CN107448208A - 用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法，包括以下步骤：截割所述硬夹矸的下半部分；截割所述硬夹矸的剩余上半部分；从巷道顶部开始自顶向底依次割煤。本发明由于先从硬夹矸的下半部分开始截割，硬夹矸的上半部分受到扰动，容易截割；且滚筒先从硬夹矸的下半部分开始截割，滚筒与硬夹矸接触面积小，易于截割，并且不易产生火花，减少了安全隐患；设备不易损坏，使用寿命延长，降低了生产成本。

Description

用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法

技术领域

本发明涉及煤矿开采的技术领域，尤其涉及一种用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法。

背景技术

掘锚机能很好的使用于煤层巷道掘进，但煤层中如有坚硬夹矸时，掘锚机掘进及后配套设备便显示出了很大的劣势。例如：掘锚一队在8#煤掘进81306回撤通道的过程中，揭露了一层极为坚硬的夹矸，总厚850mm-1100mm。经样品坚固性系数测定，夹矸坚固性系数f值在5.20以上，而8#煤层煤的坚固性系数仅为0.6-1.1，夹矸坚固性系数为8#煤坚固性系数的4.6-8.6倍。

现有技术掘进顺序是从巷道顶部开始依次往下割煤，存在以下缺点：

(1)现有技术掘进顺序是从巷道顶部从外向煤体内给进截割滚筒，直至一个循环深度(1000mm)，完成上述进给后，截割滚筒又开始整体依次往下割煤，在遇到坚硬岩夹矸后，因上部煤体已被割掉，煤机滚筒截割到硬夹矸受反力后发生跳动，不易切割硬夹矸；

(2)如果按照常规掘进，掘锚机滚筒从巷道顶板开始依次向下割煤的顺序，掘进过程中火星四溅，煤矿井下作业环境存在瓦斯，尤其是在掘进正头，瓦斯不断从煤体中涌出，遇到火花，存在极大的安全隐患；

(3)坚硬夹矸对设备损坏很大，按照常规顺序掘进时，平均每掘进一米需更换掘锚机截齿约10个以上，坚硬夹矸进入破碎机后，对破碎机滚筒造成很大的损坏，平均每掘进一米，需要更换破碎机滚筒截齿3个，严重影响掘进单进水平。

(4)常规掘进时，割下的坚硬夹矸全为不规则的大块，很容易将掘锚机的运输机刮板链、梭车的运输机刮板链、连运一号车的刮板链卡断，缩短刮板链的使用周期，造成材料费的浪费。并且更换刮板链需要耽误较长时间，严重影响生产。

(5)此外，大块矸石进入主运煤系统和洗选系统也会产生比较大的损坏。

因此，有必要设计一种易于截割、保证掘进安全、延长设备使用寿命、降低生产成本的用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种易于截割、保证掘进安全、延长设备使用寿命、降低生产成本的用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法。

本发明的技术方案提供一种用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法，包括以下步骤：

截割所述硬夹矸的下半部分；

截割所述硬夹矸的剩余上半部分；

从巷道顶部开始自顶向底依次割煤。

进一步地，所述下半部分小于或等于所述硬夹矸的1/2厚度。

进一步地，截割单个循环包括以下步骤，所述单个循环为1000mm：

截割所述硬夹矸的下半部分的单次进给深度为250-340mm，分3-4次将所述硬夹矸的下半部分的单个循环割完；

截割所述硬夹矸的剩余上半部分的单次进给深度也为250-340mm，分3-4次将所述硬夹矸的剩余上半部分的单个循环割完；

将单个循环的所述硬夹矸全部割完后，将1000mm深度的煤体一次割完。

进一步地，利用掘锚机截割滚筒进行截割。

进一步地，所述截割所述硬夹矸的剩余上半部分的步骤之前，还包括：

所述掘锚机截割滚筒退回到截割起点。

进一步地，所述从巷道顶部开始自顶向底依次割煤的步骤之前，还包括：

所述掘锚机截割滚筒退回到截割起点。

进一步地，截割所述硬夹矸的下半部分的速度为15-20分钟/米，截割剩余上半部分的速度为10-15分钟/米。

进一步地，截割所述硬夹矸的剩余上半部分的速度为10-15分钟/米。

进一步地，割煤的速度为7分钟/米。

进一步地，截割所述硬夹矸的剩余上半部分的速度比截割所述硬夹矸的下半部分的速度慢。

进一步地，割煤的速度比截割所述硬夹矸的剩余上半部分快。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

本发明由于先从硬夹矸的下半部分开始截割，硬夹矸的上半部分受到扰动，容易截割；且滚筒先从硬夹矸的下半部分开始截割，滚筒与硬夹矸接触面积小，易于截割，并且不易产生火花，减少了安全隐患；设备不易损坏，使用寿命延长，降低了生产成本。

附图说明

参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是本发明一实施例中用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法中截割硬夹矸下半部分前的示意图；

图2是本发明一实施例中用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法中截割硬夹矸下半部分的示意图；

图3是本发明一实施例中用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法中截割硬夹矸上半部分前的示意图；

图4是本发明一实施例中用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法中截割硬夹矸上半部分的示意图；

图5是本发明一实施例中用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法中截割煤体前的示意图；

图6是本发明一实施例中用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法中截割巷道顶部煤体的示意图；

图7是本发明一实施例中用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法中截割巷道底部煤体的示意图；

图8是本发明一实施例中用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

参见图1-8所示，其中图1-7为本发明用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法的过程示意图，图8为本发明用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法的流程图。

用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法，包括以下步骤：

步骤S801：利用掘锚机截割滚筒1截割硬夹矸2的下半部分；

具体为，如图1-2所示，硬夹矸2位于煤上分层3与煤下分层4之间，截割前，掘锚机截割滚筒1移动到硬夹矸2的下半部分。截割下半部分的同时，也截割了部分煤下分层4的煤体。

其中，本实施例中，下半部分的厚度等于硬夹矸2的厚度的1/2。下半部分的厚度也可以小于硬夹矸2的厚度的1/2。

截割下半部分的目的是为了对硬夹矸2的剩余上半部分造成扰动，使得上半部分出现裂隙。并且由于掘锚机截割滚筒1截割时，会不断喷出喷雾，下半部分一直受滚筒的喷雾的浸泡侵蚀，当在截割上半部分的硬夹矸时，在裂隙和水的共同作用下，其坚固性系数变小，相对容易就能将夹矸截割成小粒径矸石。因此，截割下半部分的厚度可以小于硬夹矸2的厚度的1/2，只要能够起到对硬夹矸2的剩余上半部分造成扰动，便于截割的目的，都属于本发明的保护范围。

又由于只截割硬夹矸2的下半部分，厚度降低了至少一半，减少了截割的难度，避免掘锚机截割滚筒1在截割时跳动。

并且，当下半部分截割后，上半部分失去了下半部分的支撑，也容易脱落。

步骤S802：掘锚机截割滚筒1退回到截割起点；

具体为，如图3所示，掘锚机截割滚筒1退回到了开始截割下半部分的位置，然后再向上移动到了上半部分。这里的“截割起点”是指横坐标上的初始截割位置。

步骤S803：利用掘锚机截割滚筒1截割硬夹矸2的剩余上半部分；

具体为，如图4所示，掘锚机截割滚筒1从左向右截割硬夹矸2的剩余上半部分，即剩余的1/2厚度的硬夹矸2。此时，掘锚机截割滚筒1只截割剩余上半部分的硬夹矸2。

可选地，掘锚机截割滚筒1也可以在截割剩余上半部分的硬夹矸2的同时，截割部分煤上分层3中的煤体。

步骤S804：掘锚机截割滚筒1退回到截割起点；

具体为，如图5所示，掘锚机截割滚筒1再次退回到了开始截割上半部分的位置，然后再向上移动到了巷道的顶部。

步骤S805：利用掘锚机截割滚筒1从巷道顶部开始自顶向底依次割煤。

具体为，如图6-7所示，此时，该次进给中，硬夹矸2已经全部被截割掉，只剩下了煤体，掘锚机截割滚筒1从巷道顶部开始依次向下截割煤体，直到该次进给的煤体全部割完。

较佳地，截割单个循环包括以下步骤，单个循环为1000mm：

截割硬夹矸2的下半部分的单次进给深度为250-340mm，分3-4次将硬夹矸2的下半部分的单个循环割完；

截割硬夹矸2的剩余上半部分的单次进给深度也为250-340mm，分3-4次将硬夹矸2的剩余上半部分的单个循环割完；

将单个循环的硬夹矸2全部割完后，将1000mm深度的煤体一次割完。

当完成单个循环的截割后，再重复下一个循环的步骤，直到全部截割完毕。

现有技术中每次割煤的单次进给深度为通常为1m，为了减少截割难度，降低对设备的损坏，将单次进给深度降低到了300-400mm。

较佳地，截割所述硬夹矸2的下半部分的速度为15-20分钟/米，截割硬夹矸2的剩余上半部分的速度为10-15分钟/米。

现有技术中割煤的速度为7分钟/米，由于截割硬夹矸2的难度较大，因此将截割硬夹矸2的速度减慢，尤其是截割硬夹矸2的下半部分的速度最慢，因为下半部分为最先开始截割的部分，难度最大。

进一步地，本实施例中割煤的操作与现有的割煤操作相同，因此割煤的速度仍为7分钟/米。也就是说，割煤的速度比截割硬夹矸2的剩余上半部分快。

进一步地，截割硬夹矸2的剩余上半部分的速度比截割硬夹矸2的下半部分的速度快。因为当下半部件已经截割后，上半部分的截割相对容易些，因此速度也相对快些。

本发明具有以下优点：

1、同等地质条件下，减少更换截齿时间，原来每掘进一米需更换10个截齿，采用本发明后3米才需要更换10个截齿，每次更换10个截齿需要耗时半小时，按每班掘进5米算，每班可节约更换截齿时间1.5小时，每班可多掘进1米，每天生产两班可多掘进2米，81306主辅回撤通道各240米，主辅回撤通道之间三个调车联络巷各35米，81306回撤通道总工程量为585米，原掘进工艺共需耗时58.5天，而采用本发明后仅需耗时48.75天，可节约用时9.75天，为保证掘锚队正常检修生产，每天需用人工45个，按现有人力成本每工工资600元计算，仅81306回撤通道共计可节约人力成本26.3万元。

2、采用本发明后每天可节约截齿个80个，掘锚机截齿单价为36元，施工期48.75天，仅截齿可节约材料费14.04万元。

3、延长了掘锚机运输机刮板链、梭车刮板链、一号车刮板链的使用周期，根据对比81305回撤通旧工艺施工和81306回撤通道新工艺施工，本发明可减少刮板消耗105块，刮板单价为589元，共计可节约材料费6.18万元。

4、减少了因大粒径夹矸卡断刮板链带来的影响生产时间，每月可减少影响时间10小时，可增加进尺10米。

5、消除了截割硬夹矸时产生的火花，降低了安全隐患，安全效益巨大。

6、在截割硬夹矸下半部分时，截割下来的坚硬岩块经过滚筒和煤层的二次挤压，变成小粒径的岩块。

7、在截割硬夹矸的下半部分时，坚硬夹矸上半部分受到扰动，会出现一些裂隙，且一直受滚筒的喷雾的浸泡侵蚀，当在截割上半部分硬夹矸时，在裂隙和水的共同作用下，其坚固性系数变小，相对容易就能将夹矸截割成小粒径矸石。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法，其特征在于，包括以下步骤：

截割所述硬夹矸的下半部分；

截割所述硬夹矸的剩余上半部分；

从巷道顶部开始自顶向底依次割煤。

2.根据权利要求1所述的煤层巷道掘进方法，其特征在于，所述下半部分小于或等于所述硬夹矸的1/2厚度。

3.根据权利要求1所述的煤层巷道掘进方法，其特征在于，截割单个循环包括以下步骤，所述单个循环为1000mm：

截割所述硬夹矸的下半部分的单次进给深度为250-340mm，分3-4次将所述硬夹矸的下半部分的单个循环割完；

截割所述硬夹矸的剩余上半部分的单次进给深度也为250-340mm，分3-4次将所述硬夹矸的剩余上半部分的单个循环割完；

将单个循环的所述硬夹矸全部割完后，将1000mm深度的煤体一次割完。

4.根据权利要求1所述的煤层巷道掘进方法，其特征在于，利用掘锚机截割滚筒进行截割。

5.根据权利要求4所述的煤层巷道掘进方法，其特征在于，所述截割所述硬夹矸的剩余上半部分的步骤之前，还包括：

所述掘锚机截割滚筒退回到截割起点。

6.根据权利要求4所述的煤层巷道掘进方法，其特征在于，所述从巷道顶部开始自顶向底依次割煤的步骤之前，还包括：

所述掘锚机截割滚筒退回到截割起点。

7.根据权利要求1-6任一项所述的煤层巷道掘进方法，其特征在于，截割所述硬夹矸的下半部分的速度为15-20分钟/米，截割剩余上半部分的速度为10-15分钟/米。

8.根据权利要求1-6任一项所述的煤层巷道掘进方法，其特征在于，割煤的速度为7分钟/米。

9.根据权利要求1-6任一项所述的煤层巷道掘进方法，其特征在于，截割所述硬夹矸的剩余上半部分的速度比截割所述硬夹矸的下半部分的速度快。

10.根据权利要求1-6任一项所述的煤层巷道掘进方法，其特征在于，割煤的速度比截割所述硬夹矸的剩余上半部分快。