專利名稱：復雜地質條件下綜—機對拉面采煤方法
技術領域：
本發明涉及一種采煤方法，尤其是涉及一種復雜地質條件下綜一機對拉面采煤方法。
背景技術：
由于復雜地質條件下煤層穩定性(包括煤層形態、厚度、結構和可采性)和地質構造的復雜多變，造成井下局部地段可采區域的煤塊呈不規則形狀；針對復雜地質條件下不規則形狀可采煤塊資源的井工開采，通常都是采用炮采工藝方式和普通機械化采煤工藝(機采)方式，采用這兩種采煤工藝工作面布置靈活，這兩種采煤工藝對工作面傾角、長度、煤層厚度變化適應性強。同時由于以上兩種采煤工藝工作面通常采用單體液壓支柱和頂梁支護頂板，支護設備質量較小，方便在工作面內安裝、撤出，因此可以靈活的適應工作面長度的變化。但以上兩種采煤工藝由于機械化水平低，工人勞動強度高，生產效率較小，安全系數低，不能滿足當今對礦井高產高效集中化生產的要求。隨著礦山機械設備研發水平的提高，如針對大傾角煤層的開采研發了大傾角綜采液壓支架，針對薄煤層的開采研發了薄煤層綜采液壓支架和薄煤層采煤機，針對煤層厚度變化大、頂板不平整工作面的開采研發了輕型液壓支架等；這使得對復雜地質條件下的煤層實施綜合機械化開采(綜采)得以實現。對煤層實施綜采時由于工作面三機配套設備噸位高、安裝拆卸用時長，為了避免開采過程中因工作面長度變化造成的增減支架的問題，在布置綜采工作面時一般都按照工作面等長布置。由于受復雜地質條件下煤層穩定性和地質構造復雜多變的影響，造成井下局部地段可采區域的煤塊形狀不規則，對這些不規則形狀煤塊實施綜采時，當為了回收更多煤炭資源就需要依據所采煤塊形狀布置不規則的工作面，由于工作面長度不等，開采過程中必然面臨著增減支架的問題；當為了避免開采過程中增減支架的問題，綜采工作面就必須按照等長布置，這樣勢必會丟棄一些煤柱，造成煤炭資源的浪費，孤島煤柱也會對突出礦井和沖擊地壓礦井造成嚴重的礦壓影響；即便選擇對孤島煤柱資源進行回收，也面臨很多技術和經濟上的問題。
發明內容
為了解決現有復雜地質條件下采煤方法存在的上述技術問題，本發明提供一種綜采工作面無需增減支架，并實現最大限度的回收煤炭資源的復雜地質條件下綜一機對拉面采煤方法。本發明包括如下步驟:
I)針對復雜地質條件下不規則區段內煤炭資源的開采，在區段內不規則煤塊上部按照工作面等長布置綜采工作面，依據剩余煤塊形狀將煤塊下部布置成不等長的機采工作面；在綜采工作面的上方布置上軌道平巷，在綜采工作面和機采工作面之間布置運輸平巷，在機采工作面的下方布置下軌道平巷，兩工作面對拉開采，機采工作面超前綜采工作面5m，在機采工作面超前綜采工作面段，靠近機采工作面采空區一側搭設木垛；
2)在綜采工作面內裝配采煤機和刮板輸送機；在機采工作面裝配第二采煤機、第二刮板輸送機；
3)分別開啟采煤機、刮板輸送機和第二采煤機、第二刮板輸送機對復雜地質條件區段的煤礦進行開采，推進過程始終保持機采面超前綜采面5m，直至完成這一區段的開采。上述的復雜地質條件下綜一機對拉面采煤方法中，步驟3)中當機采面長度變化時，通過增減機采工作面內的單體液壓支柱和鉸接頂梁數量或在要求的支護密度下適當調整柱距以適應工作面長度的改變。本發明的有益效果是:本發明實現了在復雜地質條件下不規則煤塊的開采中布置出等長的綜采工作面，同時最大限度的回收煤炭資源，大幅度提高了復雜地質條件下煤炭開采的機械化水平。本發明利用上軌道平巷、運輸平巷和下軌道平巷布置兩個回采工作面，實現了復雜地質條件下區段無煤柱開采，提高了煤炭資源回收率，減低了萬噸掘進率，大幅度提高了復雜地質條件煤炭開采的經濟效益。本發明改善了工作面環境，降低工人勞動強度，提高了生產集中程度和煤炭開采效率，還具有方法簡單，安全可靠的優點。
圖1是本發明開采系統巷道布置示意圖。圖2是本發明開采工藝示意圖。圖中:1-運輸平巷，2-上軌道平巷，3-下軌道平巷，4-綜采工作面，5-機采工作面，
6-軌道上山，7-回風上山，8-運輸上山，9-區段溜煤眼；10-綜采面刮板輸送機，11-綜米面米煤機，12-綜米液壓支架，13-綜米面端頭支架，14-機米工作面刮板輸送機，15-機采工作面采煤機，16-單體液壓支柱和鉸接頂梁，17-轉載機，18-可伸縮膠帶輸送機，19-工字鋼梁和單體液壓支柱，20-木垛，21-錯距段內運輸平巷。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的說明。本發明包括如下步驟:
I)針對復雜地質條件下不規則區段內煤炭資源的開采，如圖1、2所示，在區段內不規則煤塊上部按照工作面等長布置綜采工作面4，采用綜采液壓支架12支護工作面4的回采空間；將區段內不規則煤塊下部布置為不等長的機采工作面5，采用單體液壓支柱和鉸接頂梁16支護工作面5的回采空間；機采工作面5超前綜采工作面4，超前距離保持5m，在機采工作面5超前綜采工作面4段，靠近機采工作面5的采空區一側搭設木垛20，在木垛20中間填充矸石，增強木垛20的支護能力，以維護錯距段內運輸平巷I的正常使用；在運輸平巷I內自綜采工作面4煤壁處向前30m范圍架設三排工字鋼梁和單體液壓支柱19進行超前支護。在綜采工作面4的上方布置上軌道平巷2，在機采工作面5的下方布置下軌道平巷3，在綜采工作面4和機采工作面之間5布置運輸平巷I ;布置時要保障上軌道平巷2和運輸平巷I平行布置以確保綜采工作面4等長，機采工作面5和綜采工作面4共用中間運輸平巷1，要求機采工作面5的布置能盡可能多的采出區段內的煤炭資源，因此機采工作面5中的下軌道平巷3應依據綜采工作面布置后區段下部所剩余的不規則煤塊形狀進行布置，從而，將機采工作面5布置成不規則(工作面不等長)的形狀。綜采工作面4應盡量長，機采工作面5應盡量短，但不宜小于25m，以保障綜采面和機采面推進速度的協調一致，提高推進效率。2)在綜采工作面4內裝配采煤機11和刮板輸送機10 ;在機采工作面5裝配第二采煤機15、第二刮板輸送機14。綜采工作面4的煤炭經綜采工作面4內的刮板輸送機10向下端頭方向運輸，機采工作面5的煤炭經機采工作面5內的第二刮板輸送機14向上端頭方向運輸，兩工作面的煤炭集中至轉載機17上，后經轉載機17轉運至可伸縮膠帶輸送機18上，經中間運輸平巷I運出。綜采工作面4和機采工作面5內所需新鮮風流由中間運輸平巷I進入，綜采工作面4的乏風由上軌道平巷2排出，機采工作面5的乏風自下軌道平巷3排出。綜采工作面4和機采工作面5所需材料分別通過上軌道平巷2和下軌道平巷3運輸而來。3)分別開啟采煤機11、刮板輸送機10和第二采煤機15、第二刮板輸送機14對復雜地質條件區段的煤礦進行開采，推進過程始終保持機采面超前綜采面5m，直至完成這一區段的開采。當機采工作面5變長時，及時增加機采工作面5內的單體液壓支柱和鉸接頂梁16數量或在要求的支護密度下適當增大柱距以適應工作面長度的增加；當機采工作面變短時，撤出部分機采工作面5內的單體液壓支柱和鉸接頂梁16或在要求的支護密度下適當減小柱距以適應工作面長度的減小。
權利要求
1.一種復雜地質條件下綜一機對拉面采煤方法，包括如下步驟: 1)針對復雜地質條件下不規則區段內煤炭資源的開采，在區段內不規則煤塊上部按照工作面等長布置綜采工作面，依據區段剩余煤塊形狀將煤塊下部布置成不等長的機采工作面；在綜采工作面的上方布置上軌道平巷，在綜采工作面和機采工作面之間布置運輸平巷，在機采工作面的下方布置下軌道平巷，兩工作面對拉開采，機采工作面超前綜采工作面5m,在機采工作面超前綜采工作面段，靠近機采工作面采空區一側搭設木垛； 2)在綜采工作面內裝配采煤機和刮板輸送機；在機采工作面裝配第二采煤機、第二刮板輸送機； 3)分別開啟采煤機、刮板輸送機和第二采煤機、第二刮板輸送機對復雜地質條件區段的煤礦進行開采，推進過程始終保持機采面超前綜采面5m，直至完成這一區段的開采。
2.如權利I所述的復雜地質條件下綜一機對拉面采煤方法，步驟I)中機采工作面的長度不小于25m。
3.如權利I所述的復雜地質條件下綜一機對拉面采煤方法，步驟I)中的木垛中間填充有矸石。
4.如權利I所述的復雜地質條件下綜一機對拉面采煤方法，步驟3)中當機采面長度變化時，通過增減機采工作面內的單體液壓支柱和鉸接頂梁數量或在要求的支護密度下適當調整柱距來適應工作面長度的變化。
全文摘要
本發明提供了一種復雜地質條件下綜—機對拉面采煤方法，針對復雜地質條件下不規則區段內煤炭資源的開采，在區段內煤塊上部布置等長的綜采工作面，依據區段剩余煤塊形狀將煤塊下部布置成不等長的機采工作面，利用三條區段平巷準備兩個回采工作面，形成等長綜采面和不等長機采面對拉開采形式，兩工作面同步協調推進，始終保持機采面超前綜采面5m，當機采面長度發生變化時，通過增減機采工作面內的單體液壓支柱和鉸接頂梁數量或在要求的支護密度下適當調整柱距以適應工作面長度的改變。本發明實現了在復雜地質條件下不規則煤塊的開采中布置出等長的綜采工作面，同時最大限度的回收了煤炭資源，提高了復雜地質條件下煤炭開采的機械化水平。
文檔編號E21C41/16GK103104260SQ20131006032
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月27日 優先權日2013年2月27日
發明者趙伏軍, 徐燕飛, 王國舉, 唐輝雄, 樊寶杰 申請人:湖南科技大學