专利名称：急斜近距煤层水平分段轻型支架放顶煤采煤法的制作方法
技术领域：
本发明涉及地下采煤方法，特别是厚度在10m以下的急斜近距煤层水平分段轻型支架放顶煤采煤法。
背景技术：
急倾斜煤层是指赋存角度45°-90°的煤层。这类煤层的形成是地壳不均衡沉降和冲蚀作用，以及后期地质构造运动数度褶皱和断裂运动的结果。因而，赋存条件、煤层结构、应力环境较缓斜(0°～25°)、中斜(25°～45°)煤层要复杂得多。厚度10m以下急斜煤层长期沿用的正规采煤方法是水平分层和斜切分层采煤法。工作面长度短，生产能力极为有限；采用单体支柱支护，劳动强度大，顶板安全没有保证；每个分层高度在2m左右，每个分层分别沿顶板和底板布置运输平巷和回风平巷，掘进量极大；分层间需铺金属网，或留煤柱，成本较高。
对于赋存有10m以下厚度的急斜煤层，湘潭工学院与广东梅田矿务局合作，研究了巷道放顶煤采煤法。巷道放顶煤采煤法应用于厚度2-10m的急斜煤层，一般分段高度15-30m，在分段底部沿走向布置一条放煤巷道，巷道两端分别与进风巷、回风巷相连。在放煤巷道的一侧每隔一段距离向煤层开掘放煤小眼，依序在放煤小眼向放落顶煤打眼，将顶煤从放煤小眼放进放煤巷道的输送机。提高了采出率，使单产和工效比水平分层采煤法提高了2-3倍。降低了工作面的直接成本，实现了安全生产。据该方法发明人之一陈良棚副教授在《煤》1999年第5期发表的“急倾斜煤层巷道放顶煤采煤法”一文客观指出这种采煤法存在的问题是①工作面回采初期准备工作量大，结束时收尾工作量大；②工人劳动强度大，工效低；③生产成本高，经济效益较差。而且这种在巷道放煤的方法，应属“巷柱式”，是国家安全生产监察局不提倡的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对于厚度10m以下急斜煤层、特别是近距煤层的水平分段放顶煤开采方法，不仅采出率高、大幅度减轻了劳动强度、降低了生产成本和掘进率，而且工人在液压支架下工作、安全可靠。
本发明的目的是这样实现的一种急斜近距煤层水平分段轻型支架放顶煤采煤法，包括近距煤层联合开采巷道，根据水平分层放顶高度，开掘分层巷道、开掘采区上下山、回风巷、进风巷、溜煤眼、行人眼和将分层巷道与轨道石门和回风石门沟通，回采工艺有下述步骤1、超前支护将原梯形断面巷道的网络支架更换为轻型液压支架后，需要将巷道扩帮，安装单体液压支柱支护，一梁两柱；2、顶煤打眼在支架顶梁前方用岩石电钻沿煤层倾斜方向，向上方打眼，炮眼间距1.8-2.2m，炮眼排距2.8-3.2m，炮眼长度达到段高的下方1-1.5m；3、装药炮眼内装药后，眼口的封泥长度不小于3.5m；4、移机尾刮板输送机的机尾以不滞后于液压支架插板所能达到的最大距离为准，每隔2.8-3.2m，移一次机尾；5、移架下降液压支架后，伸出插板，架设单体支架，顶起液压支架的前端，收起插板，升起液压支架，去掉单体支柱；6、放炮每隔2.8-3.2m放一次炮；7、放顶煤放落的煤从两支架之间的刮板输送机运走。
本发明的采煤方法实现了现代放顶煤采煤方法。近距离煤层联合开采，可以保证这些煤资源得到充分的回收，大大地提高了煤资源的采出率。本发明的采煤方法，由于不需预留采仓隔离煤柱，采出率提高了67.42％，降低了生产成本。工作面人工效率有了大幅度的提高，由仓储式采煤方法3.46t/d，提高到7.3t/d。降低了工人劳动强度，原仓储式采煤方法溜煤眼和通往仓内的联络巷全部采用人工打眼放炮，劳动强度大。本发明的采煤方法只掘联络巷，工程量小，工人的劳动强度大大减小。本发明的采煤方法在开采中扩巷安装两架轻型液压支架实现自移放顶煤，工人在液压支架下工作，安全有了根本保证。
图1为本发明的工作面布置示意图，图2为液压支架移架前结构示意图，图3为液压支架的降架结构示意图，图4为液压支架伸出插板的结构示意图，图5为液压支架前端架设单体支柱的结构示意图，图6为液压支架收起插板的结构示意图，图7为液压支架完成前移的结构示意图，图8为煤层打眼的结构示意图，图9为顶煤放落后的结构示意图。
具体实施例方式
一种急斜近距煤层水平分段轻型支架放顶煤采煤法，根据生产煤矿阶段划分的特点，通常情况下，水平分层放顶高度确定为15-20m，采区阶段高度为100米和50米。在阶段高度范围内，根据水平分层放顶高度，开拓分层巷道，同时开掘采区上下山、回风巷、进风巷、溜煤眼、行人眼等，将分层巷道与轨道石门和回风石门沟通。如图1所示的工作面布置示意图，通过在煤层3中开掘联络巷6将进风巷5与回风巷4连通，在两液压支架2之间安装着刮板输送机1，其回采工艺有下述步骤1、超前支护将两工作面原来采用网络支架回采，巷道掘进断面按照网格支架设计为梯形断面，高2米，上宽2.6米，下宽3米，断面面积5.6m2，然后更换为轻型液压支架2，需要将巷道扩帮，其高为2.1米，宽为3.2米，断面面积6.5m2。扩帮后，用3米长的工字钢，配单体支柱支护，一梁两柱。2、顶煤打眼厚度10米以下急斜煤层3放顶煤，顶煤的破碎主要依靠爆破松碎。如图8所示的煤层打眼结构示意图，先在支架顶梁前方用岩石电钻沿煤层3倾斜方向，向上方打眼9。根据实验，两工作面的煤层3都布置两个炮眼9，炮眼间距2m，炮眼排距3m左右，炮眼长度达到段高的下方1.25m。3、装药炮眼9内装药后，眼口的封泥长度不小于3.5m；4、移机尾刮板输送机1的机尾以不滞后于液支架插板7所能达到的最大距离为准，每隔3m移一次机尾。这一步距与每隔3米放一次顶煤一致。5、移架移架的方式如图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，液压支架2的顶部为顶煤3，下降液压支架2后，伸出插板7，架设单体支架8，顶起液压支架2的前端，收起插板7，升起液压支架2，去掉单体支柱8。6、放炮每隔3m放一次炮。7、放顶煤放炮后，用液压支架2的放煤机构实施放煤，放落的煤从两液压支架2之间的刮板输送机1运走。如图9所示为顶煤放落后的结构示意图，顶煤放落后，形成放矿椭球10。
具体实施中的关键安全技措煤矿生产、安全为天，在实施本采煤方法中，必须强调遵守《煤矿安全规程》。而且需要特别注意从联络巷到布置液压支架的放顶煤工作面，必须安设局部扇风机，实施24小时向工作面连续送风；保证液压支架前方巷道顶板的稳定性，松动顶煤需架后爆破，工人在作业期间要明确专人观察顶板，严格敲帮问顶；移架作业必须设专人观察顶板及作业的规范性；决不允许工人进入支架后方破碎大块顶煤。
权利要求
1.一种急斜近距煤层水平分段轻型支架放顶煤采煤法，包括近距煤层联合开采巷道，根据水平分层放顶高度，开掘分层巷道、开掘采区上下山、回风巷、进风巷、溜煤眼、行人眼和将分层巷道与轨道石门和回风石门沟通，其特征是回采工艺有下述步骤(1)超前支护将原梯形断面巷道的网络支架更换为轻型液压支架后，需要将巷道扩帮，安装单体液医支架支护，一梁两柱；(2)顶煤打眼在支架顶梁前方用岩石电钻沿煤层倾斜方向，向上方打眼，炮眼间距1.8-2.2m，炮眼排距2.8-3.2m，炮眼长度达到段高的下方1-1.5m；(3)装药炮眼内装药后，眼口的封泥长度不小于3.5m；(4)移机尾刮板输送机的机尾以不滞后于液压支架插板所能达到的最大距离为准，每隔2.8-3.2m，移一次机尾；(5)移架下降液压支架后，伸出插板，架设单体支架，顶起液压支架的前端，收起插板，升起液压支架，去掉单体支柱；(6)放炮每隔2.8-3.2m放一次炮；(7)放顶煤放落的煤从两支架之间的刮板输送机运走。
2.根据权利要求1所述的急斜近距煤层水平分段轻型支架放顶煤采煤法，其特征是炮眼间距为2m，炮眼排距为3m，炮眼长度达到段高的下方1.25m。
3.根据权利要求1所述的急斜近距煤层水平分段轻型支架放顶煤采煤法，其特征是每隔3m移一次刮板输送机(1)的机尾。
4.根据权利要求1所述的急斜近距煤层水平分段轻型支架放顶煤采煤法，其特征是每隔3m放一次炮。
全文摘要
本发明涉及地下采煤方法，特别是急斜近距煤层水平分段轻型支架放顶煤采煤法，包括近距煤层联合开采巷道，根据水平分层放顶高度，开掘分层巷道，开掘采区上下山，回风巷、进风巷、溜煤眼、行人眼和将分层巷道与轨道石门和回风石门沟通，回采工艺的步骤为超前支护、顶煤打眼、装药、移机尾、移液压支架、放炮和放顶煤。本发明提高了煤资源的采出率，生产成本低，工作面人工效率大幅度提高。掘进工程量小，大大减少了工人的劳动强度，液压支架实现自动放顶煤，工人在液压支架下工作，安全有了根本保证。
文档编号E21C41/00GK1607316SQ200310101130
公开日2005年4月20日 申请日期2003年10月16日 优先权日2003年10月16日
发明者胡开江, 卢俭, 漆涛, 王栓存, 李东明, 田英男, 蒋东晖, 陈明 申请人:新疆乌鲁木齐矿业(集团)有限责任公司