CN108412531A - 一种急倾斜厚煤层综采放顶煤的z型回风设备及方法 - Google Patents

一种急倾斜厚煤层综采放顶煤的z型回风设备及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种急倾斜厚煤层综采放顶煤的Z型回风设备及方法,包括以下步骤:1)Z型通风道的布置;2)在用于回风的沿空留巷内放置分段式的回风设备;3)从进风巷进风,风流经过工作面切眼后,通过刚性挡风板导入沿空留巷内的分段式回风设备,然后经过回风石门进入回风上山,实现Z型通风。本发明解决了现有的沿空留巷Z型通风方法中采用棚架支护的结构存在安装工艺复杂、支护强度低、密封性差的技术问题,本发明采用分段式刚性回风仓体支护沿空留巷进行回风,替代了以往的棚架支护,既提高了沿空留巷的密闭性,也提高了沿空留巷的抗变形能力。

Description

一种急倾斜厚煤层综采放顶煤的Z型回风设备及方法
技术领域
本发明专属于煤炭开采技术领域,具体涉及一种急倾斜厚煤层综采放顶煤的Z型通风方法。
背景技术
针对厚度在3.0m~4.0m的急倾斜厚煤层,目前在急倾斜煤层开采中应用较为普遍的急倾斜水平分段壁式放顶煤采煤法对厚度在3.0~4.0m的急倾斜煤层适用性差。因此,该类煤层主要采用急倾斜厚煤层巷道放顶煤采煤法,即将煤层按一定标高划分为若干区段,沿区段底部布置一条放煤巷道,在巷道内帮布置若干放煤小眼,利用矿山压力与人工松动相结合的方法促使巷道上方顶煤破碎并沿放煤小眼放出。采用“钢棚+抬棚”方式沿空护巷,放煤巷道两端分别与进回风巷联通保证通风。该开采方法一定程度上解决了该类煤层开采的基本问题,但存在以下缺点:
(1)工作面机械化程度低、产能低下、人员劳动强度大;
(2)工作面通风可靠性差,风流紊乱,易造成瓦斯积聚;
(3)放煤量控制不当易造成垮落岩块对巷道支护体的冲击,巷道维护困难。
虽然,目前已有涉及急倾斜厚煤层的水平分段沿空留巷机械化采煤方法的研究,采用沿空留巷Z型通风的方式。该方法虽然有效提升了工作面的机械化程度,但同样存在亟待解决的问题:
(1)该方法在采空区靠近煤层顶板一侧沿空留巷,用于回风,但回风巷仍采用棚架支护方式,在狭小的工作面空间对沿空留巷进行支护在工艺上极其困难。
(2)棚架支护的回风巷道易向采空区一侧或覆岩内裂隙带漏风,巷道支护强度较低,易在矿压作用下发生变形甚至坍塌,一旦回风巷道损毁,通风回路就会丧失功能,后果不堪设想。
发明内容
为了解决现有的沿空留巷Z型通风方法中采用棚架支护的结构存在安装工艺复杂、支护强度低、密封性差的技术问题,本发明针对急倾斜厚煤层的水平分段沿空留巷机械化采煤方法在通风方式上存在的弊端进行改进,即本发明公开了一种新的急倾斜厚煤层综采放顶煤的Z型回风设备及方法。
本发明的技术解决方案为:
一种急倾斜厚煤层综采放顶煤的Z型通风方法,其特殊之处在于包括以下步骤:
1)Z型通风道的布置:
1.1)在工作面切眼与回风上山之间预留有煤柱,在回风上山一侧沿煤层顶板掘进回风石门并最终与工作面切眼贯通;
1.2)在运输上山沿煤层底板一侧掘进进风巷,进风巷与工作面切眼贯通;
1.3)工作面切眼贯通后即形成放煤巷道,在放煤巷道内布置采煤设备后,开始采煤,在放煤巷道后方形成采空区,采空区与煤层顶板之间形成沿空留巷;
1.4)放置刚性挡风墙,刚性挡风墙紧贴采空区一侧并与采煤设备固定连接,全断面隔离采空区与工作面;
2)在用于回风的沿空留巷内放置分段式的回风设备;
3)从进风巷进风,风流经过工作面切眼后,通过刚性挡风板导入沿空留巷内的分段式回风设备,然后经过回风石门进入回风上山,实现Z型通风。
进一步的,为了方便安装回风设备包括回风仓导轨和回风仓,所述回风仓沿着回风仓导轨移动。
进一步的,为了提高巷道放顶煤回风巷的密闭性,也提高了回风巷的抗变形能力;回风仓由多个回风仓单元拼接,回风仓单元底部设置有与回风仓导轨匹配的滑轮,回风仓单元包括一个箱体,箱体上开有相对的进风窗口和出风窗口。
进一步,为了拆卸方便,重复利用,所述回风仓的进风端设置有仓体连接孔,所述回风仓的出风端设置有与仓体连接孔相匹配的仓体连接栓。
进一步的,为了拆卸方便,重复利用,所述回风仓导轨由多个回风仓导轨单元拼接,所述回风仓导轨单元的一端设置有导轨连接槽,所述回风仓导轨单元的另一单设置有与导轨连接槽相匹配的导轨连接栓,所述导轨连接槽的侧壁上设置有导轨连接销孔。
同时,本发明还提供了一种急倾斜厚煤层综采放顶煤的Z型回风设备,具体结构为:所述回风设备包括回风仓导轨和回风仓,所述回风仓沿着回风仓导轨移动。
进一步的,所述回风仓由多个回风仓单元拼接,所述回风仓单元底部设置有与回风仓导轨匹配的滑轮,所述回风仓单元包括一个箱体,所述箱体上开有相对的进风窗口和出风窗口。
进一步的,所述回风仓的进风端设置有仓体连接孔,所述回风仓的出风端设置有与仓体连接孔相匹配的仓体连接栓。
进一步的,所述回风仓导轨由多个回风仓导轨单元拼接,所述回风仓导轨单元的一端设置有导轨连接槽,所述回风仓导轨单元的另一单设置有与导轨连接槽相匹配的导轨连接栓,所述导轨连接槽的侧壁上设置有导轨连接销孔。
本发明所具有的有益效果:
1、本发明采用分段式刚性回风仓体支护沿空留巷进行回风,替代了以往的棚架支护,既提高了沿空留巷的密闭性,也提高了沿空留巷的抗变形能力;
2、本发明回风仓与回风仓导轨均采用分段式设计,易于安装拆卸,大幅降低了劳动强度,且回风仓体与导轨均可回收,极大降低了成本;
3、本发明在放煤支架侧向安装刚性挡风板,有效阻止了风流向采空区的流入,提高了工作面的通风效果;
4、本发明在切眼与回风上山之间预留有煤柱,保证了回风上山的稳定性。
附图说明
图1为本发明Z型通风线路示意;
图2为本发明工作面平面布置示意;
图3为本发明工作面倾向布置示意;
图4为本发明回风设备结构及拼接方式示意图;
其中附图标记为:1-回风仓导轨,2-回风仓,3-刚性挡风墙,4-牵引支架,5-放煤支架,6-放煤口,7-刮板输送机,8-转载机,9-运输皮带,10-采煤机,11-滑轮,12-导轨连接槽,13-导轨连接销孔,14-仓体连接孔,15-仓体连接栓,16-导轨连接栓。
具体实施方式
实施例1:如图1所示,Z型通风道的布置:在回风上山一侧沿煤层顶板掘进回风石门,与工作面切眼贯通;在运输上山沿煤层底板一侧掘进进风巷,与工作面切眼贯通。随着工作面推进,形成采空区,采空区与煤层顶板之间形成沿空留巷,在靠近沿空留巷一侧铺设分段回风仓导轨,在回风仓导轨上安装分段式刚性回风仓,这样便将沿空留巷密封支护起来。风流经进风巷进入,清洗工作面后,通过刚性挡风墙进入回风仓,最终通过回风石门进入回风上山,实现Z型通风。如图1所示。
实施例2:工作面切眼贯通后,形成放煤巷道,然后在放煤巷道内布置“牵引-放煤”联合支架。具体为两架割煤牵引支架、两架放煤支架,牵引支架4在前,放煤支架5在后,二者底座刚性连接,牵引支架4沿放煤巷道顺向放置,放煤支架5放置方向与牵引支架4垂直。放煤支架5由牵引支架4牵引实现前移。刚性挡风墙3与放煤支架5侧向连接,自放煤支架5尾梁至放煤巷道外帮全断面隔离采空区与放煤巷道,起导风作用,保证风流有效清洗工作面,并引导污风进入沿空留巷安装好的分段式钢性回风仓内。如图2所示。
放煤支架5前梁指向顶板,尾梁指向底板。通过采煤机10采出底煤后,通过矿压以及人工干预的方式破碎顶煤,区段内松散煤体沿尾梁放煤口6放出。采出的底煤与放出的顶煤通过刮板输送机7运至转载机8再通过运输皮带9运出。工作面倾向A-A剖面如图3所示。
实施例3:分段式刚性回风仓及导轨:回风仓由多个回风仓单元拼接,回风仓单元底部设置有与回风仓导轨匹配的滑轮11,回风仓单元包括一个箱体,箱体上开有相对的进风窗口和出风窗口。进风窗口面向工作面推进方向,出风窗口与进风窗口反向。
实施例4:进一步的,为了拼接方便,回风仓的进风端设置有仓体连接孔,所述回风仓的出风端设置有与仓体连接孔相匹配的仓体连接栓。
实施例5:分段式钢混回风仓为长方形,各分段回风仓高2.1m、宽0.5m,仓壁厚度0.05m,段长0.5m,仓底设有两对仓底滑轮,在导轨上实现推移。回风仓面向采空区一侧仓壁上对称设有4个仓体连接栓15,孔径0.03m,面向放煤支架一侧仓壁对称设有4个仓体连接孔14,各仓段通过连接栓插入连接孔实现拼接。导轨也为分段式可拼接结构,每段导轨长1m,通过一侧的导轨连接栓16嵌入另一侧的导轨连接槽12,并通过销孔13固定。仓体及导轨的结构与拼接方式如图4所示。

Claims (9)

1.一种急倾斜厚煤层综采放顶煤的Z型通风方法,其特征在于包括以下步骤:
1)Z型通风道的布置:
1.1)在工作面切眼与回风上山之间预留有煤柱,在回风上山一侧沿煤层顶板掘进回风石门并最终与工作面切眼贯通;
1.2)在运输上山沿煤层底板一侧掘进进风巷,进风巷与工作面切眼贯通;
1.3)工作面切眼贯通后即形成放煤巷道,在放煤巷道内布置采煤设备后,开始采煤,在放煤巷道后方形成采空区,采空区与煤层顶板之间形成沿空留巷;
1.4)放置刚性挡风墙,刚性挡风墙紧贴采空区一侧并与采煤设备固定连接,全断面隔离采空区与工作面;
2)在用于回风的沿空留巷内放置分段式的回风设备;
3)从进风巷进风,风流经过工作面切眼后,通过刚性挡风板导入沿空留巷内的分段式回风设备,然后经过回风石门进入回风上山,实现Z型通风。
2.根据权利要求1所述的急倾斜厚煤层综采放顶煤的Z型通风方法,其特征在于:所述回风设备包括回风仓导轨和回风仓,所述回风仓沿着回风仓导轨移动。
3.根据权利要求2所述的急倾斜厚煤层综采放顶煤的Z型通风方法,其特征在于:所述回风仓由多个回风仓单元拼接,所述回风仓单元底部设置有与回风仓导轨匹配的滑轮,所述回风仓单元包括一个箱体,所述箱体上开有相对的进风窗口和出风窗口。
4.根据权利要求3所述的急倾斜厚煤层综采放顶煤的Z型通风方法,其特征在于:所述回风仓的进风端设置有仓体连接孔,所述回风仓的出风端设置有与仓体连接孔相匹配的仓体连接栓。
5.根据权利要求1-4之任一所述的急倾斜厚煤层综采放顶煤的Z型通风方法,其特征在于:所述回风仓导轨由多个回风仓导轨单元拼接,所述回风仓导轨单元的一端设置有导轨连接槽,所述回风仓导轨单元的另一单设置有与导轨连接槽相匹配的导轨连接栓,所述导轨连接槽的侧壁上设置有导轨连接销孔。
6.一种急倾斜厚煤层综采放顶煤的Z型回风设备,所述回风设备包括回风仓导轨和回风仓,所述回风仓沿着回风仓导轨移动。
7.根据权利要求6所述的急倾斜厚煤层综采放顶煤的Z型回风设备,其特征在于:所述回风仓由多个回风仓单元拼接,所述回风仓单元底部设置有与回风仓导轨匹配的滑轮,所述回风仓单元包括一个箱体,所述箱体上开有相对的进风窗口和出风窗口。
8.根据权利要求7所述的急倾斜厚煤层综采放顶煤的Z型回风设备,其特征在于:所述回风仓的进风端设置有仓体连接孔,所述回风仓的出风端设置有与仓体连接孔相匹配的仓体连接栓。
9.根据权利要求7-8之任一所述的急倾斜厚煤层综采放顶煤的Z型回风设备,其特征在于:所述回风仓导轨由多个回风仓导轨单元拼接,所述回风仓导轨单元的一端设置有导轨连接槽,所述回风仓导轨单元的另一单设置有与导轨连接槽相匹配的导轨连接栓,所述导轨连接槽的侧壁上设置有导轨连接销孔。
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