雙系兩硬短壁煤層開采方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種煤層開采方法，特別是雙系兩硬短壁綜采方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于多年來大力實施高產(chǎn)高效綜合機械化開采，且工作面的布置是W加大工作面 長度和可采長度為基礎(chǔ)，造成邊角剩余煤量增多；小煤塞越層、越界亂采，大塊完整煤層嚴 重破壞，也使邊角煤層和小塊工作面增多。現(xiàn)有礦井很多已經(jīng)進入了開采末期，因此依靠精 細開采來提高礦井資源回收率、增大剩余邊角煤層的開采工作量已是當務(wù)之急。同時建筑 物下、鐵路下等的煤炭儲量很大，要合理開發(fā)利用該部分資源。然而，現(xiàn)有小塊工作面和剩 余邊角煤層開采裝備與技術(shù)手段較落后，不僅導致煤炭產(chǎn)量低、生產(chǎn)效率低、安全狀況差。 同時由于工作面開采速度慢，嚴重影響著下覆煤層的開采接替，制約了礦井正常生產(chǎn)和資 源回收率的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種雙系兩硬短壁綜采方法，從而實現(xiàn)短壁的高 效開采，加快短壁工作面的開采速度，并提高了煤炭回采率。
[0004] 為解決W上技術(shù)問題，本發(fā)明一種雙系兩硬短壁綜采方法，包括生產(chǎn)工藝和堅硬 頂板控制兩部分，其特征在于該兩部分的具體步驟如下： 一，采煤工藝 采用短壁采煤機從軌道巷向運輸巷割頂?shù)叮擅簷C滾筒在前；跟機拉移液壓支架；采 煤機爬上輸送機機頭，割完頂煤后，采煤機搖臂落下并換向，采煤機滾筒仍然在前；采煤機 爬下輸送機機頭，割底煤；采煤機從運輸巷向軌道巷割底刀；跟機推輸送機；采煤機爬上輸 送機尾，割完底煤，采煤機先換向后舉起搖臂，把滾筒放在軌道巷斷面之內(nèi)，推輸送機機尾 進刀，完成一個循環(huán)割煤工藝； 采用尾部直接進刀方式，當采煤機滾筒全部進入尾順槽時，通過帶機移溜實現(xiàn)滾筒切 入煤壁，達到進刀目的； 采煤機采用單向割煤，往返一次進一刀，W截齒旋轉(zhuǎn)破煤，螺旋葉片旋轉(zhuǎn)裝煤； 采煤機割頂煤時，滯后采煤機滾筒4 m-6 m移架，保證工作面機道頂板的及時支護； 采煤機割底煤時，滯后采煤機滾筒10 m-15 m開始移溜，刮板輸送機彎曲段大于或等 于15 m，移過的溜子要成一直線。
[0005] 二，堅硬頂板控制 工作面放頂采用強制放頂，初次放頂步距為30m，步距放頂每隔6m進行一次淺孔步距 放頂，兩順槽各打3個眼，眼深6m，眼距1，仰角75°，每孔裝藥量化g，炮眼呈扇形布置；同 時采取W下措施控制頂板： (1)周期來壓期間，加快工作面推進速度，及時移架，減少機道空頂時間和面積，另外移 架時帶壓移架，提高支架的初撐力，加強放頂管理，可W預(yù)防跨漏頂事故。在移架時，先降前 后柱，然后開始移架，支架移到位后，升起前、后柱，并把手把停在升柱位，保持一段時間，目 的是保證達到支柱的初撐力，頂板破碎時，可帶壓擦頂移架； (2)在移架時，支架頂梁與頂板平行支設(shè)，其最大仰角巧°，支架前梁要接頂嚴密，支 架垂直底板，歪斜巧° ; (5)相鄰支架間不能有明顯錯差，支架不擠不咬，若支架之間出現(xiàn)空頂時，要及時調(diào)整 側(cè)護板，使其緊靠相鄰的支架，當架間間隙大于300mm時，要在架間打一梁H柱抬棚，進行 頂板管理。
[0006] 本發(fā)明結(jié)合適用于堅硬煤層小工作面(短壁）的采煤機解決硬質(zhì)煤層的截割問題， 再通過研究短壁配套技術(shù)，形成了短壁綜采直接進刀的開采工藝，實現(xiàn)短壁的高效開采，力口 快了短壁工作面的開采速度。提高了煤炭回采率，對實現(xiàn)礦井正常可持續(xù)發(fā)展具有重要意 義。
【具體實施方式】
[0007] W同煤集團四臺礦為例，對本發(fā)明要求保護的技術(shù)方案做進一步清楚、完整的說 明。
[000引四臺礦是一座年設(shè)計生產(chǎn)能力為500萬t的特大型井工礦井，1991年12月13日 建成投產(chǎn)W來，礦井產(chǎn)量逐年上升，2004年礦井產(chǎn)量達到480萬t。
[0009] 四臺礦井田位于大同煤田北部，南北長約13 km,東西長約7. 5 km,面積82. 5 km2;主要開采的煤層為10#層、11#層、12#層、14#層。井田內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜?，F(xiàn)全礦共 有5個生產(chǎn)盤區(qū)，即307、402、404、303、410盤區(qū)。
[0010] 四臺礦是一個地質(zhì)構(gòu)造非常復(fù)雜，小塞破壞又比較嚴重的礦井，隨著開采年限的 增長和開采范圍的逐年擴大，小塊段煤量的開采逐年增加，應(yīng)用短壁綜采有助于提高煤炭 資源回收率，保障安全生產(chǎn)，保證下層煤開采的正常接替，具有較高的經(jīng)濟和社會效益。
[0011] 307盤區(qū)11#層北翼，由于受地質(zhì)構(gòu)造及小塞破壞的影響，只能布置可采走向長度 在270 m-350 m、工作面長度在50 m-80 m左右的工作面，不宜上長壁綜采，但可采出儲量 較大，約為270 t ;如果沿用刀柱炮采回采，不僅產(chǎn)量效益低、安全可靠性差、回收率低，而且 開采速度慢，不能滿足礦井生產(chǎn)接替的要求，影響下部12#層的開拓準備。為加快開采速 度，提高煤炭回收率，經(jīng)過調(diào)研，確定采用短壁綜采采煤法開采此處煤層，用天地科技股份 有限公司上海分公司國內(nèi)首創(chuàng)的MG250/300-NWD型短壁交流電牽引采煤機進行試驗性開 米。
[0012] 11#層307盤區(qū)8722短壁綜采工作面走向長度420 m，可采走向長度330 m，傾向 長度75. 5 m;煤層厚度3.36 m;工業(yè)儲量14萬t，可采儲量13萬t，可采出煤量10.4 萬t;地質(zhì)條件較簡單，無權(quán)曲、斷層、沖刷等地質(zhì)構(gòu)造。10#層與11#層本區(qū)大部分合并由 里向外逐步分叉變薄，煤層厚度為5.11 m，其中含有0.65 m厚的夾巧；傾角4. 3#$5. 8%。 頂板巖性；老頂為粉砂巖，厚11. 16 m，淺灰色致密塊狀，膠接較硬；直接頂為粉細砂巖，厚 5.77 m，灰白色長石為主，膠接結(jié)實；無偽頂。直接底為粉細砂巖，厚度4.14 m。采用兩條 順槽巷道沿走向布置方式，沿11#層與10#層夾巧留底掘進，矩形斷面，凈斷面寬X高為 4.0 mX3.0 m，采用銷桿、銷索聯(lián)合支護。
[0013] 工作面采用單一走向長壁傾向短壁后退式全部跨落法開采。沿11#層與10#層夾 巧見頂留底煤開采，采高3. 2m。選用設(shè)備見表1。
[0014] 表1工作面使用設(shè)備
【主權(quán)項】
1. 一種雙系兩硬短壁綜采方法，包括生產(chǎn)工藝和堅硬頂板控制兩部分，其特征在于該 兩部分的具體步驟如下： 一，采煤工藝 采用短壁采煤機從軌道巷向運輸巷割頂?shù)?，采煤機滾筒在前；跟機拉移液壓支架；采 煤機爬上輸送機機頭，割完頂煤后，采煤機搖臂落下并換向，采煤機滾筒仍然在前；采煤機 爬下輸送機機頭，割底煤；采煤機從運輸巷向軌道巷割底刀；跟機推輸送機；采煤機爬上輸 送機尾，割完底煤，采煤機先換向后舉起搖臂，把滾筒放在軌道巷斷面之內(nèi)，推輸送機機尾 進刀，完成一個循環(huán)割煤工藝； 采用尾部直接進刀方式，當采煤機滾筒全部進入尾順槽時，通過帶機移溜實現(xiàn)滾筒切 入煤壁，達到進刀目的； 采煤機采用單向割煤，往返一次進一刀，W截齒旋轉(zhuǎn)破煤，螺旋葉片旋轉(zhuǎn)裝煤； 采煤機割頂煤時，滯后采煤機滾筒4 m-6 m移架，保證工作面機道頂板的及時支護； 采煤機割底煤時，滯后采煤機滾筒10 m-15 m開始移溜，刮板輸送機彎曲段大于或等 于15 m，移過的溜子要成一直線； 二，堅硬頂板控制 工作面放頂采用強制放頂，初次放頂步距為30m，步距放頂每隔6m進行一次淺孔步距 放頂，兩順槽各打3個眼，眼深6m，眼距1，仰角75°，每孔裝藥量化g，炮眼呈扇形布置；同 時采取W下措施控制頂板： (1) 周期來壓期間，加快工作面推進速度，及時移架，減少機道空頂時間和面積，另外移 架時帶壓移架，在移架時，先降前后柱，然后開始移架，支架移到位后，升起前、后柱，并把手 把停在升柱位，保持一段時間，頂板破碎時，可帶壓擦頂移架； (2) 在移架時，支架頂梁與頂板平行支設(shè)，其最大仰角巧°，支架前梁要接頂嚴密，支 架垂直底板，歪斜巧° ; (3)相鄰支架間不能有明顯錯差，支架不擠不咬，若支架之間出現(xiàn)空頂時，要及時調(diào)整 側(cè)護板，使其緊靠相鄰的支架，當架間間隙大于300mm時，要在架間打一梁H柱抬棚，進行 頂板管理。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙系兩硬短壁綜采方法，結(jié)合適用于堅硬煤層小工作面（短壁）的采煤機解決硬質(zhì)煤層的截割問題，再通過研究短壁配套技術(shù)，形成了短壁綜采直接進刀的開采工藝，配合堅硬頂板控制方法，實現(xiàn)短壁的高效開采，加快了短壁工作面的開采速度，提高了煤炭回采率，對實現(xiàn)礦井正?？沙掷m(xù)發(fā)展具有重要意義。
【IPC分類】E21C41-18
【公開號】CN104533417
【申請?zhí)枴緾N201410618676
【發(fā)明人】于斌, 王家臣, 陳旭忠, 楊智文, 李楊, 邢彥文, 南培珠, 楊勝利, 趙軍, 劉 文, 王愛國, 劉錦榮, 紀潤清, 劉海平, 付茂全
【申請人】大同煤礦集團有限責任公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月6日