一种大倾角厚煤层走向长壁工作面大采高开采方法
【专利摘要】本发明公开了一种大倾角厚煤层走向长壁工作面大采高开采方法，选择一个伪仰斜走向长壁工作面作为大倾角厚煤层实际开采工作面，工作面与真倾斜工作面的夹角约为0°～7°，工作面倾斜长度大于80m；在工作面下端头的运输巷端，安装全封闭专用的下端头支架和排尾支架，沿工作面倾斜方向依次布置刮板输送机、采煤机和两柱掩护式或四柱支撑掩护式液压支架，以大倾角煤层的走向为推进方向对大倾角煤层进行开采，工作面的采煤机留三角煤斜切进刀下行，即自回风巷向运输巷方向割煤，上行即自运输巷向回风巷方向清浮煤，由下向上顺序移架、推溜，采煤机清完浮煤即完成一个工艺循环。本发明的有益效果是保持开采时系统的稳定。
【专利说明】一种大倾角厚煤层走向长壁工作面大采高开采方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于煤层开采【技术领域】，涉及一种大倾角厚煤层走向长壁工作面大采高开 采方法。
【背景技术】
[0002] 大倾角煤层是倾斜和急斜煤层的一部分，一般是指埋藏倾角为35?55°的煤层， 是一类特殊埋藏条件的煤层和国际采矿界公认的难采煤层。采用走向长壁（倾斜布置、走 向推进）工作面开采时，冒落矸石在工作面沿倾斜方向的采空区内不均匀充填、支承压力 非对称分布、底板变形和破坏可能性增大、以及工作面"顶板-支架-底板"系统失稳而导 致灾变等。
[0003] 由于大倾角煤层的上述特点，目前，综合机械化开采只能应用于1. 3?3. 5m的中 厚煤层之中，厚煤层一般采用综合机械化放顶煤开采，该类方法存在着顶板管理困难、顶煤 放出率低、工作面"支架-围岩"（顶板-支架-底板）系统稳定性不易保证等问题，无法 保证安全高效开采。要解决以上大倾角厚煤层走向长壁综合机械放顶煤开采存在的系列问 题，必须从工作面布置和工作面配套装备入手进行研究，采用大倾角煤层走向长壁大采高 (一次采全高）的方法开采该类煤层。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种大倾角厚煤层走向长壁工作面大采高开采方法，解决 了现有的系统稳定性不易保证的问题。
[0005] 本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：
[0006] 步骤1 :工作面确定：选择一个伪仰斜走向长壁工作面作为大倾角厚煤层实际开 采工作面，工作面与真倾斜工作面的夹角约为0°?7°，工作面倾斜长度大于80m ;
[0007] 步骤2 :工作面布置：在工作面下端头的运输巷端，安装全封闭专用的下端头支架 和排尾支架，沿工作面倾斜方向依次布置刮板输送机、采煤机和两柱掩护式或四柱支撑掩 护式液压支架，在工作面上端头的回风巷端安装排头支架、上端头支架，在运输巷内设有超 前支护支撑下端头支架，在回风巷内设置超前支护用来支撑上端头支架；
[0008] 步骤3 :煤层开采方法：采用综合机械化开采一次采全高开采方法开采，以步骤一 所确定的工作面为实际开采工作面，且以大倾角煤层的走向为推进方向对大倾角煤层进行 开采，工作面的采煤机留三角煤斜切进刀下行，即自回风巷向运输巷方向割煤，上行即自运 输巷向回风巷方向清浮煤，由下向上顺序移架、推溜，移架步距和采煤机截深均为〇.6m，采 煤机清完浮煤即完成一个工艺循环。
[0009] 进一步，所述步骤2中当工作面长度变化时在工作面上端头处增设柔性过渡支护 调节。
[0010] 本发明的有益效果是保持开采时系统的稳定。
【专利附图】
【附图说明】 toon] 图1为伪仰斜工作面布置示意图；
[0012] 图2为本发明的工作面布置俯视图；
[0013] 图3为图2的A-A剖面图。
[0014] 图中：1-回风巷，2-运输巷，3-工作面，4-采空区，5-超前支护；6-上端头支架， 7_排头支架，8-排尾支架，9-下端头支架，10-液压支架，11-采煤机，12-刮板输送机， 13-煤层底板，14-煤层，15-煤层顶板。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0016] 本发明采用的方法为：步骤1 :工作面3确定：工作面3即伪仰斜工作面，选择一个 伪仰斜走向长壁工作面作为所述的大倾角厚煤层实际开采工作面，伪仰斜工作面3与真倾 斜工作面的夹角约为0°?7°，工作面倾斜长度大于80m;
[0017] 如图1所示，AD为伪仰斜工作面3,工作面倾斜长度大于80m，Z ACB为真倾角，即 煤层倾角α，Z ADB为伪倾角，Z CAD为伪斜工作面与走向方向夹角（简称走向夹角）为 0°?7°，1^为真倾斜长度，Lft为伪倾斜长度，大于80m，DC方向为工作面走向推进方向， CA方向为倾斜方向。
[0018] 步骤2 :开采设备的布置：实际开采过程中，伪斜工作面角度ZCAD在0°?7° 之间，降低了大采高过程中支架及装备的下滑，同时，可以适度降低大采高时煤壁片帮可能 性。
[0019] 其中，图2中的采空区4、图3中煤层底板13、煤层14和煤层顶板15构成了整个 采煤区。
[0020] 如图2、3所示，在伪仰斜工作面即工作面3下端头的运输巷2端，安装全封闭专用 的下端头支架9和排尾支架8,沿工作面倾斜方向依次布置刮板输送机12、采煤机11和两 柱掩护式或四柱支撑掩护式液压支架10,在工作面3上端头的回风巷1端安装排头支架7、 上端头支架6,在运输巷2内设有超前支护5支撑下端头支架9,在回风巷1内设置超前支 护5用来支撑上端头支架6,当工作面3长度变化时可在工作面3上端头处增设柔性过渡支 护调节，完成工作面3布置；
[0021] 步骤3 :煤层开采方法：采用综合机械化开采一次采全高开采方法开采，以步骤一 所确定的伪仰斜工作面为实际开采工作面，且以所述的大倾角煤层的走向为推进方向对大 倾角煤层进行开采；工作面3推进方向见图2,工作面3的采煤机11留三角煤斜切进刀下 行，即自回风巷1向运输巷2方向割煤，上行即自运输巷2向回风巷1方向清浮煤，由下向上 顺序移架、推溜，移架步距和采煤机截深均为〇. 6m，采煤机清完浮煤即完成一个工艺循环。
[0022] 且实际开采过程中，采用工作面支架对实际开采工作面进行同步支护，所述工作 面支架为两柱掩护式或四柱支撑掩护式液压支架，支架采用大推力千斤顶和箱型侧护板， 底调千斤顶可联动或分开伸出或缩回，便于调正支架，并使用大面积护帮板防煤壁片帮、防 护挡板将机道和人行道隔开，工作面落煤采用双滚筒采煤机，工作面运输采用大运力刮板 输送机，工作面利用"三机"（采煤机、刮板输送机、支架）配合并加装特殊装备防止工作面 装备下滑。
[0023] 上述大倾角煤层走向长壁工作面大采高开采方法，其特征是：
[0024] (1)如图3所示，一次采高Η在3.5?5.0m的煤层倾角a达到35°?55°的煤 层，适用于开采厚及特厚大倾角煤层。
[0025] (2)工作面两柱掩护式或四柱支撑掩护式液压支架，支架采用大推力千斤顶和箱 型侧护板，工作阻力达到6500kN，底调千斤顶可联动或分开伸出或缩回，便于调正支架；支 架支护高度2. 2?5. 0m，支架自身宽度b为1. 75?2. 0m，并使用大面积护帮板（1. 75? 2. OmX 1. 5m)防煤壁片帮、防护挡板将机道和人行道隔开；工作面双滚筒采煤机滚筒直径D 为1. 8?2. 3m ;工作面输送机功率不低于900kW ;工作面利用"三机"（采煤机、刮板输送机、 支架）配合并加装特殊装备防止工作面装备下滑。
[0026] 所述的工作面支架为两柱掩护式或四柱支撑掩护式液压支架10,支架采用大推力 千斤顶和箱型侧护板，底调千斤顶可联动或分开伸出或缩回，便于调正支架，并使用大面积 护帮板防煤壁片帮、防护挡板将机道和人行道隔开，工作面落煤采用双滚筒采煤机11，工作 面运输采用大运力刮板输送机12,工作面利用"三机"（采煤机、刮板输送机、支架）配合并 加装特殊装备防止工作面装备下滑。
[0027] 综上，实际开采过程中，实际开采工作面为伪斜角ZCAD为0°?7°的伪仰斜方 向布置，且沿煤层推进；实际开采工作面选用加有特殊掩护装备的两柱掩护式或四柱支撑 掩护式液压支架，以及配套的双滚筒采煤机、大运力刮板输送机、下端头支架等。保证了大 倾角大采高走向长壁工作面安全高效开采。
[0028] 以上所述，仅是本发明的较佳实例，并非对本发明作任何限制，凡是根据发明技术 实质对以上实例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属本发明技术方案的 保护范围内。
[0029] 本发明具有以下优点：
[0030] (1)设计合理、开采方法简单便于施工。
[0031] (2)保证了大倾角煤层一次采高达到3. 5?5. Om，大幅度提高了开采该类厚度煤 层的资源回收率，简化了回采工艺。
[0032] (3)所采用的大倾角条件下大采高液压支架及成套装备能保证在采高3. 5? 5.0m、倾角35°?55°工作面"支架-围岩"系统的稳定性，克服了采用放顶煤开采时"顶 板-支架-底板"系统元素缺失导致的支护装备下滑倾倒问题。
[0033] 综上所述，本发明设计合理、开采方法简单、施工方便且所采用的大采高液压支架 及成套装备结构设计合理、操作简便、使用效果好，能有效解决现有大倾角厚煤层放顶煤开 采中存在的回采率低、工艺复杂、支护系统不稳定等实际问题。开采方法简单、施工方便且 所采用的大采高液压支架及成套装备结构设计合理、操作简便、使用效果好，能有效解决现 有大倾角厚煤层放顶煤开采中存在的回采率低、工艺复杂、支护系统不稳定等实际问题。
【权利要求】
1. 一种大倾角厚煤层走向长壁工作面大采高开采方法，其特征在于按照以下步骤进 行： 步骤1 :工作面（3)确定：选择一个伪仰斜走向长壁工作面作为大倾角厚煤层实际开采 工作面，工作面（3)与真倾斜工作面的夹角约为0°?7°，工作面倾斜长度大于80m; 步骤2 :工作面（3)布置：在工作面（3)下端头的运输巷（2)端，安装全封闭专用的下 端头支架（9)和排尾支架（8)，沿工作面倾斜方向依次布置刮板输送机（12)、采煤机（11) 和两柱掩护式或四柱支撑掩护式液压支架（10)，在工作面（3)上端头的回风巷（1)端安装 排头支架（7)、上端头支架￠)，在运输巷（2)内设有超前支护（5)支撑下端头支架（9)，在 回风巷（1)内设置超前支护（5)用来支撑上端头支架（6); 步骤3 :煤层开采方法：采用综合机械化开采一次采全高开采方法开采，以步骤一所确 定的工作面（3)为实际开采工作面，且以大倾角煤层的走向为推进方向对大倾角煤层进行 开采，工作面（3)的采煤机（11)留三角煤斜切进刀下行，即自回风巷（1)向运输巷（2)方 向割煤，上行即自运输巷（2)向回风巷（1)方向清浮煤，由下向上顺序移架、推溜，移架步距 和采煤机截深均为0. 6m，采煤机清完浮煤即完成一个工艺循环。
2. 按照权利要求1所述一种大倾角厚煤层走向长壁工作面大采高开采方法，其特征在 于所述步骤2中当工作面（3)长度变化时在工作面（3)上端头处增设柔性过渡支护调节。
【文档编号】E21C41/16GK104088639SQ201410290023
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】伍永平, 李方立, 解盘石, 黄国春, 贠东风, 陈建杰, 王红伟, 尤国俊 申请人:西安科技大学