矿井Z型全风压错位条带连采连充一体化工艺的制作方法

本发明属于井下通风，具体涉及矿井z型全风压错位条带连采连充一体化工艺。

背景技术：

1、我国煤炭以井工开采为主，而其中又以长壁综采技术的应用最为广泛。长壁综采开采后遗留了大量的煤柱、残采煤区、不规则块段、“三下”压煤(建筑物下、铁路下和水体下)、以及边帮压煤等无法继续布置长壁综采工作面进行资源回收。如何有效回收上述煤柱、不规则块段以及“三下”压煤等资源是提高煤炭安全绿色高效开采的瓶颈问题。

2、目前解决此类问题多采用连续采煤机短壁机械化开采技术。该技术使用连续采煤机及其后配套装备进行煤炭开采。该技术具有采掘合一、机动灵活、投资小、见效快、适应范围广。因短壁工作面布置较灵活，可实现“即进即退”机械化回采，非常适合煤矿井下边角煤、“三下”压煤和不规则块段开采。但该技术也存在明显的几处缺陷，具体如下：

3、1、该技术在条带支巷（或采硐）的掘进期间需局部通风机进行供风作业，无法形成全负压通风，工作环境条件差；

4、2、掘进时无法同步充填，会形成大距离空顶，必须进行永久（或）临时支护，以保证作业安全。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提出矿井z型全风压错位条带连采连充一体化工艺；解决现有的连采连充开采方法在条带掘进的过程中并不能实现全风压通风的问题。

2、为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

3、矿井z型全风压错位条带连采连充一体化工艺，包括下述步骤，

4、s1：圈定回采工作面，回采工作面的两端分别与运输顺槽的尾端以及回风顺槽的尾端相连接，回采工作面为z字形的条带工作面，回采工作面与运输顺槽相连接的一端设置有z字形的工作面切眼，工作面切眼在靠近待掘进煤壁一侧为掘进侧，工作面切眼在靠近已掘进煤壁一侧为回风侧；

5、s2：回采工作面沿着其工作面切眼的掘进侧，向着回风顺槽方向进行掘进，根据回采工作面的顶板条件来决定控顶距以及每个掘进循环的长度，每个掘进循环的长度范围为8m~12m，并且在每个掘进循环完毕后及时完成支护；

6、s3：回采工作面沿着其z字形的工作面切眼的回风侧，在掘进侧每完成一个掘进循环长度后，就在回风侧吊挂一个与掘进循环长度等长的充填袋，并且及时向充填袋内部充入快凝充填材料；

7、s4：按照上述s2、s3的步骤不断循环，直至回采工作面的工作面切眼掘进至距离回风顺槽10m~15m处停止掘进，在工作面切眼的掘进侧保留一个末端保安煤柱，此时工作面切眼的掘进侧完成第一个回采条带的回采，工作面切眼的回风侧完成第一个充填条带的充填；

8、s5：回采工作面回到运输顺槽一端重新开采一个新的工作面切眼；

9、s6：在回采工作面新形成的工作面切眼处，重复上述s2、s3、s4、s5，使得第一个回采条带转换为第二个充填条带，在第二个回采条带靠近回风顺槽的一端继续保留一个末端保安煤柱，第二个工作面切眼移动至与第一个工作面切眼相连通；

10、s7：不断重复上述s5、s6，形成第三个、第四个、第五个……直至最后一个工作面切眼，并且所有工作面切眼都相互连通，使得整个工作面都完成回采与充填作业。

11、进一步的，在步骤s1中，具体为，在运输顺槽与回采工作面的连接处保留一个初始保安煤柱，回采工作面除去初始保安煤柱后的部分为初始工作面段；将回采工作面处的待掘进煤壁靠近运输顺槽的一端开采出一个初始掘进段，初始掘进段的长度大于初始保安煤柱的长度；初始掘进段远离运输顺槽的一端与初始工作面段远离回风顺槽的一端通过连接段相连接。

12、进一步的，初始掘进段、连接段、初始工作面段一起组成z字形的回采工作面，其中初始掘进段为工作面切眼的掘进侧，初始工作面段为工作面切眼的回风侧。

13、进一步的，在步骤s2中，将回采工作面处的待掘进煤壁从初始掘进段出发，向着回风顺槽方向掘进，每次掘进一个掘进循环的长度，这样回采工作面的初始掘进段的长度随着每个掘进循环而依次加长。

14、进一步的，在步骤s3中，在回采工作面处的初始工作面段，紧贴初始保安煤柱进行掘进和充填，这样回采工作面的初始工作面段的长度随着每个掘进循环而依次缩短。

15、进一步的，在步骤s4中，第一个回采条带的长度与第一个充填条带的长度相等。

16、进一步的，在步骤s4中，回采工作面在掘进过程中始终保持z字形的条带工作面结构，回采工作面的工作面切眼随着掘进一直向着回风顺槽一侧所靠近。

17、更进一步的，在步骤s5中，回采工作面在当前工作面切眼的掘进侧靠近运输顺槽一端的煤壁上，向着回风顺槽的方向，掘进出一个第二掘进段，第二掘进段的长度与初始掘进段的长度相等；然后回采工作面在当前工作面切眼的掘进侧靠近运输顺槽的一端充填一个第二充填袋，第二充填袋沿着运输顺槽的方向紧贴初始保安煤柱；通过第二掘进段以及第二充填袋，使得回采工作面在第一个回采条带靠近运输顺槽的一端再次形成一个z字形的工作面切眼。

18、本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：

19、本发明采用z型通风形式，当条带工作面都圈定形成后，在整个采掘工程中都不需要设置局部通风机，运输顺槽而来的新风直接就可以进入掘进中的回采条带内部，稀释并排除掘进中的回采条带内部的有毒有害气体和粉尘而形成污风，污风依次经过工作面切眼、上一个掘进完毕的回采条带、依次连通的工作面切眼、回风顺槽最后进入回风山上并最后排出，从而实现真正的全风压通风。同时，该工艺采用了完善的支护工艺，大大加快了工作面的采掘效率。

技术特征：

1.矿井z型全风压错位条带连采连充一体化工艺，其特征在于，包括下述步骤，

2.根据权利要求1所述的矿井z型全风压错位条带连采连充一体化工艺，其特征在于：在步骤s1中，具体为，在运输顺槽（2）与回采工作面（1）的连接处保留一个初始保安煤柱（10），回采工作面（1）除去初始保安煤柱（10）后的部分为初始工作面段（9）；将回采工作面（1）处的待掘进煤壁靠近运输顺槽（2）的一端开采出一个初始掘进段（7），初始掘进段（7）的长度大于初始保安煤柱（10）的长度；初始掘进段（7）远离运输顺槽（2）的一端与初始工作面段（9）远离回风顺槽（3）的一端通过连接段（8）相连接。

3.根据权利要求2所述的矿井z型全风压错位条带连采连充一体化工艺，其特征在于：初始掘进段（7）、连接段（8）、初始工作面段（9）一起组成z字形的回采工作面（1），其中初始掘进段（7）为工作面切眼（6）的掘进侧，初始工作面段（9）为工作面切眼（6）的回风侧。

4.根据权利要求3所述的矿井z型全风压错位条带连采连充一体化工艺，其特征在于：在步骤s2中，将回采工作面（1）处的待掘进煤壁从初始掘进段（7）出发，向着回风顺槽（3）方向掘进，每次掘进一个掘进循环（11）的长度，这样回采工作面（1）的初始掘进段（7）的长度随着每个掘进循环（11）而依次加长。

5.根据权利要求4所述的矿井z型全风压错位条带连采连充一体化工艺，其特征在于：在步骤s3中，在回采工作面（1）处的初始工作面段（9），紧贴初始保安煤柱（10）进行掘进以及充填，这样回采工作面（1）的初始工作面段（9）的长度随着每个掘进循环（11）而依次缩短。

6.根据权利要求1所述的矿井z型全风压错位条带连采连充一体化工艺，其特征在于：在步骤s4中，第一个回采条带（15）的长度与第一个充填条带（14）的长度相等。

7.根据权利要求1所述的矿井z型全风压错位条带连采连充一体化工艺，其特征在于：在步骤s4中，回采工作面（1）在掘进过程中始终保持z字形的条带工作面结构，回采工作面（1）的工作面切眼（6）随着掘进一直向着回风顺槽（3）一侧所靠近。

8.根据权利要求5所述的矿井z型全风压错位条带连采连充一体化工艺，其特征在于：在步骤s5中，回采工作面（1）在当前工作面切眼（6）的掘进侧靠近运输顺槽（2）一端的煤壁上，向着回风顺槽（3）的方向，掘进出一个第二掘进段（16），第二掘进段（16）的长度与初始掘进段（7）的长度相等；然后回采工作面（1）在当前工作面切眼（6）的掘进侧靠近运输顺槽（2）的一端充填一个第二充填袋（17），第二充填袋（17）沿着运输顺槽（2）的方向紧贴初始保安煤柱（10）；通过第二掘进段（16）以及第二充填袋（17），使得回采工作面（1）在第一个回采条带（15）靠近运输顺槽（2）的一端再次形成一个z字形的工作面切眼（6）。

技术总结
本发明涉及矿井Z型全风压错位条带连采连充一体化工艺，属于井下通风技术领域；在回采工作面处设置有Z字形的工作面切眼，在掘进过程中始终保持Z字形的工作面切眼同步移动，使得回采工作面保持Z字形条带结构，在回采工作面的末端保留末端保安煤柱，使得回采工作面与回风顺槽保持Z字形的连通路径，运输顺槽而来的新风直接就可以进入掘进中的回采条带内部，稀释并排除掘进中的回采条带内部的有毒有害气体和粉尘而形成污风，污风依次经过工作面切眼、上一个掘进完毕的回采条带、依次连通的工作面切眼、回风顺槽最后进入回风山上并最后排出，实现全风压通风；解决了现有的连采连充开采方法在条带掘进的过程中并不能实现全风压通风的问题。

技术研发人员：赵博,田栋,武彦林
受保护的技术使用者：臣功环境科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16