一种机炮合采提高块煤率的采煤工艺的制作方法

本发明涉及煤矿开采工艺，尤其涉及一种机炮合采提高块煤率的采煤工艺。

背景技术：

现阶段，在推进供给侧结构性改革的趋势下，“三去一降一补”五大任务中，去产能居首位，煤炭、钢铁、水泥、平板玻璃和船舶五大产业中，煤炭是难中之难。“十三五”期间，陆续关闭一些小型煤矿、升级改造煤矿、煤与瓦斯突出矿井、亏损矿井和资源枯竭矿井等。在产能过剩的大背景下，单纯的依靠出煤量提高煤企收入是行不通了，形势倒逼，不得不在煤质上下功夫。在煤质保证的前提下，块煤的燃烧值又远高于末煤的燃烧值，且具有良好的销售优势，一大部分用煤大户还是对块煤“情有独钟”，但对于“三硬”地质条件的矿区，依靠现有的大采高、一次性采全高及放顶煤综合机械化采煤工艺，产出块煤率低且设备磨损严重，在当前入不敷出的煤炭行业，造成好的煤田确得不到高的利润，无法实现其价值最大化，无形之中造成能源的浪费。针对此种地质条件下的煤层开采，在保持煤炭产量的前提下最大限度地提高块煤率，提出并应用了一种机炮合采提高块煤率的采煤工艺。机炮合采，即先放松动炮，煤体中释放和转移部分应力集中，在煤壁产生裂纹、松动的情况下，再利用综合机械化设备实现综合机械化采煤，以求块煤率及其经济效益最大化。

炮采工艺虽应用较早，可以提高块煤产量，但只适用于薄煤层开采及煤层赋存条件较差的煤层，出煤效率低，安全性差，爆破出煤块煤率为10%左右。机械化采煤适用地质条件范围较广，出煤效率高，但对硬度大的煤田，设备磨损较严重，故障率高，块煤量受地质条件影响大，块煤率低至为20%以下。申请号为201310729922.1的发明专利公开了一种煤矿井下炮采与普采联合开采方法，虽然提到了炮采与普通机械化采煤工艺，但是侧重点不同，该发明专利是针对同一采煤工作面来说，煤层采高变化又较明显，按照煤层采高的大小又划分为单一的炮采与单一的机采落煤，目的是解决中小型矿井开采成本较高、回采较低的问题；而未将炮采工艺与机采工艺联系到一起，也未提及到块煤率的问题，与本申请专利机炮合采采煤工艺的重点没有相关关联。

因此，需要一种能有效提高块煤率、减轻机械设备的磨损和减少故障率的机炮合采采煤工艺。

技术实现要素：

本发明的目的在于，克服现有技术的不足之处，提供一种机炮合采提高块煤率的采煤工艺，能有效提高块煤的出产率，减轻机械设备的磨损，降低故障率，提高了工作人员的工作效率，增加经济效益。

本发明所述的一种机炮合采提高块煤率的采煤工艺包括有松动爆破和综合机械化采煤两个工序，所述的松动爆破是指采用爆破能量，使煤壁成为裂隙发育体，按下述步骤进行：

第一步，确定松动爆破的技术参数，根据爆破对煤(岩)体的破坏程度(形成破碎圈、松动圈和震动圈的范围大小)，结合炸药和煤体相关参数，计算出其松动圈半径；

第二步，根据松动圈半径，确定出炮眼间距，炮眼间距包括有水平间距和垂直间距，所述的水平间距和垂直间距为1.6米—2.0米；

第三步，结合施工设备、施工技术水平和劳动强度等因素，按照每刀推进0.8米计算，一次松动炮推进刀数为两刀，确定出炮眼钻孔深度为1.7米—1.8米；

第四步，进行炮眼装药量计算，松动爆破不同于爆破采煤，务必控制好药量，以达到既能松动煤体，产生裂隙，又不致于崩落岩体的效果，根据第一步、第二步和第三步计算出的相关参数和每孔装药量，再结合煤体参数及爆破效果，进行适当调整装药量，再根据煤质的硬度及炸药参数，适当调整后，确定出每孔装药量为450g—500g；

第五步，布置炮眼，根据第一步、第二步、第三步和第四步的相关数据，以及工作面煤壁长和采高，在顶板下的工作面上设置有炮眼钻孔，炮眼钻孔内设置有药卷和雷管，并用炮泥封堵，确定炮眼的水平间距和垂直间距构成三花眼式结构；

第六步，连线爆破；

第七步，进行联合验炮；

第八步，利用综采设备进行综合机械化采煤；

第九步，松动爆破后，松动炮再推进两刀。

本发明所述的一种机炮合采提高块煤率的采煤工艺，能有效提高块煤的出产率，减轻机械设备的磨损，降低故障率，提高了工作人员的工作效率，增加经济效益。

附图说明

附图1是本发明所述的一种机炮合采提高块煤率的采煤工艺示意图，包含松动爆破和和综合机械化采煤两个工序。

附图2是本发明所述的一种机炮合采提高块煤率的采煤工艺炮眼三花眼式布置示意图。

附图3是本发明所述的一种机炮合采提高块煤率的采煤工艺炮眼周边煤体损伤破坏分布图。

附图4是本发明所述的一种机炮合采提高块煤率的采煤工艺炮眼装药结构。

1—顶板 2—炮眼钻孔 3—工作面 4—综采设备 5—药卷 6—雷管 7—炮泥 8—破碎圈 9—松动圈 10—震动圈 11—水平间距 12—垂直间距。

具体实施方式

实施例1：

现参照附图1、附图2、附图3和附图4，结合具体实施例，说明如下：本发明所述的一种机炮合采提高块煤率的采煤工艺，包括有松动爆破和综合机械化采煤两个工序，所述的松动爆破是指采用爆破能量，使煤壁成为裂隙发育体，按下述步骤进行：

第一步，确定松动爆破的技术参数，根据爆破对煤(岩)体的破坏程度(形成破碎圈8、松动圈9和震动圈10的范围大小)，结合炸药和煤体相关参数，计算出其松动圈半径；

第二步，根据松动圈半径，确定出炮眼间距，炮眼间距包括有水平间距11和垂直间距12，压力较大地段，煤壁疏松时，炮眼的水平间距11和垂直间距12为2.0米；

第三步，结合施工设备、施工技术水平和劳动强度等因素，按照每刀推进0.8米计算，一次松动炮推进刀数为两刀，一次松动炮推进刀数为两刀，压力较大地段，煤壁疏松时，确定出炮眼钻孔2深度为1.7米；

第四步，进行炮眼装药量计算，松动爆破不同于爆破采煤，务必控制好药量，以达到既能松动煤体，产生裂隙，又不致于崩落岩体的效果，根据第一步、第二步和第三步计算出的相关参数和每孔装药量，再结合煤体参数及爆破效果，进行适当调整装药量，再根据煤质的硬度及炸药参数，适当调整后，当煤质较软时，确定出每孔装药量为450g；

第五步，布置炮眼，根据第一步、第二步、第三步和第四步的相关数据，以及工作面煤壁长和采高，在顶板1下的工作面3上设置有炮眼钻孔2，炮眼钻孔2内设置有药卷5和雷管6，并用炮泥7封堵，确定炮眼的水平间距11和垂直间12距构成三花眼式结构；

第六步，连线爆破；

第七步，进行联合验炮；

第八步，利用综采设备4进行综合机械化采煤；

第九步，松动爆破后，松动炮再推进两刀。

实施例2：

现参照附图1、附图2、附图3和附图4，结合具体实施例，说明如下：本发明所述的一种机炮合采提高块煤率的采煤工艺，包括有松动爆破和综合机械化采煤两个工序，所述的松动爆破是指采用爆破能量，使煤壁成为裂隙发育体，按下述步骤进行：

第一步，确定松动爆破的技术参数，根据爆破对煤(岩)体的破坏程度(形成破碎圈8、松动圈9和震动圈10的范围大小)，结合炸药和煤体相关参数，计算出其松动圈半径；

第二步，根据松动圈半径，确定出炮眼间距，炮眼间距包括有水平间距11和垂直间距12，压力较小地段，煤壁紧密时，炮眼的水平间距11和垂直间距12为1.6米；

第三步，结合施工设备、施工技术水平和劳动强度等因素，按照每刀推进0.8米计算，一次松动炮推进刀数为两刀，一次松动炮推进刀数为两刀，压力较小地段，煤壁紧密时，确定出炮眼钻孔2深度为1.8米；

第四步，进行炮眼装药量计算，松动爆破不同于爆破采煤，务必控制好药量，以达到既能松动煤体，产生裂隙，又不致于崩落岩体的效果，根据第一步、第二步和第三步计算出的相关参数和每孔装药量，再结合煤体参数及爆破效果，进行适当调整装药量，再根据煤质的硬度及炸药参数，适当调整后，当煤质较硬时，确定出每孔装药量为500g；

第五步，布置炮眼，根据第一步、第二步、第三步和第四步的相关数据，以及工作面煤壁长和采高，在顶板1下的工作面3上设置有炮眼钻孔2，炮眼钻孔2内设置有药卷5和雷管6，并用炮泥7封堵，确定炮眼的水平间距11和垂直间距12构成三花眼式结构；

第六步，连线爆破；

第七步，进行联合验炮；

第八步，利用综采设备4进行综合机械化采煤；

第九步，松动爆破后，松动炮再推进两刀。

本发明所述的一种机炮合采提高块煤率的采煤工艺，能有效提高块煤的出产率，减轻机械设备的磨损，降低故障率，提高了工作人员的工作效率，增加经济效益。