大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺制造技术

本发明专利技术公开了大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，由炮采工艺阶段，炮采转机械综采工艺阶段构成。所述的炮采工艺阶段由确定基本开采设置，放炮采煤，采煤工作面支护及采空区处理构成；所述的炮采转机械综采工艺阶段包括巷道扩帮工艺，巷道顶板进行支护处理工艺。本发明专利技术的工艺流程设置，可以在综采设备不能按时进行的情况下(比如综采设备无法立即安装)，采用炮采多个月，平均可多生产2‑4万吨煤炭，增收近千万元。采用在炮采采煤工作面直接扩为综采开切眼，不需留设安全煤柱，大幅度的提高了煤炭资源的回收率，较重新掘开切眼减少煤柱损失20米以上，多回收煤炭1.0万吨以上，直接创效350万元以上。

Mining technology of fully mechanized mining with broken roof in large inclined seam

The invention discloses a fully mechanized mining technology for crushing and cutting the roof of a large inclined coal seam, which is composed of a blasting mining stage, a shot mining and rotating machinery and a fully mechanized mining stage. The blasting process is determined by the basic stage of mining, blasting mining, coal face support and goaf treatment; including roadway expansion process to the stage of fully mechanized coal mining machinery blasting mining, roadway roof supporting process. The process is set up, can be on time in the case of not fully mechanized mining equipment (such as mining equipment installation, not immediately) by multiple months using guns, average production 2 40 thousand tons of coal, the income of nearly 10 million yuan. The mining coal face in the gun directly expanded cut for fully mechanized, without safety pillar, greatly improve the recovery rate of coal resources, is to reduce the coal pillar loss cut dug 20 meters, recovered more than 10 thousand tons of coal, direct Chuangxiao 3 million 500 thousand yuan.

【技术实现步骤摘要】
大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺
本专利技术涉及到一种煤矿开采
，尤其是在大倾角煤层破碎顶板带条件下的炮采转综采工艺。
技术介绍
综采技术是煤炭开采的发展方向，综采技术的发展意味着落煤、装煤、运煤和顶板支护的机械化的发展，综采能显著的提高生产效率，明显改善安全状态。但是随着综采综掘机械化水平的逐步提高，综采采煤工作面布置困难，采煤工作面走向短，搬家次数频繁的弊端也日益凸显。目前，在国内的煤矿开采条件下，因受到设备的定购、调配等一系统原因，综采支架及配套设备均不能按时到达开采区域，根据这一现实和生产需要，在这种机械化大生产的时代背景下，为了满足社会对能源的迫切需求，以及自身对生产力、科学技术提升的需要，同时为了保障生产的连续性，进行了炮采转综采技术的工艺研究，即在采煤工作面先进行传统的炮采多个月后，再沿炮采采煤工作面进行扩大转为综采设备安装切眼，而在传统炮采的这多个月期间，可多生产煤炭万余吨。传统的炮采转综采技术大都通过留煤柱，在实体煤中掘开切眼的工艺方法，因开切眼的施工在一个相对稳定的岩层赋存条件下进行，对于开切眼支护的要求相对较低，国内外有很多成功例子可供参考，但存在如下几个问题：(1)开切眼在炮采采煤工作面全部撤出后进行开展，浪费大量的人力物力，同时没有保证生产的连续性。(2)在能源日益紧张的今天，另掘开切眼不仅仅是降低了生产效益，更浪费了资源。(3)随着生产的进行，残留煤柱将留下安全隐患，影响生产。但是，在已有巷道内且在不中断生产的情况下开设开切眼，存在着如下技术问题：(1)巷道顶板大面积悬空,增加了顶板断裂、垮落的危险性，为巷道支护带来了困难。(2)在作开切眼前采用炮采，炮采冲击扰动作用强烈，加大了顶板破碎程度，顶板极难管理，再次增加了顶板断裂、垮落的危险性。(3)开切眼空间内的顶板成为大跨度的悬臂顶板，且悬臂长度远远大于一般的沿空巷道，巷道断面中部易出现断裂；上、下位岩体的不同步运动造成的离层现象；煤壁处由于应力的集中造成围岩的塑性破坏的问题。(4)综采技术的应用需要开切眼为沿倾向方向真倾斜巷道，选择合适的炮采工艺是开切眼工程的前提。因此，如何在先采用传统炮采，然后无缝过度到机械化综合开采是一个比较大的难点。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，由炮采工艺阶段，炮采转机械综采工艺阶段构成。所述的炮采工艺阶段由确定基本开采设置，放炮采煤，采煤工作面支护及采空区处理构成；确定基本开采设置包括有确定开采煤层采煤工作面倾角，确定分段密集支护间距，分段密集支护柱距，密集支护的坡度；采煤工作面支护及采空区处理包括对采煤工作面的支护设置及对采煤工作面采空区的顶板管理设置。所述的炮采转机械综采工艺阶段包括设置开切眼工艺，所述的设置开切眼工艺由巷道扩帮工艺，将已扩帮巷道顶板进行支护处理工艺构成；巷道扩帮工艺为在开切眼处将炮采工艺阶段掘进的巷道扩宽，使巷道扩宽后满足于综采机械的运转。如上所述的大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，具体为，确定基本开采设置还包括确定采煤工作面采用长壁分段密集采煤方法进行采煤。如上所述的大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，具体为，确定开采煤层采煤工作面倾角为：伪倾角5度。如上所述的大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，具体为，确定分段密集支护间距为2.5-3.5m，分段密集支护柱距为0.3m，密集支护的坡度5-10度。如上所述的大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，具体为，对采煤工作面的支护设置为：(1)确定采煤工作面基本柱支护采用单体液压支柱与金属顶梁配套支护；(2)确定采煤工作面密集支柱采用单体液压支柱与木帽配套支护。如上所述的大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，具体为，所述的单体液压支柱与金属顶梁配套支护中，金属顶梁垂直于采煤工作面，且金属顶梁端头距采煤工作面的煤壁距离不超过0.3m，金属顶梁由若干单体液压支柱进行支撑，单体液压支柱在金属顶梁下方排成一条直线且单体液压支柱与单体液压支柱之间的间距为0.7m。所述的采煤工作面处设置有若干金属梁，金属梁之间的间距为1m。单体液压支柱垂直于采煤工作面顶板与底板，且单体液压支柱的迎山角为0-3度。单体液压支柱初撑力大于90KN，单体液压支柱的柱腿下陷入采煤工作面底板超过100mm以上时，将单体液压支柱的柱腿加设柱鞋。如上所述的大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，具体为，所述的采煤工作面密集支柱的长度为2.7-3.0m。如上所述的大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，具体为，所述对采煤工作面采空区的顶板管理为，采煤工作面采空区顶板采用全部垮落法管理顶板。如上所述的大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，具体为，所述的巷道扩帮工艺为：选择开切眼处，然后在已选择的开切眼处进行扩帮。选择巷道的采煤工作面侧的巷道上帮7进行扩帮，首先利用钻眼放炮方式进行刷邦，并由上向下刷至预设巷道断面，每次刷帮的长度不超1.2m,然后将已刷帮段的巷道顶板3进行支护处理。已刷帮段的巷道顶板进行支护处理工艺为：在顶板铺设金属网6，然后设置铰接顶梁与单体液压支柱配合支护，其中单体液压支柱之间的间距为0.7m。然后在顶板上分布设置锚杆5、锚索支护，锚杆、锚索4与金属网6连接，构成锚网支护；在巷道顶板与巷道底板2之间设置木垛1支护。在完成锚杆支护、锚索支护、锚网支护、木垛支护后，拆除单体液压支柱。如上所述的大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，具体为，所述的锚杆在巷道顶板上的分布为：间距0.76m，排距1m，锚杆采用直径0.02m、长度2.5m的树脂锚杆；所述的锚索在巷道顶板上的分布为：锚索布置三排，排距为1.52m，锚索间距为2米,锚索直径0.018m、长度8m；所述的木垛采用新鲜方木，方木规格为0.2×0.2m。有益效果本专利技术的工艺流程设置，可以在综采设备不能按时进行的情况下(比如综采设备无法立即安装)，采用炮采多个月，平均可多生产2-4万吨煤炭，增收近千万元。减少回收原炮采采煤工作面时间10天以上(相邻采煤工作面回撤时间)，节约人工费5万余元，同时降低了回撤采煤工作面的安全风险。采用在炮采采煤工作面直接扩为综采开切眼，不需留设安全煤柱，大幅度的提高了煤炭资料的回收率，较重新掘开切眼减少煤柱损失20米以上，多回收煤炭1.0万吨以上，直接创效350万元以上。四是缩短了综采系统准备的时间，较重新掘开切眼缩短了近1个月的时间和人工、材料费用投入20多万元。在原炮采采煤工作面直接扩为综采开切眼，减少回撤炮采采煤工作面和重新掘开切眼导硐所需时间为1个月，为矿综采生产多争取了一个月的时间，多生产煤炭2万余吨，为矿增加营业收入700多万元。综上所述：采用炮采转综采技术，为企业降低人工费和材料费及增加营业收入近1845万元，安全效益更为是无法估量。本技术成功解决了如下问题：(1)根据开切眼的使用要求，使用了适合其施工的前期炮采工艺。使前期的炮采工艺过程中炮采产生的震动等影响降低到最低，不影响后期综采。(2)从矿压、裂隙分布、围岩移动的角度分析并采用预应力锚杆、锚索、支柱联合支护技术以及分步扩大开切眼刷帮技术，控制开切眼的顶板下沉量和煤壁变形量，从而限制了开切眼内的应力集中效应，保障了巷道的稳定性。附图说明图1为炮采阶段开切眼结构图。图2是开切眼刷帮后结构图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，由炮采工艺阶段，炮采转机械综采工艺阶段构成，所述的炮采工艺阶段由确定基本开采设置，放炮采煤，采煤工作面支护及采空区处理构成；确定基本开采设置包括有确定开采煤层采煤工作面倾角，确定分段密集支护间距，分段密集支护柱距，密集支护的坡度；采煤工作面支护及采空区处理包括对采煤工作面的支护设置及对采煤工作面采空区的顶板管理设置；所述的炮采转机械综采工艺阶段包括设置开切眼工艺，所述的设置开切眼工艺由巷道扩帮工艺，将已扩帮巷道顶板进行支护处理工艺构成；巷道扩帮工艺为在开切眼处将炮采工艺阶段掘进的巷道扩宽，使巷道扩宽后满足于综采机械的运转。

【技术特征摘要】
1.大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，由炮采工艺阶段，炮采转机械综采工艺阶段构成，所述的炮采工艺阶段由确定基本开采设置，放炮采煤，采煤工作面支护及采空区处理构成；确定基本开采设置包括有确定开采煤层采煤工作面倾角，确定分段密集支护间距，分段密集支护柱距，密集支护的坡度；采煤工作面支护及采空区处理包括对采煤工作面的支护设置及对采煤工作面采空区的顶板管理设置；所述的炮采转机械综采工艺阶段包括设置开切眼工艺，所述的设置开切眼工艺由巷道扩帮工艺，将已扩帮巷道顶板进行支护处理工艺构成；巷道扩帮工艺为在开切眼处将炮采工艺阶段掘进的巷道扩宽，使巷道扩宽后满足于综采机械的运转。2.如权利要求1所述的大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，其特征在于，确定基本开采设置还包括确定采煤工作面采用长壁分段密集采煤方法进行采煤。3.如权利要求1所述的大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，其特征在于，确定开采煤层采煤工作面倾角为：伪倾角5度。4.如权利要求1所述的大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，其特征在于，确定分段密集支护间距为2.5-3.5m，分段密集支护柱距为0.3m，密集支护的坡度5-10度。5.如权利要求1所述的大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，其特征在于，对采煤工作面的支护设置为：(1)确定采煤工作面基本柱支护采用单体液压支柱与金属顶梁配套支护；(2)确定采煤工作面密集支柱采用单体液压支柱与木帽配套支护。6.如权利要求5所述的大倾角煤层破碎顶板炮采转综采工艺，其特征在于，所述的单体液压支柱与金属顶梁配套支护中，金属顶梁垂直于采煤工作面，且金属顶梁端头距采煤工作面的煤壁距离不超过0.3m，金属顶梁由若干单体液压支柱进行支撑，单体液压支柱在金属顶梁下方排成一条直线且单体液压支柱与单体液压支柱之间的间...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧钦，魏有贵，曹建辉，康虹，余祥旭，兰胜华，杨建均，张仕佳，邹勇，罗洪彬，孙超，周荣强，冯军成，
申请(专利权)人：四川广旺能源发展集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51