CN109838237A - 一种近距离煤层上下逐替协同开采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种近距离煤层上下逐替协同开采方法,适用于煤矿井下使用。包含煤层开采次序设计、回采巷道及工作面掘采接替设计与回采间距设计三个阶段,依据煤质条件及市场需求确定主采煤层与配采煤层,沿主采煤层底板掘进首采面运输平巷与回风平巷,同时在配采煤层应力降低区内布置配采面回采巷道,当主采面回采一定距离时,再回采配采面,重复以上开采顺序直至近距离煤层回采完毕。有效解决了单翼采区近距离煤层开采技术难题,缓解矿井接替紧张与工作面采动影响,实现近距离煤层群安全、高效、高回收率开采。
Description
技术领域
本发明涉及一种近距离煤层上下逐替协同开采方法,尤其适用于井下煤炭开采领域使用的近距离煤层上下逐替协同开采方法。
背景技术
随着我国东部煤炭资源的长期高强开采,东部煤炭资源已经逐渐面临枯竭,煤炭资源开发重点逐渐向西部转移。西部矿区煤炭资源埋藏较浅,呈多煤层赋存状态,且煤层间煤质区分较大,需要多煤层配采实现矿区经济效益最大化。受地质条件等影响,部分矿井常采用单翼开采方式开采井田内煤炭资源,由此带来的采掘接替效率低下,工作面受采动影响严重等问题,严重制约矿井生产效率,影响煤矿的安全生产。
目前,针对此类问题,国内尚无有效解决方法,仅通过单一上行开采方式或下采方式开采近距离煤层,上述方法不能有效解决单一开采造成配采效率低下难题。所以开发一种近距离煤层上下逐替协同开采方法,设计合理采掘接替顺序,成为亟需解决的一大难题。
发明内容
技术目的:针对上述技术的不足之处,提供一种设计合理采掘接替次序,提高煤炭资源回采效率与安全性,解决了近距离煤层单翼采区配采难题的近距离煤层上下逐替协同开采方法。
技术内容:为了实现上述目标,本发明的近距离煤层上下逐协同开采方法,步骤为:
a)选择上煤层作为主采煤层,下煤层作为配采煤层,设置主采煤层、配采煤层内的工作面间隔一定相叠距或相错距,依次先后逐渐接替开采,首采面布置在主采煤层,第一个接替面布置在配采煤层;
b)在主采煤层内自运煤上山至区段边界方向掘进形成主采煤层运输平巷;在主采煤层内自轨道上山至区段边界方向掘进形成主采煤层轨道平巷;自主采煤层运输平巷向主采煤层轨道平巷掘进开切眼,形成主采煤层工作面,回采主采煤层工作面;
c)在配采煤层内自运煤上山至区段边界方向掘进形成配采煤层运输平巷,配采煤层运输平巷按照一定内错距内错布置在主采煤层采空区下部,在配采煤层内自轨道上山至区段边界方向掘进形成配采煤层轨道平巷,配采煤层轨道平巷按照内错距内错布置在主采煤层采空区下部,自配采煤层运输平巷向配采煤层轨道平巷掘进开切眼,形成配采煤层接替面,当主采煤层工作面开采相叠距长度后开始回采配采煤层接替面;
d)在主采煤层内自运煤上山至区段边界方向掘进形成新的主采煤层运输平巷;在主采煤层内自轨道上山至区段边界方向掘进形成新的主采煤层轨道平巷;自新的主采煤层运输平巷向新的主采煤层轨道平巷掘进开切眼,形成主采煤层接替面;当配采煤层接替面开采相错距长度后开始回采主采煤层接替面;
e)重复c)~d)保证主采煤层与配采煤层同时出煤,直至主采煤层、配采煤层中的所有工作面均回采完毕。
2.根据权利要求1所述的近距离煤层上下逐协同开采方法,其特征在于具体步骤为:
选择多煤层赋存状态的区域进行勘探,选取区域中存在上下两层煤层处,将区域中上层煤作为主采煤层,下层煤作为配采煤层;
在主采煤层内规划A1工作面,在上层煤采区东翼边界设置主采煤层运煤上山,距主采煤层运煤上山30m煤柱处设置主采煤层轨道上山,从主采煤层运煤上山开切口,并在主采煤层内自主采煤层运煤上山至上层煤采区西翼边界方向掘进形成主采煤层运输平巷,作为A1工作面的运煤及回风路线,从主采煤层轨道上山开切口,并在煤层内自上山至上层煤采区西翼边界方向掘进形成主采煤层轨道平巷,作为A1工作面的运料及进风路线,贯通主采煤层轨道上山与主采煤层轨道平巷形成首采面开切眼完成A1工作面的开采系统,对A1工作面进行回采;
对A1工作面回采相叠距后,在配采煤层内规划B1工作面,在配采煤层东翼边界设置配采煤层运煤上山,距配采煤层运煤上山30m煤柱处设置配采煤层轨道上山,从配采煤层运煤上山开切口,并在配采煤层内自上山至下煤层采区西翼边界方向掘进形成配采煤层运输平巷,作为B1工作面的运煤及回风路线,其中配采煤层运输平巷布置在A1工作面采空区下方,主采煤层运输平巷与配采煤层运输平巷之间设有内错距,从配采煤层轨道上山开切口,并在配采煤层内自配采煤层运煤上山至配采煤层采区西翼边界方向掘进形成配采煤层轨道平巷,作为B1工作面的运料和进风路线,配采煤层轨道平巷布置在A1工作面采空区下方,主采煤层轨道平巷与配采煤层轨道平巷之间设有内错距,贯通配采煤层运输平巷与配采煤层轨道平巷形成接替面开切眼,开采系统形成后,当开采至距A1工作面50m相叠距时开始回采B1工作面;
当B1工作面开采相错距长度后,继续从主采煤层运煤上山开切口,并在主采煤层内自上山至区段边界方向掘进形成新的主采煤层运输平巷,从主采煤层轨道上山开切口,并在煤层内自上山至区段边界方向掘进形成新的主采煤层轨道平巷,贯通新的主采煤层运输平巷与新的主采煤层轨道平巷,形成开采面A2工作面(18)的工作面作为新的接替面,开采系统形成后,在与B1工作面相隔80m相错距(17)处回采A2工作面,形成A1工作面、B1工作面、A2工作面三个工作面同时开采情况;
重复上述步骤,在上下相叠工作面接替回采时,间隔相叠距回采配采煤层接替面;在下上相错工作面接替回采时,间隔相错距回采主采煤层新的接替面,直至近距离煤层中的全部回采完毕。
所述配采煤层运输平巷、配采煤层轨道平巷分别与主采煤层运输平巷、主采煤层轨道平巷相隔的内错距不小于10m。
所述的相叠距不小于50m,相错距不小于80m。
有益效果:
本发明在近距离煤层单翼采区开采过程中,通过构建上下煤层逐替协同开采模式,使上下煤层同时粗煤,实现近距离煤层群的合理配采,缓解采掘接替紧张难题,提高矿井生产效率,并通过留设接替工作面间的相叠距与相错距保证主采煤层与配采煤层工作面回采期间无采动影响。整个开采方法使用方便、安全可靠、适应性强,具有广泛的适应性与现场应用性。
附图说明
图1是本发明近距离煤层上下逐协同开采方法的掘进首采面回采巷道示意图;
图2是本发明近距离煤层上下逐协同开采方法上煤层回采,下煤层掘进状态示意图;
图3是本发明近距离煤层上下逐协同开采方法下工作面相隔相叠距开采示意图;
图4是本发明近距离煤层上下逐协同开采方法下煤层回采,上煤层掘进状态示意图;
图5是本发明近距离煤层上下逐协同开采方法中A1工作面,B1工作面和A2工作面同时开采示意图;
图6是本发明近距离煤层上下逐协同开采方法上下工作面内错距设置截面图;
图中:1-主采煤层;2-配采煤层;3-A1工作面;4-B1工作面;5-主采煤层运煤上山;6-主采煤层运输平巷;7-主采煤层轨道上山;8-主采煤层轨道平巷;9-配采煤层运煤上山;10-配采煤层运输平巷;11-内错距;12-配采煤层轨道上山;13-配采煤层轨道平巷;14-相叠距;15-新的主采煤层运输平巷;16-新的主采煤层轨道平巷;17-相错距,18-A2工作面。
具体实施方式:
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施案例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明的近距离煤层上下逐协同开采方法,其步骤为:
如图1所示,a)选择上煤层作为主采煤层,下煤层作为配采煤层,设置主采煤层、配采煤层内的工作面间隔一定相叠距14或相错距17,依次先后逐渐接替开采,首采面布置在主采煤层,第一个接替面布置在配采煤层;
如图2所示,b)在主采煤层内自运煤上山至区段边界方向掘进形成主采煤层运输平巷;在主采煤层内自轨道上山至区段边界方向掘进形成主采煤层轨道平巷;自主采煤层运输平巷向主采煤层轨道平巷掘进开切眼,形成主采煤层工作面,回采主采煤层工作面;
c)在配采煤层内自运煤上山至区段边界方向掘进形成配采煤层运输平巷,配采煤层运输平巷按照一定内错距11内错布置在主采煤层采空区下部,在配采煤层内自轨道上山至区段边界方向掘进形成配采煤层轨道平巷,配采煤层轨道平巷按照内错距11内错布置在主采煤层采空区下部,自配采煤层运输平巷向配采煤层轨道平巷掘进开切眼,形成配采煤层接替面,如图3所示,当主采煤层工作面开采相叠距14长度后开始回采配采煤层接替面;
如图4所示,d)在主采煤层内自运煤上山至区段边界方向掘进形成新的主采煤层运输平巷;在主采煤层内自轨道上山至区段边界方向掘进形成新的主采煤层轨道平巷;自新的主采煤层运输平巷向新的主采煤层轨道平巷掘进开切眼,如图5所示,形成主采煤层接替面;当配采煤层接替面开采相错距17长度后开始回采主采煤层接替面;
e重复步骤c)~d)保证主采煤层1与配采煤层2同时出煤,直至主采煤层、配采煤层中的所有工作面均回采完毕。
具体步骤为:
如图6所示,选择多煤层赋存状态的区域进行勘探,选取区域中存在上下两层煤层处,将区域中上层煤作为主采煤层1,下层煤作为配采煤层2;
在主采煤层1内规划A1工作面3,在上层煤采区东翼边界设置主采煤层运煤上山5,距主采煤层运煤上山530m煤柱处设置主采煤层轨道上山7,从主采煤层运煤上山5开切口,并在主采煤层1内自主采煤层运煤上山5至上层煤采区西翼边界方向掘进形成主采煤层运输平巷6,作为A1工作面3的运煤及回风路线,从主采煤层轨道上山7开切口,并在煤层内自上山至上层煤采区西翼边界方向掘进形成主采煤层轨道平巷8,作为A1工作面3的运料及进风路线,贯通主采煤层轨道上山7与主采煤层轨道平巷8形成首采面开切眼完成A1工作面3的开采系统,对A1工作面3进行回采;
如图3所示,对A1工作面3回采相叠距14后,在配采煤层2内规划B1工作面4,在配采煤层2东翼边界设置配采煤层运煤上山9,距配采煤层运煤上山930m煤柱处设置配采煤层轨道上山12,从配采煤层运煤上山9开切口,并在配采煤层2内自上山至下煤层采区西翼边界方向掘进形成配采煤层运输平巷10,作为B1工作面4的运煤及回风路线,其中配采煤层运输平巷10布置在A1工作面3采空区下方,主采煤层运输平巷6与配采煤层运输平巷10之间设有内错距11,从配采煤层轨道上山12开切口,并在配采煤层2内自配采煤层运煤上山9至配采煤层2采区西翼边界方向掘进形成配采煤层轨道平巷13,作为B1工作面4的运料和进风路线,配采煤层轨道平巷13布置在A1工作面3采空区下方,主采煤层轨道平巷8与配采煤层轨道平巷13之间设有内错距11,贯通配采煤层运输平巷10与配采煤层轨道平巷13形成接替面开切眼,开采系统形成后,当开采至距A1工作面350m相叠距14时开始回采B1工作面4;
如图4所示,当B1工作面4开采相错距17长度后,继续从主采煤层运煤上山5开切口,并在主采煤层1内自上山至区段边界方向掘进形成新的主采煤层运输平巷15,从主采煤层轨道上山7开切口,并在煤层内自上山至区段边界方向掘进形成新的主采煤层轨道平巷16,贯通新的主采煤层运输平巷15与新的主采煤层轨道平巷16,形成开采面A2工作面18的工作面作为新的接替面,开采系统形成后,在与B1工作面4相隔80m相错距17处回采A2工作面18,形成A1工作面3、B1工作面4、A2工作面18三个工作面同时开采情况;
重复上述步骤,在上下相叠工作面接替回采时,间隔50m相叠距14回采配采煤层接替面;在下上相错工作面接替回采时,间隔80m相错距17回采主采煤层新的接替面,直至近距离煤层中的全部回采完毕。
所述配采煤层运输平巷10、配采煤层轨道平巷13分别与主采煤层运输平巷15、主采煤层轨道平巷16相隔的内错距11不小于10m。
所述的相叠距14不小于50m,相错距17不小于80m。
Claims (4)
1.一种近距离煤层上下逐协同开采方法,其特征在于步骤为:
a)选择上煤层作为主采煤层,下煤层作为配采煤层,设置主采煤层、配采煤层内的工作面间隔一定相叠距(14)或相错距(17),依次先后逐渐接替开采,首采面布置在主采煤层,第一个接替面布置在配采煤层;
b)在主采煤层内自运煤上山至区段边界方向掘进形成主采煤层运输平巷;在主采煤层内自轨道上山至区段边界方向掘进形成主采煤层轨道平巷;自主采煤层运输平巷向主采煤层轨道平巷掘进开切眼,形成主采煤层工作面,回采主采煤层工作面;
c)在配采煤层内自运煤上山至区段边界方向掘进形成配采煤层运输平巷,配采煤层运输平巷按照一定内错距(11)内错布置在主采煤层采空区下部,在配采煤层内自轨道上山至区段边界方向掘进形成配采煤层轨道平巷,配采煤层轨道平巷按照内错距(11)内错布置在主采煤层采空区下部,自配采煤层运输平巷向配采煤层轨道平巷掘进开切眼,形成配采煤层接替面,当主采煤层工作面开采相叠距(14)长度后开始回采配采煤层接替面;
d)在主采煤层内自运煤上山至区段边界方向掘进形成新的主采煤层运输平巷;在主采煤层内自轨道上山至区段边界方向掘进形成新的主采煤层轨道平巷;自新的主采煤层运输平巷向新的主采煤层轨道平巷掘进开切眼,形成主采煤层接替面;当配采煤层接替面开采相错距(17)长度后开始回采主采煤层接替面;
e)重复c)~d)保证主采煤层(1)与配采煤层(2)同时出煤,直至主采煤层、配采煤层中的所有工作面均回采完毕。
2.根据权利要求1所述的近距离煤层上下逐协同开采方法,其特征在于具体步骤为:
选择多煤层赋存状态的区域进行勘探,选取区域中存在上下两层煤层处,将区域中上层煤作为主采煤层(1),下层煤作为配采煤层(2);
在主采煤层(1)内规划A1工作面(3),在上层煤采区东翼边界设置主采煤层运煤上山(5),距主采煤层运煤上山(5)30m煤柱处设置主采煤层轨道上山(7),从主采煤层运煤上山(5)开切口,并在主采煤层(1)内自主采煤层运煤上山(5)至上层煤采区西翼边界方向掘进形成主采煤层运输平巷(6),作为A1工作面(3)的运煤及回风路线,从主采煤层轨道上山(7)开切口,并在煤层内自上山至上层煤采区西翼边界方向掘进形成主采煤层轨道平巷(8),作为A1工作面(3)的运料及进风路线,贯通主采煤层轨道上山(7)与主采煤层轨道平巷(8)形成首采面开切眼完成A1工作面(3)的开采系统,对A1工作面(3)进行回采;
对A1工作面(3)回采相叠距(14)后,在配采煤层(2)内规划B1工作面(4),在配采煤层(2)东翼边界设置配采煤层运煤上山(9),距配采煤层运煤上山(9)30m煤柱处设置配采煤层轨道上山(12),从配采煤层运煤上山(9)开切口,并在配采煤层(2)内自上山至下煤层采区西翼边界方向掘进形成配采煤层运输平巷(10),作为B1工作面(4)的运煤及回风路线,其中配采煤层运输平巷(10)布置在A1工作面(3)采空区下方,主采煤层运输平巷(6)与配采煤层运输平巷(10)之间设有内错距(11),从配采煤层轨道上山(12)开切口,并在配采煤层(2)内自配采煤层运煤上山(9)至配采煤层(2)采区西翼边界方向掘进形成配采煤层轨道平巷(13),作为B1工作面(4)的运料和进风路线,配采煤层轨道平巷(13)布置在A1工作面(3)采空区下方,主采煤层轨道平巷(8)与配采煤层轨道平巷(13)之间设有内错距(11),贯通配采煤层运输平巷(10)与配采煤层轨道平巷(13)形成接替面开切眼,开采系统形成后,当开采至距A1工作面(3)50m相叠距(14)时开始回采B1工作面(4);
当B1工作面(4)开采相错距(17)长度后,继续从主采煤层运煤上山(5)开切口,并在主采煤层(1)内自上山至区段边界方向掘进形成新的主采煤层运输平巷(15),从主采煤层轨道上山(7)开切口,并在煤层内自上山至区段边界方向掘进形成新的主采煤层轨道平巷(16),贯通新的主采煤层运输平巷(15)与新的主采煤层轨道平巷(16),形成开采面A2工作面(18)的工作面作为新的接替面,开采系统形成后,在与B1工作面(4)相隔80m相错距(17)处回采A2工作面(18),形成A1工作面(3)、B1工作面(4)、A2工作面(18)三个工作面同时开采情况;
重复上述步骤,在上下相叠工作面接替回采时,间隔相叠距(14)回采配采煤层接替面;在下上相错工作面接替回采时,间隔相错距(17)回采主采煤层新的接替面,直至近距离煤层中的全部回采完毕。
3.根据权利要求1或2所述的一种近距离煤层上下逐替协同开采方法,其特征在于:所述配采煤层运输平巷(10)、配采煤层轨道平巷(13)分别与主采煤层运输平巷(15)、主采煤层轨道平巷(16)相隔的内错距(11)不小于10m。
4.根据权利要求1或2所述的一种近距离煤层上下逐替协同开采方法,其特征在于:所述的相叠距(14)不小于50m,相错距(17)不小于80m。
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