一种煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法与流程

本发明属于井工煤矿地下开采的，具体公开了一种煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法。

背景技术：

1、由于薄煤层在开采过程中存在作业空间小、设备运转有限、人员活动区域受限、受地质条件影响大等局限，为方便设备布置和人员作业，开采过程中采煤装备往往通过截割一定厚度的顶板或者底板岩层类来实现，导致所采出的煤炭资源含矸率高，吨煤能耗较大，开采速度慢，不利于煤炭资源的高效开采。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法，减少工作面割煤辅助作业时间，同时减少割煤过程中矸石的开采量，提高工作面开采效率。

2、上述一种煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法，包括下述步骤：

3、s1，布置长壁回采工作面巷道系统，包括运输顺槽、回风顺槽以及连通运输顺槽和回风顺槽的工作面切眼，采用自运输顺槽进、经工作面切眼、自回风顺槽回的u型通风方式；

4、s2，将端头液压支架、工作面液压支架、矮型刮板输送机、紧凑型采煤装备布置于工作面切眼内，其中矮型刮板输送机沿工作面的长度方向布置，矮型刮板输送机机头和矮型刮板输送机机尾分别位于运输顺槽和回风顺槽内，紧凑型采煤装备跨骑于矮型刮板输送机上；将转载破碎装备、皮带输送机、自移机尾、设备列车布置于运输顺槽内；

5、s3，紧凑型采煤装备沿工作面侧切进刀，由矮型刮板输送机牵引往复移动切割。

6、步骤s1包括：

7、t1，分别沿薄煤层顶板掘进两条平行巷道，采用沿顶破底的掘进方式，巷道掘进至采区规划要求的长度后停止掘进，形成运输顺槽和回风顺槽；

8、t2，沿着垂直于巷道轴线的方向掘进一条工作面切眼，工作面切眼与运输顺槽和回风顺槽贯通后形成长壁回采工作面巷道系统。

9、步骤s2中，矮型刮板输送机机头与下部的转载破碎装备采用端卸的方式运煤。

10、步骤s2中，矮型刮板输送机机头与下部的转载破碎装备通过可伸缩落差支撑机构连接，保证矮型刮板输送机位于运输顺槽内的部分与位于工作面切眼内的部分保持同等高度；

11、矮型刮板输送机机尾的下部设置有可伸缩式支撑机构，保证矮型刮板输送机位于回风顺槽内的部分与位于工作面切眼内的部分保持同等高度。

12、步骤s2还包括完成工作面所需的供电系统、供液系统、控制系统的设备安装工作，为工作面生产做准备。

13、步骤s3包括：

14、t1，割煤之前，紧凑型采煤装备的两个滚筒均位于运输顺槽内，前滚筒紧邻运输顺槽侧工作面煤壁帮，通过工作面液压支架将矮型刮板输送机向工作面整体推移1个滚筒截深的距离，进行移架，使工作面液压支架保持支护状态；

15、t2，紧凑型采煤装备开始割煤，在矮型刮板输送机提供的拉移力作用下，紧凑型采煤装备的前滚筒旋转进入工作面煤壁，在矮型刮板输送机机头对应的工作面端部边缘形成煤窝，煤窝深度为1个截深；

16、t3，紧凑型采煤装备持续向矮型刮板输送机机尾侧移动割煤，割煤过程矮型刮板输送机为紧凑型采煤装备提供持续稳定的牵引力，紧凑型采煤装备保持恒定的速度割煤，截割过程中紧凑型采煤装备后方的矮型刮板输送机通过工作面液压支架向工作面推移，并移架支护；

17、t4，紧凑型采煤装备的前滚筒割煤至矮型刮板输送机机尾对应的工作面端部边缘时，继续向矮型刮板输送机机尾方向运行，直至后滚筒完全进入回风顺槽内后停止运行，完成一次正向割煤；

18、t5，矮型刮板输送机机尾侧的端头液压支架及过渡区域内的工作面液压支架推移矮型刮板输送机并移架，保持矮型刮板输送机处于与工作面煤壁平行的直线上；

19、t6，工作面液压支架整体推移矮型刮板输送机，并带动紧凑型采煤装备向工作面推进1个截深，进行移架，使工作面液压支架保持支护状态；

20、t7，紧凑型采煤装备在矮型刮板输送机提供的牵引力作用下反向运行，正向割煤工序中的后滚筒变为反向割煤工序的前滚筒，割煤过程中紧跟紧凑型采煤装备推移矮型刮板输送机并移架，紧凑型采煤装备持续向矮型刮板输送机机头方向运行割煤，直至前后滚筒完全进入运输顺槽后停止运行，完成一次反向割煤；

21、t8，矮型刮板输送机机头侧的端头液压支架及过渡区域内的工作面液压支架推移矮型刮板输送机并移架，保持矮型刮板输送机处于与工作面煤壁平行的直线上，完成一个循环。

22、紧凑型采煤装备中前滚筒用于破煤、落煤及装煤，后滚筒用于装煤和破煤，通过改变滚筒直径实现开采高度的调整。

23、紧凑型采煤装备的割煤运行速度为10～20m/min，紧凑型采煤装备进入矮型刮板输送机头及机尾的过渡区域时割煤运行速度降低，前滚筒进入顺槽后速度再次降低，待后滚筒进入顺槽后紧凑型采煤装备完全停止。

24、根据煤层硬度、夹矸程度、顶底板截割情况调整矮型刮板输送机的拉移力。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

26、本发明所提出的煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法可实现工作面端头煤壁侧向快速进刀和快速往返运行割煤，与现阶段薄煤层综采工作面端部斜切进刀、反向割煤的方式相比，取消了采煤装备部分往返空转作业工序，同时大幅度缩短了割煤过程中的辅助作业时间，因而缩短了采煤工作面单次循环作业时间，提高了薄煤层工作面的开采效率；在紧凑型采煤装备快速割煤过程中，可实现矮型刮板输送机的快速跟机推移和工作面液压支架的快速移架，可保证煤层截割过后工作面顶板的及时、有效支护。本发明所提出的煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法具有良好的安全、技术和经济效益。

技术特征：

1.一种煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.根据权利要求1所述的煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法，其特征在于，步骤s1包括：

3.根据权利要求1所述的煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法，其特征在于，步骤s2中，矮型刮板输送机机头与下部的转载破碎装备采用端卸的方式运煤。

4.根据权利要求3所述的煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法，其特征在于，步骤s2中，矮型刮板输送机机头与下部的转载破碎装备通过可伸缩落差支撑机构连接，保证矮型刮板输送机位于运输顺槽内的部分与位于工作面切眼内的部分保持同等高度；

5.根据权利要求3或4所述的煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法，其特征在于，步骤s2还包括完成工作面所需的供电系统、供液系统、控制系统的设备安装工作，为工作面生产做准备。

6.根据权利要求1所述的煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法，其特征在于，步骤s3包括：

7.根据权利要求1所述的煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法，其特征在于，紧凑型采煤装备中前滚筒用于破煤、落煤及装煤，后滚筒用于装煤和破煤，通过改变滚筒直径实现开采高度的调整。

8.根据权利要求1所述的煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法，其特征在于，紧凑型采煤装备的割煤运行速度为10～20m/min，紧凑型采煤装备进入矮型刮板输送机头及机尾的过渡区域时割煤运行速度降低，前滚筒进入顺槽后速度再次降低，待后滚筒进入顺槽后紧凑型采煤装备完全停止。

9.根据权利要求1所述的煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法，其特征在于，根据煤层硬度、夹矸程度、顶底板截割情况调整矮型刮板输送机的拉移力。

技术总结
本发明提供了一种煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法，属于井工煤矿地下开采的技术领域，上述方法可实现工作面端头煤壁侧向快速进刀和快速往返运行割煤，与现阶段薄煤层综采工作面端部斜切进刀、反向割煤的方式相比，取消了采煤装备部分往返空转作业工序，同时大幅度缩短了割煤过程中的辅助作业时间，因而缩短了采煤工作面单次循环作业时间，提高了薄煤层工作面的开采效率；在紧凑型采煤装备快速割煤过程中，可实现矮型刮板输送机的快速跟机推移和工作面液压支架的快速移架，可保证煤层截割过后工作面顶板的及时、有效支护。本发明所提出的煤矿井下薄煤层工作面快速开采方法具有良好的安全、技术和经济效益。

技术研发人员：王学成,王琦,王赟,张银星,郤云鹏,唐会成,王强
受保护的技术使用者：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15