[发明专利]一种浅埋特厚松散煤层回采底分层的整层开采方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，尤其是涉及一种浅埋特厚松散煤层回采底分层的整层开采方法。

背景技术

煤炭在可预见的今后，依然是保障我国能源安全稳定的基础能源。国民经济发展对煤炭的强劲需求，导致我国浅部煤炭资源已逐渐枯竭，深部煤炭资源相对十分丰富，例如，2015年11月仅在淮南煤田潘集煤矿外围勘查煤炭资源量高达47.92亿吨。深部煤炭资源中相当一部分是特厚或者巨厚的松散煤层。目前对厚煤层或者巨厚煤层开采仅有分层开采、放顶煤开采和大采高开采方法，然而这三种开采方法都有各自的适用条件，如果应用到深井特厚松散煤层将会出现严重的问题：应用分层开采煤炭回收率低，不符合国家的高回收率的要求，且劳动强度大；放顶煤开采只能应用于坚硬煤层中，如果在松散煤层中使用将会出现自然发火、煤与瓦斯突出等灾害事故；应用大采高开采时，因为松散煤层的稳定性极差，若煤层开采高度过大，煤壁极易出现片帮、冒顶事故。

目前普遍采用煤层预注浆加固煤层、增加液压支架支护阻力等技术措施，应用综合机械化回采松散煤层工作面，受煤矿机械化水平的限制，特别是液压支架高度的制约，这种开采方式只能应用于薄煤层或者中厚煤层中。对于特厚松散煤层(煤层厚度大于8.0m)，已有的采煤方法存在片帮、冒顶、煤炭损失严重等问题，限制了它们的使用，目前尚没有一种针对单一特厚松散煤层的开采技术。

随着东部发达地区煤炭资源的日益枯竭，我国的大规模煤炭开采已向西部煤层转移，然而西部煤层赋存条件有其特殊性，普遍存在浅埋深、煤层厚度大、煤质松散、生态脆弱等特点，强行开采这部分煤炭资源极易出现大面积的片帮冒顶，稀有的地表水溃入井下等，不仅存在制约了煤矿的产能，也破坏了地表水，进而破坏了整个脆弱的生态环境，不符合我国的可持续发展和绿色开采的基本思想。充填开采技术通过限制岩层的移动和断裂，最大程度的减少地表的下沉，从而保护脆弱的西部生态环境。目前所采用的水沙充填、膏体充填、似膏体充填、矸石充填等，也都有各自的应用环境，西部地区由于自身环境的制约，在应用现有的充填技术时存在困难。

因此，亟需一种能够适应我国西部浅埋深特厚松散煤层的开采方法，同时在煤层回采后对脆弱的地表生态环境的破坏减少的可控的范围内，以实现西部地区可持续发展和绿色开采的目标。

发明内容

为解决现有开采方法中存在的问题，以实现我国西部生态脆弱地区浅埋深特厚松散煤层保水绿色开采目标，本发明提供了一种浅埋特厚松散煤层回采底分层的整层采煤方法，操作简单、安全高效。

本发明采用的技术方案是：

一种浅埋特厚松散煤层回采底分层的整层采煤方法，包括以下步骤：

(a)对特厚松散煤层进行科学划分

依据所采特厚松散煤层的赋存条件，将整煤层划分为下煤层和上煤层；

(b)布置巷道及设备，形成充填采煤系统，即在采煤工作面的端头布置转载输送机，在采煤工作面布置充填液压支架，刮板输送机和采煤机，所述充填液压支架包括液压支架推移千斤顶，液压支架前探梁和护帮板，在充填工作面设置充填支架，所述充填支架的底部设有充填泵；在轨道巷设混合站，所述混合站的入口与充填浆液制备站相连通，所述混合站的出口通过充填管路与所述充填泵相连通；

(c)割下煤层

步骤(b)中所述采煤机为双滚筒采煤机，沿着所述下煤层倾向，所述采煤机的双滚筒采用斜切进刀方式，从煤壁下端头到煤壁上端头，割所述下煤层的煤炭，回采结束后收缩所述液压支架前探梁，收起充填液压支架的所述护帮板；

(d)对采空区进行充填

关闭所述采煤机，所述下煤层回采后，在所述上煤层未采煤炭将破碎垮落期间，打开所述充填泵，将在所述轨道巷的所述充填浆液制备站制备的充填浆液送入采空区，使用充填液压支架底部的捣机构对充填材料进行压实；

(e)回收自行冒落的上煤层的煤炭

所述采煤机的前滚筒沿所述上煤层的顶面割部分悬露的煤炭，所述采煤机的后滚筒沿所述下煤层的底面将全部破碎垮落和前滚筒割下来的煤炭送入所述刮板输送机；利用所述转载输送机将整个工作面煤炭从运输巷运出采场；关闭所述充填泵，推移所述刮板输送机和所述充填液压支架；

(f)重复以上步骤，依次循环，完成整个区段煤层的回收。

本发明所述的浅埋特厚松散煤层回采底分层的整层采煤方法，其中，所述整煤层的坚固系数小于0.7、所述整煤层的厚度大于8m、所述整煤层为近水平或缓倾斜煤层。

本发明所述的浅埋特厚松散煤层回采底分层的整层采煤方法，其中，所述下煤层的高度b为2～3.5m。