CN102011587A - 不规则综放工作面煤炭开采方法 - Google Patents

Abstract

一种能有效回收煤炭资源的不规则综放工作面煤炭开采方法，包括如下步骤：第一步、安装简易机尾；第二步、在后部运输机机尾老塘侧预留两组掩护支架；第三步、后部机尾电机和减速箱反跨老塘侧；第四步、机尾煤壁扩帮实行沿断层带采；第五步、添加后部运输机溜槽；第六步、加强机尾端头维护强度，确保安装溜槽和支架的安全；第七步、添加前部溜槽；第八部、更换短节链条；使用本发明在采区布置工作面时，根据采煤工作面两巷道的作用，采取运巷沿直线布置，材巷沿断层分段直线布置，在开采的过程中，随着工作面的延长或缩短，实现边推采边添加(撤除)工作面支架和溜槽，这样很好的开采了受断层影响原来无法正常开采的煤炭，有效回收了煤炭资源。

Description

不规则综放工作面煤炭开采方法

技术领域

本发明涉及一种煤炭开采方法，尤其涉及一种不规则综放工作面煤炭开采方法。

背景技术

目前，井下煤炭的开采通过对采区布置规则的采煤工作面来完成，即材巷和运巷平行布置，整个采煤工作面呈规则的长方形，这样在安装完整套的综采设备后直接割煤来完成工作面的推采。但是随着煤炭开采量的增加和开采范围的扩大，受煤炭赋存条件和地质条件的限制，一般的综采(综放)工作面的开采很难规则布置，即使布置也是小范围的规则配合“刀把”进行布置，同时一部分受断层影响的煤炭得不到有效的开采，如果不采，丢失煤炭比较可惜，如果进行复采，势必要重新布置巷道、面临老空区压力等等不利因素影响，开采难度极大。

发明内容

本发明的目的是提供一种能有效回收煤炭资源的不规则综放工作面煤炭开采方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种不规则综放工作面煤炭开采方法，其特征是包括如下步骤：

第一步、安装简易机尾；

第二步、在后部运输机机尾老塘侧预留两组掩护支架；

安装完简易机尾后，生产过程中，在后部运输机尾叉后布置两组撤掉尾梁的普通支架，该两组支架始终保持在工作面机尾第一个支架后侧和大巷内，两组支架的推拉道与后部机尾的底托板连接，随着推采在拉移完后部机尾电机后，随之向前拉移该两组支架；

第三步、后部机尾电机和减速箱反跨老塘侧；

在后部机尾老塘侧留完两组液压掩护支架后，对后部运输机机尾进行改造，采取将后部机尾的电机、减速箱安装到老塘一侧；

第四步、机尾煤壁扩帮实行沿断层带采；

第五步、添加后部运输机溜槽；

工作面后部刮板运输机为双链刮板运输机，中间槽采用封底结构，刮板固定在平环上，使用E型螺栓，螺母固定，刮板的最长端朝向链条运行方向；

A、工作面刮板运输机增添中间槽时，先把上链掐开，再在过渡槽后把挡煤板、哑铃销、销排、销子、螺栓等连接件拆开，将机尾用千斤顶或手拉葫芦拆开足够的空间；

B、将溜槽运到位后，在机尾拆开的空间处安装溜槽，用哑铃销连接上齐档销，每增添8-12节中间槽后安装一节开口槽；

C、然后增添上链、上齐刮板，调试链条至松紧合适；

第六步、加强机尾端头维护强度，确保安装溜槽和支架的安全；

在生产班推采过程中，对机尾保持5个支架铺设双层金属网，同时每循环使用4.0m长的、直径不小于200mm的圆料进行接顶，在割完机尾后每循环使用4.0m长的圆料进行接顶，使用方向沿倾向使用，同时伸出机尾第一个支架外1.0m，确保下一个所安装支架能压住所使用的大料，为了确保顶板的支护完好，每隔一个循环使用一棵4.0m的长工字钢进行支护，紧靠机尾第一个支架使用两棵4.0m的π型钢交替迈步使用进行支护机尾所形成的空间，在安装支架前先卸掉π型钢，使用单体进行点柱临时支护，待支架靠上后，再使用π型钢将剩余的空间支护好；

第七步、添加前部溜槽；

工作面前部刮板运输机为双链刮板运输机，中间槽采用封底结构，刮板固定在平环上，使用E型螺栓，螺母固定，刮板的最长端朝向链条运行方向；

A、工作面刮板运输机增添中间槽时，先把上链掐开，再在过渡槽后把挡煤板、哑铃销、销排、销子、螺栓等连接件拆开，将机尾用千斤顶或手拉葫芦拆开足够的空间；

B、将溜槽运到位后，在机尾拆开的空间处安装溜槽，用哑铃销连接上齐档销，每增添8-12节中间槽后安装一节开口槽；

C、然后增添上链、上齐刮板，调试链条至松紧合适；

第八部、更换短节链条；

在添加完前、后部运输机溜槽后，由于每添加一节溜槽，链条相应会增加3.0m，当溜槽添加8节后，链条会增加8段短节链条即24m，为循环利用短节链条，将8段3m的短链条用长链条更换下来，循环使用。

使用本发明在采区布置工作面设计时，根据采煤工作面两巷道的作用，采取运巷沿直线布置，材巷沿断层分段直线布置，在开采的过程中，随着工作面的延长或缩短，实现边推采边添加(撤除)工作面支架和溜槽，通过这种不规则的开采方法，很好的开采了受断层影响原来无法正常开采的煤炭，有效回收了煤炭资源。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图2是采用本发明所述方法时在工作面增添支架的示意图；

图3是采用本发明所述方法过程中的劳动组织作业图；

图4是采用本发明的某个开采实例方案布置图。

附图中：

1、转载运输机；2、前部运输机；3、后部运输机；4、掩护支架；5、已增添支架；6、待增添支架；7、三角煤一；8、三角煤二；9、三角煤三；10、切眼；11、运巷；12、材巷。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述：

一种不规则综放工作面煤炭开采方法，如图1、2所示，包括如下步骤：

第一步：安装简易机尾。

不规则工作面在生产初期，工作面切眼只安装一定数量的支架(一般不超过70组液压支架)，由于工作面相对较短，根据运输机型号要求，SGZ-830/800型运输机完全能达到100m的运输长度。为便于在机尾处安装后部溜槽和安装支架，后部运输机未安装机尾电机与减速箱，使用简易机尾，单机运转，这样边推采边安装支架与溜槽比较顺利。

第二步、在后部运输机机尾老塘侧预留两组掩护支架。

安装完简易机尾后，生产过程中，在后部运输机尾叉后布置两组撤掉尾梁的普通支架(支架型号：ZFS5200-17/33(B))，该两组支架始终保持在工作面机尾第一个支架后侧和大巷内，两组支架的推拉道与后部机尾的底托板连接，随着推采在拉移完后部机尾电机后，随之向前拉移该两组支架。这样使用支架前梁和顶梁支护后部机尾的顶板的支护方式，一方面为安装后部溜槽提供了充足的安全工作空间，而且支护完好，极大的提高工作效率，减少了单体的使用，减轻了工作人员维护顶板的劳动强度；另一方面，利用两个掩护支架支护后部运输机机尾顶板，有效解决了因随采随向面里收缩机尾而出现垮落顶板压电机的困难。

第三步、后部机尾电机和减速箱反跨老塘侧

在后部机尾老塘侧留完两组液压掩护支架后，对后部运输机机尾进行改造，采取将后部机尾的电机、减速箱安装到老塘一侧。为什么这样呢？这是因为一般的综放工作面后部机尾电机与减速箱都是安装在后部运输机工作面侧，但是在工作面在推采过程中添加的是普通支架，普通支架后部空间狭小，而后部运输机的电机与减速箱和尾叉的宽度达到2.2m，会导致后部运输机尾拖后，致使后部运输机机尾后支护困难，如此一来解决了添加普通支架形成的后部运输机电机减速箱空间不足的问题。

第四步、机尾煤壁扩帮实行沿断层带采

由于巷道顶板为锚杆钢筋梯配锚索支护，随推采顶板随垮落，致使后部电机处空间支护难度大，靠近面内的掩护支架拉移也较困难。针对此，我们在非工作面侧煤帮实施人工扩帮2m，采用液压单体配1.0m一字梁沿走向支护，这样可使后部电机与减速箱向机尾方向移动了近2m，既解决了巷道宽度小制约后部支护的难题，又回收了煤炭资源。另外可根据检修班的工作量，利用检修不生产的时间进行扩帮，也可以生产班中进行扩帮，已达到不影响进度的目的，无需增加多余人工。

第五步、添加后部运输机溜槽

工作面后部刮板运输机型号为SGZ-830/800中心双链刮板运输机，中间槽采用封底结构，刮板链采用φ34×126型链条，刮板间距1008mm(8环)，刮板固定在平环上，使用E型螺栓，三条(M24)螺母固定，刮板的最长端朝向链条运行方向。

1、工作面刮板运输机增添中间槽时，先把上链掐开，再在过渡槽后把挡煤板、哑铃销、销排、销子、螺栓等连接件拆开，将机尾用千斤顶或手拉葫芦拆开足够的空间。

2、将溜槽运到位后，在机尾拆开的空间处安装溜槽，用哑铃销连接上齐档销。每增添8-12节中间槽后安装一节开口槽。

3、然后增添上链、上齐刮板，调试链条松紧合适。

第六步、加强机尾端头维护强度，确保安装溜槽和支架的安全

由于在推采过程中，边推采边添加的支架属于普通支架，普通支架的后部空间很小，所以为保证施工人员的安全，在生产班推采过程中，在对机尾保持5个支架铺设双层金属网，同时每循环使用4.0m的直径不小于200mm的圆料进行接顶，以便每次添加后部溜槽时，保证施工人员在支架后狭小空间的人身安全。对于端头支护由于频繁的回单体、靠支架，为此在割完机尾后每循环使用4.0m的圆料进行接顶，使用方向沿倾向使用，同时伸出机尾第一个支架外1.0m，确保下一个所安装支架能压住所使用的大料，为了确保顶板的支护完好，每隔一个循环使用一棵4.0m的长工字钢进行支护，紧靠机尾第一个支架使用两棵4.0m的π型钢交替迈步使用进行支护机尾所形成的空间，在安装支架前先卸掉π型钢，使用单体进行点柱临时支护，待支架靠上后，再使用π型钢将剩余的空间支护好。

第七步、添加前部溜槽(同第五步)

第八部、更换短节链条

在添加完前、后部运输机溜槽后，由于每添加一节溜槽，链条相应会增加3.0m，当溜槽添加8节后，链条会增加8段短节链条即24m，为循环利用短节链条，将8段3m的短链条用长链条更换下来，循环使用，节约了截链时间，提高了安装速度，降低了机械事故，确保了安全生产。

在采用本发明所述方法开采煤炭时应优化安装工序，科学合理组织施工(参见图3)，所安装的支架(撤掉尾梁)与溜槽已经按照安装步距提前在巷道摆好，在生产与安装过程中，为避免因多工种在此处同时施工而造成窝工、不安全因素，应优化工序，第一天检修班先安装后部运输机溜槽，检修班后的第一个生产班负责机尾扩帮和机尾端头上料支护造条件，第二个生产班将已经摆在大巷的待安装支架靠到位，待添加的溜槽前移到位，第二天的检修班再添加前部溜槽和支架的尾梁，这样就形成一个安装工序的良性劳动组织循环，同时提高添加溜槽的速度。在人员的组织方面，不需要增加人工，只是利用生产班和检修班的特点，合理调整工序，便可达到科学组织作业。

采用本发明具有如下优点：

1、对后部运输机电机和减速箱进行改造，采取将后部机尾的电机、减速箱安装到老塘侧，解决了添加普通支架形成的后部运输机电机减速箱空间不足的问题。

2、在后部运输机机尾后预留两个掩护支架，一方面为安装后部溜槽提供了充足的安全工作空间，而且支护完好，极大的提高工作效率，减少了单体的使用，减轻了工作人员维护顶板的劳动强度；另一方面，利用两个掩护支架支护后部运输机机尾顶板，有效解决了因随采随向面里收缩机尾而出现垮落顶板压电机的困难。

3、优化安装工序，科学合理组织施工。

第一天检修班先安装后部运输机溜槽，检修班后的两个生产班负责将已经摆在大巷的待安装支架靠到位，然后由第二天的检修班再添加前部溜槽和支架的尾梁，形成的安装工序的良性循环，提高添加支架和溜槽的高效率。在人员的组织方面，不需要增加人工，只是利用生产班和检修班的特点，合理调整工序，便可达到科学组织作业。另外利用长链条和短链条的循环往复使用，节约了现场截链时间，提高了安装速度。

4、加强端头支护强度，确保后部溜槽施工人员的安全。

由于在推采过程中，边推采边添加的支架属于普通支架，普通支架的后部空间很小，所以为保证施工人员的安全，在生产班推采过程中，在对机尾保持5个支架铺设双层金属网，同时每循环使用4.0m的大圆料进行接顶，以便每次添加后部溜槽时，保证施工人员在支架后狭小空间的人身安全。

以某个工作面为例，如图4所示，分析一下本发明所带来的经济效益，按照图4中实线布置时，材巷在紧贴断层布置的情况下，从切眼位置向外500m的材巷与工作面呈107°的钝角；从材巷的500m位置向外204m的巷道与运巷平行；从材巷704m位置向外194m的巷道与工作面呈73°的锐角。如此布置该工作面后，在回采过程中，前期边推采边在材巷每隔5m就安装支架与溜槽。因此可以回收因躲避断层而丢失的煤炭。通过对比，最终选择不规则布置该工作面，节省的煤炭资源及产生的经济效益如下：

(1)、三角煤一：体积为：250m×sin17°×250m×cos17°×0.5m×5.43＝154755m³，煤炭量：154755m³×1.43×93％＝205808吨。

(2)、三角煤二：按与三角煤一同等条件计算煤炭量：205808吨。

(3)、三角煤三：体积为：194m×sin73°×194m×cos73°×0.5×5.43m＝28447m³，煤炭量：28447m³×1.43×93％＝37831吨。

(4)、解决了巷道宽度小制约后部支护的难题，添加段材巷实行沿断层带采2m，带采高度按3.5m计算，煤炭量：500m×2m×3.5m×1.43＝5005吨。

(5)、减少的掘进工程量及效益：(250m×sin17°+250m×cos17°)×2+194m×sin73°+194m×cos73°-500-194＝173m，按照每米成本4000元计算，节省173m×4000＝692000元，掘进煤经济效益：173m×12m²×1.43×800元＝2374944元，此项共创经济效益为：3064944元。

综上所述，在布置方案方面和添加支架及溜槽过程中共可回收煤炭资源454452吨，按每吨价格800元计算，可创经济效益为：800元×454452吨+3064944元＝366626544元，合计约为3.67亿元。

Claims (1)

1.一种不规则综放工作面煤炭开采方法，其特征是：包括如下步骤：

第一步、安装简易机尾；

第二步、在后部运输机机尾老塘侧预留两组掩护支架；

安装完简易机尾后，生产过程中，在后部运输机尾叉后布置两组撤掉尾梁的普通支架，该两组支架始终保持在工作面机尾第一个支架后侧和大巷内，两组支架的推拉道与后部机尾的底托板连接，随着推采在拉移完后部机尾电机后，随之向前拉移该两组支架；

第三步、后部机尾电机和减速箱反跨老塘侧；

在后部机尾老塘侧留完两组液压掩护支架后，对后部运输机机尾进行改造，采取将后部机尾的电机、减速箱安装到老塘一侧；

第四步、机尾煤壁扩帮实行沿断层带采；

第五步、添加后部运输机溜槽；

工作面后部刮板运输机为双链刮板运输机，中间槽采用封底结构，刮板固定在平环上，使用E型螺栓，螺母固定，刮板的最长端朝向链条运行方向；

A、工作面刮板运输机增添中间槽时，先把上链掐开，再在过渡槽后把挡煤板、哑铃销、销排、销子、螺栓等连接件拆开，将机尾用千斤顶或手拉葫芦拆开足够的空间；

B、将溜槽运到位后，在机尾拆开的空间处安装溜槽，用哑铃销连接上齐档销，每增添8-12节中间槽后安装一节开口槽；

C、然后增添上链、上齐刮板，调试链条至松紧合适；

第六步、加强机尾端头维护强度，确保安装溜槽和支架的安全；

在生产班推采过程中，对机尾保持5个支架铺设双层金属网，同时每循环使用4.0m长的、直径不小于200mm的圆料进行接顶，在割完机尾后每循环使用4.0m长的圆料进行接顶，使用方向沿倾向使用，同时伸出机尾第一个支架外1.0m，确保下一个所安装支架能压住所使用的大料，为了确保顶板的支护完好，每隔一个循环使用一棵4.0m的长工字钢进行支护，紧靠机尾第一个支架使用两棵4.0m的π型钢交替迈步使用进行支护机尾所形成的空间，在安装支架前先卸掉π型钢，使用单体进行点柱临时支护，待支架靠上后，再使用π型钢将剩余的空间支护好；

第七步、添加前部溜槽；

工作面前部刮板运输机为双链刮板运输机，中间槽采用封底结构，刮板固定在平环上，使用E型螺栓，螺母固定，刮板的最长端朝向链条运行方向；

A、工作面刮板运输机增添中间槽时，先把上链掐开，再在过渡槽后把挡煤板、哑铃销、销排、销子、螺栓等连接件拆开，将机尾用千斤顶或手拉葫芦拆开足够的空间；

B、将溜槽运到位后，在机尾拆开的空间处安装溜槽，用哑铃销连接上齐档销，每增添8-12节中间槽后安装一节开口槽；

C、然后增添上链、上齐刮板，调试链条至松紧合适；

第八部、更换短节链条；

在添加完前、后部运输机溜槽后，由于每添加一节溜槽，链条相应会增加3.0m，当溜槽添加8节后，链条会增加8段短节链条即24m，为循环利用短节链条，将8段3m的短链条用长链条更换下来，循环使用。

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