[发明专利]急倾斜松软厚煤层走向长壁倾斜分层采煤技术

说明书

本发明涉及一种用于煤矿急倾斜松软厚或中厚煤层开采的采煤方法，具体就是急倾斜松软厚煤层走向长壁倾斜分层采煤技术。特别适用于煤层厚度变化大，煤质松软、断层多等复杂地质条件的急倾斜厚煤层开采。

急倾斜煤层储量约占我国煤炭储量的10％，特别对于煤层厚度变化大，煤质松软、断层多等复杂地质条件的煤层，目前得不到有效的开采，研究开发适用于煤层厚度变化大，煤质松软、断层多等复杂地质条件的急倾斜松软厚煤层开采方法，并满足安全、高产、高效、低耗的开采要求，具有极其重要的意义。通过查阅国内外文献资料得知，对于急倾斜厚煤层，目前的开采技术主要有：1.伪倾斜柔性掩护支架采煤技术，该方法是工作面伪倾斜布置，在回风平巷中进行掩护支架安装准备和安装工作，在下部区段运输辅巷中进行支架回收工作，以及伪斜工作面中的正常回采和支架下放工作。该方法采用工作面伪倾斜布置可使工作面倾角变缓，其巷道布置和生产系统简单，掘进率低，顶板管理容易，自溜运煤强度低，生产安全和产量高，但这种采煤方法的掩护支架结构目前不够完善，不能适应煤层厚度变化大，煤质松软，断层多等复杂地质条件的急倾斜煤层开采。2.斜切分段放顶煤采煤技术，该方法是将工作面以斜切分段形式布置，工作面采用单体液压支柱和滑移顶梁组合而成的滑移顶梁液压支架进行支护，它的体积小，重量轻，结构简单，安、拆、搬运方便，支架实现自移，劳动强度低，比较能适应煤层厚度变化，落煤方式灵活，机械、放炮、风镐落煤均可，但滑移顶梁自身稳定性差，支柱易插入底板，支架的弹簧钢板和支柱顶梁连接件易损坏，对于松软厚煤层不适应。3.急倾斜长壁后退台阶采煤技术，该方法巷道布置简单，比较容易适应煤层地质条件的变化，回采率也较高，但回采工序多，落煤、支架、回柱等项工序主要靠人力操作，劳动条件差且繁重，不够安全，坑木消耗量大，煤尘大，产量低，主要适用于急倾斜薄煤层开采。

根据以上现有急倾斜煤层开采技术的技术经济可行性分析，还没有一种适用于煤层厚度变化大，煤质松软，断层多等复杂地质条件的急倾斜厚煤层开采的采煤技术，本发明提出的急倾斜松软厚煤层走向长壁倾斜分层采煤技术完全能够适应煤层厚度变化大，煤质松软、断层多等复杂地质条件的急倾斜厚煤层分层开采，真正实现对急倾斜松软厚煤层的高产高效和安全回采。

本发明针对上述现有采煤技术用于急倾斜松软厚煤层开采存在的不足之处，提出了急倾斜松软厚煤层走向长壁倾斜分层采煤技术，具体解决方案如下：回采工作面为伪倾斜布置，全工作面伪倾斜布置或工作面局部伪倾斜布置，以减少工作面角度，同时使顶板有一向煤邦的分压力，增加工作面支护的稳定性。顶板管理要保证支架的稳定性和支柱的初撑力和工作阻力达到要求，在急倾斜煤层回采中，顶板具有沿倾斜向下作用的分力，煤层倾角越大，向下作用的分力就越大，垂直作用在工作面支架上的分力就比作用在缓倾斜煤层支架上的分力小，支柱容易倾倒，失去支撑力，为此，本发明提出在靠煤邦侧两排支柱用钢丝绳上下缠绕联接，每棚支架加一块挡煤板，在老塘侧沿倾斜方向架设两排一梁两柱的倾向架棚，使老塘侧两排支架在倾斜方向上联接成一个整体，增加工作面整体支护稳定性；由于厚煤层分层开采的底分层煤松软，容易造成支柱的初撑力和工作阻力达不到规定要求，对所有工作面支柱均穿自制加工铁鞋，增加支柱接触面积，防止支柱钻底，提高支柱的初撑力和工作阻力。由于煤层为急倾斜松软厚煤层，采用分层开采技术，下分层煤由于受采动影响和工作面支柱的破坏，进一步变得松散，极易发生下分层煤下滑现象，为此，本发明提出在厚煤层上分层铺设塑料底网，向底分层打木锚杆加固底层煤，在回采初期，人工充填采空区，将上区段煤柱松动放落，使其进入采空区，对采空区进行充填，减少底层煤下滑的自由空间，解决底分层煤滑脱问题。

本发明提出的急倾斜松软厚煤层走向长壁倾斜分层采煤技术与其它急倾斜厚煤层开采技术相比，较好地解决了在煤层厚度变化大，煤质松软、断层多等复杂地质条件下急倾斜厚煤层分层开采的工作面布置，顶板支护管理及防止底分层滑脱等一系列回采关键技术问题，具有产量高，安全性好，坑木消耗低等特点，良好的经济技术指标，实现了急倾斜松软厚煤层高产、高效和安全回采。

附图说明：

图1是本发明的工作面布置剖面图。

图2是本发明的工作面布置平面图。

下面结合附图对本发明的实施例做进一步详细描述，该工作面采用局部伪倾斜布置，由于工作面上部煤层倾角较大，工作面上部采用伪倾斜布置，下部不变，回采工艺为：爆破或风镐落煤→人工扒煤→搪瓷溜槽自溜至进风巷刮板运输机→工作面支护采用DZ-25单体液压支柱和HDJA-1000铰接顶梁，一梁一柱，走向齐头棚直线柱，柱距1m，棚距0.6m，四、五挡控顶，用柳棍、塑料笆片背顶，支柱穿自制铁鞋→采用全部跨落法处理顶板。为保证支柱稳定性和达到规定的初撑力和工作阻力，所有工作面支柱下穿自制250×250×16mm铁鞋，鞋中间用压力机热压柱窝，靠近煤壁两排支柱用φ5mm细钢丝绳缠绕栓牢，防止支柱自动下载，倾倒下滑伤人，老塘侧两排支架为倾向架棚，一梁两柱，柱腿为单体支柱，架棚材料为φ200×2000mm圆木。为防止底分层煤滑脱，在上分层回采时铺1200×3000mm的塑料底网，向底分层打φ38×1600mm的木锚杆，木锚杆两端为楔缝式锚固，行距2m，柱距1.3m，在回采初期采取打眼放炮方法，将上部区段煤柱放下进入采空区空间，对采空区人工充填，减少底层煤下滑自由空间。