一种超长推进距离工作面的沿空掘巷开采方法技术

技术编号:12338501 阅读:480 留言:0更新日期:2015-11-18 11:17
本发明专利技术公开了一种超长推进距离工作面的沿空掘巷开采方法,所述超长推进距离工作面采用双巷布置,所述开采方法包括:a、对回采工作面进行回采的过程中,在第一煤柱中沿回采方向进行沿空掘巷,以便在所述第一煤柱中形成沿空巷道,所述第一煤柱为所述回采工作面与其接续工作面之间采用双巷布置所留设的煤柱;b、在所述回采工作面回采结束后、对其接续工作面进行回采时,继续掘进形成所述沿空巷道,并且所述的接续工作面在回采时沿所述沿空巷道开采。本发明专利技术的开采方法解决了沿空掘巷与超长推进距离工作面开采之间的矛盾,将沿空掘巷技术应用于超长推进距离工作面的开采中,减少了采用双巷布置而导致的大量煤损并解决了沿空掘巷需要跳采的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及井工煤矿的开采方法,尤其涉及一种超长推进距离工作面采用双巷布 置与沿空掘巷相结合的开采方法。
技术介绍
沿空掘巷具有回采率高、巷道易于维护与掘进的特点,在国内得到了大力发展,取 得了丰硕的成果,例如余忠林等人对大采高沿空掘巷的合理位置、合理宽度及开挖巷道最 佳时间展开了研究(大采高工作面沿空掘巷合理位置模拟与应用.采矿与安全工程学报, 2006, 33 (2) : 197-200),而张科学等人则进一步提出了在深部煤层群沿空掘巷的布置技术 (深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定.煤炭学报,2011,36 (增刊1) :28-35)。综 合来看,沿空掘巷技术目前已应用于包括薄、中厚及厚煤层在内的孤岛工作面、深部煤层群 以及冲击倾向性煤层等常规与复杂条件的矿井。 本领域技术人员理解,沿空掘巷是沿着上一个工作面的采空区掘进回采巷道,一 般与上一工作面采空区之间保留3-5m的煤柱,而上覆岩层的运动通常需要持续1年甚至更 长的时间,因此一般需要跳采,即先采远距离的煤层,等采空区覆岩运动稳定后再掉头采相 邻采空区的区域。如果不跳采,直接沿上一工作面采空区掘进回采巷道并进行回采,会受到 上一工作面采空区覆岩运动的影响,难以保证回采巷道的安全。 超长推进距离工作面通常是指沿走向推进距离达到千米以上的工作面,由于在一 定范围内延长工作面推进距离能够实现工作面的高产高效,达到减员增效,降低消耗的目 的,有利于推动矿井高度集中生产的发展,因此也成为煤矿开采的发展方向之一。然而,本 领域技术人员可以理解,由于掘进工作面需要利用局扇带风筒向掘进头进行供风,当推进 距离过长时,风筒与局扇通常难以满足通风要求;而对于物资运输,随着巷道长度增加,所 需材料的运输困难。而如果采用双巷掘进,如图1所示,并在留设的煤柱5布置若干联络巷 6,这样在掘进的过程中可以形成风流回路,掘进中一条巷道1进风,经联络巷,从另外一条 巷道2回风;对于运料,同样可以从一条巷道3运料,另一条巷道4运输掘进出煤(矸石), 运料与出矸互不干扰,解决了运输与掘进干扰的问题,所以对于超长推进距离工作面,需要 采用双巷布置,以满足通风与辅助运输的要求。 在双巷掘进中,一般两条回采巷道之间需要留设较大尺寸的煤柱,主要是受掘进 与开采的影响,由于双巷掘进的两条巷道中间的煤柱需要经历第一个工作面的采动,随后 还要为第二个工作面服务,考虑到先后经历两次采动影响,双巷掘进一般情况需要留设 30m,甚至更大。因此双巷掘进存在的问题主要集中在煤柱尺寸上,煤柱尺寸大有利于巷道 的掘进与维护,但丢煤多、煤损严重;而尺寸小,虽然回采率高,但巷道要经历两次采动,掘 进与维护难度大,甚至出现无法使用的问题。由上述分析可知,对于超长推进距离工作面,为了保证巷道的使用,煤损严重;如 果采用沿空掘巷技术,无法保证通风与材料的运输,且需要跳采,会出现孤岛工作面。目前, 沿空掘巷技术尚无法应用在超长推进距离工作面的开采中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供,以综合解 决超长推进距离工作面双巷布置带来的煤柱尺寸大以及传统沿空掘巷需要跳采的问题。 为实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案: ,所述超长推进距离工作面采用双 巷布置,所述开采方法包括: a、对回采工作面进行回采的过程中,在第一煤柱中沿回采方向进行沿空掘巷,以 便在所述第一煤柱中形成沿空巷道,所述第一煤柱为所述回采工作面与其接续工作面之间 采用双巷布置所留设的煤柱; b、在所述回采工作面回采结束后、对其接续工作面进行回采时,继续掘进形成所 述沿空巷道,并且所述的接续工作面在回采时沿所述沿空巷道开采。 根据本专利技术的开采方法,优选地,超长推进距离工作面的长度应大于使采空区形 成充分采动的距离(按照经验,形成充分采动的距离为1. 2-1. 4H。,其中,H。为工作面埋深), 从而为接续工作面的沿空掘巷创造更为稳定的条件。进一步优选地,超长推进距离工作面 为长度在1000m以上的工作面;更优选地,超长推进距离工作面为长度在3000m以上的工作 面。 根据本专利技术的开采方法,优选地,所述第一煤柱靠近所述回采工作面一侧的巷道 为回采工作面下巷,所述第一煤柱靠近所述回采工作面一侧的巷道为接续工作面上巷,所 述回采工作面下巷与接续工作面上巷之间设有联络巷。 根据本专利技术的开采方法,优选地,在所述沿空巷道掘进过程中,掘出的煤和/或矸 石经由所述接续工作面上巷运输而出。 根据本专利技术的开采方法,优选地,在所述的接续工作面回采时,所述沿空巷道的掘 进位置与所述的接续工作面的推进位置之间存在至少一个联络巷,在所述沿空巷道掘进过 程中,掘出的煤和/或矸石通过该联络巷经由所述接续工作面上巷运输而出。 根据本专利技术的开采方法,优选地,所述的至少一个联络巷与所述接续工作面的推 进位置之间设有位于接续工作面上巷中的巷道密闭。 根据本专利技术的开采方法,优选地,沿空掘巷形成所述沿空巷道时,所述沿空巷道与 所述的回采工作面回采所形成的采空区之间留设有第二煤柱,所述第二煤柱与所述沿空巷 道的宽度之和小于X。,所述 其中,m为煤层采厚,单位m;A为侧压系数;物为煤层的内摩擦角;C。为煤层界面 的内聚力;k为应力集中系数;Y为岩层平均容重;H为巷道埋深;Pz为煤帮的支护阻力,单 位kN〇 根据本专利技术的开采方法,优选地,其特征在于,在所述回采工作面回采的过程中, 当所述回采工作面回采至少T天后开始掘进所述沿空巷道,并且所述回采工作面的回采位 置超前于所述沿空巷道的掘进位置的距离至少为L1;所述Q=TXv,所J 其中,v为所述回采工作面的回采速度;E为基本顶岩梁的弹性模量;q为基本顶 岩梁的黏性模量;q z为岩梁上部的载荷;Lm为基本顶岩梁破断距;R为碎胀岩石的抗压强 度,单位N/ m2 ;h为采厚,单位m ;k。为冒落矸石的残余碎胀系数;m z为直接顶厚度,单位m。 根据本专利技术的开采方法,优选地,在所述接续工作面回采的过程中,所述沿空巷道 的掘进位置超前于所述接续工作面的推进位置的距离大于L 2,所述L2为接续工作面回采时 的超前采动影响距离;本领域技术人员可以理解,对于相邻的两个工作面,其超前采动影响 距离通常相当,因此,所述L2也可以为回采工作面回采时的超前采动影响距离,可通过对 回采工作面回采时的现场实测获得。 与现有技术相比,本专利技术的开采方法存在以下优点: 1、针对超长推进距离工作面采用双巷掘进造成的煤炭损失大、巷道维护困难的问 题,本专利技术首先提出了超长推进距离工作面双巷掘进的沿空顺采技术,即在双巷布置所留 设的煤柱中沿回采方向进行沿空掘巷,解决了沿空掘巷与超长推进距离工作面开采之间的 矛盾,将沿空掘巷技术应用于超长推进距离工作面的开采中,减少了由于需要采用双巷布 置而导致的大量煤损以及解决了沿空掘巷需要跳采而造成孤岛工作面的问题。 2、采用本专利技术的开采方法,接续工作面上巷仅经历掘进与所述回采工作面的采动 影响,在接续工作面开采期间受采动影响段报废,整体不受二次采动影响;而沿空巷道沿采 空区掘进,经历掘进与接续工作面的采动影响,因此沿空巷道和接续工作面上巷仅承受掘 进与一次采动的影响,从而使得巷道的维护更为简单;同时原双巷掘进的回采工作面下巷 和接续本文档来自技高网
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一种<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/47/CN105065001.html" title="一种超长推进距离工作面的沿空掘巷开采方法原文来自X技术">超长推进距离工作面的沿空掘巷开采方法</a>

【技术保护点】
一种超长推进距离工作面的沿空掘巷开采方法,所述超长推进距离工作面采用双巷布置,所述开采方法包括:a、对回采工作面进行回采的过程中,在第一煤柱中沿回采方向进行沿空掘巷,以便在所述第一煤柱中形成沿空巷道,所述第一煤柱为所述回采工作面与其接续工作面之间采用双巷布置所留设的煤柱;b、在所述回采工作面回采结束后、对其接续工作面进行回采时,继续掘进形成所述沿空巷道,并且所述的接续工作面在回采时沿所述沿空巷道开采。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王志强张俊文赵景礼李良红刘平田灵涛
申请(专利权)人:中国矿业大学北京
类型:发明
国别省市:北京;11

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