CN109869151A - 实现工作面开采与保护煤柱回收的协同作业方法 - Google Patents

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本发明涉及煤炭开采领域，尤其涉及实现工作面开采与保护煤柱回收的协同作业方法。结合现有煤柱回收工作面与采区或带区工作面之间衔接方式存在的回采率低、工作面间衔接时间长与顶板控制问题等，提出采用工作面回采过程中即布置煤柱回收工作面进行开采，采区或带区工作面与上山或大巷之间直接贯通，自动形成沿空留巷作为煤柱回收工作面的回采巷道及后续的回撤通道，煤柱回收工作面推至沿空留巷时，随工作面推进直接搬迁液压支架到下一个工作面开切眼，形成采区或带区回采工作面与上山保护煤柱的协同开采，上山保护煤柱的回采与沿空留巷巷旁液压支架回撤的协同作业。这种作业方法可显著改善两类工作面之间的衔接过程，提高矿井的回采率及生产效率。

Description

实现工作面开采与保护煤柱回收的协同作业方法
技术领域
本发明涉及煤炭开采领域，尤其涉及实现工作面开采与保护煤柱回收的协同作业方法。
背景技术
目前国内外井田按照煤层赋存条件基本以分区式和分带式为主，在采区和带区内布置工作面时，上山和大巷两侧均需留设保护煤柱，工作面开采末期，通过预先布置的回撤通道进行设备搬家，而上山或大巷保护煤柱或者不回收；或者在采用特定的工作面开采顺序时，如采区内工作面的上行式开采或者带区的前进式开采，总之是最后一个工作面开采结束后才能对上山或大巷保护煤柱进行回收，在较为普遍的下行式开采或者带区开采进行时无法回收保护煤柱。在最后一个工作面与保护煤柱回收工作面之间存在一个衔接问题，如采用常见的末采预掘回撤通道设备搬家后回收煤柱，则存在①煤柱损失大，矿井回采率低；②需要预掘回撤通道，巷道工程量大与成本高；③搬家倒面时间长，无生产出煤，影响矿井生产效率；如采用最后一个工作面旋转90°回收保护煤柱的方式存在①工作面旋转时间长，顶板与采空区遗煤均存在安全隐患；②旋转工艺存在边角煤损失；③旋转工作面圆心一端原地旋转，顶板破碎严重难以控制，设备磨损严重；④工艺实施复杂，圆心一端原地旋转，工作面另一端最大以0.6m或者0.8m的进刀前进，工作面中部支架移动步距难以控制。
综述，现有的煤柱回收工作面与采区或带区工作面在衔接上局限性强，仅最后一个工作面开采完毕才能进行煤柱回收工作，且要求采用上行式或者前进式开采模式，不具普遍性，而煤柱回收工作面与采区或带区工作面之间的2种衔接方式仅存在的共性问题就包括回采率低、采区或带区的回采工作向煤柱回收工作的过渡时间长、上山或大巷围岩控制问题等。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于，提出了实现工作面开采与保护煤柱回收的协同作业方法，以解决现有技术存在的回采率低、上山或大巷顶板控制与工作面之间衔接时间长的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
实现工作面开采与保护煤柱回收的协同作业方法方法，包括以下过程：
a、采区或者带区工作面正常开采期间，即布置上山或大巷保护煤柱回收工作面进行开采，实现采区或带区回采工作面与上山或大巷保护煤柱回收工作面的协同开采。
b、对上山或大巷保护煤柱回收工作面进行速度调整，甚至停采，避免与采区或带区回采工作面超前支承应力发生叠加。
c、采区或带区回采工作面末采无煤柱、无专用通道，直接与上山或大巷进行贯通，贯通位置即为停采线。
d、利用停采线上的液压支架切顶，对支架两端巷道进行密闭处理，支架后方进行挂网、喷浆及铺设风筒布，控制漏风，对上山或大巷辅以锚索、网及钢带等补强支护，形成沿空留巷，为煤柱回收工作面服务，同时兼作设备回撤通道。
e、沿空留巷形成后，煤柱回收工作面继续推进，经过沿空留巷巷旁液压支架时，逐架搬迁至接续工作面形成的开切眼内，实现煤柱回收工作面回采与设备搬家的协同作业。
f、煤柱回收工作面推进至接续工作面采空区侧边缘时，停止作业，待接续工作面继续回采至贯通上山或大巷形成沿空留巷时，再恢复回采工作。
根据本发明所述的方法，优选地，适用于采区或者带区中间工作面正常回采与上山或大巷保护煤柱回收的协同作业，实现正交工作面顺序、交替以及设备的快速搬家技术。
具体的，步骤a中，在采区或者带区中部的工作面开采过程中，在采区边界或者井田边界布置煤柱回收工作面，形成开切眼，安装设备，进行开采，与采区或带区回采工作面协同开采。
步骤b中，当采区或带区工作面的超前采动影响到上山或大巷时，降低甚至停止上山或大巷保护煤柱回收工作面的速度，避免与采区或带区回采工作面超前支承应力发生叠加而造成上山或大巷发生应力集中、破坏严重。
步骤c中，采区或带区回采工作面末采无煤柱、无专用通道，直接与上山或大巷进行贯通，贯通位置即为停采线。
步骤d中，利用停采线上的液压支架切顶，对支架两端巷道进行密闭处理，支架后方进行挂网、喷浆及铺设风筒布，控制漏风，对上山或大巷辅以锚索、网及钢带等补强支护，形成沿空留巷，为煤柱回收工作面服务，同时兼作设备回撤通道。
步骤e中，沿空留巷形成后，煤柱回收工作面继续推进，经过沿空留巷巷旁液压支架时，逐架搬迁至接续工作面形成的开切眼内，实现煤柱回收工作面回采与设备搬家的协同作业。
步骤f中，煤柱回收工作面推进至接续工作面采空区侧边缘时，停止作业，待接续工作面继续回采至贯通上山或大巷形成沿空留巷时，再恢复上山或大巷保护煤柱的回采工作。
本发明提供的实现工作面开采与保护煤柱回收的协同作业方法，具有以下优点：
(1)上山或大巷保护煤柱无需采用非常规的工作面上行或者带区前进式开采至最后一个工作面再部署，可在工作面正常接续过程中即进行煤柱回收工作。
(2)采区或带区回采工作面采用无煤柱贯通上山或大巷，煤柱回收工作面从边界开始回采，提高矿井采出率。
(3)采区或带区回采工作面与煤柱回收工作面协同进行，煤柱回收工作与设备搬家协同进行，可提高矿井生产效率。
附图说明
图1为现有工作面末采回撤通道搬家与煤柱回收工作面布置示意图；
图2为现有工作面末采旋转90°接续开采上山或大巷保护煤柱示意图；
图3为实施例的实现工作面开采与保护煤柱回收的协同作业方法示意图。
具体实施方式
结合附图说明本发明的具体实施方式。
在本实施例中，第一步，采区或者带区中部工作面开采期间，即在采区边界或井田边界的上山或大巷保护煤柱中布置回采工作面，如与正在开采的工作面相距较远，可直接生产，向采区或带区回采工作面位置推进，实现两工作面的协同开采。
第二步，可在上山或大巷进行常规测点布置，当采区或带区回采工作面超前采动影响到上山或大巷时，调整上山或大巷煤柱回收工作面速度，避免对两工作面前方相交位置上山或大巷产生应力叠加，避免大巷围岩破坏严重，难以维护。
第三步，采区或带区工作面与上山之间不保留煤柱，不布置专用回撤通道，工作面直接与上山或大巷贯通，贯通位置即为停采线。
第四步，利用停采线上的液压支架切顶，对支架两端巷道进行密闭处理，支架后方进行挂网、喷浆及铺设风筒布，控制漏风，对上山或大巷辅以锚索、网及钢带等补强支护，形成沿空留巷，为煤柱回收工作面服务，同时兼作设备回撤通道。
第五步，沿空留巷形成后，煤柱回收工作面继续推进，经过沿空留巷巷旁液压支架时，逐架搬迁至接续工作面形成的开切眼内，实现煤柱回收工作面回采与设备搬家的协同作业。
第六步，煤柱回收工作面推进至接续工作面采空区侧边缘时，停止作业，待接续工作面继续回采至贯通上山或大巷形成沿空留巷时，再恢复上山或大巷保护煤柱的回采工作。

Claims (7)

1.实现工作面开采与保护煤柱回收的协同作业方法，其特征在于，包括以下过程：
a、采区或者带区工作面正常开采期间，即布置上山或大巷保护煤柱回收工作面进行开采，实现采区或带区回采工作面与上山或大巷保护煤柱回收工作面的协同开采。
b、对上山或大巷保护煤柱回收工作面进行速度调整，甚至停采，避免与采区或带区回采工作面超前支承应力发生叠加。
c、采区或带区回采工作面末采无煤柱、无专用通道，直接与上山或大巷进行贯通，贯通位置即为停采线。
d、利用停采线上的液压支架切顶，对支架两端巷道进行密闭处理，支架后方进行挂网、喷浆及铺设风筒布，控制漏风，对上山或大巷辅以锚索、网及钢带等补强支护，形成沿空留巷，为煤柱回收工作面服务，同时兼作设备回撤通道。
e、沿空留巷形成后，煤柱回收工作面继续推进，经过沿空留巷巷旁液压支架时，逐架搬迁至接续工作面形成的开切眼内，实现煤柱回收工作面回采与设备搬家的协同作业。
f、煤柱回收工作面推进至接续工作面采空区侧边缘时，停止作业，待接续工作面继续回采至贯通上山或大巷形成沿空留巷时，再恢复回采工作。
2.根据权利要求1所述的实现工作面开采与保护煤柱回收的协同作业方法，其特征在于，所述的步骤a中，在采区或者带区工作面正常开采期间，即布置上山或大巷保护煤柱回收工作面进行开采，实现采区或带区回采工作面与上山或大巷保护煤柱回收工作面的协同开采。
3.根据权利要求1所述的实现工作面开采与保护煤柱回收的协同作业方法，其特征在于，所述的步骤b中，为了避免采区或带区回采工作面超前支承应力与煤柱回收工作面超前支承应力发生叠加而对上山或大巷产生应力集中影响，实时控制煤柱回收工作面推进速度，甚至停采，待采区或带区回采工作面超前支承应力影响结束再进行回采。
4.根据权利要求1所述的实现工作面开采与保护煤柱回收的协同作业方法，其特征在于，所述的步骤c中，正在开采的采区或带区工作面末采不预掘回撤通道、不留上山或大巷保护煤柱，工作面直接与上山或大巷贯通，贯通位置即为停采线。
5.根据权利要求1所述的实现工作面开采与保护煤柱回收的协同作业方法，其特征在于，所述的步骤d中，利用停采线上的液压支架切顶，对支架两端巷道进行密闭处理，支架后方进行挂网、喷浆及铺设风筒布，控制漏风，对上山或大巷辅以锚索、网及钢带等补强支护，形成沿空留巷，为煤柱回收工作面服务，同时兼作设备回撤通道。
6.根据权利要求1所述的实现工作面开采与保护煤柱回收的协同作业方法，其特征在于，所述的步骤e中，沿空留巷形成后，煤柱回收工作面继续推进，经过沿空留巷巷旁液压支架时，逐架搬迁至接续工作面形成的开切眼内，实现煤柱回收工作面回采与设备搬家协同作业。
7.根据权利要求1所述的实现工作面开采与保护煤柱回收的协同作业方法，其特征在于，所述的步骤f中，煤柱回收工作面推进至接续工作面采空区侧边缘时，停止作业，待接续工作面继续回采至贯通上山或大巷形成沿空留巷时，再恢复回采工作。
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