CN102108868B - 用于房柱式采煤法的平衡采掘方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的采掘方法包括：计算推进一个支巷位置的掘进工程量；根据掘进工程量计算掘进时间；计算一条支巷的回采工程量；根据回采工程量计算回采时间；根据掘进时间和回采时间，确定连续采煤机的工作周期和锚杆机的工作周期，以使连续采煤机和锚杆机同步工作。采用本发明的技术方案，解决了连续采煤机与锚杆机能力不匹配的问题，特别是较薄煤层条件下能力差距更大，连续采煤机及锚杆机的能力都得到充分发挥。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭开采领域，尤其涉及一种用于房柱式采煤法的平衡采掘方法。
背景技术
采煤工作面的布局基本如图1所示：
1-1为矿井辅运大巷，运送人员及设备材料等；1-2为矿井胶运大巷，将工作面生产出来的煤运到地面；1-3为矿井回风大巷，将工作面等用风地点的污风排到地面。
工作面顺槽及顺槽联络巷：2-1为连采工作面辅运顺槽（也叫1#顺槽）；2-2为连采工作面胶运顺槽（也叫2号顺槽）；2-3为连采工作回风顺槽（也叫3#顺槽），其用途与矿井大巷相对应；2-4为顺槽0#联络巷；5-1、5-2、5-3、5-4分别为1#、2#、3#、4#顺槽联络巷；4-1、4-2、4-3、4-4分别为1#、2#、3#、4#支巷。
工作面支巷及支巷联络巷：3-1为工作面支巷，3-2为支巷联络巷。
煤房：3-3为工作面煤房（也称采硐）。
工作面连续采煤机（即连采机）的掘进任务主要是：掘进三条顺槽、顺槽联络巷、支巷、支巷联络巷。连续采煤机回采任务是：回采工作面煤房。目前，具体的技术方案是：
1、掘进工作面顺槽及顺槽联络。由于连续采煤机在一条巷道掘进的同时锚杆机在另一条巷道进行支护作业，多条平行巷道同时推进时掘进速度快，所以连续采煤掘进顺槽时，沿顺槽前进方向向前推进两个顺槽联络巷的距离，即保证在回风顺槽的另一侧留下两条支巷开口位置。
需要注意的是，顺槽向前距离要超出第二条支巷一个联络巷的距离，三条顺槽超前支巷一个联络巷位置，顺槽掘进到3#顺槽联络巷位置并将3#顺槽联络巷掘通后，再调机掘进1#、2#支巷，以方便蓄电池运煤车等在顺槽调车。
2、掘进工作面支巷。同时掘进工作面两条支巷（如图所示1#、2#支巷），并同时完成两条支巷的掘进任务，即通过连续采煤机和锚杆机分别在两条相邻的支巷同时进行挖掘和支护。由于连续采煤机每次向前推进距离最多只能为10米（超过10米时，工作面作业人员由于处于没有支护的巷道顶板下，会导致顶板伤人事故），所以连续采煤机与锚杆机需频繁地在两条支巷互换位置，分别进行掘进和支护工作。这样，两条支巷基本上同时掘进到位。
根据上述描述，现有技术方案缺点主要在于：
1、在煤层厚度为2m左右的较薄煤层条件下，由于连续采煤机单位进尺出煤量小，即割煤量也小，连续采煤机在单位时间内掘进推进速度大为增加。在煤层厚度为4m左右时，锚杆机的支护速度已赶不上连续采煤机的掘进速度，这时锚杆机的支护速度更加滞后连续采煤机的掘进速度。
为保证支护质量，要求对连续采煤机刚掘出来的巷道必须马上进行支护，以防止巷道顶板离层，这样就导致连续机掘进常常处于停机等待支护状态，连续采煤机没有充分发挥设备能力，连采机、蓄电池运煤车及给料破碎机、胶带输送机等也常处于等待状态，机器、人员的效率都不高。
2、回采煤房时由于没有支护任务，锚杆机又全部处于停机闲置状态，锚杆机的能力也同样没有充分发挥。
因此，有必要设计一种新型的采掘方法，以克服上述缺陷。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种既能充分保证作业安全，又能充分发挥生产效能的采掘方法。
本发明提供的采掘方法包括：a.计算推进一个支巷位置的掘进工程量，所述掘进工程量为：支巷长度+顺槽长度+支巷联络巷长度+顺槽联络巷长度；b.根据掘进工程量计算掘进时间；c.计算一条支巷的回采工程量；d.根据回采工程量计算回采时间；e.根据掘进时间和回采时间，确定锚杆机的支护时间，锚杆机的支护时间应小于或等于掘进时间与回采时间之和，然后再确定连续采煤机的工作周期和锚杆机的工作周期，以使连续采煤机和锚杆机同步工作。
优选地，当连续采煤机处于工作状态时，锚杆机也处于支护作业状态。
优选地，在进行回采工作时，连续采煤机将回采支巷与前一个支巷采通，以保证回采支巷形成矿井全风压通风。
优选地，在进行回采工作时，当第一条回采支巷掘至预定距离时，待掌子头支护结束后，将所述第一条回采支巷与前一个支巷采通，锚杆机在此采硐口支护锚杆，以保证工作面有良好的通风。
优选地，当第一条支巷掘至75米时，待掌子头支护结束后，在支巷右侧65米处向已采支巷以45°角斜切进刀与前一个支巷采通，锚杆机在此采硐口支护6—8根散锚杆，以保证工作面有良好的通风。
优选地，在锚杆机停止一班工作之前，连续采煤机挖掘至少一个空余的未支护巷道，以保证下一班锚杆机进行锚杆机支护工作。
采用本发明的技术方案，解决了连续采煤机与锚杆机能力不匹配的问题，特别是较薄煤层条件下能力差距更大，连续采煤机及锚杆机的能力都得到充分发挥。而且，连续采煤机房柱式开采工作面煤炭产量有较大幅度提高，不同条件下的产量提高幅度不同，2m以下较薄煤层产量提高幅度达20%以上。最重要的是，连续采煤机所掘出的巷道能够得到锚杆机的及时支护，避免了连续采煤机掘出大量的巷道待锚杆机支护的局面。
附图说明
图1是采煤工作面的结构布局示意图；
图2是本发明一种具体实施方式的用于房柱式采煤法的平衡采掘方法的流程图。
具体实施方式
本发明的总体平衡采掘的思想为：平衡掘、采、支护的时间要求。详细计算每个工作面每推进一个联络巷距离时的连续采煤机掘进所需时间和回采所需时间，并用锚杆机支护上述巷道所需的时间来校核，支护时间应小于或等于掘进时间与回采时间之和。
如图2所示，本发明一种具体实施方式的用于房柱式采煤法的平衡采掘方法包括：
在步骤201，计算推进一个支巷位置的掘进工程量。所述掘进工程量可以为掘进长度。也可以是其他的计量方式，例如，需挖掘的体积和煤层重量。
在步骤202，根据掘进工程量计算掘进时间。所述掘进时间可以由连采机的挖掘能力决定，例如挖掘速度或单位时间挖掘的体积等。
在步骤203，计算一条支巷的回采工程量。所述回采工程量可以为回采长度。也可以是其他的计量方式，例如，需回采的体积。
在步骤204，根据回采工程量计算回采时间。所述回采时间可以由连采机的挖掘能力决定，例如挖掘速度或单位时间挖掘的体积等。
在步骤205，根据掘进时间和回采时间，确定连续采煤机的工作周期和锚杆机的工作周期，以使连续采煤机和锚杆机同步工作。
在本发明的一个实施例中，工作面采掘平衡关系具体如下：
工作面每推进一个支巷位置，掘进工程量为：支巷长度+顺槽长度+支巷联络巷长度+顺槽联络巷长度=100+3*20+15+30=205米。每小时平均进尺8米，则所需掘进时间为205÷8=25.6小时。
一条支巷回采工程量为：2907吨，所需回采时间为20.6小时。
采掘总时间为46.2小时。
工作面前进时期的掘采时间比为：25.6/20.6=1.24
前进时期生产为掘采同步经过计算，则可得：如果平均日生产时间为7.5小时。其中掘进时间为4.15小时，回采时间为3.35小时。锚杆机的支护作业应略小于7.5小时，例如取7小时，则连采机的工作周期可以设定为30分钟，锚杆机的工作周期为50分钟，交替进行。
优选地，挖掘出的巷道要使锚杆机支护至下班时，还应富余一个空顶（即未支护巷道），以保证下一班锚杆机接班后可立即进行锚杆机支护工作。
在保证巷道采掘关系平衡的同时，为了减少连续采煤机调机距离，缩短调机及布设电缆的时间，同时兼顾蓄电池运煤车运力，在第一条支巷到位时，第二条支巷刚掘过支巷联络巷，3#顺槽及顺槽联络巷处于至少能够给第三条支巷开口的位置，2#顺槽滞后3#顺槽一个联络巷的位置。1#顺槽要保证能够在顺槽联络巷与1#顺槽贯通前到达此联络巷的位置。
本领域技术人员可以理解，尽管本发明是通过上述的优选实施例进行描述的，但是其实现形式并不局限于上述的实施方式。应该认识到在不脱离本发明主旨的情况下，本领域技术人员可以对本发明做出不同的变化和修改。
Claims (6)
1.一种用于房柱式采煤法的平衡采掘方法，其特征在于，所述方法包括：
a.计算推进一个支巷位置的掘进工程量，所述掘进工程量为：支巷长度+顺槽长度+支巷联络巷长度+顺槽联络巷长度；
b.根据掘进工程量计算掘进时间；
c.计算一条支巷的回采工程量；
d.根据回采工程量计算回采时间；
e.根据掘进时间和回采时间，确定锚杆机的支护时间，锚杆机的支护时间应小于或等于掘进时间与回采时间之和，然后再确定连续采煤机的工作周期和锚杆机的工作周期，以使连续采煤机和锚杆机同步工作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当连续采煤机处于工作状态时，锚杆机也处于支护作业状态。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在进行回采工作时，连续采煤机将回采支巷与前一个支巷采通，以保证回采支巷形成矿井全风压通风。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在进行回采工作时，当第一条回采支巷掘至预定距离时，待掌子头支护结束后，将所述第一条回采支巷与前一个支巷采通，锚杆机在此采硐口支护锚杆，以保证工作面有良好的通风。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当第一条支巷掘至75米时，待掌子头支护结束后，在支巷右侧65米处向已采支巷以45°角斜切进刀与前一个支巷采通，锚杆机在此采硐口支护6—8根散锚杆，以保证工作面有良好的通风。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在锚杆机停止一班工作之前，连续采煤机挖掘至少一个空余的未支护巷道，以保证下一班锚杆机进行锚杆机支护工作。
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