CN112253116B - 一种滞后工作面端头放顶煤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滞后工作面端头放顶煤方法，包括在超前工作面矿山压力影响之外施作预裂钻孔，用于预裂顶板；端头处液压支架为两架一组，由前架和后架组成，前架用于支护端头顶板，后架用于支护端头顶板以及滞后放顶煤；端头放顶煤前对端头顶板进行退锚，在放煤口附近对顶煤破网，破网尺寸达到放煤要求后放煤，顶煤从端头后架放出，通过后置转载机运至巷道皮带输送机运出；本发明通过预裂顶板避免大面积悬顶突然垮落，并且使预裂顶板在运移过程中不断挤压顶煤，保证了安全生产，增强了顶煤的冒放性；又通过滞后工作面放顶煤，提高了顶煤回收率，避免了资源浪费，增加了经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种放顶煤开采技术，特别涉及一种滞后工作面端头放顶煤方法。
背景技术
我国的厚煤层源储量丰富，具有资源储量优势，是我国实现高产高效开采的主力煤层。厚煤层的开采技术主要有分层开采技术、放顶煤开采技术和大采高开采技术，其中放顶煤开采技术和大采高开采技术在开采过程中端头处通常留有一定厚度的顶煤，由于端头处有工作面实体煤和巷帮实体煤的支撑，容易形成三角区悬顶，使得平行于工作面作业放顶煤时端头顶煤不易被压碎，导致端头顶煤的回收率低、遗煤自燃等问题，因此急需一种高效实用的端头顶煤回收方法。
发明内容
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种滞后工作面端头放顶煤方法，其特征在于，包括步骤：
A、沿端头所在巷道走向超前工作面采动影响之外处的巷道顶板施作预裂钻孔，用于预裂顶板，使端头顶煤在放煤时被充分压碎，并且防止端头大面积悬顶突然垮落；
B、端头液压支架布置为两架一组，两架由前架和后架组成，前架与工作面其他支架保持平行，后架紧随前架向采空区方向布置，前架用于支护端头顶板，后架用于支护端头顶板以及端头放顶煤；
C、转载机位于两端头支架每对液压立柱之间的中线处，向采空区延伸至端头后架的放煤口正下方，用于工作面的正常运煤和滞后工作面端头放顶煤运煤；
D、对端头顶板的锚杆索进行退锚，消除对顶煤的夹持作用，然后用端头后架上带有破网功能的插板反复推拉破坏顶煤锚网；
E、当破网尺寸达到要求时，放煤人员操作控制平台利用端头放煤支架进行放煤，冒落顶煤通过后置转载机运至皮带输送机运出。
当煤层基本顶内存在坚硬岩层时施作预裂钻孔，预裂钻孔施作于巷道工作面帮相对应的一帮与顶板交界且内错巷道的顶板位置处，垂直于顶板或倾向采空区及工作面，最大垂深不小于采动裂隙带高度，钻孔的具体空间展布参数应根据具体预裂工艺及顶板物理力学性质确定。
超前预裂范围为端头直接顶以上导水裂隙带以下的坚硬岩层，若煤层直接顶厚度较小时煤层直接顶不进行预裂，在采动影响下预裂的基本顶在运移过程中施加给直接顶一定的荷载，使直接顶产生弯曲变形挤压顶煤，配合液压支架反复移架使端头顶煤被充分压碎。
退锚的范围为工作面煤壁向后到端头液压支架后架之间的顶板，退锚的具体参数通过工作面割煤进尺及顶板支护参数动态协调。
放煤人员在端头液压支架侧挡板保护下，远离工作面煤壁处操作控制平台。
本发明的有益效果：
1、由于端头处有工作面煤壁和巷帮煤壁的支撑，使得该区域容易形成大面积悬顶、顶板来压不及时，导致正常放煤作业时端头顶煤的冒放性差，本发明采用提前预裂坚硬顶板的方法，避免出现大面积悬顶突然垮落造成的扬尘、瓦斯爆炸、巨浪等矿山动力灾害，提高了煤矿生产的安全性；并且提前预裂的顶板在运移过程中不断挤压顶煤，使得放顶煤时顶煤被充分压碎，提高了顶煤的冒放性。
2、由于端头顶板滞后于工作面顶板来压，端头顶煤往往滞后工作面被压碎，为了适应这种矿压规律，本发明将端头液压放煤支架滞后工作面向采空区布置，用于端头放顶煤，该滞后工作面端头放顶煤方法，有利于提高端头顶煤的回收率避免资源浪费，同时可以提高经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种滞后工作面端头放顶煤方法布局示意俯视图；
图2为本发明实施例提供的一种滞后工作面端头放顶煤方法布局示意正视图；
图3为本发明实施例提供的一种滞后工作面端头放顶煤方法布局示意侧视图。
1-钻孔，2-前架，3-后架，4-工作面支架，5-转载机，6-锚杆索，7-锚网，8-皮带输送机，9-工作面，10-巷道，11-采空区。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
综放工作面的煤层平均厚度为8米，直接顶厚度为3米，老顶厚度为14米，采煤机滚筒割煤高度3米，放煤厚度5米，滚筒截深0.6米，锚杆索的排距为0.8米。
如图1-图3所示，在形成采掘系统之后，工作面9形成回采系统之前，从开切眼位置开始，沿巷道10走向超前工作面9两百米处施作一排预裂钻孔1，钻孔1的施作随着工作面的推进而推进，保证钻孔1位置距工作面的距离不影响回采作业，钻孔1间距为0.5米，向采空区11倾斜15度，向工作面9倾斜15度，由于煤层上方直接顶厚度为3米，老顶厚度为14米，因此确定垂深为17米。采用深孔爆破的方法对顶板进行提前预裂，封孔段长度为3.5米，不耦合系数为1.3，通过提前预裂坚硬顶板，使顶煤在放煤时被充分压碎，减少端头大面积悬顶突然垮落造成的矿山动力灾害，杜绝矿山灾害发生的频率和强度。
端头处液压支架设置为两架一组，由前架2与后架3组成，前架2与工作面其他支架4保持平行，后架3紧随前架2向采空区11方向布置，后架3为端头可放煤液压支架，前架2用于支护端头顶板，后架3用于支护端头顶板以及端头放顶煤。转载机5位于两端头支架每对液压立柱之间中线处，向采空区11延伸至后架3放煤口正下方，用于本工作面9的正常运煤和滞后工作面9端头放顶煤运煤。
首先采煤机割煤，割煤进刀距离为0.6米，采用一刀一放的采煤方式。割煤后移架，推前溜，对端头放煤处顶板的锚杆索6进行退锚，退锚需要在临时支护的保护下进行，顶板锚杆索6排距为0.8米，退锚距离跟随进刀进行，即割3刀退2排锚杆索6，割1刀退1排锚杆索6循环作业，退锚的具体排数通过工作面9割煤进尺及顶板支护参数动态协调，避免过早退锚造成顶板提前破碎，或者过晚退锚造成顶煤不易放出。之后用后架3的破网装置进行破网，操作尾梁千斤顶，带动插板往返运动，破坏顶板锚网7，使破网尺寸达到放煤要求。
破网完成后进行放顶煤，端头处顶煤通过端头后架3放出，端头顶煤垮落后通过端头液压支架后置转载机5运输至巷道皮带输送机8运出。
放顶煤结束后拉后溜，清理顶板及采空区11的剩余煤体，进入下一端头放顶煤循环。
Claims (5)
1.一种滞后工作面端头放顶煤方法，其特征在于，包括步骤：
A、沿端头所在巷道走向超前工作面采动影响之外处的巷道顶板施作预裂钻孔，用于预裂顶板，使端头顶煤在放煤时被充分压碎，并且防止端头大面积悬顶突然垮落；
B、端头液压支架布置为两架一组，两架由前架和后架组成，前架与工作面其他支架保持平行，后架紧随前架向采空区方向布置，前架用于支护端头顶板，后架用于支护端头顶板以及端头放顶煤；
C、转载机位于两端头支架每对液压立柱之间的中线处，向采空区延伸至端头后架的放煤口正下方，用于工作面的正常运煤和滞后工作面端头放顶煤运煤；
D、对端头顶板的锚杆索进行退锚，消除对顶煤的夹持作用，然后用端头后架上带有破网功能的插板反复推拉破坏顶煤锚网；
E、当破网尺寸达到要求时，放煤人员操作控制平台利用端头放煤支架进行放煤，冒落顶煤通过后置转载机运至皮带输送机运出。
2.根据权利要求1所述的一种滞后工作面端头放顶煤方法，其特征在于，当煤层基本顶内存在坚硬岩层时施作预裂钻孔，预裂钻孔施作于巷道工作面帮相对应的一帮与顶板交界且内错巷道的顶板位置处，垂直于顶板或倾向采空区及工作面，最大垂深不小于采动裂隙带高度，钻孔的具体空间展布参数应根据具体预裂工艺及顶板物理力学性质确定。
3.根据权利要求1所述的一种滞后工作面端头放顶煤方法，其特征在于，超前预裂范围为端头直接顶以上导水裂隙带以下的坚硬岩层，若煤层直接顶厚度较小时煤层直接顶不进行预裂，在采动影响下预裂的基本顶在运移过程中施加给直接顶一定的荷载，使直接顶产生弯曲变形挤压顶煤，配合液压支架反复移架使端头顶煤被充分压碎。
4.根据权利要求1所述的一种滞后工作面端头放顶煤方法，其特征在于，退锚的范围为工作面煤壁向后到端头液压支架后架之间的顶板，退锚的具体参数通过工作面割煤进尺及顶板支护参数动态协调。
5.根据权利要求1所述的一种滞后工作面端头放顶煤方法，其特征在于，放煤人员在端头液压支架侧挡板保护下，远离工作面煤壁处操作控制平台。
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