CN109882175A - 实现一巷三用的工作面回采与停采设备回撤协同作业方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤炭开采领域，尤其涉及实现一巷三用的工作面回采与停采设备回撤协同作业方法。结合现有工作面末采与煤柱回收工作面布置存在的煤炭损失、巷道成本高与工作面衔接时间长等问题，提出采用末采无专用通道、无煤柱，工作面与上山或大巷直接贯通，自动形成沿空留巷作为煤柱回收工作面的回采巷道，随煤柱回收工作面推进，逐架进行回撤与传统技术不同，本发明采用无专用回撤通道、无煤柱、工作面间无等待衔接，在断面大且配备辅助运输系统的上山或大巷内直接回撤设备的方法。这种布置方式可显著提高矿井采出率；降低巷道工程量与维护成本；可实现煤柱回收工作面与采区或带区内最后一个工作面的高效衔接，提高煤矿生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭开采领域，尤其涉及实现一巷三用的工作面回采与停采设备回撤协同作业方法。
背景技术
在采区或者带区最后一个工作面回采时，一般考虑上山或大巷煤柱的回收工作，常见的末采技术包括两种：①采区或者带区最后一个工作面末采时与上山或大巷之间需要留设20-40m的保护煤柱，在保护煤柱的外侧布置设备回撤通道，见图1所示。工作面推采至回撤通道位置时停止开采，也称为停采线。工作面到达停采线后，包括液压支架在内的设备需要搬迁至其他工作面或地点，也称为“搬家”或“设备回撤”，设备搬家结束后布置煤柱回收工作面进行回收；②工作面直接推采至上山，采用旋转90°的工艺进行上山保护煤柱回收，见图2所示。
但是，第一种方式存在如下问题：①回采率问题。一般在工作面上山或大巷一侧要留设20-40m保护煤柱，这种回撤方式的双回撤通道之间保留20-25m煤柱，也即工作面末采进行设备回撤后，仅单一工作面在上山或大巷一侧即需要留设40-65m保护煤柱无法回收，一般在矿井设计时要考虑单工作面连续推进一年的长度，按日进3m计算，工作面推进距离大约1000m，那么仅单一工作面在上山或大巷一侧留设煤柱占比即达4％-6.5％，这也是造成我国矿井采出率不到50％的主要原因之一；②巷道工程量大，支护成本高。以图1中所示双回撤通道为代表，假如工作面长度200m，那么双回撤通道长度即为400m，联络巷长20m，每隔25m布置一条，共计需要7条联络巷总计140m，也即为了实现设备回撤，需要提前布置共计540m长的巷道，巷道掘进与维护费用保守按5000元/m计算，单一工作面即需要费用270万元；③设备搬家周期时间长。一般采用回撤通道进行搬家时间大约需要20-30d，最高纪录也即我国神东地质条件特别简单、不具代表性矿井的9d时间，在搬家周期内，设备不能发挥作用，煤柱回收工作面不能正常开采，整个采区没有产量指标。
第二种方式存在的问题包括：①煤柱损失问题。工作面旋转工艺会造成上山一侧存在一个边角块段无法回收；②工艺复杂，设备损耗大。工作面采用旋转工艺时，下端支架原地转向，从下至上不断增加推进距离，最大也即保持与采煤机进尺相同的0.6m，工艺复杂，且要求长期保持工作阻力支撑顶板，在载荷较大的情况下，易损害设备；③旋转工艺需要时间长，以工作面200m长计算，工作面末采旋转90°上端旋转距离314m，按照日进尺3m计算，旋转时间需要100天以上，长时间的旋转工艺带来上山或大巷顶板维护与采空区自然发火等安全问题。因此，这种旋转技术本身的缺点也是难以推广应用的主要原因。
综述，现有的工作面末采设备回撤技术存在回采率低、巷道成本高、煤柱回收工作面衔接时间长等问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于，提出了实现一巷三用的工作面回采与停采设备回撤协同作业方法，以解决现有技术存在的回采率低、巷道成本高、煤柱回收工作面衔接时间长的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
实现一巷三用的工作面回采与停采设备回撤协同作业方法，包括以下过程：
a、采区或者带区最后一个工作面开采过程中，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。
b、采区或者带区工作面直接与上山或者大巷直接贯通，末采不预掘回撤通道、不留保护煤柱。
c、采区或者带区工作面与上山或者大巷贯通即停采，工作面液压支架切顶形成自动沿空留巷技术，上山或大巷作为煤柱回收工作面的回采巷道继续使用，利用锚网索等对顶板、非开采帮部进行补强，对两巷进行密闭处理，液压支架后方挂网、喷浆，挂风筒布，减少向采空区漏风。
d、形成沿空留巷后，煤柱回收工作开始，当煤柱回收工作面逐架推过停采线位置的液压支架时，从工作面位置开始逐架回撤液压支架，利用上山或大巷原铺设轨道或者其他辅助运输设备，直接装架上车运至目标地点，此时上山或者大巷具有回撤通道功能。
根据本发明所述的方法，优选地，适用于采区或者带区最后一个工作面末采设备的回撤与上山或大巷保护煤柱回收工作面协同开采，实现“一巷三用”的方法。
具体的，步骤a中，在采区或者带区最后一个工作面开采过程中，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，煤柱回收工作面与采区或者带区内正在开采工作面呈近似90°角布置。
步骤b中，末采不预掘回撤通道、不留保护煤柱，采区或者带区工作面直接与上山或者大巷直接贯通，进入末采阶段，要保证工作面液压支架工作阻力与强化上山或大巷支护阻力，保证上山或大巷围岩稳定，避免出现大变形影响使用。
步骤c中，采区或者带区工作面与上山或者大巷贯通即停采，工作面液压支架切顶形成自动沿空留巷技术，上山或大巷作为煤柱回收工作面的回采巷道继续使用，利用锚网索等对顶板、非开采帮部进行补强，对两巷进行密闭处理，液压支架后方挂网、喷浆，挂风筒布，减少向采空区漏风。
步骤d中，利用形成的沿空留巷作为回采巷道，煤柱回采工作开始，当煤柱回采工作面逐架推过停采线位置的液压支架时，从工作面位置开始逐架回撤液压支架，利用上山或大巷原铺设轨道或者其他辅助运输设备，直接装架上车运至目标地点，此时上山或者大巷具有回撤通道功能。
本发明提供的实现一巷三用的工作面回采与停采设备回撤协同作业方法，具有以下优点：
(1)工作面末采不需要布置专用回撤通道，节省巷道工程量与维护成本。
(2)工作面末采在上山或大巷一侧不留设保护煤柱、无旋转工作面丢失边角煤，提高矿井采出率。
(3)采区或带区最后一个工作面末采工艺简单，不需要旋转，与煤柱回收工作面实现顺序衔接，无停采等待搬家或旋转时间。
(4)上山或大巷受采动影响时间短，利于维护。
(5)设备直接停在断面更大的上山或者大巷边缘，利用已有的轨道或无轨胶轮车等辅助运输设备，直接装车回撤，搬家速度更快。
(6)充分发挥上山或大巷作用，在原功能的基础上，增加了“回采巷道”与“回撤通道”功能，实现“一巷三用”。
附图说明
图1为现有工作面末采回撤通道布置与留煤柱示意图；
图2为现有工作面末采旋转工艺开采上山或大巷保护煤柱示意图；
图3为实施例的实现一巷三用的工作面回采与停采设备回撤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，在采区或者带区最后一个工作面开采过程中，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，煤柱回收工作面与采区或者带区内正在开采工作面呈近似90°角布置。
第二步，采区或者带区工作面直接与上山或者大巷直接贯通，末采不预掘回撤通道、不留保护煤柱，在末采期间，保证工作面液压支架工作阻力并强化上山或大巷支护结构，保证上山或大巷的稳定性。
第三步，采区或者带区工作面与上山或者大巷贯通即停采，工作面液压支架切顶形成自动沿空留巷技术，上山或大巷作为煤柱回收工作面的回采巷道继续使用，利用锚网索等对顶板、非开采帮部进行补强，对两巷进行密闭处理，液压支架后方挂网、喷浆，挂风筒布，减少向采空区漏风。
第四步，形成沿空留巷后，煤柱回收工作开始，当煤柱回收工作面逐架推过停采线位置的液压支架时，从工作面位置开始逐架回撤液压支架，利用上山或大巷原铺设轨道或者其他辅助运输设备，直接装架上车运至目标地点，此时上山或者大巷具有回撤通道功能。
Claims (5)
1.实现一巷三用的工作面回采与停采设备回撤协同作业方法，其特征在于，包括以下过程：
a、采区或者带区最后一个工作面开采过程中，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。
b、采区或者带区工作面直接与上山或者大巷直接贯通，末采不预掘回撤通道、不留保护煤柱。
c、采区或者带区工作面与上山或者大巷贯通即停采，工作面液压支架切顶形成自动沿空留巷技术，上山或大巷作为煤柱回收工作面的回采巷道继续使用，利用锚网索等对顶板、非开采帮部进行补强，对两巷进行密闭处理，液压支架后方挂网、喷浆，挂风筒布，减少向采空区漏风。
d、形成沿空留巷后，煤柱回收工作开始，当煤柱回收工作面逐架推过停采线位置的液压支架时，从工作面位置开始逐架回撤液压支架，利用上山或大巷原铺设轨道或者其他辅助运输设备，直接装架上车运至目标地点，此时上山或者大巷具有回撤通道功能。
2.根据权利要求1所述的实现一巷三用的工作面回采与停采设备回撤协同作业方法，其特征在于，所述的步骤a中，在采区或者带区最后一个工作面开采过程中，在采区边界或者井田边界布置煤柱回收工作面，煤柱回收工作面与正在开采工作面呈近似90°角的空间关系。
3.根据权利要求1所述的实现一巷三用的工作面回采与停采设备回撤协同作业方法，其特征在于，所述的步骤b中，采区或者带区工作面直接与上山或者大巷直接贯通，末采不留煤柱、不掘专用回撤通道。
4.根据权利要求1所述的实现一巷三用的工作面回采与停采设备回撤协同作业方法，其特征在于，所述的步骤c中，采区或者带区工作面与上山或者大巷贯通即停采，利用工作面液压支架切顶自动形成留巷技术，上山或大巷作为煤柱回收工作面的回采巷道继续使用，采用锚网索等支护材料对顶板、非开采帮进行补强支护，对两巷进行密闭处理，液压支架后方挂网、喷浆，挂风筒布，减少向采空区漏风。
5.根据权利要求1所述的实现一巷三用的工作面回采与停采设备回撤协同作业方法，其特征在于，所述的步骤d中，形成沿空留巷后，煤柱回收工作开始，当煤柱回收工作面逐架推过停采线位置的液压支架时，从工作面位置开始逐架回撤液压支架，利用上山或大巷原铺设轨道或者其他辅助运输设备，直接装架上车运至目标地点，此时上山或者大巷具有回撤通道功能。
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