CN102587913A - 一种急倾斜煤层俯伪斜走向长壁综合机械化采煤方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种急倾斜煤层俯伪斜走向长壁综合机械化采煤方法，包括以下步骤：准备：在急倾斜煤层的上下端分别开掘第一巷道和第二巷道；在两巷道之间形成一具有俯伪斜角α为25°～35°的初采工作面；在初采工作面内布置采煤机、刮板输送机以及构成支护系统的多个俯视为平行四边形的液压支架；刮板输送机的机头相对于机尾滞后布置，从刮板输送机机尾开始，液压支架在推进方向上依次滞后一定距离；在第二巷道设置转载机；采煤：采煤机的采煤头上下行时割煤；移架：液压支架从下至上顺序移架；推溜：刮板输送机的溜子采用分行程推溜完成一次推溜量；运煤：通过转载机向外运煤。本发明可方便地实现急倾斜煤层的综采作业，提高了采出率和资源利用率。

Description

一种急倾斜煤层俯伪斜走向长壁综合机械化采煤方法

技术领域

本发明涉及煤矿地下采煤工作面综合机械化采煤配套技术，特别是一种急倾斜煤层俯伪斜走向长壁综合机械化采煤方法。

背景技术

急倾斜煤层是指一种倾角大于45°煤层，其具有在我国的分布较广、赋存条件复杂、开采难度大等特点。由于现有开采技术落后，且国内矿井数量多，因此，近年来，我国发生了多起重大事故。二〇〇六年十二月国家煤炭监察局针对近年来难采煤层开采中所发生重大事故的教训，积极推进采煤工艺改革，淘汰非正规采煤方法，进一步提高急倾斜煤层安全开采技术和管理水平，对于违反《煤矿安全规程》，达不到安全要求的各种非正规采煤方法应责令其停止使用。并逐步淘汰木支柱和金属支柱支护，提高急倾斜煤层安全开采的技术和装备水平。

由于急倾斜煤层开采空间狭小、作业空间倾斜角度大、设备倒滑危险性大、煤矿矸石飞溅等潜在威胁大，人员操作困难大。同时，其煤层构造复杂、褶曲、断层兼而有之，作业环境恶劣、生产安全隐患多、综采难度大、对机械设备适应性要求特别高。若简单应用现有的综采工艺和设备，采用传统的走向长壁采煤法进行综合开采，由于在回采过程中，煤层及其顶、底板的倾角较大，采场顶、底板仍按其某些固有的规律运动，导致顶梁管理比缓倾斜煤层复杂得多，且还将面临工作面矿压显现不同于缓倾斜煤层等新的问题。目前，通常采用木桩、单体等落后支护方式进行开采，其人员安全难以保证，且采出率低、资源浪费严重。为此，需要对现有的综采设备和工艺进行改进以适应急倾斜煤层的综采要求，确保人员安全、提高其产量。

发明内容

本发明的目的就是针对现有综采技术的不足，提供一种急倾斜煤层俯伪斜走向长壁综合机械化采煤方法，以减小工作面的实际倾角提高综采设备防滑性能，提高综采工作安全性、提高采出率和资源利用率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种急倾斜煤层俯伪斜走向长壁综合机械化采煤方法，包括以下步骤：

a、准备：在急倾斜煤层的上下端分别开掘两条平行的第一巷道和第二巷道，第一巷道和第二巷道垂直于急倾斜煤层的倾角，第一巷道和第二巷道分别用于回风和运煤；在两巷道之间掘切眼并形成一具有俯伪斜角α为25°～35°的初采工作面，工作面俯视形状为平行四边形；在初采工作面内布置由电液控制系统控制的采煤机、刮板输送机以及构成支护系统的多个俯视为平行四边形的液压支架，液压支架与刮板输送机的溜子之间设有调整油缸；刮板输送机的机头相对于机尾滞后布置，从刮板输送机机尾开始，液压支架在推进方向上依次错开滞后一定的距离，多个液压支架的顶梁俯视形状沿工作面走向组合形成完整的工作面俯视形状；在第二巷道设置转载机用于工作面煤炭转运；

b、采煤：采煤机的采煤头上下行时割煤；

c、移架：液压支架从下至上顺序移架；

d、推溜：刮板输送机的溜子采用电控系统控制的分行程多次推溜完成一次推溜量；

f、运煤：通过第二巷道内的转载机向外运煤。

采用前述方案的本发明，由于工作面具有俯伪斜角，从而减小了工作面的实际倾角，不仅利于设备防滑，而且可避免了煤壁片帮伤人，减少了煤炭自溜过程中因窜入采空区而造成的丢煤。同时，由于液压支架的顶梁俯视外轮廓形状为平行四边形，多个液压支架的顶梁前边缘依次沿工作面的俯伪斜走向设置，上下相邻的液压支架沿工作面的推进方向形成从上至下的依次滞后错位，从而有效形成了急倾斜煤层俯伪斜走向长壁的平行四边形综采工作面，可以方便地实现综采作业，以减少安全隐患、提高采出率和资源利用率；割煤为采煤机的采煤头上下行割煤方式，可进一步提高输送机的防滑性能，另外，由于工作面呈平行四边形状，增大工作面通风断面即通风面积，为工作面提高瓦斯稀释效果和生产效率提供了基本保证，有利于工作面实现安全高效生产。且平行四边形的液压支架适应俯伪斜配套关系，从而可保持恒定的控顶距和足够的行人空间，同时使得工作面在整个采煤的推进过程中保持足够的通风面积。

在推溜步骤中，刮板输送机的推移采用电控系统结合行程传感器的方式实现分行程多次推溜完成一次推溜量；既可以实现整体推溜，也可以实现分段成组推溜，分段成组推溜每次的推移量应根据溜子设计的允许相邻两架最大推溜差距确定。由于推溜距离要靠行程传感器保证，因此，对传感器的可靠性和稳定性要求比平常的使用更高，从而达到更精确控制推溜行程的目的，但是不得影响工作面拉架的速度。

本发明还包括在刮板输送机推溜过程中和推溜完成后，对刮板输送机的上移调整，以补偿在推溜过程中刮板输送机所产生的下滑位移，从而为液压支架提供正确的牵拉位置支点，上移调整通过刮板输送机的溜子与液压支架之间设有的调整油缸实现。

本方案中的俯伪斜角应根据急倾斜煤层的实际倾角确定，30°为常用角度，多用于煤层倾角在45°～65°的急倾斜煤层，小于50°及以下可以采用25°的俯伪斜角，大于65°的急倾斜煤层宜采用35°左右的俯伪斜角，即伪斜角可以随煤层倾角进行适当调整。

在进行上述综采工作面的设备配套时，要充分考虑各种类型设备的尺寸配合关系，做好切眼和工作面之间的矸石防护工作，为工作面提供安全可靠的工作空间。

由于俯伪斜走向长壁综采配套不同于传统的正倾斜开采，整个工作面沿俯伪斜角近30°布置，对机械设备适应性要求较高，采煤机、输送机、液压支架三者关系必须满足一致的梁端距和行人通道要求，否则会出现割顶梁，行人通道不通畅等问题。同时，还需要注意提高工作面支护系统稳定性，急倾斜工作面支护系统的稳定性除需保证单个支架在工作过程中的稳定外，最好是将位于排头和排尾至少两个相邻的液压支架分别形成排头和排尾的支架防护组，使工作面支护系统有相对稳定的整体性和可靠的依托；将位于排头的三个液压支架的底座在工作面的推进方向形成交错排列，以形成合理的防倒、防滑设施。由于煤层较薄，处理好工作面支架过渡段后就不会倾倒。而且受空间限制，支架在使用中防倒状态控制在可调节范围内。综采工作面综合配套方式改变了急倾斜煤层开采方法的落后现状，提供了安全高效的机械化开采空间，圆满地解决急倾斜煤层的综采关键技术问题，包括综采工作面人员安全、输送机自动推移、液压支架移架，能方便地实现急倾斜煤层综采工作面的安全、循环作业。

本发明与现有技术相比的有益效果是，可方便地实现急倾斜煤层综采作业，提高了采出率和资源利用率，且支护系统稳定、作业环境安全。

附图说明

图1是本发明中的具有俯伪斜角α的工作面俯视图。

图2是本发明中的工作面位置关系示意图，图中θ为煤层工作面的实际倾角，β为急倾斜煤层的实际倾角。

图3是本发明中的工作面中支护系统的俯视图。

图4是本发明中的工作面中综合配套设备的结构示意俯视图，其中分别为采煤机3、刮板输送机4、液压支架5的底座部分、转载机6。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

参见图1、图2、图3、图4，一种急倾斜煤层俯伪斜走向长壁综合机械化采煤方法，包括以下步骤：

a、准备：在急倾斜煤层的上下端分别开掘两条平行的第一巷道1和第二巷道2，第一巷道1和第二巷道2垂直于急倾斜煤层的倾角，第一巷道1和第二巷道2分别用于回风和运煤；在两巷道之间掘切眼并形成一具有俯伪斜角α为30°的初采工作面，工作面俯视形状为平行四边形；在初采工作面内布置由电控系统控制的采煤机3、刮板输送机4以及构成支护系统的多个俯视为平行四边形的液压支架5，液压支架5与刮板输送机4的溜子之间设有调整油缸51；刮板输送机4的机头相对于机尾滞后布置，从刮板输送机4机尾开始，液压支架5在推进方向上依次错开滞后一定的距离，多个液压支架5的顶梁52俯视形状沿工作面走向组合形成完整的工作面俯视形状；在第二巷道2设置转载机6；

b、采煤：采煤机3的采煤头上下行时割煤；

c、移架：液压支架5从下至上顺序移架；

d、推溜：刮板输送机4采用电控系统控制的分行程多次推溜完成一次推溜量；

f、运煤：通过第二巷道2内的转载机6向外运煤。

在所述刮板输送机4推溜过程中和推溜完成后，对刮板输送机4的上移调整。

本实施例中的俯伪斜角α还可小于30°直至25°，或者大于30°直至35°，以分别适用于倾角β相对较小或相对较大的急倾斜煤层。

以上虽然结合了附图描述了本发明的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，这些修改和变化应理解为是在本发明的范围和意图之内的。

Claims (3)

1.一种急倾斜煤层俯伪斜走向长壁综合机械化采煤方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、准备：在急倾斜煤层的上下端分别开掘两条平行的第一巷道（1）和第二巷道（2），第一巷道（1）和第二巷道（2）垂直于急倾斜煤层的倾角，第一巷道（1）和第二巷道（2）分别用于回风和运煤；在两巷道之间掘切眼并形成一具有25°～35°俯伪斜角的初采工作面，工作面俯视形状为平行四边形；在初采工作面内布置由电控系统控制的采煤机（3）、刮板输送机（4）以及构成支护系统的多个俯视为平行四边形的液压支架（5），液压支架（5）与刮板输送机（4）的溜子之间设有调整油缸（51）；刮板输送机（4）的机头相对于机尾滞后布置，从刮板输送机（4）机尾开始，液压支架（5）在推进方向上依次错开滞后一定的距离，多个液压支架（5）的顶梁（52）俯视形状沿工作面走向组合形成完整的工作面俯视形状；在第二巷道（2）设置转载机（6）；

b、采煤：采煤机（3）的采煤头上下行时割煤；

c、移架：液压支架（5）从下至上顺序移架；

d、推溜：刮板输送机（4）采用电控系统控制的分行程多次推溜完成一次推溜量；

f、运煤：通过第二巷道（2）内的转载机（6）向外运煤。

2.根据权利要求1所述的急倾斜煤层俯伪斜走向长壁综合机械化采煤方法，其特征在于：还包括在刮板输送机（4）推溜过程中和推溜完成后，对刮板输送机（4）的上移调整。

3.根据权利要求1或2所述的急倾斜煤层俯伪斜走向长壁综合机械化采煤方法，其特征在于：所述俯伪斜角为30°。

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