數(shù)低、適應(yīng)性差等問(wèn)題。為適應(yīng)日趨復(fù)雜的開(kāi)采條件，減小勞動(dòng)強(qiáng)度，提高急傾斜煤層機(jī)械化開(kāi)采水平和安全系數(shù)，急需一種新的急傾斜煤層開(kāi)采方法。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是針對(duì)傳統(tǒng)急傾斜煤層開(kāi)采工藝復(fù)雜、機(jī)械化水平低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全系數(shù)低、適應(yīng)性差等問(wèn)題，提供一種機(jī)械化程度高、開(kāi)采工藝簡(jiǎn)單、勞動(dòng)強(qiáng)度低、安全高效的急傾斜煤層鉆采一體化方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明的用于急傾斜煤層開(kāi)采的鉆采一體化方法，包括采用專(zhuān)用移動(dòng)鉆采平臺(tái)、鉆桿液壓雙臂導(dǎo)向裝置、專(zhuān)用洗煤池，鉆采一體化方法包括如下步驟：

a、通過(guò)地質(zhì)信息確定急傾斜煤層的賦存參數(shù)，參數(shù)包括傾角、厚度、走向和傾向的長(zhǎng)度；

b、根據(jù)急傾斜煤層的賦存參數(shù)確定鉆進(jìn)巷道的角度、最大鉆采深度、鉆桿、鉆頭的規(guī)格及采洞間的保護(hù)煤柱的寬度，在地面或井下鉆采巷道布置專(zhuān)用移動(dòng)鉆采平臺(tái)；

c、在專(zhuān)用移動(dòng)鉆采平臺(tái)上安裝鉆桿液壓雙臂導(dǎo)向裝置，利用鉆桿液壓雙臂導(dǎo)向裝置使鉆頭沿急傾斜煤層傾角鉆進(jìn)，形成第一采洞，鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎煤巖，通過(guò)專(zhuān)用移動(dòng)鉆采平臺(tái)的氣液反循環(huán)排渣(或提煤)系統(tǒng)，經(jīng)排渣管道將被鉆頭破碎成較小粒度的煤炭以氣液固三相流形式連續(xù)的送至地表專(zhuān)用洗煤池內(nèi)；

d、當(dāng)?shù)谝徊啥淬@進(jìn)至設(shè)定最大鉆采深度時(shí)，將鉆頭提至地表，沿垂直煤層走向方向移動(dòng)專(zhuān)用移動(dòng)鉆采平臺(tái)，沿急傾斜煤層傾角鉆進(jìn)，形成第二采洞，依次進(jìn)行鉆采完成一個(gè)個(gè)采洞，直至煤層邊界為止，鉆采過(guò)程中在相鄰采洞間留設(shè)保護(hù)煤柱；

e、沿煤層走向方向移動(dòng)專(zhuān)用移動(dòng)鉆采平臺(tái)，繼續(xù)沿急傾斜煤層傾角鉆進(jìn)，呈“S”形路線依次鉆采，完成整個(gè)急傾斜煤層的開(kāi)采。

所述采洞間的保護(hù)煤柱距離為0.1～0.35m，采洞的直徑為0.24～0.8m。

有益效果：本發(fā)明適用于煤層傾角45～90°、煤層硬度普氏系數(shù)f＝0.5～3.5，沿煤層傾斜方向一次鉆采深度為100～1600m，根據(jù)傾斜煤層具體參數(shù)選擇，確定與煤層參數(shù)適合的鉆采角度、采洞間煤柱寬度及采洞直徑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)通過(guò)使用專(zhuān)用鉆采設(shè)備，顯著提高急傾斜煤層開(kāi)采的機(jī)械化水平，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；

(2)通過(guò)使用專(zhuān)用鉆采設(shè)備，鉆采過(guò)程利用鉆頭破煤和氣液反循環(huán)提煤，大大提高人工作業(yè)環(huán)境和回采過(guò)程中的安全系數(shù)，確保了工人的生命安全，特別是在地面布置鉆采專(zhuān)用平臺(tái)時(shí)，作業(yè)人員在地面控制，鉆采過(guò)程實(shí)現(xiàn)井下無(wú)人作業(yè)，；

(3)通過(guò)使用大功率的鉆采設(shè)備可以有效地提高急傾斜煤層開(kāi)采的效率；

(4)鉆采專(zhuān)用鉆機(jī)的鉆頭借助于導(dǎo)向裝置在煤層中可完成定向轉(zhuǎn)向，可實(shí)現(xiàn)鉆采地質(zhì)條件復(fù)雜的急傾斜煤層。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的主視圖；

圖2是本發(fā)明俯視圖。

圖中：1-專(zhuān)用移動(dòng)鉆采平臺(tái)，2-鉆桿，3-鉆頭，4-急傾斜煤層，5-排渣管道，6-洗煤池，7-運(yùn)煤管道，8-巖體，9-第一采洞，10-第二采洞，11-保護(hù)煤柱，12-鉆桿液壓雙臂導(dǎo)向裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述：

本發(fā)明的用于急傾斜煤層開(kāi)采的鉆采一體化方法，如圖1所示，采用專(zhuān)用移動(dòng)鉆采平臺(tái)1、鉆桿液壓雙臂導(dǎo)向裝置12、專(zhuān)用洗煤池6，鉆采一體化方法步驟如下：

a、通過(guò)地質(zhì)信息確定急傾斜煤層4的賦存參數(shù)，參數(shù)包括傾角、厚度、走向和傾向的長(zhǎng)度；

b、根據(jù)急傾斜煤層4的賦存參數(shù)確定鉆進(jìn)巷道的角度、最大鉆采深度、鉆桿2、鉆頭3的規(guī)格及采洞間的保護(hù)煤柱11的寬度，在地面或井下鉆采巷道選擇合適的位置設(shè)立專(zhuān)用移動(dòng)鉆采平臺(tái)1；所述采洞間的保護(hù)煤柱11距離為0.1～0.35m，采洞9的直徑為0.24～0.8m；