专利名称：近水平极薄煤层无人工作面开采方法
技术领域：
本发明属于井下煤炭的开采方法，涉及极薄煤层的特殊开采。
在煤矿地下开采中，煤层赋存条件复杂，对于0.5米以上的煤层，国内外已有成熟的开采方法，或是采煤机机械化采煤，或是人工炮采。但对于煤层厚度小于0.5米以下的极薄煤层，且倾角小于10°的近水平极薄煤层，难以实现机械化开采和炮采造成资源的极大浪费。我国很多老矿区易采煤层已采尽，均面临着极薄煤层的开采的问题，很需要一种新的开采方法。
本发明的目的，是提供一种极薄煤层特别是近水平极薄煤层的开采方法。这种方法能在工作面无人操作的情况下，将煤炭开采出来，起到经济安全回收地下资源的目的。
实现本发明的技术方案如下一、首先如同一般条件的煤层开采那样，沿煤层走向布置工作面，进行采准巷道布置；即在预采工作面上方开拓回风平巷，下方开拓运输平巷，根据矿上条件选定，运输平巷布置轨道矿车、刮板机或皮带机等，根据矿上条件选定；然后按传统方法进行人工开切眼，即人工打通工作面。
二、安装工作面输煤系统工作面输煤系统包括螺旋式输煤机、轨道平板车、临时轨道、牵引设备等。其中螺旋式输煤机是实现本发明的关键设备，其构造将在后面描述。
1.在回风平巷、运输平巷各铺设临时轨道，安设轨道平板车，在工作面前进方向均布置牵引设备。
2.回风平巷的平板车安装固定输煤机机尾座，运输平巷的平板车安装固定输煤机机头。
3.将螺旋式输煤机滚筒从切眼上方一节节逐渐联接并顺切眼下推，直至在运输平巷露出第一节，用法兰与螺旋式输送机机头的动力输出轴连接；滚筒最末一节的尾部，安装在回风巷侧的机尾座上。
三、深孔爆破落煤工艺1.钻深孔炮眼。在其中一条巷道中布置钻架和钻机，钻机可采用强力煤电钻，采用接长式钻杆，平行于工作面在煤层中钻深孔炮眼，直至钻透另一侧巷道；2.装填炸药。采用间隔装药结构，装填方法可采用如下任一种
(1)将炸药卷间隔捆绑在细绳状物上及导爆索上，将细绳一头捆绑在未退出的钻杆上，随着钻杆的退出将串装药卷牵拉入炮眼，边牵拉边捆绑炸药卷，直到贯穿整个炮眼；(2)将炸药卷间隔捆绑在导爆索和细长杆上，从上方向下推入炮眼，边推入边接长细杆和捆绑药卷，直到贯穿整个炮眼；炸药卷装毕，露出导爆索头，炮眼两头封堵炮泥。
3.爆破落煤。在露出的导爆索头上捆绑雷管，用发炮器引爆，爆破松动工作面煤层。
四、采煤工作面煤炭输送过程1.爆破后开动螺旋式输煤机，使工作面煤炭在螺旋叶片旋推下输送落入运输平巷的运输设备上；2.在开动螺旋式输煤机的同时，不断开动回风平巷和运输平巷中的小绞车，使输煤机不断向工作面前方推进，直至将爆松煤炭全部输送出工作面，完成第一循环工作。
五、采煤工作面正规循环作业接第一个循环，重复上述深孔爆破落煤工艺和采煤工作面煤炭输送过程，周而复始循环推进，直至采完整个设计采煤区段。
六、实现本发明的关键设备，是设计了螺旋式输煤机来完成采煤工作面的输煤任务。该输煤机构造由机头、机尾和螺旋式滚筒组成。机头包括动力电机和减速器，减速器的动力输出轴用法兰与滚筒头连接；滚筒尾联接机尾座；滚筒是在管状轮壳上焊接上螺旋叶片，并设有底座和弧形挡煤板；为了便于安装，设计为多节联接式，节与节之间采用活动插口联接，安装拆卸方便。
本发明的积极效果是实现了极薄煤层特别是近水平板薄煤层的开采问题。由于极薄煤层工作面人员进出困难，采用此法，工人只需在巷道中进行操作，不用进入工作面，就能采出煤炭，解决了极薄煤层资源回收的难题。另外，由于开采方法简单，设备简单，工作面无人不用支护，所以开采成本低，人员安全，社会效益及经济效益显著。
下面结合附图再进一步说明本发明的实施方案。
图1是采煤工作面示意图，图2是螺旋式输煤机其中一段的主视剖面图，图3是图2的侧视图。
图例说明1-回风巷；2-上部绞车；3-绞车绳；4-临时轨道；5-炮泥；6-炸药及导爆索；7-炮眼；8-工作面煤壁；9-运煤矿车；10-法兰；11-运输平巷；12-下部绞车及绞车绳；13-下部平板车；14-电机；15-减速箱；16-挡煤板；17-切眼；18-滚筒；19-机尾座；20-上部平板车；21-螺旋叶片；22-滚筒轮壳；23-螺栓；24-轴瓦盖；25-带有方形扦头的滚筒轴；26-座撑；27-底座。
图1的采煤方法是1.在预定采区沿煤层走向间隔30米左右开拓回风平巷1和运输平巷11，铺设临时轨道4，运输平巷11中布置运输轨道及矿车9，在预采工作面人工开掘切眼17；2.在回风平巷1和运输平巷11中分别布置安设小绞车2和12，在上下部的轨道4上分别安设轨道平板车20和13，并将绞车钢丝绳3分别拴在轨道平板车上；3.在切眼17上方将螺旋滚筒18一节节顺切眼17下推，并通过法兰10与减速器15连接；滚筒18的最末节的尾部连在机尾座19上，机尾座19固定在平板车20上。4.在平巷1或11中距煤壁8一米左右用强力电煤钻机打炮眼7，通过导爆索间隔装填炸药卷6，间隔距离0.7米左右，装填后炮眼两头用炮泥5堵塞，堵塞长度不小于1.0米。然后在导爆索的露头上捆上雷管起爆。5.起爆后，开启动力电机14，将爆后落煤输送至平巷11中的矿车9中，在输送过程中，视情况不断开动小绞车2和12，将螺旋式输煤机向前不断推进，直到将全部落煤输送完毕，完成第一个工作循环。6.重复上述4-5工作过程进入正规工作循环，直至采完整个设计区段。
图2图3中一段滚筒的构造是1.在滚筒轮壳22上螺旋状焊接上叶片21，滚筒轮壳22的一头焊接带有方形插头的滚筒轴25，另一头带头方形插口，在井下安装时，先将一节的方形插头插入另一节的方形扦口。2.在底座25上焊接挡煤板16和左右座撑26，底座的长度可容纳安装2个以上滚筒，视情况而定；3.将联接起来的滚筒安装在支撑架上，即将滚筒轴25分别卡在左右座撑27的半圆槽中；将轴瓦套24卡住滚筒轴25，用螺栓23固紧即可。
权利要求
1.一种极薄煤层特别是近水平极薄煤层的无人工作面开采方法1.1首先沿煤层走向布置开采巷道，开拓回风平巷、运输平巷和切眼，其特征是1.2安装工作面输煤系统；1.2.1在回风平巷和运输平巷各铺设临时轨道安设平板车和牵引设备；1.2.2将螺旋式输煤机滚筒从切眼上方一节节逐渐联接并顺切眼下推，将第一节用法兰联接在螺旋式输煤机机头的动力输出轴上；将滚筒最末一节联接在机尾座上；1.2.3将机头、机尾座分别固定在两巷的平板车上；1.3深孔爆破落煤1.3.1在一侧巷道中布置钻架、钻机，用接长式钻杆平行于工作面在煤层中钻深孔炮眼直至钻透另一侧巷道；1.3.2采用导爆索串联间隔装药结构向炮眼中装炸药卷，炮眼两头封堵炮泥，在露出的导爆索头上捆绑雷管，用发爆器引爆，爆松工作面煤层；1.4工作面煤炭输送1.4.1开动螺旋式输送机，将工作面煤炭输送至运输平巷的运输设备上；1.4.2在开动输煤机过程中，不断开动两巷中的牵引设备使输送机向前方移动，直至输完所有爆松煤炭，完成第一循环；1.4.3重复上述1.3深孔爆破落煤和1.4工作面煤炭输送过程，周而循环，直至采完整个设计采煤区段。
全文摘要
一种极薄煤层特别是近水平极薄煤层的无人工作面开采方法,其特征是平行于煤层工作面钻深孔炮眼、用导爆索串联间隔装药,一次放炮落煤,然后用螺旋式输煤机向运输平巷输煤;由于工人只需在巷道中操作以上过程,不用进入工作面,从而解决了极薄煤层的开采问题,起到安全、高效回收地下资源的目的,为老矿区的生产挖潜解决了一大难题。
文档编号E21C41/00GK1229165SQ98110118
公开日1999年9月22日 申请日期1998年3月18日 优先权日1998年3月18日
发明者翟德元, 姜培旺, 王祥胜 申请人:山东矿业学院采矿研究所