双系两硬短壁煤层开采方法技术

本发明专利技术涉及一种双系两硬短壁综采方法，结合适用于坚硬煤层小工作面（短壁）的采煤机解决硬质煤层的截割问题，再通过研究短壁配套技术，形成了短壁综采直接进刀的开采工艺，配合坚硬顶板控制方法，实现短壁的高效开采，加快了短壁工作面的开采速度，提高了煤炭回采率，对实现矿井正常可持续发展具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤层开采方法，特别是双系两硬短壁综采方法。
技术介绍
由于多年来大力实施高产高效综合机械化开采，且工作面的布置是W加大工作面 长度和可采长度为基础，造成边角剩余煤量增多；小煤塞越层、越界乱采，大块完整煤层严 重破坏，也使边角煤层和小块工作面增多。现有矿井很多已经进入了开采末期，因此依靠精 细开采来提高矿井资源回收率、增大剩余边角煤层的开采工作量已是当务之急。同时建筑 物下、铁路下等的煤炭储量很大，要合理开发利用该部分资源。然而，现有小块工作面和剩 余边角煤层开采装备与技术手段较落后，不仅导致煤炭产量低、生产效率低、安全状况差。 同时由于工作面开采速度慢，严重影响着下覆煤层的开采接替，制约了矿井正常生产和资 源回收率的提高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种双系两硬短壁综采方法，从而实现短壁的高 效开采，加快短壁工作面的开采速度，并提高了煤炭回采率。 为解决W上技术问题，本专利技术一种双系两硬短壁综采方法，包括生产工艺和坚硬 顶板控制两部分，其特征在于该两部分的具体步骤如下： 一，采煤工艺 采用短壁采煤机从轨道巷向运输巷割顶刀，采煤机滚筒在前；跟机拉移液压支架；采 煤机爬上输送机机头，割完顶煤后，采煤机摇臂落下并换向，采煤机滚筒仍然在前；采煤机 爬下输送机机头，割底煤；采煤机从运输巷向轨道巷割底刀；跟机推输送机；采煤机爬上输 送机尾，割完底煤，采煤机先换向后举起摇臂，把滚筒放在轨道巷断面之内，推输送机机尾 进刀，完成一个循环割煤工艺； 采用尾部直接进刀方式，当采煤机滚筒全部进入尾顺槽时，通过带机移溜实现滚筒切 入煤壁，达到进刀目的； 采煤机采用单向割煤，往返一次进一刀，W截齿旋转破煤，螺旋叶片旋转装煤； 采煤机割顶煤时，滞后采煤机滚筒4 m-6 m移架，保证工作面机道顶板的及时支护； 采煤机割底煤时，滞后采煤机滚筒10 m-15 m开始移溜，刮板输送机弯曲段大于或等 于15 m，移过的溜子要成一直线。 二，坚硬顶板控制 工作面放顶采用强制放顶，初次放顶步距为30m，步距放顶每隔6m进行一次浅孔步距 放顶，两顺槽各打3个眼，眼深6m，眼距1，仰角75°，每孔装药量化g，炮眼呈扇形布置；同 时采取W下措施控制顶板： (1)周期来压期间，加快工作面推进速度，及时移架，减少机道空顶时间和面积，另外移 架时带压移架，提高支架的初撑力，加强放顶管理，可W预防跨漏顶事故。在移架时，先降前 后柱，然后开始移架，支架移到位后，升起前、后柱，并把手把停在升柱位，保持一段时间，目 的是保证达到支柱的初撑力，顶板破碎时，可带压擦顶移架； (2)在移架时，支架顶梁与顶板平行支设，其最大仰角巧°，支架前梁要接顶严密，支 架垂直底板，歪斜巧° ; (5)相邻支架间不能有明显错差，支架不挤不咬，若支架之间出现空顶时，要及时调整 侧护板，使其紧靠相邻的支架，当架间间隙大于300mm时，要在架间打一梁H柱抬棚，进行 顶板管理。 本专利技术结合适用于坚硬煤层小工作面(短壁）的采煤机解决硬质煤层的截割问题， 再通过研究短壁配套技术，形成了短壁综采直接进刀的开采工艺，实现短壁的高效开采，力口 快了短壁工作面的开采速度。提高了煤炭回采率，对实现矿井正常可持续发展具有重要意 义。【具体实施方式】 W同煤集团四台矿为例，对本专利技术要求保护的技术方案做进一步清楚、完整的说 明。[000引四台矿是一座年设计生产能力为500万t的特大型井工矿井，1991年12月13日 建成投产W来，矿井产量逐年上升，2004年矿井产量达到480万t。 四台矿井田位于大同煤田北部，南北长约13 km,东西长约7. 5 km,面积82. 5 km2;主要开采的煤层为10#层、11#层、12#层、14#层。井田内的地质构造复杂。现全矿共 有5个生产盘区，即307、402、404、303、410盘区。 四台矿是一个地质构造非常复杂，小塞破坏又比较严重的矿井，随着开采年限的 增长和开采范围的逐年扩大，小块段煤量的开采逐年增加，应用短壁综采有助于提高煤炭 资源回收率，保障安全生产，保证下层煤开采的正常接替，具有较高的经济和社会效益。 307盘区11#层北翼，由于受地质构造及小塞破坏的影响，只能布置可采走向长度 在270 m-350 m、工作面长度在50 m-80 m左右的工作面，不宜上长壁综采，但可采出储量 较大，约为270 t ;如果沿用刀柱炮采回采，不仅产量效益低、安全可靠性差、回收率低，而且 开采速度慢，不能满足矿井生产接替的要求，影响下部12#层的开拓准备。为加快开采速 度，提高煤炭回收率，经过调研，确定采用短壁综采采煤法开采此处煤层，用天地科技股份 有限公司上海分公司国内首创的MG250/300-NWD型短壁交流电牵引采煤机进行试验性开 米。 11#层307盘区8722短壁综采工作面走向长度420 m，可采走向长度330 m，倾向 长度75. 5 m;煤层厚度3.36 m;工业储量14万t，可采储量13万t，可采出煤量10.4 万t;地质条件较简单，无權曲、断层、冲刷等地质构造。10#层与11#层本区大部分合并由 里向外逐步分叉变薄，煤层厚度为5.11 m，其中含有0.65 m厚的夹巧；倾角4. 3#$5. 8%。 顶板岩性；老顶为粉砂岩，厚11. 16 m，浅灰色致密块状，胶接较硬；直接顶为粉细砂岩，厚 5.77 m，灰白色长石为主，胶接结实；无伪顶。直接底为粉细砂岩，厚度4.14 m。采用两条 顺槽巷道沿走向布置方式，沿11#层与10#层夹巧留底掘进，矩形断面，净断面宽X高为 4.0 mX3.0 m，采用销杆、销索联合支护。 工作面采用单一走向长壁倾向短壁后退式全部跨落法开采。沿11#层与10#层夹 巧见顶留底煤开采，采高3. 2m。选用设备见表1。 表1工作面使用设备【主权项】1. 一种双系两硬短壁综采方法，包括生产工艺和坚硬顶板控制两部分，其特征在于该 两部分的具体步骤如下： 一，采煤工艺 采用短壁采煤机从轨道巷向运输巷割顶刀，采煤机滚筒在前；跟机拉移液压支架；采 煤机爬上输送机机头，割完顶煤后，采煤机摇臂落下并换向，采煤机滚筒仍然在前；采煤机 爬下输送机机头，割底煤；采煤机从运输巷向轨道巷割底刀；跟机推输送机；采煤机爬上输 送机尾，割完底煤，采煤机先换向后举起摇臂，把滚筒放在轨道巷断面之内，推输送机机尾 进刀，完成一个循环割煤工艺； 采用尾部直接进刀方式，当采煤机滚筒全部进入尾顺槽时，通过带机移溜实现滚筒切 入煤壁，达到进刀目的； 采煤机采用单向割煤，往返一次进一刀，W截齿旋转破煤，螺旋叶片旋转装煤； 采煤机割顶煤时，滞后采煤机滚筒4 m-6 m移架，保证工作面机道顶板的及时支护； 采煤机割底煤时，滞后采煤机滚筒10 m-15 m开始移溜，刮板输送机弯曲段大于或等 于15 m，移过的溜子要成一直线； 二，坚硬顶板控制 工作面放顶采用强制放顶，初次放顶步距为30m，步距放顶每隔6m进行一次浅孔步距 放顶，两顺槽各打3个眼，眼深6m，眼距1，仰角75°，每孔装药量化g，炮眼呈扇形布置；同 时采取W下措施控制顶板： (1) 周期来压期间，加快工作面推进速度，及时移架，减少机道空顶时间和面积，另外移 架时带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双系两硬短壁综采方法，包括生产工艺和坚硬顶板控制两部分，其特征在于这两部分的具体步骤如下：一，采煤工艺采用短壁采煤机从轨道巷向运输巷割顶刀，采煤机滚筒在前；跟机拉移液压支架；采煤机爬上输送机机头，割完顶煤后，采煤机摇臂落下并换向，采煤机滚筒仍然在前；采煤机爬下输送机机头，割底煤；采煤机从运输巷向轨道巷割底刀；跟机推输送机；采煤机爬上输送机尾，割完底煤，采煤机先换向后举起摇臂，把滚筒放在轨道巷断面之内，推输送机机尾进刀，完成一个循环割煤工艺；采用尾部直接进刀方式，当采煤机滚筒全部进入尾顺槽时，通过带机移溜实现滚筒切入煤壁，达到进刀目的；采煤机采用单向割煤，往返一次进一刀，以截齿旋转破煤，螺旋叶片旋转装煤；采煤机割顶煤时，滞后采煤机滚筒 4 m‑6 m 移架，保证工作面机道顶板的及时支护；采煤机割底煤时，滞后采煤机滚筒 10 m‑15 m开始移溜，刮板输送机弯曲段大于或等于 15 m，移过的溜子要成一直线;二，坚硬顶板控制工作面放顶采用强制放顶，初次放顶步距为30m，步距放顶每隔6m进行一次浅孔步距放顶，两顺槽各打3个眼，眼深6m，眼距1，仰角75°，每孔装药量6kg，炮眼呈扇形布置；同时采取以下措施控制顶板：(1)周期来压期间，加快工作面推进速度，及时移架，减少机道空顶时间和面积，另外移架时带压移架，在移架时，先降前后柱，然后开始移架，支架移到位后，升起前、后柱，并把手把停在升柱位，保持一段时间，顶板破碎时，可带压擦顶移架；(2)在移架时，支架顶梁与顶板平行支设，其最大仰角<5°，支架前梁要接顶严密，支架垂直底板，歪斜<5°； (3)相邻支架间不能有明显错差，支架不挤不咬，若支架之间出现空顶时，要及时调整侧护板，使其紧靠相邻的支架，当架间间隙大于300mm时，要在架间打一梁三柱抬棚，进行顶板管理。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于斌，王家臣，陈旭忠，杨智文，李杨，邢彦文，南培珠，杨胜利，赵军，刘文，王爱国，刘锦荣，纪润清，刘海平，付茂全，
申请(专利权)人：大同煤矿集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山西;14