一种部分回收大煤柱残煤的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤矿开采领域，具体地说，涉及一种部分回收大煤柱残煤的方法。
【背景技术】
[0002]随着煤炭资源的日益枯竭，尤其在煤炭资源相对较少的南方，迫切需要提高煤炭资源的回采率。原留设的几十米宽的大煤柱造成了大量煤炭资源的浪费，回采大煤柱的残煤能回收大量的煤炭资源，提高经济效益。但是，大煤柱类似于孤岛工作面，所处的应力环境较为复杂，不仅两边均受到侧向支承压力的作用，同时在回采时还受到超前支承压力的作用，应力集中系数很高。普通的采煤方法难以保证大煤柱安全、高效的回采。
【发明内容】
[0003]针对回收大煤柱残煤存在的上述技术问题，本发明提供一种安全、高效、成本低的部分回采煤矿大煤柱残煤的开采方法。
[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案包括以下步骤:
[0005](I)从区段集中巷开始，在大煤柱一侧煤体中开掘一条宽约3m的采准巷道，采准巷道靠采空区一侧留有一定厚度的薄煤墙(优选宽度I?3m)。
[0006](2)紧贴薄煤墙安装单体液压支柱支承顶板配合锚、梁、网、索等支护结构联合支护支承顶板，实体煤帮根据煤体稳定性确定是否支护。
[0007](3)采准巷道距采区边界一定距离SO时旋转一定角度α，开掘回采巷道直到采区边界煤柱。
[0008](4)回采巷道支护同权利要求⑵中采准巷道支护。
[0009](5)在回采巷道端头，平行于采区边界煤柱布置一个长约5m的倾斜短壁工作面，工作面的另一端与采空区边界间隔一个采空区边界煤柱宽度。
[0010](6)回采时可逐渐回收单体液压支柱和锚杆(或锚索)的托盘。
[0011](7)从短壁工作面沿回采巷道的方向进行回采，在距离采准巷道一定距离时逐渐停止回采，留下一段保安煤柱。
[0012](8)当回采完第一工作面时，在保安煤柱段的回采巷道采用液压单体支护，待综掘机回收完三角煤时回收。
[0013](9)当三角煤回收完毕时，沿采准巷道间隔一个保安煤柱重复步骤(3)?(7)平行布置短壁工作面，逐步回收大煤柱残煤。
[0014]2.如权利要求1所述的煤矿回采大煤柱开采方法，其特征在于，所述步骤(3)中开掘回采巷道时，转角α根据倾斜短壁工作面尺寸与大煤柱边界的空间几何关系确定，既要保证最大限度的回采大煤柱残煤又要保证短壁工作面的尺寸。转角α过小，则工作面较长，顶板不易管理。反之，工作面太短，煤炭回收效率低。
[0015]3.如权利要求1所述的一种部分回收大煤柱残煤的方法，其特征在于，所述步骤
(I)中的薄煤墙宽度和大煤柱另一侧的采空区边界煤柱宽度根据采空区边界顶板和煤体的稳定性确定。
[0016]4.步骤(4)采区边界煤柱宽度根据采区边界的具体情况确定综合确定。
[0017]5.如权利要求1所述的一种部分回收大煤柱残煤的方法，其特征在于，所述步骤
(6)中的保安煤柱尺寸根据巷道围岩稳定性确定，与采高、采深及煤、岩性质均相关。
[0018]6.如权利要求1所述的一种部分回收大煤柱残煤的方法，其特征在于，所述步骤
(9)中工作面之间除了留有保安煤柱外，还留有工作面隔离煤柱。工作面隔离煤柱的宽度一般取短壁工作面和回采巷道宽度之和的0.6?1.2倍宽度。
[0019]8.如权利要求1所述的一种部分回收大煤柱残煤的方法，其特征在于，其特征在于，所述步骤(I)、(3)、(5)、(7)和(9)巷道开掘、工作面布置和短壁回采过程中均采用独头通风方式，适用于低瓦斯和通风满足要求的矿井。
[0020]本发明的有益效果是:
[0021]1.利用大煤柱两侧采空区顶板下沉稳定后，采准巷道处于较低的应力环境中即使留设很小的煤柱(薄煤墙I?3m)巷道也易于稳定；
[0022]2.采准巷道采用薄煤墙及液压支柱能最大限度的回采大煤柱的煤炭资源；
[0023]3.在大煤柱的边界处均留有采空区隔离煤柱，可防止相邻采空区瓦斯的涌入以及控制顶板的稳定；
[0024]4.在工作面之间留设有一定宽度的工作面隔离煤柱和保安煤柱，保证回采期间顶板的稳定，待该回采短壁工作面采完后不影响下一短壁工作面的回采。
【附图说明】
[0025]图1为本发明中的老顶结构图；
[0026]图2为本发明中的回采平面图；
[0027]图3为本发明的采准巷道断面图；
[0028]图4为本发明的回采巷道断面图。
【具体实施方式】
[0029]如图1、2所示，大煤柱3两侧采空区6顶板下沉稳定后，大煤柱3边界处在老顶关键块体B保护之下，在临近采空区边界处开掘采准巷道4，巷道围岩应力较低，易于稳定。
[0030]回采大煤柱残煤:
[0031](I)从区段集中巷I开始，在大煤柱3—侧煤体中开掘一条宽约3m的采准巷道4，采准巷道4靠近采空区6 —侧留有薄煤墙5。
[0032](2)在采准巷道4掘出后立刻在薄煤墙5 —侧安装单体液压支柱12配合锚、梁、网、索等支护结构联合支护支撑顶板，控制顶板及薄煤墙5的稳定性，防止采空区6的瓦斯涌入采准巷道4，实体煤帮视煤体的稳定性确定是否支护。
[0033](3)采准巷道4距采区边界一定距离SO时旋转一定角度α，开掘宽约3m的回采巷道9，SO取20?40m，a取45°?75°。
[0034](4)回采巷道9靠近采区边界一侧安装单体液压支柱12，顶板、实体支护同步骤
(2)，局部危险区域加强支护。
[0035](5)在回采巷道9掘进到采区边界煤柱10时，平行采区边界煤柱10倾斜布置长约5m的短壁工作面7，工作面另一端为采空区边界煤柱2 (具体宽度根据煤、岩层稳定性确定);
[0036](6)从短壁工作面7沿回采巷道9的方向进行回采，在距离采准巷道一定距离时逐渐停止回采，留下一定距离的保安煤柱8 (保安煤柱尺寸根据下回采巷道与采准巷道连接处的稳定情况而定)，即完成第一个短壁工作面的回采。
[0037](7)回采短壁工作面7时可逐渐回收单体液压支柱12和锚杆(或锚索)托盘13。
[0038](8)在采完第一个短壁工作面7后，沿采准巷道4端头利用综掘机采用巷采11的方式回收部分三角煤；
[0039](9)三角煤回收完毕后，沿采准巷道4间隔一个保安煤柱8重复步骤(3)?(7)平行布置短壁工作面7，逐步回收大煤柱3的残煤；
[0040](10)工作面之间除了留有保安煤柱外，还留有工作面隔离煤柱14 ;
[0041](11)上述步骤中巷道开掘、工作面布置和短壁回采过程中均采用独头通风方式，建议在低瓦斯煤矿或者通风满足要求的矿井中采用本发明提供的回采大煤柱残煤的方法，以保证安全。
[0042]本发明的有益效果在于:
[0043]1.采准巷道4受老顶关键块体B的保护，处于较低的应力环境中易于稳定，贴壁采用单体液压支柱12配合锚、梁、网、索等支护结构联合支承顶板，实体煤帮根据具体情况确定是否支护，便于最大限度地回采煤炭资源。
[0044]2.回采巷道9的两帮均为实体煤，巷道受力相对均匀，巷道比较稳定。
[0045]3.由于采用短壁工作面7回采，通风方式简单，省去了回风巷道的掘进和维护，降低了回采成本。
[0046]4.短壁工作面7和回采巷道9的总宽度较小，顶板短期内不破断、冒落，回采期间的顶板管理相对简单。
[0047]5.在工作面之间留设有一定宽度的工作面隔离煤柱14和保安煤柱8，保证回采期间顶板的稳定，待该回采短壁工作面7采完后不影响下一短壁工作面的回采。
【主权项】
1.一种部分回收大煤柱残煤的方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)从区段集中巷开始，在大煤柱一侧煤体中开掘一条宽约3m的采准巷道，采准巷道靠采空区一侧留有I?3m的薄煤墙(优选宽度I?3m)； (2)紧贴薄煤墙安装单体液压支柱支承顶板配合锚、梁、网、索等支护结构联合支护支承顶板，实体煤帮根据煤体稳定性确定是否支护； (3)采准巷道距采区边界一定距离Stl时旋转一定角度α，开掘回采巷道直到采区边界煤柱； (4)回采巷道支护同权利要求(2)中采准巷道支护。 (5)在回采巷道端头，平行于采区边界煤柱布置一个长5m的倾斜短壁工作面，工作面的另一端与采空区边界间隔一个采空区边界煤柱宽度。 (6)回采时可逐渐回收单体液压支柱和锚杆(或锚索)的托盘。 (7)从短壁工作面沿回采巷道的方向进行回采，在距离采准巷道一定距离时逐渐停止回采，留下一段保安煤柱。 (8)当回采完第一工作面时，在保安煤柱段的回采巷道采用液压单体支护，待综掘机回收完部分三角煤后再回收该部分液压单体支护。 (9)当三角煤回收完毕时，沿采准巷道间隔一个保安煤柱重复步骤(3)?(7)平行布置短壁工作面，逐步回收大煤柱残煤。
2.如权利要求1所述的一种部分回收大煤柱残煤的方法，其特征在于，所述步骤(3)中开掘回采巷道时，转角α根据倾斜短壁工作面长度与大煤柱边界的空间几何关系确定，保证最大限度的回采大煤柱残煤又要保证短壁工作面的长度。
3.如权利要求1所述的一种部分回收大煤柱残煤的方法，其特征在于，所述步骤(I)中的薄煤墙宽度和大煤柱另一侧的采空区边界煤柱宽度根据采空区边界顶板和煤体的稳定性确定。
4.步骤(4)采区边界煤柱宽度根据采区边界的具体情况确定综合确定。
5.如权利要求1所述的一种部分回收大煤柱残煤的方法，其特征在于，所述步骤(6)中的保安煤柱尺寸根据巷道围岩稳定性确定，与采高、采深及煤、岩性质均相关。
6.如权利要求1所述的一种部分回收大煤柱残煤的方法，其特征在于，所述步骤(9)中工作面之间除了留有保安煤柱外，还留有工作面隔离煤柱。工作面隔离煤柱的宽度一般取短壁工作面和回采巷道宽度之和的0.6?1.2倍宽度。
7.如权利要求1所述的一种部分回收大煤柱残煤的方法，其特征在于，其特征在于，所述步骤(I)、(3)、(5)、(7)和(9)巷道开掘、工作面布置和短壁回采过程中均采用独头通风方式，适用于低瓦斯和通风满足要求的矿井。
【专利摘要】本发明公开了一种部分回收大煤柱残煤的方法，主要应用于低瓦斯矿井或者通风满足要求矿井中，包括如下步骤：（1）从区段集中巷开始，在大煤柱一侧煤体中开掘采准巷道并留有薄煤墙护巷；（2）采准巷道至距采区边界一定距离时旋转一定角度α，开掘回采巷道；（3）掘到采区边界煤柱后平行于采区边界煤柱布置一个倾斜的短壁工作面；（4）沿回采巷道方向进行回采，距离采准巷道一定距离时留下一段保安煤柱；（5）在采完第一个短壁工作面后，沿采准巷道端头采用综掘机回收部分三角煤；（6）沿采准巷道间隔一个保安煤柱重复步骤（2）~（5）平行布置短壁工作面，依次逐步回收大煤柱残煤。
【IPC分类】E21C41-18
【公开号】CN104533419
【申请号】CN201410782615
【发明人】冯涛, 王平, 朱永建, 余伟健, 姚琦, 袁超, 周泽
【申请人】湖南科技大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月16日