急傾斜特厚煤層綜放開采用立體控頂施工結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于煤礦開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種急傾斜特厚煤層綜放開采用立體控頂施工結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]水平分層采煤法是指把急傾斜厚煤層沿水平方向分成若干2?3m厚的分層，由上而下依次開采。在每個(gè)分層內(nèi)布置回采工作面和分層平巷，采區(qū)巷道可按雙翼或單翼布置。區(qū)段高度一般為15m?30m?；夭晒ぷ髅骈L(zhǎng)度就是煤層的水平厚度，工作面沿走向推進(jìn)。煤層水平厚度小于8m時(shí)，僅需在分層底板掘一條分層平巷；煤層水平厚度大于Sm時(shí)，應(yīng)在頂板位置再掘一條分層平巷。對(duì)于急傾斜特厚煤層(煤層傾角45°以上且煤層厚度Sm以上的煤層)而言，分層厚度可能大于4m，采用放頂煤采煤法進(jìn)行開采。放頂煤采煤法是在開采厚煤層時(shí)，沿煤層的底板或煤層某一厚度范圍內(nèi)的底部布置采煤工作面，用綜合機(jī)械化方式進(jìn)行回采，利用礦山壓力的作用或輔以松動(dòng)爆破等方法，使頂煤破碎成散體后，由支架后方或上方的“放煤窗口 ”放出，并由刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出工作面。
[0003]目前，對(duì)急傾斜特厚煤層進(jìn)行綜放開采過(guò)程中，由于頂煤及頂板不同于緩傾斜煤層，容易大面積垮落并誘發(fā)采空區(qū)積聚氣體的突然沖擊，因而開采過(guò)程中控頂至關(guān)重要。另夕卜，采空區(qū)留有的殘煤遇氧氣后有發(fā)火的可能，因而需采取有效的防護(hù)措施消除上述安全隱患，保障安全生產(chǎn)?，F(xiàn)有的防護(hù)措施是向工作面后方的采空區(qū)內(nèi)注入氮?dú)猓越档秃趿?。?shí)際使用時(shí)，上述防護(hù)措施存在以下缺陷和不足:第一、由于急傾斜特厚煤層的特殊性，導(dǎo)致采空區(qū)易發(fā)火，安全隱患多；第二、采放比小，工作面單產(chǎn)低；第三、煤體破碎程度低，資源回收率低；第四、頂板運(yùn)移不確定性大，容易造成大面積冒頂及氣體沖擊；第四、防護(hù)方法比較單一，不能全方位、立體防御并及時(shí)處理安全隱患。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種急傾斜特厚煤層綜放開采用立體控頂施工結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且施工方便、使用效果好，將多種防護(hù)措施結(jié)合使用，能有效消除冒頂、采空區(qū)著火等安全隱患。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種急傾斜特厚煤層綜放開采用立體控頂施工結(jié)構(gòu)，所開采的急傾斜特厚煤層為煤層傾角45°以上且煤層厚度Sm以上的煤層，所述急傾斜特厚煤層由上至下分為多個(gè)分層，多個(gè)所述分層均呈水平布設(shè)且多個(gè)所述分層中位于最上部的分層為頂分層，其特征在于:每個(gè)所述分層的回采工作面前方的煤層中均設(shè)置有一個(gè)預(yù)爆巷，所述預(yù)爆巷位于回采工作面上方且其呈水平布設(shè)，所述預(yù)爆巷與回采工作面呈平行布設(shè)，所述預(yù)爆巷內(nèi)裝有第一氣體抽送設(shè)備和注水設(shè)備；每個(gè)所述分層均通過(guò)預(yù)爆巷分為上部煤層和下部煤層，所述上部煤層為位于預(yù)爆巷上方的需爆破煤層，所述下部煤層為位于預(yù)爆巷下方的用水濕潤(rùn)煤層，所述用水濕潤(rùn)煤層中位于上部的煤層為浸水煤層；所述需爆破煤層上開有多個(gè)炮孔，多個(gè)所述炮孔均為從預(yù)爆巷由內(nèi)向外鉆取的爆破孔，多個(gè)所述炮孔均位于預(yù)爆巷的底板上方；每個(gè)所述分層的下部左右兩側(cè)均設(shè)置有一個(gè)通風(fēng)巷道，兩個(gè)所述通風(fēng)巷道分別為進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷。
[0006]上述急傾斜特厚煤層綜放開采用立體控頂施工結(jié)構(gòu)，其特征是:兩個(gè)所述通風(fēng)巷道分別位于所述急傾斜特厚煤層的煤層頂板和煤層底板的內(nèi)側(cè)，并且所述進(jìn)風(fēng)巷位于所述煤層頂板的內(nèi)側(cè)，所述回風(fēng)巷位于煤層底板的內(nèi)側(cè)。
[0007]上述急傾斜特厚煤層綜放開采用立體控頂施工結(jié)構(gòu)，其特征是:多個(gè)所述炮孔分多排進(jìn)行布設(shè)，多排所述炮孔沿工作面長(zhǎng)度方向由左至右布設(shè)；每排所述炮孔均包括多個(gè)沿圓周方向布設(shè)在預(yù)爆巷上方與兩側(cè)的炮孔，每排所述炮孔中的多個(gè)所述炮孔均包括一個(gè)位于預(yù)爆巷中部上方的中部炮孔和多個(gè)分別位于所述中部炮孔兩側(cè)的側(cè)部炮孔。
[0008]上述急傾斜特厚煤層綜放開采用立體控頂施工結(jié)構(gòu)，其特征是:所述回風(fēng)巷的尾部裝有第二氣體抽送設(shè)備。
[0009]上述急傾斜特厚煤層綜放開采用立體控頂施工結(jié)構(gòu)，其特征是:所述急傾斜特厚煤層由上至下分為三個(gè)分層，，三個(gè)所述分層由上至下分別為頂分層、中分層和底分層。
[0010]上述急傾斜特厚煤層綜放開采用立體控頂施工結(jié)構(gòu)，其特征是:還包括填充在所述頂分層上方的塌陷區(qū)內(nèi)的地面回填層，所述地面回填層為建筑垃圾回填層或黃土回填層O
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012]1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且施工方便，投入成本較低。
[0013]2、所采用的預(yù)爆巷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便且使用效果好，一巷多用。
[0014]3、使用效果好且實(shí)用價(jià)值高，能將多種防護(hù)措施結(jié)合使用，所采用的防護(hù)措施主要包括開采前預(yù)爆巷內(nèi)有毒有害氣體預(yù)抽、頂煤超前預(yù)爆破、超前工作面頂煤注水濕潤(rùn)和地面回填黃土或建筑垃圾；其中開采前預(yù)爆巷內(nèi)有毒有害氣體預(yù)抽，為后續(xù)工作面的正?；夭商峁┌踩Ｕ?；頂煤超前預(yù)爆破能有效提高煤體破碎度，弱化頂煤及頂板，使頂板安全垮落；超前工作面頂煤注水濕潤(rùn)，利用水浸潤(rùn)煤體降低煤體強(qiáng)度，驅(qū)動(dòng)瓦斯和硫化氫等有害氣體的排出，在回風(fēng)巷尾部增設(shè)氣體抽送設(shè)備，及時(shí)、快速回收排出有毒有害氣體，消除爆炸源；地面回填黃土或建筑垃圾，能對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行及時(shí)回填，并隔絕采空區(qū)與地面空氣的聯(lián)系，防止采空區(qū)殘煤自燃。因而，采用本實(shí)用新型能有效消除冒頂、采空區(qū)著火等安全隱患，保障生產(chǎn)安全；同時(shí)能提高采放比，增加工作面生產(chǎn)效率及單產(chǎn)。并且，能有效破碎頂煤，增強(qiáng)頂煤的可放性，提高資源回收率，達(dá)到高產(chǎn)高效的目標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。另外，浸潤(rùn)的煤體降低了工作面粉塵濃度，保障作業(yè)人員的身體健康。
[0015]綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且施工方便、使用效果好，將多種防護(hù)措施結(jié)合使用，能有效消除冒頂、采空區(qū)著火等安全隱患。
[0016]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的施工狀態(tài)示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型預(yù)爆巷內(nèi)鉆取的各排炮孔的布設(shè)位置示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0020]I一預(yù)爆巷；2—回米工作面；3—用水濕潤(rùn)煤層；
[0021]3-1 一浸水煤層；4一需爆破煤層；5—炮孔；
[0022]6一老頂；7—直接頂；8-1 —進(jìn)風(fēng)巷；
[0023]8-2一回風(fēng)巷；9一煤層底板；10—地面回填層；
[0024]11一護(hù)頂煤層。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型所開采的急傾斜特厚煤層為煤層傾角45°以上且煤層厚度8m以上的煤層，所述急傾斜特厚煤層由上至下分為多個(gè)分層，多個(gè)所述分層均呈水平布設(shè)且多個(gè)所述分層中位于最上部的分層為頂分層；每個(gè)所述分層的回采工作面2前方的煤層中均設(shè)置有一個(gè)預(yù)爆巷1，所述預(yù)爆巷I位于回采工作面2上方且其呈水平布設(shè)，所述預(yù)爆巷I與回采工作面2呈平行布設(shè)，所述預(yù)爆巷I內(nèi)裝有第一氣體抽送設(shè)備和注水設(shè)備。每個(gè)所述分層均通過(guò)預(yù)爆巷I分為上部煤層和下部煤層，所述上部煤層為位于預(yù)爆巷I上方的需爆破煤層4，所述下部煤層為位于預(yù)爆巷I下方的用水濕潤(rùn)煤層3，所述用水濕潤(rùn)煤層3中位于上部的煤層為浸水煤層3-1。所述需爆破煤層4上開有多個(gè)炮孔5，多個(gè)所述炮孔5均為從預(yù)爆巷I由內(nèi)向外鉆取的爆破孔，多個(gè)所述炮孔5均位于預(yù)爆巷I的底板上方。每個(gè)所述分層的下部左右兩側(cè)均設(shè)置有一個(gè)通風(fēng)巷道，兩個(gè)所述通風(fēng)巷道分別為進(jìn)風(fēng)巷8-1和回風(fēng)巷8-2。
[0026]本實(shí)施例中，兩個(gè)所述通風(fēng)巷道分別位于所述急傾斜特厚煤層的煤層頂板和煤層底板9的內(nèi)側(cè)，并且所述進(jìn)風(fēng)巷8-1位于所述煤層頂板的內(nèi)側(cè)，所述回風(fēng)巷8-2位于煤層底板9的內(nèi)側(cè)。
[0027]結(jié)合圖2，多個(gè)所述炮孔5分多排進(jìn)行布設(shè)，多排所述炮孔5沿工作面長(zhǎng)度方向由左至右布設(shè)。每排所述炮孔5均包括多個(gè)沿圓周方向布設(shè)在預(yù)爆巷I上方與兩側(cè)的炮孔5，每排所述炮孔5中的多個(gè)所述炮孔5均包括