CN101749018A - 煤柱直接回收采煤法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种煤炭开采方法，具体为一种回采工作面含煤柱全宽度推进、相邻工作面间留设单隔离煤柱的煤柱直接回收采煤法。解决现有采煤技术存在的低资源回收率的问题。步骤为：(1)在采煤的大宽度工作面两侧各开设一条顺槽巷道，(2)根据需要将其余的通风巷及辅助巷道布置在上述工作面的两侧顺槽巷道之间，(3)沿着两条顺槽巷道之间的大宽度工作面前布置采煤设备(4)操纵割煤机从大宽度工作面的一侧向另一侧割煤。一次可以将所涉及的隔离煤柱全部采出。这样一来，可以将整个大宽度工作面的煤全部割出，本采煤方法的实质是将煤柱移入工作面推进范围，变不可开采为直接开采。

Description

煤柱直接回收采煤法
技术领域
本发明涉及一种煤炭开采方法，具体为一种回采工作面含煤柱全宽度推进、相邻工作面间留设单隔离煤柱的煤柱直接回收采煤法。
背景技术
随着煤矿设备机械化、大型化、自动化程度的不断提高，我国的采煤方法经历了房柱采煤、高档普采、综采、分层综采、放顶煤，到最新的大采高一次采全高采煤方法，取得了很大的进步，矿井的资源回收率也随着采煤方法的改进逐步提高，取得了较好的经济效益。但目前的采煤方法在资源利用方面仍然浪费很大，即使拿最先进的一次采全高采煤方法来说，虽然在高度方向上极大的提高了煤炭回收率，但横向方向上煤柱浪费仍很严重。例如按工作面长度200米，煤柱宽度30米计算，至少有一侧煤柱约(30/230＝)13％的资源无法回收。这一情况在高瓦斯大采高矿井更为严重，由于高瓦斯矿井通风要求非常严格，通常采用二进二回或三进二回等通风方式来控制瓦斯浓度不超限，二进二回的通风布置方式见附图1其中每一个采掘单元的工作面两侧分别为皮带运输兼进风巷、煤柱、辅助巷；回风巷、煤柱、辅助回风巷，如附图2的三进二回的通风布置方式，在辅助回风巷外侧还设有煤柱、第二条辅助回风巷。按照正常的采煤操作方法只能将工作面的煤割走，而为了保证通风良好和顶板支护，不得不将隔离煤柱剩下。这样一来每个工作面就有2个煤柱被废弃，仅煤柱就有(60/260＝)23％的资源不能回收。造成能源极大浪费，因此如何开发出一种新的采煤方法来提高资源利用率就成为当前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明为解决现有采煤技术存在的低资源回收率的问题而提供了一种煤柱直接回收的采煤方法。
本发明是由以下技术方案实现的，一种煤柱直接回收的采煤方法，步骤为：
(1)、在采煤的大宽度工作面两侧各开设一条顺槽巷道，其中一条作为皮带运输兼进风巷，另一条根据通风系统的设计作回风巷或进风巷；顺槽巷道两外侧留设为连续隔离煤柱，
(2)、根据需要将其余的通风巷及辅助巷道布置在上述工作面的两侧顺槽巷道之间，所有这些巷道直接与工作面相通，大宽度工作面中依然形成两条煤柱及相应的通风方式，
(3)、沿着两条顺槽巷道之间的大宽度工作面前布置采煤设备：刮板运输机和割煤机，
(4)、操纵割煤机从大宽度工作面的一侧向另一侧割煤。一次可以将所涉及的隔离煤柱全部采出。
这样一来，可以将整个大宽度工作面的煤全部割出，本采煤方法的实质是将煤柱移入工作面推进范围，变不可开采为直接开采。与传统方法相比，采用本发明所指的采煤方法具有以下优点：
1、如工作面两侧为井田边界或保护煤柱等不可开采区域时，即无相邻工作面时，采用传统二进一回巷道布置方式，有一个煤柱无法回收，采用传统二进二回巷道布置方式，有两个煤柱无法回收。采用本发明所指的采煤方法可实现全宽度开采，即无煤柱损失，相比可节约1～2个煤柱的资源。
2、如工作面有相邻工作面时，无论采取二进二回或三进二回等巷道布置方式，都至少有两个煤柱无法回收。而采用本发明所指的采煤方法，只需在相邻工作面间留设隔离煤柱，即n个工作面相邻，留设n-1个隔离煤柱，比原来2n个煤柱节约了n+1个煤柱，大大提高了煤炭回采率。
3、传统采煤方法因煤柱不能回收，尽量减小煤柱宽度以避免资源浪费，因此煤柱承载压力过大，巷道变形大，维护量大。采用本发明所指的采煤方法，煤柱可以直接开采，因此可以加宽工作面中间预留煤柱的尺寸，以减小巷道的变形量和维护量。
4、原采煤方法工作面间因共用巷道，新工作面与上一工作面采空区隔离不彻底，存在安全隐患。而采用本发明所指的采煤方法在相邻工作面间留设有专门的封闭型连续隔离煤柱，有效的避免了上一工作面采空区积水、瓦斯等的危害，大大提高了新工作面的安全性。
5、按煤柱30米宽，采高5米，工作面顺槽2000米，未开采密度1.4t/m3计算，仅一个煤柱占用煤炭资源就有30×5×2000×1.4＝420000吨，即42万吨，每吨煤以500元计算，经济效益2.1亿元。因此，采用本发明所指的采煤方法产生的经济效益、环境效益和社会效益都是十分巨大的。
附图说明
图1为传统高瓦斯矿井二进二回工作面巷道布置方式
图2为传统高瓦斯矿井三进二回工作面巷道布置方式
图3为采用本发明工作面全宽度推进的二进二回工作面巷道布置方式
图4为煤层厚度＞4米时可采取的巷道及横川施工方式
图5为120°交叉角横川及相应支护形式
图中：1-本工作面开采后废弃煤柱、2-皮带运输兼进风巷、3-原工作面、4-下一工作面可用巷道、5-进风辅助巷、6-作为回风辅助或运输巷的顺槽巷道、7-辅助巷、8-辅助巷、9-本工作面与下一工作面间的隔离煤柱、10大宽度工作面、11-横川、12-迈步式液压支架组13-采煤机
具体实施方式
如图1所示意，一种煤柱直接回收的采煤方法，具体为：
1、在采煤的大宽度工作面10两侧各开设一条顺槽巷道2、6，其中一条作为皮带运输兼进风巷2，另一条根据通风系统的设计作回风巷6或进风巷；顺槽巷道6两外侧留设为连续隔离煤柱9，
2、根据需要将其余的通风巷及辅助巷道8、7布置在上述工作面的两侧顺槽巷道2、6之间，所有这些巷道直接与工作面相通，大宽度工作面10中依然形成两条煤柱及相应的通风方式，
3、沿着两条顺槽巷道2、6之间的大宽度工作面10前布置采煤设备：刮板运输机和采煤机13，
4、操纵采煤机13从大宽度工作面10的一侧向另一侧割煤。一次可以将所涉及的隔离煤柱全部采出。
具体注意及补充条件：1、本发明所涉及的巷道掘进方法不受限制，但布置在工作面内的巷道两帮不能使用钢锚杆维护。
2、巷道全部布置在工作面推进宽度范围之内，特点是与工作面刮板输送机机头相对应的皮带运输巷，即顺槽巷道6布置在工作面最外一侧，其余巷道的位置和数量可根据需要调整，如可采用图3所示的二进二回巷道布置方式，也可减少一条巷道采用两进一回，即不开通风巷7或在工作面内再增加一条进风巷道，形成三进二回的巷道布置方式，或采用其它布置方式。
3、与传统采煤方法相比，需注意维护布置在工作面内的巷道的端头区域。如所采煤层为坚硬顶板或稳定顶板，这一区域很好维护；如顶板较差，可采取措施加强顶板维护。
4、由于布置在工作面内的巷道顶部留煤并用锚杆支护会妨碍采煤机割煤，煤层厚度在4米以下时，所有巷道可采取沿底沿顶全高度掘进；如图4所示，当煤层厚度大于4米时，大宽度工作面10最外侧两个巷道(顺槽巷道2、6)沿底掘进，其余巷道(如通风巷及辅助巷道8、7)沿顶板掘进。
5、如图5所示意，设置横川11与顺槽巷道6的交叉角度为非直角，如10-45度，并使用迈步式液压支架组12(即具有左右交替前移功能的支架)进行超前工作面移动支护。可以避免工作面在割煤过程中推进至横川11时其上顶板暴露面积过大而可能导致顶板跨落的现象，并利于迈步支架、木垛等对横川进行支护和回撤。

Claims (3)

1.一种煤柱直接回收的采煤方法，其特征在于步骤具体为：
1)、在采煤的大宽度工作面(10)两侧各开设一条顺槽巷道(2、6)，其中一条作为皮带运输兼进风巷，另一条根据通风系统的设计作回风巷或进风巷；顺槽巷道(2、6)两外侧留设为连续隔离煤柱(9)，
2)、根据需要将其余的通风巷及辅助巷道(8、7)布置在上述工作面的两侧顺槽巷道(2、6)之间，所有这些巷道直接与工作面相通，大宽度工作面(10)中依然形成两条煤柱及相应的通风方式，
3)、沿着两条顺槽巷道(2、6)之间的大宽度工作面(10)前布置采煤设备：刮板运输机和采煤机(13)，
4)、操纵采煤机(13)从大宽度工作面(10)一侧向另一侧割煤。
2.根据权利要求1所述的煤柱直接回收的采煤方法，其特征在于：煤层厚度在4米以下时，所有巷道可采取沿底沿顶全高度掘进；当煤层厚度大于4米时，大宽度工作面(10)最外侧两个顺槽巷道沿底掘进，其余巷道沿顶板掘进。
3.根据权利要求1所述的煤柱直接回收的采煤方法，其特征在于：设置横川(11)与顺槽巷道(6)的交叉角度为非直角，如10-45度，并使用迈步式液压支架组(12)进行超前工作面移动支护。
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