專利名稱：邊界上(下)山沿空掘巷前進(jìn)式開采方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種邊界上(下)山沿空掘巷前進(jìn)式開采方法。
目前，國內(nèi)各采煤礦區(qū)普遍使用的采煤方法是后退式采煤方法，這種采煤方法是將采區(qū)上(下)山布置在采區(qū)中央，生產(chǎn)時(shí)先掘出工作面的兩條副巷，然后開切眼布置生產(chǎn)，采用這種采煤方法，上下工作面之間一般留有煤柱，因此這種采煤方法回采巷道掘進(jìn)工程量、維護(hù)工程量大，生產(chǎn)工作面搬家次數(shù)多，采區(qū)多，采掘緊張，生產(chǎn)成本高，煤炭資源損失量大，特別是薄煤層開采這些問題更為突出。邊界上(下)山沿空成巷Z型采煤方法的研究和應(yīng)用成功，使一部分礦山的上述問題迎刃而解。但我國中、小型礦井很多，其中的許多礦山都使用斜井開拓下行開采及下山下行開采，并且工作面下巷用礦車運(yùn)輸，因此無法沿空成下巷，也就沒有條件使用邊界上(下)山沿空成巷Z型采煤法。為了解決這類礦山的問題，我們?cè)O(shè)計(jì)研究使用了邊界上(下)山沿空掘巷前進(jìn)式開采方法。
國外應(yīng)用較多的前進(jìn)式開采技術(shù)要求高，成本費(fèi)用高，管理復(fù)雜，不適合我國國情，更不適合中小型礦井。斜井下行開采、下山下行開采、工作面下巷采用礦車運(yùn)輸這種條件國外沒有，因此，國外不可能有針對(duì)這種條件的開采方法。通過中國科學(xué)技術(shù)信息研究所國內(nèi)聯(lián)機(jī)檢索及手工檢索，查找了國內(nèi)9種有關(guān)數(shù)據(jù)庫及檢索工具書，從存貯的近十年的國內(nèi)文獻(xiàn)及專利中，查出國內(nèi)相關(guān)論文2篇(1)順槽沿空掘巷、巷旁充填；(2)傾斜長壁采煤法在任莊礦井的應(yīng)用。第(1)篇論述了沿空掘巷、掛金屬網(wǎng)、巷旁充填、噴漿的工藝方法及自燃、瓦斯的情況。這項(xiàng)技術(shù)在目前后退式開采中已是普遍技術(shù)，雖然能解決回采率低的問題，但掘進(jìn)工程量大，采掘緊張，工作面準(zhǔn)備時(shí)間長的問題依然存在。本發(fā)明雖然也使用該項(xiàng)技術(shù)，但為設(shè)邊界上(下)山的前進(jìn)式開采，與中央上(下)山布置、后退式開采有明顯區(qū)別。第二篇是傾斜長壁采煤法，而本發(fā)明是走向長壁采煤法，不是一個(gè)系列，區(qū)別是顯著的，這種傾斜長壁開采只適合近水平煤層，并且也是后退式開采。
本發(fā)明的目的正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)在中、小型礦井采用斜井開拓下行開采、下山開拓下行開采、工作面下巷采用礦車運(yùn)輸?shù)那闆r下所產(chǎn)生的一系列問題而提出的一種邊界上(下)山沿空掘巷前進(jìn)式開采方法，使用該采煤方法，上、下工作面之間不留煤柱，大大減少了煤炭資源損失，減少了工作面準(zhǔn)備時(shí)間與投資，投資省、投產(chǎn)快，技術(shù)簡單實(shí)用，成本低，易于實(shí)施。
本發(fā)明的目的是通過以下方法來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的邊界上(下)山沿空掘巷前進(jìn)式開采方法包括前進(jìn)式開采，還具備以下特征1.設(shè)置邊界上(下)山，即在采區(qū)或礦井邊界設(shè)置上(下)山或斜井，形成邊界上(下)山或邊界斜井；2.采用沿空掘巷技術(shù)，即除最上面的工作面外，其它工作面都在工作面上部超前工作面一段距離進(jìn)行沿空掘巷，回收護(hù)巷煤柱以提高回采率；3.最上面的工作面上副巷可采用沿空成巷技術(shù)，即最上面的一個(gè)工作面上副巷可不預(yù)先掘出，而是沿空成巷，該巷道除為最上面的工作面服務(wù)外，還可作為整個(gè)礦井或采區(qū)的總回風(fēng)巷；最上面的工作面的上副巷也可一次掘出，聯(lián)通邊界上(下)山或斜井，該上副巷隨工作面推進(jìn)而報(bào)廢；4.每個(gè)工作面下部采用下副巷和運(yùn)輸巷雙巷超前工作面一段距離掘進(jìn)，其中下副巷隨著工作面推進(jìn)而報(bào)廢，運(yùn)輸巷則留煤柱保護(hù)留下，該運(yùn)輸巷既為本工作面運(yùn)煤服務(wù)，又為下一個(gè)工作面服務(wù)，作為下一個(gè)工作面上副巷，所留煤柱隨下一個(gè)工作面生產(chǎn)時(shí)沿空掘巷回收。
本發(fā)明中，可在采區(qū)邊界各開設(shè)布置一條上(下)山，也可在采區(qū)一側(cè)邊界開設(shè)布置一條上(下)山，在采區(qū)的另一側(cè)邊界開設(shè)布置兩條或兩條以上的上(下)山，還可在采區(qū)邊界兩側(cè)各開設(shè)布置兩條或兩條以上的上(下)山，還可在井田中間位置設(shè)置一對(duì)斜井，在井田邊界兩邊各設(shè)置一條斜井或一條上(下)山，還可在井田邊界兩邊各布置一條或多條斜井。
本發(fā)明與目前國內(nèi)一般采用的后退式開采和國外使用較多的前進(jìn)式開采都有明顯優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具備前進(jìn)式和后退式開采的優(yōu)點(diǎn)而又避開了各自的缺點(diǎn)1.投資省、投產(chǎn)快。無論是新建礦井，還是接替采區(qū)，還是接替工作面，使用本發(fā)明技術(shù)，都能實(shí)現(xiàn)投資省、投產(chǎn)快。尤其是工作面投產(chǎn)前的回采巷道工程量可減少80％以上。2.由于工作面下巷采用礦車運(yùn)輸，因此工作面走向長度不受運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備條件限制，可以很長，目前，最長已達(dá)3200米，這樣就能節(jié)省大量的開拓巷道(包括總回風(fēng)巷、運(yùn)輸大巷、上、下山工程量)工程和開節(jié)眼工程，節(jié)省大量巖巷投資和60％以上的搬家次數(shù)和費(fèi)用及60％以上的上(下)山工程量和費(fèi)用，使生產(chǎn)環(huán)節(jié)簡便，節(jié)省大量生產(chǎn)成本。3.緩解采掘接替緊張，使用本發(fā)明技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)邊生產(chǎn)邊掘巷道(或沿空成巷)，無論是開拓巷道、采準(zhǔn)巷道，還是回采巷道，都可在生產(chǎn)中逐步自然掘出，不需要將這類巷道全部掘出后，才能生產(chǎn)，因此能夠大大緩解采掘接替緊張，扭轉(zhuǎn)煤礦生產(chǎn)的被動(dòng)局面。4.回采率高。應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)，可減少區(qū)段煤柱損失，采區(qū)隔離煤柱損失，采區(qū)上(下)山煤柱損失，總回風(fēng)巷煤柱損失，礦井采區(qū)回采率可達(dá)95％以上，礦井回采率可達(dá)85％以上。大大超過目前一般礦井的水平。5.有利于礦山企業(yè)取得好的資源利益和經(jīng)濟(jì)效益，由于使用本發(fā)明，能夠?qū)嵭型顿Y省、投產(chǎn)快、緩解采掘緊張，節(jié)省大量巷道工程和成本，提高回采率，因此能夠促進(jìn)礦井提高經(jīng)濟(jì)效益，扭轉(zhuǎn)煤炭生產(chǎn)被動(dòng)局面，促進(jìn)礦山企業(yè)健康發(fā)展。6.由于使用本發(fā)明技術(shù)，工作面前方已有兩條巷道，對(duì)構(gòu)造已經(jīng)基本掌握，因此本發(fā)明技術(shù)對(duì)構(gòu)造的適應(yīng)性與后退式開采相同，大大優(yōu)于一般前進(jìn)式開采。7.本發(fā)明技術(shù)簡單、實(shí)用、成本低廉，沒有技術(shù)難點(diǎn)，有很好的可操作性和實(shí)用性，各類礦山都有條件和能力實(shí)施應(yīng)用，有利于推廣。這是一般前進(jìn)式開采所不具備的。一般前進(jìn)式開采技術(shù)難度大，成本高，國內(nèi)礦山企業(yè)難以采用。
附圖的圖面說明如下

圖1a、1b、1c為邊界斜井沿空掘巷前進(jìn)式開采示意2a、2b、2c為中央斜井-邊界上山沿空掘巷前進(jìn)式開采示意3a、3b、3c為邊界下山沿空掘巷前進(jìn)式開采圖4a、4b、4c為中央下山-邊界上山沿空掘巷前進(jìn)式開采圖中標(biāo)號(hào)、標(biāo)志說明如下1.主斜井 2.風(fēng)井 3.運(yùn)輸大巷4.回風(fēng)大巷5.進(jìn)風(fēng)上山6.回風(fēng)上山7.進(jìn)風(fēng)下山 8.回風(fēng)下山 9.上副巷 10.下副巷 11.運(yùn)輸巷12.運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷13.開切眼 14.上風(fēng)巷(沿空掘巷)10′第二個(gè)工作面下副巷 11′第二個(gè)工作面運(yùn)輸巷 12′第二個(gè)工作面運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷13′第二個(gè)工作面開切眼 12″回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷—·—工作面或采區(qū)邊界線
采空區(qū) ……報(bào)廢巷道－巷道工程→工作面推進(jìn)方向
風(fēng)機(jī)本發(fā)明以下結(jié)合(附圖)實(shí)施例作詳細(xì)的描述實(shí)施例1對(duì)一些中小型礦井，井田范圍不很大時(shí)，可將斜井布置在井田邊界，形成邊界斜井，如圖1所示。在斜井1、2掘到第一個(gè)工作面位置后，即可掘第一個(gè)工作面上副巷9，聯(lián)通邊界斜井形成完整風(fēng)路，同時(shí)從主斜井1掘一段約100米長的第一個(gè)工作面的下副巷10和運(yùn)輸巷11(兩巷道由運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷12聯(lián)通)，然后開切眼13聯(lián)通上、下副巷及運(yùn)輸巷，安裝工作面即可投入生產(chǎn)，如圖1a所示?；夭蛇^程中，已掘上、下副巷隨采隨報(bào)廢，運(yùn)輸巷11由護(hù)巷煤柱保護(hù)而保留，而下副巷10和運(yùn)輸巷11始終超前工作面掘進(jìn)，一直到風(fēng)井2附近下副巷10只掘到工作面停采位置，運(yùn)輸巷11則與風(fēng)井聯(lián)通，如圖1b所示。在第一個(gè)工作面即將結(jié)束時(shí)，即著手準(zhǔn)備第二個(gè)工作面，提前掘好第二個(gè)工作面的下副巷10′及運(yùn)輸巷11′各一段約100米，并開好切眼13′，第一個(gè)工作面運(yùn)輸巷11作為第二個(gè)工作面的上副巷。這樣第一個(gè)工作面結(jié)束后，第二個(gè)工作面即可投產(chǎn)，在第二個(gè)工作面回采時(shí)，要超前沿空掘上風(fēng)巷14，用以回收第一個(gè)工作面的運(yùn)輸巷11的護(hù)巷煤柱，上風(fēng)巷14通過回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷12″與上副巷聯(lián)通，這就是邊界斜井沿空掘巷前進(jìn)式開采方法。
實(shí)施例2一對(duì)斜井布置1、2在井田中央，如圖2所示，在這對(duì)斜井掘到第一個(gè)工作面位置后，即掘一段井田右翼第一個(gè)工作面上副巷9約40米穿過斜井煤柱，同時(shí)掘一段該工作面下副巷10及運(yùn)輸巷11(彼此之間用進(jìn)風(fēng)運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷12聯(lián)通)約100米，然后開切眼13布置工作進(jìn)行回采，如圖2a所示。隨著工作面推進(jìn)，下副巷10及運(yùn)輸巷11雙巷超前工作面掘進(jìn)，下副巷10一直掘到工作面停采線位置，運(yùn)輸巷11則一直掘到設(shè)計(jì)采區(qū)邊界位置，然后向上掘邊界回風(fēng)上山6，并由邊界上山6反向掘一段上副巷9約40米長到工作面停采位置；工作面推過之后，已掘下副巷10隨之報(bào)廢，上副巷沿空成巷，運(yùn)輸巷由于留有煤柱而得以保護(hù)，如圖2b所示。該工作面結(jié)束時(shí)，上副巷9(沿空成巷)、邊界回風(fēng)上山6、下運(yùn)輸巷11隨即溝通，為右翼第二個(gè)工作面生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。在第一個(gè)工作面即將結(jié)束前，要著手準(zhǔn)備第二個(gè)工作面，即延深斜井到第二個(gè)工作面位置，并掘第二個(gè)工作面下副巷10′及運(yùn)輸巷11′各一段約100米，開好切眼13′，如圖1b所示，在第一個(gè)工作面結(jié)束后，第二個(gè)工作面即可投產(chǎn)。
在第二個(gè)工作面回采時(shí)，第一個(gè)工作面的運(yùn)輸巷11為其上副巷，第一個(gè)工作面上副巷9為其總回風(fēng)巷。在回采過程中，超前沿空掘上風(fēng)巷14，并用回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷12″與上副巷11聯(lián)通，這樣就回收了上工作面的護(hù)巷煤柱，第二個(gè)工作面下部與第一個(gè)工作面一樣，也是雙巷超前掘進(jìn)，如圖2c所示。井筒左翼的生產(chǎn)與右翼相同，這就是中央斜井-邊界上山沿空掘巷前進(jìn)式開采方法。
實(shí)施例3如圖3所示，上山采區(qū)基本回采結(jié)束，運(yùn)輸大巷3、總回風(fēng)巷4、進(jìn)風(fēng)上山5、回風(fēng)上山6都存在。下山采區(qū)從上往下開采。首先掘一段邊界下山7、8，到第一個(gè)下山工作面位置后，掘第一個(gè)工作面上副巷9，形成完整風(fēng)路，同時(shí)掘第一個(gè)下山工作面的下副巷10與運(yùn)輸巷11約100米，并用進(jìn)風(fēng)運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷12將彼此聯(lián)通，然后開切眼13布置工作面，如圖3a所示。隨著工作面推進(jìn)，已掘上、下副巷9、10隨采隨報(bào)廢，運(yùn)輸巷11則留煤柱保護(hù)下來；下部運(yùn)輸巷11與下副巷10超前工作面掘進(jìn)，下副巷10掘到工作面設(shè)計(jì)停采線位置，運(yùn)輸巷11掘到與邊界回風(fēng)下山8聯(lián)通。在下山第一個(gè)采面即將結(jié)束時(shí)，延深進(jìn)風(fēng)下山7到第二個(gè)采面位置，掘第二個(gè)工作面一段運(yùn)輸巷11′和下副巷10′約100米，兩巷用進(jìn)風(fēng)運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷12′彼此聯(lián)通，并開好切眼13′，如圖3b所示。在第一個(gè)工作面結(jié)束后，第一個(gè)工作面運(yùn)輸巷11作為第二個(gè)工作面上副巷，安裝第二個(gè)工作面開始生產(chǎn)，并沿空掘上風(fēng)巷14，用回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷12″將上風(fēng)巷14與上副巷聯(lián)通，用以回收護(hù)巷煤柱。第二個(gè)工作面與第一個(gè)工作面一樣，下部運(yùn)輸巷11′與下副巷10′同時(shí)超前工作面掘進(jìn)，如圖3c所示，這就是邊界下山沿空掘巷前進(jìn)式開采方法。
實(shí)施例4如圖4所示，上山采區(qū)已開采結(jié)束，運(yùn)輸大巷3、總回風(fēng)巷4、中央上山5、6仍然存在。先掘一段中央下山7、8，到第一個(gè)下山工作面位置后，掘一段下山右翼第一個(gè)工作面上副巷9約40米后穿過下山煤柱，同時(shí)掘該工作面下部運(yùn)輸巷11和下副巷10約100米，彼此用進(jìn)風(fēng)運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷12聯(lián)通，然后開切眼13聯(lián)通上、下副巷及運(yùn)輸巷，安裝工作面開始生產(chǎn)，如圖4a所示。隨著工作面推進(jìn)，上副巷9沿空成巷，已掘的下副巷10隨采隨所廢，運(yùn)輸巷11留煤柱護(hù)巷，下部的下副巷10及運(yùn)輸巷11始終超前工作面掘進(jìn)，下副巷10掘到工作面設(shè)計(jì)停采位置，運(yùn)輸巷11掘到設(shè)計(jì)采區(qū)邊界位置，并往上掘回風(fēng)上山6，掘到設(shè)計(jì)位置后，反向掘一段上副巷9，這樣第一個(gè)工作面結(jié)束后，上副巷9、運(yùn)輸巷11及邊界回風(fēng)上山6即可隨即溝通。在第一個(gè)工作面即將結(jié)束之前，延深中央下山7、8到第二個(gè)采面位置，然后掘一段第二個(gè)采面的下副巷10′和運(yùn)輸巷11′約100米(二巷用進(jìn)風(fēng)運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷12′聯(lián)通)，并開好切眼13′，如圖4b所示。在第一個(gè)工作面結(jié)束后，第一個(gè)工作面上副巷9作總回風(fēng)巷，第一個(gè)工作面運(yùn)輸巷11作第二個(gè)工作面上副巷，并超前沿空掘上風(fēng)巷14，用回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷12″與上副巷11聯(lián)通，這樣可回收護(hù)巷煤柱，下部運(yùn)輸巷11′和下副巷10′始終超前工作面掘進(jìn)，如圖4c所示。中央下山左翼的生產(chǎn)與右翼相同，這就是中央下山-邊界上山沿空掘巷前進(jìn)式開采方法。
權(quán)利要求
1.一種邊界上(下)山沿空掘巷前進(jìn)式開采方法，它包括前進(jìn)式開采，本發(fā)明的特征還在于(1)設(shè)置邊界上(下)山，即在采區(qū)邊界設(shè)置上(下)山或斜井，形成邊界上(下)山或邊界斜井；(2)采用沿空掘巷技術(shù)，即除最上面的工作面外，其它工作面在回采時(shí)，一般都在工作面上部超前工作面一段距離沿空掘巷回收煤柱，提高回采率；(3)最上面的工作面上副巷可采用沿空成巷技術(shù)，即在采用斜井開采或下山開采時(shí)，最上面的工作面的上副巷不預(yù)先掘出，而是沿空成巷，該巷道除為最上面的工作面服務(wù)外，還可作為整個(gè)礦井或采區(qū)的總回風(fēng)巷；最上面的工作面上副巷也可一次掘出，聯(lián)通邊界上(下)山或斜井，該上副巷隨著工作面推進(jìn)而報(bào)廢；(4)每個(gè)工作面下部采用下副巷和運(yùn)輸巷雙巷超前工作面一段距離掘進(jìn)，其中下副巷隨工作面推進(jìn)而報(bào)廢，運(yùn)輸巷則留煤柱保護(hù)留下，該運(yùn)輸巷即為本工作面運(yùn)煤服務(wù)，又為下一個(gè)工作面服務(wù)，作為下一個(gè)工作面上副巷，所留煤柱隨下一個(gè)工作面生產(chǎn)時(shí)沿空掘巷回收；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邊界上(下)山沿空掘巷前進(jìn)式開采方法，其特征在于在采區(qū)邊界各開設(shè)布置一條上(下)山或斜井；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邊界上(下)山沿空掘巷前進(jìn)式開采方法，其特征在于在采區(qū)一側(cè)邊界開設(shè)布置兩條或兩條以上的上(下)山或斜井，另一側(cè)邊界開設(shè)布置一條上(下)山或斜井。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邊界上(下)山沿空掘巷前進(jìn)式開采方法，其特征在于在采區(qū)邊界兩側(cè)各設(shè)置兩條或兩條以上的上(下)山或斜井。
全文摘要
一種邊界上(下)山沿空掘巷前進(jìn)式開采方法，針對(duì)中小型礦井采用下行開采、工作面下巷使用礦車運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)而設(shè)計(jì)的，它包括前進(jìn)式開采，其特征在于(1)邊界上(下)山或邊界斜井；(2)沿空掘巷回收煤柱；(3)最上面的工作面上副巷使用沿空成巷或一次掘通；(4)每個(gè)工作面下部雙巷超前工作面掘進(jìn)。
文檔編號(hào)E21C41/16GK1165237SQ9710414
公開日1997年11月19日 申請(qǐng)日期1997年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月24日
發(fā)明者張中科, 顧國占, 姚國平 申請(qǐng)人:張中科, 顧國占, 姚國平