WO2016206618A1 - 长壁开采n00工法 - Google Patents

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Abstract

一种长壁开采N00工法,其包括在一个全新盘区的N个工作面,实施一种无巷道掘进,且无煤柱开采,整个盘区设置回风下山通道(25)、皮带下山通道(28)和轨道下山通道(26),其中回风下山通道(25)和轨道下山通道(26)位于所述盘区的一端,皮带下山通道(28)连通盘区的另一端,并与回风下山通道(25)连通。本工法不但可以保证整个采煤区的通风,而且在进行盘区中每个工作面开采时,利用采空区的一部分,实施切顶卸压自动成巷,不再需要掘进任何顺槽巷道,也不再需要留设煤柱,从而节约资源,提高效率。

Description

长壁开采N00工法 技术领域
本发明涉及煤矿中长壁开采技术,尤其涉及无巷道无煤柱自留巷开采工法。
背景技术
目前,在进行长壁开采过程中,如图1所示采用121工法,即一个工作面需先挖掘两个巷道,并且留一个煤柱作为支撑。具体说来,每个工作面10包括上顺槽11、下顺槽12和开采面13,各工作面10的上顺槽11连通皮带下山通道14,各工作面10的下顺槽12连通回风下山通道15,另外还设置有轨道下山通道16。目前的这种结构中,需要留设煤柱,造成资源的大量浪费。而且,每个工作面都需要挖掘两个巷道,工作效率低。
随着大规模的煤炭开采,煤炭资源量日益减少,尤其在煤炭经济萧条的今天,传统的留设煤柱、沿空掘巷的开采方式造成的开采成本高,煤炭回收率低等问题日益突出。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的为提供一种采区无需掘进顺槽且无煤柱开采技术,从而降低成本、提高利润和工作效率的长壁开采N00工法。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种长壁开采N00工法,在一个全新采区的N个工作面,实施一种无巷道掘进,且无煤柱开采,整个采区设置回风下山通道、皮带下山通道和轨道下山通道,其中回风下山通道和轨道下山通道位于所述采区的一端,所述皮带下山通道连通所述采区的另一端,并与所述回风下山通道连通。
在一可选的实施例中,每一所述工作面的开采过程包括:
从所述皮带下山通道的一端向所述回风下山通道和轨道下山通道一端开采;
形成采空区;
在开采过程中切顶卸压并留巷,留巷位置为靠近下一工作面的部分,该留巷成为下一工作面的上顺槽。
在一可选的实施例中,所述皮带下山通道在开采过程中变化,一头始终通过切眼和留巷与井口连通,另一头始终与回风下山通道连通。
在一可选的实施例中,所述切顶沿空留巷过程中采用定向切缝。
在一可选的实施例中,所述切顶沿空留巷过程中采用锚杆和锚索进行顶板支护。
在一可选的实施例中,所述切顶沿空留巷过程中巷旁采用液压支柱支护。
在一可选的实施例中,所述液压支柱上设置木托盘。
本发明的有益效果在于,本发明与现有技术相比,本发明不但可以保证整个采煤区的通风,而且在进行采区中每个工作面开采时,利用采空区的一部分,实施切顶卸压自动成巷,采煤作业中不再需要单独掘进任何顺槽巷道,也不再需要留设煤柱,从而节约资源,提高效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明:
图1为现有技术的长壁开采方法示意图;
图2为本发明的长壁开采N00工法的一具体应用示意图。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化,其皆不脱离本发明的范围,且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用,而非用以限制本发明。
长壁开采N00工法是一种新型煤矿开采方法,其特点是不用在工作面开采时挖掘上顺槽和下顺槽,也不需要留设煤柱,并且可保证整个采区的通风。下面以一具体实施例的结构作展开说明。本说明中所称采区(district)是指:阶段或开采水平内沿走向划分为具有独立生产系统的开采块段。近水平煤层采区又称盘区(panel);倾斜长壁分带开采的采区又称带区(strip district)。
本发明的长壁开采N00工法在一具体应用中如图2所示,示例地提出了采区2的平面布置方案,主要包括采区2,在采区2的一侧直接设置有回风下山通道25和轨道下山通道26,在采区井口到另一侧连通设置有皮带下山通道28。回风下山通道25、轨道下山通道26和皮带下山通道28都连通井口,而且皮带下山通道28环绕整个采区2后连通回风 下山通道25,上述通道可形成采区2的整体通风系统。说明书中提及的采区是指,阶段或开采水平内沿走向划分为具有独立生产系统的开采块段。该实施例中,采区2可根据作业需求区分为多个工作面。举例来讲,在首采面20上,皮带下山通道28的一段可作为该首采面20的上顺槽21进行通风(送风)和出煤。
该实施例中,采区2包括多个工作面20。在首采面20上,皮带下山通道28的一段作为该首采面20的上顺槽21,在开采过程中,在靠近下一工作面20的位置上进行留巷,形成下顺槽22。另外,开采面23上具有通道27。本实施例中,上顺槽21、通道27、下顺槽22和原皮带下山通道28依次连通,也就是通风系统的通道始终连通。
该实施例中,在进行一般工作面20开采时,其上一工作面的侧部留巷作为其上顺槽,开采面23的通道27作为通风通道,自身留巷作为下顺槽22,依旧形成完整的通风系统。
在该过程中,始终无需对任一工作面20在开采作业前挖掘上顺槽和下顺槽,仅需开采作业中不断留巷即可,因此提高工作效率,降低资源消耗。
另外,该实施例中,留巷是在切顶卸压的同时实现,可利用切缝钻机,在开采作业的同时,向工作面顶板施工同一条线上的多个切缝钻孔,切缝钻孔施工完毕后,可利用爆破或裂缝装置定向涨裂各切缝钻孔,以在顶板形成裂缝。煤层回采以后,采空卸压区顶板沿裂缝自动切落形成下顺槽巷帮。采空卸压区可利用岩石的碎胀性,最终达成该区域地质结构的稳定支撑。切顶卸压后,顶板不再对采空区形成压力,因此无需留设煤柱作为支撑,可大大提高采煤率,降低成本,有效利用能源,市场前景非常好。并且,通道27和下顺槽22可以选择设置采煤用支架来进行支撑,以确保这两个随开采作业动态变化的通道不会塌陷,以确保通风通道的通畅。并且,下顺槽22内还可选择设置侧向支护结构,以进行下顺槽22侧帮的维持和成型。
该实施例中,每一工作面20在开采过程包括:
从远离回风下山通道25和轨道下山通道26的一端(即靠近皮带下山通道28的一端)向回风下山通道25和轨道下山通道26方向开采;
形成采空区;
在开采过程中切顶卸压并留巷,留巷位置为靠近下一工作面20的侧部。
该实施例中,回风下山通道25和轨道下山通道26在整个开采过程中不发生变化,为固定通道。皮带下山通道28随着开采的留巷而逐渐变化,为变化通道,而且皮带下山通道28在采区2开采完毕后,形成为与回风下山通道25和轨道下山通道26相平行的通道。
本说明书中采煤机系统开采方向是指整体前进方向,采煤机系统中采煤机在通道27内向左或向右沿前壁开采,以实现向前进方向的推进(图2实心箭头所示方向)。上顺槽21和下顺槽22基本平行于采煤机系统开采方向,其中基本平行是说开采中难免存在的偏差;另外,有时也需要根据煤层与地质的特殊情形进行调整,但基本处于平行状态即可。因为顺槽均是通过开采作业不断留巷形成。通道27后侧与下顺槽22(也称留巷区)外侧之间的区域可为采空卸压区,是采煤机系统不断运行产生的后侧采空区。
该实施例中,在切顶卸压以及沿空留巷时,需进行定向切缝,以及进行定向爆破,并且需对巷道的顶板采用锚杆和锚索进行支护,并采用液压支柱、木托盘等进行综合支护,以保证其安全性。留巷是在采煤后形成,不需要单独挖掘,可以节约时间,并且减少煤炭等资源的浪费,保证资源的有效利用。
本发明的技术方案已由可选实施例揭示如上。本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰,均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

  1. 一种长壁开采N00工法,其特征在于,在一个全新采区的N个工作面,实施一种无巷道掘进,且无煤柱开采,整个采区设置回风下山通道、皮带下山通道和轨道下山通道,其中回风下山通道和轨道下山通道位于所述采区的一端,所述皮带下山通道连通所述采区的另一端,并与所述回风下山通道连通。
  2. 如权利要求1所述的长壁开采N00工法,其特征在于,每一所述工作面的开采过程包括:
    从所述皮带下山通道的一端向所述回风下山通道和轨道下山通道一端开采;
    形成采空区;
    在开采过程中切顶卸压并留巷,留巷位置为靠近下一工作面的部分,该留巷成为下一工作面的上顺槽。
  3. 如权利要求2所述的长壁开采N00工法,其特征在于,所述皮带下山通道在开采过程中变化,一头始终通过切眼和留巷与井口连通,另一头始终与回风下山通道连通。
  4. 如权利要求3所述的长臂开采N00工法,其特征在于,所述切顶沿空留巷过程中采用定向切缝。
  5. 如权利要求4所述的长臂开采N00工法,其特征在于,所述切顶沿空留巷过程中采用锚杆和锚索进行顶板支护。
  6. 如权利要求4所述的长臂开采N00工法,其特征在于,所述切顶沿空留巷过程中巷旁采用液压支柱支护。
  7. 如权利要求6所述的长臂开采N00工法,其特征在于,所述液压支柱上设置木托盘。
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