松散煤层的采煤方法
【专利摘要】一种松散煤层的采煤方法，该方法包括下述步骤：首先，在轨道平巷、运输平巷中沿煤层走向超前采煤工作面120m处，每隔两个湿润半径r设置一个注水点，在各注水点向煤体中静压注水，注水点随采煤工作面的推进顺序前移。同时，在壁处沿煤层倾向向工作面煤体注入高压水至水自动渗出，然后开始割煤，割煤时液压支架上方铺设金属网，所述金属网隔离整个顶板，使得整个回采工作在所述金属网下进行，保证破碎的顶板不涌入到回采空间；割煤后，迅速推移液压支架的前探梁，前探梁行程L大于采煤机截深，之后，推移刮板输送机和液压支架，尽可能的缩短顶板的暴露时间；本发明松散煤层的采煤方法，安全高效，可避免煤体片帮。
【专利说明】
松散煤层的采煤方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种煤矿井工开采技术领域，具体说涉及一种适用于深井煤体含水率低、煤体坚固系数0.7以下的综采工作面的采煤方法。
【背景技术】
[0002]煤炭是我国的主要能源，随着开采强度的增加，浅部煤炭资源已经枯竭，然而，埋深超过100m的煤炭储量高达2.64万亿吨，约为未开采煤炭储量的47.4%。深井开采中经常遇到含水率不足4%、坚固系数小于0.7的松散煤体，如我国的两淮矿区、大同矿区、兖州矿区、阜新矿区等。在这种恶劣的煤层赋存条件下，采用什么样的开采方法安全、高效开采始终困扰着现场工程技术人员；煤矿机械化程度的提高和人们对煤体物理力学性质的揭示，为回采低含水率松散煤体提供了可能，综合机械化开采这部分煤体资源是今后煤炭开采的重要发展趋势。
[0003]现有的综合机械化开采多针对坚硬煤层，特别是煤体坚固系数1.0以上的煤体。相应的液压支架、刮板输送机、采煤机也都未考虑工作面煤体的软硬程度。煤体未经过相应的处理、液压支架未特殊设计的情况下，松散煤体在回采过程中经常出现煤体大面积片帮事故，极易出现安全问题，导致工作面频繁停止生产，严重制约了矿井的安全高效开采。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种松散煤层的采煤方法，其安全高效，可避免煤体片帮。
[0005]为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为:一种松散煤层的采煤方法，该方法包括下述步骤:
[0006](一)在轨道平巷煤层中部打注水孔静压注水，在注水孔周边打若干个考察孔，各所述考察孔依次远离所述注水孔，检测各考察孔的含水率，含水率大于7 %的点到所述注水孔的中心的距离为所述注水孔的湿润半径r，确定所述注水孔的湿润半径；
[0007](二)在轨道平巷、运输平巷中超前回采工作面120m处，每隔两个湿润半径r设置一个注水点，在各注水点向煤体中静压注水，增加松散煤体的抗剪强度，注水点随采煤工作面的推进顺序如移；
[0008](三)沿煤层倾向向煤壁中注入高压水至煤壁处煤体中水自动渗出；
[0009](四)开始割煤，割煤时液压支架上方铺设金属网，所述金属网隔离整个顶板，使得整个回采工作在所述金属网下进行，保证破碎的顶板不涌入到回采空间；
[0010](五)割煤后，迅速推移液压支架的前探梁，前探梁行程L大于采煤机截深，然后使一级护帮板及时有力支撑最新暴露出来的煤体，之后打开二级护帮板保护煤壁下方煤体，之后，推移刮板输送机和液压支架，尽可能的缩短顶板的暴露时间；
[0011](六)重复以上步骤，完成整个区段的回采工作。
[0012]本发明松散煤层的采煤方法，其中，相邻两所述考察孔之间的间距为2m。
[0013]本发明松散煤层的采煤方法，其中，在所述步骤(三)中采用人工方式注水，并且每次注水宽度为4m，注水位置随割煤进度前移。
[0014]本发明松散煤层的采煤方法，其中，在所述步骤(五)中，所述前探梁行程L大于采煤机截深20cm。
[0015]采用上述方案后，与现有技术相比由于本发明松散煤层的采煤方法中先通过工作面运输平巷、轨道平巷内静压预先长时间注水和工作面煤壁高压及时二次注水增加了煤体的抗剪切强度，改变了传统上坚硬煤层注水弱化煤体强度的认识，从煤体本身物理性能上增加了煤壁的稳定性，采煤过程更安全高效，可避免煤体片帮；
[0016]采用液压支架前探梁行程大于采煤机截深的“不匹配”设计，改变了传统意义上刮板输送机、液压支架、采煤机滚筒截深“三机配套”的观点，使工作面煤壁暴露出来后能在推移刮板输送机和液压支架前及时打开前探梁，稳定处于单向受力状态有片帮可能的煤壁，从外部条件上改变了煤壁的稳定性；
[0017]采煤机割煤后顶板及时铺设金属网，将采场和顶板、采空区相隔离，隔断了采场与破碎顶板、采空区冒落矸石的直接接触，从根本上杜绝了作业环境内顶板和煤壁片帮后破碎煤岩体涌入采场的可能，采煤过程更安全高效，能最大程度的回采出深井松散煤炭资源，并且该方法操作简单，具有非常高的应用推广价值。
【附图说明】
[0018]图1是本发明松散煤层的采煤方法中确定超前工作面煤层静压预先注水孔间距的结构示意图；
[0019]图2是本发明松散煤层的采煤方法中采场设备布置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]本发明一种松散煤层的采煤方法包括下述步骤:
[0021 ](一)在轨道平巷煤层11中部打注水孔12，向注水孔12中持续静压注水24小时，然后在注水孔12周边打若干个考察孔13，各考察孔13依次远离注水孔12，相邻两考察孔13之间的间距为lm，检测各考察孔13的含水率，含水率大于7%的点到注水孔12的中心之间的距离为注水孔12的湿润半径，确定注水孔12的湿润半径r;
[0022](二)在轨道平巷、运输平巷中超前回采工作面120m处，每隔两个湿润半径r设置一个注水点，在各注水点向煤体中静压注水，增加松散煤体的抗剪强度，从煤体本身增加了煤壁的稳定性，注水点随煤体开采的推进而依次前移；
[0023](三)采用人工的方式手持注水设备，沿煤层倾向向煤壁中注入高压水，直至煤壁的煤体中有水自动渗出为止；
[0024](四)开始割煤，割煤时在液压支架14上方铺设金属网15，金属网15将整个顶板16及采空区与回采工作区隔离，使得整个回采工作在金属网15下方进行，保证破碎的顶板16不涌入到回采空间；
[0025](五)割煤后，迅速推移液压支架14的前探梁141，前探梁141行程L大于采煤机截深20cm，然后使一级护帮板17及时有力支撑住最新暴露出来的煤体，之后打开二级护帮板18保护煤壁下方煤体，之后，推移刮板输送机和液压支架，尽可能的缩短顶板的暴露时间；
[0026](六)重复以上步骤，完成整个区段的回采工作。
[0027]在步骤(三)中采用人工方式注水，并且每次注水宽度为4m，注水位置随割煤进度逐渐前移。
[0028]以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种松散煤层的采煤方法，其特征在于:该方法包括下述步骤: (一)在轨道平巷煤层中部打注水孔静压注水，在注水孔周边打若干个考察孔，各所述考察孔依次远离所述注水孔，检测各考察孔的含水率，含水率大于7%的点到所述注水孔中心的距离为所述注水孔的湿润半径r，确定所述注水孔的湿润半径r; (二)在轨道平巷、运输平巷中超前回采工作面120m处，每隔两个湿润半径r设置一个注水点，在各注水点向煤体中静压注水，增加松散煤体的抗剪强度，注水点随采煤工作面的推进而依次前移； (三)沿煤层倾向向煤壁中注入高压水至煤壁处煤体中水自动渗出； (四)开始割煤，割煤时液压支架上方铺设金属网，所述金属网隔离整个顶板，使得整个回采工作在所述金属网下进行，保证破碎的顶板不涌入到回采空间； (五)割煤后，迅速推移液压支架的前探梁，前探梁行程L大于采煤机截深，然后使一级护帮板及时有力支撑最新暴露出来的煤体，之后打开二级护帮板保护煤壁下方煤体，之后，推移刮板输送机和液压支架，尽可能的缩短顶板的暴露时间； (六)重复以上步骤，完成整个区段的回采工作。2.根据权利要求1所述的松散煤层的采煤方法，其特征在于:相邻两所述考察孔之间的间距为2m。3.根据权利要求2所述的松散煤层的采煤方法，其特征在于:在所述步骤(三)中采用人工方式注水，并且每次注水宽度为4m，注水位置随割煤进度前移。4.根据权利要求3所述的松散煤层的采煤方法，其特征在于:在所述步骤(五)中，所述前探梁行程L大于采煤机截深20cmo
【文档编号】E21C41/18GK105863639SQ201610383028
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】李家卓, 朱传奇, 李传明, 马海峰, 史文豹, 庞冬冬
【申请人】安徽理工大学