[发明专利]一种长壁间隔式采煤方法

说明书

技术领域

本发明涉及采煤方法，具体涉及一种长壁间隔式采煤方法。

背景技术

某煤矿地处侏罗纪煤田地方开采区的边界地带，1999年改扩建后设计生产能力为0.75Mt/a。井田共有四层可采煤层，自上而下依次为2^-2、3^-1、3^-1下及5^-1煤层，目前开采2^-2煤层，首采工作面为20105。

2^-2煤层属于地表厚松散层浅埋煤层，沿20105工作面地形地貌特点属黄土丘陵沟壑区，坡陡沟深，地形复杂，覆盖层厚度35m～115m，由上而下依次为：土层、风化层和基岩。

自1980年代末开始，随着某煤田大型矿井的相继投产，出现了地表厚松散层浅埋煤层开采的岩层控制问题，其表现特点是压力大、来压剧烈，如某集团公司长壁工作面所选的液压支架额定工作阻力愈来愈大，已由原来的3500KN/架增加到8636KN/架。这样大的工作阻力支架在我国一般赋存条件煤层中是不多见的，因此，地表厚松散层浅埋煤层长壁开采需要特大阻力液压支架平衡上覆岩层和松散层载荷，才能防止大的切顶灾变发生。美国、澳大利亚、印度等国均有浅埋煤层，开采中也同样遇到了顶板控制问题。说明浅埋煤层顶板控制是一个特殊问题。

某浅埋煤层数百个中小矿井均采用房柱式采煤方法，传统房柱式采煤方法不仅采出率仅20～30％左右，而且还存在开采劳动强度大，效率低，技术落后，采煤点扩散通风，采煤材料电耗大等严重缺点，更严重的是常发生顶板大面积塌陷灾变。因此有数个煤矿曾进行了单体支柱长壁式采煤方法试验，力图提高煤炭采出率和经济效益，避免塌陷灾变，但均因单体支柱在顶板来压时不能有效的控制顶板，工作面出现很大的台阶切落，支柱被“压死”，长壁采煤方法不得不很快“下马”，又改回房柱式采煤方法。此后某矿区中小矿井再也没有进行过单体支柱长壁采煤方法的试验。

图1所示，某煤矿在改建前采用房柱式采煤方法，改建设计改为刀柱式采煤法，首采20105工作面采高2.0m，工作面对拉布置，对拉工作面长度为180m，每侧各90m，推进长度1000m；爆破落煤，单体液压柱支护，三、四排控顶。其开采参数为：工作面推进23m，停采留8m煤柱，煤柱中间开两个口，作为设备搬家通道，接着再采23m，也留8m煤柱，然后再推进23m，留10m隔离煤柱，并用密闭将后方采空区封闭，依此类推。刀柱式采煤方法为煤柱支撑法，煤柱的作用是支撑顶板不垮落。

某首采工作面设计仅推进23m停采，这个距离是按邻近矿长壁工作面老顶初次来压步距35m的三分之二计算得来的，其目的是为了在工作面初次来压前就停采留设煤柱支撑顶板，以达到工作面不出现初次来压显现，从而有效的控制顶板，保证单体支柱工作面的安全。

这种刀柱式采煤方法的工作面仅推进23m就停采留煤柱搬家，这固然安全，但对于煤矿企业而言，这种开采方法存在搬家频繁，煤柱量大，浪费煤炭资源，成本高，费时费力，也无法获得较高的经济效益等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高煤炭采出率、工作面搬家次数减少，避免发生覆岩全厚度整体切落及大面积塌陷灾变和保证单体支柱工作安全的一种长壁间隔式采煤方法。

为了克服现有技术的缺陷，本发明的技术方案是这样解决的：一种长壁间隔式采煤方法，依次按以下步骤进行：

(1)、根据井田可采煤层实际按长壁布置划分工作面；

(2)、根据煤层赋存条件确定工作面合理推进开采带宽度，工作面开采带宽度为＞23m而＜45m～60m，前一个开采带与后一个开采带间留6m～12m煤柱；

(3)、或者前一个开采带与后一个开采带间留5m～8m临时煤柱；每个开采段包括2～3个开采带，开采段与开采段之间留刚性隔离煤柱，刚性隔离煤柱宽度为12m～20m；

(4)、为了减轻长壁工作面运输机的负荷，长壁工作面可对拉布置，每个工作面开有三条顺槽，中间为回风顺槽，两侧为进风顺槽；

(5)、工作面选用单体液压支柱，金属铰接顶梁支护，三、四排控顶，排距0.8m～1.2m，柱距0.6m～0.9m；

(6)、工作面采用间隔开采顺序，即采一个开采带留6m～12m煤柱，煤柱中留两个通道，搬家后再采下一个开采带，以此类推；或者采一个开采带留5m～8m