CN1165237A - 边界上(下)山沿空掘巷前进式开采方法 - Google Patents

Abstract

一种边界上(下)山沿空掘巷前进式开采方法，针对中小型矿井采用下行开采、工作面下巷使用矿车运输的特点而设计的，它包括前进式开采，其特征在于：(1)边界上(下)山或边界斜井；(2)沿空掘巷回收煤柱；(3)最上面的工作面上副巷使用沿空成巷或一次掘通；(4)每个工作面下部双巷超前工作面掘进。

Description

边界上(下)山沿空掘巷前进式开采方法

本发明涉及一种边界上(下)山沿空掘巷前进式开采方法。

目前，国内各采煤矿区普遍使用的采煤方法是后退式采煤方法，这种采煤方法是将采区上(下)山布置在采区中央，生产时先掘出工作面的两条副巷，然后开切眼布置生产，采用这种采煤方法，上下工作面之间一般留有煤柱，因此这种采煤方法回采巷道掘进工程量、维护工程量大，生产工作面搬家次数多，采区多，采掘紧张，生产成本高，煤炭资源损失量大，特别是薄煤层开采这些问题更为突出。边界上(下)山沿空成巷Z型采煤方法的研究和应用成功，使一部分矿山的上述问题迎刃而解。但我国中、小型矿井很多，其中的许多矿山都使用斜井开拓下行开采及下山下行开采，并且工作面下巷用矿车运输，因此无法沿空成下巷，也就没有条件使用边界上(下)山沿空成巷Z型采煤法。为了解决这类矿山的问题，我们设计研究使用了边界上(下)山沿空掘巷前进式开采方法。

国外应用较多的前进式开采技术要求高，成本费用高，管理复杂，不适合我国国情，更不适合中小型矿井。斜井下行开采、下山下行开采、工作面下巷采用矿车运输这种条件国外没有，因此，国外不可能有针对这种条件的开采方法。通过中国科学技术信息研究所国内联机检索及手工检索，查找了国内9种有关数据库及检索工具书，从存贮的近十年的国内文献及专利中，查出国内相关论文2篇：(1)顺槽沿空掘巷、巷旁充填；(2)倾斜长壁采煤法在任庄矿井的应用。第(1)篇论述了沿空掘巷、挂金属网、巷旁充填、喷浆的工艺方法及自燃、瓦斯的情况。这项技术在目前后退式开采中已是普遍技术，虽然能解决回采率低的问题，但掘进工程量大，采掘紧张，工作面准备时间长的问题依然存在。本发明虽然也使用该项技术，但为设边界上(下)山的前进式开采，与中央上(下)山布置、后退式开采有明显区别。第二篇是倾斜长壁采煤法，而本发明是走向长壁采煤法，不是一个系列，区别是显著的，这种倾斜长壁开采只适合近水平煤层，并且也是后退式开采。

本发明的目的正是针对现有技术在中、小型矿井采用斜井开拓下行开采、下山开拓下行开采、工作面下巷采用矿车运输的情况下所产生的一系列问题而提出的一种边界上(下)山沿空掘巷前进式开采方法，使用该采煤方法，上、下工作面之间不留煤柱，大大减少了煤炭资源损失，减少了工作面准备时间与投资，投资省、投产快，技术简单实用，成本低，易于实施。

本发明的目的是通过以下方法来实现的：

本发明的边界上(下)山沿空掘巷前进式开采方法包括前进式开采，还具备以下特征：

1.设置边界上(下)山，即在采区或矿井边界设置上(下)山或斜井，形成边界上(下)山或边界斜井；

2.采用沿空掘巷技术，即除最上面的工作面外，其它工作面都在工作面上部超前工作面一段距离进行沿空掘巷，回收护巷煤柱以提高回采率；

3.最上面的工作面上副巷可采用沿空成巷技术，即最上面的一个工作面上副巷可不预先掘出，而是沿空成巷，该巷道除为最上面的工作面服务外，还可作为整个矿井或采区的总回风巷；最上面的工作面的上副巷也可一次掘出，联通边界上(下)山或斜井，该上副巷随工作面推进而报废；

4.每个工作面下部采用下副巷和运输巷双巷超前工作面一段距离掘进，其中下副巷随着工作面推进而报废，运输巷则留煤柱保护留下，该运输巷既为本工作面运煤服务，又为下一个工作面服务，作为下一个工作面上副巷，所留煤柱随下一个工作面生产时沿空掘巷回收。

本发明中，可在采区边界各开设布置一条上(下)山，也可在采区一侧边界开设布置一条上(下)山，在采区的另一侧边界开设布置两条或两条以上的上(下)山，还可在采区边界两侧各开设布置两条或两条以上的上(下)山，还可在井田中间位置设置一对斜井，在井田边界两边各设置一条斜井或一条上(下)山，还可在井田边界两边各布置一条或多条斜井。

本发明与目前国内一般采用的后退式开采和国外使用较多的前进式开采都有明显优点，同时具备前进式和后退式开采的优点而又避开了各自的缺点：1.投资省、投产快。无论是新建矿井，还是接替采区，还是接替工作面，使用本发明技术，都能实现投资省、投产快。尤其是工作面投产前的回采巷道工程量可减少80％以上。2.由于工作面下巷采用矿车运输，因此工作面走向长度不受运输机械设备条件限制，可以很长，目前，最长已达3200米，这样就能节省大量的开拓巷道(包括总回风巷、运输大巷、上、下山工程量)工程和开节眼工程，节省大量岩巷投资和60％以上的搬家次数和费用及60％以上的上(下)山工程量和费用，使生产环节简便，节省大量生产成本。3.缓解采掘接替紧张，使用本发明技术，能够实现边生产边掘巷道(或沿空成巷)，无论是开拓巷道、采准巷道，还是回采巷道，都可在生产中逐步自然掘出，不需要将这类巷道全部掘出后，才能生产，因此能够大大缓解采掘接替紧张，扭转煤矿生产的被动局面。4.回采率高。应用本发明技术，可减少区段煤柱损失，采区隔离煤柱损失，采区上(下)山煤柱损失，总回风巷煤柱损失，矿井采区回采率可达95％以上，矿井回采率可达85％以上。大大超过目前一般矿井的水平。5.有利于矿山企业取得好的资源利益和经济效益，由于使用本发明，能够实行投资省、投产快、缓解采掘紧张，节省大量巷道工程和成本，提高回采率，因此能够促进矿井提高经济效益，扭转煤炭生产被动局面，促进矿山企业健康发展。6.由于使用本发明技术，工作面前方已有两条巷道，对构造已经基本掌握，因此本发明技术对构造的适应性与后退式开采相同，大大优于一般前进式开采。7.本发明技术简单、实用、成本低廉，没有技术难点，有很好的可操作性和实用性，各类矿山都有条件和能力实施应用，有利于推广。这是一般前进式开采所不具备的。一般前进式开采技术难度大，成本高，国内矿山企业难以采用。

附图的图面说明如下：

图1a、1b、1c为边界斜井沿空掘巷前进式开采示意图

图2a、2b、2c为中央斜井-边界上山沿空掘巷前进式开采示意图

图3a、3b、3c为边界下山沿空掘巷前进式开采

图4a、4b、4c为中央下山-边界上山沿空掘巷前进式开采

图中标号、标志说明如下：

1.主斜井     2.风井      3.运输大巷    4.回风大巷    5.进风上山    6.回风上山

7.进风下山   8.回风下山  9.上副巷      10.下副巷     11.运输巷

12.运输进风联络巷        13.开切眼     14.上风巷(沿空掘巷)

10′第二个工作面下副巷   11′第二个工作面运输巷      12′第二个工作面运输进风联络巷

13′第二个工作面开切眼   12″回风联络巷

—·—工作面或采区边界线  

采空区  ……报废巷道－巷道工程

→工作面推进方向       

风机

本发明以下结合(附图)实施例作详细的描述：

实施例1：

对一些中小型矿井，井田范围不很大时，可将斜井布置在井田边界，形成边界斜井，如图1所示。在斜井1、2掘到第一个工作面位置后，即可掘第一个工作面上副巷9，联通边界斜井形成完整风路，同时从主斜井1掘一段约100米长的第一个工作面的下副巷10和运输巷11(两巷道由运输进风联络巷12联通)，然后开切眼13联通上、下副巷及运输巷，安装工作面即可投入生产，如图1a所示。回采过程中，已掘上、下副巷随采随报废，运输巷11由护巷煤柱保护而保留，而下副巷10和运输巷11始终超前工作面掘进，一直到风井2附近：下副巷10只掘到工作面停采位置，运输巷11则与风井联通，如图1b所示。在第一个工作面即将结束时，即着手准备第二个工作面，提前掘好第二个工作面的下副巷10′及运输巷11′各一段约100米，并开好切眼13′，第一个工作面运输巷11作为第二个工作面的上副巷。这样第一个工作面结束后，第二个工作面即可投产，在第二个工作面回采时，要超前沿空掘上风巷14，用以回收第一个工作面的运输巷11的护巷煤柱，上风巷14通过回风联络巷12″与上副巷联通，这就是边界斜井沿空掘巷前进式开采方法。

实施例2：

一对斜井布置1、2在井田中央，如图2所示，在这对斜井掘到第一个工作面位置后，即掘一段井田右翼第一个工作面上副巷9约40米穿过斜井煤柱，同时掘一段该工作面下副巷10及运输巷11(彼此之间用进风运输联络巷12联通)约100米，然后开切眼13布置工作进行回采，如图2a所示。随着工作面推进，下副巷10及运输巷11双巷超前工作面掘进，下副巷10一直掘到工作面停采线位置，运输巷11则一直掘到设计采区边界位置，然后向上掘边界回风上山6，并由边界上山6反向掘一段上副巷9约40米长到工作面停采位置；工作面推过之后，已掘下副巷10随之报废，上副巷沿空成巷，运输巷由于留有煤柱而得以保护，如图2b所示。该工作面结束时，上副巷9(沿空成巷)、边界回风上山6、下运输巷11随即沟通，为右翼第二个工作面生产创造了条件。在第一个工作面即将结束前，要着手准备第二个工作面，即延深斜井到第二个工作面位置，并掘第二个工作面下副巷10′及运输巷11′各一段约100米，开好切眼13′，如图1b所示，在第一个工作面结束后，第二个工作面即可投产。

在第二个工作面回采时，第一个工作面的运输巷11为其上副巷，第一个工作面上副巷9为其总回风巷。在回采过程中，超前沿空掘上风巷14，并用回风联络巷12″与上副巷11联通，这样就回收了上工作面的护巷煤柱，第二个工作面下部与第一个工作面一样，也是双巷超前掘进，如图2c所示。井筒左翼的生产与右翼相同，这就是中央斜井-边界上山沿空掘巷前进式开采方法。

实施例3：

如图3所示，上山采区基本回采结束，运输大巷3、总回风巷4、进风上山5、回风上山6都存在。下山采区从上往下开采。首先掘一段边界下山7、8，到第一个下山工作面位置后，掘第一个工作面上副巷9，形成完整风路，同时掘第一个下山工作面的下副巷10与运输巷11约100米，并用进风运输联络巷12将彼此联通，然后开切眼13布置工作面，如图3a所示。随着工作面推进，已掘上、下副巷9、10随采随报废，运输巷11则留煤柱保护下来；下部运输巷11与下副巷10超前工作面掘进，下副巷10掘到工作面设计停采线位置，运输巷11掘到与边界回风下山8联通。在下山第一个采面即将结束时，延深进风下山7到第二个采面位置，掘第二个工作面一段运输巷11′和下副巷10′约100米，两巷用进风运输联络巷12′彼此联通，并开好切眼13′，如图3b所示。在第一个工作面结束后，第一个工作面运输巷11作为第二个工作面上副巷，安装第二个工作面开始生产，并沿空掘上风巷14，用回风联络巷12″将上风巷14与上副巷联通，用以回收护巷煤柱。第二个工作面与第一个工作面一样，下部运输巷11′与下副巷10′同时超前工作面掘进，如图3c所示，这就是边界下山沿空掘巷前进式开采方法。

实施例4：

如图4所示，上山采区已开采结束，运输大巷3、总回风巷4、中央上山5、6仍然存在。先掘一段中央下山7、8，到第一个下山工作面位置后，掘一段下山右翼第一个工作面上副巷9约40米后穿过下山煤柱，同时掘该工作面下部运输巷11和下副巷10约100米，彼此用进风运输联络巷12联通，然后开切眼13联通上、下副巷及运输巷，安装工作面开始生产，如图4a所示。随着工作面推进，上副巷9沿空成巷，已掘的下副巷10随采随所废，运输巷11留煤柱护巷，下部的下副巷10及运输巷11始终超前工作面掘进，下副巷10掘到工作面设计停采位置，运输巷11掘到设计采区边界位置，并往上掘回风上山6，掘到设计位置后，反向掘一段上副巷9，这样第一个工作面结束后，上副巷9、运输巷11及边界回风上山6即可随即沟通。在第一个工作面即将结束之前，延深中央下山7、8到第二个采面位置，然后掘一段第二个采面的下副巷10′和运输巷11′约100米(二巷用进风运输联络巷12′联通)，并开好切眼13′，如图4b所示。在第一个工作面结束后，第一个工作面上副巷9作总回风巷，第一个工作面运输巷11作第二个工作面上副巷，并超前沿空掘上风巷14，用回风联络巷12″与上副巷11联通，这样可回收护巷煤柱，下部运输巷11′和下副巷10′始终超前工作面掘进，如图4c所示。中央下山左翼的生产与右翼相同，这就是中央下山-边界上山沿空掘巷前进式开采方法。

Claims (4)

1.一种边界上(下)山沿空掘巷前进式开采方法，它包括前进式开采，本发明的特征还在于：

(1)设置边界上(下)山，即在采区边界设置上(下)山或斜井，形成边界上(下)山或边界斜井；

(2)采用沿空掘巷技术，即除最上面的工作面外，其它工作面在回采时，一般都在工作面上部超前工作面一段距离沿空掘巷回收煤柱，提高回采率；

(3)最上面的工作面上副巷可采用沿空成巷技术，即在采用斜井开采或下山开采时，最上面的工作面的上副巷不预先掘出，而是沿空成巷，该巷道除为最上面的工作面服务外，还可作为整个矿井或采区的总回风巷；最上面的工作面上副巷也可一次掘出，联通边界上(下)山或斜井，该上副巷随着工作面推进而报废；

(4)每个工作面下部采用下副巷和运输巷双巷超前工作面一段距离掘进，其中下副巷随工作面推进而报废，运输巷则留煤柱保护留下，该运输巷即为本工作面运煤服务，又为下一个工作面服务，作为下一个工作面上副巷，所留煤柱随下一个工作面生产时沿空掘巷回收；

2.根据权利要求1所述的边界上(下)山沿空掘巷前进式开采方法，其特征在于：在采区边界各开设布置一条上(下)山或斜井；

3.根据权利要求1所述的边界上(下)山沿空掘巷前进式开采方法，其特征在于：在采区一侧边界开设布置两条或两条以上的上(下)山或斜井，另一侧边界开设布置一条上(下)山或斜井。

4.根据权利要求1所述的边界上(下)山沿空掘巷前进式开采方法，其特征在于：在采区边界两侧各设置两条或两条以上的上(下)山或斜井。

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