专利名称：复杂地质条件下综—机对拉面采煤方法
技术领域：
本发明涉及一种采煤方法，尤其是涉及一种复杂地质条件下综一机对拉面采煤方法。
背景技术：
由于复杂地质条件下煤层稳定性(包括煤层形态、厚度、结构和可采性)和地质构造的复杂多变，造成井下局部地段可采区域的煤块呈不规则形状；针对复杂地质条件下不规则形状可采煤块资源的井工开采，通常都是采用炮采工艺方式和普通机械化采煤工艺(机采)方式，采用这两种采煤工艺工作面布置灵活，这两种采煤工艺对工作面倾角、长度、煤层厚度变化适应性强。同时由于以上两种采煤工艺工作面通常采用单体液压支柱和顶梁支护顶板，支护设备质量较小，方便在工作面内安装、撤出，因此可以灵活的适应工作面长度的变化。但以上两种采煤工艺由于机械化水平低，工人劳动强度高，生产效率较小，安全系数低，不能满足当今对矿井高产高效集中化生产的要求。随着矿山机械设备研发水平的提高，如针对大倾角煤层的开采研发了大倾角综采液压支架，针对薄煤层的开采研发了薄煤层综采液压支架和薄煤层采煤机，针对煤层厚度变化大、顶板不平整工作面的开采研发了轻型液压支架等；这使得对复杂地质条件下的煤层实施综合机械化开采(综采)得以实现。对煤层实施综采时由于工作面三机配套设备吨位高、安装拆卸用时长，为了避免开采过程中因工作面长度变化造成的增减支架的问题，在布置综采工作面时一般都按照工作面等长布置。由于受复杂地质条件下煤层稳定性和地质构造复杂多变的影响，造成井下局部地段可采区域的煤块形状不规则，对这些不规则形状煤块实施综采时，当为了回收更多煤炭资源就需要依据所采煤块形状布置不规则的工作面，由于工作面长度不等，开采过程中必然面临着增减支架的问题；当为了避免开采过程中增减支架的问题，综采工作面就必须按照等长布置，这样势必会丢弃一些煤柱，造成煤炭资源的浪费，孤岛煤柱也会对突出矿井和冲击地压矿井造成严重的矿压影响；即便选择对孤岛煤柱资源进行回收，也面临很多技术和经济上的问题。
发明内容
为了解决现有复杂地质条件下采煤方法存在的上述技术问题，本发明提供一种综采工作面无需增减支架，并实现最大限度的回收煤炭资源的复杂地质条件下综一机对拉面采煤方法。本发明包括如下步骤:
I)针对复杂地质条件下不规则区段内煤炭资源的开采，在区段内不规则煤块上部按照工作面等长布置综采工作面，依据剩余煤块形状将煤块下部布置成不等长的机采工作面；在综采工作面的上方布置上轨道平巷，在综采工作面和机采工作面之间布置运输平巷，在机采工作面的下方布置下轨道平巷，两工作面对拉开采，机采工作面超前综采工作面5m，在机采工作面超前综采工作面段，靠近机采工作面采空区一侧搭设木垛；
2)在综采工作面内装配采煤机和刮板输送机；在机采工作面装配第二采煤机、第二刮板输送机；
3)分别开启采煤机、刮板输送机和第二采煤机、第二刮板输送机对复杂地质条件区段的煤矿进行开采，推进过程始终保持机采面超前综采面5m，直至完成这一区段的开采。上述的复杂地质条件下综一机对拉面采煤方法中，步骤3)中当机采面长度变化时，通过增减机采工作面内的单体液压支柱和铰接顶梁数量或在要求的支护密度下适当调整柱距以适应工作面长度的改变。本发明的有益效果是:本发明实现了在复杂地质条件下不规则煤块的开采中布置出等长的综采工作面，同时最大限度的回收煤炭资源，大幅度提高了复杂地质条件下煤炭开采的机械化水平。本发明利用上轨道平巷、运输平巷和下轨道平巷布置两个回采工作面，实现了复杂地质条件下区段无煤柱开采，提高了煤炭资源回收率，减低了万吨掘进率，大幅度提高了复杂地质条件煤炭开采的经济效益。本发明改善了工作面环境，降低工人劳动强度，提高了生产集中程度和煤炭开采效率，还具有方法简单，安全可靠的优点。
图1是本发明开采系统巷道布置示意图。图2是本发明开采工艺示意图。图中:1-运输平巷，2-上轨道平巷，3-下轨道平巷，4-综采工作面，5-机采工作面，
6-轨道上山，7-回风上山，8-运输上山，9-区段溜煤眼；10-综采面刮板输送机，11-综米面米煤机，12-综米液压支架，13-综米面端头支架，14-机米工作面刮板输送机，15-机采工作面采煤机，16-单体液压支柱和铰接顶梁，17-转载机，18-可伸缩胶带输送机，19-工字钢梁和单体液压支柱，20-木垛，21-错距段内运输平巷。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明包括如下步骤:
I)针对复杂地质条件下不规则区段内煤炭资源的开采，如图1、2所示，在区段内不规则煤块上部按照工作面等长布置综采工作面4，采用综采液压支架12支护工作面4的回采空间；将区段内不规则煤块下部布置为不等长的机采工作面5，采用单体液压支柱和铰接顶梁16支护工作面5的回采空间；机采工作面5超前综采工作面4，超前距离保持5m，在机采工作面5超前综采工作面4段，靠近机采工作面5的采空区一侧搭设木垛20，在木垛20中间填充矸石，增强木垛20的支护能力，以维护错距段内运输平巷I的正常使用；在运输平巷I内自综采工作面4煤壁处向前30m范围架设三排工字钢梁和单体液压支柱19进行超前支护。在综采工作面4的上方布置上轨道平巷2，在机采工作面5的下方布置下轨道平巷3，在综采工作面4和机采工作面之间5布置运输平巷I ;布置时要保障上轨道平巷2和运输平巷I平行布置以确保综采工作面4等长，机采工作面5和综采工作面4共用中间运输平巷1，要求机采工作面5的布置能尽可能多的采出区段内的煤炭资源，因此机采工作面5中的下轨道平巷3应依据综采工作面布置后区段下部所剩余的不规则煤块形状进行布置，从而，将机采工作面5布置成不规则(工作面不等长)的形状。综采工作面4应尽量长，机采工作面5应尽量短，但不宜小于25m，以保障综采面和机采面推进速度的协调一致，提高推进效率。2)在综采工作面4内装配采煤机11和刮板输送机10 ;在机采工作面5装配第二采煤机15、第二刮板输送机14。综采工作面4的煤炭经综采工作面4内的刮板输送机10向下端头方向运输，机采工作面5的煤炭经机采工作面5内的第二刮板输送机14向上端头方向运输，两工作面的煤炭集中至转载机17上，后经转载机17转运至可伸缩胶带输送机18上，经中间运输平巷I运出。综采工作面4和机采工作面5内所需新鲜风流由中间运输平巷I进入，综采工作面4的乏风由上轨道平巷2排出，机采工作面5的乏风自下轨道平巷3排出。综采工作面4和机采工作面5所需材料分别通过上轨道平巷2和下轨道平巷3运输而来。3)分别开启采煤机11、刮板输送机10和第二采煤机15、第二刮板输送机14对复杂地质条件区段的煤矿进行开采，推进过程始终保持机采面超前综采面5m，直至完成这一区段的开采。当机采工作面5变长时，及时增加机采工作面5内的单体液压支柱和铰接顶梁16数量或在要求的支护密度下适当增大柱距以适应工作面长度的增加；当机采工作面变短时，撤出部分机采工作面5内的单体液压支柱和铰接顶梁16或在要求的支护密度下适当减小柱距以适应工作面长度的减小。
权利要求
1.一种复杂地质条件下综一机对拉面采煤方法，包括如下步骤: 1)针对复杂地质条件下不规则区段内煤炭资源的开采，在区段内不规则煤块上部按照工作面等长布置综采工作面，依据区段剩余煤块形状将煤块下部布置成不等长的机采工作面；在综采工作面的上方布置上轨道平巷，在综采工作面和机采工作面之间布置运输平巷，在机采工作面的下方布置下轨道平巷，两工作面对拉开采，机采工作面超前综采工作面5m,在机采工作面超前综采工作面段，靠近机采工作面采空区一侧搭设木垛； 2)在综采工作面内装配采煤机和刮板输送机；在机采工作面装配第二采煤机、第二刮板输送机； 3)分别开启采煤机、刮板输送机和第二采煤机、第二刮板输送机对复杂地质条件区段的煤矿进行开采，推进过程始终保持机采面超前综采面5m，直至完成这一区段的开采。
2.如权利I所述的复杂地质条件下综一机对拉面采煤方法，步骤I)中机采工作面的长度不小于25m。
3.如权利I所述的复杂地质条件下综一机对拉面采煤方法，步骤I)中的木垛中间填充有矸石。
4.如权利I所述的复杂地质条件下综一机对拉面采煤方法，步骤3)中当机采面长度变化时，通过增减机采工作面内的单体液压支柱和铰接顶梁数量或在要求的支护密度下适当调整柱距来适应工作面长度的变化。
全文摘要
本发明提供了一种复杂地质条件下综—机对拉面采煤方法，针对复杂地质条件下不规则区段内煤炭资源的开采，在区段内煤块上部布置等长的综采工作面，依据区段剩余煤块形状将煤块下部布置成不等长的机采工作面，利用三条区段平巷准备两个回采工作面，形成等长综采面和不等长机采面对拉开采形式，两工作面同步协调推进，始终保持机采面超前综采面5m，当机采面长度发生变化时，通过增减机采工作面内的单体液压支柱和铰接顶梁数量或在要求的支护密度下适当调整柱距以适应工作面长度的改变。本发明实现了在复杂地质条件下不规则煤块的开采中布置出等长的综采工作面，同时最大限度的回收了煤炭资源，提高了复杂地质条件下煤炭开采的机械化水平。
文档编号E21C41/16GK103104260SQ20131006032
公开日2013年5月15日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者赵伏军, 徐燕飞, 王国举, 唐辉雄, 樊宝杰 申请人:湖南科技大学