[发明专利]急倾斜煤层纵向长壁刨铣建槽式开采方法

说明书

本发明急倾斜煤层纵向长壁刨铣建槽式开采方法，属于急倾斜煤层开采技术领域；所要解决的技术问题为提供一种能够降低工人劳动强度、改善井下作业环境、提高煤炭回收率的急倾斜煤层开采方法；采用的技术方案为：第一步，在煤层上部和下部分别布置开采巷道；第二步，按一定的间距施工多个溜矿孔，在下部开采巷道中布置煤炭运输系统；第三步，在上部开采巷道内，采用采煤机械进行开采，将上部开采巷道和下部开采巷道之间除保护煤柱外的煤开采完；第四步，进行采空区充填；第五步，重复第一步到第四步，实现急倾斜煤层的安全高效开采、煤矸石低成本回填、生态环境有效保护和资源可持续开采利用；本发明特别适用于厚度2～20m的急倾斜煤层的开采。

技术领域

本发明急倾斜煤层纵向长壁刨铣建槽式开采方法，属于急倾斜煤层开采技术领域，特别是涉及用于厚度为2-20m的急倾斜煤层的井工开采方法。

背景技术

随着煤炭资源开采强度的增加，煤层开采条件日趋复杂，我国各省份均面临着急倾斜煤层的开采问题。我国急倾斜煤层开采矿井有百余处，主要分布于乌鲁木齐、窑街、北京、淮南、开滦、徐州、长广、南桐、资兴、大通等20余个矿区。在急倾斜煤层开采方法方面，主要形成了以炮采工艺、综采工艺和水采工艺为主的三大类型，其中，综采工艺的特厚煤层水平分段综采放顶煤采煤法、厚煤层的走向长壁综采放顶煤采煤法和滑移顶粱支架放顶煤采煤法，炮采工艺的伪倾斜柔性掩护支架采煤法、俯伪斜走向长壁分段水平密集采煤法、巷道放顶煤采煤法，及吉林通化、辽宁南票等矿区的水力采煤法均取得了良好的应用效果。综采工艺受到煤层厚度和倾角的严格制约，主要解决了倾角大于60°、厚度大于20m、赋存稳定的急倾斜特厚煤层的开采问题，炮采工艺和水采工艺可以应用于厚度2～20m急倾斜煤层的开采，但炮采工艺由于采用爆破落煤的方式，存在煤炭回收率低、工人劳动强度大、井下作业环境恶劣等主要问题；水采工艺由于采用高达20 MPa的高压水射流落煤和利用管道水力运输部分煤炭，高压水流循环过程中生产系统能量损失大，存在用水量大、耗电量大、生产成本高等主要问题。另一方面，在工作面围岩控制方面，由于急倾斜煤层开采过程中采空区上部围岩垮落后沿倾斜方向滚（滑）动充填下部采空区，使得采场围岩稳定性上部最差、中部次之、下部最好，工作面矿压显现特征沿煤层倾向方向呈现不对称性，工作面的围岩控制难度大，影响工作面的生产安全。因此，如何实现厚度2～20m急倾斜煤层的安全高效开采，是我国煤炭行业面临的一项重大技术难题。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种能够降低工人劳动强度、改善井下作业环境、提高煤炭回收率，节约用水量和耗电量、简化运输系统、降低生产成本，优化充填空间结构、简化充填工艺系统、降低煤矸石充填成本、回填地面煤矸石、解放三下压煤、保护生态环境，有效控制采场围岩、提高安全可靠程度的急倾斜煤层纵向长壁刨铣建槽式开采方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：急倾斜煤层纵向长壁刨铣建槽式开采方法，其特征在于按照下述步骤进行：

第一步，根据急倾斜煤层的赋存条件，分析煤层及围岩力学特征，合理确定开采宽度、阶段高度、走向长度、相邻开采区域间保护煤柱和相邻阶段间保护煤柱等采煤工作面主要技术参数，根据这些技术参数，在煤层上部和下部分别布置开采巷道；

第二步，根据采煤工作面主要技术参数，按一定的间距施工多个竖直的满足溜矿和设备运行要求的溜矿孔，所述溜矿孔贯通上部开采巷道和下部开采巷道，在下部开采巷道中布置煤炭运输系统，煤炭运输系统位于溜矿孔下方；

第三步，溜矿孔施工完成之后，在上部开采巷道内，采用采煤机械进行开采，开采时要留设足够的设备运行安全保护煤柱，采落的煤炭由所述溜矿孔自溜到下部开采巷道的煤炭运输系统，采煤机械循环采煤，将上部开采巷道和下部开采巷道之间除保护煤柱外的煤开采完；