[發明專利]一種急傾斜近距離特厚煤組水平分段協調開采方法

在審

• 申請號: 202111255862.5
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN113803070A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 王紅偉;蔣寶林;趙周妍;焦建強;李壯;林嵐駿
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21F13/06
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所(普通合伙) 13113
• 代理人: 李玉飛;高春洋

本發明公開了一種急傾斜近距離特厚煤組水平分段協調開采方法，基于現有技術的水平分段放頂煤開采工藝，通過工作面布置方式、采煤工藝和裝備等方面的優化創新，對急傾斜近距離煤組進行協調開采。其中，工作面布置方式的優化創新：通過A、B兩種類型工作面的靈活組合布置，實現了其對不同煤組賦存條件的適應性；采煤工藝的優化創新：通過橫向布置（垂直于巷道兩幫）的大寬度低位放頂煤支架，實現了頂煤高效放出；工作面裝備的優化創新：通過支架牽引車對橫向低位放頂煤支架的縱向牽引，實現了支護移架操作。本發明突破了現有急傾斜煤層群聯合開采技術的缺陷，拓展了急傾斜煤層群開采范圍，實現了該類煤層的安全高效協調開采。

技術領域

本發明屬于煤礦開采技術領域，涉及一種煤層開采方法,具體地說是一種急傾斜近距離特厚煤組水平分段協調開采方法。

背景技術

急傾斜煤層是指傾角大于45°的煤層，是國際公認的難采煤層，其煤質多為焦煤和煉焦煤，在我國西部地區（特別是新疆）的儲量尤為豐富，具有良好的開采價值。我國急傾斜煤層開采始于20世紀50年代，主要以落垛、臺階、水平分層、巷放、鋼絲繩鋸煤等非機械化采煤法，80年代開始使用偽斜柔性掩護支架采煤法、分段密集采煤法、倒臺階采煤法等機械采煤法，90年代末開始發展急傾斜走向長壁綜合機械化采煤法、急傾斜特厚煤層水平分段綜采放頂煤采煤法等采煤方法，基本實現了對急傾斜單一薄及中厚煤層的機械化安全開采。

但由于受到傾角效應和重復采動的影響，對于厚度4～12m的急傾斜特厚煤層群，采用上述煤層開采方法尚不能實現安全高效開采。主要問題在于：

一、該類煤層厚度大、距離近，相鄰采場相互影響作用比較明顯，采用上述單一煤層開采方法進行上行開采、下行開采、上下同采或聯合開采時，容易存在上下煤層開采二次擾動、動壓巷道的圍巖穩定性難以控制、巷道及工作面的合理錯距難以確定、采空區貫通易造成強動力災害等問題。

二、上述傳統的急傾斜采煤方法還存在工序較多、通風效果差、煤炭回收率低、掘進工程量大等缺陷，具體為：1、移架工序復雜，工人勞動強度較大、生產效率低下；2、布置的巷道系統并沒有很好解決工作面的通風問題，容易在工作面角落造成瓦斯聚集；3、工作面的放煤口較小且位置分散，煤炭放出率低，容易造成頂底板三角煤的浪費；4、聯絡巷開掘密集，工程量較大，開采成本比較高。

發明內容

為解決現有技術中存在的以上不足，本發明旨在提供一種急傾斜近距離特厚煤組水平分段協調開采方法，通過創新工作面布置方式、優化回采裝備及回采工藝，以實現對急傾斜近距離特厚煤組安全高效協調開采的目的。

協調開采：在近或極近距離煤層中，由于煤層間距小，單一煤層開采對其他煤層擾動較大，因此需要對多煤層同時進行開采。考慮到開采擾動的影響范圍和傳遞方式，各煤層的工作面需要設置一定的錯距，并選擇合理的開采參數，保持一定的關聯性，協調各煤層的開采進度，盡量避免各煤層之間的開采擾動。因此，對多個煤層設置錯距和開采參數實現同時開采，以避免各煤層之間的開采擾動，這種開采方法被定義為協調開采。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：一種急傾斜近距離特厚煤組水平分段協調開采方法，在煤層中掘進兩條回采巷道分別作為回風平巷和運輸平巷，再沿煤層走向每間隔30～50m在回風平巷和運輸平巷之間開掘聯絡巷；然后在回風平巷和運輸平巷中分別布置相應的工作面，對煤層協調開采；

依據煤層厚度，回風平巷和運輸平巷中均可通過設備的布置和支護條件的改變形成以下任意一種類型的工作面：

A型工作面：包括布置于回采巷道內的低位放頂煤支架、支架牽引車和可伸縮帶式運輸機，其中，可伸縮帶式運輸機沿煤層走向布設；

B型工作面:包括于回采巷道內相對布置的兩臺低位放頂煤支架、支架牽引車和刮板輸送機，其中，刮板輸送機沿煤層走向布設；

煤層回采時，同一回采巷道內：低位放頂煤支架的放煤口與支架牽引車的運煤輸入口相對應，支架牽引車的運煤輸出口與可伸縮帶式運輸機或刮板輸送機的運煤輸入口相對應。