一种大采高的综放开采方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种综放开采方法，尤其设及一种大采高的综放开采方法。
【背景技术】
[0002] 我国厚煤层储量和产量约占原煤总储量和原煤总产量的45%左右，自从1974年进 行厚煤层倾斜分层下行跨落金属网假顶下综合机械化开采试验成功后，分层综采已在多个 矿区进行了试验与推广，分层综采技术在我国国有重点煤矿得到了广泛应用。进入20世纪 90年代W来，分层综采技术得到了完善与提高，但综采分层开采技术(含中、厚煤层)与综采 放顶煤开采技术比较，铺网工艺复杂，且工作面推进度和产量不如放顶煤，而且下分层开采 时存在自然发火隐患。
[0003] 现有技术对特厚煤层所采用的开采方法通常为普通大采高综放开采和分层开采。 其中，普通大采高综放一般开采割煤高度3.5m-5m，针对运类煤层，顶煤回收率较低，工作面 回收率偏低。分层开采可对特厚煤层分两层进行综采，但实际使用过程中，下分层开采安全 问题多，产量低，不能够满足千万吨级高产高效矿井的回采需求。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种大采高的综放开采方法，其 不仅能保证煤矿的开采安全，还能够提高顶煤回收率，进而提高工作面回收率，减少资源损 失。
[0005] 本发明的目的通过下述技术方案实现：
[0006 ] -种大义局的综放开义方法，包括如下步骤：
[0007]步骤(1):采集煤层的内聚力C、体积力丫和滑动体的速度矢量与滑动面的夹角A， 通过下述计算公式计算煤壁临界稳定高度Her,若煤壁临界稳定高度Her ^ 6m，则进行步骤 (2)-(4)，所述计算公式如下：
[0009] 步骤(2):确定采煤高度为H，放煤高度为(0.5~1) XH;
[0010] 步骤(3):在采煤工作面的端部斜切进刀，采取单向或双向的采煤方式进行采煤；
[0011] 步骤(4):采用一采一放、单轮或双轮顺序放煤的方式进行放煤。
[0012] 进一步地，步骤(3)中，采煤工作面的长度为200m-360m。
[0013] 进一步地，步骤(3)中，采煤截深为800mm或865mm。
[0014] 进一步地，步骤(4)中，放煤步距为800mm或865mm。
[0015] 进一步地，所述综放开采方法所采用的液压支架的最大支撑高度为6.5m。
[0016] 进一步地，所述液压支架支护强度大于1.39MPa。
[0017] 进一步地，所述液压支架合理工作阻力^ 15000kN。
[0018] 进一步地，所述液压支架为两柱掩护式支架或四柱支撑掩护式支架。
[0019] 进一步地，所述综放开采方法所采用设备的生产能力为:采煤机为5000t/h，前部 刮板输送机为5000t/h，后部刮板输送机为3000t/h，转载机为6000t/h，破碎机为6000t/h， 胶带输送机为4000t/h;采煤机的功率为2890kW，前后刮板输送机的功率为2X1600kW，转载 机的功率为700kW，破碎机的功率为700kW，胶带输送机的功率为6X500kW，上述设备的供电 电压均选用3300V。
[0020] 进一步地，步骤(2)中，确定采煤高度为6m，放煤高度为3m-6m。
[0021] 本发明提供的大采高的综放开采方法通过提高采煤高度，使放顶煤能够有效地跨 落，不仅保证了煤矿的开采安全，与现有技术相比，还有效地提高了顶煤的回收率，进而提 高了工作面回收率，减少了资源损失，提高了经济效益。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明一种优选的大采高的综放开采方法的示意图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图，对本发明的一个优选实施例进行详细描述。其中相同的零部件用 相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语"前"、"后"、"左右"、"上" 和"下"指的是附图中的方向，词语"内"和"外"分别指的是朝向或远离特定部件几何中屯、的 方向。
[0024] 如图1所示，本发明提供的大采高的综放开采方法包括如下步骤：
[0025] 本发明提供的大采高的综放开采方法适合用于对特厚煤层进行开采，在进行开采 前，首先要评估割煤高度达到或超过6m的煤壁稳定性，从而判断煤层条件是否满足采用6m 割煤高度超大采高综放开采要求，确定割煤高度范围内煤壁稳定，是保证安全生产的前提 条件，具体评估方法如下：
[0026] 步骤(1):采集煤层的内聚力C、体积力丫和滑动体的速度矢量与滑动面的夹角巧， 通过下述计算公式计算煤壁临界稳定高度Her,若煤壁临界稳定高度Hcr ^ 6m，则进行步骤 (2)-(4)，所述计算公式如下：
[0028] 本领域技术人员需要注意的是，上述内聚力C和体积力丫通过测定煤层样本，上述 滑动体的速度矢量与滑动面的夹角巧的采集可采用如下方法:首先根据矿井本煤层或邻近 矿井类似条件煤层已有开采实践，确定巧角度的下限括，现有技术中，支架=级护帮机构长 度共3.5m，对生产影响不大的片帮深度取0.5m，此范围内发生0.5m深度片帮时滑动面与煤 壁夹角为8。，藉此确定巧角度为挺+go。
[0029] 当然，本领域技术人员还可W对剩余顶煤厚度的冒放性进行初步评估，W保证顶 煤的回收率。冒放性的评估方法如下：
[0030] 首先，根据煤层厚度和采用本方法的割煤高度6m差值确定剩余顶煤厚度，再依据 采放比（割煤高度与放煤高度之比）确定剩余顶煤厚度，在本发明中采放比宜为1:0.5-1:1， 即剩余顶煤厚度宜为3m-6m。
[0031] 其次，本领域技术人员还需要类比分析类似煤层开采过程中顶煤的跨落块度。确 保跨落块度普遍小于0.5m，若块度过大，则需要考虑采取辅助措施提高顶煤破碎块度(如深 孔爆破）。
[0032] 最后，采用现有技术中的颗粒流数值软件分析顶煤的回收率情况，判断剩余顶煤 回收率能否大于75 %，藉此保证工作面整体回收率满足不低于85 %规定。
[0033] 在完成上述评估后，确定割煤高度范围内煤壁足够稳定时，本领域技术人员可W 进一步地为综采操作确定采煤高度和放煤高度，本发明中，所述放煤高度是所述采煤高度 的0.5-1倍，当本发明采用6m的采煤高度时，所述放煤高度为3-6m。即步骤（2)所述技术内 容：
[0034] 步骤(2):确定采煤高度为H，放煤高度为(0.5~1)XH。
[0035] 作为本发明的一种优选方案，所述采煤高度为6m，所述放煤高度为3-6m。在设定好 采煤高度和放煤高度后，本领域技术人员即可对工作面进行开采，具体开采方法如步骤(3) 和步骤(4)所述：
[0036] 步骤(3):在采煤工作面的端部斜切进刀，采取单向或双向的采煤方式进行采煤；
[0037] 步骤(4):采用一采一放、单轮或双轮顺序放煤方式进行放煤。
[0038] 本领域技术人员应该了解的是，所谓一采一放是指采煤机采割一刀煤炭后，通过 放煤窗口，放出已松碎的煤炭，待放出煤炭中的杆石含量超过一定限度后，及时关闭放煤。 所谓单轮或双轮顺序放煤是指按照支架排列顺序依次打开放煤口，通过一次或