一种提高平硐开拓矿井煤炭资源采出率的巷道布置方法与流程

本发明涉及采煤技术领域，具体涉及一种平硐开拓矿井巷道布置方法。

背景技术：

在传统的煤矿开采中，一般要将井田划分为阶段，阶段再划分为采区、盘区或者带区，采区、盘区或者带区内再划分为若干个采煤工作面。这种划分方式，需要布置开拓巷道、准备巷道和回采巷道。由于开拓巷道和准备巷道两侧需要留设一定宽度的保护煤柱，所以，按照传统方式设计的矿井其煤炭资源采出率不会很高。随着巷道支护技术和采煤技术的进步，采煤工作面的长度及推进长度都显著增加，有的工作面长度达到400m，推进长度超过5km。所以，传统的矿井设计方式已经不再适应时代发展的要求，迫切需要一种安全、简单、高采出率的工作面布置形式。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种提高平硐开拓矿井煤炭资源采出率的巷道布置方法，其取消了准备巷道，降低了巷道掘进量，减少了保护煤柱数量，提高了煤炭资源采出率，也简化了通风、运输等系统。

其技术解决方案包括：

一种提高平硐开拓矿井煤炭资源采出率的巷道布置方法，依次包括以下步骤：

a、在井田范围内直接划分采煤工作面；

b、掘进矿井的主运输平硐、辅助运输平硐和和回风平硐，其中，主运输平硐和和回风平硐布置在开采煤层范围外的稳定岩层中，辅助运输平硐布置在开采煤层中，所述的主运输平硐、辅助运输平硐和回风平硐三者相互平行，在所述的回风平硐尽头通过第一回风联络巷与辅助运输平硐贯通；

c、所述的主运输平硐和所述的辅助运输平硐均设计为机轨合一大巷，采煤工作面出煤的运输和撤面工作通过所述的主运输平硐实现，掘进工作面出的煤和矸石的运输工作以及采煤面的安装工作通过所述的辅助运输平硐实现；

d、沿井田里侧边界布置第一采煤工作面，从所述的辅助运输平硐掘进第一采煤工作面的轨道巷与第一采煤工作面的运输巷并使其分别与所述的主运输平硐贯通，将第一采煤工作面对应的-辅助运输平硐作为切眼使用；

e、在第一采煤工作面切眼开始安装设备并进行第一采煤工作面的推采，所述的设备用于采煤及运输煤，第一采煤工作面采出的煤通过所述的第一采煤工作面运输巷内的胶带输送机输送至所述的主运输平硐内的胶带输送机运出，采煤面边回采边采用沿空留巷的方法保留第一个采煤工作面的运输巷作为第二个采煤工作面的轨道巷；

f、当第一采煤工作面推采一定距离时，从所述的辅助运输平硐掘进第二采煤工作面的第二回风联络巷与所述的回风平硐贯通，然后掘进第二采煤工作面的运输巷与所述的主运输平硐贯通，然后将第二采煤工作面对应的-辅助运输平硐作为切眼使用，并进行第二采煤工作面的安装工作；

g、当第一采煤工作面推采至终采线后，第二采煤工作面即可进行生产，并采用沿空留巷的方法将第二采煤工作面的运输巷保留作为第三采煤工作面的轨道巷；撤除第一采煤工作面的设备；

h、以此类推，按照步骤f、g依次完成后续采煤工作面的布置、安装、推采及撤除工作。

作为本发明的一个优选方案，步骤b中，在所述的回风平硐的出口安装有通风机以实现机械通风。

作为本发明的另一个优选方案，步骤e中，所述的设备包括刮板输送机、液压支架及采煤机，并且所述的刮板输送机、液压支架及采煤机均通过所述辅助运输平硐中的轨道运入。

进一步的，在所述的第一采煤工作面的运输巷内设置有第一胶带输送机，在所述的主运输平硐中设置有第二胶带输送机，所述的第一胶带输送机与所述的第二胶带输送机搭接，从而将第一采煤工作面采出的煤经主运输平硐运出。

进一步的，步骤e中，第一采煤工作面产生的污风通过所述的第一回风联络巷进入所述的回风平硐。

进一步的，步骤g中，第二采煤工作面产生的污风通过所述的第二回风联络巷进入所述的回风平硐。

与现有技术相比，本发明带来了以下有益技术效果：

(1)在井田范围内直接划分采煤工作面，不再划分为采区、盘区或者带区，即取消了准备巷道；

(2)在井田范围内布置三条相互平行的平硐，其中，主运输平硐和辅助运输平硐均设计为机轨合一大巷，采煤工作面出煤的运输和撤面通过主运输平硐实现，掘进工作面出的煤和矸石的运输以及采煤面的安装通过辅助运输平硐实现；

(3)在采煤工作面两巷布置完成后，两巷之间的辅助运输平硐作为切眼使用，即辅助运输平硐首先作为开拓巷道使用，后作为回采巷道使用；

(4)辅助运输平硐与回风平硐之间的联络巷用于采、掘工作面的回风。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明巷道布置示意图；

图中：1—主运输平硐，2—辅助运输平硐，3—回风平硐，4—煤(岩)柱，5—终采线，6—1#采煤工作面的轨道巷，7—1#采煤工作面的回风联络巷，8—1#采煤工作面的运输巷(采用沿空留巷技术保留后作为2#采煤工作面的轨道巷)，9—2#采煤工作面的回风联络巷，10—2#采煤工作面的运输巷(采用沿空留巷技术保留后作为3#采煤工作面的轨道巷)，11—3#采煤工作面的回风联络巷，12—3#采煤工作面的运输巷(采用沿空留巷技术保留后作为4#采煤工作面的轨道巷)，13—4#采煤工作面的回风联络巷，14—4#采煤工作面的运输巷(采用沿空留巷技术保留后作为5#采煤工作面的轨道巷)，15—5#采煤工作面回风联络巷，16—5#采煤工作面的运输巷，17—1#采煤工作面对应的-辅助运输平硐(后期作为1#采煤工作面的切眼)，18—2#采煤工作面对应的-辅助运输平硐(后期作为2#采煤工作面的切眼)，19—3#采煤工作面对应的-辅助运输平硐(后期作为3#采煤工作面的切眼)，20—4#采煤工作面对应的-辅助运输平硐(后期作为4#采煤工作面的切眼)，21—5#采煤工作面对应的-辅助运输平硐(后期作为5#采煤工作面的切眼)。

具体实施方式

本发明提出了一种提高平硐开拓矿井煤炭资源采出率的巷道布置方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

本发明的主要技术构思在于：在整个井田范围内不再进行采区、盘区或者带区的划分，而是将井田直接划分成若干采煤工作面。这种巷道布置方式取消了准备巷道，降低了巷道掘进量，减少了煤柱数量，既提高了煤炭资源采出率，也简化了通风、运输等系统。有利于实现矿井的集中生产和提高矿井安全生产系数。

本发明所采用的主要步骤为：

第一步、首先掘进矿井的主运输平硐、辅助运输平硐和和回风平硐，其中，主运输平硐-和回风平硐布置在开采煤层范围外的稳定岩层中，辅助运输平硐布置在开采煤层中。回风平硐尽头通过一条联络巷与辅助运输平硐联接，然后在回风平硐外侧安设矿井主要通风机。主运输平硐设计为机轨合一大巷，胶带输送机用于运输采煤工作面采出的煤，轨道用于运输材料和设备等。辅助运输平硐也设计为机轨合一大巷，胶带输送机用于运输掘进工作面采出的煤或矸石，轨道用于运输材料和设备等。

第二步、然后，沿井田里侧边界布置第一个采煤工作面，采煤面两巷由辅助运输平硐向主运输平硐掘进，两巷与主运输平硐贯通后，直接在与采煤工作面对应的辅助运输平硐内布置液压支架、刮板输送机和采煤机等，进行第一个采煤工作面的安装和回采，采煤面边回采边采用沿空留巷技术保留运输巷作为第二个采煤面的轨道巷。

第三步、第一个采煤面回采时，从辅助运输平硐掘进第二个采煤面的运输巷。

第四步、当第一个采煤面回采完毕，第二个采煤面安装完成后即可进行回采。

第五步、依此类推，完成后续采煤工作面的布置和回采。

下面结合具体实施例做详细说明。

实施例1：

本实施例以五个采煤工作面为例进行说明，结合图1所示，其基础条件为：矿井开采7煤层，煤层走向长度2km，倾斜宽度4km，倾角5～10°，平均厚度3.8m，煤层顶底板岩性为比较稳定的细砂岩和中砂岩，煤层尖灭带以外岩层为比较稳定的中砂岩；在煤层内布置5个采煤工作面，采用倾斜长壁采煤法、一次采全高综采工艺。

具体布置方法为：

(1)首先在井田范围内沿开采煤层走向在煤层外的稳定岩层中布置主运输平硐1和回风平硐3，在煤层内布置辅助运输平硐2；其中，回风平硐3和辅助运输平硐2之间留设一定宽度的煤(岩)柱4。然后掘进1#采煤工作面的回风联络巷7将辅助运输平硐2和回风平硐3贯通，并在1#采煤工作面的回风联络巷7内安设风门或者风窗控制风速，在回风平硐3的出口安设矿井主要通风机实现机械通风。主运输平硐1设计为机轨合一大巷，胶带输送机位于主运输平硐1的右帮，用于运输采煤工作面采出的煤；轨道位于主运输平硐1的左帮，用于运输材料和设备等。辅助运输平硐2也设计为机轨合一大巷，胶带输送机位于辅助运输平硐2的左帮，用于运输掘进工作面采出的煤或矸石；轨道位于辅助运输平硐2的右帮，用于运输材料和设备等。

(2)从辅助运输平硐2掘进1#采煤工作面的轨道巷6和1#采煤工作面的运输巷8，与主运输平硐1贯通后，在运输巷8的终采线5以外地点安设两道风门控制风速。然后将1#采煤工作面对应的-辅助运输平硐17作为切眼使用，然后进行1#采煤工作面的安装工作，刮板输送机、液压支架、采煤机等设备通过辅助运输平硐2中的轨道运入。1#采煤工作面的运输巷8中的胶带输送机与主运输平硐1中的胶带输送机搭接，采出的煤由1#采煤工作面的运输巷8至主运输平硐1，然后运至地面煤仓或者洗煤厂。1#采煤工作面推采过程中采用沿空留巷技术保留1#采煤工作面的运输巷8作为2#采煤工作面的轨道巷，工作面的污风通过1#采煤工作面的回风联络巷7进入回风平硐3。

(3)1#采煤工作面推采一定距离(距离只要能够保证采掘的正常接续即可)后，从辅助运输平硐2掘进2#采煤工作面的回风联络巷9与回风平硐3贯通，并在2#采煤工作面的回风联络巷9内安设风门或者风窗控制风速。然后掘进2#采煤工作面的运输巷10与主运输平硐1贯通，并在2#采煤工作面的运输巷10的终采线5以外地点安设两道风门控制风速。然后将2#采煤工作面对应的-辅助运输平硐18作为切眼使用，并进行2#采煤工作面的安装工作，刮板输送机、液压支架和采煤机等设备通过辅助运输平硐2中的轨道运入。

(4)1#采煤工作面推采至终采线5后，2#采煤工作面即可进行生产，并采用沿空留巷技术保留2#采煤工作面的运输巷10作为3#采煤工作面的轨道巷，工作面的污风通过2#采煤工作面的回风联络巷9进入回风平硐3。1#采煤工作面撤除的设备通过主运输平硐1中的轨道运出，并同时将1#采煤工作面对应的主运输平硐1和2#采煤工作面对应的回风平硐3进行密闭，防止出现盲巷。

(5)以此类推，按照步骤(3)—(4)，完成后续采煤工作面的布置、安装、生产及撤除工作：

具体为，当2#采煤工作面推采一定距离后，掘进3#采煤工作面的回风联络巷11与回风平硐3贯通，并在3#采煤工作面的回风联络巷11内安设风门或者风窗控制风速。然后掘进3#采煤工作面的运输巷12与主运输平硐1贯通，并在3#采煤工作面的运输巷12的终采线5以外地点安设两道风门控制风速。然后将3#采煤工作面对应的-辅助运输平硐19作为切眼使用，并进行3#采煤工作面的安装工作，刮板输送机、液压支架和采煤机等设备通过辅助运输平硐2中的轨道运入。

2#采煤工作面推采至终采线5后，3#采煤工作面即可进行生产，并采用沿空留巷技术保留3#采煤工作面的运输巷12作为4#采煤工作面的轨道巷，工作面的污风通过3#采煤工作面的回风联络巷11进入回风平硐3。2#采煤工作面撤除的设备通过主运输平硐1中的轨道运出，并同时将2#采煤工作面对应的主运输平硐1和3#采煤工作面对应的回风平硐3进行密闭，防止出现盲巷。

当3#采煤工作面推采一定距离后，掘进4#采煤工作面的回风联络巷13与回风平硐3贯通，并在4#采煤工作面的回风联络巷13内安设风门或者风窗控制风速，然后掘进4#采煤工作面的运输巷14与主运输平硐1贯通，并在4#采煤工作面的运输巷14的终采线5以外地点安设两道风门控制风速。然后将4#采煤工作面对应的-辅助运输平硐20作为切眼使用，并进行4#采煤工作面的安装工作，刮板输送机、液压支架和采煤机等设备通过辅助运输平硐2中的轨道运入。

3#采煤工作面推采至终采线5后，4#采煤工作面即可进行生产，并采用沿空留巷技术保留4#采煤工作面的运输巷14作为5#采煤工作面的轨道巷，工作面的污风通过4#采煤工作面的回风联络巷13进入回风平硐3。3#采煤工作面撤除的设备通过主运输平硐1中的轨道运出，并同时将3#采煤工作面对应的主运输平硐1和4#采煤工作面对应的回风平硐3进行密闭，防止出现盲巷。

依此类推，在5#采煤工作面布置5#采煤工作面回风联络巷15、5#采煤工作面的运输巷16，5#采煤工作面对应的-辅助运输平硐21后期作为5#采煤工作面的切眼。

对于5#采煤工作面，推采过程中仍然需要采用沿空留巷技术保留5#采煤工作面的运输巷16作为回风巷使用。

与现有技术相比，本发明在井田范围内直接划分工作面，取消了准备巷道，降低了巷道掘进量，减少了煤柱数量，能提高矿井煤炭资源采出率；解决了采掘接续紧张问题，保证了采煤工作面正常接替，并能实现矿井的集中生产；巷道布置简单，通风、运输等系统也简单，适应性强，在倾斜及以下的平硐开拓矿井煤层开采中均可使用。

本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。

尽管本文中较多的使用了诸如平硐、轨道巷、运输巷、终采线、胶带输送机等技术术语，但并不排除使用其它术语的可能性，本领域技术人员在本发明的启示下对这些术语所做的简单替换，均应在本发明的保护范围之内。