专利名称：一种综放工作面提前回收顶煤的方法
技术领域：
本发明涉及顶煤回收技术，具体是一种综放工作面提前回收顶煤的方法。
背景技术：
目前，厚煤层的开采主要采用大采高综采和综放开采两种方法。其中，大采高综采的优点是资源回收率高，缺点是设备前期投资大，且由于采高大，煤壁易发生片帮，进而可能导致综放工作面顶板冒顶。相较于大采高综采，综放开采的优点是设备前期投资小，但其缺点是顶煤回收率低。具体而言，综放开采的顶煤损失主要包括综放工作面初采、末采和综放工作面两端头的顶煤损失。其中，综放工作面初采的顶煤损失是指综放工作面回采之初，若在基本顶初次来压前(顶煤已经垮落)就开始回收顶煤，会造成支架不接顶，推溜、移架困难，特别是在基本顶初次来压时对支架等设备威胁更大，且大面积顶板垮落极易造成采空区有害气体突然挤出、综放工作面瓦斯超限。因此为了防止基本顶初次来压对综放工 作面造成威胁，综放工作面回采之初只进行回采，而不回收顶煤，待综放工作面推进一段距离(一般在基本顶初次来压后)，才开始正常回收顶煤。通常情况下，综放工作面基本顶初次来压步距一般在30-40m左右(来压显现强烈顶板达50m以上)，即综放工作面推进30_40m以后才开始回收顶煤，由此导致顶煤损失大、顶煤回收率低。为此有必要发明一种全新的顶煤回收方法，以解决综放开采顶煤回收率低的问题。
发明内容
本发明为了解决综放开采顶煤回收率低的问题，提供了一种综放工作面提前回收顶煤的方法。本发明是采用如下技术方案实现的一种综放工作面提前回收顶煤的方法，该方法是采用如下步骤实现的a.在综放工作面开切眼布置完成后，沿开切眼轴线方向钻设一排炮孔；b.钻设炮孔完成后，进行回采；待回采1-2刀后，向炮孔内装入炸药并引爆，由炸药对基本顶进行爆破；c.爆破完成后，继续进行回采；待被爆破的基本顶垮落后，开始回收顶煤。本发明所述的一种综放工作面提前回收顶煤的方法通过在综放工作面初采之前进行深孔爆破，破坏了开切眼基本顶岩层的完整性，缩短了基本顶初次来压步距(缩短了1/2-1/3)，实现了提前回收顶煤，提高了顶煤回收率，并防止或减弱了顶板大面积来压的隐患，由此本发明所述的一种综放工作面提前回收顶煤的方法有效解决了综放开采顶煤回收率低的问题，实现了厚煤层的安全高效开采。通过下述实验，可进一步验证本发明的上述有益效果某矿3号煤层，煤层平均厚度为5. 6m，煤层硬度为f=l. 2，为近水平煤层。直接顶为砂质泥岩，硬度为f=4. 2，平均厚度为2m。基本顶为灰白色中粒砂岩，砂岩致密坚硬，硬度为f=6. 9，平均厚度为8. 0m。综放工作面开切眼的长为137m，宽为7. Om。采煤机割煤高度为3. Om，放顶煤高度为2. 6m。实验步骤如下在综放工作面开切眼布置完成后，沿开切眼轴线方向钻设一排炮孔共计19个。炮孔与开切眼外帮之间的距离为0. 5m，炮孔的角度为29-57°，炮孔的直径为75mm，炮孔的倾斜长度为15-28111，炮孔的总长度为458.4111。钻设炮孔完成后，进行回采。待采煤机割煤2刀后，采用连续不耦合方式向炮孔内装入炸药并采用双雷管和双导爆索引爆。炸药的药卷规格为①60 X 400mm，I. 35±0. Ikg/卷。炮孔的装药长度为9. 49-16. 96m，炮孔的装药总长度为280. 98m，炮孔的装药总重量为948. 3kg，炮孔的封泥长度大于炮孔长度的25%。引爆顺序为沿开切眼的回风顺槽向运输顺槽方向分组装入炸药、分次引爆。爆破完成后，继续进行回采。当采煤机机头推进4m，机尾推进6. 4m时，顶煤全部垮落，支架工作阻力持续增大。当采煤机机头推进9. 2m，机尾推进12. Om时，支架工作阻力达到最大值。之后，支架工作阻力有所减小，结合现场宏观观测，判定为基本顶已垮落。此时开始组织放顶煤，见灰白色基本岩石。实验结果表明采用本发明所述的一种综放工作面提前回收顶煤的方法后，基本顶初次来压步距缩短了约15m，提前回收顶煤15m，顶煤回收量增加了 6937. 2t。本发明有效解决了综放开采顶煤回收率低的问题，适用于厚煤层的开采。
图I是本发明的方法示意图。图2是图I的I - I剖视图。图3是图I的II - II剖视图。图中1-回风顺槽，2-运输顺槽，3-开切眼，4-开切眼外帮，5-开切眼内帮，6-炮孔,7-顶煤，8-直接顶，9-基本顶。
具体实施例方式实施例一
一种综放工作面提前回收顶煤的方法，该方法是采用如下步骤实现的
a.在综放工作面开切眼3布置完成后，沿开切眼3轴线方向钻设一排炮孔6；
b.钻设炮孔完成后，进行回采；待回采I刀后，向炮孔6内装入炸药并引爆，由炸药对基本顶9进行爆破；
c.爆破完成后，继续进行回采；待被爆破的基本顶9垮落后，开始回收顶煤7；
所述步骤a中，炮孔6与开切眼外帮4之间的距离为0. 3m ；
所述步骤a中，炮孔6的角度为25° ;
所述步骤a中，炮孔6的直径为75mm ；
所述步骤a中，炮孔6的垂直深度是通过如下公式确定的
上式中=M为炮孔的垂直深度K为开切眼顶煤的厚度为直接顶的厚度'h为基本顶的厚度；
所述步骤a中，炮孔6的间距是通过如下公式确定的
II
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权利要求
1.一种综放工作面提前回收顶煤的方法，其特征在于该方法是采用如下步骤实现的 a.在综放工作面开切眼(3)布置完成后，沿开切眼(3)轴线方向钻设一排炮孔(6)； b.钻设炮孔完成后，进行回采；待回采1-2刀后，向炮孔(6)内装入炸药并引爆，由炸药对基本顶(9 )进行爆破； c.爆破完成后，继续进行回采；待被爆破的基本顶(9)垮落后，开始回收顶煤(7)。
2.根据权利要求I所述的一种综放工作面提前回收顶煤的方法，其特征在于所述步骤a中，炮孔(6)与开切眼外帮(4)之间的距离为0. 3-0. 7m。
3.根据权利要求I所述的一种综放工作面提前回收顶煤的方法，其特征在于所述步骤a中，炮孔(6)的角度为25-60°。
4.根据权利要求I所述的一种综放工作面提前回收顶煤的方法，其特征在于所述步骤a中，炮孔(6)的直径为75mm。
5.根据权利要求I所述的一种综放工作面提前回收顶煤的方法，其特征在于所述步骤a中，炮孔(6)的垂直深度是通过如下公式确定的
6.根据权利要求I所述的一种综放工作面提前回收顶煤的方法，其特征在于所述步骤a中，炮孔(6)的间距是通过如下公式确定的
7.根据权利要求I所述的一种综放工作面提前回收顶煤的方法，其特征在于所述步骤b中，采用不耦合方式向炮孔(6)内装入炸药；炮孔的装药长度不大于炮孔在基本顶内的深度；炮孔的封泥长度不小于炮孔长度的25% ;采用双雷管和双导爆索引爆；引爆顺序为沿开切眼(3)的回风顺槽(I)向运输顺槽(2)方向分组装入炸药、分次引爆；炸药采用煤矿许用乳化炸药。
全文摘要
本发明涉及顶煤回收技术，具体是一种综放工作面提前回收顶煤的方法。本发明解决了综放开采顶煤回收率低的问题。一种综放工作面提前回收顶煤的方法，该方法是采用如下步骤实现的a.在综放工作面开切眼布置完成后，沿开切眼轴线方向钻设一排炮孔；b.钻设炮孔完成后，进行回采；待回采1-2刀后，向炮孔内装入炸药并引爆，由炸药对基本顶进行爆破；c.爆破完成后，继续进行回采；待被爆破的基本顶垮落后，开始回收顶煤。本发明有效解决了综放开采顶煤回收率低的问题，适用于厚煤层的开采。
文档编号E21C41/16GK102777181SQ20121028024
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月8日 优先权日2012年8月8日
发明者宁剑, 张帅, 张百胜, 徐长红, 田鹏, 郝兵元, 陈浩 申请人:太原理工大学