專利名稱：急傾斜厚煤層z型水平分層放頂煤采煤法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地下采煤方法，具體地說，涉及一種急傾斜厚煤層Z型水平分層放頂煤采煤法。
背景技術(shù)：
急傾斜煤層是指地下開采時煤層傾角大于45°的煤層。急傾斜煤層的構(gòu)造復雜，斷層和褶曲多，煤層厚度變化較大，開采煤層的賦存條件普遍較差、儲量少、開采困難、采煤工作面生產(chǎn)能力小。因此，開采急傾斜煤層的礦井多數(shù)是中、小型礦井。急傾斜煤層的傾角大于巖石安息角，采煤工作面采下的煤能自動下滑，從而簡化了工作面的裝運工作，但下滑的煤和矸石容易沖倒支架，砸傷人員，急傾斜煤層和圍巖的節(jié)理發(fā)育，初次來壓和周期來壓與不明顯，易發(fā)生無預兆的大面積突然冒頂垮落，造成頂板事故，給生產(chǎn)帶來一些不安全因素。因此，生產(chǎn)的不安全因素多，安全性差。急傾斜煤層頂板壓力垂直作用于支架或煤柱上的分力比緩傾斜煤層小，而沿傾斜作用的分力大，煤層開采后，煤層頂、底板都有可能沿傾斜方向滑動垮落，支架穩(wěn)定性差，易發(fā)生扭曲與傾倒。因而工作面支護工作的難度大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種急傾斜厚煤層Z型水平分層放頂煤采煤法，提高開采效益。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種急傾斜厚煤層Z型水平分層放頂煤采煤法，包括巷道布置沿煤層頂板掘進頂板巷，在所述頂板巷安設(shè)風水管路、進回液高壓管路，布置通訊系統(tǒng)，鋪設(shè)刮板輸送機；所述頂板巷作為進風巷、運輸巷及安全出口使用；在回采工作面后方沿煤層底板留底板巷，使回采工作面形成兩個安全出口，所述底板巷作為回風巷及安全出口使用，使所述進風巷和回風巷分開；回采挪頂板巷刮板運輸機機尾；移動工作面的刮板運輸機；拆頂板巷梯形支架；落煤；移架；沿空留巷。進一步所述頂板巷的支護使用梯形支架支護；所述底板巷的支護使用八字形柔掩支架和金屬立撐，所述八字形柔掩支架和所述金屬立撐間距O. 35m。進一步所述工作面的高度為2. Om,落煤步距為O. 8m,放煤步距2. 4m,采放比為I 6，放頂煤高度為12.0m，總計放煤高度為14.0m。進一步所述工作面的刮板運輸機每次移動的距離為O. Sm。進一步落煤時布置兩排炮眼，落煤炮眼間距為1. 5m,眼深為O. Sm,每眼裝藥量I條。進一步煤層及底板側(cè)三角形巖石的爆破順序為先從工作面的頂板巷側(cè)爆破，待爆破到距離煤層底板2. Om時停止爆破，然后再從煤層底板側(cè)爆破三角形巖石，并利用爆破的三角形巖石震動煤壁。進一步移架時從頂板向底板依次移架，移架步距為O. Sm，移架時工作面與頂板垂直，移架時頂板側(cè)懸移支架頂梁在頂板巷梯形支架橫梁下。進一步采用礦制八字型柔掩支架支護，所述支架延至托梁，所述支架間距為
O.35m0進一步超前支護對工作面的頂板巷的超前20m范圍內(nèi)的巷道使用鉸接梁和單體柱加強支護，在0-10. Om范圍內(nèi)加打雙排柱，間距為1.0m，排距為1. Om，在10-20. Om范圍內(nèi)加打單排柱；對工作面的底板巷的超前IOm范圍內(nèi)的巷道使用鉸接梁和單體柱加強支護，0-10. Om范圍內(nèi)加打單排柱，單體柱間距1. 0m。進一步所述落煤與所述移架間隔兩架以上。本發(fā)明所述的技術(shù)效果如下1、本發(fā)明改進了巷道布置，優(yōu)化了生產(chǎn)系統(tǒng)。2、本發(fā)明實現(xiàn)了工作面全負壓通風。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體實施方式
進行說明。一種急傾斜厚煤層Z型水平分層放頂煤采煤法，包括巷道布置 沿煤層頂板掘進頂板巷，在頂板巷安設(shè)風水管路、進回液高壓管路，布置通訊系統(tǒng)，鋪設(shè)刮板輸送機。在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，刮板輸送機為22型刮板輸送機。頂板巷作為進風巷、運輸巷及安全出口使用。頂板巷支護形式支護使用梯形支架支護。頂板巷支護斷面(平均)上寬1. 35m，下寬2. 4m，高1. 8m，毛斷面^ 4. 3m2，凈斷面3. 5m2。在回采工作面后方沿煤層底板留底板巷，使回采工作面形成兩個安全出口，底板巷作為回風巷及安全出口使用，使所述進風巷和回風巷分開。底板巷支護形式(沿空留巷)支護使用八字形柔掩支架和金屬立撐，八字形柔掩支架和金屬立撐的間距為O. 35m。在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，八字形柔掩支架為2. 4m型八字形柔掩支架。底板巷支護斷面(平均)高彡1. 6m，下寬彡1. 7，毛斷面^ 2. 3m2，凈斷面2.0m2。在底板巷存放柔掩支架數(shù)量不少于20根，2. Om型單體液壓支柱不少于5根，背板不少于50塊，鉸接頂梁不少于10根。安全出口巷道維護高度不小于1. 6m，下寬不小于1. 6m。工作面回采的主要流程是步驟1:挪頂板巷刮板運輸機機尾。工作前必須將刮板運輸機開關(guān)打到零位。工作前先檢查支護情況，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理。拆除機尾，取掉最后I塊溜槽板，再安裝上機尾，拆除多余鏈條及刮棒，最后打上壓盤撐。步驟2 :移動工作面的刮板運輸機。工作前必須將刮板運輸機開關(guān)打到零位。工作前先清理干凈工作面浮煤。移動刮板運輸機時使用倒鏈移動，在機頭、機尾及中部掛3部倒鏈，倒鏈固定在懸移支架上，先移機頭、機尾，然后操作人員站在后柱前拉動倒鏈移刮板運輸機中部。每次移動刮板運輸機的距離為O. Sm。移完刮板輸送機時，確保機頭、溜槽板必須安放在硬底上，并且做到“平、直、穩(wěn)”，以確保運行狀態(tài)的完好。刮板輸送機移到位后，在機頭、機尾部分必須分別使用兩根單柱做壓盤撐固定好，壓盤撐打在懸移支架上，壓盤撐使用的單柱每班補液1次。工作面刮板運輸機啟動、停止按鈕固定在順槽機尾處，且不能正對工作面刮板運輸機尾。刮板輸送機使用時操作人員距刮板運輸機100mm以上。步驟3 :拆頂板巷梯形支架。頂板巷梯形支架橫梁、頂板側(cè)立撐不拆，煤壁側(cè)立撐推采前拆除。步驟4:落煤。采用手持式風動鉆機或風錘打眼，然后裝藥爆破。如煤層松軟時，可減少裝藥量或使用手鎬、風鎬處理。落煤時布置2排炮眼，落煤炮眼間距1. 5m,眼深0. 8m,每眼裝藥量I條。采用正向裝藥結(jié)構(gòu)。由于煤層靠近頂板側(cè)較硬，而靠近底板側(cè)較軟，布置炮眼時，靠近底板處兩組支架寬度內(nèi)(2.0m)不進行放炮。此部分的落煤與處理底板“三角形”巖石爆破同時進行，靠震動落煤，輔以人工落煤。煤層及底板側(cè)三角形巖石的爆破順序為先從工作面運輸巷側(cè)爆破，待爆破到距離煤層底板2. 0m時停止爆破，然后再從煤層底板側(cè)爆破三角形巖石，其利用爆破的三角形巖石震動煤壁。爆破后立即鋪網(wǎng)，出該處的煤，然后移架(0. 8m)，防止漏頂。步驟5:移架。移架時從頂板向底板依次移架，移架步距為0.8m，移架時及時調(diào)架以保證工作面與頂板垂直，移架時保證頂板側(cè)懸移支架頂梁在頂板巷梯形支架橫梁下。移頂梁、后柱(前柱不動)響炮后，前移頂梁與后柱(前柱不動)，實現(xiàn)及時掩護，前后液壓支柱卸載，頂梁落在托梁上，前柱不動，后柱提起向推進缸注液，以托梁為支點，頂梁前移O. Sm,落下后柱，完成移頂梁及后柱。依次前移頂梁，移架步距0.8m，移架時必須保持架間中心相等，標準架間距為60mm,當支架間距大于60mm時使用長把工具將頂梁間隙的超過寬60mm的煤塊放下，但是當工作面調(diào)采時支架頂梁間隙不大于100_。移前柱打眼爆破的煤一部分落入刮板運輸機內(nèi)，一部分人工攉入刮板運輸機內(nèi)。操作人員應逐段扒煤，邊扒煤邊移前柱，移前柱時后柱不動，前柱卸載提起，通過滑動梁前移前柱至煤壁，移前柱后所有支柱都處于支撐狀態(tài)。放頂煤、前移托梁煤由放煤口自行落入刮板運輸機或由人工將煤扒入刮板運輸機。整個工作面將移頂梁和放頂煤這兩工序完成后，前移托梁。支柱通過頂梁與頂煤緊貼產(chǎn)生初撐力支撐頂煤，這時托梁無載荷地吊掛在頂梁上，向托梁的供液系統(tǒng)供液將推進缸的活塞桿全部收回，托梁前移，完成一個動作循環(huán)。步驟6:沿空留巷。采用工字鋼加工而成的八字型柔掩支架支護。本發(fā)明的一優(yōu)選的實施例中，八字型柔掩支架支護為11#工字鋼加工而成的2. 4m型礦制八字型柔掩支架支護。沿空留巷支架延至托梁，支架間距0. 35m，用背板橫向劃背，每根支架打設(shè)I根立撐，所有支架用Φ28型的鋼絲繩連接。沿空留巷安架必須在懸移支架或柔掩支架下方操作，嚴禁空頂作業(yè)。沿空留巷安架時如懸移支架后柱影響安架，可拆除懸移支架后柱，但必須在拆后柱前先打設(shè)2根臨時支柱。如果柔掩支架下肢在煤體上就必須“穿鞋”。如果支撐壓力大，導致柔性掩護支架變形時，可根據(jù)需要在留巷內(nèi)加設(shè)單體液壓支柱支撐在支架上肢。穿柱鞋，臨時支柱使用2. 0m型單柱。安架時臨時支柱不動。移架時對臨時支柱緩慢卸壓，為防懸移支架下沉，移架到位后及時補打臨時支柱。移架到位后保證沿空留巷進入懸移支架兩架以上。沿空留巷柔掩支架上肢與懸移支架頂梁有間距時必須使用坑木順向劃背嚴實以防架后竄矸，并保證底板側(cè)兩架懸移支架在同一水平線上。在本發(fā)明的一優(yōu)選的實施例中，回采順序是工作面由西向東回采。工作面支護采用ZH1600/16/24Z型整體頂梁組合液壓支架進行支護。該ZH1600/16/24Z型整體頂梁組合液壓支架的主要技術(shù)參數(shù)如表I所示。工作面頂板所需要的支護強度Pt = HRk =(2 X 27 X 8) KN/m2 = 432 (KN/m2) = O. 432MPa式中Pt-工作面合理支護強度；H-采高，取最大值2m;R-直接頂巖石容重，取27KN/m3 ；k-上覆巖層厚度和采高之比，一般取4 8。本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，該值取8。支護強度的驗算0. 432MPa < O. 64 1. HMPa0因此選用的液壓支架的支護強度能滿足頂板支護所需的強度。隨采空區(qū)面積不 斷增大，頂板采用自然垮落法。采煤工作面支架距頂板允許的最大距離為1. 3m,工作面支架必須沿底板走且鑲?cè)氲装錙. 5m,如遇地質(zhì)變化離開底板時必須打柱掛梁鋪網(wǎng)支護。工作面的高度為2. 0m，落煤步距為O. 8m，放煤步距2. 4m，采放比為I 6，放頂煤高度為12.0m，總計放煤高度為14.0m。另外，本發(fā)明的方法還包括以下的步驟超前支護對工作面頂板巷超前20m范圍內(nèi)的巷道必須使用鉸接梁和單體柱加強支護。0-10. Om范圍內(nèi)加打雙排柱，間距1. Om，排距1. Om，10-20. Om范圍內(nèi)加打單排柱(即靠煤壁側(cè)超前支護長度不小于20. Om，另一側(cè)超前支護長度不小于10. Om)。對工作面底板巷超前IOm范圍內(nèi)的巷道必須使用鉸接梁和單體柱加強支護。0-10. Om范圍內(nèi)加打單排柱，單體柱間距1. Om。端頭管理端頭支護使用單柱和鉸接頂梁支護。如果靠近頂板支架與頂板之間間隙超過1. 3m時，加補懸移支架，加減懸移支架都在頂板巷進行。工作面高度不得低于1. 6m?？拷煽諈^(qū)側(cè)，打一排單體柱和鉸接頂梁，間距不大于O. 25m。當端頭壓力大時，可補打單體柱和π型鋼進行加強支護。一梁二柱中使用的單體柱必須用鉛絲或防倒繩與η型鋼梁拴掛牢固。保證安全出口暢通，頂板巷管線貼幫吊掛合格，沿空留巷浮煤及時清理保證巷道高度不低于1. 6m，工作面20m范圍內(nèi)雜物清理干凈。放頂煤推采3循放煤I次，放煤時間隔放煤，I個放煤口嚴禁I次放空，嚴禁從架前直接放煤。煤層松軟情況下，放頂煤借助頂煤自重自行垮落進行落煤。若煤層較硬，移架后頂煤不垮落，無法采用自然垮落法放頂煤時，可采用在支架頂梁間打眼放炮預裂的方法放頂煤。藥卷位置距支架頂梁2m以上，避免崩壞支架。裝藥要適量，使頂煤產(chǎn)生裂隙即可。落煤與移架間隔兩架以上。落煤、裝煤、運煤、頂板控制方式如下落煤采用爆破落煤輔以人工落煤。裝煤、運煤依據(jù)本工作面的客觀條件，運輸方式如下采用刮板輸送機運煤，采用車臺裝車。運輸司機使用ZK-7-250V/600mm架線式電機車將空車送至采區(qū)工作面底板道大巷中，空車牽引到位后，裝車工開動絞車(液壓推車器)牽引礦車到裝車位置，礦車牽引到位后，停止牽引，開啟車臺閘板(刮板輸送機)裝煤，車裝滿后，再開啟牽引設(shè)備，牽引下一個空車到車臺裝煤。車臺空車裝滿后，由接車工負責聯(lián)系調(diào)度室(調(diào)車站)拉重車。表I ZH1600/16/24Z型整體頂梁組合液壓支架主要技術(shù)參數(shù)表
權(quán)利要求
1.一種急傾斜厚煤層Z型水平分層放頂煤采煤法，包括如下步驟 1)巷道布置沿煤層頂板掘進頂板巷，在所述頂板巷安設(shè)風水管路、進回液高壓管路，布置通訊系統(tǒng)，鋪設(shè)刮板輸送機；所述頂板巷作為進風巷、運輸巷及安全出口使用；在回采工作面后方沿煤層底板留底板巷，使回采工作面形成兩個安全出口，所述底板巷作為回風巷及安全出口使用，使所述進風巷和回風巷分開； 2)回采挪頂板巷刮板運輸機機尾；移動工作面的刮板運輸機；拆頂板巷梯形支架；落煤；移架；沿空留巷。
2.如權(quán)利要求1所述的急傾斜厚煤層Z型水平分層放頂煤采煤法，其特征在于所述頂板巷的支護使用梯形支架支護；所述底板巷的支護使用八字形柔掩支架和金屬立撐，所述八字形柔掩支架和所述金屬立撐間距O. 35m。
3.如權(quán)利要求2所述的急傾斜厚煤層Z型水平分層放頂煤采煤法，其特征在于所述工作面的高度為2.0m，落煤步距為O. 8m，放煤步距2. 4m，采放比為1: 6，放頂煤高度為12.Om,總計放煤高度為14. 0m。
4.如權(quán)利要求3所述的急傾斜厚煤層Z型水平分層放頂煤采煤法，其特征在于所述工作面的刮板運輸機每次移動的距離為O. Sm。
5.如權(quán)利要求4所述的急傾斜厚煤層Z型水平分層放頂煤采煤法，其特征在于落煤時布置兩排炮眼，落煤炮眼間距為1. 5m，眼深為O. Sm，每眼裝藥量I條。
6.如權(quán)利要求5所述的急傾斜厚煤層Z型水平分層放頂煤采煤法，其特征在于煤層及底板側(cè)三角形巖石的爆破順序為先從工作面的頂板巷側(cè)爆破，待爆破到距離煤層底板2.Om時停止爆破，然后再從煤層底板側(cè)爆破三角形巖石，并利用爆破的三角形巖石震動煤壁。
7.如權(quán)利要求6所述的急傾斜厚煤層Z型水平分層放頂煤采煤法，其特征在于移架時從頂板向底板依次移架，移架步距為O. 8m,移架時工作面與頂板垂直,移架時頂板側(cè)懸移支架頂梁在頂板巷梯形支架橫梁下。
8.如權(quán)利要求7所述的急傾斜厚煤層Z型水平分層放頂煤采煤法，其特征在于采用礦制八字型柔掩支架支護，所述支架延至托梁，所述支架間距為O. 35m。
9.如權(quán)利要求8所述的急傾斜厚煤層Z型水平分層放頂煤采煤法，其特征在于超前支護對工作面的頂板巷的超前20m范圍內(nèi)的巷道使用鉸接梁和單體柱加強支護，在0-10. Om范圍內(nèi)加打雙排柱，間距為1.0m，排距為1. Om,在10-20. Om范圍內(nèi)加打單排柱；對工作面的底板巷的超前IOm范圍內(nèi)的巷道使用鉸接梁和單體柱加強支護，0-10. Om范圍內(nèi)加打單排柱，單體柱間距1. Om。
10.如權(quán)利要求9所述的急傾斜厚煤層Z型水平分層放頂煤采煤法，其特征在于所述落煤與所述移架間隔兩架以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地下采煤方法，尤其涉及一種急傾斜厚煤層Z型水平分層放頂煤采煤法。本發(fā)明包括巷道布置沿煤層頂板掘進頂板巷，在所述頂板巷安設(shè)風水管路、進回液高壓管路，布置通訊系統(tǒng)，鋪設(shè)刮板輸送機；所述頂板巷作為進風巷、運輸巷及安全出口使用；在回采工作面后方沿煤層底板留底板巷，使回采工作面形成兩個安全出口，所述底板巷作為回風巷及安全出口使用，使所述進風巷和回風巷分開；回采挪頂板巷刮板運輸機機尾；移動工作面的刮板運輸機；拆頂板巷梯形支架；落煤；移架；沿空留巷。本發(fā)明改進了巷道布置，優(yōu)化了生產(chǎn)系統(tǒng)，實現(xiàn)了工作面全負壓通風。
文檔編號E21C41/16GK103061765SQ20121054017
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者耿養(yǎng)謀, 張偉, 馬植勝, 相嘯宇, 于福國, 周彥軍, 孫春歧, 王忠武, 蔡來生, 王新華, 景源, 袁正俊, 王雷, 高立增, 趙兵, 李萬清, 李忠學, 崔濤 申請人:北京昊華能源股份有限公司