本發(fā)明涉及急傾斜煤層開采，具體的說(shuō)，涉及了一種急傾斜煤層豎直向下機(jī)械化開采工藝。

背景技術(shù)：

1、急傾斜煤層是指地下開采時(shí)煤層傾角大于45°的煤層。其中，針對(duì)急傾斜煤層中傾角更大的煤層，尤其是80°以上煤層，對(duì)于20m以上厚煤層可以布置短臂放頂煤工作面采用單搖臂采煤機(jī)機(jī)械開采。對(duì)于3m以下薄煤層工作面大多采用俯偽斜柔性掩護(hù)人工炮采，以單體支柱配合柔性掩護(hù)液壓支架支撐頂板和底板，人在支架下部工作，支架降架依靠上部巖石重力自移，在工作面推進(jìn)過程中需要頻繁拆架、裝架，采煤工作面存在空間狹小、有效通風(fēng)斷面小、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、開采效率低等問題。同時(shí)放炮落煤工藝技術(shù)落后，安全風(fēng)險(xiǎn)大，是一種即將被淘汰的開采方法。10m以下中厚煤層大多采用炮采，配合單柱，采用水平分段式開采，存在開采效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大、危險(xiǎn)系數(shù)高等問題，至今無(wú)有效機(jī)械化開采方法及開采支護(hù)裝備。

2、目前也有采用爬底式采煤機(jī)割煤，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化開采，但開采效率并不高，在工作面推進(jìn)過程中仍然存在需要頻繁拆架、裝架等問題。

3、因此我們破切需要尋求一種新的適應(yīng)急傾斜煤層的開采工藝，以提高急傾斜煤層煤炭開采效率和可采性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種急傾斜煤層豎直向下機(jī)械化開采工藝，本發(fā)明的整個(gè)開采系統(tǒng)采用機(jī)械化、智能化開采裝備，生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)能力大，“傘”形的柔性門式液壓支架穩(wěn)定支護(hù)工作面頂板和底板，使工作面通風(fēng)面積大，安全、可靠，工作面在推進(jìn)過程中無(wú)需頻繁拆架、裝架，可以大大減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種急傾斜煤層豎直向下機(jī)械化開采工藝，具體按以下步驟進(jìn)行：

3、（一）按開采線長(zhǎng)度方向布置豎直向下開采的工作面，工作面兩端分別布置回風(fēng)立井和運(yùn)輸立井；

4、（二）使用柔性門式液壓支架支撐工作面頂板和底板；

5、（三）工作面中部根據(jù)情況布置一個(gè)或多個(gè)溜煤眼；

6、（四）工作面布置兩套采煤運(yùn)輸設(shè)備，兩套采煤運(yùn)輸設(shè)備背向割煤，將整個(gè)工作面煤完全采完。

7、基于上述，柔性門式液壓支架包括上支腿、下支腿、長(zhǎng)頂梁、短頂梁和支撐千斤頂，上支腿置于工作面頂板一側(cè)并支撐工作面頂板，下支腿置于工作面底板一側(cè)并支撐工作面底板，上支腿的上端與長(zhǎng)頂梁的第一端鉸接，長(zhǎng)頂梁的第二端與短頂梁的第一端鉸接，短頂梁的第二端與下支腿的上端鉸接，上支腿、長(zhǎng)頂梁、短頂梁和下支腿使液壓支架整體成“傘”形門式結(jié)構(gòu)，支撐千斤頂鉸接在上支腿和下支腿之間，上支腿與長(zhǎng)頂梁之間還鉸接有挑梁千斤頂，長(zhǎng)頂梁與下支腿之間還鉸接有位于短頂梁下方的連桿，長(zhǎng)頂梁、短頂梁、下支腿和連桿組成雙紐線四連桿機(jī)構(gòu)，上支腿和下支腿均為下端敞口的箱體結(jié)構(gòu)，上支腿和下支腿的內(nèi)部均滑動(dòng)設(shè)置有向下伸出的伸縮支腿，上支腿和下支腿的相對(duì)側(cè)面上均安裝有與相應(yīng)伸縮支腿連接并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)伸縮支腿進(jìn)行滑動(dòng)的支腿伸縮千斤頂，上支腿、下支腿、長(zhǎng)頂梁和短頂梁上均設(shè)置有側(cè)護(hù)板。

8、基于上述，上支腿和下支腿的相背側(cè)面上均上下間隔設(shè)置有若干條防滑條。

9、基于上述，上支腿的上側(cè)中部還貫穿固定嵌裝有第一穩(wěn)定千斤頂，第一穩(wěn)定千斤頂?shù)母左w敞口端遠(yuǎn)離下支腿且置于上支腿背向下支腿的一側(cè)面，第一穩(wěn)定千斤頂?shù)幕钊麠U伸出端同軸固定設(shè)置有第一頂尖；

10、下支腿的上側(cè)中部還貫穿固定嵌裝有第二穩(wěn)定千斤頂，第二穩(wěn)定千斤頂?shù)母左w敞口端遠(yuǎn)離上支腿且置于下支腿背向上支腿的一側(cè)面，第二穩(wěn)定千斤頂?shù)幕钊麠U伸出端同軸固定設(shè)置有第二頂尖。

11、基于上述，步驟（二）中，柔性門式液壓支架支撐工作面頂板和底板的具體操作是：通過電液控制，使支撐千斤頂伸出，支撐千斤頂將上支腿和下支腿分別撐緊工作面頂板和底板，同時(shí)，上支腿和下支腿下端的伸縮支腿在支腿伸縮千斤頂?shù)淖饔孟履軌蛑卧诿簩由希蕴峁┹o助支撐力，當(dāng)液壓支架調(diào)整到位后，第一頂尖在第一穩(wěn)定千斤頂推動(dòng)下插入工作面頂板，第二頂尖在第二穩(wěn)定千斤頂推動(dòng)下插入工作面底板，使液壓支架穩(wěn)定支護(hù)工作面頂板和底板，并與防滑條一起防止液壓支架下滑，為工作人員和采煤運(yùn)輸設(shè)備在液壓支架下部工作提供充裕安全空間。

12、基于上述，步驟（四）中的采煤運(yùn)輸設(shè)備是連續(xù)采煤機(jī)和梭車，連續(xù)采煤機(jī)割煤后將煤卸載到梭車上，通過梭車轉(zhuǎn)運(yùn)將煤卸載到溜煤眼運(yùn)出工作面。

13、基于上述，步驟（四）具體為：當(dāng)工作面采完一層煤后，第一套連續(xù)采煤機(jī)依靠自身臥底量從起始位置臥底向下采煤，采面成一斜坡，當(dāng)?shù)谝惶走B續(xù)采煤機(jī)臥底向下開采一步截深（臺(tái)階高度）時(shí)，第一套連續(xù)采煤機(jī)開始正常水平采煤，第一套連續(xù)采煤機(jī)截割一定距離時(shí)，第二套連續(xù)采煤機(jī)退機(jī)至斜坡底端，向相反方向水平割煤，并將斜坡煤開采完畢；連續(xù)采煤機(jī)割煤后，其后部液壓支架的上支腿和下支腿均通過支腿伸縮千斤頂伸出伸縮支腿，及時(shí)封矸并提供輔助支撐，然后依次進(jìn)行降架，降架時(shí)需幾臺(tái)液壓支架過渡降架，保證相鄰液壓支架間形成有效搭接，避免出現(xiàn)漏矸現(xiàn)象。

14、基上所述，連續(xù)采煤機(jī)割煤為非全斷面開采，它采用割煤作業(yè)循環(huán)工藝進(jìn)行割煤，連續(xù)采煤機(jī)在液壓支架下部割煤時(shí)，液壓支架一側(cè)伸縮支腿收回，另一側(cè)伸縮支腿伸出支撐底部煤層，提供輔助支撐力；割煤作業(yè)循環(huán)工藝具體是：連續(xù)采煤機(jī)采煤與梭車運(yùn)輸通過計(jì)算，規(guī)劃好步距，保證連續(xù)采煤機(jī)割完一刀煤剛好為梭車額定裝載量，連續(xù)采煤機(jī)截割第一刀煤卸載到梭車上，第一刀煤截割全斷面的左側(cè)一半，在梭車向溜煤眼轉(zhuǎn)運(yùn)第一刀煤期間，連續(xù)采煤機(jī)調(diào)機(jī)準(zhǔn)備截割第二刀煤，梭車轉(zhuǎn)運(yùn)回來(lái)后與連續(xù)采煤機(jī)搭接，連續(xù)采煤機(jī)開始截割第二刀煤，第二刀煤截割全斷面的右側(cè)一半，接著，同樣的，在梭車向溜煤眼轉(zhuǎn)運(yùn)第二刀煤期間，連續(xù)采煤機(jī)調(diào)機(jī)準(zhǔn)備截割第三刀煤，第三刀煤同第一刀煤截割全斷面的左側(cè)一半，如此循環(huán)，連續(xù)采煤機(jī)即可實(shí)現(xiàn)全斷面開采。

15、基上所述，液壓支架降架作業(yè)為：通過電液控制，使第一穩(wěn)定千斤頂和第二穩(wěn)定千斤頂收回，支撐千斤頂卸壓，同時(shí)控制兩個(gè)支腿伸縮千斤頂同步收回，依靠上部矸石及液壓支架自身重力實(shí)現(xiàn)降架。

16、本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，具體的說(shuō)，本發(fā)明按開采線長(zhǎng)度方向布置豎直向下開采的工作面，工作面兩端分別布置回風(fēng)立井和運(yùn)輸立井，分別保證工作面通風(fēng)、行人及材料運(yùn)輸功能，在工作面布置柔性門式液壓支架，整個(gè)液壓支架成“傘”形門式結(jié)構(gòu)，通過支撐千斤頂?shù)纳斐觯现群拖轮饶軌蚍謩e有效支撐工作面頂板和底板，為人員和機(jī)械化開采設(shè)備在液壓支架下部工作提供充裕安全空間。工作面布置兩套連續(xù)采煤機(jī)和梭車，兩套連續(xù)采煤機(jī)和梭車背向割煤，保證整個(gè)工作面煤能夠完全采完。工作面中部根據(jù)情況布置1個(gè)或多個(gè)溜煤眼，梭車將煤卸載到溜煤眼運(yùn)出工作面，方便快捷。柔性門式液壓支架能夠依靠上部矸石及自身重力降架，人工采用電液控制系統(tǒng)進(jìn)行輔助降架，并能通過側(cè)護(hù)板側(cè)調(diào)液壓支架姿態(tài)，防止液壓支架傾倒。

17、整個(gè)開采系統(tǒng)采用機(jī)械化、智能化開采裝備，生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)能力大，“傘”形的柔性門式液壓支架穩(wěn)定支護(hù)工作面頂板和底板，使工作面通風(fēng)面積大，安全、可靠，工作面在推進(jìn)過程中無(wú)需頻繁拆架、裝架，可以大大減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。