CN108374660A - 大倾角厚煤层开采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种采煤领域的一种大倾角厚煤层开采方法，包括工作面设计、工作面布置、煤层回采和调整支架等步骤，工作面以两巷等长设计和真倾斜布置为原则，在煤层回采移架过程中增加新型防滑装置来辅助移架，避免移架过程中下端头液压支架摆尾现象的发生。本发明的有益效果是：从工作面设计、布置、回采工艺、支架稳定性等方面进行了系统规范，设计合理，操作方便，减少加架、撤架等其他因素的影响，大大降低了回采过程的所存在危险系数，解决了工作面产量与质量之间的矛盾，实现高产高效。
Description
技术领域
本发明涉及采煤领域，尤其涉及一种大倾角厚煤层开采方法。
背景技术
大倾角(埋藏倾角35°～55°)厚煤层是国际采矿界公认的难采煤层，现在常采用仰伪斜开采，即工作面两端头的液压支架采用弧形过渡布置，工作面下部液压支架用常规的防倒防滑装置。受岩性、倾角、煤层、设备等影响，工作面“支架-围岩”稳定差，不能保证高产高效，且费时费力，严重制约大倾角厚煤层综采设备优势的发挥，为此，有必要研究一种从大倾角厚煤层巷道设计、液压支架的稳定性等方面入手，提高采煤效率和安全性的采煤方法。
发明内容
为克服现有仰伪斜开采在大倾角煤层开采中的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种能提高效率和安全性的大倾角厚煤层开采方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
大倾角厚煤层开采方法，包括以下步骤：
α、工作面设计：以等长设计为原则，根据前期煤层勘验确定工作面倾角以及回风巷、运输巷和切眼的位置，并保证回风巷与运输巷之间的最长真倾斜长与最短真倾斜长的距离不超过2m；
b、工作面布置：以确定的工作面倾角进行真倾斜布置，工作面上下两端的液压支架需沿顶沿底布置，其中，最下端液压支架的下侧护板至端头液压支架伸缩梁的距离为0～2m，最上端液压支架布置在回风巷内，其上侧护板布置在回风巷顶板支护内；
c、煤层回采：采用液压支架对工作面的切眼支护完成后利用采煤机进行回采，具体操作时采用上端头斜切进刀，下行割煤，跟机移架护顶护帮，上行清扫浮煤，并随机推溜；
d、调整支架：采用防滑装置将最下端的至少三个液压支架进行连接，液压支架在向前移动的过程中采用从上往下的顺序进行移架，最多移完倒数第三个支架后，就在防滑装置的拉紧作用下先移动最下端液压支架，然后再以同样的方式移动倒数第二个支架，直到调整好最下端液压支架、倒数第二个液压支架后，再进行步骤c的操作。
进一步的是，在步骤α中进行工作面设计时，回风巷和运输巷的截面均设计成顶部沿工作面倾斜的形状，在开挖工作面的切眼、回风巷和运输巷时需采用锚索、锚杆、金属网等对其顶板和巷帮进行联合支护。
进一步的是，在步骤c中进行移架时，需保证在距离采煤机上滚筒至少5m后才开始移架，移架时略收液压支架的下侧护板，移完架后及时打开其下侧护板和液压支架的防倒防滑装置，立柱升到位后及时打开液压支架的伸缩梁和护帮板，确保其端面距不超过340mm。
进一步的是，步骤d中的防滑装置包括二连式和三连式两种，二连式包括两个分别设置在相邻两个液压支架上的端头固定座，其中一个端头固定座上设有液压缸，液压缸的推杆通过链条与另一个端头固定座相连；三连式包括两个端头固定座和一个中间固定座，分别对应安装在相邻的三个液压支架上，其中两个端头固定座上均设有液压缸，液压缸的推杆均通过链条与中间固定座相连。
本发明的有益效果是：从工作面设计、布置、回采工艺、支架稳定性等方面进行了系统规范，设计合理，操作方便，减少加架、撤架等其他因素的影响，大大降低了回采过程的所存在危险系数，解决了工作面产量与质量之间的矛盾，实现高产高效。
附图说明
图1是本发明工作面设计示意图。
图2是本发明工作面布置平面示意图。
图3是本发明工作面布置剖面示意图。
图4是岩层角度和关系示意图。
图5是本发明防滑装置结构示意图。
图中标记为，1-回风巷，2-运输巷，3-液压支架，4-切眼，5-采煤机，6-防滑装置，7-刮板运输机，8-端头液压支架，α-工作面倾角，61-端头固定座，62-中间固定座，63-液压缸，64-链条。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
大倾角厚煤层开采方法，包括以下步骤：
α、工作面设计：以等长设计为原则，根据前期煤层勘验确定工作面倾角α以及回风巷1、运输巷2，切眼4的位置，并保证回风巷1与运输巷2之间的最长真倾斜长d2与最短真倾斜长d1的距离不超过2m；
b、工作面布置：以确定的工作面倾角α进行真倾斜布置，工作面上下两端的液压支架需沿顶沿底布置，其中，最下端液压支架3a的下侧护板至端头液压支架伸缩梁的距离为0～2m，最上端液压支架3n布置在回风巷内，其上侧护板布置在回风巷1顶板支护内；
c、煤层回采：采用液压支架3对工作面的切眼4支护完成后利用采煤机5进行回采，具体操作时采用上端头斜切进刀，下行割煤，跟机移架护顶护帮，上行清扫浮煤，并随机推溜；
d、调整支架：采用防滑装置6将最下端的至少三个液压支架进行连接，液压支架在向前推进的过程中采用从上往下的顺序进行移架，最多移完倒数第三个支架3c后，就在防滑装置6的拉紧作用下先移动最下端液压支架3a，然后再以同样的方式移动倒数第二个支架3b，直到调整好最下端液压支架3a、倒数第二个液压支架3b液压支架，再进行步骤c的操作。
如图4所示，文中的真倾斜长指的是图中线段AD的长度。在进行工作面设计时，确定回风巷1和运输巷2的位置尤为重要，如图1所示，应尽量使两者沿煤层上下两侧平行设置，即两者之间的最长真倾斜长d2与最短真倾斜长d1的距离不超过2m，以便在后续开采移架的过程中不必增加或减少液压支架，从而提高采煤的效率和安全性。
工作面设计完成后就进行工作面的开挖和布置，文中所述的真倾斜布置指的是工作面的综采设备沿真倾斜线(即图4中的AD线)布置，可以理解为“在岩层层面上垂直于岩层层面与水平面交线的一条线L，切眼4就是沿L掘送的，工作面设备(支架、采煤机、刮板输送机)就安装在切眼4内”。如图2、图3所示，为了适应该布置形式，工作面上下两端的液压支架需与回风巷1和运输巷2的支护结构相匹配，一方面保证采煤时回风巷1、运输巷2和工作面的稳定性，避免了采用爆破作业，人工用单体液压支柱支护顶板的复杂工序和低效率，另一方面避免在液压支架3推移过程中采空区的顶板跨落对液压支架造成影响。同样为了适应真斜斜长布置形式，所述回风巷1和运输巷2的截面均设计成顶部沿工作面倾斜的形状，在开挖工作面的切眼4、回风巷1和运输巷2时需采用锚索、锚杆、金属网等其顶板和侧面进行联合支护。
在进行煤层回采时，文中所述的下行割煤指的是：采煤机5向下行走时，采煤机下滚筒沿顶板割煤，采煤机上滚筒则沿底板割煤。跟机移架护顶护帮指的是：按从上往下的顺序移动液压支架，移架时应距离采煤机上滚筒至少5m，移架时略收液压支架的下侧护板，移完架后及时打开其下侧护板和液压支架的防倒防滑装置，以使液压支架稳定，立柱升到位后及时打开液压支架的伸缩梁和护帮板，确保其端面距不超过340mm。上行清扫浮煤指的是：采煤机5向上行走时，采煤机下滚筒和采煤机上滚筒沿底板清扫浮煤。随机推溜指的是：两名支架工一前一后推刮板运输机7，前面的支架工距离采煤机下滚筒约15m，同时，两名支架工推刮板运输机7时须打开液压支架控制刮板运输机下滑的防滑杆，达到动态中的防滑效果。
由于液压支架3均为真倾斜布置，因此在移动时需要依靠各液压支架3之间的相互支撑起到防滑作用，但当移架到最下端的几个支架时，相互作用力减小，仅依靠液压支架自身的防滑机构不能保证其稳定性，因此，本申请在最下端的至少三个液压支架上设置了防滑装置6来辅助移架，与液压支架的侧护板、调架等装置进行配合，达到调整液压支架姿态，防止下端头液压支架摆尾现象的发生。
所述防滑装置6包括二连式和三连式两种，二连式包括两个分别设置在相邻两个液压支架上的端头固定座，其中一个端头固定座上设有液压缸，液压缸的推杆通过链条与另一个端头固定座相连；三连式如图5所示，包括两个端头固定座61和一个中间固定座62，分别对应安装在相邻的三个液压支架上，其中两个端头固定座61上均设有液压缸63，液压缸63的推杆均通过链条64与中间固定座62相连。
该防滑装置的使用过程是：以三连式结构为例，在移动完倒数第三个液压支架3c后，就移动最下端液压支架3a，移动时首先对倒数第二个液压支架3b进行升柱，使其初撑力达到24MPα以上，然后拉紧与最下端液压支架3a上的端头固定座61相连的液压缸63，然后移动最下端液压支架3a，在调整好位置后再进行升柱，使其初撑力达到24MPα以上，最后松开液压缸63。采用同样的方法，通过操作与倒数第三个液压支架3c上的液压缸来调整倒数第二个液压支架3b的姿态。利用该防滑装置6可有效防止下端头液压支架摆尾现象的发生。
本发明通过从工作面设计、布置、回采工艺、支架稳定性等方面进行了系统规范，设计合理，操作方便，减少加架、撤架等其他因素的影响，大大降低了回采过程的所存在危险系数，解决了工作面产量与质量之间的矛盾，实现高产高效，在实际应用中甚至达到了产量翻倍的效果，具有很好的实用性和应用前景。
Claims (4)
1.大倾角厚煤层开采方法，其特征是，包括以下步骤：
a、工作面设计：以等长设计为原则，根据前期煤层勘验确定工作面倾角(α)以及回风巷(1)、运输巷(2)、切眼(4)的位置，并保证回风巷(1)与运输巷(2)之间的最长真斜长(d2)与最短真斜长(d1)的距离不超过2m；
b、工作面布置：以确定的工作面倾角(α)进行真倾斜布置，工作面上下两端的液压支架需沿顶沿底布置，其中，最下端液压支架(3a)的下侧护板至端头液压支架(8)伸缩梁的距离为0～2m，最上端液压支架(3n)布置在回风巷(1)内，其上侧护板布置在回风巷(1)顶板支护内；
c、煤层回采：采用液压支架(3)对工作面的切眼(4)支护完成后利用采煤机(5)进行回采，具体操作时采用上端头斜切进刀，下行割煤，跟机移架护顶护帮，上行清扫浮煤，并随机推溜；
d、调整支架：采用防滑装置(6)将最下端的至少三个液压支架进行连接，液压支架在向前移动的过程中采用从上往下的顺序进行移架，最多移完倒数第三个液压支架(3c)后，就在防滑装置(6)的拉紧作用下先移动最下端液压支架(3a)，然后再以同样的方式移动倒数第二个液压支架(3b)，直到调整好最下端液压支架(3a)、倒数第二个液压支架(3b)后，再进行步骤c的操作。
2.如权利要求1所述的大倾角厚煤层开采方法，其特征是：在进行工作面设计和布置时，回风巷(1)和运输巷(2)的截面均设计成顶部沿工作面倾斜的形状，在开挖工作面的切眼(4)、回风巷(1)和运输巷(2)时需采用锚索、锚杆、金属网等对其顶板和巷帮进行联合支护。
3.如权利要求1所述的大倾角厚煤层开采方法，其特征是：在步骤c中进行移架时，需保证在距离采煤机(5)上滚筒至少5m后才开始移架，移架时略收液压支架的下侧护板，移完架后及时打开其下侧护板和液压支架的防倒防滑装置，立柱升到位后及时打开液压支架的伸缩梁和护帮板，确保其端面距不超过340mm。
4.如权利要求1所述的大倾角厚煤层开采方法，其特征是：步骤d中的防滑装置(6)包括二连式和三连式两种，二连式包括两个分别设置在相邻两个液压支架上的端头固定座，其中一个端头固定座上设有液压缸，液压缸的推杆通过链条与另一个端头固定座相连；三连式包括两个端头固定座(61)和一个中间固定座(62)，分别对应安装在相邻的三个液压支架上，其中两个端头固定座(61)上均设有液压缸(63)，液压缸(63)的推杆均通过链条(64)与中间固定座(62)相连。
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