[發(fā)明專利]一種薄煤層和中厚煤層高速截割長(zhǎng)壁開(kāi)采方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510022338.1
• 申請(qǐng)日: 2015-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104564073B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王國(guó)法;孟祥軍;王振平;李明忠;李政;張金虎;劉健;曾明勝;謝波;任紫亭;張崇宏;亓玉浩;李提建;文治國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天地科技股份有限公司;兗礦集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E21C41/16
• 分類號(hào): E21C41/16
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計(jì)一種薄和中厚煤層的采煤方法，具體的說(shuō)是一種0.8~3.5m厚煤層高速截割長(zhǎng)壁開(kāi)采方法。

背景技術(shù)

薄及中厚煤層受限于煤層賦存厚度造成工作空間相對(duì)狹小，無(wú)法布置大功率綜采裝備，設(shè)備能力與尺寸矛盾突出，成套裝備小尺寸與大功率、大適應(yīng)范圍與高可靠性和高穩(wěn)定性要求的矛盾突出，采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)矮機(jī)身大功率難以實(shí)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)多個(gè)礦區(qū)實(shí)現(xiàn)了薄煤層和中厚煤層的綜合機(jī)械化開(kāi)采，但受限于煤層厚度和割煤速度造成我國(guó)薄及中厚煤層產(chǎn)量不能實(shí)現(xiàn)較大突破。

截深是采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)切入煤壁的深度，是決定采煤機(jī)生產(chǎn)能力和裝機(jī)功率的主要因素，也是與支護(hù)設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備配套的重要參數(shù)，目前，國(guó)內(nèi)外綜采工作面截深一般為0.7m～1.2m，大多數(shù)工作面采用0.8m或0.86m截深，國(guó)外煤礦頂板穩(wěn)定性條件好的工作面采用了1.2m的大截深。

在每個(gè)割煤循環(huán)過(guò)程中，端部斜切進(jìn)刀割三角煤及端頭準(zhǔn)備時(shí)間約占用了整個(gè)割煤循環(huán)時(shí)間的一半，受限于綜機(jī)裝備功率、設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，目前我國(guó)薄煤層和中厚煤層綜采工作面采煤機(jī)截割速度一般在4~6m/min，斜切進(jìn)刀過(guò)程中割煤速度一般比工作面直線段割煤速度更低，當(dāng)采高較小時(shí)，采煤機(jī)滾筒直徑小，裝煤效果差，且截深越大裝煤效果越差，推移刮板輸送機(jī)不到位，常需跑空刀裝煤，影響工作面推擠速度和生產(chǎn)效率。

采煤機(jī)截割速度低的原因除了采煤機(jī)本身的性能局限和工作面開(kāi)采條件的制約外，液壓支架移架速度及移架方式也是一個(gè)重要因素，目前常用的跟隨采煤機(jī)割煤牽引滯后一定距離逐架順序移架方式，其移架速度難以跟上采煤機(jī)高速牽引，工作面端頭和巷道作業(yè)與工作面割煤和設(shè)備維修作業(yè)不同步、不協(xié)調(diào)，占用了大量人力和作業(yè)時(shí)間，是影響開(kāi)機(jī)率和生產(chǎn)效率的重要因素。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有薄及中厚煤層采煤工藝的不足和長(zhǎng)壁工作面采煤方法特點(diǎn)，提供一種能高速、高效的實(shí)現(xiàn)薄及中厚煤層高速截割的采煤工藝，本發(fā)明方法可以實(shí)現(xiàn)薄煤層和中厚煤層采煤機(jī)的高速截割和工作面的高速推進(jìn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

（1）采煤機(jī)割煤至下端頭后，反向上行沿輸送機(jī)彎曲段割三角底煤，割至輸送機(jī)直線段時(shí)采煤機(jī)不返回割三角煤而是繼續(xù)割煤直至工作面上端頭，截深為正常截深一半（400～500mm），采煤機(jī)速度為最大割煤行駛速度；

（2）推移機(jī)頭和彎曲段，將輸送機(jī)移直，在工作面下端部留下三角煤；

（3）采煤機(jī)下行割煤直至工作面上端頭，在上端部完成三角煤截割后向下端頭繼續(xù)割煤；

（4）采煤機(jī)反向下行繼續(xù)割煤至工作面下端頭，在下端頭此時(shí)采煤機(jī)割煤最大截深為上次割煤遺留三角煤和此次截深之和（一個(gè)完整截深）；

（5）隨機(jī)自上而下推移輸送機(jī)至工作面下端部三角煤處，完成割煤循環(huán)全過(guò)程；

（6）液壓支架移架方式為間隔快速移架，即工作面初期安裝液壓支架時(shí)鄰架相差半個(gè)步距，或在初采割第一個(gè)半刀煤時(shí)把液壓支架調(diào)整為鄰架相差半個(gè)步距，正常采煤作業(yè)時(shí)，液壓支架跟隨采煤機(jī)牽引方向，滯后一定距離每個(gè)工作循環(huán)交替隔一架順序移架，另一架支架不動(dòng)，每?jī)蓚€(gè)工作循環(huán)完成一個(gè)完整截深，液壓支架移一個(gè)整步距，即每個(gè)工作循環(huán)移架數(shù)量減少一半；

（7）優(yōu)化工作面割煤和輔助作業(yè)工序，將輔助作業(yè)安排在檢修班進(jìn)行不影響工作面高速、連續(xù)推進(jìn)，即工作面采用時(shí)空協(xié)調(diào)連續(xù)作業(yè)法，其特征在于，將每個(gè)工作日均分為六個(gè)或八個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段4個(gè)或3個(gè)小時(shí)，每個(gè)工作班為2個(gè)時(shí)段，每個(gè)工作面作業(yè)空間分為綜采工作面作業(yè)單元和兩端頭巷道作業(yè)單元，綜采工作面作業(yè)單元分為割煤和檢修作業(yè)單元，巷道作業(yè)單元分為需停機(jī)作業(yè)單元和無(wú)需停機(jī)作業(yè)單元，采用時(shí)空協(xié)調(diào)連續(xù)作業(yè)法時(shí)第1、2、4、5、6或1、2、4、5、6、7、8時(shí)段安排割煤和無(wú)需停機(jī)巷道作業(yè)單元，第3時(shí)段安排檢修作業(yè)和需停機(jī)巷道作業(yè)單元。

本發(fā)明主要應(yīng)用于薄煤層和中厚煤層高速推進(jìn)工作面的開(kāi)采。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效益：

薄煤層和中厚煤層高速截割長(zhǎng)壁開(kāi)采方法的采用，能實(shí)現(xiàn)該厚度煤層的高效、高速和連續(xù)開(kāi)采，最大限度的提高煤炭采出速度，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，其主要優(yōu)點(diǎn)為：

①采用留三角煤半刀小截深雙向高速割煤工藝減少了采煤機(jī)返回割三角煤和跑空刀的時(shí)間，增加了采煤機(jī)直線段高速割煤的比例，同時(shí)，半刀小截深高速截割提高了裝煤效果，保證了工作面采煤機(jī)高速截割和工作面的高速推進(jìn)。

②液壓支架采用交替隔一架順序移架，每?jī)蓚€(gè)割煤循環(huán)完成一個(gè)完整截深，液壓支架移一個(gè)整步距，使每個(gè)循環(huán)移架數(shù)量減少一半以上。