專利名稱：厚煤層沿穩(wěn)定層布巷的雙向凹字型采煤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種厚煤層采煤方法，具體是一種松軟破碎厚煤層沿穩(wěn)定層布巷的雙 向凹字型采煤方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的厚煤層開采方法為分層開采、放頂煤開采和大采高綜采三種。分層開采在 20世紀(jì)80年代前應(yīng)用較為廣泛，但由于其巷道掘進(jìn)量大，工效低，生產(chǎn)成本高和下分層開 采受巷道掘進(jìn)困難、采空區(qū)積水、瓦斯和煤自然發(fā)火等嚴(yán)重影響，已較少應(yīng)用。大采高綜采 和放頂煤開采是厚煤層開采的主要方法。在現(xiàn)行的大采高綜采與放頂煤開采中，回采工作 面的上下順槽和開切眼等巷道沿煤層底板布置，這種布置存在的明顯缺陷是當(dāng)?shù)撞棵簩?松軟破碎時(shí)，巷道掘進(jìn)和支護(hù)非常困難；隨著煤層厚度的增大，要求留設(shè)的區(qū)段煤柱寬度增 加。另外，當(dāng)上下順槽沿煤層底板布置時(shí)，不利于工作面特別是其上隅角瓦斯的排放。針對(duì)上述問題，現(xiàn)有技術(shù)采用超前注漿、超前管棚和超前錨桿控制掘進(jìn)迎頭頂板 冒漏，但嚴(yán)重影響巷道掘進(jìn)速度，并且對(duì)巷道圍巖穩(wěn)定性的控制效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開一種厚煤層沿穩(wěn)定層布巷的雙向“凹”字型 采煤方法，以克服厚煤層大采高綜采和放頂煤開采沿煤層底板布置巷道在巷道掘進(jìn)和支護(hù) 上的困難，減小區(qū)段煤柱損失，有利于工作面特別是其上隅角瓦斯排放。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種厚煤層沿穩(wěn)定層布巷的雙向 “凹”字型采煤方法，該方法包括巷道布置和回采工藝。其特征在于A、礦井主要巷道，包括開拓巷道、準(zhǔn)備巷道和回采巷道均沿煤層穩(wěn)定層布置，以實(shí) 現(xiàn)巷道掘進(jìn)與支護(hù)的穩(wěn)定性。B、回采工作面形成雙向“凹”字型布置。在工作面長(zhǎng)度方向，上下順槽及工作面兩 端頭位于穩(wěn)定層中，工作面中部沿煤層底板布置，用變坡道連接工作面長(zhǎng)度方向上下三段， 形成工作面長(zhǎng)度方向上的“凹”字型布置；在工作面推進(jìn)方向，開切眼與停采線處的設(shè)備回 撤通道位于穩(wěn)定層中，工作面中間回采區(qū)段沿煤層底板布置，以θ =15°變坡角連接工作 面推進(jìn)方向的上下三段，形成工作面推進(jìn)方向上的“凹”字型布置。C、在工作面長(zhǎng)度方向和推進(jìn)方向均形成三段式回采工藝，即在工作面長(zhǎng)度方向， 工作面兩端頭沿穩(wěn)定層回采，工作面中部沿煤層底板回采，采用變坡回采段連接工作面長(zhǎng) 度方向上下三段。在工作面推進(jìn)方向，在初采區(qū)段，工作面(兩端頭除外)從穩(wěn)定層開始 下切回采，直至煤層底板，工作面下切角度θ =15° ；在中間回采區(qū)段，工作面(兩端頭除 外)沿煤層底板回采；在末采區(qū)段，工作面(兩端頭除外)從煤層底板上爬回采，直至穩(wěn)定 層，工作面上爬角度θ = 15°。D、當(dāng)進(jìn)風(fēng)巷道與回風(fēng)巷道交叉時(shí)，回風(fēng)巷道破頂板在運(yùn)輸巷之上立體交叉。本發(fā)明所述的穩(wěn)定層是指厚煤層中抗壓強(qiáng)度大，裂隙不發(fā)育或夾矸厚度較大的層位；所述的變坡道在工作面起坡段設(shè)計(jì)為每節(jié)溜槽抬高3°，共用五節(jié)溜槽抬高至15°，然 后保持與底板15°鋪設(shè)N節(jié)溜槽，隨后再鋪設(shè)5節(jié)回落順槽，每節(jié)回落3°，回落至與煤層 底板平行。設(shè)煤層底板至順槽底板的高度為H，每節(jié)溜槽長(zhǎng)為A，則N為
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在1、與現(xiàn)有的礦井巷道沿煤層底板布置相比，本發(fā)明厚煤層沿穩(wěn)定層布巷的雙向 “凹”字型采煤方法的實(shí)現(xiàn)，有利于礦井巷道的掘進(jìn)與支護(hù)。礦井巷道布置在煤層的穩(wěn)定層， 使巷道頂板是完整的煤層或矸石，在掘進(jìn)的過程中不會(huì)出現(xiàn)巷道頂板冒漏，能夠加快掘進(jìn) 速度，而且因巷道所處層位穩(wěn)定，對(duì)巷道支護(hù)要求較低。2、與現(xiàn)有的沿底布置巷道進(jìn)行回采的采煤法相比，本發(fā)明厚煤層沿穩(wěn)定層布巷的 雙向“凹”字型采煤方法，由于巷道頂板穩(wěn)定和工作面上下端頭采高低，有利于實(shí)現(xiàn)小煤柱 或無煤柱護(hù)巷，最大程度地減小了區(qū)段煤柱的損失，提高了礦井的回采率。3、與現(xiàn)有的沿底布置巷道進(jìn)行回采的采煤法相比，本發(fā)明厚煤層沿穩(wěn)定層布巷的 雙向“凹”字型采煤方法，在工作面長(zhǎng)度方向和推進(jìn)方向上，均形成下切、變平和上爬的三段 式“凹”字型回采工藝，工作面上下順槽和設(shè)備回撤通道比工作面中間回采段層位高，有利 于工作面特別是其上隅角內(nèi)的瓦斯排放。


圖1是本發(fā)明放頂煤工作面開采方法系統(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明圖1的I-I剖面圖；圖3是本發(fā)明圖1的II-II剖面圖。圖中1 采區(qū)回風(fēng)巷；2 采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷；3 運(yùn)輸順槽；4 回風(fēng)順槽；5 開切眼；6 初 采停止線；7 中間回采停止線；8 設(shè)備回撤通道；9 穩(wěn)定層；10 煤層底板；11 變坡道I ； 12 變坡道II ；A 初采區(qū)段；B 中間回采區(qū)段；C 末采區(qū)段；Dl 變坡回采段I ；D2 變坡回 采段II ；E 沿底回采段
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式如圖1、2和3所述，本發(fā)明厚煤層沿穩(wěn)定層布巷的雙向“凹”字型放頂煤工作面開 采方法系統(tǒng)示意圖。厚煤層沿穩(wěn)定層布巷的雙向“凹”字型放頂煤工作面開采系統(tǒng)的巷道 布置和回采工藝如下1、沿厚煤層穩(wěn)定層掘進(jìn)采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷2、采區(qū)回風(fēng)巷1、運(yùn)輸順槽3、回風(fēng)順槽4、開切 眼5，使這些巷道的頂板為穩(wěn)定層，采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷2與回風(fēng)順槽4交叉時(shí)，回風(fēng)順槽4破頂板與 采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷2之上立體交叉，形成工作面生產(chǎn)系統(tǒng)。2、回采工作面形成雙向“凹”字型布置。在工作面長(zhǎng)度方向，運(yùn)輸順槽3、回風(fēng)順槽 4及工作面兩端頭位于穩(wěn)定層9，工作面中間沿煤層底板10布置，用變坡道I 11和變坡道 II 12連接工作面長(zhǎng)度方向上下三段，形成工作面長(zhǎng)度方向上的“凹”字型(圖3中虛線所示)布置；在工作面推進(jìn)方向，開切眼5與停采線處的設(shè)備回撤通道8位于穩(wěn)定層9中，工 作面中間回采區(qū)段B沿煤層底板10布置，以θ =15°變坡角連接工作面推進(jìn)方向的上下 三段，形成工作面推進(jìn)方向上的“凹”字型(圖2虛線所示)布置。3、在工作面長(zhǎng)度方向和推進(jìn)方向均形成三段式回采工藝。在工作面長(zhǎng)度方向，在 變坡回采段I D1，或變坡回采段II D2，工作面從一側(cè)端頭開始沿煤層穩(wěn)定層9回采，下切 沿變坡道I 11，或變坡道II 12回采，直至煤層底板10;在沿底回采段Ε，工作面沿煤層底 板10回采；在變坡回采段II D2，或變坡回采段I D1，工作面上爬沿變坡道II 12，或變坡道 I 11回采，直至煤層穩(wěn)定層9 ；在工作面長(zhǎng)度方向上形成下切、變平、上爬的三段式回采工 藝。在工作面推進(jìn)方向，在初采區(qū)段Α，工作面(兩端頭除外)從穩(wěn)定層開始下切回采(下 切角度為θ =15° )，直至初采停止線6，此時(shí)工作面沿煤層底板布置10;在中間回采區(qū)段 B，工作面(兩端頭除外)沿煤層底板回采，直至中間回采停止線7;在末采區(qū)段C，工作面 (兩端頭除外)上爬回采(上爬角度為θ =15° )，直至設(shè)備回撤通道8;在工作面推進(jìn)方 向上也形成下切、變平、上爬的三段式回采工藝。4、變坡道I 11和變坡道II 12是在工作面起坡段設(shè)計(jì)為每節(jié)溜槽抬高3°，由五 節(jié)溜槽抬高至15°，然后保持與底板15°鋪設(shè)N節(jié)溜槽，隨后再鋪設(shè)5節(jié)回落順槽，每節(jié)回 落3°，回落至與煤層底板10平行。其設(shè)煤層底板至順槽底板的高度為H，每節(jié)溜槽長(zhǎng)為Α，則N為 在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供的厚煤層沿穩(wěn)定層布巷的雙向“凹”字型采煤 方法也適用于大采高綜采。
權(quán)利要求
一種厚煤層沿穩(wěn)定層布巷的雙向凹字型采煤方法，包括巷道布置和回采工藝，其特征在于首先，沿礦井厚煤層的穩(wěn)定層(9)布置開拓巷道、準(zhǔn)備巷道和回采巷道；其次，工作面長(zhǎng)度方向，運(yùn)輸順槽(3)、回風(fēng)順槽(4)和工作面兩端頭位于穩(wěn)定層(9)，工作面中部沿煤層底板(10)布置，用變坡道I(11)和變坡道II(12)連接工作面長(zhǎng)度方向上下三段，工作面長(zhǎng)度方向上構(gòu)成“凹”字型布置；工作面推進(jìn)方向，開切眼(5)與停采線處的設(shè)備回撤通道(8)位于穩(wěn)定層(9)，工作面中間回采區(qū)段(B)沿煤層底板(10)布置，以θ＝15°變坡角連接工作面推進(jìn)方向的上下三段，工作面推進(jìn)方向上構(gòu)成“凹”字型布置；最后，工作面長(zhǎng)度方向，工作面兩端頭沿穩(wěn)定層(9)回采，工作面中間沿煤層底板(10)回采，用變坡回采段I(D1)和變坡回采段II(D2)連接工作面長(zhǎng)度方向上下三段；工作面推進(jìn)方向，在初采區(qū)段(A)，除兩端頭之外的工作面從穩(wěn)定層(9)開始下切回采，直至煤層底板(10)，工作面下切角度θ＝15°；在中間回采區(qū)段(B)，除兩端頭之外的工作面沿底煤層底板(10)回采；在末采區(qū)段(C)，工作面從煤層底板(10)上爬回采，直至穩(wěn)定層(9)，上爬角度θ＝15°；在工作面長(zhǎng)度方向和推進(jìn)方向均構(gòu)成“凹”字型布置的三段式回采工藝。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于變坡道I(11)和變坡道11(12)是在工作面起坡 段設(shè)計(jì)為每節(jié)溜槽抬高3°，共用五節(jié)溜槽抬高至15°，然后保持與煤層底板(10)15°鋪 設(shè)N節(jié)溜槽，隨后再鋪設(shè)5節(jié)回落溜槽，每節(jié)回落3°，回落至與煤層底板(10)平行；其設(shè)煤層底板至順槽底板的高度為H，每節(jié)溜槽長(zhǎng)為Α，則N為
全文摘要
一種厚煤層沿穩(wěn)定層布巷的雙向凹字型采煤方法，首先是將礦井的所有巷道沿穩(wěn)定層掘進(jìn)，使巷道頂板為煤層穩(wěn)定層，回采巷道沿穩(wěn)定層布置使工作面沿長(zhǎng)度和推進(jìn)方向形成雙向“凹”字型，工作面沿長(zhǎng)度和推進(jìn)方向的回采均形成下切、變平和上爬的三段式回采工藝。該方法從根本上解決了現(xiàn)有厚煤層沿底板布巷掘進(jìn)和支護(hù)的困難，減小了相鄰工作面間的煤柱損失，有利于工作面特別是上隅角的瓦斯排放。本發(fā)明適應(yīng)于松軟破碎厚煤層大采高綜采和放頂煤開采。
文檔編號(hào)E21C41/16GK101915099SQ20101024405
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月31日
發(fā)明者代金華, 康天合, 柴肇云, 郭靈飛 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)